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(共21张PPT)
专题1　化学反应与能量变化
/ 反应热的测量与计算 /
学习目标
1.掌握中和热的测定实验。从中理解热量的定量测定与计算
2.了解盖斯定律及其简单应用
3.能进行反应焓变的简单计算
课堂导入
如何测定反应放出的热量？
保温杯式量热计
原理
测量仪器——量热计
一、中和热的测定
1.中和热的定义
HCl + NaOH == NaCl + H2O
稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热
2.中和热的表示
H+(aq)+OH-(aq) == H2O (1) ΔH= －57.3 kJ·mol-1
注意：
①条件：稀溶液 (浓溶液混合因稀释会放热)
②反应物：酸与碱
③生成1 mol水
一、中和热的测定
3.中和热的计算式
因m(aq)＝V(aq)·ρ，V(aq)可直接测量，本实验在反应过程中要测得的数据就是t1、t2
中和热＝－
＝－ kJ·mol－1
体系放热值
比热容
反应结束时温度
反应前温度
注：c=4.18 J·(g·℃)—1
一、中和热的测定
一、中和热的测定
次数 反应物的温度℃ 反应前体系温度 反应后系温度 Δt
HCl(50 mL) NaOH(50 mL) t1 /℃ t2 /℃ t2-t1
１
２
３
观察视频，了解实验过程，并记录相关数据填入表格
28.6
28.4
31.3
28.5
2.8
应该取3次平均值，这里只有一次数据
中和热＝
中和热＝－
＝－ 46.8 kJ·mol－1
一、中和热的测定
在25℃101 kPa下，强酸稀溶液与强碱稀溶液生成 1 mol H2O时放出57.3 kJ热量。
请分析实验结果偏低的原因有哪些？
量热器保温效果不好
溶液混合不够快速
反应不够充分
量盐酸后温度计没有冲洗就量NaOH溶液的温度
误差分析
所有化学反应产生的反应热都能测定吗？
思考与讨论
C(s) + O2(g) == CO(g) ΔH =
伴随副反应的不能直接测定反应热
速率很慢的反应不能直接测定反应热
不容易直接发生的反应不能直接测定反应热
二、反应热的计算
1840年，俄国化学家盖斯（G. H. Hess，1802—1850）在分析了许多化学反应的热效应的基础上，总结出一条规律：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，
其总的热效应是完全相等的。”这个规律被称为盖斯定律（Hess's Law）。
二、反应热的计算
始态
终态
反应热
1. 盖斯定律　
一个化学反应，不管是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相等的。
在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关。
二、反应热的计算
ΔH＝生成物总能量 – 反应物总能量
＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)
二、反应热的计算
如图，往炉膛底的热炭上喷洒少量水的瞬间，炉子的火更旺，这是因为________________________ ____________________________________。
生成的水煤气（CO和H2）燃烧，使得瞬间火焰更旺
思考：如果消耗同量的炭，喷洒过水和没有喷洒过水的炭火放出的总热量是否相同？
二、反应热的计算
应用盖斯定律揭秘炭火洒水之疑：
涉及的热化学方程式有:
①C(s)＋O2(g) == CO2(g) ΔH1
②C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g) ΔH2
③CO(g)＋O2(g) == CO2(g) 　 ΔH3
④H2(g)＋ O2(g) == H2O (g) 　 ΔH4
C(s)
CO2(g)
CO(g)
H2O(g)
H2(g)
H2O(g)
涉及过程图示
①
②
③
④
观察可知：将②、③、④三个反应直接进行加合即得①。
＋
＋
＋
＋
C(s)＋O2(g) == CO2(g)
ΔH2+ΔH3+ΔH4
即有ΔH1 =
ΔH2+ΔH3+ΔH4
洒水与直接燃烧放热相同
二、反应热的计算
(1) 根据热化学方程式计算
例： 25 ℃、101 kPa，使1.0 g Na与足量Cl2反应，生成NaCl晶体并放出17.87 kJ热量，则生成1 mol NaCl 的反应热为　　　　　　　　　　　。
－411.01 kJ·mol－1
ΔH = －411.01 kJ·mol－1
－17.87 kJ
1 mol
ΔH
Na(s) + Cl2 (g) == NaCl(s) ΔH
2 ．计算方法
二、反应热的计算
例：火箭荷载的绝大部分质量来自于推进剂，产生同样推力所需要的推进剂质量越小，火箭的荷载就越低。计算每克液氢-液氧推进剂恰好完全反应释放的热量。
H2(l) + O2(l) == H2O(g) ΔH = － 237.46 kJ·mol－1
∴每克推进剂恰好完全反应放出热量 = 13.19 kJ/g
根据热化学方程式计算反应热
1 mol 0.5 mol 1 mol － 237.46 kJ
Q kJ
1 mol×2 g ·mol－1 + 0.5 mol×32 g ·mol－1 = 18 g
二、反应热的计算
例:根据下列条件写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25 ℃，101 kPa时)。
①C(石墨，s)+O2(g) == CO2(g) ΔH1= － 393.5 kJ·mol-1
②C(金刚石，s)+O2(g) == CO2(g) ΔH2= － 395.0 kJ·mol-1
(2) 根据盖斯定律的计算
方法一
③
C(石墨，s)+O2(g)
C(金刚石，s)+O2(g)
CO2(g)
①
②
∴③=①-②
∵①=③+②
③ C(石墨，s)= C(金刚石，s) ΔH = +1.5 kJ·mol-1
方法二
能量
CO2(g)
C(石墨，s)+O2(g)
C(金刚石，s)+O2(g)
ΔH1
ΔH2
ΔH=？
二、反应热的计算
运用盖斯定律求算反应热的一般思路：
未知反应
设计合理反应路径
核心：实现物质转化
求算反应热
已知反应
课堂总结
根据热化学方程式的计算
根据 盖斯定律 的计算
内容
应用
间接计算反应热
只与始态终态有关
计算
测量中和热
反应热
提升训练
1.已知：
① CO(g) + O2(g) == CO2(g) ΔH1= － 283.0 kJ·mol-1
② H2(g) + O2(g) == H2O(l) ΔH2= － 285.8 kJ·mol-1
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) == 2 CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH3= － 1370 kJ·mol-1
试计算④2CO(g)＋ 4H2(g) == H2O(l)＋C2H5OH(l) 的ΔH。
④=①×2
+②×4
－ ③
∴ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 － ΔH3
＝ － 283.0 kJ·mol-1×2 － 285.8 kJ·mol-1×4 ＋1370 kJ·mol-1
＝ － 339.2 kJ·mol-1
提升训练
2.某次发射火箭，用N2H4(肼)在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知： N2(g)+2O2(g) == 2NO2(g) ΔH1=+67.2 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g) == N2(g)+2H2O(l) ΔH2= － 534 kJ·mol-1
假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。
2N2H4(g)+ 2NO2(g) == 3N2(g)+4H2O(l)
……①
……②
②×2
-①
ΔH=2ΔH2 － ΔH1=－534 kJ·mol-1×2 － 67.2 kJ·mol-1
ΔH=－1135.2 kJ·mol-1

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