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文檔簡介

1、第第 一一 章章預測預測HCNOFClH436C415331N389293159O465343201138F565486272184155C=C 620 C=O 708若干化學鍵的鍵能(若干化學鍵的鍵能( kJ/mol,25 )3、H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 預測當生成預測當生成2 mol HF和和2 mol HCl時,哪個時,哪個 反應放出的熱量多?反應放出的熱量多? 說說你的理由?說說你的理由? 如何驗證你的預測?如何驗證你的預測?二、學會熱化學方程式的書寫二、學會熱化學方程式的書寫什么是什么是熱化學方程式?熱化學方程

2、式?表示參加反應物質的量和反應熱的關系表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式,叫做熱化學方程式。的化學方程式,叫做熱化學方程式。請看以下兩個例子,再思考!請看以下兩個例子,再思考!問題:問題:意義意義:熱化學方程式不僅表明了化學反應中的物質變化,熱化學方程式不僅表明了化學反應中的物質變化,也表明了化學反應中的能量變化。也表明了化學反應中的能量變化。通過以上兩個例子,說明一下通過以上兩個例子,說明一下熱化學方程式熱化學方程式與與一般的化學方程式一般的化學方程式的書寫的書寫有什么不同有什么不同?(1)書寫熱化學方程式要書寫熱化學方程式要注明反應的溫度和壓強注明反應的溫度和壓強,而常溫、常壓

3、可以不注明,即不注明則是常溫、而常溫、常壓可以不注明,即不注明則是常溫、常壓。常壓。(2)標出了標出了反應物與生成物的狀態反應物與生成物的狀態:固體一固體一s s,液,液體一體一l l,氣體一,氣體一g g;(為什么為什么要標出?要標出?)(3)寫出了反應熱,還注明了寫出了反應熱,還注明了“”,“”(4)方程式中的方程式中的計量系數計量系數可以是可以是整數整數也可以是也可以是分數分數。問題:問題:反應物和生成物前的反應物和生成物前的系數系數它它代表了什么代表了什么?在方程式中在方程式中H它表示了它表示了什么意義什么意義? H它的它的值與什么有關系值與什么有關系?熱化學方程式中各物質前的化學計量

4、數不熱化學方程式中各物質前的化學計量數不表示分子個數,表示對應物質的物質的量。表示分子個數,表示對應物質的物質的量。 H(kJ/mol)它表示每摩爾反應所放出的它表示每摩爾反應所放出的熱量,熱量, H它的值與方程式中的計量系數它的值與方程式中的計量系數有關,即對于相同的反應,當化學計量數有關,即對于相同的反應,當化學計量數不同時,其不同時,其H不同。不同。例例 題題1、當、當1mol氣態氣態H2與與1mol氣態氣態Cl2反應反應生成生成2mol氣態氣態HCl,放出,放出184.6KJ的的熱熱量,請寫出該反應的熱化學方程式。量,請寫出該反應的熱化學方程式。H2(g) + Cl2(g) =2HCl

5、(g) H =-184.6KJ/mol而這些書寫也是對的而這些書寫也是對的寫出下列反應的熱化學方程式寫出下列反應的熱化學方程式課堂練習課堂練習1、1molN2(g)與適量與適量O2(g)反應生成反應生成NO (g),需吸收需吸收68kJ的熱量;的熱量;2、2molCu(s)與適量與適量O2(g)反應生成反應生成CuO(s),放出,放出314kJ熱量;熱量;3、 1g 硫粉在氧氣中充分燃燒放出硫粉在氧氣中充分燃燒放出 9.36kJ熱量,寫出硫燃燒的熱化學熱量,寫出硫燃燒的熱化學方程式。方程式。4、 4g CO在氧氣中燃燒生成在氧氣中燃燒生成CO2,放出放出 9. 6kJ熱量,寫出熱量,寫出CO燃

6、燒的熱燃燒的熱化學方程式。化學方程式。5、已知、已知 (1)H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol(2)2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol(3)H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol(4)2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol則則a、b、c、d的關系正確的是的關系正確的是 。A、acd0 C、2a=b0 C6、在一定條件下,氫氣和甲烷燃燒的化學方程、在一定條件下,氫氣和甲烷燃燒的化學方程式為:式為: 2H2(g)

7、 + O2 (g) = 2H2O (l);H= 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l); H= 890 kJ/mol由由1mol 氫氣和氫氣和2mol甲烷組成的混合氣體在上述條件下甲烷組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時放出的熱量為多少。完全燃燒時放出的熱量為多少。2066KJ 7. 在一定條件下,氫氣和丙烷燃燒的化學方程式為:在一定條件下,氫氣和丙烷燃燒的化學方程式為:2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) H=-571.6 kJ/molC3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2(g) +4H2O ( l

8、 ) H=- 2220 kJ/mol 5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱3847kJ,則,則氫氣和甲烷的體積比為氫氣和甲烷的體積比為 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1解解 :設:設H2、C3H8的物質的量分別為的物質的量分別為x,y答:氫氣和丙烷的體積比為答:氫氣和丙烷的體積比為 3:1 x + y = 5 (571.6/2)(x) + 2220y = 3847 V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1 x = 3.75 moly = 1.25 mol 實踐活動實踐活動 中

9、和反應中和反應 反應熱的測定反應熱的測定 實驗名稱實驗名稱中和反應中和反應 反應熱的測定反應熱的測定實驗原理:實驗原理:Q=mctQ:中和反應放出的熱量。中和反應放出的熱量。m:反應混合液的質量。反應混合液的質量。c:反應混合液的比熱容。:反應混合液的比熱容。t:反應前后溶液溫度的差值。:反應前后溶液溫度的差值。Q=(V酸酸酸酸V堿堿堿)堿)c(t2t1)V酸酸=V堿堿=50 mL。c酸酸=0.50 mol/L c堿堿=0.55 mol/L酸酸=堿堿=1 g/cm3c=4.18 J/(g)Q=0.418(t2t1)kJ實驗步驟實驗步驟誤差分析誤差分析實驗目的實驗目的 測定強酸與強堿反應的反應熱

10、測定強酸與強堿反應的反應熱學習重點學習重點 中和反應反應熱的測定原理和方法。中和反應反應熱的測定原理和方法。實驗用品實驗用品 大燒杯(大燒杯(500 mL500 mL)、小燒杯()、小燒杯(100 mL100 mL) 溫度計、量筒(溫度計、量筒(50 mL50 mL)兩個、泡沫塑料)兩個、泡沫塑料 或紙條、泡沫塑料板或硬紙板(中心有兩個小或紙條、泡沫塑料板或硬紙板(中心有兩個小孔)、孔)、環形玻璃攪拌棒環形玻璃攪拌棒。 0.50 mol/L 0.50 mol/L 鹽酸、鹽酸、0.55 mol/L0.55 mol/L NaOH NaOH溶液溶液問題問題 1.我們利用什么原理來測定酸、堿反應的反應

11、熱我們利用什么原理來測定酸、堿反應的反應熱(也稱中和熱也稱中和熱)呢?呢? 2.中和熱與反應熱是否相同?它們之間有什么區別和聯系?中和熱與反應熱是否相同?它們之間有什么區別和聯系? 不同不同; ;它們都是指化學反應放出的能量,但中和熱僅指它們都是指化學反應放出的能量,但中和熱僅指在稀溶液中,酸跟堿發生中和反應而生成在稀溶液中,酸跟堿發生中和反應而生成1 mol1 mol水時的反水時的反應熱。任何一個化學反應發生所放出或吸收的能量都叫反應熱。任何一個化學反應發生所放出或吸收的能量都叫反應熱,但卻不一定是中和熱。應熱,但卻不一定是中和熱。本節課,我們取一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液發生中和反應,哪些數

12、據可以幫助我們測出它們的反應熱呢?請大家討論回答。Q Q = =m c m c t t QQ: :中和反應放出的熱量。中和反應放出的熱量。mm:反應混合液的質量。:反應混合液的質量。c c:反應混合液的比熱容。:反應混合液的比熱容。 t t:反應前后溶液溫度的差值。:反應前后溶液溫度的差值。我們如何得到上述數據呢?m的質量為所用酸、堿的質量和,測出參加反應的酸、堿質量相加即可;c 需要查閱,t可用溫度計測出反應前后的溫度相減得到。問酸、堿反應時,我們用的是它的稀溶液,它們的問酸、堿反應時,我們用的是它的稀溶液,它們的質量應怎樣得到?質量應怎樣得到?量出它們的體積,再乘以它們的密度即可。量出它們

13、的體積,再乘以它們的密度即可。 Q =(V酸酸酸酸V堿堿堿堿)c(t2t1) 本實驗中,我們所用一元酸、一元堿的體積均為本實驗中,我們所用一元酸、一元堿的體積均為50mL, 它它 們的濃度分別為們的濃度分別為0.50 mol/L和和0.55 mol/L。由于是稀溶液,。由于是稀溶液,且為了計算簡便,我們近似地認為,所用酸、堿溶液的密度且為了計算簡便,我們近似地認為,所用酸、堿溶液的密度均為均為1 g/cm3,且中和后所得溶液的比熱容為,且中和后所得溶液的比熱容為 4.18 J/(g)已知已知 V酸酸=V堿堿=50 mL。 c酸酸=0.50 mol/L c堿堿=0.55 mol/L。 酸酸=堿堿

14、=1 g/cm3 c=4.18 J/(g)請把以上數據代入式請把以上數據代入式,得出得出Q的表示式。其中熱量的單位用的表示式。其中熱量的單位用kJ。 得出結果。得出結果。Q = 0.418(t2t1)kJ 思考:思考:式表示的是不是該反應的反應熱?式表示的是不是該反應的反應熱? 是中和熱嗎?為什么?是中和熱嗎?為什么?式不是該反應的反應熱,因為反應熱是有正負的,式不是該反應的反應熱,因為反應熱是有正負的,中和反應放熱,故其中和反應放熱,故其H為為“”。中和熱是稀的酸、。中和熱是稀的酸、堿中和生成堿中和生成 1 mol水的反應熱,而水的反應熱,而50 mL 0.50 mol/L的鹽酸與的鹽酸與5

15、0 mL 0.55 mol/L 氫氧化鈉反應后生成的氫氧化鈉反應后生成的水只有水只有0.025 mol,故,故式表示的也不是中和熱。式表示的也不是中和熱。 問題該反應的中和熱應怎樣表示呢?問題該反應的中和熱應怎樣表示呢?H= 0.418 (t2t1)0.025kJ/mol實驗步驟:實驗步驟:1.1.在大燒杯底部墊泡沫塑料(或紙條),在大燒杯底部墊泡沫塑料(或紙條),使放使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料(或紙條),大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料(或紙條),大燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板,大燒杯上用泡沫塑料板(或

16、硬紙板)作蓋板,在板中間開兩個小孔,正好使溫度計和環形玻在板中間開兩個小孔,正好使溫度計和環形玻璃攪拌棒通過,如下圖所示。璃攪拌棒通過,如下圖所示。中和熱的測定中和熱的測定大、小燒杯放置時,為何要使兩杯口相平?填碎紙條的作用是什么?對此裝置,你有何更好的建議?答案:答案:. .兩杯口相平,可使蓋板把杯口盡量蓋嚴,從兩杯口相平,可使蓋板把杯口盡量蓋嚴,從而減少熱量損失;填碎紙條的作用是為了達到保溫而減少熱量損失;填碎紙條的作用是為了達到保溫隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。若換用隔隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置(如保溫杯)會使實驗結熱、密封性能更好的裝置(如

17、保溫杯)會使實驗結果更準確。果更準確。2.用一個量筒最取用一個量筒最取50 mL 0.50 mol/L鹽酸,倒入小鹽酸,倒入小燒杯中,并用溫度計測量鹽酸的溫度,記入下表。燒杯中,并用溫度計測量鹽酸的溫度,記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈?沖洗后的溶溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈?沖洗后的溶液能否倒入小燒杯?為什么?液能否倒入小燒杯?為什么? 因為該溫度計還要用來測堿液的溫度,若不沖洗,因為該溫度計還要用來測堿液的溫度,若不沖洗,溫度計上的酸會和堿發生中和反應而使熱量散失,溫度計上的酸會和堿發生中和反應而使熱量散失,故要沖洗干

18、凈;沖洗后的溶液不能倒入小燒杯,若故要沖洗干凈;沖洗后的溶液不能倒入小燒杯,若倒入,會使總溶液的質量增加,而導致實驗結果誤倒入,會使總溶液的質量增加,而導致實驗結果誤差。差。3.用另一個量筒量取用另一個量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,溶液,并用溫度計測量并用溫度計測量NaOH溶液的溫度,記入下表。溶液的溫度,記入下表。.酸、堿混合時,為何要把量筒中的酸、堿混合時,為何要把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入?入小燒杯而不能緩緩倒入?.因為本實驗的關鍵是測反應的反應熱,若動作因為本實驗的關鍵是測反應的反應熱,若動作遲緩,將會使熱量損失而使誤差

19、增大。遲緩,將會使熱量損失而使誤差增大。4.4.把溫度計和環形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中,把溫度計和環形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中,并并把量筒中的把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入小燒杯(注意不要溶液一次倒入小燒杯(注意不要灑到外面)灑到外面)。用環形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液,并。用環形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液,并準確讀取混合溶液的最高溫度,記為終止溫度,記準確讀取混合溶液的最高溫度,記為終止溫度,記入下表。入下表。實驗中所用實驗中所用HClHCl和和NaOHNaOH的物質的量比為何不的物質的量比為何不是是1111而是而是NaOHNaOH過量?若用過量?若用HClHCl過量行嗎?過量行嗎?

20、為了保證為了保證0.50 mol/L的鹽酸完全被的鹽酸完全被NaOH中和,中和,采用采用0.55 mol/L NaOH溶液,使堿稍稍過量。若使溶液,使堿稍稍過量。若使鹽酸過量,亦可。鹽酸過量,亦可。5.重復實驗兩次,取測量所得數據的平均值作為重復實驗兩次,取測量所得數據的平均值作為計算依據。計算依據。 議一議議一議你所測得的數據是否為你所測得的數據是否為57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol,若,若不是,分析產生誤差的原因。不是,分析產生誤差的原因。可能的原因有:可能的原因有:1.量取溶液的體積有誤差(測量結果是按量取溶液的體積有誤差(測量結果是按50 mL的酸、堿進的酸、堿進行計算,若

21、實際量取時,多于行計算,若實際量取時,多于50 mL或小于或小于50 mL都會造成都會造成誤差)誤差)2.溫度計的讀數有誤。溫度計的讀數有誤。3.實驗過程中有液體灑在外面。實驗過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時,動作緩慢,導致實驗誤差。混合酸、堿溶液時,動作緩慢,導致實驗誤差。5.隔熱操作不到位,致使實驗過程中熱量損失而導致誤差。隔熱操作不到位,致使實驗過程中熱量損失而導致誤差。6.測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度,致測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度,致使熱量損失而引起誤差。使熱量損失而引起誤差。 討論下列問題 1.本實驗中若把本實驗中若把50 mL 0.5

22、0 mol/L的鹽酸改為的鹽酸改為50 mL 0.50 mol/L醋酸,所測結果是否會有所變化?醋酸,所測結果是否會有所變化?為什么?為什么?2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L的鹽酸和的鹽酸和100 mL 0.55 mol/L的的NaOH溶液,所測中和熱的數值是否約為本溶液,所測中和熱的數值是否約為本實驗結果的二倍(假定各步操作沒有失誤)?實驗結果的二倍(假定各步操作沒有失誤)?答案:答案:1.會有所變化。因為醋酸為弱電解質,其電會有所變化。因為醋酸為弱電解質,其電離時要吸熱,故將使測得結果偏小。離時要吸熱,故將使測得結果偏小。2.否。因中和熱是指酸與堿發生中和反應生成否。因中和熱是指酸與堿發生中和反應生成1 mol H2O時放出的熱量,其數值與反應物的量的時放出的熱量,其數值與反應物的量的多少無關,故所測結果應基本和本次實驗結果相多少無關,故所測結果應基本和本次實驗結果相同(若所有操作都準確無誤,且無熱量損失,則同(若所有操作都準確無誤,且無熱量損失,則二者結果相同)。二者結果相同)。練習50 mL 0.

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