内容正文:
1.2 反应热的测量和计算
课时1 反应热的测量和热化学方程式
一、知识目标
1. 理解反应热测定的原理和方法,能根据实验数据计算反应热,分析产生误差的原因并完善和改进测定方法。
1. 明确热化学方程式的意义,学会书写热化学方程式,并能判断其书写的正误。
1. 了解中和反应反应热的概念,知道影响中和热数值的因素。
二、核心素养目标
1. 宏观辨识与微观探析:从宏观上认识化学反应中热量的变化,从微观角度理解反应热产生的原因,能根据物质的状态和化学计量数分析反应热的变化。
2. 证据推理与模型认知:通过实验数据的处理和分析,建立反应热计算的模型,能运用模型解决实际问题。
3. 科学探究与创新意识:通过设计和完成中和热的测定实验,培养科学探究能力和创新意识,体会实验探究在化学研究中的重要性。
一、学习重点
1. 反应热的测量原理和方法。
2. 热化学方程式的书写。
二、学习难点
1. 反应热测量过程中误差的分析和处理。
1. 热化学方程式书写的注意事项。
一、反应热的测量——用简易热量计测定中和反应的反应热
1.实验原理
在____溶液中,____酸____强碱发生____反应生成____mol____态水 ,这时的反应热叫做中和热。
H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
2.计算方法:Q = ________
其中 Q—中和反应放出的热量,c—反应混合液的比热容,m—反应混合液的质量,ΔT—反应前后溶液温度的差值
3.注意事项
(1)碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。
(2)操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。
(3)热量计的保温效果尽可能好。
4.如果实验中使用的较浓的酸或碱,会因溶解放热而造成误差;如果使用的是弱酸或弱碱,会因电离吸热而造成误差。
二、热化学方程式
1.概念:能表示____________和________的关系的化学方程式,叫做热化学方程式。
2.表示意义: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。
例如:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,表示在25 ℃和101 kPa下,
2 mol气态H2与1 mol气态O2反应生成2 mol液态H2O时,____571.6 kJ的热量。
3.热化学方程式与普通化学方程式的区别
化学方程式
热化学方程式
化学
计量数
是____数,既可表示________,又可表示该物质的________
既可以是____,也可以是____,只表示该物质的________
状态
不要求注明
必须在化学式后____
正负号及单位
无
必须____
意义
表明了化学反应中的____变化
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
4.书写热化学方程式的步骤及要求
一写化学方程式——写出配平的化学方程式。
二标状态——用________标明物质的聚集状态,不标“↑”或“↓”。
三标条件——标明反应的温度和压强(________时可不标注)。
四标△H——在方程式后写出△H,并根据信息注明△H的“+”或“-”。
五标数值——根据化学计量数计算写出△H的值,并注明单位________。
问题探究
1. 在化工生产中,除了合成氨工业,还有哪些生产过程需要准确测量和计算反应热?这些反应热数据对生产有什么具体的影响?
答案:
1. 查阅资料,了解不同类型热量计(如弹式热量计、简易热量计)的优缺点及适用范围。
答案:
问题思考
2. 结合生活实际,思考为什么反应热的测量在生活和生产中如此重要?试再举一些例子说明。
答案:
1. 已知某反应中溶液质量为,比热容为,反应前温度为,反应后温度为,请写出反应热的计算公式,并说明公式中各物理量的含义。
答案:
归纳总结
1. 请归纳用简易热量计测定中和反应的反应热的实验步骤。
答案:
1. 总结书写热化学方程式的注意事项。
答案:
1.下列有关热化学方程式的说法错误的是( )
A.热学化方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
B.热化学方程式中,各物质的化学计量数不表示分子个数,只代表该物质的物质的量
C.同一化学反应,化学计量数不同,则ΔH不同;化学计量数相同而状态不同,ΔH也不同
D.化学反应过程中所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
2.在实验室进行中和热测定实验,下列有关叙述错误的是( )
A.大小烧杯之间塞满碎泡沫,目的是减少热量损失
B.测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌
D.可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
3.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为H⁺(aq)+OH⁻(aq)=H₂O(l)ΔH=-57.3kJ·mol⁻¹。分别向1L0.5mol·L⁻¹的NaOH溶液中加入①浓硫酸、②稀硫酸、③稀盐酸,恰好完全反应的热效应分别为ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃,下列关系正确的是( )
A.ΔH₁>ΔH₂>ΔH₃ B.ΔH₁<ΔH₂<ΔH₃ C.ΔH₁<ΔH₂=ΔH₃ D.ΔH₁=ΔH₂<ΔH₃
4.已知:H⁺(aq)+OH⁻(aq)=H₂O(l) ΔH₁=-57.3 kJ·mol⁻¹,1/2H₂SO₄(浓,aq)+NaOH(aq)=1/2Na₂SO₄(aq)+H₂O(l)ΔH₂=mkJ·mol⁻¹,下列说法正确的是( )
A.上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量
B.ΔH₁<ΔH₂
C.ΔH₂=-57.3kJ·mol⁻¹ D.|ΔH₁|>|ΔH₂|
5.已知下列两个热化学方程式:2H₂(g)+O₂(g)===2H₂O(l)ΔH=-571.6kJ·mol⁻¹,C₃H₈(g)+5O₂(g)===3CO₂(g)+4H₂O(l)ΔH=-2220kJ·mol⁻¹。请根据上面两个热化学方程式,回答下列问题:
(1)H₂的燃烧热为________________,C₃H₈的燃烧热为________________。
(2)1molH₂和2molC₃H₈组成的混合气体完全燃烧释放的热量为____________。
(3)现有H₂和C₃H₈的混合气体共5mol,完全燃烧时放热3846.75kJ,则在混合气体中H₂和C₃H₈的体积比是________。
一、测定——中和反应反应热的测定
1.中和热:
(1)定义:在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)时放出的热量,叫做中和热。
(2)表示方法:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
(3)说明:
①条件:稀溶液,因浓酸或浓碱在稀释时会放出热量,使最终的中和热数值变大。
②反应物:必须是强酸与强碱,因弱酸、弱碱电离吸热,使最终的中和热数值变小。
③生成物及其物质的量:必须是1molH2O(l);不能有沉淀生成,因生成沉淀放热,使最终的中和热数值变大。
④表述:用文字表述中和热时,不带“-”号;用ΔH表示时,带上“-”。
例如:强酸与强碱反应的中和热为57.3kJ/mol或ΔH=-57.3kJ/mol。
⑤对于任意一个中和热的热化学方程式,它的ΔH准确值一定等于-57.3kJ/mol。
2.中和热实验测定注意事项
①要使用同一支温度计:测量酸碱及混合液的温度时,测定一种溶液温度后温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干.
②减少热量损失:在量热的过程中,操作时动作要快,尽量减少热量的散失。要一次性、迅速地将NaOH溶液倒进装有盐酸的容器里(注意不要洒到外面),并立即用杯盖盖好,及时观察温度上升情况.
③操作规范、读数准确.
a、所配溶液的浓度要准确,所用NaOH溶液最好是新配制的,久置的NaOH溶液往往由于吸收空气中的CO2导致浓度不准,影响实验结果。
b、要比较准确地测量出反应中溶液温度的变化,所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温后,才能使用,且中和后的温度一定要记混合溶液的最高温度.
c、温度计的水银球要完全浸没在溶液中,且不能靠在容器的底部或壁上。测混合液最高温度时,要随时读取温度值,以提高所测温度的精确度.
d、量取液体体积时读数要准确.
e、要用玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,使酸碱充分反应.
3.中和热实验测定导致测定误差的因素
①量取溶液的体积不准确
②温度计读数有误(如未读取混合溶液的最高温度,就记为终止温度)
③实验过程中有液体溅出
④混合酸、碱溶液时,动作缓慢,从而引起实验误差
⑤隔热层隔热效果不好,实验过程中热量损失太大,从而引起误差
⑥测过盐酸的温度计未用水清洗,便立即去测碱的温度,因热量损失而引起误差
⑦溶液浓度不准确
⑧没有进行重复实验
二、热化学方程式书写注意事项
①需注明物质的聚集状态
②各物质前的计量数只表示物质的物质的量,所以可以写整数也可以写分数。
③ΔH的数值随整个方程式发生变化,方程式加倍或减少,ΔH也随之加倍或减少;方程式反应物和生成物调换,ΔH的正负号也随之调换。
④不写反应条件;由于已经注明了物质的聚集状态,所以热化学方程式不写↓、↑。
⑤不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的ΔH都表示反应进行到底(即完全转化)时的能量变化。
⑥需注明反应的温度和压强,但因中学化学所用的ΔH的数值一般都是在101kpa和25℃时测定的, 因此可以不注明。
考点一 反应热的测量——用简易热量计测定中和反应的反应热
1.下列关于反应热测量的说法正确的是( )
A. 所有反应热都能通过实验测量
B. 反应热测量只在化学研究中有意义
C. 反应热测量有助于解决化工生产中的实际问题
D. 反应热测量与生活无关
2.已知某反应中溶液质量为,比热容为,反应前温度为,反应后温度为,则反应热为( )
A. B. C. D.
3.在中和热测定实验中,将溶液倒入盐酸中时,下列操作正确的是( )
A. 缓慢倒入
B. 分多次倒入
C. 迅速全部倒入
D. 以上操作都可以
考点二 热化学方程式
1.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.
B.
C.
D.
2.依据反应事实,写出与适量反应,生成,放出热量的热化学方程式。
3.已知 ,那么的是多少呢?
4.已知 ,则的为( )
A.
B.
C.
D.
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1.2 反应热的测量和计算
课时1 反应热的测量和热化学方程式
一、知识目标
1. 理解反应热测定的原理和方法,能根据实验数据计算反应热,分析产生误差的原因并完善和改进测定方法。
1. 明确热化学方程式的意义,学会书写热化学方程式,并能判断其书写的正误。
1. 了解中和反应反应热的概念,知道影响中和热数值的因素。
二、核心素养目标
1. 宏观辨识与微观探析:从宏观上认识化学反应中热量的变化,从微观角度理解反应热产生的原因,能根据物质的状态和化学计量数分析反应热的变化。
2. 证据推理与模型认知:通过实验数据的处理和分析,建立反应热计算的模型,能运用模型解决实际问题。
3. 科学探究与创新意识:通过设计和完成中和热的测定实验,培养科学探究能力和创新意识,体会实验探究在化学研究中的重要性。
一、学习重点
1. 反应热的测量原理和方法。
2. 热化学方程式的书写。
二、学习难点
1. 反应热测量过程中误差的分析和处理。
1. 热化学方程式书写的注意事项。
一、反应热的测量——用简易热量计测定中和反应的反应热
1.实验原理
在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成 1 mol液态水 ,这时的反应热叫做中和热。
H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
2.计算方法:Q = cmΔT
其中 Q—中和反应放出的热量,c—反应混合液的比热容,m—反应混合液的质量,ΔT—反应前后溶液温度的差值
3.注意事项
(1)碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。
(2)操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。
(3)热量计的保温效果尽可能好。
4.如果实验中使用的较浓的酸或碱,会因溶解放热而造成误差;如果使用的是弱酸或弱碱,会因电离吸热而造成误差。
二、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,叫做热化学方程式。
2.表示意义: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。
例如:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,表示在25 ℃和101 kPa下,
2 mol气态H2与1 mol气态O2反应生成2 mol液态H2O时,放出571.6 kJ的热量。
3.热化学方程式与普通化学方程式的区别
化学方程式
热化学方程式
化学
计量数
是整数,既可表示粒子个数,又可表示该物质的物质的量
既可以是整数,也可以是分数,只表示该物质的物质的量
状态
不要求注明
必须在化学式后注明
正负号及单位
无
必须注明
意义
表明了化学反应中的物质变化
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
4.书写热化学方程式的步骤及要求
一写化学方程式——写出配平的化学方程式。
二标状态——用s、1、g、aq标明物质的聚集状态,不标“↑”或“↓”。
三标条件——标明反应的温度和压强(101kPa、25℃时可不标注)。
四标△H——在方程式后写出△H,并根据信息注明△H的“+”或“-”。
五标数值——根据化学计量数计算写出△H的值,并注明单位kJ·mol-1。
问题探究
1. 在化工生产中,除了合成氨工业,还有哪些生产过程需要准确测量和计算反应热?这些反应热数据对生产有什么具体的影响?
答案:在化工生产中,像硫酸工业、钢铁冶炼等过程都需要准确测量和计算反应热。以硫酸工业为例,在二氧化硫氧化为三氧化硫的反应中,这是一个放热反应,准确的反应热数据有助于合理设计热交换器,回收反应放出的热量用于预热反应物,提高能源利用率;还能帮助控制反应温度,因为该反应在一定温度范围内才能保证较高的反应速率和转化率。在钢铁冶炼中,铁矿石还原等反应的反应热数据对于确定合适的燃料用量、控制炉温等起着关键作用,从而保证冶炼过程的顺利进行和产品质量。
1. 查阅资料,了解不同类型热量计(如弹式热量计、简易热量计)的优缺点及适用范围。
答案:
· 弹式热量计:
· 优点:测量精度高,能在密闭容器中进行反应,可准确测量燃烧等剧烈反应的反应热,适用于测定物质的燃烧热等。
· 缺点:仪器结构复杂,成本较高;操作相对繁琐,需要专业人员进行操作。
· 适用范围:常用于科研领域对一些物质燃烧热的精确测量,以及对反应热数据要求较高的实验。
· 简易热量计:
· 优点:结构简单,成本低,易于组装和操作;可以用于一些常见的中和反应等反应热的测量,适合在学校实验室进行教学实验。
· 缺点:测量精度相对较低,受外界环境影响较大,如热量散失较难完全避免。
· 适用范围:主要用于教学演示和一些对反应热测量精度要求不是特别高的实验,帮助学生初步了解反应热的测量方法。
问题思考
2. 结合生活实际,思考为什么反应热的测量在生活和生产中如此重要?试再举一些例子说明。
答案:反应热的测量在生活和生产中至关重要。在生活中,比如我们使用的天然气、煤气等燃料,了解它们燃烧的反应热,就能知道一定量的燃料能提供多少热量,从而合理安排使用量,避免浪费。像冬季取暖时,根据煤炭的反应热数据,可以计算出需要多少煤炭才能达到合适的室温。在生产中,例如水泥生产过程,涉及到一系列的化学反应,准确测量反应热有助于控制生产过程中的温度,保证水泥的质量和生产效率。如果反应热测量不准确,可能导致温度过高或过低,影响水泥的性能和生产的正常进行。
1. 已知某反应中溶液质量为,比热容为,反应前温度为,反应后温度为,请写出反应热的计算公式,并说明公式中各物理量的含义。
答案:反应热的计算公式为。其中,是水的比热容,它表示单位质量的水升高(或降低)所吸收(或放出)的热量;是溶液的总质量;是反应前体系的温度,是反应后体系的温度。公式中的负号表示当反应放热时,体系温度升高,,为负值,符合放热反应的规定。
归纳总结
1. 请归纳用简易热量计测定中和反应的反应热的实验步骤。
答案:
· 第一步:用量筒量取盐酸,倒入简易热量计中,用温度传感器测量盐酸的温度,记录数据。
· 第二步:用量筒量取溶液,倒入烧杯中,调节其温度,使之与热量计中盐酸的温度相同。
· 第三步:把搅拌磁子放入热量计中,盖好杯盖。启动应用程序,打开磁力搅拌器,开始采集数据。
· 第四步:打开杯盖上的橡皮塞,将溶液沿漏斗迅速全部倒入热量计中,塞紧橡皮塞。待温度平稳后,停止采集,将起始温度和最高温度的数据记录在表格中。
· 第五步:再重复实验步骤(1)~(4)两次。
1. 总结书写热化学方程式的注意事项。
答案:
· 在右端注明热量的变化:吸热反应,;放热反应,。
· 绝大多数是在、下测定的,此时可不注明温度和压强。
· 化学计量数不表示分子数或原子个数,仅表示物质的量(可以是整数,也可以是分数)。
· 一般不要求写反应条件,不用“↑”和“↓”,不用“→”而用“=”“⇌” 表示。
· 同素异形体需额外标注名称,如石墨,金刚石。
· 要注明反应物和生成物的聚集状态,气态、液态、固态、溶液分别用、、、表示。
· 数值与化学计量数相对应(化学计量数加倍,值也加倍)。
· 正逆反应的绝对值相等,符号相反。
1.下列有关热化学方程式的说法错误的是( )
A.热学化方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
B.热化学方程式中,各物质的化学计量数不表示分子个数,只代表该物质的物质的量
C.同一化学反应,化学计量数不同,则ΔH不同;化学计量数相同而状态不同,ΔH也不同
D.化学反应过程中所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
【答案】A
【解析】热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示25°C、101kPa下的数据,而不是标准状况(0°C、101kPa)下的数据,A选项错误;热化学方程式中化学计量数只表示物质的量,不表示分子个数,B选项正确;同一反应,化学计量数不同,反应热不同,物质状态不同,反应热也不同,C选项正确;反应热与参加反应的物质的物质的量成正比,D选项正确。
2.在实验室进行中和热测定实验,下列有关叙述错误的是( )
A.大小烧杯之间塞满碎泡沫,目的是减少热量损失
B.测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌
D.可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
【答案】C
【解析】大小烧杯之间塞满碎泡沫可以起到保温作用,减少热量损失,A选项正确;测量终止温度要记录混合溶液的最高温度,B选项正确;若缓慢分次倒入NaOH溶液,会使热量散失,导致实验误差增大,应一次迅速倒入,C选项错误;塑料材质的环形搅拌棒可以代替环形玻璃搅拌棒,且能减少热量损失,D选项正确。
3.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为H⁺(aq)+OH⁻(aq)=H₂O(l)ΔH=-57.3kJ·mol⁻¹。分别向1L0.5mol·L⁻¹的NaOH溶液中加入①浓硫酸、②稀硫酸、③稀盐酸,恰好完全反应的热效应分别为ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃,下列关系正确的是( )
A.ΔH₁>ΔH₂>ΔH₃ B.ΔH₁<ΔH₂<ΔH₃ C.ΔH₁<ΔH₂=ΔH₃ D.ΔH₁=ΔH₂<ΔH₃
【答案】C
【解析】浓硫酸溶于水会放出大量的热,所以①浓硫酸与NaOH溶液反应放出的热量最多,但ΔH为负值,所以ΔH₁最小;②稀硫酸和③稀盐酸都是强酸的稀溶液,与NaOH溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量都为57.3kJ,所以ΔH₂=ΔH₃,故ΔH₁<ΔH₂=ΔH₃,C选项正确。
4.已知:H⁺(aq)+OH⁻(aq)=H₂O(l) ΔH₁=-57.3 kJ·mol⁻¹,1/2H₂SO₄(浓,aq)+NaOH(aq)=1/2Na₂SO₄(aq)+H₂O(l)ΔH₂=mkJ·mol⁻¹,下列说法正确的是( )
A.上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量
B.ΔH₁<ΔH₂
C.ΔH₂=-57.3kJ·mol⁻¹ D.|ΔH₁|>|ΔH₂|
【答案】A 【解析】热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,A选项正确;浓硫酸溶于水放热,所以1/2H₂SO₄(浓,aq)与NaOH溶液反应放出的热量比H⁺(aq)+OH⁻(aq)=H₂O(l)放出的热量多,ΔH为负值,所以ΔH₁>ΔH₂,B选项错误;ΔH₂<-57.3kJ·mol⁻¹,C选项错误;|ΔH₁|<|ΔH₂|,D选项错误。
5.已知下列两个热化学方程式:2H₂(g)+O₂(g)===2H₂O(l)ΔH=-571.6kJ·mol⁻¹,C₃H₈(g)+5O₂(g)===3CO₂(g)+4H₂O(l)ΔH=-2220kJ·mol⁻¹。请根据上面两个热化学方程式,回答下列问题:
(1)H₂的燃烧热为________________,C₃H₈的燃烧热为________________。
(2)1molH₂和2molC₃H₈组成的混合气体完全燃烧释放的热量为____________。
(3)现有H₂和C₃H₈的混合气体共5mol,完全燃烧时放热3846.75kJ,则在混合气体中H₂和C₃H₈的体积比是________。
【答案】(1)285.8 kJ·mol⁻¹;2220 kJ·mol⁻¹ (2)4725.8 kJ (3)3∶1
【解析】(1)燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,所以H₂的燃烧热为571.6kJ·mol⁻¹÷2 = 285.8 kJ·mol⁻¹,C₃H₈的燃烧热为2220 kJ·mol⁻¹。(2)1molH₂完全燃烧放出的热量为285.8kJ,2molC₃H₈完全燃烧放出的热量为2×2220kJ = 4440kJ,所以混合气体完全燃烧释放的热量为285.8kJ + 4440kJ = 4725.8kJ。(3)设混合气体中H₂的物质的量为xmol,则C₃H₈的物质的量为(5 - x)mol,根据放出的热量可列方程:285.8x + 2220(5 - x) = 3846.75,解得x = 3.75mol,则C₃H₈的物质的量为5 - 3.75 = 1.25mol,所以H₂和C₃H₈的体积比等于物质的量之比,为3.75∶1.25 = 3∶1。
一、测定——中和反应反应热的测定
1.中和热:
(1)定义:在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)时放出的热量,叫做中和热。
(2)表示方法:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
(3)说明:
①条件:稀溶液,因浓酸或浓碱在稀释时会放出热量,使最终的中和热数值变大。
②反应物:必须是强酸与强碱,因弱酸、弱碱电离吸热,使最终的中和热数值变小。
③生成物及其物质的量:必须是1molH2O(l);不能有沉淀生成,因生成沉淀放热,使最终的中和热数值变大。
④表述:用文字表述中和热时,不带“-”号;用ΔH表示时,带上“-”。
例如:强酸与强碱反应的中和热为57.3kJ/mol或ΔH=-57.3kJ/mol。
⑤对于任意一个中和热的热化学方程式,它的ΔH准确值一定等于-57.3kJ/mol。
2.中和热实验测定注意事项
①要使用同一支温度计:测量酸碱及混合液的温度时,测定一种溶液温度后温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干.
②减少热量损失:在量热的过程中,操作时动作要快,尽量减少热量的散失。要一次性、迅速地将NaOH溶液倒进装有盐酸的容器里(注意不要洒到外面),并立即用杯盖盖好,及时观察温度上升情况.
③操作规范、读数准确.
a、所配溶液的浓度要准确,所用NaOH溶液最好是新配制的,久置的NaOH溶液往往由于吸收空气中的CO2导致浓度不准,影响实验结果。
b、要比较准确地测量出反应中溶液温度的变化,所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温后,才能使用,且中和后的温度一定要记混合溶液的最高温度.
c、温度计的水银球要完全浸没在溶液中,且不能靠在容器的底部或壁上。测混合液最高温度时,要随时读取温度值,以提高所测温度的精确度.
d、量取液体体积时读数要准确.
e、要用玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,使酸碱充分反应.
3.中和热实验测定导致测定误差的因素
①量取溶液的体积不准确
②温度计读数有误(如未读取混合溶液的最高温度,就记为终止温度)
③实验过程中有液体溅出
④混合酸、碱溶液时,动作缓慢,从而引起实验误差
⑤隔热层隔热效果不好,实验过程中热量损失太大,从而引起误差
⑥测过盐酸的温度计未用水清洗,便立即去测碱的温度,因热量损失而引起误差
⑦溶液浓度不准确
⑧没有进行重复实验
二、热化学方程式书写注意事项
①需注明物质的聚集状态
②各物质前的计量数只表示物质的物质的量,所以可以写整数也可以写分数。
③ΔH的数值随整个方程式发生变化,方程式加倍或减少,ΔH也随之加倍或减少;方程式反应物和生成物调换,ΔH的正负号也随之调换。
④不写反应条件;由于已经注明了物质的聚集状态,所以热化学方程式不写↓、↑。
⑤不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的ΔH都表示反应进行到底(即完全转化)时的能量变化。
⑥需注明反应的温度和压强,但因中学化学所用的ΔH的数值一般都是在101kpa和25℃时测定的, 因此可以不注明。
考点一 反应热的测量——用简易热量计测定中和反应的反应热
1.下列关于反应热测量的说法正确的是( )
A. 所有反应热都能通过实验测量
B. 反应热测量只在化学研究中有意义
C. 反应热测量有助于解决化工生产中的实际问题
D. 反应热测量与生活无关
答案:C
讲解:并不是所有反应热都能通过实验测量,有些反应可能因为反应条件苛刻、反应速率过慢等原因难以准确测量反应热,所以A选项错误;反应热测量在生活和化工生产等多个方面都有重要意义,比如在生活中燃料的使用、化工生产中反应装置的设计和反应条件的控制等,所以B、D选项错误;在化工生产中,准确的反应热数据对于合理设计反应装置、控制反应条件、提高生产效率、降低成本等都起着关键作用,因此反应热测量有助于解决化工生产中的实际问题,C选项正确。
2.已知某反应中溶液质量为,比热容为,反应前温度为,反应后温度为,则反应热为( )
A.
B.
C.
D.
答案:B
讲解:根据反应热的计算公式,其中是水的比热容,是溶液的总质量,是反应前体系的温度,是反应后体系的温度。当反应放热时,体系温度升高,,为负值,符合放热反应的规定;当反应吸热时,体系温度降低,,为正值,符合吸热反应的规定。所以本题答案选B。
3.在中和热测定实验中,将溶液倒入盐酸中时,下列操作正确的是( )
A. 缓慢倒入
B. 分多次倒入
C. 迅速全部倒入
D. 以上操作都可以
答案:C
讲解:在中和热测定实验中,为了减少热量损失,提高实验的准确性,应将溶液迅速全部倒入热量计中。如果缓慢倒入或分多次倒入,会使热量散失到周围环境中,导致测量的反应热不准确,实验误差增大。所以本题答案选C。
考点二 热化学方程式
1.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.
B.
C.
D.
答案:C
讲解:书写热化学方程式时,需要注意以下几点:要注明物质的状态,的单位是,放热反应,吸热反应。A选项没有标注物质状态,不符合热化学方程式的书写要求,所以A选项错误;B选项中的单位应该是,而不是,所以B选项错误;D选项该反应是放热反应,应该小于,而不是大于,所以D选项错误;C选项符合热化学方程式的书写规范,所以C选项正确。
2.依据反应事实,写出与适量反应,生成,放出热量的热化学方程式。
答案:
讲解:根据热化学方程式的书写要求,首先要注明反应物和生成物的状态,、、都是气态,分别用表示;然后要注明反应热,该反应是放热反应,,放出热量,所以;化学计量数表示物质的量,与反应生成,所以热化学方程式为 。
3.已知 ,那么的是多少呢?
答案:
讲解:热化学方程式中数值与化学计量数相对应,当化学计量数变为原来的一半时,也变为原来的一半。已知 ,对于反应,其化学计量数是前者的一半,所以也为前者的一半,即。
4.已知 ,则的为( )
A.
B.
C.
D.
答案:A
讲解:正逆反应的绝对值相等,符号相反。已知 ,该反应的逆反应的与正反应的绝对值相等,都为,但符号相反,正反应是放热反应,逆反应是吸热反应,所以的,答案选A。
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