化学反应原理——反应热的测量和计算
图片预览
文档简介
(共16张PPT)
第一单元 化学反应中的热效应
台州玉环楚门中学 张礼聪
—— 反应热的测量与计算
温故知新
练一练：下列热化学反应方程式表示正确的是( )
A.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH =-57.3 KJ mol-1
B.C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) ΔH =-110.5 KJ mol-1
C.CO + 1/2O2 = CO2 ΔH =-283.0 KJ mol-1
D.C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH=-393.5
(g)
(g)
中和热
类似与A选项；化学上把在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol水时的反应热称为中和热。
A、B
(g)
KJ mol-1
思考与阅读
思考：
你认为科学上是如何获得NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
ΔH =-57.3 KJ mol-1
的反应热（中和热——57.3 KJ mol-1 ）数据？
问题：①实验直接测得什么数据？
②如何求得中和热？
③实验用什么仪器测量？
④实验操作步骤如何？
阅读了解
思考：实验直接测得什么数据？
t1初始 （酸）
t2初始 （碱）
t初始（混合液）＝
t1初始 （酸）＋t2初始 （碱）
2
Δ t（变化）＝t3最高（混合液）－t初始（混合液）
t3最高（混合液）
原理分析
原理分析： Q=CmΔt（单位：焦耳 J)
思考：跟据测得反应体系的温度变化（Δt）， 可以求得
什么物理量？
Q: 反应放出的热量——计算得到
中和热：ΔH = - Q × 10－3/0.025（生成水量）KJ mol-1
C：反应混合液的比热容:近似为4.18J g-1 ℃-1
m：反应混合液的质量:m（混合液）=[m（酸）＋m（碱）]
m（混合液） =[(VHCl ρHCl+ VNaOH ρNaOH)
m（混合液）近似为100g。
Δt：反应前后溶液温度的差值——温度计测定
阅读了解
量热计
思考：实验用什么仪器测量？
思考：实验操作步骤如何？
①量取稀酸和稀碱溶液50ml；
②测稀酸、稀碱的初始温度并记录；
③迅速两种溶液在量热计中混合；
④充分搅拌并记录最高温度。
活动与思考
思考：为什么标准值测定时用稀的溶液？浓硫酸行吗？
科学标准实验测定：
稀强酸（H+）与稀强碱（OH-）溶液发生中和反应，中和热标准值为57.3KJ mol-1。
离子方程式：OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l) ΔH =-57.3KJ mol-1
思考：为什么我们测得的中和热数据与标准值57.3KJ mol-1
有差异？
思考：为什么进行重复进行实验？
温度
次数 起始温度t1/℃ 最高温度
t2/℃ 温度差Δt
(t2-t1)/℃
HCl NaOH 平均
1 24.6 25.0 24.8 26.5 1.7
2 24.8 25.0 24.9 28.1 3.2
3 25.0 25.2 25.1 28.1 3.0
3组数据是否均有效？为什么？
案例分析
某学生小组以以50ml 0.50mol L-1盐酸与50ml 0.50mol L-1
的氢氧化钠溶液反应测定中和热，记录数据如下：
问题与思考
练一练：下列热化学反应方程式表示正确的是( )
A.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH =-57.3 KJ mol-1
B.C(g) + 1/2O2(g) = CO(g) ΔH =-110.5 KJ mol-1
C.CO + 1/2O2 = CO2 ΔH =-283.0 KJ mol-1
D.C(S)+O2(g)= CO(g) ΔH=-393.5
(g)
(g)
A、B
(g)
KJ mol-1
思考：B选项：C(g)+1/2O2(g) = CO(g)ΔH =-110.5KJ mol-1
的反应热，实际很难直接通过实验测得，你知道其中
原因吗？说说理由。
化学史话
化学史话——盖斯定律
化学家盖斯在分析大量热化学反应的实验数据基础上，得出：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同”的科学论断——盖斯定律。
盖斯定律表明：“一个反应的焓变（ΔH）只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关”。
盖斯定律与实验测定反应热方法的结合，很好地解决了难测量反应的反应热问题。
类比理解
内涵理解：殊途同归
思考：
已知科学实验测得：
C（石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5KJ mol-1
CO(g)+1/2O2=CO2(g) ΔH3=-283.0KJ mol-1
如何计算：C（石墨)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2=？
-110.5 KJ mol-1
ΔH1（总能量）= ΔH2+ ΔH3
势能变化=mgh
ΔH2
构建模型
盖斯定律：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同”即“一个反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关” 。
理解模型：
逆向思考：
ΔH2 ？
ΔH1=-ΔH2
学习小结
本节课我学到了什么？
拓展视野
某研究性学生小组以50ml 0.50mol L-1 醋酸与
50ml 0.50mol L-1的氢氧化钠溶液反应，测量中和
热，测得的中和热数据远比用50ml 0.50mol L-1
盐酸与50ml 0.50mol L-1的氢氧化钠反应测得的中
和热数据要小。这是怎么回事呢？
问题解决
火箭燃料的选择，是火箭的推动力和能否成功发射关键因素之
一，我国某型号火箭以：N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液
态H2O作为推动力。这是我国科学家通过大量热化学反应测量
和计算后最佳选择。
已知： N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol
请计算：2N2H4（g）+2NO2 （g） =3 N2(g)+4H2O(l) 反应的
反应热。
谢谢大家！
祝同学们学习进步！
第一单元 化学反应中的热效应
台州玉环楚门中学 张礼聪
—— 反应热的测量与计算
温故知新
练一练：下列热化学反应方程式表示正确的是( )
A.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH =-57.3 KJ mol-1
B.C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) ΔH =-110.5 KJ mol-1
C.CO + 1/2O2 = CO2 ΔH =-283.0 KJ mol-1
D.C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH=-393.5
(g)
(g)
中和热
类似与A选项；化学上把在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol水时的反应热称为中和热。
A、B
(g)
KJ mol-1
思考与阅读
思考：
你认为科学上是如何获得NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
ΔH =-57.3 KJ mol-1
的反应热（中和热——57.3 KJ mol-1 ）数据？
问题：①实验直接测得什么数据？
②如何求得中和热？
③实验用什么仪器测量？
④实验操作步骤如何？
阅读了解
思考：实验直接测得什么数据？
t1初始 （酸）
t2初始 （碱）
t初始（混合液）＝
t1初始 （酸）＋t2初始 （碱）
2
Δ t（变化）＝t3最高（混合液）－t初始（混合液）
t3最高（混合液）
原理分析
原理分析： Q=CmΔt（单位：焦耳 J)
思考：跟据测得反应体系的温度变化（Δt）， 可以求得
什么物理量？
Q: 反应放出的热量——计算得到
中和热：ΔH = - Q × 10－3/0.025（生成水量）KJ mol-1
C：反应混合液的比热容:近似为4.18J g-1 ℃-1
m：反应混合液的质量:m（混合液）=[m（酸）＋m（碱）]
m（混合液） =[(VHCl ρHCl+ VNaOH ρNaOH)
m（混合液）近似为100g。
Δt：反应前后溶液温度的差值——温度计测定
阅读了解
量热计
思考：实验用什么仪器测量？
思考：实验操作步骤如何？
①量取稀酸和稀碱溶液50ml；
②测稀酸、稀碱的初始温度并记录；
③迅速两种溶液在量热计中混合；
④充分搅拌并记录最高温度。
活动与思考
思考：为什么标准值测定时用稀的溶液？浓硫酸行吗？
科学标准实验测定：
稀强酸（H+）与稀强碱（OH-）溶液发生中和反应，中和热标准值为57.3KJ mol-1。
离子方程式：OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l) ΔH =-57.3KJ mol-1
思考：为什么我们测得的中和热数据与标准值57.3KJ mol-1
有差异？
思考：为什么进行重复进行实验？
温度
次数 起始温度t1/℃ 最高温度
t2/℃ 温度差Δt
(t2-t1)/℃
HCl NaOH 平均
1 24.6 25.0 24.8 26.5 1.7
2 24.8 25.0 24.9 28.1 3.2
3 25.0 25.2 25.1 28.1 3.0
3组数据是否均有效？为什么？
案例分析
某学生小组以以50ml 0.50mol L-1盐酸与50ml 0.50mol L-1
的氢氧化钠溶液反应测定中和热，记录数据如下：
问题与思考
练一练：下列热化学反应方程式表示正确的是( )
A.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH =-57.3 KJ mol-1
B.C(g) + 1/2O2(g) = CO(g) ΔH =-110.5 KJ mol-1
C.CO + 1/2O2 = CO2 ΔH =-283.0 KJ mol-1
D.C(S)+O2(g)= CO(g) ΔH=-393.5
(g)
(g)
A、B
(g)
KJ mol-1
思考：B选项：C(g)+1/2O2(g) = CO(g)ΔH =-110.5KJ mol-1
的反应热，实际很难直接通过实验测得，你知道其中
原因吗？说说理由。
化学史话
化学史话——盖斯定律
化学家盖斯在分析大量热化学反应的实验数据基础上，得出：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同”的科学论断——盖斯定律。
盖斯定律表明：“一个反应的焓变（ΔH）只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关”。
盖斯定律与实验测定反应热方法的结合，很好地解决了难测量反应的反应热问题。
类比理解
内涵理解：殊途同归
思考：
已知科学实验测得：
C（石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5KJ mol-1
CO(g)+1/2O2=CO2(g) ΔH3=-283.0KJ mol-1
如何计算：C（石墨)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2=？
-110.5 KJ mol-1
ΔH1（总能量）= ΔH2+ ΔH3
势能变化=mgh
ΔH2
构建模型
盖斯定律：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同”即“一个反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关” 。
理解模型：
逆向思考：
ΔH2 ？
ΔH1=-ΔH2
学习小结
本节课我学到了什么？
拓展视野
某研究性学生小组以50ml 0.50mol L-1 醋酸与
50ml 0.50mol L-1的氢氧化钠溶液反应，测量中和
热，测得的中和热数据远比用50ml 0.50mol L-1
盐酸与50ml 0.50mol L-1的氢氧化钠反应测得的中
和热数据要小。这是怎么回事呢？
问题解决
火箭燃料的选择，是火箭的推动力和能否成功发射关键因素之
一，我国某型号火箭以：N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液
态H2O作为推动力。这是我国科学家通过大量热化学反应测量
和计算后最佳选择。
已知： N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol
请计算：2N2H4（g）+2NO2 （g） =3 N2(g)+4H2O(l) 反应的
反应热。
谢谢大家！
祝同学们学习进步！