2019-2020學(xué)年高中化學(xué) 第1章 第1節(jié) 第2課時(shí) 熱化學(xué)方程式 中和熱的測(cè)定課件 新人教版選修4.ppt

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第2課時(shí)熱化學(xué)方程式中和熱的測(cè)定 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 一 熱化學(xué)方程式1 定義能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式 叫做熱化學(xué)方程式 2 特點(diǎn) 1 在化學(xué)方程式右邊注明 H的數(shù)值 號(hào)和單位 2 所有反應(yīng)物和生成物均要標(biāo)明它們?cè)诜磻?yīng)時(shí)的狀態(tài) 3 化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量 3 意義 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 二 中和熱及其實(shí)驗(yàn)測(cè)定1 中和熱 1 定義 在稀溶液中 酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)的反應(yīng)熱 即所放出的熱量 2 表示方法 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 2 中和熱的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 1 裝置及儀器 中和熱的測(cè)定 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 2 測(cè)定過程 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 3 注意事項(xiàng) 1 為了保證酸完全中和 常采用堿稍過量的方法 2 量熱裝置中需用碎泡沫塑料對(duì)其進(jìn)行保溫 隔熱 以減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失 減小誤差 3 讀取中和反應(yīng)的終止溫度是反應(yīng)混合液的最高溫度 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 1 判斷正誤 正確的打 錯(cuò)誤的打 1 中和熱一定是強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿反應(yīng)放出的熱量 2 1mol酸與1mol堿完全反應(yīng)放出的熱量是中和熱 3 在稀溶液中 強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O l 時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱 4 表示中和熱的離子方程式為H OH H2O H 57 3kJ mol 1 答案 1 2 3 4 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 解析A項(xiàng)中反應(yīng)物和生成物都未標(biāo)明聚集狀態(tài) C項(xiàng)中 H的單位不正確 D項(xiàng)中的反應(yīng)為放熱反應(yīng) H應(yīng)為 號(hào) 答案B 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測(cè) 3 在測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中 下列說法正確的是 A 使用環(huán)形玻璃攪拌棒是為了加快反應(yīng)速率 減小實(shí)驗(yàn)誤差B 為了準(zhǔn)確測(cè)定反應(yīng)混合溶液的溫度 實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)水銀球應(yīng)與小燒杯底部接觸C 用0 5mol L 1NaOH溶液分別與0 5mol L 1的鹽酸 醋酸溶液反應(yīng) 如所取的溶液體積相等 則測(cè)得的中和熱數(shù)值相同D 在測(cè)定中和熱實(shí)驗(yàn)中需要使用的儀器有量筒 燒杯 滴定管 溫度計(jì)等解析實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)水銀球不能接觸燒杯底部 B不正確 醋酸是弱酸 電離時(shí)吸收熱量 C不正確 測(cè)定中和熱時(shí)不需要滴定管 D項(xiàng)不正確 答案A 探究一 探究二 熱化學(xué)方程式的書寫與正誤判斷問題探究1 熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)的 H的絕對(duì)值之間有關(guān)系嗎 答案有 熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)的 H的絕對(duì)值成正比關(guān)系 2 熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)能否為分?jǐn)?shù) 答案可以 因?yàn)闊峄瘜W(xué)方程式中各物質(zhì)前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)代表物質(zhì)的物質(zhì)的量 3 熱化學(xué)方程式中 H的單位的含義是什么 答案 H的單位是kJ mol 1 它表示按給定反應(yīng)的熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的物質(zhì)的量完全反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng) 并不一定是反應(yīng)1mol物質(zhì)或生成1mol物質(zhì)放出或吸收的熱量 探究三 探究一 探究二 知識(shí)歸納1 書寫熱化學(xué)方程式的 五步 一寫方程式 寫出配平的化學(xué)方程式 二標(biāo)狀態(tài) 用s l g aq標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài) 三標(biāo)條件 標(biāo)明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng) 25 101kPa時(shí)可不標(biāo)注 四標(biāo) H 在方程式后寫出 H 并根據(jù)信息注明 H的 或 五標(biāo)數(shù)值 根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)計(jì)算出 H的值 探究三 探究一 探究二 2 五查 法判斷熱化學(xué)方程式正誤 1 一查化學(xué)方程式是否書寫正確 2 二查是否標(biāo)明各物質(zhì)的聚集狀態(tài) 固 s 液 l 氣 g 3 三查 H的 號(hào)是否與吸熱 放熱一致 4 四查 H的單位是否正確 一般用kJ mol 1 或kJ mol 5 五查 H的絕對(duì)值是否與熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前面的計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng) 探究三 探究一 探究二 典例剖析 典例1 在常溫常壓下 1gH2在足量Cl2中燃燒生成HCl氣體 放出92 3kJ的熱量 下列熱化學(xué)方程式中正確的是 A H2 g Cl2 g 2HCl g H 92 3kJ mol 1B H2 g Cl2 g 2HCl g H 92 3kJ mol 1C H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6kJ mol 1D 2HCl g H2 g Cl2 g H 184 6kJ mol 1解析H2在Cl2中燃燒生成HCl氣體 1gH2完全燃燒放出92 3kJ的熱量 則1mol 即2g H2燃燒放出184 6kJ的熱量 化學(xué)反應(yīng)放出熱量 H為 則H2在Cl2中燃燒生成HCl氣體的熱化學(xué)方程式為H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6kJ mol 1 一個(gè)放熱反應(yīng)的逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng) 并且在其他條件相同時(shí) 正 逆反應(yīng)的 H絕對(duì)值相等 符號(hào)相反 則D項(xiàng)正確 答案D 探究三 探究一 探究二 1 審題時(shí)一定注意各物理量的單位 如明確1gH2與1molH2的含義是不同的 2 一個(gè)給定反應(yīng)的正向反應(yīng)的焓變與逆向反應(yīng)的焓變的絕對(duì)值相等 符號(hào)相反 如下面兩個(gè)熱化學(xué)方程式 知道其中的一個(gè)即可推導(dǎo)出另一個(gè) H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6kJ mol 12HCl g H2 g Cl2 g H 184 6kJ mol 1 探究三 探究一 探究二 變式訓(xùn)練1在25 101kPa時(shí) 已知13 5g的固態(tài)Al在氧氣中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài) 放熱419kJ 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 答案4Al s 3O2 g 2Al2O3 s H 3352kJ mol 1 探究三 探究一 探究二 問題探究1 書寫熱化學(xué)方程式時(shí) 為什么必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài) 答案因?yàn)槲镔|(zhì)的聚集狀態(tài)不同 對(duì)應(yīng)反應(yīng)的反應(yīng)熱的數(shù)值也不同 2 同一化學(xué)反應(yīng) 當(dāng)各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí) 寫出的熱化學(xué)方程式的 H相同嗎 答案不相同 探究三 探究一 探究二 知識(shí)歸納比較反應(yīng)焓變大小的四個(gè)角度 1 反應(yīng)物和生成物的狀態(tài) 物質(zhì)的氣 液 固三態(tài)的變化與反應(yīng)中熱量變化的關(guān)系 2 H的符號(hào) 比較反應(yīng)熱的大小時(shí) 不要只比較 H絕對(duì)值的大小 還要考慮其符號(hào) 3 參加反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量 對(duì)于給定反應(yīng) 反應(yīng)物的物質(zhì)的量越大 放熱反應(yīng)的 H越小 吸熱反應(yīng)的 H越大 4 反應(yīng)的程度 同一反應(yīng)中反應(yīng)物的物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時(shí) 反應(yīng)的程度越大 熱量變化越大 探究三 探究一 探究二 化學(xué)反應(yīng)焓變大小的比較典例剖析 典例2 試比較下列三組反應(yīng)中 H的大小 1 同一反應(yīng) 生成物狀態(tài)不同時(shí)A g B g C g H1 或 下同 2 同一反應(yīng) 反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)S g O2 g SO2 g H3 0 S s O2 g SO2 g H4 0則 H3 H4 3 兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比C s O2 g CO2 g H5 0 C s O2 g CO g H6 0則 H5 H6 探究三 探究一 探究二 解析 1 物質(zhì)由氣態(tài)到液態(tài)要釋放能量 放熱越多 H越小 則 H1 H2 2 硫由氣態(tài)到固態(tài)要釋放能量 H3 2 3 探究三 探究一 探究二 則a b c d間的大小關(guān)系為 解析由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng) 且水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)要放出熱量 故有2a b 2c d 答案2a b 2c d 探究三 探究一 探究二 探究三 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定問題探究1 用含0 5molH2SO4的濃硫酸和含1molHCl的稀鹽酸分別與含1molNaOH的稀溶液發(fā)生反應(yīng) 所測(cè)得的中和熱相等嗎 答案不相等 因?yàn)闈饬蛩嵯♂寱r(shí)會(huì)放熱 故所測(cè)得的中和熱不相等 2 測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中引起誤差的因素有哪些 答案量熱計(jì)的隔熱效果差 量取溶液的體積不準(zhǔn)確 配制的溶液濃度不準(zhǔn)確 溫度未到達(dá)最高點(diǎn)就讀數(shù) 實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)作較慢等 3 測(cè)定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)中為什么堿要稍過量 答案堿過量是為了保證酸完全反應(yīng) 探究一 探究二 探究三 知識(shí)歸納測(cè)定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)中需要注意的問題 1 所用裝置要盡可能做到保溫 隔熱 實(shí)驗(yàn)操作時(shí)動(dòng)作要快 盡量減少熱量的損失 2 所用溶液的配制必須準(zhǔn)確 且濃度要小 為保證鹽酸完全被氫氧化鈉中和 要使氫氧化鈉的濃度稍大于鹽酸的濃度 3 實(shí)驗(yàn)中所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫 才能使用 4 要使用同一支溫度計(jì) 溫度計(jì)讀數(shù)要盡可能準(zhǔn)確 水銀球部位一定要完全浸沒在溶液中 且要穩(wěn)定一段時(shí)間后再讀數(shù) 以提高測(cè)量的精度 兩次讀數(shù)的時(shí)間間隔要短 這樣才能讀到最高溫度 即最終溫度 5 實(shí)驗(yàn)中若用弱酸代替強(qiáng)酸 或用弱堿代替強(qiáng)堿 因中和過程中弱酸或弱堿的電離吸熱 會(huì)使測(cè)得的中和熱數(shù)值偏低 探究一 探究二 探究三 6 實(shí)驗(yàn)時(shí)只能用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌 不能用一般的玻璃棒攪拌 以免打破溫度計(jì)的水銀球 也不能用銅攪拌棒 銅散熱快 會(huì)使測(cè)得的溫度不準(zhǔn) 7 可采用多次測(cè)量取平均值的方法 減小實(shí)驗(yàn)誤差 探究一 探究二 探究三 典例3 50mL0 50mol L 1鹽酸與50mL0 55mol L 1NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng) 通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱 回答下列問題 1 燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是 2 大燒杯上如不蓋硬紙板 求得中和熱的絕對(duì)值 填 偏大 偏小 或 無影響 3 實(shí)驗(yàn)中改用60mL0 50mol L 1鹽酸與50mL0 55mol L 1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng) 與上述實(shí)驗(yàn)相比 所放出的熱量 填 相等 或 不相等 所求中和熱 填 相等 或 不相等 簡述理由 探究一 探究二 探究三 解析 1 碎泡沫塑料的作用是減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失 2 不蓋硬紙板會(huì)損失部分熱量 故所測(cè)結(jié)果偏小 3 由中和熱的定義可知 中和熱是以生成1mol水為標(biāo)準(zhǔn)的 與酸和堿的用量無關(guān) 答案 1 減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失 2 偏小 3 不相等相等因?yàn)橹泻蜔崾侵冈谙∪芤褐袕?qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)的反應(yīng)熱 與酸和堿的用量無關(guān) 探究一 探究二 探究三 變式訓(xùn)練3中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn) 關(guān)鍵是要比較準(zhǔn)確地配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液 量熱器要盡量做到絕熱 在量熱的過程中要盡量避免熱量的散失 要求比較準(zhǔn)確地測(cè)量出反應(yīng)前后溶液溫度的變化 回答下列問題 1 中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)所需的玻璃儀器有 在大小燒杯之間填滿碎泡沫 或紙條 其作用是 結(jié)合日常生活的實(shí)際 該實(shí)驗(yàn)改在中進(jìn)行效果會(huì)更好 2 該實(shí)驗(yàn)常用0 50mol L 1鹽酸和0 55mol L 1的NaOH溶液各50mL NaOH溶液的濃度大于鹽酸的濃度的目的是 當(dāng)室溫低于10 時(shí)進(jìn)行 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)造成較大誤差的原因是 探究一 探究二 探究三 3 若上述鹽酸 NaOH溶液的密度都近似為1g cm 3 中和后生成的溶液的比熱容c 4 18J g 1 1 實(shí)驗(yàn)前后的溫度差為 t2 t1 則該中和反應(yīng)放出熱量為kJ 填表達(dá)式 中和熱 H kJ mol 1 填表達(dá)式 答案 1 大燒杯 小燒杯 溫度計(jì) 量筒 環(huán)形玻璃攪拌棒保溫 隔熱 減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失保溫杯 合理即可 2 保證鹽酸完全被中和散熱太快 3 0 418 t2 t1 1 2 3 4 5 1 已知在298K 1 105Pa條件下 2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量 下列熱化學(xué)方程式正確的是 解析氫氣燃燒為放熱反應(yīng) 則水的分解為吸熱反應(yīng) A項(xiàng)正確 B項(xiàng)未指明H2O的狀態(tài) 錯(cuò)誤 C D兩項(xiàng) H的符號(hào)錯(cuò)誤 答案A 1 2 3 4 5 2 在相同條件下 下列兩個(gè)反應(yīng)的焓變分別為 H1和 H2 2H2 g O2 g 2H2O g H12H2 g O2 g 2H2O l H2則 A H2 H1B H1 H2C H1 H2D 無法確定解析氣態(tài)水液化時(shí)需要釋放能量 因此產(chǎn)物水為液態(tài)時(shí)放熱更多 則 H1 H2 答案B 1 2 3 4 5 3 實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)除需要大燒杯 500mL 小燒杯 100mL 等之外 其他所用的儀器和試劑均正確的一組是 A 0 50mol L 1鹽酸 0 50mol L 1NaOH溶液 100mL量筒1個(gè)B 0 50mol L 1鹽酸 0 55mol L 1NaOH溶液 100mL量筒2個(gè)C 0 50mol L 1鹽酸 0 55mol L 1NaOH溶液 50mL量筒1個(gè)D 0 50mol L 1鹽酸 0 55mol L 1NaOH溶液 50mL量筒2個(gè)解析實(shí)驗(yàn)中為了保證0 50mol L 1的鹽酸完全被中和 應(yīng)采用0 55mol L 1NaOH溶液 使堿稍過量 故A項(xiàng)不符合 在100mL小燒杯中發(fā)生中和反應(yīng) 所需酸 堿的體積均為50mL 故B項(xiàng)不符合 酸 堿應(yīng)該分別用不同的量筒量取 故C項(xiàng)不符合 答案D 1 2 3 4 5 4 根據(jù)下列敘述寫出相應(yīng)的熱化學(xué)方程式 1 已知16g固體硫完全燃燒時(shí)放出148 4kJ的熱量 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 2 如圖是298K時(shí)N2與H2反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 5 實(shí)驗(yàn)室用50mL0 50mol L 1鹽酸 50mL0 55mol L 1NaOH溶液和下圖所示裝置進(jìn)行測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn) 得到表中的數(shù)據(jù) 1 2 3 4 5 完成下列問題 1 實(shí)驗(yàn)時(shí)用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液的方法是 不能用銅攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒的理由是 2 經(jīng)數(shù)據(jù)處理 t2 t1 3 4 則該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱 H 鹽酸和NaOH溶液的密度均按1g cm 3計(jì)算 反應(yīng)后混合溶液的比熱容按4 18J g 1 1計(jì)算 解析 1 由于銅絲傳熱快 熱量損失多 所以選用環(huán)形玻璃攪拌棒 而不用銅攪拌棒 2 H 100g 4 18 10 3kJ g 1 1 3 4 0 025mol 56 8kJ mol 1 答案 1 上下攪動(dòng) 或輕輕攪動(dòng) 銅傳熱快 熱量損失多 2 56 8kJ mol 1