2017-2018學(xué)年高中化學(xué)蘇教版選修4 專題1第一單元第3課時(shí) 反應(yīng)熱的測量與計(jì)算 課件

第第3課時(shí)反應(yīng)熱的測量與計(jì)算課時(shí)反應(yīng)熱的測量與計(jì)算專題專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)反應(yīng)與能量變化1掌握中和熱的測量及計(jì)算方法。掌握中和熱的測量及計(jì)算方法。2.理解蓋斯定律的含義理解蓋斯定律的含義,能利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算。能利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算。1寫出等濃度、等體積的稀鹽酸與稀寫出等濃度、等體積的稀鹽酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的離子溶液反應(yīng)的離子方程式：方程式：_，此反應(yīng)過程中，此反應(yīng)過程中，_熱量。熱量。放出放出放熱放熱H04一、反應(yīng)熱的測量一、反應(yīng)熱的測量1原理原理中和反應(yīng)的反應(yīng)熱中和反應(yīng)的反應(yīng)熱Hcmt。(1)c：反應(yīng)溶液的比熱容，指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高：反應(yīng)溶液的比熱容，指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高_(dá)所吸收的熱量。所吸收的熱量。(2)t：反應(yīng)后與反應(yīng)前的：反應(yīng)后與反應(yīng)前的_。1 溫度差溫度差2儀器儀器量熱計(jì)量熱計(jì)二、蓋斯定律二、蓋斯定律1內(nèi)容內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)的焓變只與反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的焓變只與反應(yīng)的_有關(guān)，與反應(yīng)的途有關(guān)，與反應(yīng)的途徑無關(guān)。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)無論是一步完成還是分幾步完成，其徑無關(guān)。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)無論是一步完成還是分幾步完成，其總的總的_是完全相同的。如圖所示：是完全相同的。如圖所示：H _ 或或H _ 。始態(tài)和終態(tài)始態(tài)和終態(tài)熱效應(yīng)熱效應(yīng)H1H2H3H4H52科學(xué)意義科學(xué)意義對于無法或較難通過實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)焓變的反應(yīng)，可應(yīng)用蓋斯對于無法或較難通過實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)焓變的反應(yīng)，可應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算求得。定律計(jì)算求得。3應(yīng)用應(yīng)用若一個(gè)化學(xué)方程式可由幾個(gè)化學(xué)方程式相加減而得到若一個(gè)化學(xué)方程式可由幾個(gè)化學(xué)方程式相加減而得到,則該化則該化學(xué)反應(yīng)的焓變也可由這幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)的焓變相加減而得到。學(xué)反應(yīng)的焓變也可由這幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)的焓變相加減而得到。1.實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行中和熱的測定的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列所用實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行中和熱的測定的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列所用的儀器和試劑正確的一組是的儀器和試劑正確的一組是()中和熱的測定中和熱的測定A0.50 molL1鹽酸、鹽酸、0.50 molL1 NaOH溶液、溶液、100 mL量量筒筒1個(gè)個(gè)B0.50 molL1鹽酸、鹽酸、0.50 molL1 NaOH溶液、溶液、100 mL量量筒筒2個(gè)個(gè)C0.50 molL1鹽酸、鹽酸、0.55 molL1 NaOH溶液、溶液、50 mL量筒量筒1個(gè)個(gè)D0.50 molL1鹽酸、鹽酸、0.55 molL1 NaOH溶液、溶液、50 mL量筒量筒2個(gè)個(gè)解析：選解析：選 D。中和熱的測定實(shí)驗(yàn)中。中和熱的測定實(shí)驗(yàn)中，要使堿稍過量要使堿稍過量，以便以便H反應(yīng)完全；量筒要反應(yīng)完全；量筒要2個(gè)個(gè)，分別量取酸液和堿液。分別量取酸液和堿液。感悟?qū)б形驅(qū)б?判斷下列說法是否正確：判斷下列說法是否正確：(1)酸與堿反應(yīng)過程中放出的熱量是中和熱。酸與堿反應(yīng)過程中放出的熱量是中和熱。( )(2)測定中和熱時(shí)，只要選擇強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀溶液，即可確保測定中和熱時(shí)，只要選擇強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀溶液，即可確保實(shí)驗(yàn)成功。實(shí)驗(yàn)成功。( )(3)測定中和熱時(shí)，堿稍過量的原因是使酸完全反應(yīng)。測定中和熱時(shí)，堿稍過量的原因是使酸完全反應(yīng)。( )中和熱及其實(shí)驗(yàn)測定中和熱及其實(shí)驗(yàn)測定2中和熱測定實(shí)驗(yàn)中的三個(gè)關(guān)鍵問題中和熱測定實(shí)驗(yàn)中的三個(gè)關(guān)鍵問題(1)保溫保溫用大小兩只燒杯代替簡易裝置測中和熱時(shí)，要求小燒杯與大用大小兩只燒杯代替簡易裝置測中和熱時(shí)，要求小燒杯與大燒杯之間填滿碎泡沫塑料，小燒杯杯口與大燒杯杯口要相平燒杯之間填滿碎泡沫塑料，小燒杯杯口與大燒杯杯口要相平,大燒杯杯口的泡沫塑料板或硬紙板要蓋嚴(yán)，蓋板上的兩孔正大燒杯杯口的泡沫塑料板或硬紙板要蓋嚴(yán)，蓋板上的兩孔正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過。倒入好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過。倒入NaOH溶液要迅速溶液要迅速,盡可能減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的散失。盡可能減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的散失。(2)準(zhǔn)確準(zhǔn)確配制的鹽酸和氫氧化鈉溶液的濃度要準(zhǔn)確。配制的鹽酸和氫氧化鈉溶液的濃度要準(zhǔn)確。NaOH溶液最好溶液最好是新制的，因久置的是新制的，因久置的NaOH溶液可能變質(zhì)，導(dǎo)致測定的中和溶液可能變質(zhì)，導(dǎo)致測定的中和熱有誤差。量取溶液的體積要準(zhǔn)確。反應(yīng)前的溫度和反應(yīng)后熱有誤差。量取溶液的體積要準(zhǔn)確。反應(yīng)前的溫度和反應(yīng)后的最高溫度讀數(shù)要準(zhǔn)確。的最高溫度讀數(shù)要準(zhǔn)確。(3)誤差分析誤差分析本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的可能原因有：本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的可能原因有：量取溶液的體積不準(zhǔn)確。量取溶液的體積不準(zhǔn)確。溫度計(jì)的讀數(shù)有誤。溫度計(jì)的讀數(shù)有誤。實(shí)驗(yàn)過程中有液體濺在外面。實(shí)驗(yàn)過程中有液體濺在外面?；旌纤?、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。測過鹽酸后的溫度計(jì)未用水清洗便立即去測堿的溫度，致測過鹽酸后的溫度計(jì)未用水清洗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。溶液濃度不準(zhǔn)確。溶液濃度不準(zhǔn)確。沒有做重復(fù)實(shí)驗(yàn)，求平均值。沒有做重復(fù)實(shí)驗(yàn)，求平均值。 50 mL 0.50 mol/L鹽酸與鹽酸與50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)中和反應(yīng),通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱?；卮鹣铝袉栴}：量可計(jì)算中和熱?；卮鹣铝袉栴}：(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是_。(2)燒杯間填滿碎紙條的作用是燒杯間填滿碎紙條的作用是_。環(huán)形玻璃攪拌棒環(huán)形玻璃攪拌棒減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失(3)大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“無影響無影響”)。(4)實(shí)驗(yàn)中改用實(shí)驗(yàn)中改用60 mL 0.50 mol/L鹽酸跟鹽酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所求中和熱的值溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所求中和熱的值_(填填“相等相等”或或“不相等不相等”)，簡述理由：，簡述理由：_。偏小偏小相等相等因?yàn)橹泻蜔崾侵杆岣鷫A發(fā)生中和反應(yīng)生成因?yàn)橹泻蜔崾侵杆岣鷫A發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O(l)所放所放出的熱量，與酸堿的用量無關(guān)，有一者稍過量即可出的熱量，與酸堿的用量無關(guān)，有一者稍過量即可解析解析(1)據(jù)中和熱測定中簡易量熱計(jì)構(gòu)造可知據(jù)中和熱測定中簡易量熱計(jì)構(gòu)造可知，還缺少環(huán)還缺少環(huán)形玻璃攪拌棒。形玻璃攪拌棒。(2)碎紙條的作用是減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失碎紙條的作用是減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失，使實(shí)驗(yàn)測定使實(shí)驗(yàn)測定的中和熱誤差更小。的中和熱誤差更小。(3)大燒杯上無硬紙板大燒杯上無硬紙板，在實(shí)驗(yàn)過程中就會(huì)有熱量損失在實(shí)驗(yàn)過程中就會(huì)有熱量損失，從而從而使溫度計(jì)測得的溫度偏低使溫度計(jì)測得的溫度偏低，使中和熱數(shù)值偏小。使中和熱數(shù)值偏小。(4)原溶液中原溶液中NaOH和和HCl生成的生成的H2O的物質(zhì)的量：的物質(zhì)的量：0.050 L0.50 mol/L0.025 mol，現(xiàn)溶液中和完全后生成現(xiàn)溶液中和完全后生成H2O的物的物質(zhì)的量：質(zhì)的量：0.050 L0.55 mol/L0.027 5 mol。后者生成的水多。后者生成的水多了了，因而放出的熱量也增多了因而放出的熱量也增多了，但所測定中和熱是相同的但所測定中和熱是相同的，因?yàn)橹泻蜔崾侵干梢驗(yàn)橹泻蜔崾侵干? mol H2O時(shí)所放出的熱量時(shí)所放出的熱量，與生成水的與生成水的多少無關(guān)。多少無關(guān)。上述實(shí)驗(yàn)中若用相同濃度和體積的氨水代替上述實(shí)驗(yàn)中若用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得的中和熱數(shù)值會(huì)實(shí)驗(yàn)，測得的中和熱數(shù)值會(huì)_；若用；若用50 mL 0.5 mol/L的的NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得的中和熱的數(shù)值會(huì)溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得的中和熱的數(shù)值會(huì)_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“無影響無影響”)。解析：若用氨水代替解析：若用氨水代替NaOH溶液溶液，NH3H2O的電離會(huì)吸收部的電離會(huì)吸收部分熱量分熱量，使測得的中和熱的數(shù)值偏??；若用使測得的中和熱的數(shù)值偏?。蝗粲?0 mL 0.5 mol/L的的NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可能會(huì)導(dǎo)致鹽酸未完全反應(yīng)可能會(huì)導(dǎo)致鹽酸未完全反應(yīng)，故測故測得的中和熱數(shù)值偏小。得的中和熱數(shù)值偏小。偏小偏小偏小偏小運(yùn)用蓋斯定律解題的常用方法運(yùn)用蓋斯定律解題的常用方法D1熱化學(xué)方程式的疊加法熱化學(xué)方程式的疊加法熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似，可以移項(xiàng)并同時(shí)改變熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似，可以移項(xiàng)并同時(shí)改變正負(fù)號(hào)，各項(xiàng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)包括正負(fù)號(hào)，各項(xiàng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)包括H的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)；幾個(gè)熱化學(xué)方程式可以疊加或相減，對應(yīng)縮小相同的倍數(shù)；幾個(gè)熱化學(xué)方程式可以疊加或相減，對應(yīng)的反應(yīng)熱進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式。的反應(yīng)熱進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式。(1)反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，因此熱化學(xué)方反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，因此熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其反應(yīng)熱數(shù)值需同時(shí)做程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其反應(yīng)熱數(shù)值需同時(shí)做相同倍數(shù)的改變。相同倍數(shù)的改變。(2)熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，同種物質(zhì)相加減，反應(yīng)熱也隨之熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，同種物質(zhì)相加減，反應(yīng)熱也隨之相加減。相加減。(3)正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。2虛擬路徑法虛擬路徑法此法可以求算無法測量的反應(yīng)的反應(yīng)熱，如在理論上計(jì)算石此法可以求算無法測量的反應(yīng)的反應(yīng)熱，如在理論上計(jì)算石墨生成墨生成CO時(shí)的熱效應(yīng)，可以設(shè)計(jì)如下路線：時(shí)的熱效應(yīng)，可以設(shè)計(jì)如下路線：解析解析方法一：因?yàn)榉磻?yīng)式方法一：因?yàn)榉磻?yīng)式和和之間有以下關(guān)系：之間有以下關(guān)系：2。所以所以H4H22H3H1393.52(285.8)(890.3)74.8(kJmol1)方法二：也可以設(shè)計(jì)一個(gè)途徑方法二：也可以設(shè)計(jì)一個(gè)途徑，使反應(yīng)物經(jīng)過一些中間步驟，使反應(yīng)物經(jīng)過一些中間步驟最后回到產(chǎn)物：最后回到產(chǎn)物：可見可見，H4H22H3H174.8 kJmol1。答案答案H474.8 kJmol1名師指津名師指津應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計(jì)算時(shí)應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計(jì)算時(shí)，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)過程反應(yīng)過程，同時(shí)要注意：同時(shí)要注意：(1)當(dāng)熱化學(xué)方程式乘以或除以某數(shù)時(shí)當(dāng)熱化學(xué)方程式乘以或除以某數(shù)時(shí)，H也相應(yīng)乘以或除也相應(yīng)乘以或除以某數(shù)。以某數(shù)。(2)當(dāng)熱化學(xué)方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)當(dāng)熱化學(xué)方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，H也同樣要進(jìn)行加減也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算運(yùn)算，且要帶且要帶“”或或“”符號(hào)符號(hào)，即把即把H看做一個(gè)整體進(jìn)看做一個(gè)整體進(jìn)行運(yùn)算。行運(yùn)算。(3)通過蓋斯定律計(jì)算比較反應(yīng)熱的大小時(shí)通過蓋斯定律計(jì)算比較反應(yīng)熱的大小時(shí)，同樣要把同樣要把H看做看做一個(gè)整體。一個(gè)整體。(4)在設(shè)計(jì)的反應(yīng)過程中常會(huì)遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的在設(shè)計(jì)的反應(yīng)過程中常會(huì)遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化，物質(zhì)的狀態(tài)由物質(zhì)的狀態(tài)由“固固液液氣氣”變化時(shí)變化時(shí)，會(huì)吸熱；會(huì)吸熱；反之會(huì)放熱。反之會(huì)放熱。(5)當(dāng)設(shè)計(jì)的反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)當(dāng)設(shè)計(jì)的反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正向的反應(yīng)熱數(shù)值其反應(yīng)熱與正向的反應(yīng)熱數(shù)值相等相等，符號(hào)相反。符號(hào)相反。1對中和熱概念把握不準(zhǔn)確，關(guān)鍵從對中和熱概念把握不準(zhǔn)確，關(guān)鍵從“強(qiáng)酸、強(qiáng)堿強(qiáng)酸、強(qiáng)堿”，“稀稀溶液溶液”及及“1 mol H2O”三點(diǎn)去把握。三點(diǎn)去把握。2利用蓋斯定律解題時(shí)注意熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的狀態(tài)。利用蓋斯定律解題時(shí)注意熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的狀態(tài)。3運(yùn)用蓋斯定律求化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí)，常將多個(gè)反應(yīng)變式運(yùn)用蓋斯定律求化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí)，常將多個(gè)反應(yīng)變式加減，變式時(shí)常涉及熱化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)的擴(kuò)大或縮小加減，變式時(shí)常涉及熱化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)的擴(kuò)大或縮小,易忽視易忽視H數(shù)值作同等倍數(shù)的改變。另外，數(shù)值作同等倍數(shù)的改變。另外，H帶帶“、”號(hào)進(jìn)行加減。號(hào)進(jìn)行加減。本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放