实验二 化学反应摩尔焓变的测定

一、实验目的

1．了解化学反应焓变或反应热效应测定的原理和方法。

2．学习用作图外推的方法处理实验数据。

3．练习准确浓度溶液配制的基本操作。

二、教学形式

1．讲解与提问

（1）用量热计测定化学反应焓变或反应热效应的简单原理和方法。

（2）试验中所用的锌粉为什么可用台秤称量，而所需CuSO4·5H2O却要在分析天平上称 取？所用的锌粉为什么要过量？

（3）怎样用减量法称取CuSO4·5H2O试样？如何配制250mL约0.2000mol/LCuSO4溶液？

（4）移液管和容量瓶的使用

（5）本实验成败的关键是什么？

2．基本操作与实验技能示范

（1）量热计装置的要求：

以盖上盖后能搅拌自如，温度计插至量热计较深处而不与量热计底及搅拌器相碰。

（2）讲解测定过程及作图法外推求ΔT值的方法及其必要性。

（3）介绍移液管的使用和溶液的配制方法。

3．注意事项与可能发生的问题

（1）测定所用的量热器必须洁净干燥，若有水珠可用滤纸擦干。

（2）溶解CuSO4·5H2O需用小烧杯，每次加水需少量多次。

（3）用移液管移取CuSO4溶液前，需先洗净移液管，并用所配制的CuSO4溶液洗涤3次，方可移液，并要将溶液倒入小烧杯中移液。以免因水带入而使CuSO4溶液的浓度变小，引起测定误差。

（4）锌粉倒入溶液中时，动作要迅速，并立即将盖盖紧，同时进行搅拌，揿下秒表计时。

4．测定时，反应速度转慢，为保证反应体系的均匀性，搅拌必须充分，因而搅拌器的环圈（搅拌浆或搅拌子）要适当大些以保证搅拌效果，反应完毕溶液应无蓝色。

5．本实验应用1/10度刻度温度计，读至小数点后二位。

6．根据实验数据用坐标纸作图时要注意比例尺的选择，使其与测量精度一致。所作之图应为一条光滑的曲线，而有些同学易将标上的各点画成连接各点的折线。

三、教学检查

1．两人合配一个溶液，测定一组时间对温度的数据，根据测定数据各自作图计算ΔH和Cp，独立完成实验报告。

2．锌与硫酸铜溶液的置换反应热ΔH＝－216.8kJ/mol，ΔH的测定值要求-206.0～-228.0kJ/mol

本实验测得的ΔH的绝对值一般偏小，主要原因是由于量热计的绝热效果不佳，致使热量散失，另外操作不慎造成溶液外溢等。

四、思考题

1．为什么实验中锌粉用台秤称量，而CuSO4·5H2O要用分析天平称量？

2．实验中所用量热计、移液管和容量瓶各应如何洗涤？

第二篇：化学反应焓变的计算

一、课题：反应焓变的计算                             二、课型：复习课

三、课程标准与考纲要求：

1、掌握盖斯定律，并会计算反应焓变。

2、培养学生学习化学的兴趣，培养创新精神和实践能力。

四、知识要点扫描：

中华第一考P₂₃₄四、反应焓变的计算

五、考点解析与典例精讲：

考点一、焓变的计算

例1、化学反应可视为旧键的断裂和新键形成的过程，化学键的键能是形成（或拆开）1mol 化学键时释放（或吸收）出的能量。已知白磷和P₄O₆的分子结构如右图所示，现提供以下化学键的键能（KJ·mol^–1）P–P：198  P–O：360  O–O：498 则反应P₄（白磷）+ 3O₂→P₄O₆ 的反应热△H为（     ）

A．+1638KJ·mol^–1             B．–1638KJ·mol^–1   

C．+126KJ·mol^–1             D．–126KJ·mol^–1

解析：

考点二、盖斯定律

例2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式：

   Fe₂O₃(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO₂(g)        △H= ―24.8kJ／mol

   3Fe₂O₃(s)+ CO(g)==2Fe₃O₄(s)+ CO₂(g)    △H= ―47.2kJ／mol

Fe₃O₄(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO₂(g)       △H= +640.5kJ／mol

写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO₂气体的热化学反应方程式：___________________

解析：

考点三、综合应用

例4、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N₂H₄）和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8mol H₂O₂混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。

（1）反应的热化学方程式为                                                 。

（2）又已知H₂O(l) = H₂O(g)   ΔH= +44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是                    kJ。

（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是                                                                      。

解析：

六、当堂训练：

1．下列叙述正确的是(    )

A．电能是二次能源  B. 水力是二次能源C．天然气是二次能源   D. 水煤气是一次能源

2.下列说法正确的是（    ）

A．物质发生化学变化都伴随着能量变化   B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化

C．伴有能量变化的物质变化都是化学变化

D．即使没有物质的变化，也可能有能量的变化

3．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源标准的是（     ）

  ①天然气  ②煤  ③核能  ④石油  ⑤太阳能  ⑥生物质能  ⑦风能  ⑧氢能

  A．①②③④       B．⑤⑥⑦⑧      C．③⑤⑥⑦⑧       D．③④⑤⑥⑦⑧

4．下列各组热化学方程式中，△H₁>△H₂的是(    )

①C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)   △H₁           C(s)＋O₂(g)===CO(g)  △H₂

②S(s)＋O₂(g)===SO₂(g)   △H₁           S(g)＋O₂(g)===SO₂(g)   △H₂

③H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(l)  △H₁          2H₂(g)＋O₂(g)===2H₂O(l)  △H₂

④CaCO₃(s)===CaO(s)＋CO₂(g)  △H₁     CaO(s)＋H₂O(l)===Ca(OH)₂(s)  △H₂

A．①             B．④              C．②③④          D．①②③

5．已知H₂(g)+Cl₂(g)=2HCl(g)  △H=―184.6kJ·mol^-1， 则反应HCl(g)=1/2H₂(g)+1/2Cl₂(g)的△H为（    ）     

A．+184.6kJ·mol^-1   B. ―92.3kJ·mol^-1   C. ―369.2kJ·mol^-1   D. +92.3kJ·mol^-1

6．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（    ）

A．碳酸钙受热分解   B．乙醇燃烧    C．铝粉与氧化铁粉末反 D．氧化钙溶于水

7．25℃、101 kPa下，2g氢气燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是(    )。

  A．2H₂(g)+O₂(g)==2H₂O(1)       △H= ―285.8kJ／mol

  B．2H₂(g)+ O₂(g)==2H₂O(1)      △H= +571.6 kJ／mol

  C．2H₂(g)+O₂(g)==2H₂O(g)      △H= ―571.6 kJ／mol

D．H₂(g)+O₂(g)==H₂O(1)      △H = ―285.8kJ／mol

8．氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：

H₂(g)＋1/2O₂(g)＝H₂O(l)   △H＝－285.8kJ/mol

CO(g)＋1/2O₂(g)＝CO₂(g)   △H＝－283.0kJ/mol

C₈H₁₈(l)＋25/2O₂(g)＝8CO₂(g)＋9H₂O(l)    △H＝－5518kJ/mol

CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)    △H＝－89.3kJ/mol

相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是（    ）

A. H₂(g)           B. CO(g)             C. C₈H₁₈(l)        D. CH₄(g)

七、反思与总结：

一课一练

1、已知热化学方程式：SO₂(g)+ O₂(g)  SO₃(g)  △H = ―98.32kJ／mol

在容器中充入2molSO₂  和1molO₂充分反应，最终放出的热量为 (    )。

   A. 196.64kJ       B. 196.64kJ／mol      C. < 196.64kJ      D. > 196.64kJ

2、已知：CH₄(g)+2O₂(g)==CO₂(g)+2H₂O(1)     △H = ― Q₁ KJ/mol

         2H₂(g)+O₂(g)==2H₂O(g)              △H = ―Q₂ KJ/mol

         2H₂(g)+O₂(g)==2H₂O(1)              △H = ―Q₃KJ/mol

  常温下，取体积比为4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(已折合成标准状况)，经完全燃烧后恢复至常温，则放出的热量为(     )KJ。

  A. 0.4Q₁+0.05Q₃      B. 0.4Q­₁+0.05Q₂        C. 0.4Q₁+0.1Q₃        D. 0.4Q₁+0.1Q₂

3、石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知把石墨完全转化为金刚石时，要吸收能量，下列说法正确的是（    ）

A.石墨不如金刚石稳定                    B.金刚石不如石墨稳定    

C.等质量的金刚石与石墨完全燃烧，放出的能量一样多

D.等质量的金刚石与石墨完全燃烧，石墨放出的能量少

4、25℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2800 kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是（    ）

A．C(s)+O₂(g)=CO(g)   △H= ―393.5 kJ/mol

B．2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)  △H= +571.6 kJ/mol

C．CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g)   △H= ―890.3 kJ/mol

D．C₆H₁₂O₆(s) +6O₂(g)=6CO₂(g)+6H₂O(l)   △H= ―2800 kJ/mol

5、根据以下3个热化学方程式：

2H₂S(g)+3O₂(g)=2SO₂(g)+2H₂O(l)  △H =―Q₁ kJ/mol

2H₂S(g)+O₂(g)=2S (s)+2H₂O(l)     △H =―Q₂ kJ/mol

2H₂S(g)+O₂(g)=2S (s)+2H₂O(g)    △H =―Q₃ kJ/mol

判断Q₁、Q₂、Q₃三者关系正确的是（    ）

A. Q₁>Q₂>Q₃　　B. Q₁>Q₃>Q₂    C. Q₃>Q₂>Q₁   D. Q₂>Q₁>Q₃

6、在36 g 碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3体积，CO₂占2/3体积，且

C(s) +1/2O₂(g) = CO(g)    △H = －110.5 kJ/mol

CO(g) + 1/2O₂(g) = CO₂(g)    △H = －283 kJ/mol

与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（    ）

A.172.5 kJ          B. 1149 kJ         C. 283kJ           D. 517.5 kJ

7、完全燃烧一定质量的无水乙醇，放出的热量为Q，为完全吸收生成的CO₂，并使之生成正盐Na₂CO₃，消耗掉0.8mol／L NaOH溶液500mL，则燃烧1mol酒精放出的热量是(    )

    A. 0.2Q          B. 0.1Q          C. 5Q           D. 10Q

答案

例2、（1）N₂H₄(l)+2H₂O₂(l) = N₂(g) +4H₂O(g)  △H=－644.25 KJ/mol

（2）410.125        （3）产物不会造成环境污染。

例3、CO(g)+FeO(s) == Fe(s)+CO₂(g)    △H＝―218.0kJ／mol