热化学方程式导学案

高二化学HX-2012-02-03

选修四1.1化学反应与能量的变化

第二课时《热化学方程式 中和热》导学案

编写人：郑幼成 审核人：高一化学组 编写时间：2012-5

班级： 组别： 组名： 姓名： 【学习目标】

1.了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。

2.通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应反应热的实验方法。 3.能正确分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小误差。 【学习重点】1.热化学方程式的书写 2.中和热的测定。 【学习难点】热化学方程式的书写及正误判断。 【学法指导】讨论法

【知识链接】化学方程式的书写。

【学习过程】学习教材P3-4页热化学方程式的书写方法，完成以下两个问题。

问题1．热化学方程式与普通化学方程式的区别

化学计量数 的形式及表 示意义 是否注明物 质状态 是否注明 ΔH及其单位 普通化学方程式 热化学方程式 表示意义 问题2.书写热化学方程式注意的问题 (1)注意ΔH的符号

ΔH只能写在热化学方程式的右边，且中间留空格。若为放热反应，ΔH为 ；若为吸热反应，ΔH为 。ΔH的单位一般为 (2)注意测定条件

反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关，因此书写热化学方程式时应注意ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在 、 下测定的，可不注明温度和压强。 (3)注意物质的聚集状态

反应物和生成物的聚集状态不同，反应热ΔH也不同。因此，书写热化学方程式时必须注明物质的聚集状态。气体用 ，液体用 ，固体用 ，溶液用 。热化学方程式中不用标“↑”和“↓”。 (4)注意化学计量数

①化学计量数只表示 ，因此可以为 或 。

②由于ΔH与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应：

a．化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小相同的倍数。

b．当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值 ，符号 。 例如：已知

1

H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，则：

2

1

H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝ 。

2

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝ 。 (5)注意ΔH的单位

ΔH的单位“kJ·mol”并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。 (6)热化学方程式一般不写反应条件。

学习教材P4-5中和反应反应热的测定，完成以下问题。 问题3：请补齐实验仪器和试剂中所缺的部分。

仪器：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、量筒(50 mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、 、 。 试剂：0.50 mol·L－1盐酸、 NaOH溶液。

问题4：实验步骤中有一步为：把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液 次倒入小烧杯，盖好盖板，用 轻轻搅动，测量混合溶液的 温度，一般测 次。

问题5：数据处理上，以三次测量所得数据的 为计算依据。取盐酸和NaOH溶液的密度为1 g·cm－3。忽略实验装置的比热容。取盐酸质量为m1、NaOH溶液质量为m2，反应后溶液比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，则实验中反应放出的热量为 ，

－1

生成1 mol H2O时放出的热量为ΔH＝ [问题探究]

问题6：实验中为何使用0.55 mol·L－1 NaOH溶液而不用0.50 mol·L－1的NaOH溶液？

问题7：在中和热测定实验中能否用金属(不与酸反应)质环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？

问题8：组装简易量热器时，减少热量损失的措施有哪些？

【本课小结】

2．对中和热的理解注意以下几点

(1)“稀溶液”一般是指酸、碱的物质的量浓度均小于或等于1 mol/L的溶液，因为溶液混合时，会产生溶解热效应，而影响中和热的测定。

(2)实验测得生成1 mol水放出57.3 kJ的热量是指强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应时的中和热，有弱酸、弱碱参加的中和反应，实验测出的中和热数值一般低于57.3 kJ，因为弱电解质反应时会继续电离，电离时要吸热。

(3)中和热是以生成1 mol水所放出的热量来定义的，因此在书写中和热的热化学方程式时，就以生成1 mol H2O为标准来配平其余物质的化学计量数。如：KOH(aq)＋11H2SO4(aq)===22K2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。

【当堂检测】

1. 写出下列反应的热化学方程式

(1)1 mol N2(g)与适量O2(g)起反应生成NO2(g)，吸收68 kJ热量。

(2)1 mol Cu(s)与适量O2(g)起反应生成CuO(s)，放出157 kJ的热量。

2. 已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )

A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－4b kJ·mol－1

5

B．C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝2b kJ·mol－1

2C．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2b kJ·mol－1 D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝b kJ·mol

3. 含有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol·L－1的H2SO4溶液反应，放出11.46 kJ的热量，表示该反应的中和热的化学方程式为( )

11

A．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－11.46 kJ·mol－1

22

B．2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－11.46 kJ·mol－1

C．2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol

11

D．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1

22

4. 强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。分别向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入：①稀盐酸，②浓硫酸，③稀。恰好完全反应的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，它们 之间的关系正确的是( ) A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH2<ΔH1<ΔH3 C．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3 D．ΔH1＝ΔH3>ΔH2 【学习反思】

本节课我最大的收获是： 我还存在的疑惑是： 我对导学案的建议是：

－1

－1

1. 答案(1)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋68 kJ·mol－1。 (2)2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s) ΔH＝－314 kJ·mol－1

1

或Cu(s)＋O2(g)＝CuO(s) ΔH＝－157 kJ·mol－1。

2

2解析 乙炔燃烧是放热反应，ΔH＜0，则排除B、D两选项；又因反应生成1 mol二氧化碳气体时，放出热量为b kJ，则生成4 mol CO2(g)应放出热量4b kJ，故A正确，C不正确。 2答案 A 3答案 D

3解析 中和热是以生成1 mol H2O(l)所放出的热量来定义的，故书写中和热的热化学方程式时，应以生成1 mol H2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数，故答案为D。 4答案 D 化学计量数 的形式及表 示意义 是否注明物 质状态 是否注明 ΔH及其单位 表示意义 普通化学方程式 热化学方程式 是整数，既表示微粒个数又表示既可以是整数也可以是分数，只该物质的物质的量 表示物质的物质的量 不注明 不注明 表示化学反应中的物质变化 必须在化学式后面注明状态 必须注明ΔH的正负号及单位 不仅表示化学反应中的物质变化，也表示化学反应中的能量变化 2.书写热化学方程式注意的问题 (1)注意ΔH的符号

ΔH只能写在热化学方程式的右边，且中间留空格。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ·mol－1(或kJ/mol)。 (2)注意测定条件

反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关，因此书写热化学方程式时应注意ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25℃、101 kPa下测定的，可不注明温度和压强。 (3)注意物质的聚集状态

反应物和生成物的聚集状态不同，反应热ΔH也不同。因此，书写热化学方程式时必须注明物质的聚集状态。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用标“↑”和“↓”。 (4)注意化学计量数

①化学计量数只表示物质的物质的量，因此可以为整数或分数。 ②由于ΔH与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面的化学计算数必须与ΔH相对应：

a．化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小相同的倍数。

b．当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 例如：已知

1

H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，则：

2

1

H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.8_kJ·mol－1。

2

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6_kJ·mol－1。 (5)注意ΔH的单位 ΔH的单位“kJ·mol－1”并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。 (6)热化学方程式一般不写反应条件。 二、中和反应反应热的测定

[实验用品]

仪器：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、量筒(50 mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、温度计、环形玻璃搅拌棒。 试剂：0.50 mol·L－1盐酸、0.55 mol·L－1 NaOH溶液。 [实验方案] 1．实验步骤

(1)设计装置如图。

(2)用一个量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。并将温度计上的酸用水冲洗干净。 (3)用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。

(4)把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯，盖好盖板，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动，测量混合溶液的最高温度，记入下表。

(5)重复步骤(2)～(4)三次。 2．数据记录及处理 数据记录表 起始温度t1/℃ 温 终止温度 温度差(t2实 t2/℃ 度 －t1 )/℃ HCl NaOH 验 平均值 次 数 1 2 3 3.计算反应热 (1)以三次测量所得数据的平均值为计算依据。 (2)取盐酸和NaOH溶液的密度为1 g·cm－3。忽略实验装置的比热容。

(3)取盐酸质量为m1、NaOH溶液质量为m2，反应后溶液比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，则实验中反应放出的热量为(m1＋m2)·c·(t2－t1)＝0.418(t2－t1)kJ，生成1 mol H2O时放出的

0.418t2－t1－1

热量为ΔH＝ kJ·mol

0.025

[问题探究]

－1－1

1．实验中为何使用0.55 mol·L NaOH溶液而不用0.50 mol·L的NaOH溶液？ 答案 保证0.50 mol·L－1的盐酸全部反应，提高实验的精确度。

2．在中和热测定实验中能否用金属(不与酸反应)质环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？ 答案 不能，因为金属易导热，会造成热量损失，增大实验误差。

3．组装简易量热器时，减少热量损失的措施有哪些？

答案 (1)其保温隔热的效果一定要好，在两烧杯缝隙处一定要塞满泡沫塑料(或纸条)；(2)小烧杯杯口与大烧杯杯口相平；(3)作盖板的大烧杯上的泡沫塑料板上的两个小孔，要恰好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过；(4)可改用保温杯来制作，也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径相近的绝缘外套来制作。(5)不能用导热性良好或与酸反应的金属丝代替玻璃棒。