1、選修四 化學反應原理專題一 化學反應與能量變化第一單元 化學反應中的熱效應反應熱的測量與計算問題討論： 前面我們已經學習了熱化學方程式的有關知識，在熱化學方程式中提供了反應熱的數據，那么，這些數據是通過什么途徑獲得的呢？最直接的方法：通過實驗進行測定活動與探究 1、請大家觀察簡易量熱計的構造，分析一下，量熱計直接測定的數據是什么？是焓變的數值嗎？ 是體系（溶液）溫度的變化2、根據體系溫度變化可以求得什么物理量？可以求得反應吸收或放出的熱量Q =cmtQ: 反應放出的熱量。m：反應混合液的質量。c：反應混合液的比熱容。t：反應前后溶液溫度的差值。HCl與NaOH反應的反應熱測定原理：HCl(aq

2、)+ NaOH (aq) NaCl (aq) +H2O (l) H=-akJmol-11mol 1mol akJnmol nmol QkJ由實驗可以測定出Q值，然后便可換算出a反應熱的測定原理Q =cmta=Q/n所需儀器與試劑大燒杯（500 mL）小燒杯（100 mL）溫度計環形玻璃攪拌棒泡沫塑料或紙條泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）量筒（50 mL）兩個0.50 mol/L 鹽酸0.50 mol/L NaOH溶液活動與探究實驗步驟在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、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，

3、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，如左圖所示。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？1、組裝量熱器（1）用量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入簡易量熱計中，測量并記錄鹽酸的溫度（t1）（2）用另一量筒量取50mL0.50mol/L氫氧化鈉溶液，測量并記錄氫氧化鈉溶液的溫度（ t2）。實驗步驟2、藥品取用溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？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，故要沖洗干凈實驗步驟（3）將量筒中的氫氧化鈉溶液迅速倒入盛有鹽酸的簡易量熱計中，立即蓋上蓋板，用環

4、形玻璃攪拌棒不斷攪拌，觀察溫度計的溫度變化，準確讀出并記錄反應體系的最高溫度（ t3 ）。.酸、堿混合時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒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，若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。實驗中能否用環形銅絲攪拌棒代替環形玻璃攪拌棒？不能。因為銅絲易導熱，使熱量損失較大3、酸堿混合4、數據分析 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？量出它們的體積，再乘以它們的密度即可。 Q =（V酸酸V堿堿）c（t后t前） Q =m c t（4）假設溶液的比熱容與水的比熱容相等，溶液的密度與水的密度相等，忽略量熱計的比熱，根據溶液溫度升高

5、的數值，計算該反應的反應熱并寫出熱化學方程式實驗步驟Q =（V酸酸V堿堿）c（t后t前） Q =m c t已知 V酸=V堿=50 mL。 c酸= c堿=0.50 mol/L。 酸=堿=1 g/cm3 c=4.18 J/（g） 本實驗中，我們所用一元酸、一元堿的體積均為50 mL,它 們的濃度均為0.50 mol/L。由于是稀溶液，且為了計算簡便，我們近似地認為，所用酸、堿溶液的密度均為1 g/cm3，且中和后所得溶液的比熱容為 4.18 J/（g)4、數據分析Q = 0.418（t3 ）kJ t2+t12H= 0.418 （t3 ）0.025kJ/mol t2+t12思考 如果用同樣的方法測定

6、KOH溶液和鹽酸反應、NaOH溶液和鹽酸反應的反應熱是否與氫氧化鈉與鹽酸的反應熱相同的？為什么？ 它們的反應熱是相同的，因為它們反應的實質是一樣的，都是 OH-+H+=H2O5、重復實驗三次：保證實驗結果的準確性中和熱定義：在稀溶液中，酸和堿發生中和反應生成1mol水時所放出的熱量。強酸與強堿的反應表示中和熱的熱化學方程式為：H+(aq)+ OH- (aq) = H2O (l) H=-57.3 kJmol-1概念辨析mol H2SO4 與 2 mol NaOH 完全反應放出114.6 KJ 的熱量，此反應的中和熱為-114.6 KJ /mol。對嗎？為什么？表示該中和熱的熱化學方程式為1/2H

7、2SO4(aq) +NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)； = -57.3 kJ/molH議一議實際上所測得的數據普遍低于57.3 kJ/mol，分析產生誤差的原因。實驗的關鍵是防止反應過程中熱量的散失。誤差分析Q =m c tH= mc（t3 ）n(H2O)kJ/mol t2+t12討論 1.本實驗中若把50 mL 0.50 mol/L的鹽酸改為50 mL 0.50 mol/L醋酸，所測結果是否會有所變化？為什么？答案：會有所變化。因為醋酸為弱電解質，其電離時要吸熱，故將使測得數值偏小。2、實驗中所用HCl和NaOH的物質的量比為11,但在實際操作過程中往往會取0.55

8、mol/L的NaOH，這樣使測得的中和熱數值會更加準確，你知道為什么嗎？為了保證0.50 mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使堿稍稍過量。若使鹽酸過量，亦可。反應熱的計算蓋斯定律 在眾多的化學反應中，有些反應的反應速度很慢，有些反應同時有副反應，還有些反應不易直接進行，測定這些反應的熱效應很困難如何測定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應熱H能直接測定嗎？如何測？若不能直接測，怎么辦？思考：可通過蓋斯定律獲得它們的反應熱數據蓋斯定律 一個化學反應，不論是一步完成,還是分幾步完成,，其總的熱效應是完全相同的 化學反應的焓變（ H）只與反應體系的始

9、態和終態有關，而與反應的途徑無關。C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H3？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2-283.0 kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) H1-393.5 kJ/mol+)H3+ H2 = H1 H3 = H1 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol2、計算（1）若一個反應的焓變H=a kJmol1，則其逆反 應的焓變H=-a kJmol1（2）若一個化學反應方程式可由另外幾個反應 的化學方程式相加減而得到，則該反應的 焓變亦可以由這幾個反應的焓變相加減而 得到。1.已知：.C(石

10、墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol.C(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.0kJ/mol寫出石墨變成金剛石的熱化學方程式(25,101kPa時). 解：- 得： C(石墨，s)= C(金剛石，s) H=+1.5kJ/mol【課堂練習】：P9問題解決2能源的充分利用化學反應原理之 化學反應中的熱效應標準燃燒熱定義：在101kPa時，l mol物質完全燃燒的反應熱.衡量燃料燃燒放出熱量大小的物理量熱值定義：在101kPa時，l g物質完全燃燒的反應熱.使用標準燃燒熱時注意：標準燃燒熱是反應熱的一種。 物質燃燒都是放熱反應，所以表達物質燃燒時的H0

11、； 燃燒的條件是在101kPa；標準燃燒熱:燃料是以1mol作為標準，因此書寫表示標準燃燒熱的熱化學方程式時，以燃燒1mol物質為標準來配平其余物質，化學計量數常出現分數表示； 燃燒要完全，生成穩定物質。C元素轉化為CO2，而不是CO；H元素轉化為H2O(l)，而不是H2O(g), N元素轉化為N2。如：H2(g)+ 1/2 O2(g) = H2O(l); H =Q kJ/mol小結：標準燃燒熱和中和熱的區別與聯系1mol反應物完全燃燒時放出的熱量；不同反應物，標準燃燒熱不同。生成1mol水時放出的熱量；強酸與強堿的中和熱都約為57.3kJ/mol 。標準燃燒熱中和熱相同點不同點能量變化H標準

12、含義放熱反應H0；單位：kJ/mol 1mol可燃物生成1mol水常規能源；煤、石油、天然氣、熱能、電能等新能源：太陽能、核能、風能、生物質能、地 熱能、海洋能、氫能、天然氣水合物 等能源能源的分類思考：在許多場合將煤塊直接燃燒，這種燃燒方式 存在什么缺陷？采用這種方式燃燒煤，煤與空氣的接觸面積不夠，內部煤的燃燒效率偏低，浪費了能源。另外，直接燃燒煤會使其中的硫轉化為二氧化硫，引起大氣的污染。有哪些可以提高煤的燃燒效率的方法嗎？目前常用的方法主要有三種：（1）通入足量空氣，使燃料充分燃燒。空氣足量但要適當，否則過量的空氣會帶走部分熱量。（2）增大燃料與空氣的接觸面積，如大塊固體燃料粉碎、液體燃料霧化（3）將煤氣化或液化。完成第10頁的“交流與討論”，提出你的觀點。 雖然將煤轉化為水煤氣再燃燒與直接燃燒煤所獲得的能量是一樣的，而且將煤轉化為水煤氣會增加消耗。但將煤轉化為水煤氣至少有兩個優點：一是：將固體煤轉化為氣體，極大地提高了燃燒效率；二是：通過轉化除去了硫，避免了SO2氣體的產生。1、 若在標準狀況下，將H2和O2組成的混合氣體點燃爆炸后再恢復到標況，氣體體積減少了33.6L，則反應放出的熱量是_kJ。286；H =484kJ/mol；H =572kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H