熱傳遞有三種方式:傳導(dǎo)、輻射和對流。
對流:靠液體或氣體的流動來傳熱的方式叫做對流。(固體不行)
對流是液體和氣體中熱傳遞的主要方式,氣體的對流現(xiàn)象比液體更明顯。 利用對流加熱或降 溫時,必須同時滿足兩個條件:一是物質(zhì)可以流動,二是加熱方式必須能促使物質(zhì)流動。
輻射:熱由物體沿直線向外射出,叫做輻射。
用輻射方式傳遞熱,不需要任何介質(zhì),因此,輻射可以在真空中進(jìn)行。 且顏色深的輻射能力強(qiáng),地球上得到太陽的熱,就是太陽通過輻射的方式傳來的。
一般情況下,熱傳遞的三種方式往往是同時進(jìn)行的。
冰水混合物的溫度為0度,所以水必須在0度以下才會結(jié)冰....在0攝氏度以下遵循熱脹冷縮,但是由于冰已經(jīng)變?yōu)楣腆w,所以體積不會有太大的變化!
宏觀表現(xiàn)為體積膨脹,分子勢能增大,分子間距增大(1)溫度升高時;反之,溫度降低時,表現(xiàn)為體積縮小。
(2)內(nèi)容:物體是由大量分子組成的;分子永不停息地做無規(guī)則的運(yùn)動
1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化。探討化學(xué)反應(yīng)放熱、吸熱的本質(zhì)時,要注意四點(diǎn):①化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是有新物質(zhì)生成,新物質(zhì)和反應(yīng)物的總能量是不同的,這是因?yàn)楦魑镔|(zhì)所具有的能量是不同的(化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵的生成,而舊化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量與新化學(xué)鍵所釋放的能量不同導(dǎo)致發(fā)生了能量的變化);②反應(yīng)中能量守恒實(shí)質(zhì)是生成新化學(xué)鍵所釋放的能量大于舊化學(xué)鍵斷裂的能量而轉(zhuǎn)化成其他能量的形式釋放出來;③如果反應(yīng)物所具有的總能量高于生成的總能量,則在反應(yīng)中會有一部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿男问结尫牛@就是放熱反應(yīng),反之則是吸熱反應(yīng);④可用圖象來表示。
熱變
2.燃燒熱和中和熱
⑴燃燒熱:在101kPa時,1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。
⑵中和熱:在稀溶液中,酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時的反應(yīng)熱。
3.物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變化與反應(yīng)熱的關(guān)系。
2?方程式
書寫
.熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫
⑴△H只能寫在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊,用“;”隔開。若為放熱反應(yīng),△H為“-”;若為吸熱反應(yīng),△H為“+”。△H的單位為kJ/mol。
⑵反應(yīng)熱△H與測定條件(如溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān)。所以書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式的時候,應(yīng)該注意標(biāo)明△H的測定條件。
⑶必須標(biāo)注物質(zhì)的聚集狀態(tài)(s(固體)、l(液體)、g(氣體)才能完整的書寫出熱化學(xué)反應(yīng)方程式的意義。方程式中不用“↑”、“↓”、“→”這些符號,而用=來表示。
蓋斯定律
2.蓋斯定律
化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的初始狀態(tài)有關(guān)和終極狀態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。
3?測定
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?span style="display:none">1yl物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
1.掌握中和熱的測定方法;
2.通過中和熱的測定,計算弱酸的離解熱。
二、實(shí)驗(yàn)原理
一摩爾的一元強(qiáng)酸溶液與一摩爾的一元強(qiáng)堿溶液混合時,所產(chǎn)生的熱效應(yīng)是不隨著酸或堿的種類而改變的,因?yàn)檫@里所研究的體系中各組分是全部電離的。因此,熱化學(xué)方程式可用離子方程式表示:
H+OH=H20 ΔH中和=一57.36kJ·mol
上式可作為強(qiáng)酸與強(qiáng)堿中和反應(yīng)的通式的的的。由此還可以看出,這一類中和反應(yīng)與酸的陰離子或堿的陽離子并無關(guān)系。
若以強(qiáng)堿(NaOH)中和弱酸(CH3COOH)時,則與上述強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的中和反應(yīng)不同。因?yàn)樵谥泻头磻?yīng)之前,首先是弱酸進(jìn)行解離,其反應(yīng)為:
CH3COOH =H+CH3COOΔH解離
H+OH=H20 ΔH中和
總反應(yīng):CH3COOH+OH=H20+CH3COO ΔH
由此可見,ΔH是弱酸與強(qiáng)堿中和反應(yīng)總的熱效應(yīng),它包括中和熱和解離熱兩部分。根據(jù)蓋斯定律可知,如果測得這一反應(yīng)中的熱效應(yīng)ΔH以及ΔH中和,就可以通過計算求出弱酸的解離熱ΔH解離。
儀器試劑
數(shù)字式貝克曼溫度計; 杜瓦瓶; 量筒; 秒表; 雙路可跟蹤直流穩(wěn)定電源; 濃度各為1.0mol的NaOH、HCI和CH3COOH溶液。
操作步驟
1、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
清洗儀器。打開數(shù)字式貝克曼溫度計,預(yù)熱5分鐘。調(diào)節(jié)基溫選擇按鈕至20~C,按下溫度/溫差按鍵,使表盤顯示溫差讀數(shù)(精確至0.001℃)。打開直流穩(wěn)壓電源,調(diào)節(jié)電壓10.0V。連接穩(wěn)壓直流電源與量熱計。
2.量熱計常數(shù)的測定
用量筒量取500ml蒸餾水注入用凈布或?yàn)V紙擦凈的杜瓦瓶中,輕輕塞緊瓶塞。接通電源,調(diào)節(jié)旋鈕記下10.0V時電流讀數(shù)。均勻攪拌4分鐘。然后,切斷電源,每分鐘記錄一次貝克曼溫度計的讀數(shù),記錄10分鐘。讀第10個數(shù)的同時,接通電源,并連續(xù)記錄溫度。在通電過程中,電流、電壓必須保持恒定(隨時觀察電流表與電壓表,若有變化必須馬上調(diào)節(jié)到原來指定值)。記錄電流、電壓值。通電4分鐘后,停止通電。繼續(xù)攪拌及每隔一分鐘記錄一次水溫,測量10分鐘為止。用作圖法確定由通電而引起的溫度變化ΔT1。按上述操作方法重復(fù)兩次,取其平均值。
3、中和熱的測定
取50ml 1mol.lNaOH溶液注入堿貯存器中。用量筒量取400ml蒸餾水注入用凈布或?yàn)V紙擦掙的杜瓦瓶中,然后加入50ml 1mol.lHCl溶液。輕輕塞緊瓶塞,用攪拌器均勻攪拌,并記錄溫度(每分鐘一次)。計10個數(shù)后,將堿貯存器稍稍提起,用玻璃棒將膠塞捅掉(不要用力過猛,以免玻璃棒碰破杜瓦瓶之內(nèi)壁而損害儀器)。捅掉膠塞后,即將堿貯存器上下移動兩次,使堿液全部流出。此后不斷攪拌,并繼續(xù)每隔一分鐘記錄一次溫度。待溫度變化緩慢后,再記錄10分鐘就停止測定。用作圖法確定ΔT2。按上述方法重復(fù)兩次,取其平均值。
4.表觀中和熱的測定
用CH3COOH代替HCI,重復(fù)上述操作,求ΔT3。
5.實(shí)驗(yàn)結(jié)束
斷水、斷電,清洗儀器,清理實(shí)驗(yàn)桌。
五、數(shù)據(jù)記錄和處理
1.溫度變化的校正一雷諾曲線法圖中凸點(diǎn)相當(dāng)于開始通電加熱或開始反應(yīng)之點(diǎn),c點(diǎn)為觀察到的最高溫度讀數(shù)點(diǎn),由于杜瓦瓶和外界的熱量交換,曲線ab及cd經(jīng)常發(fā)生傾斜。EE'表示環(huán)境輻射進(jìn)來的熱量所造成量熱計溫度的升高,必須扣除。FF'表示量熱計向環(huán)境輻射出熱量而造成量熱計溫度的降低,必須加入。因此作圖確定出ΔT1、ΔT2、ΔT3
注意:此法校正時,體系溫度與外界溫度最好不超過2~3℃,否則會引進(jìn)誤差。
2.量熱計常數(shù)的計算
由實(shí)驗(yàn)可知,通電所產(chǎn)生的熱量使量熱計溫度上升ΔT1,由焦耳一楞次定律可得:
Q=UIt=KΔT1。
式中:Q為通電所產(chǎn)生的熱量(J):I為電流強(qiáng)度(A):U為電壓(V):t為通電時間(s);ΔT1為通電使溫度升高的數(shù)值(℃);K為量熱計常數(shù)其物理意義是量熱計每升高1℃所需之熱量。它是由杜瓦瓶以及其中儀器和試劑的質(zhì)量和比熱所決定的。當(dāng)使用某一固定量熱計時,K為常數(shù)。由上式可得: K=UIt/ΔT1(平均值)代入上式,求出量熱計常數(shù)K。
3.中和熱的計算
反應(yīng)的摩爾熱效應(yīng)可表示為:ΔH =-KΔT×1000/cV
式中:c為溶液的濃度:V為溶液的體積(mL): ΔT為體系的溫度升高值。
利用上式,將K及ΔT2及ΔT3(平均值)代入,分別求出強(qiáng)酸、弱酸與強(qiáng)堿中和反應(yīng)的摩爾熱效應(yīng)ΔH中和和ΔH。利用蓋斯定律求出弱酸分子的摩爾離解熱ΔH解離,即:
ΔH解離=ΔH-ΔH中和
4?吸放過程
吸熱反應(yīng)
⒈常見吸熱反應(yīng):
①鹽類的水解
②弱電解質(zhì)的電離
③大多數(shù)分解反應(yīng)
④2個特殊的化合反應(yīng)
N2+O2=放電=2NO CO2+C=高溫=2CO
⑤兩個特殊的置換反應(yīng)
C(s)+H2O(g)=高溫=CO(g)+H2(g) CuO(s)+H2(g)=高溫=Cu(s)+H2O(g)
⑥Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)
⑦硝酸銨的溶解(物理變化,吸熱現(xiàn)象)
放熱反應(yīng)
⒉常見放熱反應(yīng)
①燃燒
②中和反應(yīng)
③金屬與酸或水的反應(yīng)
④一般的化合反應(yīng)(除上述2個特例)
重點(diǎn)討論的三個平衡:N2、H2合成NH3、SO2催化氧化生成SO3、NO2二聚為N2O4均為放熱反應(yīng)
⑤一般的置換反應(yīng)(除上述兩個特例)
⑥堿性氧化物(如Na2O、K2O)、強(qiáng)堿溶于水
⑦濃硫酸的稀釋(物理變化,放熱現(xiàn)象)
⑧大多數(shù)氧化