内容正文:
1 新情境·激趣引航
阿基米德曾说过,给我一个足够长的杠杆,我可以撬动地球,而化学能量就是推动人类进步的“杠杆”!能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮,进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。
化学反应同时存在着物质变化和能量变化,化学反应中的物质变化可用化学方程式表示,那么用什么方法可以既表示物质变化也表示其能量变化呢?如何建立物质变化和能量变化的定量关系呢?
请让我们一起走进教材:热化学方程式,学完本课内容,你将明了于心。
2 新知识·预习探索
目标定位
1.了解热化学方程式的含义。
2.掌握热化学方程式的书写。
3.通过中和反应反应热的测定,初步学习测定反应热的实验方法。
新知预习
1.热化学方程式
(1)定义:表示参加反应的物质的量与反应热的关系的化学方程式。
(2)意义:热化学方程式既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H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,表示在25 ℃、101 kPa时,1molH2与eq \f(1,2) molO2完全反应生成液态水时放出的热量是285.8 kJ。
(3)书写原则:
①热化学方程式的化学计量数只表示物质的量,不表示分子个数,可以用整数也可以用分数。
②必须注明物质的聚集状态、ΔH的“+、-”和单位。
③对于相同反应,ΔH的数值必须与化学计量数对应。
2.中和反应的反应热的测定
(1)中和反应的反应热
在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol_H2O时的反应热(即所放出的热量),叫中和反应的反应热。
(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,由此求得中和反应的反应热。
(3)实验装置和实验用品
①实验装置
②实验用品
大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)两个、碎泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒、0.50 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。
(4)测量步骤
(5)数据处理
ΔH=-eq \f(cmΔt×10-3,nH2O) kJ/mol
[其中c=4.18 J/(g·℃)]。
预习思考
(1)热化学方程式和化学方程式有什么差异?
(2)不能用铜质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒原因是什么?若用醋酸代替盐酸进行中和反应反应热的测量,测量反应放出的热量会减小还是增大?
(3)中和热的测定结果偏低的原因有哪些?
提示:(1)
物质的状态和条件标注不同
热化学方程式要注明物质的聚集状态,等号上方不标注条件,而普通化学方程式中不需注明所有物质状态,但一定要注明条件
能量表示不同
在热化学方程式的右端要注明焓变,而普通化学方程式不需注明
化学计量数不同
热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数,而普通化学方程式中的化学计量数只能是整数
意义不同
热化学方程式不仅表明了化学反应中物质的变化,也表明了化学反应中能量的变化,而普通化学方程式只表明了化学反应中的物质变化
(2)因为铜质搅拌棒导热太快,造成一些热量散失,引起误差;醋酸是弱电解质,电离吸收热量,因此测量反应放出的热量会减小。
(3)①用大小两个烧杯组装的量热器中两个烧杯不相平、纸板孔偏大、碎纸屑填充偏少、搅拌不均匀、保温性能差;
②倒入NaOH溶液时速度不够快,测量时间偏长,导致热量有损失;
③仪器本身需要吸收热量;
④用同一个量筒,量取了酸后不洗涤就又量取了碱。
自测诊断
1.下列有关热化学方程式的说法中不正确的是( )
A.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
B.热化学方程式中的化学计量数只代表反应物或生成物的物质的量
C.在加热或点燃条件下才能进行的化学反应既可以为放热反应,也可以为吸热反应
D.同一化学反应化学计量数不同,ΔH值不同。化学计量数相同而状态不同,ΔH值也不同
【答案】 A
【解析】 A项中,若热化学方程式未注明温度和压强,则说明在25 ℃、101 kPa下进行,而非标准状况下;B、C、D正确。
2.下列对H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH(298 K)=-184.6 kJ/mol的叙述正确的是( )
A.1分子H2和Cl2反应,放出热量184.6 kJ
B.1 mol H2(g)完全反应生成2 mol HCl(g),放出的热量为184.6 kJ
C.在101 kPa、25 ℃的条件下,1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)完全反应生成2 mol HCl(g)放出的热量为184.6 kJ
D.在101 kPa、25 ℃的条件下,1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)完全反应生成2 mol