1819 第1章 第1节 课时2 热化学方程式 中和反应反应热的测定Word格式.docx
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(4)化学计量数只表示物质的量,因此可以为分数。
微点拨:
可以从物质的状态,热量的数值及ΔH的符号判断热化学方程式的正误。
3.意义
热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
如:
H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol,表示在25℃、101kPa,1molH2与
molO2完全反应生成1mol液态水时放出的热量是285.8kJ。
二、中和热的测定
1.中和热
稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。
表示为H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·
mol-1。
2.实验原理
通过一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化,计算反应放出的热量,由此求得中和热。
3.实验仪器装置
(1)将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。
(2)实验过程中,还需要的其他仪器有50mL量筒(2个)。
4.实验数据
测定反应的初始温度,重复三次,代入公式Q=cmΔt计算。
[基础自测]
写出下列反应的热化学方程式
【导学号:
80192012】
(1)1molCO完全转化为CO2放出283kJ的热量。
_______________________________________________________________
(2)24gC(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收262.6kJ热量。
【解析】
(1)CO转化为CO2的化学方程式为2CO+O2===2CO2,2molCO生成CO2放出热量为2×
283kJ=566kJ,则反应的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566kJ·
(2)1molC(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)吸收的热量为
=131.3kJ。
【答案】
(1)2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566kJ·
mol-1
(2)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.3kJ·
[合作探究·
攻重难]
热化学方程式书写与正误判断
1.热化学方程式的书写步骤与注意事项
(1)书写“三”步骤
①写出配平的化学方程式。
②注明物质的聚集状态。
③写出ΔH的数值、单位及符号。
(2)注意“五”事项
①要在物质的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态。
一般用英文字母g、l和s分别表示气态、液态和固态,水溶液中的溶质则用aq表示。
②ΔH的单位是kJ·
③根据焓的性质,对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其ΔH也不同。
若化学方程式中各物质的化学计量数加倍,则ΔH的数值也加倍。
④热化学方程式中不用“↑”“↓”,“===”上不用标明反应条件。
⑤必须标明ΔH的符号,放热反应ΔH为“-”,吸热反应ΔH为“+”,正负号不可省略。
2.判断热化学方程式正误的“五审”
[对点训练]
1.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2SO2+O2
2SO3 ΔH=-196.6kJ/mol
B.N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol
C.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=+393.5kJ/mol
D.H2O(l)===H2(g)+1/2O2(g)
ΔH=+285.8kJ/mol
D [A项,未注明反应物,生成物的聚集状态,故错;
B项,化学方程式书写错误,应为N2(g)+O2(g)===2NO(g),故错;
C项,C与O2反应为放热反应,ΔH<
0,故错。
]
2.写出下列反应的热化学方程式。
80192013】
(1)16gCH4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l),放出890.3kJ热量______________________________________。
(2)已知拆开1molH—H键,1molN—H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为______________________________________。
(3)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态的三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学方程式为___________________。
【解析】
(1)由化学方程式CH4+2O2===CO2+2H2O可得热化学方程式。
(2)化学方程式为N2+3H2
2NH3,ΔH=(946+436×
3-391×
6)kJ·
(3)化学方程式为B2H6+3O2===B2O3+3H2O,则1molB2H6(g)完全燃烧放出2165kJ热量。
【答案】
(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·
(2)N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
ΔH=-92kJ·
(3)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l)
ΔH=-2165kJ·
中和反应反应热的测定
[思考交流]
甲同学用50mL0.50mol·
L-1的盐酸与50mL0.55mol·
L-1的KOH溶液在如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计算中和反应的反应热。
结论:
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·
(1)实验装置中在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的目的是什么?
【提示】 目的是保温、隔热,减少实验过程中热量的损失。
(2)装置中的环形玻璃搅拌棒能否用金属(不与酸、碱反应)质环形搅拌棒代替?
为什么?
【提示】 不能。
原因是金属质环形搅拌棒易导热,造成实验过程中热量损失。
(3)实验中为何使用0.55mol/LKOH溶液与0.50mol/L盐酸反应,而不是选用0.50mol/LKOH溶液?
【提示】 碱过量的目的是保证盐酸完全反应。
(4)能否用浓硫酸代替盐酸?
对结果会产生什么影响?
浓硫酸溶解于水时放热,所测ΔH偏小,即ΔH<
-57.3kJ·
(5)能否用醋酸代替盐酸或用氨水代替KOH溶液?
弱酸、弱碱电离吸热,所测ΔH偏大,即ΔH>
(6)乙同学将甲同学实验装置进行了改进,如图所示:
①简易量热计
②简易量热计
分析一下改进后的装置比甲同学的装置有何优点?
【提示】 改进装置保温绝热效果更好,实验结果误差小。
1.中和反应反应热测定原理的理解
(1)中和反应的对象为酸、碱的稀溶液。
这是因为浓酸和浓碱相互混合时因稀释会放出热量。
(2)强酸与强碱发生中和反应生成可溶性盐的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·
mol-1;
中和热与参加反应的强酸、强碱的种类、用量无关。
(3)弱酸或弱碱在溶液中不能完全电离,随着反应的进行,继续电离并吸收热量,所以它们的中和热数值小于57.3kJ·
例如:
利用同样的方法测定氨水与盐酸、NaOH溶液与醋酸的反应热,则所测ΔH>
mol-1,即中和热数值小于57.3kJ·
(4)若测定硫酸与Ba(OH)2溶液的反应热,则所测ΔH偏小,即中和热数值大于57.3kJ·
mol-1,这主要是因为Ba2+和SO
生成难溶物BaSO4也会放出热量。
2.中和反应反应热测定实验中产生误差的原因
(1)装置方面:
装置的隔热保温效果不好,造成实验过程中热量损失而引起误差。
(2)操作方面
(3)读数方面
3.已知:
下列反应中能放出57.3kJ热量的是( )
80192014】
A.1L1mol·
L-1的稀H2SO4与足量NaOH溶液反应
B.稀盐酸与氨水反应生成1molH2O
C.稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1mol水
D.稀NaOH溶液与95%浓硫酸反应生成1mol水
C [A项,生成2molH2O(l),放出114.6kJ热量;
B项,氨水为弱碱溶液,NH3·
H2O电离吸热,故放出热量小于57.3kJ;
D项,浓H2SO4溶于水放热,故放出的热量大于57.3kJ。
4.在量热计中(如图所示)将100mL0.50mol·
L-1的CH3COOH溶液与100mL0.55mol·
L-1NaOH溶液混合,温度从298.0K升高到300.7K,已知量热计的热容常数(量热计各部件温度每升高1K所需要的热量)是150.5J/K,溶液密度均为1g/mL,充分混合后溶液的比热容c=4.184J/(g·
K)。
(1)CH3COOH的中和热ΔH=________。
(2)CH3COOH的中和热的文献值为56.1kJ·
mol-1,你认为
(1)中测得的实验值出现偏差可能的原因是______________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)实验中NaOH过量的目的是_____________________________________
(4)你认为CH3COOH的中和热与HCl的中和热数值相比,____________________较大,其原因是____________________________
【解析】
(1)根据题中所给信息可推算出酸和碱的物质的量,酸为0.050mol,碱为0.055mol,可知碱是过量的,应以酸的量计算,算出生成0.050mol水时放出的热量,进而算出生成1mol水时放出的热量,即可得出CH3COOH的中和热:
ΔH=
-
=-5.33×
104J/mol=-53.3kJ·
mol-
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