反应热的测量与计算宋辉英.ppt

1、写出常见的放热反应和一个吸热反应。2、从两方面解释为什么有的反应吸热，有 的反应放热。3、说明反应热与焓变的关系。4、写明书写热化学方程式注意问题。,温故知新,答案：,2、反应物的总能量大于生成物的总能量就是放热反应，小于则是吸热反应；所有断键吸收的总能量大于所有形成新键放出的总能量就是吸热反应，小于则是放热反应。,1、放热反应：燃料的燃烧、中和反应、金属与酸吸热反应：Ba(OH）2.8H2O+NH4 Cl。,3、不特别注明，化学反应的反应热就是该反应的焓变。,4、书写热化学方程式注意事项:（1）反应物和生成物要标明其聚集状态，用g、l、s分别代表气态、液态、固态。（2）方程式右端用H 标明恒压条件下反应放出或吸收的热量，放热为负，吸热为正。（3）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，因此可以是整数或分数。（4）对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H 也不同，即H 的值与计量数成正比。,专题1 化学反应与能量变化,第一单元 化学反应的热效应反应热的测量与计算,1.在最初，一些基本的、容易控制的反应的焓变是通过实验测定的；2.后来，一些难以控制的反应的焓变是在此基础上，通过间接计算获得的。,引入,HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)H 57.3kJmol1,2C（s）O2（g）2CO（g）H 221kJmol1,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H3=-393.5kJ/mol,1.测量装置,1.测量装置,环形玻璃搅拌棒,温度计,根据不同实验要求，选择不同的量热计,Q=c m t,实 验 原 理,公式一：Q=Cmt公式二：H=Qn C为比热容，为定值。m为质量，可以测定。n为物质的量。,观察实验,中和反应的反应热,判断下列反应热是否相同：HCl(aq)+NaOH(aq)=KCl(aq)+H2O(l)H1HCl(aq)+KOH(aq)=KCl(aq)+H2O(l)H2HNO3(aq)+NaOH(aq)=KCl(aq)+H2O(l)H3,几个相关概念间的关系,反应热,中和热,燃烧热,.,二、中和反应反应热的测量,1.中和热的定义：,在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH20，这时的反应热叫做中和热.,注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱碱反应生成1molH2O放出的热小于57.3KJ/mol,3.实验中的问题：,1、实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？,2、有人建议用50mL0.55mol/LNaOH进行上述实验，测得的中和热数值会更加准确。为什么？,3、若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？,讨论：任一反应的反应热均能直接测出吗?,如何获得以下反应的反应热：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)；H1=?,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H3=-393.5kJ/mol,+=,则H1+H2=H3 H1=H3-H2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol,应用了什么规律？,写出稀硫酸与稀氢氧化钡反应的热化学方程式.,硫酸和氢氧化钡反应的中和热值为多少?,盖斯定律（1840年）,为什么放出的热量不同？你能否据此估计水液化所放出的热量？,14,1、盖斯定律：化学反应的焓变仅与反应的起始态和最终态有关，而与反应的途径无关。,一个化学反应，不论是一步完成，还是 分步完成，其总的热效应是完全相同的。,2、运用盖斯定律的计算（1）若一个反应的焓变H=a kJmol1，则其逆反 应的焓变H=-a kJmol1（2）若一个化学反应方程式可由另外几个反应 的化学方程式相加减而得到，则该反应的 焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而 得到。,HH1+H2,小结：,一、反应热的测定和计算：测量反应热中和热的测定：实验原理 实验步骤 实验中的问题反应热计算盖斯定律,思考下列问题：,1、世界上最重要的化石燃料有哪些？有何优点？,答：煤（主要成分C）、石油（主要为烃的混合物，其中重要产物汽油的主要成分为辛烷C8H18）、天然气（主要成分甲烷）。优点：燃烧热都很高。,2、广义讲，哪些物质可称为燃料？,答：广义讲，能够发生燃烧，反应放出热量的物质都可称为燃料。,1.标准燃烧热,定义：l mol可燃物质完全燃烧的反应热，叫做该物质的燃烧热。在101kPa，25 的条件下的燃烧热又叫做标准燃烧热。,2.热值,定义：在101kPa时，l g物质完全燃烧的反应热。,一、标准燃烧热与热值,完全燃烧是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物：如：CCO2(g)；HH2O(l)；SSO2(g)；ClHCl(g)；NN2(g),2C（s）O2（g）2CO（g）H 221kJmol1,H2S(g)+3/2 O2(g)=H2O(g)+SO2(g)H1H2S(g)+3/2 O2(g)=H2O(l)+SO2(g)H2H2S(g)+1/2 O2(g)=H2O(l)+S(s)H3,找出H2、C、H2S的标准燃烧热。能计算出CO的标准燃烧热吗？能算请算出CO的标准燃烧热。,C(s)+O2(g)=CO2(g)H3=-393.5kJ/mol,【思考】燃烧放出的热量与标准燃烧热有什么不同？,答：燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物质越多，放出的热量就越多。而标准燃烧热规定是1 mol的可燃物；研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究标准燃烧热必须是生成稳定的氧化物。所以，不同量的同一物质完全燃烧，放出的热量可能不同，但标准燃烧热是一定的。,概念辨析,1.下列各组物质的标准燃烧热相等的是：（）A.碳和一氧化碳 B.1mol碳和2mol碳C.1mol乙炔和2mol碳 D.淀粉和纤维素,B,例：10g硫磺在氧气中完全燃烧生成气态SO2，放出的热量能使500gH2O温度由18升至62.4，则硫磺的标准燃烧热为，热化学方程式为。（已知每克水温度每升高1 所需热量为4.18J）,-297 kJmol-1,S(s)O2(g)SO2(g)；H297kJmol-1,2、有关标准燃烧热的计算,4、研究物质标准燃烧热的意义 了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好地控制反应条件，充分利用能源。,问：说说标准燃烧热和中和热的区别与联系,1mol反应物完全燃烧时放出的热量；不同反应物，标准燃烧热不同。,生成1mol水时放出的热量；强酸与强碱的中和热都约为57.3kJ/mol。,放热反应,H0；单位：kJ/mol,1mol可燃物,生成1mol水,思考：在许多场合将煤块直接燃烧，这 种燃烧方式存在什么缺陷？,采用这种方式燃烧煤，煤与空气的接触面积不够，内部煤的燃烧效率偏低，浪费了能源。另外，直接燃烧煤会使其中的硫转化为二氧化硫，引起大气的污染。,有哪些可以提高煤的燃烧效率的方法吗？,目前常用的方法主要有三种：（1）将煤制成蜂窝状，以增加与空气的接触面积（2）通过一定的方法将煤转化为液体燃料（如甲醇）（3）通过一定的方法将煤转化为气体燃料（如煤气）,完成第10页的“交流与讨论”，提出你的观点。,干馏：煤隔绝氧气加强热，是煤的综合利用，不能提高燃烧效率。,虽然将煤转化为水煤气再燃烧与直接燃烧煤所获得的能量是一样的，而将煤转化为水煤气至少有两个优点：1.将固体煤转化为气体，极大地提高了燃烧效率；2.通过转化除去了硫，避免了污染大气的二氧化硫气体的产生。,总结,使燃料充分燃烧的措施：（1）通入充足且适量的空气；（2）固体燃料粉碎、液体燃料喷雾以增大燃料与空气的接触面。,由于传统能源逐渐枯竭，因此，开发新能源显得十分重要。氢能是一种重要的新能源，请讨论下列问题:1、根据第10页表13计算H2、CH4及C2H2的热值2、讨论H2作为能源有何优点，目前在利用氢能 方面主要存在什么问题？,1、H2、CH4及C2H2的热值分别为142.9kJg-1、55.6kJg-1、50kJg-1。说明H2作为能源具有热值高的特点。另外，用H2作为能源还具有无污染的特点。,2、目前在应用氢能方面最重要的问题是H2的 制取、贮存、运输。,你能把能源进行分类吗？怎么分类？,上述能源有没有理想能源，你认为理想能源应具备什么优点？,小结：,一、反应热的测定和计算：测量反应热中和热的测定：实验原理 实验步骤 实验中的问题反应热计算盖斯定律的定义,二、能源1、写出燃烧热与热值的定义2、煤的充分利用的原理3、热值最高的氢气的优缺点4、能源分类,