高中化学题1化学反应与能量变化1.1.2反应热的测量与计算能源的充分利用讲义苏教版.ppt

第,2,课时,反应热的测量与计算,能源的充分利用,阅读思考,自主检测,任务一、阅读教材第,6,页至第,7,页,认真领会其中的含义,回答下列问题,:,1,.,在测量盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热实验中,实验操作步骤中向烧杯中倒碱液时为什么一定要迅速,?,实验中用的环形玻璃搅拌棒,能不能用金属搅拌棒,?,提示,:,向烧杯中倒碱液时一定要迅速,目的是为了减少中和反应过程中的热量损失。,搅拌器要用玻璃的而不用金属的,因为金属传递热更容易,使热量损失。,2,.,盖斯定律的内容是什么,?,盖斯定律有什么重要应用,?,提示,:,一个化学反应,不论是一步完成,还是几步完成,其总的热效应是完全相同的,这个规律被称为盖斯定律。,运用盖斯定律可以方便地计算出不易测定的反应的热效应。,阅读思考,自主检测,3,.,在化学科学研究中,常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热,但有些反应的反应热很难直接测得,我们怎样才能获得它们的反应热数据呢,?,提示,:,可应用盖斯定律求解。若一个反应的化学方程式可由另外几个反应的化学方程式相加减得到,则该反应的焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而得到。,阅读思考,自主检测,任务二、认真阅读教材第,9,页到第,11,页的内容,分别完成下列任务,:,1,.,什么是标准燃烧热,?,燃烧放出的热量与标准燃烧热有什么不同,?,提示,:,在,101,kPa,下,1,mol,物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。,燃烧放出的热量与物质的多少有关,燃烧的物质越多,放出的热量就越多,而标准燃烧热规定是,1,mol,的可燃物。另外,研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态,而研究标准燃烧热必须是生成稳定的产物。所以,不同量的同一物质完全燃烧,放出的热量可能不同,但标准燃烧热是一定的。,阅读思考,自主检测,2,.,什么是能源,?,它包括哪些种类,?,能源的开发和利用有什么重要意义,?,提示,:,能源就是能提供能量的自然资源,包括化石燃料,(,煤、石油、天然气,),阳光,风力,流水,潮汐以及柴草等。能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。,3,.,世界上最重要的化石燃料有哪些,?,有何优点,?,提示,:,化石燃料通常包括煤,(,主要成分碳,),、石油,(,主要为烃的混合物,其中重要产品汽油的主要成分为辛烷,C,8,H,18,),、天然气,(,主要成分甲烷,),。优点,:,热值都很高。,阅读思考,自主检测,1,.,下列热化学方程式中的,H,能表示可燃物标准燃烧热的是,(,),答案,:,D,2,.,氢气是一种很有前途的能源物质,以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是,(,),A.,利用太阳能直接使水分解产生氢气,B.,以焦炭和水制取水煤气后分离出氢气,C.,用铁跟盐酸反应放出氢气,D.,由热电站提供电力电解水产生氢气,答案,:,A,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,1,.,中和反应热是指在稀溶液中,酸跟碱反应生成,1 mol,水时的反应热。那么在测定中和反应的反应热时,能否用,KOH,溶液与稀硝酸反应,?,提示,:,能,反应的实质为,H,+,+OH,-,H,2,O,故反应热相等。,2,.,计算化学反应的焓变有哪些途径,?,提示,:,(1),根据化学方程式计算,焓变与反应物各物质的物质的量成比例。,(2),根据反应物和生成物的键能计算,:,H,=,断裂旧键所需能量,-,生成新键释放能量。,(3),根据盖斯定律计算,:,将热化学方程式进行适当的加、减等处理后,通过各过程的热效应进行计算、比较。,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,1,.,用简易量热计测定反应热注意事项,(1),环形玻璃搅拌棒的作用,:,匀速搅拌,使溶液混合均匀。实验中不能用金属搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,因为金属易导热,使热量损失较大。,(2),简易装置中碎泡沫塑料,(,或碎纸条,),的作用,:,保温隔热、减少实验过程中热量损失。,(3),不能用同一个量筒、温度计测量盐酸和,NaOH,溶液的体积或温度。因为量筒内壁、温度计上的酸会和碱发生反应而使热量散失。,(4),酸、碱混合时,要把烧杯中的,NaOH,溶液快速倒入量热计中而不能缓缓倒入,若动作迟缓,将会使热量损失过多而使误差增大。,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,2,.,由盖斯定律求焓变的常用方法,(1),加和法,:,方法,:,运用所给热化学方程式通过加减,(,或乘除,),的方法得到所求热化学方程式,同时反应热也做相应的变化。,举例。,已知,:,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,所求热化学方程式为,应用加和法计算反应热的注意事项,a.,热化学方程式相加,(,或相减,),则反应热就相应地相加,(,或相减,),。,b.,反应热数值与各物质的化学计量数成比例,:,化学计量数乘以,(,或除以,),某个数,则反应热就相应地乘以,(,或除以,),这个数。,c.,可逆反应中,热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热,;,正、逆反应的反应热数值相等,符号相反。,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,(2),虚拟路径法,:,原理,:,先根据题意虚拟转化过程,然后根据盖斯定律列式求解,即可求得待求的反应热。可表示如下。,若反应物,A,变为生成物,D,可以有两个途径,:,则有,H,=,H,1,+,H,2,+,H,3,实例。,已知下列两个热化学方程式,:,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,若要写出白磷转化为红磷的热化学方程式可虚拟如下过程,:,根据盖斯定律,:,H,=,H,1,+(-,H,2,)4,=-2 983.2 kJmol,-1,+738.5 kJmol,-1,4,=-29.2 kJmol,-1,则白磷转化为红磷的热化学方程式为,P,4,(s,白磷,)4P(s,红磷,),H,=-29.2 kJmol,-1,。,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向一,有关反应热测量的考查,【例题,1,】,50,mL,0.50 molL,-1,盐酸与,50,mL,0.55 molL,-1,NaOH,溶液在如右图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可测定中和反应的反应热。,完成下列问题,:,(1),从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是,该玻璃用品不能用铜质仪器代替的理由是,。,重点难点,重要考向,考向一,考向二,(2),烧杯间填满碎纸条的作用是,。,(3),若大烧杯上不盖硬纸板,求得的反应热,(,H,),会,(,填,“,偏大,”“,偏小,”,或,“,无影响,”),。,(4),实验中改用,60,mL,0.50 molL,-1,盐酸与,50,mL,0.55 molL,-1,NaOH,溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量,(,填,“,相等,”,或,“,不相等,”),理由是,。,重点难点,重要考向,考向一,考向二,解析,:,中和反应放出的热量跟生成水的物质的量有关。,(1),本实验成败的关键是准确测量反应后的温度。因此所用装置必须保温、绝热且可使体系温度尽快达到一致,故缺少的仪器应为环形玻璃搅拌棒。,(2),碎纸条的作用为减少实验过程中的热量损失。,(3),大烧杯上不盖硬纸板时,会有较多的热量散失而导致求得的放出的热量数值偏小。,(4),用,50,mL,0.50,molL,-1,盐酸与,50,mL,0.55,molL,-1,NaOH,溶液反应时,盐酸不足,反应掉的,NaOH,为,0.025,mol,。改用,60,mL,0.50,molL,-1,盐酸与,50,mL,0.55,molL,-1,NaOH,溶液进行反应时,NaOH,不足,反应掉的,NaOH,为,0.027,5,mol,。两种情况反应掉的,NaOH,的物质的量不同,故放出的热量不相等。,重点难点,重要考向,考向一,考向二,答案,:,(1),环形玻璃搅拌棒铜质材料传热快,热量损失大,(2),减少实验过程中的热量损失,(3),偏大,(4),不相等反应物物质的量不同,故放出的热量不相等,规律方法点拨,弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离,存在着电离平衡。弱酸或弱碱参与中和反应的同时,伴随着电离,电离过程要吸收热量,此热量就要由,H,+,与,OH,-,结合成水分子放出的热量来抵偿,所以总的来说生成,1,mol,水时的反应热,H,大于,57.3,kJ,mol,-1,。浓硫酸参加中和反应存在一个稀释过程,浓硫酸的稀释要放出热量,所以此时生成,1,mol,水时的反应热,H,小于,57.3,kJ,mol,-1,。,重点难点,重要考向,考向一,考向二,成功体验,1,用简易量热计测定中和反应的反应热的实验中,使用下列用品不是为了减小实验误差的是,(,),A.,保温外筒,B.,杯盖,C.,温度计,D.,环形玻璃搅拌棒,解析,:,为减小中和反应热的实验误差,必须让反应充分进行,且不能使反应产生的热量散失。,答案,:,C,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向二,反应热的计算,【例题,2,】,实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的,H,但可测出下面几个反应的热效应,:,解析,:,因为反应式中,H,1,、,H,2,、,H,3,和,H,4,之间有以下关系,:,H,2,+,H,3,2-,H,1,=,H,4,所以,H,4,=,H,2,+2,H,3,-,H,1,=-393.5,kJmol,-1,+2(-285.8,kJmol,-1,)-(-890.3,kJmol,-1,)=-74.8,kJmol,-1,。,答案,:,H,4,=-74.8 kJmol,-1,重点难点,重要考向,考向一,考向二,规律方法点拨,应用盖斯定律进行简单计算应注意的几点问题,(1),当热化学方程式乘以或除以某数时,H,也相应乘以或除以某数。,(2),将热化学方程式进行加减运算时,H,也同样要进行加减运算,且要带,“+”“-”,符号,即把,H,看作一个整体进行运算。,(3),通过盖斯定律计算比较反应热的大小时,同样要把,H,看作一个整体。,(4),在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化,物质的状态由固,液,气变化时,会吸热,;,反之会放热。,(5),当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。,重点难点,重要考向,考向一,考向二,成功体验,2,导学号,22014005,(2016,河北衡水测控,),物质,A,在一定条件下可发生一系列变化。由图可判断下列关系错误的是,(,),A.AF,H,=-,H,6,B.,H,1,+,H,2,+,H,3,+,H,4,+,H,5,+,H,6,=1,C.CF,|,H,|=|,H,1,+,H,2,+,H,6,|,D.|,H,1,+,H,2,+,H,3,|=|,H,4,+,H,5,+,H,6,|,解析,:,依据盖斯定律来分析判断。,AF,和,FA,的焓变数值相等符号相反,A,项正确,;,由,A,循环到,A,能量变化为,0,H,1,+,H,2,+,H,3,+,H,4,+,H,5,+,H,6,=0,B,项错误,;,由,CF,H,=,H,3,+,H,4,+,H,5,由,FC,H,=,H,1,+,H,2,+,H,6,二者的绝对值相等,C,项正确,;D,项等式两边分别表示由,AD,和由,DA,的,H,的绝对值,二者相等,D,项正确。,答案,:,B,1 2 3 4,1,.,在测定中和热的实验中,下列说法正确的是,(,),A.,使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差,B.,为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触,C.,用,0.5 molL,-1,NaOH,溶液分别与,0.5 molL,-1,的盐酸、硝酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,则测得的中和热数值不同,D.,在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计,解析,:,在中和反应热的测定中,使用环形玻璃搅拌棒的目的是使反应物混合均匀,加快反应,减小误差,A,正确,;B,项中温度计水银球不能接触烧杯底部,B,错误,;C,项中反应的实质均为,H,+,+OH,-,H,2,O,故反应热相同,C,错误,;D,项,实验所需仪器中不需要天平、滴定管,D,错误。,答案,:,A,1 2 3 4,2,.,已知下列热化学方程式,H,3,其中,H,3,的值是,(,),A.-441.8 kJmol,-1,B.-254.6 kJmol,-1,C.-438.9 kJmol,-1,D.-260.4 kJmol,-1,解析,:,H,3,=-351.1,kJmol,-1,+90.7,kJmol,-1,=-260.4,kJmol,-1,。,答案,:,D,1 2 3 4,3,.,已知,H,2,(g)+Br,2,(l)2HBr(g),H,=-72 kJmol,-1,蒸发,1,mol,Br,2,(l),需要吸收的能量为,30 kJ,其他的相关数据如下表,:,则表中,a,为,(,),A.404B.260C.230D.200,答案,:,D,1 2 3 4,4,.,已知,H,+,(,aq,)+OH,-,(,aq,)H,2,O(l),H,=-57.3 kJmol,-1,回答下列问题。,(1),用含,20 g,NaOH,的稀溶液跟足量稀盐酸反应放出,kJ,的热量。,(2),用含,0.5,mol,H,2,SO,4,的稀溶液跟足量稀,KOH,溶液反应,此反应的中和反应热,H,为,。,(3),如果将,(1),反应中的稀盐酸换成稀硫酸,反应放出的热量,(,填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等于,”)(1),放出的热量。,解析,:,(1)=0.5,mol,所以,0.5,mol,NaOH,与足量稀盐酸反应放出的热量为,0.5,mol57.3,kJmol,-1,=28.65,kJ,。,答案,:,(1)28.65,(2)-57.3 kJmol,-1,(3),等于,