2018-2019學年高中化學 第一章 化學反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學反應(yīng)與能量的變化 第2課時 熱化學方程式課件 新人教版選修4.ppt

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1、第2課時熱化學方程式,【新課導(dǎo)入】,天宮游太空,神舟赴星河。2016年10月17日7時30分,搭載著神舟十一號載人飛船的長征二號F遙十一運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空,于兩天后與天宮二號空間實驗室“牽手”太空,景海鵬和陳冬開啟中國航天員迄今最長太空駐留。載人發(fā)射飛船的火箭常以肼(N2H4)為燃料,NO2為氧化劑,兩者反應(yīng)的方程式為:2N2H4+2NO2 3N2+4H2O,已知4 g N2H4(g)在上述反應(yīng)中放出71 kJ的熱量,你能運用類似化學反應(yīng)方程式表示反應(yīng)中的物質(zhì)和能量變化嗎?它與我們學過的化學方程式有何不同?,【課標要求】 1.了解熱化學方程式的含義。 2.掌握熱化學方程式的書

2、寫。 3.通過中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定,初步學習測定反應(yīng)熱的實驗方法。,知識探究 梳理知識點撥方法,熱化學方程式 概念 能表示 和 的關(guān)系的化學方程式,叫做熱化 學方程式 意義 熱化學方程式不僅表示了物質(zhì)的變化,還表明了 的變化 實例 H2(g)+1/2O2(g) H2O(l)H=-285.8 kJ/mol,表示在25 、 101 kPa條件下, H2(g)與 O2(g)完全反應(yīng)生成 . H2O(l)時 熱量285.8 kJ 化學計量數(shù) 只代表 ,不能代表分子數(shù),探究點熱化學方程式的書寫與判斷,,,參加反應(yīng)物質(zhì)的量,,,,反應(yīng)熱,能量,1 mol,1 mo

3、l,放出,物質(zhì)的量,名師點撥 熱化學方程式的書寫與正誤判斷方法 1.熱化學方程式的書寫方法要求 (1)遵循一般化學方程式的書寫規(guī)則(一般不寫反應(yīng)條件)。,(2)在方程式右端注明熱量的變化:吸熱反應(yīng),H0;放熱反應(yīng),H<0。 (3)用s(固體)、l(液體)、g(氣體)、aq(水溶液)等符號注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)。 (4)化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量,因此可以是整數(shù),也可以是分數(shù)。 (5)化學計量數(shù)改變,H要相應(yīng)改變;逆反應(yīng)的H數(shù)值與正反應(yīng)的相等、符號相反。,2.“四審”判斷熱化學方程式的正誤,過關(guān)演練 鞏固知識提升能力,1.(2018內(nèi)蒙古集寧一中期中)對熱化學方程式C(s)+H2O(

4、g) CO(g)+ H2(g)H=+131.3 kJ/mol最準確的理解是( ) A.碳和水反應(yīng)吸收131.3 kJ熱量 B.1 mol碳和1 mol水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣,同時放出131.3 kJ熱量 C.1 mol碳和1 mol水蒸氣反應(yīng)生成1 mol CO和1 mol H2,同時吸收131.3 kJ熱量 D.1個固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應(yīng)吸熱131.1 kJ,,解析:A項未指明物質(zhì)的量和聚集狀態(tài),A錯誤;根據(jù)已知的熱化學方程式可知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),B錯誤;熱化學方程式的化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量,不表示分子數(shù),C正確,D錯誤。,C,2.1 g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9 kJ

5、的熱量,表示該反應(yīng)的熱化學方程式正確的是( ),,解析:1 g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9 kJ熱量,所以 2 mol氫氣燃燒生成液態(tài)水,放出的熱量為142.9 kJ4=571.6 kJ,所以H=-571.6 kJ/mol,A錯誤;1 g H2燃燒生成液態(tài)水時放出142.9 kJ的熱量,H<0,熱化學方程式為H2(g)+ O2(g) H2O(l)H=-285.8 kJ/mol,B正確;物質(zhì)的狀態(tài)影響反應(yīng)熱,未注明物質(zhì)的聚集狀態(tài),C錯誤;依據(jù)題干是氫氣燃燒生成液態(tài)水,而熱化學方程式中是生成氣態(tài)水,D錯誤。,B,3.(2018四川攀枝花十五中高二期中)紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PC

6、l3(g)和PCl5(g),反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示(圖中的H表示生成 1 mol生成物的數(shù)據(jù))。,,根據(jù)圖示回答下列問題: (1)P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學方程式是 。,(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的熱化學方程式是 。,,課堂檢測 即學即測查漏補缺,1.下列說法錯誤的是( ) A.熱化學方程式未注明溫度和壓強時,H表示標準狀況下的數(shù)據(jù) B.熱化學方程式各物質(zhì)前的化學計量數(shù)可以用分數(shù) C同一化學反應(yīng),化學計量數(shù)不同,H不同,化學計量數(shù)相同而狀態(tài)不相同, H也不相同 D.化學反應(yīng)過程所吸收或放出的熱量與參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)

7、的量成正比,,解析:熱化學方程式未注明溫度和壓強時,H指25 、1.01105 Pa時測定的(標準狀況為0 、1.01105 Pa)。,A,,2.已知熱化學方程式:2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)H1=-571.6 kJ/mol,則關(guān)于熱化學方程式:2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)H2=?的說法中正確的是 ( ),解析:H2與H1符號相反,數(shù)值相等,故H2=+571.6 kJ/mol;D選項沒有指明36 g水的狀態(tài),故D項錯誤。,B,A.熱化學方程式中化學計量數(shù)表示分子數(shù) B.該反應(yīng)H2大于零 C.該反應(yīng)的H2=-571.6 kJ/mol D.該反應(yīng)可表示36 g水分解時的熱效

8、應(yīng),3.(2017遼寧葫蘆島八中期中)燃燒1 g乙炔生成二氧化碳和液態(tài)水,放出熱量50 kJ,則這一反應(yīng)的熱化學反應(yīng)方程式為( ),,D,4.(1)NaBH4(s)與H2O(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和H2(g)。在 25 、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放熱 21.6 kJ,該反應(yīng)的熱化學方程式是 。 (2)CuCl(s)與O2反應(yīng)生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在 25 、101 kPa下,已知該反應(yīng)每消耗1 mol CuCl(s),放熱44.4 kJ,該反應(yīng)的熱化學方程式是 。,,答案:(1)NaBH4(s)+2H2O(l) NaBO2(s)+4

9、H2(g)H=-216 kJ/mol,(2)4CuCl(s)+O2(g) 2CuCl2(s)+2CuO(s)H=-177.6 kJ/mol,實驗微專題1中和熱的測定,1.中和熱:在稀溶液中,強酸和強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時所釋放的熱量稱為中和熱。 2.實驗原理 通過測定一定量的酸堿溶液在反應(yīng)前后溫度的變化,計算反應(yīng)放出的熱量,由此求得中和熱。,3.測量裝置的組裝,思考 不能用銅質(zhì)攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒原因是什么?若用醋酸代替鹽酸進行中和熱的測量,測量反應(yīng)放出的熱量會減小還是增大? 提示:因為銅質(zhì)攪拌棒導(dǎo)熱太快,造成一些熱量散失,引起誤差;醋酸是弱電解質(zhì),電離吸收熱量,因此測量

10、反應(yīng)放出的熱量會減小。,4.測量步驟,5.數(shù)據(jù)處理 H=- kJ/mol其中c=4.18 J/(g)。,6.初始溫度t1的測量 (1)用一量筒量取50 mL 0.50 mol/L鹽酸,倒入小燒杯中并測量其溫度; (2)用另一量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液并測量其溫度; (3)求兩溫度平均值作為t1。 7.終止溫度t2的測量 (1)把溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中; (2)把量筒中的NaOH溶液一次性倒入小燒杯; (3)用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液并測出終止溫度t2。,8.實驗中注意的事項 (1)防止熱量散失的方法:兩個燒杯口要相平;在兩個燒杯之間填充碎泡沫塑

11、料或碎紙片;用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌,而不能用金屬棒(絲)攪拌;實驗時動作要迅速。 (2)加過量堿液使酸完全反應(yīng),堿過量對中和熱測定沒有影響。 (3)需要重復(fù)實驗,數(shù)據(jù)處理時,取23次實驗數(shù)據(jù)的平均值,但相差較大的數(shù)據(jù)可能是偶然誤差引起的,應(yīng)舍去。 (4)弱酸或弱堿參加的中和反應(yīng)中,要考慮弱電解質(zhì)電離過程中要吸收熱量。,名師點撥 1.實驗存在的“兩誤區(qū)” (1)實驗中改變酸堿的用量時,反應(yīng)放出的熱量發(fā)生改變,誤認為中和熱也發(fā)生改變。 (2)誤認為中和熱H=-57.3 kJ/mol是針對所有的酸堿反應(yīng)。 2.實驗誤差產(chǎn)生的原因 (1)量取液體的體積有誤差。 (2)溫度計的讀數(shù)有誤差。 (3)實驗過程

12、中有液體灑在外面。 (4)混合酸、堿溶液時動作緩慢,導(dǎo)致熱量散失。 (5)測過酸溶液溫度后的溫度計未用水清洗便立即測堿溶液的溫度。 (6)沒做重復(fù)實驗求其平均值。,【典型例題】 中和熱的測定是高中化學重要的定量實驗。取 0.55 mol/L 的NaOH溶液50 mL與0.25 mol/L的硫酸溶液50 mL置于如圖所示的裝置中進行中和熱的測定實驗,回答下列問題:,,(1)從如圖實驗裝置看,其中尚缺少的一種玻璃用品是 ,除此之外,裝置中的一個明顯錯誤是 。,解析:(1)在反應(yīng)過程中需要攪拌,所以還缺少環(huán)形玻璃攪拌棒。由于在反應(yīng)過程中要盡可能減少熱量的損失,所以根據(jù)裝置圖可知,存

13、在的錯誤是小燒杯口未用硬紙板蓋住(或大燒杯內(nèi)碎紙條塞少了,未將小燒杯墊得足夠高)。,答案:(1)環(huán)形玻璃攪拌棒小燒杯口未用硬紙板蓋住(或大燒杯內(nèi)碎紙條塞少了,未將小燒杯墊得足夠高),(2)為保證該實驗成功,該同學采取了許多措施,如圖的碎紙條的作用在于 。 (3)若改用60 mL 0.25 mol/L H2SO4溶液和50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液進行反應(yīng),與上述實驗相比,所放出的熱量(填“相等”或“不相等”),若實驗操作均正確,則所求中和熱(填“相等”或“不相等”)。,,解析:(2)實驗中的碎紙條可以起到隔熱、減少熱量的損失的作用。 (3)當改變酸

14、或堿的用量時,反應(yīng)中放出的熱量會發(fā)生變化,但中和熱是不變的。因為中和熱是指在一定條件下,稀溶液中,強酸和強堿反應(yīng)生成1 mol水時所放出的熱量,而與酸或堿的用量無關(guān)系。,答案：(2)隔熱,減少熱量的損失 (3)不相等相等,(4)倒入NaOH溶液的正確操作是(填字母)。 A.沿玻璃棒緩慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入 (5)使硫酸溶液與NaOH溶液混合均勻的正確操作是(填字母)。 A.用溫度計小心攪拌 B.揭開硬紙片用玻璃棒攪拌 C.輕輕地振蕩燒杯 D.用套在溫度計上的環(huán)形玻璃棒輕輕地攪動,,解析:(4)加入氫氧化鈉溶液的過程越慢,熱量損失得越多,所以為減少熱量損失,應(yīng)該是一次迅速倒

15、入。 (5)溫度計不能用來攪拌,A不正確;B和C的操作會引起熱量的損失,應(yīng)該用環(huán)形玻璃攪拌棒進行攪拌,D正確。,答案:(4)C(5)D,(6)實驗數(shù)據(jù)如下表: 請?zhí)顚懴卤碇械目瞻?,,解析:(6)根據(jù)標準數(shù)據(jù)可知,四次溫度差分別是()3.4、5.1、3.3、3.5,所以第二次的實驗誤差太大,舍去。因此溫度差的平均值是(3.4+3.3+3.5) 3=3.4()。,答案:(6)3.4,近似認為0.55 mol/L NaOH溶液和0.25 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比熱容c=4.18 J/(g),則中和熱H= (取小數(shù)點后一位)。 上述實驗數(shù)值結(jié)果與57.3

16、 kJ/mol有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能(填字母)。 a.實驗裝置保溫、隔熱效果差 b.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度 c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸溶液的小燒杯中,,解析:反應(yīng)中生成水的物質(zhì)的量是0.025 mol,而反應(yīng)中放出的熱量是(50+50)g 4.18 J/(g)3.4 =1 421.2 J,因此中和熱H=-1.421 2 kJ0.025 mol= -56.8 kJ/mol。 實驗數(shù)值結(jié)果與57.3 kJ/mol相比偏小,這說明反應(yīng)中有熱量的損失,a和c正確。用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度,會使硫酸溶液的起始溫度

17、偏高,所以反應(yīng)后溫度差減小,測定結(jié)果偏低,所以答案選abc。,答案:-56.8 kJ/molabc,【變式練習】 1.在測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實驗中,下列敘述錯誤的是( ) A.向量熱計中加入鹽酸,攪拌后的溫度為初始溫度 B.實驗中可使酸或堿略過量 C.向量熱計中加堿液時,堿液的溫度應(yīng)與酸的溫度相同或相差不大 D.可以用氫氧化鉀代替氫氧化鈉,濃硫酸代替鹽酸,,解析:可以用KOH代替NaOH,若用濃硫酸代替鹽酸,濃硫酸溶于水的過程中會釋放部分熱量,導(dǎo)致測定的混合液最高溫度偏高,中和熱的數(shù)值偏大,D錯誤。,D,2.實驗室用50 mL 0.50 mol/L鹽酸、50 mL 0.55 mol/L NaO

18、H溶液和如圖所示裝置進行測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實驗,得到下表中的數(shù)據(jù)。,完成下列問題: (1)實驗時用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液的方法是,不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒的理由是 。 燒杯內(nèi)填滿碎泡沫塑料的作用是 。 (2)經(jīng)數(shù)據(jù)處理得T2-T1=3.4 ,則該實驗測得的中和反應(yīng)反應(yīng)熱H=設(shè)鹽酸和NaOH溶液的密度為 1 g/cm3,反應(yīng)后混合溶液的比熱容(c)為4.18 J/(g)。 (3)若將NaOH溶液改為相同體積、相同濃度的氨水,測得中和反應(yīng)反應(yīng)熱為H1,則H1與H的關(guān)系為:H1H(填“”或“=”),理由是 。,,解析:(1)為了避免打破溫度計的水銀球,環(huán)形玻璃攪拌棒應(yīng)上下攪動;銅傳熱快,熱量損失大,故不選用銅絲攪拌棒,燒杯內(nèi)填滿碎泡沫塑料就是為了降低熱量的損失。 (2)H=-100 g4.1810-3 kJ/(g)3.4 0.025 mol-56.8 kJ/mol。 (3)因弱電解質(zhì)的電離過程是吸熱的,將NaOH溶液改為相同體積、相同濃度的氨水后,反應(yīng)放出的熱量減少,所以H1H。,答案:(1)上下攪動(或輕輕攪動)Cu傳熱快,熱量損失大防止熱量的散失,保溫 (2)-56.8 kJ/mol (3)NH3H2O電離吸熱,謝謝觀賞！,