内容正文:
学习任务一
学习任务二
课时作业·规范训练
随堂测评·素养提升
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第一节 反应热
第1课时 反应热 焓变
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学业要求解读
活动探究建议
1.认识化学能可以与热能、电能等其他形式的能之间相互转化,能量的变化遵循能量守恒定律。
2.掌握中和反应反应热的测定方法。
3.知道内能是体系内各物质的各种能量的总和,受温度、压强、物质的聚集状态的影响,分析反应能量变化的原因。
4.明确恒温恒压下化学反应的反应热可以用焓变表示。
1.设计并完成中和反应反应热测定的实验,进行误差分析。
2.通过分析推理构建反应热认知模型,并运用模型解释某些化学现象。
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反应热及其测定
1.体系与环境
以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例:
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2.反应热
在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
3.中和反应反应热的测定
(1)实验目的
测定强酸与强碱反应的反应热,体验化学反应的热效应。
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(2)实验原理
通过简单实验测量一定量的酸、碱溶液在反应前后的温度变化,计算反应放出的热量,由此求得中和反应反应热。
简易量热计
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(3)实验测量
请按照下列步骤,用简易量热计(如图)测量盐酸与NaOH溶液反应前后的温度。
①反应物温度的测量。
a.用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸,打开杯盖,倒入量热计的内筒中,盖上杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度(数据填入下表)。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。
b.用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据填入下表)。
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②反应后体系温度的测量。
打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒中,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。
③重复上述步骤①至步骤②两次。
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(4)数据处理
①取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。计算温度差(t2-t1),将数据填入下表。
实验
次数
反应物的温度/℃
反应前体系的温度
反应后体系的温度
温度差
盐酸
NaOH溶液
t1/℃
t2/℃
(t2-t1)/℃
1
2
3
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②取三次测量所得数据的平均值作为计算依据。
③为了计算方便,可近似地认为实验所用盐酸、NaOH溶液的密度和比热容与水相同,并忽略实验装置的比热容。
④盐酸的质量m1=50 g, NaOH溶液的质量m2=50 g,中和后生成的溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃),反应体系的温度变化Δt=t3-eq \f(t1+t2,2),实验中反应放出的热量为(m1+m2)·c·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t3-\f(t1+t2,2))),则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH=-eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m1+m2))×c×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t3-\f(t1+t2,2)))×10-3,n(H2O))=-eq \f(0.418\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t3-\f(t1+t2,2))),0.025) kJ/mol。
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结论:在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放热57.3 kJ。
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eq \a\vs4\al([思考1]) 50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液的中和反应反应热测定,以下引起误差的原因分析产生的误差填在表中。
提示:
引起误差的原因
温度差
|ΔH|
保温措施不好
偏小
偏小
搅拌不充分
偏小
偏小
所用酸、碱溶液浓度过大
偏大
偏大
用同浓度