反应热的测量与计算
化学反应热的常用计算方法是什么
化学反应热的常用计算方法是什么化学反应热是指一个化学反应在标准状态下吸收或释放的热量。
热量是一种能量形式,通常以焦耳(J)为单位表示。
在化学反应过程中,化学键的形成与断裂会引起能量的变化,从而产生热量。
因此,化学反应热是反应前后能量变化的差值,可以根据化学反应方程式计算出来。
目前,化学反应热的常用计算方法包括:物理法、热量计定量法、焓变计量法和燃烧热法等。
下面将逐一介绍这些方法。
一、物理法物理法的基本原理是根据热力学第一定律的能量守恒原理,用热量平衡来计算化学反应热。
该方法常用于高温下的物理化学反应,如固态反应、化学气相传递和放热物质的熔融等反应。
物理法的优点是测量简单,不需要专门的化学实验室,成本低廉。
但是该方法需要一定的实际经验和专业知识,实验操作不太方便,误差较大。
二、热量计定量法热量计定量法是一种直接测量化学反应热的方法。
该方法基于热量计原理,将反应物与试剂混合后,通过测量它们间产生的热量来计算化学反应热。
常用的热量计包括恒温容器热量计、差示扫描量热法和大气压缩量热计。
其中,恒温容器热量计是最常用的测量化学反应热的设备。
该方法测量精度较高、可靠性较强,也比较容易操作。
但是该方法需要专业的实验室和设备,成本较高。
三、焓变计量法焓变计量法是一种定量测量化学反应热的方法。
该方法通过测量反应物的吉布斯自由能变化量,并利用焓—吉布斯定理计算化学反应热。
焓变计量法的优点是测量精度高,误差较小,不受外部环境影响。
同时,该方法还可以用于热力学性质的研究,具有一定的理论意义。
但是,该方法需要专业的实验室和设备,成本较高。
四、燃烧热法燃烧热法是一种常用的测量有机化合物化学反应热的方法。
该方法基于燃烧产生的热量计算化学反应热。
通常将样品在氧气中燃烧,产生的热量通过水进行吸收,利用热量平衡计算化学反应热。
燃烧热法的优点是该方法测量简单,误差较小,可以比较准确地测量化学反应热。
但是该方法需要针对具体样品和反应方程式进行一定的优化,不适用于水溶液反应,且能耗较高。
反应热的测量与计算
误差分析:
可能的原因有: 1.量取溶液的体积有误差 2.温度计的读数有误 (温度计如何读数?) 。 3.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。 4.实验过程中有液体洒在外面。 5.混合酸、碱溶液时,动作缓慢,导致实验误差 6.隔热操作不到位,致使实验过程中热量损失而 导致误差。
b、酸碱混合
把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计(注意不要 洒到外面)。立即盖上盖板,用环形玻璃搅拌棒 轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度, 记为终止温度,记入下表。 c、 数据处理 d、 重复以上实验两次
次 数
起始温度t/º c
盐酸 氢氧化钠 平均值
终止温度 温度差 t/º c
t/º c
二、中和热的测定
⑴实验药品: 50 mL0.50 mol/L的盐酸 50 mL0.50 mol/L的氢氧化钠 溶液
⑵实验仪器:简易量热计
⑶实验原理:
4.18 m△t×10-3 ΔH= - kJ/mol 0.025
(4)实验步骤:
a、药品取用
用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸,倒 入小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记 入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。 用另一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液,并用温度计测量NaOH溶液 的温度,记入下表。
什么是标准燃烧热?
101kPa时,1mol物质完全燃烧生 成稳定的氧化物时所放出的热量。
什么是中和热?
一、中和热:
在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应 而生成1mol水时放出的热量。 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l); H = -57.3 kJ/mol
实验原理 公式一: Q=Cm△t 公式二: △H=Q÷n C为比热容,为定值. m为质量,可以测定 n为物质的量
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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反应热的三种计算方法
反应热的三种计算方法反应热是化学反应过程中释放或吸收的能量,它是评价反应热力学性质的重要参数。
在化学实验和工业生产中,准确计算反应热非常重要。
本文将介绍三种计算反应热的常用方法:燃烧热计算法、热量计算法和热效应法。
一、燃烧热计算法燃烧热计算法是一种常用的计算反应热的方法。
它基于燃烧反应产生的热量与反应物的摩尔数之间的关系。
具体计算步骤如下:1. 确定反应物和生成物的化学方程式,并标明各组分的物质的摩尔数。
2. 利用反应物和生成物的燃烧热数据,计算每个物质的燃烧热。
3. 根据摩尔数的比例关系,计算反应物和生成物的燃烧热之差,即可得到反应的燃烧热。
燃烧热计算法的优点是简单易行,适用于大多数燃烧反应。
但是,它要求反应物和生成物的燃烧热数据必须准确,且反应物和生成物之间的化学方程式必须明确。
二、热量计算法热量计算法是另一种常用的计算反应热的方法。
它基于反应过程中吸收或释放的热量与反应物的温度变化之间的关系。
具体计算步骤如下:1. 在恒温条件下,将反应物加入热量计中,测量反应前后的温度变化。
2. 根据热容量和温度变化,计算反应过程中吸收或释放的热量。
热量计算法的优点是实验操作简单,适用于各种类型的反应。
但是,它要求仪器设备精密,测量温度变化的准确性较高。
三、热效应法热效应法是一种基于热力学原理的计算反应热的方法。
它通过测量反应过程中反应物和生成物的焓变,来计算反应的热效应。
具体计算步骤如下:1. 在恒定温度下,将反应物和生成物分别置于热量计中,测量其焓变。
2. 根据焓变的数值,计算反应的热效应。
热效应法的优点是理论基础牢固,计算结果精确可靠。
但是,它要求仪器设备精密,实验操作要求严格。
总结起来,燃烧热计算法、热量计算法和热效应法是常用的三种计算反应热的方法。
每种方法都有其适用的场景和优缺点。
在实际应用中,我们可以根据具体情况选择合适的方法来计算反应热,以确保结果的准确性和可靠性。
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
化学反应热的测定与计算方法
化学反应热的测定与计算方法化学反应热,指的是在化学反应中释放或吸收的能量。
准确测定和计算化学反应热对于研究化学反应的特性和速率,以及确定热力学参数等具有重要意义。
本文将介绍一些常见的化学反应热测定和计算方法。
一、燃烧法测定燃烧法是测定化学反应热的常用方法之一。
其原理是将待测物质完全燃烧,在封闭的容器中释放的热量与反应物质的燃烧热相等。
具体实验操作中,可以将待测物质与过量的氧气一同放置在一个容器中进行反应,通过测量容器内温度变化来计算反应热。
二、恒温搅拌法测定恒温搅拌法是一种通过测量反应溶液的温度变化来计算化学反应热的方法。
在这种方法中,反应溶液被放置在恒温搅拌器中,反应前后溶液温度的变化被记录下来。
通过根据热容和溶液的质量来计算反应热。
三、量热仪法测定量热仪法是一种非常精确的测定化学反应热的方法。
该方法利用专业的量热仪来测量反应体系的热变化。
量热仪能够精确地测量热量的吸收和释放,通过测量样品与热计的温度变化,并结合热容值和实验组分计算出化学反应的热变化。
这种方法通常被用于测定高温、高压以及危险性较大的反应。
四、计算方法当实验测定不可行时,可以通过计算方法来估算化学反应热。
常见的计算方法包括基于物质的相关物理性质以及反应物阳离子和阴离子键合能力的理论方法。
这些计算方法虽然不太精确,但在无法进行实验测定时提供了一种解决方案。
总的来说,化学反应热的测定与计算方法因反应体系的不同而有所不同。
燃烧法和恒温搅拌法适用于一部分化学反应,而量热仪法则可以应用于更广泛的反应。
当实验不可行时,可以通过计算方法对反应热进行估算。
这些方法的应用使得我们能够更深入地研究化学反应的性质和特性,为我们进一步探索化学世界提供了有力的工具。
反应热的测量和计算
课堂练习
1.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,胆矾分解的热化学方程式为:
CuSO4•5H2O(s)==CuSO4(s)+5H2O(l)△H=+Q1kJ/mol
室温下,若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ,则( )
另注意:热化学反应方程式中不用标反应条件、用“ ”表示、当化学反应逆向进行时, △H数 值不变,但符号相反.
可逆反应用
该△H数值是指该反应 完全进行时的数值.
选修 化学反应原理 专题一 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应中的热效应 反应热的测量与计算
问题讨论: 前面我们已经学习了热化学方程式的有关知识,在热化学方程式中提供了反应热的数据,那么,
讨论下列问题 1.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)?
答案:否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量,其数值与反应物 的量的多少无关,故所测结果应基本和本次实验结果相同(若所有操作都准确无误,且无热量 损失,则二者结果相同)。
3、书写热化学方程式时应注明反应的温度和压强。如果不注明温度和压强,则表示是在250C、 101KPa条件下的反应热。
4、热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数。它表示的是物质的量
5、△H与参加反应的物质的物质的量有关。同一化学反应中,热化学方程式中物质的化学计量数不同, △H也不同。化学计量数加倍,△H也要加倍。
Q = 0.418(t2-t1)kJ ③ 4、③式表示的是中和热吗?为什么?
反应热的测量与计算
反应热的测量与计算反应热是指化学反应过程中,反应物和产物之间能量的变化。
测量和计算反应热对于理解化学反应过程的能量变化和热力学特性非常重要。
本文将介绍反应热的测量方法和计算方法,并探讨反应热在化学反应研究中的应用。
一、反应热的测量方法1.火焰计量法火焰计量法是最常用的测量反应热的方法之一、该方法通过测量反应物与产物的温度差来计算反应热。
实验中,将反应物溶解于溶剂中,然后将溶液置于绝热容器中,再将溶液中的燃料点燃,使溶液的温度升高。
通过测量溶液的温度变化和燃烧产生的热量,即可计算反应热。
2.管道和热量质量计量法管道和热量质量计量法是另一种常用的测量反应热的方法。
该方法通过测量流体在管道中的压力变化和温度变化来计算反应热。
实验中,将反应物通入一个绝热的管道中,然后测量管道中流体的温度和压力变化。
通过利用流体的物理性质和热力学关系,可以计算出反应热。
3.液相等温量热计液相等温量热计是一种较为精确的测量反应热的方法。
该方法使用一个等温容器,将反应物溶解于溶剂中,然后测量反应溶液温度和体积的变化。
通过利用热容和密度的关系,以及溶液的物理性质,可以计算出反应热。
4.差式热量计和液相浸温法差式热量计和液相浸温法是一种较为先进的测量反应热的方法。
该方法使用差式热量计,将反应物直接浸温,然后测量反应物和溶剂的温度变化。
通过利用差式热量计的原理,可以计算出反应热。
二、反应热的计算方法1.化学平衡表法化学平衡表法是一种常用的计算反应热的方法,可以通过根据反应方程式列出化学平衡表,然后利用平衡态下各组分的能量变化来计算整个反应的热变化。
2.热力学循环法3.奥斯特瓦尔德法奥斯特瓦尔德法是一种常用的计算反应热的方法,该方法通过将待测反应分解为若干个已知反应,并利用奥斯特瓦尔德定律,从已知反应的热变化计算出待测反应的热变化。
三、反应热在化学反应研究中的应用1.利用反应热计算化学反应的热力学数据,如标准摩尔生成焓、标准反应焓和标准反应熵等。
化学反应热效应的测定和计算方法
化学反应热效应的测定和计算方法化学反应热效应是指化学反应过程中放出或吸收的热量。
在化学反应中,反应物总能量与生成物总能量不相等,反应过程中会有能量的变化。
化学反应热效应的测定和计算方法有以下几种:1.实验测定法:通过实验测量反应过程中放出或吸收的热量,常用的实验装置有量热计、热流量计等。
实验测定法可以准确地求得反应热效应的数值。
2.标准生成焓法:根据标准生成焓的数据,计算反应热效应。
标准生成焓是指在标准状态下,1摩尔物质从最稳定形态的元素生成时的焓变。
通过查找相关物质的 standard enthalpy of formation,可以计算反应的热效应。
3.盖斯定律:根据反应物和生成物的摩尔数,以及它们的标准生成焓,可以计算反应的热效应。
反应热效应与反应途径无关,只与反应物和生成物的初始和最终状态有关。
4.反应热计算公式:反应热效应(ΔH)可以用以下公式表示:ΔH =Σ(n × ΔHf(产物)) - Σ(m × ΔHf(反应物))。
其中,ΔHf表示标准生成焓,n和m 分别为产物和反应物的摩尔数。
5.热化学方程式:热化学方程式可以表示反应热效应。
在方程式中,反应物和生成物的摩尔数应与它们的标准生成焓相对应。
热化学方程式中的反应热效应值为反应物和生成物标准生成焓的差值。
6.热量传递:在实际应用中,热量可以通过传导、对流和辐射等方式传递。
在测定和计算化学反应热效应时,需要考虑热量传递的影响,以保证实验结果的准确性。
7.误差分析:在实验测定化学反应热效应时,可能会受到各种因素的影响,如热量损失、设备误差等。
为了保证实验结果的可靠性,需要对实验数据进行误差分析,以评估实验结果的准确性。
通过以上方法,我们可以准确地测定和计算化学反应热效应。
这对于研究化学反应的本质、能量变化以及化学工艺的优化具有重要意义。
习题及方法:1.习题:某学生进行了一次实验,测得1摩尔H2(g)与1摩尔Cl2(g)反应生成2摩尔HCl(g)时放出的热量为-184.6 kJ。
反应热的测量和计算
反应热的测量和计算反应热是化学反应中释放或吸收的热能的度量。
测量和计算反应热是化学热力学中重要的实验和计算方法,它们对于理解化学反应的能量变化和反应动力学有着重要的意义。
本文将介绍反应热的测量和计算的方法,并探讨其在化学研究和工业生产中的应用。
一、反应热的测量方法1.常压热量计法:这是一种常见的实验测量方法,通常使用酒精热量计或水热量计。
实验中,将反应物放置在绝热容器中,并且将温度计插入容器中。
开始反应后,测量温度的变化,通过计算温度变化和热容量的乘积,可以得到反应的热变化。
这种方法适用于常压下的反应热测量。
2.压量法:有些反应在常压下不能发生,需要在一定的压力下进行测量。
在这种情况下,可以使用压量法。
实验中,反应物和催化剂放置在高压容器中,然后通过控制反应物的压力和测量它的体积变化,计算出反应热。
这种方法适用于高压条件下的反应热测量。
3.燃烧热测量法:这是一种适用于液体、固体和气体的反应热测量方法。
在实验中,将反应物燃烧,并通过燃烧释放的热量来测量反应热。
这种方法通常使用热量计和温度计进行测量。
这种方法适用于燃烧反应的热量测量。
4.微型反应热计法:这是一种用于反应热测量的高灵敏度方法。
在实验中,反应物和试剂通过微量注射器快速混合,生成反应物,然后通过热电偶来测量反应热。
这种方法适用于反应速度快的反应热测量。
二、反应热的计算方法除了实验测量外,反应热还可以通过计算来获得。
以下是几种常用的反应热计算方法:1.平均键键能法:根据反应物和生成物的键能,可以计算出反应的热变化。
该方法假设化学键的热力学性质是相互独立的,通过求和反应物和生成物的键能之差,可以得到反应热。
这种方法适用于分子结构相似的反应物和生成物的反应热计算。
2.热力学循环法:热力学循环法利用热力学性质的循环关系来计算反应热。
在实验中,反应热可以通过反应物和生成物之间的一系列物理和化学过程来计算。
这种方法的优点是可以测量困难的反应的热变化。
第三节化学反应热的计算
第三节化学反应热的计算化学反应热是指化学反应过程中释放或吸收的热量。
了解和计算化学反应热对于热力学研究和工业生产具有重要意义。
本文将介绍化学反应热的计算方法,并以几个示例说明。
一、化学反应热的计算方法化学反应热的计算方法有多种,常用的有平均键能法、燃烧法和读数法。
1.平均键能法:该方法基于键能的概念,将反应物和生成物的键能之差作为反应热的近似值。
计算公式为:∆H=∑(生成物键能之和)-∑(反应物键能之和)2.燃烧法:该方法是将反应进行至完全燃烧,测量燃烧热,并以此作为反应热。
计算公式为:∆H=Q/M其中,Q为燃烧过程中释放的热量,M为燃烧物质的摩尔质量。
3.读数法:该方法是将反应进行至平衡态,并配平反应方程。
根据配平的化学方程式,通过查阅热力学数据手册,得到反应物和生成物的标准生成焓,然后计算反应热。
计算公式为:∆H=∑(生成物标准生成焓)-∑(反应物标准生成焓)其中,标准生成焓是指在标准状况(1 atm,298K)下,1摩尔物质生成时产生的热量。
二、示例分析1.氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水。
计算反应热。
配平反应方程为:2NaOH+HCl→NaCl+H2O根据反应方程式可知,生成物中NaCl的反应物系数为1,所以反应热的计算公式为:∆H=∆H(NaCl)-∆H(NaOH)从热力学数据手册中查得:∆H(NaCl) = -407 kJ/mol,∆H(NaOH) = -470.9 kJ/mol∆H = -407 - (-470.9) = 63.9 kJ/mol所以该反应的反应热为63.9 kJ/mol。
2.巫山石与硫酸反应生成硫酸铝和二氧化硫。
计算反应热。
配平反应方程为:Al2(SO4)3+3CaCO3→3CaSO4+Al2O3+3CO2根据反应方程式可知,生成物中CaSO4的反应物系数为3,所以反应热的计算公式为:∆H=3∆H(CaSO4)-∆H(Al2(SO4)3)从热力学数据手册中查得:∆H(CaSO4) = -1434 kJ/mol,∆H(Al2(SO4)3) = -3267.8 kJ/mol∆H = 3*(-1434) - (-3267.8) = 990.4 kJ/mol所以该反应的反应热为990.4 kJ/mol。
化学反应热的测定与计算方法
化学反应热的测定与计算方法在化学反应中,反应热是指反应过程中吸收或释放的能量。
测定反应热的准确与否对于研究化学反应的热力学性质、确定化学反应的特性以及工业生产等领域都具有重要意义。
本文将介绍几种常用的化学反应热的测定与计算方法。
一、常压条件下的反应热测定法常压条件下的反应热测定法主要通过观察反应过程中产生或吸收的热量来确定反应热。
其中常见的方法有:1. 定容量热量计法该方法使用热量计测量反应过程中所产生或吸收的热量。
首先,将反应溶液装入热量计中,记录初始温度并观察温度的变化。
然后,观察反应的物质消耗或生成情况,测量反应后的最终温度。
通过计算反应过程中温度的变化,结合物质的量来确定反应的热量。
2. 连续流动热量计法该方法通过将反应物连续引入热量计中,观察反应物混合过程中所释放或吸收的热量。
首先,在热量计中设置反应槽和热电偶温度探头。
然后,将反应物以恒定的流速引入反应槽中,并通过对输出温度信号的记录,计算反应过程中产生的热量。
二、恒压条件下的反应热测定法恒压条件下的反应热测定法主要通过测量化学反应过程中的温度变化和压力变化,来确定反应热。
其中常见的方法有:1. 恒焓法该方法使用燃烧热计测量恒压下的反应热。
首先,在恒压条件下将反应物燃烧,通过测定燃烧过程中产生的热量来计算反应热。
该方法适用于可以燃烧的物质反应的热量测定。
2. 蒸气量法该方法通过测量恒压条件下溶液中溶质的蒸气量的变化来确定反应热。
首先,将溶液注入恒温恒压器中,观察温度和压力的变化。
然后,通过以下公式计算反应热:ΔH = q/Δn其中,ΔH为反应热,q为吸附热,Δn为溶质的摩尔数差值。
三、反应热的计算方法反应热的计算方法主要通过热化学方程式和标准生成焓来计算。
具体步骤如下:1. 根据反应物和生成物,编写平衡化学方程式。
2. 根据平衡化学方程式,确定物质的量比。
3. 根据给定的反应物和生成物的标准生成焓,计算反应物和生成物的生成焓差。
4. 根据生成焓差,计算反应热。
反应热的测量与计算
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。
CH4(g) + 4NO2(g)= 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g), H1=-574kJ/mol
❖ 2.提出本节课中自己在学习遇到的困难,发到我的 QQ邮箱,作业以WORD或手写稿拍照后以图片形 式上传,并署名。
③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H3 = -393.5 kJ/mol
试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变( △H4)
△H4= -△H1 +△H2 +△H3
= +178.2kJ/mol
【例3】:某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中 燃烧,生成N2、液态H2O。已知:
你能从方程式叠加的角度分析这三个方程式存在的关系 吗?
①=②+③
反应热之间存在着什么关系呢?你发现了什么?
ΔH1= ΔH2+ ΔH3
盖斯定律
能量
一个化学反应, 不论是一步完成, 还是分几步完成, 其总的嫌麻烦效应 是完全相同的。
C(s)+O2(g)
ΔH3
ΔH1
CO(g)+1/2O2(g)
ΔH2
CO2(g)
选修4 化学反应原理
专题一 化学反应与能量变化
第一单元 化学反应中的热效应
反应热的测量与计算
学习需知
❖ 1.通过学习视频达到学习目标 ❖ 2.观看视频,不懂的地方重复看,或记下难点、疑
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一、中和反应反应热(中和热)的测量
【活动与探究】阅读课本p6的实验, 了解其实验原理和步骤.
思考与交流
1、实验目的:测定强酸与强碱反应的反应热 2、实验仪器
温度计
环形玻璃搅拌棒
3. 实验用品
大烧杯(500 mL)、小 烧杯(100 mL)温度计、 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)、环形玻璃 搅拌棒。 0.50 mol/L 盐酸、0.50 mol/L NaOH溶液
.问题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?
答案:因为本实验的关键是测反应的反应热,若动
作迟缓,将会使热量损失而使误差增大。 问题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?
答案:不能。因为铜丝易导热,使热量损失较大。
问题与讨论 问题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? 问题6:如果用同样的方法测定氢氧化钾与盐 酸反应、氢氧化钠与硝酸反应的反应热,请预 测其反应热是否相同。
问题与讨论
问题2:温度计上的酸为何要用水冲洗干净?冲洗后的溶 液能否倒入小烧杯?为什么? 答案: 因为该温度计还要用来测碱液的温度,若不冲 洗,温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散 失,故要冲洗干净;冲洗后的溶液不能倒入小烧杯, 若倒入,会使总溶液的质量增加,而导致实验结果 误差。
问题与讨论
次倒入小烧杯而不能缓缓倒入? 问题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?
问题与讨论
问题1: 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?对此装置,你有何更好的建议?
答案: 两杯口相平,可使盖板把杯口尽量盖严,从而 减少热量损失;填碎纸条的作用是为了达到保温隔 热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、 密封性能更好的装置(如保温杯)会使实验结果更 准确。
专题1 化学反应与能量变化
第一单元 化学反应的热效应(2)
知识回顾
练习1:N2(g)与H2(g)反应生成17gNH3(g),放 出46.1kJ热量,写出该反应的热化学方程式
练习2:发射卫星时可用肼(N2H4)作燃料, 已知在298K时1克肼气体燃烧生成N2和水蒸气, 放出16.7KJ的能量。
能量的数据如何得到?
1
26.2 26.0
2
3 4
27.0 27.4
25.9 25.9 26.4 26.2
32.3
29.2 29.8
5.1
3.3 3.5
3.4
25.9
26.3
ΔH= -
0.418 Δt 0.025
kJ/mol
强酸、强碱反应:
HCl (aq) +NaOH (aq) =NaCl (aq) + H2O (l)
思考:
1、量热计直接测得的 数据是什么?是焓变的 数值吗?
是体系温度的变化 2、根据体系温度变化可以求得什么物理量? 可以求得反应吸收或放出的热量
Q = c m Δt
4. 实验原理:
(1)反应原理:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=57.3KJ/mol
(2)计算方法:
Q = c ·m ·Δt
①
Q: 中和反应放出的热量。 c:反应混合液的比热容。
比热容(单位质量的物质升高1℃所需吸 收的热量)
Q=c· ( ρ酸V酸+ ρ碱V碱)·Δt ②
m:反应混合液的质量。 Δt:反应前后溶液温度的差值(t后-t前)。
Q = c·( ρ酸V酸+ ρ碱V碱)· Δt ②
本实验中,我们所用一元酸、一元碱的体积均 为50 mL,它们的浓度均为0.50 mol/L。由于是稀溶液, 且为了计算简便,我们近似地认为,所用酸、碱溶液 的密度均为1 g/cm3,且中和后所得溶液的比热容近 似等于水的比热容,为 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:
问题7: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?
问题8: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)?
Q = 0.418Δt kJ
③
思考:③式表示的是不是该反应的反应热? 是中和热吗?为什么?
Q = 0.418Δt kJ
③
③式不是该反应的反应热,因为反应热是有正负的, 中和反应放热,故其Δ H为“-”。
③式表示的也不是中和热。中和热是稀的酸、碱中
和生成 1 mol水的反应热,而50 mL 0.50 mol/L的盐酸 与50 mL 0.50mol/L 氢氧化钠反应后生成的水只有 0.025 mol,故③式表示的也不是中和热。
29.5 32.3
1 2
26.2 26.0 27.0 27.4
3 4
25.9 25.9 26.4 26.2
29.2 29.8
6. 实验数据处理:
温度 起始温度t/℃ 实验 数据
t1
t2
温度差 温度 终止温 △t=t3- 差平 度t3/℃ 平均值 t 均值 t=(t1+t2)/2 26.1 27.2 29.5 3.4
[问题]该反应的中和热应怎样表示呢?
ΔH = -
0.418 Δt
0.025
kJ/mol
5. 实验步骤:
1. 在大烧杯底部垫泡沫塑料 (或纸条),使放入的小烧杯 杯口与大烧杯杯口相平。然后 再在大、小烧杯之间填满碎泡 沫塑料(或纸条),大烧杯上 用泡沫塑料板(或硬纸板)作 盖板,在板中间开两个小孔, 正好使温度计和环形玻璃搅拌 棒通过,如下图所示。
中和热的测定
2. 用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸,倒入小 烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记录t1。然 后把温度计上的酸用水冲洗干净。
3. 用另一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液, 并用温度计测量NaOH溶液的温度,记录t2。把温度计 和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中 的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。
4. 用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混 合溶液的最高温度,记录t3,记为终止温度,记入下
表。
5. 重复实验2-3次,取测量所得数据的平均值作为计算 依据。 温度 起始温度t/℃ 实验 数据
t1
t2
温度差 温度 终止温 △t=t3- 差平 度t3/℃ 平均值 t 均值 t=(t1+t2)/2
中和反应实验时的注意事项
①装置要做到保温、隔热(是关键); ②用稀溶液;且是强酸、强碱: ③氢氧化钠过量,不宜酸过量: ④用同一温度计测量,水银球部位一定要完全浸没在 溶液中,且要稳定一段时间后再读数,以提高测量 的精度; ⑤操作时动作要快; ⑥用环形玻璃搅拌棒搅拌, ⑦多次测量取平均值;
小结
一、中和反应反应热(中和热)的测量
问题与讨论 问题5:有人建议用50mL0.55mol/LNaOH进行上述 实验,测得的和热数值会更加准确。为什么? 可以保证盐酸完全反应。使测得的热量更准确。 问题6:如果用同样的方法测定氢氧化钾与盐 酸反应、氢氧化钠与硝酸反应的反应热,请预 测其反应热是否相同。
实验的结果相同,因为三个反应的本 质一样,都是H++OH- =H2O。
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。
问题与讨论
问题1: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?对此装置,你有何更好的建议? 问题2:温度计上的酸为何要用水冲洗干净?冲洗后的溶 液能否倒入小烧杯?为什么?
.问题3:酸、碱混合时,为何要把量筒中的NaOH溶液一
反应热的测量与计算
反应热的测量与计算
预备知识
中和热 反应热
…….
燃烧热
中和热: 在稀溶液中,酸和碱发生中和反应而生 成1mol水时放出的热量。
研究条件:稀溶液 反应物:强酸与强碱 生成物水及其物质的量:1mol 放出的热量:57.3kJ/mol H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l); H = -57.3 kJ/mol
△H =- 56.8kJ/mol
[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。
7.误差分析: [议一议]
分析产生误差的可能原因 1>.量取溶液的体积有误差 2>药品的选用不当引起的误差 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>.隔热装置或操作不到位,致使实验过程中热量 损失而导致误差(最关键)
C(s)+1/2O2(g)=CO(g); △H1 =-110.5 kJ/mol
①能直接测定吗?如何测? ②若不能直接测,怎么办?
计算
1.理解并掌握强酸和强碱反应的中和热的计算原理
2.掌握强酸和强碱反应的中和热测定步骤
3.掌握强酸和强碱反应的中和热测定中的误差分析步骤 4.会分析实验过程中的疑点难点
[思考]
通过实验测量化学反应的反应热是最直接的方法。
如何测定如下反应: C(s) + ½ O2(g) = CO(g) 的反应热△H1?
问题7: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。 问题8: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)? 答案:否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量,其数值与反应物的量的多少无 关,故所测结果应基本和本次实验结果相同(若所有操 作都准确无误,且无热量损失,则二者结果相同)。