1、第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化 课时2 热化学方程式 中和反应反应热的测定 目标与素养：1.认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。(模型认知与变化观念)2.了解中和热的测定原理及注意事项。(科学探究与创新意识)自 主 预 习 探 新 知 一、热化学方程式1概念能表示参加反应和的关系的化学方程式。反应热物质的量一、热化学方程式2意义热化学方程式不仅表明了化学反应中的变化，也表明了化学反应中的变化。如：H2(g)12O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol，表示在 25、101 kPa,mol H2 与 mol O2 完全反应生成 1 mol态水时放出的热量
2、是 285.8 kJ。物质能量1液12一、热化学方程式3书写氢气与碘蒸气化合反应的能量(或热量)变化，可用以下方程式表示：H2(g)I2(g)200 101 kPa 2HI(g)H14.9 kJmol1，它与化学方程式 H2I2 2HI 相比较而言，其特点为一、热化学方程式(1)指明了反应的 和 ，若在 25、101 kPa 时进行的反应，可不注明。(2)注明了各物质的状态：(固体)、(液体)或(气体)、aq(溶液)。(3)在方程式的右边注明了 H 的“”或“”及 。(4)化学计量数只表示 ，可以用分数。温度压强slg数值单位物质的量二、中和反应热的测定1中和热稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成
3、 H2O 时所释放的热量称为中和热。表示为 H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。1 mol二、中和反应热的测定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。热量计算公式为 Qcmt(c 为比热容，m 为溶液质量，t 为前后温度差)。二、中和反应热的测定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 50 mL 量筒(2 个)。二、中和反应热的测定4实验步骤与数据测量(1)初始温度(t1)测量方法是用一 量取 50 mL 0.50 molL1 盐酸，倒入 中并测量其
4、；用另一 量取 50 mL 0.55 molL1 NaOH 溶液并用用蒸馏水洗净的温度计测量其 ，取两温度平均值为 t1。温度量筒小烧杯温度量筒二、中和反应热的测定(2)终止温度(t2)测量方法是把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的 中，并把量筒中的 一次倒入小烧杯中。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的 ，记录终止温度为 t2。(3)重复实验操作，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。最高温度盐酸NaOH溶液二、中和反应热的测定(4)实验数据处理盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是 1 gcm3，反应后溶液的比热容 c4.18 J/(g)。该实验中盐
5、酸和 NaOH 溶液反应放出的热量是，中和热为0.418t2t10.025 kJmol1。0.418(t2t1)kJ二、中和反应热的测定 若将环形玻璃棒改为环形铜丝，所测中和热有什么误差？答案 偏小。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)热化学方程式既体现了物质变化又体现了能量变化。()(2)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJmol1 表示 1 mol H2(g)和 1 mol Cl2(g)生成 2 mol HCl(g)放出的热量为 183 kJ。()(3)中和热测定装置中碎泡沫塑料的作用是固定装置。()(4)将实验中 50 mL 盐酸改为 60 mL 盐酸，所测中和
6、热变大。()答案(1)(2)(3)(4)2下列说法不正确的是 ()A物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量B热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，不表示分子的个数C所有的燃烧反应都是放热的D热化学方程式中，化学式前面的化学计量数可以是分数答案 A3写出下列反应的热化学方程式(1)1 mol CO 完全转化为 CO2 放出 283 kJ 的热量。_(2)24 g C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6 kJ热量。_解析(1)CO 转化为 CO2的化学方程式为 2COO2=2CO2,2 mol CO 生成 CO2 放出热量为 2283 kJ566 k
7、J，则反应的热化学方程式为 2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1。(2)1 mol C(s)与足量 H2O(g)反应生成 CO(g)和 H2(g)吸收的热量为262.6 kJ2131.3 kJ。答案(1)2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1(2)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1核 心 突 破 攻 重 难 热化学方程式的书写或判断方法1.注意标明物质的聚集状态：方程式中每种物质的化学式后面用括号注明物质的聚集状态(g、l、s)，不用标“”或“”，水溶液用 aq 表示。2注意注明必要的反应条件：焓变与温度和压强等测
8、定条件有关，所以书写时必须在 H 后指明反应的温度和压强(298 K、101 kPa时，可不注明)。3注意明确化学计量数的含义：化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子个数或原子个数，因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。4注意 H 的单位及符号：H 的单位是 kJ/mol 或 kJmol1，H 只能写在化学方程式的右边，表示正向反应的焓变。H0 则表示为吸热反应。5注意同一反应中化学计量数与 H 数值的对应关系：化学方程式中各物质的化学计量数加倍，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。【典例 1】写出下列反应的热化学方程式：(1)16 g CH4(g)
9、与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3 kJ 热量_。(2)已知拆开 1 mol HH 键，1 mol NH 键，1 mol NN 键分别需要的能量是 436 kJ、391 kJ、946 kJ，则 N2(g)与 H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为_。(3)0.3 mol 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 649.5 kJ 热量，其热化学方程式为_。解析(1)由化学方程式 CH42O2=CO22H2O 可得热化学方程式。(2)化学方程式为 N23H22NH3，H(94643633916)kJmol1。(3)化
10、学方程式为 B2H63O2=B2O33H2O，则 1 mol B2H6(g)完全燃烧放出 2 165 kJ 热量。答案(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1(2)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol1(3)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol11依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)N2(g)与 H2(g)反应，生成 1 mol NH3(g)时放出 46.1 kJ 的热量：_。(2)2 mol N2(g)与 2 mol O2(g)充分反应，生成 NO(g)并吸收 136 kJ的热量
11、：_。(3)卫星发射可用肼(N2H4)作燃料，2 mol N2H4(g)在足量 O2(g)中燃烧，生成 N2(g)和 H2O(l)并放出 1 244 kJ 的热量：_。解析(1)N2(g)与 H2(g)反应生成 1 mol NH3(g)，放出 46.1 kJ的热量，则该反应的热化学方程式可表示为 N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1。(2)2 mol N2(g)与 2 mol O2(g)充分反应，生成 NO(g)吸收 136 kJ的热量，该反应的热化学方程式为 N2(g)O2(g)=2NO(g)H68 kJmol1。(3)2 mol N2H4(g)在足量 O2(g)中燃
12、烧，生成 N2(g)和 H2O(l)放出 1 244 kJ 的热量，该反应的热化学方程式为 N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(l)H622 kJmol1。答案(1)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1(2)N2(g)O2(g)=2NO(g)H68 kJmol1(3)N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(l)H622 kJmol12在常温常压下，1 g H2 在足量 Cl2 中燃烧生成 HCl 气体，放出 92.3 kJ 的热量。下列热化学方程式中正确的是()AH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H92.3 kJmol1BH2(g)Cl2(g)=2H
13、Cl(g)H92.3 kJmol1CH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJmol1D2HCl(g)=H2(g)Cl2(g)H184.6 kJmol1D A 项，化学计量数与 H 不一致；B 项，H0 且数值不对；C 项，H0。“五看”法判热化学方程式正误一看“配平”二看“状态”三看“正负”四看“单位”五看“数值”。中和反应热测定实验探究实验讨论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？3实验中为何使用 0.55 mol/L KOH 溶液
14、与 0.50 mol/L 盐酸反应，而不是选用 0.50 mol/L KOH 溶液？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。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？提示：不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测 H 偏小，即 H57.3 kJmol1。科学探究：中和反应热测定(1)中和热的测定项目内容 实验关键迅速反应，防止热量散失。在测量反应混合液的温度时要随时读取温度值，记录下最高温度值。注意事项温度计不要靠在容器壁上或插入容器底部；不可将温度计当搅拌棒使用；环形玻璃搅拌棒应上下移动；为保证盐酸被完全中和，碱的浓度稍大。(2)中
15、和反应反应热测定实验中产生误差的原因装置方面：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。操作方面a.实验过程中液体洒落到桌面上b.混合酸、碱溶液时，动作缓慢c.用温度计测量酸的温度后未清洗而直接去测量碱的温度读数方面a.温度计的读数有误差b.量取溶液体积时，读数有误差俯视、仰视的问题(3)中和热 H 计算Hm酸m碱ctnH2Oc4.18 J(g)1【典例 2】在量热计中(如图所示)将 100 mL 0.50 molL1的 CH3COOH 溶液与 100 mL 0.55 molL1 NaOH 溶液混合，温度从 298.0 K升高到 300.7 K，已知量热计的热容常数(量热计各部
16、件温度每升高 1 K 所需要的热量)是150.5 J/K，溶液密度均为 1 g/mL，充分混合后溶液的比热容 c4.184 J/(gK)。(1)CH3COOH 的中和热 H_。(2)CH3COOH 的中和热的文献值为 56.1 kJmol1，你认为(1)中测得的实验值出现偏差可能的原因是_。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0.050 mol，碱为 0.055 mol，可知碱是过量的，应以酸的量计算，算出生成 0.050 mol 水时放出的热量，进而算出生成 1 mol 水时放出的热量，即可得出 CH3COOH 的中和热：H 150.5J/K4.184J/gK100 g1
17、00 g300.7 K298.0 K0.050 mol5.33104J/mol53.3 kJmol1。(2)本实验方法测得的 CH3COOH 的中和热数值小于文献值，原因可能有以下几个方面；量热计的保温瓶绝热效果不好；酸、碱溶液混合不迅速；温度计不够精确等。答案(1)53.3 kJmol1(2)量热计的保温瓶绝热效果不好，酸、碱溶液混合不迅速，温度计不够精确等若酸、碱混合时，动作缓慢，所测中和热 H 有什么偏差？答案 偏低。3下列有关中和热的说法正确的是()A中和热的热化学方程式：H(l)OH(l)=H2O(l)H57.3 kJmol1B准确测量中和热的实验过程中，至少需测定温度 4 次C环形
18、玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小D若稀酸溶液中 H与稀碱溶液中 OH的物质的量相等，则所测中和热数值更准确C A 项，H和 OH不能用 l 符号，应该用 aq，错误；B 项，每次实验中需要测量 NaOH 溶液的温度，盐酸的温度，和反应后的温度，一般实验要重复操作，所以至少 6 次，错误；C 项，铜容易导热，使热量损失，所以测量的中和热数值偏小，正确；D 项，当酸和碱中的 H和 OH物质的量相等时，实验过程中稍有误差就不能确定产生水的量，一般都是有一种物质稍微过量，错误。中和热测定时的注意事项(1)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.10.5 molL1)。(2)操作时动作要快，
19、尽量减少热量的损失，使用绝热装置，避免热量散发到反应体系外。(3)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH 溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。(4)测定中和热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低。(5)中和热的数值是 57.3 kJmol1，测定时与强酸、强碱的用量无关。当 堂 达 标 提 素 养 1下列热化学方程式书写正确的是()A2SO2O2 500 V2O5 2SO3 H196.6 kJ/molBN2(g)2O2(g)=2NO2(g)H67.7 kJ/molCC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/molD
20、H2O(l)=H2(g)1/2O2(g)H285.8 kJ/molD 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，H0，故错。2已知在 25、101 kPa 下，1 g 液体 C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出 48.40 kJ 的热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是()AC8H18(l)252 O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H48.40 kJmol1BC8H18(l)252 O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 517.6 kJmol1CC8H
21、18(l)252 O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 517.6 kJmol1DC8H18(l)252 O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H48.40 kJmol1B 在 25、101 kPa 下，1 mol C8H18 燃烧生成 CO2 和液态水时放出的热量为48.40 kJ1 g114 g5 517.6 kJ。3已知：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。下列反应中能放出 57.3 kJ 热量的是()A1 L 1 molL1 的稀 H2SO4 与足量 NaOH 溶液反应B稀盐酸与氨水反应生成 1 mol H2OC稀盐酸与稀 Ba(OH)2 溶液反应生
22、成 1 mol 水D稀 NaOH 溶液与 95%浓硫酸反应生成 1 mol 水C A 项，生成 2 mol H2O(l)，放出 114.6 kJ 热量；B 项，氨水为弱碱溶液，NH3H2O 电离吸热，故放出热量小于 57.3 kJ；D 项，浓 H2SO4 溶于水放热，故放出的热量大于 57.3 kJ。4根据要求，写出下列反应的热化学方程式：(1)1 mol C2H4(g)与适量 O2(g)反应，生成 CO2(g)和 H2O(l)，放出1 411 kJ 的热量。_。(2)1 mol Al(s)与适量 O2(g)发生反应，生成 Al2O3(s)，放出 834.9 kJ 的热量。_。答案(1)C2H
23、4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1 411 kJmol1(2)2Al(s)3/2O2(g)=Al2O3(s)H1 669.8 kJmol15用 50 mL 0.50 molL1 盐酸与 50 mL 0.55 molL1 NaOH 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可计算中和热。回答下列问题：(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_。(2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)如果用 60 mL 0.50 molL1 盐酸与 50 mL 0.55 molL1 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”)，所求中和热_(填“相等”或“不相等”)。(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3H2O)代替 NaOH 溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。解析(3)中和热是指在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成 1 mol 水时放出的热量，与酸碱的用量无关，因而所求中和热数值相等。(4)由于 NH3H2O 电离时吸热，所以测得的中和热的数值偏小。答案(1)环形玻璃搅拌棒(2)偏小(3)不相等 相等(4)偏小点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!
