反应热的测量与计算
课时2 反应热的测量与计算
讨论：是不是任一反应的反应热均能 直接测出?
如何测出这个反应的反应热： ① C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ；ΔH1=?
②CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol ③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol
① + ② = ③
所需仪器与试剂:
量热计 量筒（50 mL）两个、 0.50 mol/L 盐酸、 0.50 mol/L NaOH溶液
Q = c m Δt ① Q:中和反应放出的热量。 m：反应混合液的质量。 c：反应混合液的比热容。 Δt：反应前后溶液温度的差值。
［问］酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的 质量应怎样得到？
量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。 Q = c ·（V酸ρ酸＋V碱ρ碱） · ② Δt
已知 V酸=V碱=50 mL。 c酸= c碱=0.50 mol/L。 ρ酸=ρ碱=1 g/cm3 c=4.18 J/（g· ℃） 请把以上数据代入式②,得出Q的表示式。其中热量的单 位用kJ， 得出结果。
Q = 0.418Δt kJ
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)△H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol 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。
［议一议］为何所测得的数据不是57.3 kJ/mol，分
析产生误差的原因。
误差分析:
可能的原因有： 1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL的酸、 碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于50 mL都会造成误差） 2.温度计的读数有误。 3.实验过程中有液体洒在外面。 4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。 5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致 误差。 6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温 度，致使热量损失而引起误差。
反应热的测量和计算
活动与探究
在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成
1molH20，这时的反应热叫做中和热. ted w思ith考A：sp放１o出smeo1.S1l 4HlEid.2v6eSasOlKufJ4aotr与i的o.Nn热2EomT量nol3y，l..5N此aC反OlieH应n完t的P全中ro反f和ile应热5.2
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化学键断裂时吸收总能量= 679kJ
化学键形成时放出总能量= 862kJ
ΔH＝[436kJ/mol＋243kJ/mol]－ 431kJ/mol×2＝－183kJ/mol
从键能角度看：
ΔH＝反应物总键能－生成物总键能
反应物分子断键时吸收的能量
可以求得反应吸收或放出的热量
Q =m cΔt
活动与探究
Q =m c Δt
3、酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它
们的质量应怎样得到？
量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。
Q =（V酸ρ酸＋EVva碱lρua碱t）ion·co·（nlyt.2－t1） ② ted们 我本已w的们实知i浓近t验hC度似ρ中AV酸o均地s，酸=ppρ为认=y我o碱Vr0为si=们碱g.e15，=h所0.g5St所/m0用2clim用mo0d一l0e3L/酸元L4s。。、-酸f2o由碱、0r于1溶.一1N是c液元=EA稀c的4碱Ts酸.1溶p密=的38o液度.cJ体s5碱/，e均（=积C0且P为gl均.i5·te为℃1y0为ng了mL）t5/tc0Po计dmlmr/.算Lo3L，。f简i,l它且e便5，.2
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化学反应原理-反应热的测量与计算
燃烧热为393.5kJ/mol； 反应热为 －393.5kJ/mol
1g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值
例1：判断正误：
× √
在生成BaSO4↓时放热，∴A放热大于57.3kJ/mol
例2： 1L1mol/L的H2SO4和2L1mol/L的NaOH完全反 应，放出114.6kJ的热量。 ①写出该反应的热化学方程式 H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) △H=－114.6kJ/mol 反应热为－114.6kJ/mol； 中和热为 57.3kJ/mol ②中和热的热化学方程式
第一单元 化学反应的热效应 反应热的测量与计算
HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H= — kJ/mol 不同的化学反应具有不同的反应热，人们可以 通过多种方法获得反应热的数据，其中最直接 的方法是通过实验进行测定。
一、中和反应反应热的测量 1、实验目的：测定强酸强碱反应的反应热 2、测量装置：量热计
∴ △H： △H1 > △H3 > △H2
例4：2molH2和1molO2完全反应生成H2O(l)， 放出571.6kJ的热量， ①书写H2燃烧的热化学方程式
2H2（g）+O2（g） =2H2O（l） △H=－571.6kJ/mol H2（g）+1/2O2（g） =H2O（l） △H=－285.8kJ/mol ②书写H2燃烧热的热化学方程式
（3）为了使反应进行完全，一般碱稍微过量。 用50mL0.55mol/LNaOH和 50mL0.50mol/LHCl进行上述实验 因为NaOH易吸收CO2变质，碱稍微过量 可以保证盐酸完全反应
（4）若把盐酸改为醋酸，结果怎样？
《反应热的测量和计算》计算热值-实验为辅
《反应热的测量和计算》计算热值，实验为辅在我们的日常生活和工业生产中，能量的转化和利用是一个至关重要的问题。
而反应热作为化学反应中能量变化的重要指标，对于理解和优化化学反应过程具有重要意义。
今天，咱们就来好好聊聊反应热的测量和计算，特别是其中关于计算热值的部分。
首先，咱们得搞清楚啥是反应热。
简单来说，反应热就是化学反应在一定条件下放出或吸收的热量。
它的单位通常是焦耳（J）或者千焦耳（kJ）。
反应热的大小与反应物和生成物的种类、状态、物质的量以及反应条件等都有关系。
那怎么测量反应热呢？这就得靠实验啦。
常见的测量反应热的实验方法有很多，比如量热计法。
量热计就像是一个专门用来测量热量的“大盒子”，里面有各种精密的仪器和装置，能准确地测量出反应过程中吸收或放出的热量。
不过，咱们今天重点不是实验，而是计算。
那计算反应热都需要啥呢？这就得提到热力学第一定律，也就是能量守恒定律。
根据这个定律，我们可以通过反应物和生成物的能量变化来计算反应热。
接下来，咱们说说热值。
热值啊，就是单位质量（或者体积）的燃料在完全燃烧时所放出的热量。
常见的有固体燃料的热值、液体燃料的热值和气体燃料的热值。
计算热值可不是一件简单的事儿。
对于固体和液体燃料，我们通常用氧弹量热计来测量它们的热值。
先把一定质量的燃料放入氧弹中，然后在充满氧气的环境下让燃料完全燃烧。
通过测量燃烧前后系统的温度变化，再结合一些其他的数据，就能算出燃料的热值。
那气体燃料的热值怎么算呢？这就得用到一些专门的仪器和方法了。
比如说，我们可以通过燃气分析仪来测定气体燃料中各种成分的含量，然后根据每种成分的燃烧热来计算气体燃料的热值。
在计算反应热和热值时，还得注意一些问题。
比如说，反应是否完全进行，有没有副反应发生等等。
这些因素都会影响到计算结果的准确性。
为了更准确地计算反应热和热值，我们还得考虑一些热力学数据。
比如标准生成焓、标准燃烧焓等。
这些数据可以通过查阅相关的热力学手册或者数据库来获取。
反应热的测量与计算
反应热的测量与计算一、反应热的测定：1、中和热：________ ______________________________ 称为中和热。
①热量与温度变化的关系：Q=CmΔt （比热容C是定值，质量m可测定）②由于是稀溶液，则将溶液的比热容、密度都近似地取水的比热容和密度。
如果用同样的方法测定氢氧化钾溶液与盐酸反应、氢氧化钠溶液与硝酸反应的反应热，请预测其反应热是否相同？酸碱中和反应的实质：2、测量步骤：①用量筒量取50 mL0.5 mol/L盐酸,到入中, 测量并记录盐酸的。
②用另一量筒量取50 mL0.5 mol/L氢氧化钠溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度（t2）③将量筒中的NaOH溶液中，立即，用，不断搅拌，观察温度计的变化，准确记录。
3、实验注意点：（1）温度计不能当搅拌棒用，搅拌要用环形玻璃搅拌棒。
测量混合液的温度时要随时读取温度值，记下最高温度。
（2）实验中盐酸和氢氧化钠溶液的的浓度须准确，宜小不宜大。
（3）实验中不能用弱酸、弱碱代替，因为弱电解质在电离过程中吸热。
（4）实验数据处理：一般做三组平行实验，取平均值代入公式计算。
（5）大小烧杯间填满碎纸条的作用是什么？（6）大烧杯上如不盖硬纸板，对求得中和热的数值有何影响?（7）测量酸的温度计为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？。
（8）酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？（9）为什么要重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据（10）实验时所用盐酸及NaOH溶液的体积均为50mL，各溶液密度为1g/cm3，生成溶液的比热容C＝4.18J/(g·℃)，实验起始温度为t1℃，终止温度为t2℃。
试推断中和热的计算式：△H＝___________________________________。
（11）将1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、稀硫酸、稀硝酸、浓硫酸，恰好完全反应时的热效应分别为△H1、△H2、△H3、△H4；则四者的大小关系为二、盖斯定律概念：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是的。
反应热的计算方法
反应热的计算方法反应热是指化学反应在一定条件下放出或吸收的热量。
它是化学反应热力学研究的重要内容之一，对于化学反应的研究和应用具有重要的意义。
在实际应用中，我们需要通过实验来测定反应热，然后根据测定结果来计算反应热。
本文将介绍反应热的计算方法。
一、反应热的测定方法反应热的测定方法有多种，其中最常用的方法是燃烧法和溶解法。
1. 燃烧法燃烧法是指将反应物燃烧，使其与氧气反应，从而放出热量，然后通过测量燃烧前后的温度差来计算反应热。
燃烧法适用于燃烧烃类化合物、烷基醇、烷基酸等有机物，以及金属和非金属元素等。
2. 溶解法溶解法是指将反应物溶解在水或其他溶剂中，使其与溶剂发生反应，从而放出或吸收热量，然后通过测量溶解前后的温度差来计算反应热。
溶解法适用于溶解盐类、酸碱等化合物。
反应热的计算方法有两种，即摩尔反应热计算法和质量反应热计算法。
1. 摩尔反应热计算法摩尔反应热是指单位摩尔反应物在一定条件下放出或吸收的热量。
摩尔反应热的计算公式为：ΔH = Q / n其中，ΔH为摩尔反应热，单位为kJ/mol；Q为反应放出或吸收的热量，单位为kJ；n为反应物的摩尔数。
例如，对于以下反应：2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) + 572kJ反应放出的热量为572kJ，反应物的摩尔数为2mol，因此该反应的摩尔反应热为：ΔH = 572kJ / 2mol = 286kJ/mol2. 质量反应热计算法质量反应热是指单位质量反应物在一定条件下放出或吸收的热量。
质量反应热的计算公式为：q = Q / m其中，q为质量反应热，单位为kJ/g；Q为反应放出或吸收的热量，单位为kJ；m为反应物的质量，单位为g。
例如，对于以下反应：2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) + 572kJ反应放出的热量为572kJ，反应物的质量为4g，因此该反应的质量反应热为：q = 572kJ / 4g = 143kJ/g三、反应热的应用反应热的应用非常广泛，例如：1. 工业生产反应热可以用于工业生产中的热力学计算，例如计算化学反应的热效率、热平衡等。
反应热的测量与计算
二、盖斯定律
1、概念：一个化学反应，不论是一步 完成，还是分步完成，其总的热效应 是完全相同的。
不易直接测量的反应热可通过运用 盖斯定律计算获得；
（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。
（2）在使用煤气或天然气作燃料时，常通过调 节煤气的进风口，通入足量的空气，保证气体的 充分燃烧
思考：如果在燃料燃烧时通入过量的空气，对 充分利用能源有没有影响？
通入过量的空气，会导致空气带走过多的 热量，使燃料的利用效率下降。
在生产和生活中，还需要充分利用燃料燃烧 所放出的热量，例如：火力发电厂会产生大 量的余热，电厂的附近常建有一些其他工厂 （如水泥厂）用电厂的余热进行生产。
（1）从实验装置上看， 图中尚缺少的一种玻璃 用品是 环形玻璃搅拌棒； 。
（2）烧杯间填满碎纸条 的作用是 。
减少实验过程中的热量损失；
（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数 值 偏小 （填“偏大”“偏小”“无影响”）。 （4）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相 比，所放出的热量 不等 （填“相 相等 等”“不相等”），所求中和热 （填“相 mol理 等 ” “因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成 不 相 等 ” ） ， 简 1 述 H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关 由： 。
反应热的测定和计算
讨论
1.本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？
答案：会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要 吸热，故将使测得结果偏小。
2.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L 的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二 倍（假定各步操作没有失误）？
等
2、能源又可以分为一级能源和二级能源。一级能
源是指直接取自自然界，没有加工转换的各种能量
和资源；二级能源是指由一级能源经过加工转换
后得到的能源。根据这种分类法，请将上面提到
的能源重新分类？
能 源
一级能源：煤、石油、天然气、太阳能、天然气水 合物 、风能、生物质能、地热能、海洋能 二级能源：氢能、、电力、核能
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
在稀溶液中,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。
（2）若一个化学反应方程式可由另外几个反应 的化学方程式相加减而得到，则该反应的
焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而
得到。 第8页的问题解决
1、你所了解的传统能源有哪些？新能源又有哪些？
能 源 传统能源；煤、石油、天然气、热力、电力等
新能源：太阳能、核能、风能、生物质能、地
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反应热的测量与计算
班级姓名
【自主学习】
1．称为比热容。
2．反应热的测量
（1）测量原理
中和热是指。
（2）简易量热计中用于搅拌的是，实验中需要记录的温度有
、、。
3．盖斯定律
（1）内容：
（2）意义
【交流与讨论】
一、阅读课本P6用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热，思考下列问题
1、实验成功的关键是什么？为了达到此目的，实验过程中采取了哪些措施？
2、大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？
3、酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？
4、实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？
5、有人建议用50mL0.55mol/LNaOH进行上述实验，测得的中和热数值会更加准确。
为什么？
6、如果用同样的方法测定KOH与HCl、NaOH与HNO3反应的反应热，请推测其反应热是否相同？NaOH与CH3COOH反应呢？
二、阅读盖斯定律相关内容
如何测定C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的反应热△H1？能直接测定吗？如何测？若不能直接测，怎么办？
【小结与归纳】
1、强酸与强碱反应的实质是：
2、盖斯定律表明：一个化学反应的焓变仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。
△H＝
【随堂练习】
1、量热计能够直接测出的是（）
A.质量的变化
B.能量的变化
C.温度的变化
D.电流的变化
2、在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的是（）
A．CH3OH（l）+3/2O2（g）→CO2（g）+2H2O（l）△H=+725.8 kJ/mol B．2CH3OH（l）+3O2（g）→2CO2（g）+4H2O（l）△H=－1452 kJ/mol C．2CH3OH（l）+3O2（g）→2CO2（g）+4H2O（l）△H=－725.8 kJ/mol D．2CH3OH（l）+3O2（g）→2CO2（g）+4H2O（l）△H=+1452 kJ/mol 3、已知25℃、101KPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H = —393.51 KJ/mol
C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) △H = —395.41 KJ/mol
据此判断，下列说法中正确的是（）
A.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石低
B.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石高
C.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石低
D.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石高
4、火箭发射时可以用肼（N2H4）作为燃料、NO2作为氧化剂，这两者反应生成N2和水蒸气，已知：N2（g）＋2O2（g）＝＝2NO2（g）；△H＝＋67.7KJ•mol-1；
N2H4（g）＋O2（g）＝＝N2（g）＋2H2O（g）；△H＝—534 KJ•mol-1
请利用盖斯定律写出肼与NO2反应的热化学方程式。
5.用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如上图所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）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是。
（2）烧杯间填满碎纸条的作用是。
（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值(填“偏大、偏小、无影响”) （4）如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量(填“相等、不相等”)，所求中和热(填“相等、不相等”)，简述理由
（5）用相同浓度和体积的氨水（NH3·H2O）代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会；（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。