反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算課件

第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

課時(shí)2反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算

第一章

化學(xué)反應(yīng)與能量變化學(xué)習(xí)目標(biāo)1．理解反應(yīng)熱測(cè)定的原理和方法，分析產(chǎn)生誤差的原因，完善和改進(jìn)測(cè)定方法。2．構(gòu)建蓋斯定律模型，理解蓋斯定律的本質(zhì)，形成運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行相關(guān)判斷或計(jì)算的思維模型。許多反應(yīng)熱可以通過(guò)量熱計(jì)直接測(cè)定。一、反應(yīng)熱的測(cè)量簡(jiǎn)易量熱計(jì)一、反應(yīng)熱的測(cè)量實(shí)驗(yàn)探究用簡(jiǎn)易量熱計(jì)測(cè)定鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱。環(huán)形玻璃攪拌棒一、反應(yīng)熱的測(cè)量實(shí)驗(yàn)原理：

通過(guò)測(cè)定一定量的酸、堿溶液在反應(yīng)前后溫度的變化，計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，由此求得反應(yīng)熱。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸，倒入簡(jiǎn)易量熱計(jì)中，測(cè)量并記錄鹽酸的溫度（T1）。（2）另取一量筒量取50mL0.50mol·L－1NaOH溶液，測(cè)量并記錄氫氧化鈉溶液的溫度（T2）。（3）將量筒中的氫氧化鈉溶液迅速倒入盛有鹽酸的簡(jiǎn)易量熱計(jì)中，立即蓋上蓋板。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪拌，并準(zhǔn)確讀出反應(yīng)體系的最高溫度（T3）。測(cè)定反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)記錄通常情況下，一定量的物質(zhì)溫度升高1℃所需吸收的熱量稱(chēng)為熱容。數(shù)據(jù)處理：

假設(shè)溶液的比熱與水的比熱相等，溶液的密度與是的密度相等，忽略量熱計(jì)的比熱一、反應(yīng)熱的測(cè)量總結(jié)測(cè)定反應(yīng)熱的過(guò)程一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程，溫度計(jì)使用3次實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵及其注意事項(xiàng)迅速反應(yīng)，防止熱量散失。在測(cè)量反應(yīng)混合液的溫度時(shí)要隨時(shí)讀取溫度值，記錄下最高溫度值。溫度計(jì)不要靠在容器壁上或插入容器底部。不可將溫度計(jì)當(dāng)攪拌棒使用；環(huán)形玻璃攪拌棒應(yīng)上下移動(dòng)。用同一根溫度計(jì)，減少誤差。例1：各稀溶液的密度均近似為1g?mL－1，又知中和反應(yīng)后溶液的比熱容c＝4.18J?g－1?℃－1。為了計(jì)算中和熱，某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：依據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，該實(shí)驗(yàn)測(cè)得ΔH＝_________

kJ?mol－1(結(jié)果保留一位小數(shù))。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)起始溫度T1/℃終止溫度T2/℃鹽酸NaOH溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6－51.8典例解析一、反應(yīng)熱的測(cè)量思考1、用同體積、同濃度的KOH代替NaOH完成上述實(shí)驗(yàn)，用同體積、同濃度的硝酸代替鹽酸完成上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的反應(yīng)熱數(shù)值三者是否相同？

相同。參加反應(yīng)的物質(zhì)都是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，它們?cè)谒型耆婋x，中和反應(yīng)的離子方程式都是H＋＋OH－===H2O，反應(yīng)都在室溫下進(jìn)行，且參加反應(yīng)的n(H＋)和n(OH－)都相同，所以反應(yīng)熱也相同。一、反應(yīng)熱的測(cè)量思考2、在實(shí)驗(yàn)室中有環(huán)形玻璃攪拌棒和環(huán)形金屬攪拌棒，在進(jìn)行測(cè)定反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇哪種攪拌棒？應(yīng)選用環(huán)形玻璃攪拌棒。因?yàn)榻饘偈菬岬牧紝?dǎo)體而玻璃不是，選用金屬攪拌棒會(huì)增大反應(yīng)過(guò)程中熱量的損失，造成實(shí)驗(yàn)誤差。一、反應(yīng)熱的測(cè)量思考3、用濃硫酸代替鹽酸對(duì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生什么影響？用醋酸代替鹽酸對(duì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生什么影響？濃硫酸溶于水時(shí)放熱，所測(cè)ΔH偏??；醋酸是弱酸，弱酸電離吸熱，所測(cè)ΔH偏大。大量實(shí)驗(yàn)證明：25℃和101kPa下，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)，放出57.3kJ的熱量。中和熱一、反應(yīng)熱的測(cè)量H＋(aq)＋OH－(aq)==H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol知識(shí)點(diǎn)一·中和熱的定義（理解為主）1.定義：25℃和101kPa下，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)放出的熱量叫中和熱。2.注意：①酸、堿溶液必須為稀溶液。②計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)必須是生成1mol水。3.對(duì)于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)，中和熱基本上是相等的，表示為H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1

中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離時(shí)吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。

知識(shí)點(diǎn)一·中和熱的定義（理解為主）CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)

ΔH2NH3·H2O(aq)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)

ΔH3ΔH1、ΔH2、ΔH3的數(shù)值均不等于57.3，為什么？答：57.3kJ的熱量是指強(qiáng)酸、強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱，有弱酸或弱堿參加的中和反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)出的中和熱的數(shù)值要低于57.3，因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)反應(yīng)時(shí)會(huì)繼續(xù)電離，電離要吸熱；在Ba(OH)2和H2SO4反應(yīng)中，除生成H2O外，還生成了BaSO4，這部分反應(yīng)熱應(yīng)不在中和熱內(nèi)。有些反應(yīng)熱無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定

難以控制反應(yīng)的程度不能直接測(cè)定反應(yīng)熱二、蓋斯定律及其應(yīng)用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分幾步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相等的，這個(gè)規(guī)律被稱(chēng)為蓋斯定律。ΔH＝

＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5ΔH1＋ΔH2在恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)等于焓變（ΔH），而ΔH僅與反應(yīng)的起始狀態(tài)和反應(yīng)的最終狀態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。h=300m始態(tài)終態(tài)反應(yīng)熱ΔH1ΔH2二、蓋斯定律及其應(yīng)用利用蓋斯定律間接計(jì)算其反應(yīng)熱速率很小伴隨副反應(yīng)不容易直接發(fā)生蓋斯定律的提出，為反應(yīng)熱的研究提供了極大的方便，使一些不易測(cè)定或無(wú)法測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過(guò)推算間接求得。二、蓋斯定律及其應(yīng)用熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，ΔH也相應(yīng)加倍。熱化學(xué)方程式相加減，同種物質(zhì)之間可加減，反應(yīng)熱也相應(yīng)加減。將熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH的正負(fù)必須隨之改變。二、蓋斯定律及其應(yīng)用運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的關(guān)鍵定方程找目標(biāo)：優(yōu)先找只出現(xiàn)一次的?。≌{(diào)系數(shù)定加減：ΔH的“+”“-”號(hào)不能少?。?！二、蓋斯定律及其應(yīng)用運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的方法