热化学方程式、中和热的测定

中和热的测定热化学方程式ΔH＝生成物总能量－反应物总能量ΔH＝反应物总键能－生成物总键能我们已经认识了反应热，那么如何在化学方程式中正确反映其热量的变化？什么是热化学方程式？表示参加反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。一、定义：含义：表示1mol气态H2与1mol气态碘完全反应，生成2mol气态HI时，放出14.9kJ的热量。H2(g)+I2(g)====2HI(g)200℃101kPaΔH=－14.9kJ/mol思考交流与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？正确书写热化学方程式应注意哪几点？H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化能量变化H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于25℃101kPa时进行的反应可不注明。普通化学方程式不需注明温度和压强。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol123、热化学方程式需注明各物质的状态。普通化学方程式不需注明物质的状态。H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPaH2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol124、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数,其△H与系数对应成比例。普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPaH2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol12化学方程式热化学方程式化学计量数是整数，即表示微粒个数，又表示物质的量整数也可以是分数，只表示物质的物质的量状态不要求表明必须在分子式后表明正负号及单位无必须表明意义表示化学反应中的物质变化不仅表示化学反应中的物质变化，还表明化学反应中能量的变化小结：化学方程式与热化学方程式的比较书写的注意事项1、化学方程的右边必须写上△H，并用“空格”隔开，△H：吸热用“+”，放热用：“－”，单位是kJ/mol2、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指:25℃1.01×105Pa；3、物质后需注明物质状态（s、l、g、aq）4、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的量并不能表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数也可以是分数5、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则△H的数值也加倍；若反应逆向进行，则△H改变符号，但绝对值不变6、热化学方程式一般不要写反应条件。书写的注意事项热化学方程式的书写步骤：1、写出化学反应方程式2、注明反应物和生成物的状态3、标明反应热△H(注意单位和+、-）4、注明反应的温度和压强（不注明指常温常压）5、检查例1：当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6kJ的热量，请写出反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)∆H=－184.6kJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)∆H=－92.3kJ/mol1212例2：1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO2(g)，需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)∆H=+68kJ/mol例3、沼气的主要成分是甲烷。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是（）A、2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH=+890kJ/molB、CH4＋2O2＝CO2＋H2OΔH=–890kJ/molC、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=–890kJ/molD、1/2CH4(g)＋O2(g)＝1/2CO2(g)＋H2O(l)ΔH=–890kJ/molCΔH=–445kJ/molA例4、已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是()A.H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g）ΔH＝＋242kJ/molB.2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）ΔH＝－484kJ/molC.H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）ΔH＝＋242kJ/molD.2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）ΔH＝＋484kJ/mol三、中和热在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O放出的热量，叫中和热。1、条件：稀溶液，表示符号为aq2、反应物：酸和碱3、生成水的物质的量：1mol1）1L1mol/L稀盐酸和1L1mol/LNaOH溶液发生中和反应放出的热量为57.3kJ。2）1L1mol/LKOH溶液和1L1mol/L的硝酸发生中和反应放出的热量为57.3kJ。3）1L1mol/LH2SO4和2L1mol/LNaOH溶液发生中和反应放出的热量为114.6kJ。写出下列反应的热化学方程式HCl(aq)+NaOH(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/molHNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/molH2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=-114.6kJ/mol1、上述三个反应的反应热是多少？中和热是多少？2、三个反应有何异同，得出什么结论？结论：强酸和强碱稀溶液的中和反应，中和热数值相同。H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol3、若是弱酸、弱碱反应，中和热还是57.3kJ/mol吗？若不是，是偏大还是偏小？不是，偏小。原因是弱电解质电离需要吸收热量。4、浓硫酸和氢氧化钠溶液反应的中和热是57.3KJ/mol吗？大于57.3KJ/mol，浓硫酸溶于水要放热。实验用品：大烧杯(500mL)小烧杯(100mL)泡沫塑料或纸条塑料板或硬纸板（两个孔）温度计环形玻璃搅拌棒量筒(50mL)两个药品：0.50mol/L盐酸0.55mol/LNaOH溶液四、中和反应反应热的测定和空气绝缘，防止热量损失测量反应前后的温度搅拌，使反应液混合均匀迅速反应，减小误差量取反应液使一个反应物过量完全反应，减小误差实验原理1.反应原理：H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)△H＝－57.3kJ/mol2.计算方法：（强酸和强碱反应）Q=m﹒C﹒Δt（1）其中Q:中和反应放出的热量。m:反应混合液的质量。C：反应混合液的比热容。△t：反应前后溶液温度的差值（2）因为m=V酸ρ酸＋V碱ρ碱且V酸=V碱=50mL；而酸的浓度是0.50mol/L、碱的浓度是0.55mol/L；且ρ酸=ρ碱=1g/cm3、C=4.18J/（g·℃）。所以Q=0.418（t2－t1）kJ。（3）中和热计算公式：△H=0.418·(t2-t1)kJ/mol0.025♣实验步骤：1）在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，该实验也可在保温杯中进行。2）用一个量筒量取50mL0.50mol／L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。3）用另一个量筒量取50mL0.55mol／LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。4）把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，5）重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。实验次数起始温度t1／℃终止温度t2／℃温度差（t2－t1）／℃HClNaOH平均值1236）根据实验数据计算中和热。△H=0.418·(t2-t1)kJ/mol0.0251、大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。2、温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果出现误差。3、酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。4、实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。5、若改用100mL0.50mol/L的盐酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？放出的热量是否为原来的二倍？否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。实验所测得的数据若不是为57.3kJ/mol，则产生误差可能的原因是：1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按50mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50mL或小于50mL都会造成误差）。2.温度计的读数有误。3.实验过程中有液体洒在外面。实验误差分析4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。