反应热的测量与计算讲解.ppt

* 第一单元：化学反应中的热效应 课题2：反应热的测量与计算 桐乡高级中学 张锦松 获得化学反应热的主要途径: 1、实验直接测定 2、间接计算获得 （1）根据盖斯定律计算 （2）根据公式△H E反总键能- E生总键能 计算 工作原理： 一定体积、一定浓度的强酸和强碱稀溶液混合，H+和OH-结合生成水，并放出中和热，使得反应后混合溶液温度升高。实验根据反应后溶液的温度与反应前的温度差，利用公式Q C×m×ΔT算得热量，再与反应生成的水的物质的量相除即得中和热。 一、反应热的测定 1、量热计直接测定的是体系的温度变化 2、HCl与NaOH反应的反应热测定原理： HCl aq + NaOH aq NaCl aq +H2O l △H -akJ·mol-1 1mol 1mol -akJ 0.025mol 0.025mol -bkJ 由实验可以测定出b值，然后便可换算出a 中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生 成1mol水时所放出的热量 强酸与强碱的反应中和热都是57.3 kJ·mol-1 H+ aq + OH- aq H2O l △H -57.3 kJ·mol-1 由于电离过程是吸热的,而弱酸、弱碱都较难电离， 所以，强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱酸与弱碱反 应生成1mol水时所放出的热量都小于57.3 kJ。 3、测定反应热时一定要采取较好的绝热措施， 动作要快，以减小实验误差。 1、测定酸碱中和热为什么要用稀溶液？ 答：中和热是酸碱在稀溶液中发生中和反应生成 lmol水时所放出的热量，为什么要指明在稀溶液中呢？ 因为如果在浓溶液中，即使是强酸或强碱，由于得不到足够的水分子，因此也不能完全电离为自由移动的离子。在中和反应过程中会伴随着酸或碱的电离及离子的水化，电离要吸收热量，离子的水化要放出热量，不同浓度时这个热量就不同，所以中和热的值就不同，这样就没有一个统一标准了。 2、为什么强酸强碱的中和热是相同的？ 答：在稀溶液中，强酸和强碱完全电离，所以它们的反应就是H+与OH-结合成H2O的反应，每生成lmol水放出的热量（中和热）是相同的，均为 57．3 kJ／mol。 3、为什么弱酸、弱碱参加的中和反应的中和热小于 57．3 kJ／mol？ 答：弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离，存在着电离平衡。弱酸或弱碱参与中和反应的同时，伴随着电离，电离过程要吸收热量，此热量就要由H+与OH-结合成水分子放出的热量来抵偿，所以总的来说中和热小于 57．3 kJ/mol。 4、是什么原因使中和热测定结果往往偏低？ 答：按照课本中所示装置进行中和热测定，往往所测结果偏低，造成如此现象的主要原因有： （1）仪器保温性能差。课本中用大小烧杯间的碎纸片来隔热保温，其效果当然不好，免不了热量散失，所以结果偏低，这是主要原因； （2）实验中忽略了小烧杯、温度计所吸收的热量，因此也使结果偏低； （3）计算中假定溶液比热容为4．18 J／（g·℃），密度为 1g／cm3，实际上这是水的比热容和密度，酸碱溶液的比热容、密度均较此数大，所以也使结果偏低。 5、为何说保温效果差是造成中和热测定值偏低的主要原因？ 答：实验中温度升高得不多，所以烧杯、玻璃棒吸收的热量甚小，影响不大；而酸、碱溶液是稀溶液，实际密度对比热容与水相差甚微；所以此影响更微弱。因此说，结果偏低的主要原因是保温性能差，若能改进装置，比如用保温杯代替烧杯，使保温性能良好，就更能接近理论值。 6、离子方程式H+＋OH- H2O代表了酸碱中和反应的实质，能否用此代表所有中和反应的离子方程式？ 答：离子方程式书写要求“将难电离或难溶的物质以及气体等用化学式表示”，所以弱酸、弱碱参与中和反应时应以分子的形式保留。例如，醋酸和氢氧化钠的离子方程式就应当写为：HAC+OH- Ac-+H2O 只有可溶性强酸强碱的离子方程式才可能如此表示。 7、为什么中和热测定中要用稍过量的碱？能不能用过量的酸？ 答：这是为了保证碱（或酸）能够完全被中和。H+与OH-相互接触碰撞才能发生反应，如果用等量的酸、碱，随着反应的进行， H+与OH-相互碰撞接触的机会越来越少，越来越困难，可能有一部分 H+与OH-就不能反应，而在一种微粒过量的情况下，则大大增加了另一种微粒完全反应的机会。不能用过量的　酸，因为碱中含有杂质碳酸钠，酸过量就会有酸与碳酸盐反应导致中和热测定不准． 8 为什么要用环形玻璃棒搅拌？若用铁丝取代环行玻璃棒会不会有影响？ 答: 为了使反应充分．若用铁丝取代环行玻璃棒会使铁与酸反应放出热量而且铁丝传热快，使测量值偏低 例：50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L－1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题： （1