1、人教版高考化学选修4学案第1章 第1节 课时2 热化学方程式 中和反应反应热的测定课时2热化学方程式中和反应反应热的测定学习目标：1.热化学方程式是运用符号定量表示反应中的能量变化。(重点)2.能通过中和反应反应热的测量实验，培养观察记录实验信息通过加工分析获得结论的能力。(难点)3.通过中和反应反应热的误差分析，探究化学实验方案的设计和优化，提出进一步改进方案。自 主 预 习探 新 知一、热化学方程式1概念能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2特点(1)指明了反应时的温度和压强，若在25 、101 kPa时进行的反应，可不注明。 (2)在化学方程式右边注明H的数值、符号和单位。
2、(3)所有反应物和生成物都用括号注明了它们在反应时的状态。常用s、l、g分别表示固体、液体和气体，溶液中用aq表示。(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H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)H285.8 kJ/mol，表示在25 、101 kPa,1 mol H2与mol O2完全反应生成1 mol液态水时放出的热量是285.8 kJ。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1 molH2O时所释放的热量称为中和热。表
3、示为H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。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50 mL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Qcmt计算。基础自测写出下列反应的热化学方程式 【导学号：80192012】(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
4、为CO2的化学方程式为2COO2=2CO2,2 mol CO生成CO2放出热量为2283 kJ566 kJ，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131.3 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”步骤写出配平的化学方程式。注明物质的聚集状态。写出H的
5、数值、单位及符号。(2)注意“五”事项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。H的单位是kJmol1。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H也不同。若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。热化学方程式中不用“”“”，“=”上不用标明反应条件。必须标明H的符号，放热反应H为“”，吸热反应H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()A2SO2O22SO3H196.6 kJ/molBN2(g)2O2(g)=2NO2(g)H6
6、7.7 kJ/molCC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/molDH2O(l)=H2(g)1/2O2(g)H285.8 kJ/molDA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写出下列反应的热化学方程式。 【导学号：80192013】(1)16 g CH4(g)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
7、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)
8、2NH3(g)H92 kJmol1(3)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol1中和反应反应热的测定思考交流甲同学用50 mL 0.50 molL1的盐酸与50 mL 0.55 molL1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)H57.3 kJmol1。(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
9、。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0.55 mol/L KOH溶液与0.50 mol/L盐酸反应，而不是选用0.50 mol/L KOH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？【提示】不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测H偏小，即H57.3 kJmol1。(6)乙同学将甲同学实验装置进行了改进，如图所示：简易量热计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
10、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)H57.3 kJmol1；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57.3 kJmol1。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H57.3 kJmol1，即中和热数值小于57.3 kJmol1。(4)若测定硫酸与Ba(OH)2溶液的反应热，则所测H偏小，即中和热数值大于57.3 kJmol1，这主要是因为Ba2和SO生成难溶物BaSO4也会放
11、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)读数方面对点训练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() 【导学号：80192014】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溶液反应生成1 mol 水D稀NaOH溶液与95%浓硫酸反应生成1 mol 水CA项，生成2 mol H2O(l)，放出114.6 kJ热量；B项，氨水为弱碱溶液，NH3H2
12、O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.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_。(3)实
13、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0.050 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：H5.33104J/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。(3)过量的碱能保证CH3COOH完全被中
14、和，从而提高实验准确度。(4)CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少。【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(3)保证CH3COOH完全被中和，从而提高实验准确度(4)HCl的中和热数值CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少当 堂 达 标固 双 基1在进行中和热的测定中，下列操作错误的是()A反应前酸、碱溶液的温度要相同B测量溶液的温度计要一直插在溶液中C为了使反应均匀进行，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)D为了使反应更完全，可以使酸或碱适当过量C分次加入混合时
15、，容易造成热量损失，使测试结果不准确。2在25 、101 kPa下，1 g乙醇燃烧生成CO2和液态水时放热29.71 kJ，下列热化学方程式正确的是()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.7 kJmol1BC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.7 kJmol1C C2H5OH(l)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H29.71 kJmol1DC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H29.71 kJmol1B乙醇燃烧是放热反应，H应为“”，A不正确；1 g C2H5OH燃烧放出29.71 kJ热量
16、，则1 mol(46 g)C2H5OH燃烧放出的热量为1 366.7 kJ。3强酸和强碱在稀溶液中反应的热化学方程式可表示为H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1已知：CH3COOH(aq)NaOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)HQ1 kJmol1HNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l)HQ2 kJmol1CH3COOH(aq)NH3H2O(aq)=CH3COONH4(aq)H2O(l)HQ3 kJmol1上述均是在溶液中进行的反应，Q1、Q2、Q3的关系正确的是()AQ1Q2Q357.3 BQ1Q2Q357.3CQ3Q1Q257.
17、3 D无法确定C因为醋酸、一水合氨为弱电解质，随着中和反应的进行，醋酸、一水合氨发生电离。电离过程为吸热过程，故弱酸、弱碱反应放出的热量小于弱酸、强碱反应放出的热量小于强酸、强碱反应放出的热量。4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。 【导学号：80192015】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
18、.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”)，简述理由：_。(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)不相等相等中和热是指强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量，与酸碱的用量无关(4)偏小题后反思
