《化学反应原理》的复习提纲(2)

　　第二节 燃烧热 能源

　　一、燃烧热

　　定义：在25℃，101kPa时，lmol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫

　　做该物质的燃烧热。 单位：kJ/mol 。

　　物质燃烧放出的热 = 该物质的量 X 该物质的燃烧热

　　概念要点：

　　(1)在25℃，101kPa时，生成稳定的化合物。

　　(2)燃烧热通常是由实验测得的。

　　(3)可燃物以1mol作为标准进行测量。

　　(4)计算燃烧热时，热化学方程式的系数常以分数表示。

　　二、中和热

　　1.定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热。

　　概念分析：

　　(1)条件：稀溶液。

　　(2)反应物：酸与碱。(中学阶段，只讨论强酸和强碱反应的中和热)

　　(3)生成物及其物质的量：1molH+与1mol OH- 反应生成 1molH2O。

　　(4)放出的热量：57.3kJ/mol

　　三、中和反应反应热的测定

　　1.我们利用什么原理来测定酸、碱反应的反应热(也称中和热)呢?

　　Q = m c 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。

　　m的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可;c 需要查阅，Δt可用温度计测出反应前后的温度相减得到。

　　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+V碱ρ碱)·c·(t2-t1) ②

　　本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL，它们的浓度分别为0.50 mol/L和0.55 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为 4.18 J/(g·℃)

　　已知 V酸=V碱=50 mL。

　　c酸=0.50 mol/L c碱=0.55 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 = 0.418(t2-t1)kJ ③

　　③式表示的是不是该反应的反应热?是中和热吗?为什么?

　　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ΔH为“-”。中和热是稀的酸、碱中和生成1mol水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/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。

　　该反应的中和热应怎样表示呢?

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　　实验仪器与药品:

　　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、0.55 mol/L NaOH溶液

　　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。

　　问：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?

　　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。

　　2.用一个量筒量取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。

　　问：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?

　　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。

　　3.用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。

　　问：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?

　　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。

　　4.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)。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。

　　问：实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量?若用HCl过量行吗?

　　为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。

　　5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。

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　　你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。

　　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。

　　问：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?

　　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：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)?

　　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)。