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高二化学教案:《中和热、燃烧热、盖斯定律》教学设计

来源:学科网 2018-11-18 19:25:19

  第二讲   中和热、燃烧热、盖斯定律

  一、复习回顾

  焓变的概念,以及焓变如何计算?

  燃烧的定义指什么?

  中和反应的概念又是什么?

  所有的燃烧反应都是放热反应么?中和反应呢?

  二、知识梳理

  考点1:中和热

  1.中和热概念:

  在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量叫中和热。

  2.强酸与强碱的中和反应其实质是H+和反应,其热化学方程式为:

  H+(aq) +(aq)H2O(l)    ΔH=-57.3 kJ/mol

  3.弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3 kJ/mol。

  【思考】如何测定中和反应的反应热?

  提示:操作过程中注意调节温度,保证加入的酸和碱初始温度(T1)相同;反应时,记录体系达到的最高温度(T2)。

  中和热可以用量热计(如图)测量。利用公式计算出反应热。

  Q=-mC(T2-T1)

  其中,C表示溶液及量热计的热容;T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。

  4.中和热的测定实验。

  测定前的准备工作

  (1)选择精密温度计(精确到0.10C),并进行校对(本实验温度要求精确到0.10C)。[

  (2)使用温度计要轻拿轻声放。刚刚测量高温的温度计不可立即用水冲洗,以免破裂。

  (3)测量溶液的温度应将温度计悬挂起来,使水银球处于溶液中间,不要靠在烧杯壁上或插到烧杯底部。不可将温度计当搅拌棒使用。

  要想提高中和热测定的准确性,实验时应注意的问题:

  (1)作为量热器的仪器装置,其保温隔热的效果一定要好。因此可用保温杯来做。如果按教材中的方法做,一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平,这样可以减少热量损失。

  (2)盐酸和氢氧化钠溶液的浓度的配制须准确,且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大。

  (3)温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中,而且要稳定一段时间后再读数,以提高所测温度的精度。

  (4)实验操作时动作要快,以尽量减少热量的散失。

  (5)为了减少实验误差,重复实验2~3次,数据取平均值。

  5.定义解读:

  (1)中和热定义强调“强酸”“强碱”“稀溶液”“生成1 mol水”,是为了避免浓酸浓碱溶于水时的热效应,同时也避免酸或碱电离(特别是弱酸、弱碱电离)时的热效应。

  (2)中和热只能是强酸、强碱稀溶液反应且只有H+和OH-发生反应生成1 mol水时放出的热。稀H2SO4与稀Ba(OH)2反应生成1 mol水放出的热不是中和热,因为它包括了生成BaSO4的热效应。

  考点2:燃烧热

  概念:1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。

  注意以下几点:

  (1)反应程度:完全燃烧,产物是稳定的物质。

  (2)燃烧物的物质的量:1 mol。

  (3)研究内容:放出的热量。(ΔH<0,单位:kJ/mol)

  考点3:盖斯定律

  1.概念:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变都是一样的,这一规律称为盖斯定律。在如右图所示的变化过程中,存在以下的关系:ΔH=ΔH1+ΔH2。

  2.对盖斯定律的理解:

  化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。

  若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:①由A直接变成D,反应热为?H;②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为?H1、?H2、?H3。如下图所示:

  4. 盖斯定律的应用和有关燃烧热和中和热的计算

  化学反应中反应热的大小与反应物、生成物的种类、量及聚集状态有关,与反应途径无关。根据能量守恒定律,无论反应是一步完成还是几步完成,只要反应的起始状态和终了状态确定,反应热就是个定值。

  三、例题精讲

  【例题1】下列说法正确的是(    )

  A.强酸跟强碱的反应热一定是中和热

  B.1 mol C(碳)完全燃烧放热383.3 kJ,其热化学方程式为:C+O2CO2  ΔH=

  ?383.3 kJ·mol?1

  C.在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热叫做中和热

  D.表示中和热的离子方程式为:H+(aq)+OH?(aq)H2O(l);ΔH=57.3 kJ·mol?1

  【答案】C

  【解析】中和热是酸碱中和生成1 mol水放出的热量,选项中没有指明生成水的物质的量为   1 mol,故A错误;热化学方程式书写时要特别注明反应物与生成物的聚集态,故B错误;中和热的概念是指强酸与强碱的稀溶液反应,生成1 mol水时放出的热量,故C正确;中和反应是放热反应,ΔH=?57.3 kJ·mol?1,故D错误;选项C符合题意。

  【例题2】根据下列两个热化学方程式,回答下列问题:

  2H2(g)+O2(g)2H2O(1)  ΔH=?571.6 kJ · mol?1

  C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)  ΔH=?2 220 kJ · mol?1

  (1)H2的燃烧热为_______,C3H8的燃烧热为_______。

  (2)1 mol H2和2 mol C3H8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5 mol,完全燃烧时放热3 847 kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是_______。

  【答案】(1)285.8 kJ · mol?1   2 220 kJ · mol?1    (2)4 725.8 kJ   (3)3:1

  【解析】(1)根据燃烧热的定义可以分别求出H2和C3H8的燃烧热。(2)分别求出1 mol H2和2 mol C3H8 燃烧放出的热量后加和,即得混合气体燃烧时放出的总热量。Q放 = 1 mol × 285.8 kJ · mol?1+2 mol ×2220 kJ · mol?1=4 725.8 kJ。(3)列方程组可以求出答案:设H2和C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有n1+n2=5 mol ①,n1×285.8 kJ · mol?1+n2×2220 kJ · mol?1=3 847 kJ ②,解得:n1 = 15/4 mol,n2 =5/4 mol;在相同温度和压强时,V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3:1。

  【例题3】一定条件下水分解生成氢气和氧气,有关物质和能量的转化关系如图所示,下列判断正确的是(    )

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