专题1 第一单元 第2课时 反应热的测量与计算-2021-2022学年高二化学【步步高】学习笔记（苏教版2019选择性必修1）粤渝闽苏桂word

第2课时　反应热的测量与计算 [核心素养发展目标]　1.科学探究：理解反应热测定的原理和方法，会分析产生误差的原因，不断完善和改进测定方法。2.证据推理与模型认知：构建盖斯定律模型，理解盖斯定律的本质，形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型。3.科学态度与社会责任：了解盖斯定律对反应热测定的重要意义，增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感。 一、中和反应反应热的测量 1．量热计和简易量热计的构造 (1)将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。 (2)仪器各部分的作用 ①搅拌器或环形玻璃搅拌棒的作用是使反应物混合均匀充分接触。 ②保温层的作用是减少热量的散失。 ③温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。 2．实验原理 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－1。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·cm－3，根据热化学方程式H＋(aq)＋ OH－ (aq)===H2O (l)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，需计算稀的酸、碱中和生成1 mol水的反应热，而50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.50 mol·L－1 氢氧化钠反应后生成的水只有0.025 mol。 C＝(VHCl·ρHCl＋VNaOH·ρNaOH)×4.48 J·℃－1 反应热ΔH＝－ kJ·mol－1，其中溶液的质量m约为100 g。 3．实验步骤及测量数据 (1)初始温度(t1)：测量混合前50 mL 0.50 mol·L－1盐酸、50 mL 0.50 mol·L－1氢氧化钠溶液的温度，取两温度平均值为t1。 (2)终止温度(t2)：将酸碱溶液迅速混合，用环形玻璃搅拌棒不断搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记录为终止温度t2。 (3)重复实验操作三次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。 (4)实验数据处理 该实验中盐酸和氢氧化钠溶液反应放出的热量是0.418(t2－t1)kJ，反应热为－16.72(t2－t1) kJ·mol－1[或ΔH＝－kJ·mol－1]。 (1)同一中和反应的反应热与酸碱的用量有关(　　) (2)中和反应反应热的测定实验中的环形玻璃搅拌棒换成铜质搅拌器效果更好(　　) (3)中和反应反应热的测定实验中，应将50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液分多次倒入小烧杯 (　　) (4)中和反应反应热的测定实验中，测定盐酸后的温度计没有冲洗干净，立即测NaOH溶液的温度(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 根据上述测定中和热的实验，思考回答下列问题： (1)根据实验原理分析，快速将烧杯中的碱液倒入量热计的目的是什么？ 提示　减少热量的损失。 (2)在实验室中有环形玻璃搅拌棒和金属搅拌器，在进行测定反应热的实验时应选择哪种搅拌器？简述选择的理由。 提示　应选用环形玻璃搅拌棒。因为金属是热的良导体而玻璃不是，选用金属搅拌器会增大反应过程中热量的损失，造成实验误差。 (3)用同体积、同浓度的KOH代替NaOH完成上述实验，用同体积、同浓度的硝酸代替盐酸完成上述实验，测得的反应热数值三者是否相同？简述其中的原因。 提示　相同。参加反应的物质都是强酸、强碱，它们在水中完全电离，中和反应的离子方程式都是H＋＋OH－===H2O，反应都在室温下进行，且参加反应的n(H＋)和n(OH－)都相同，所以反应热也相同。 (4)用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响？用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响？ 提示　浓硫酸溶于水时放热，所测ΔH偏小；弱酸电离吸热，所测ΔH偏大。 1．某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应生成1 mol水的反应热ΔH＝－52.3 kJ·mol－1，比理论数值要小，造成这一结果的原因不可能的是(　　) A．实验装置保温、隔热效果差 B．用量筒量取盐酸时仰视读数 C．分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中 D．用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度 答案　B 解析　若装置保温、隔热效果差，会造成较多的热量损失，测得的反应热数值偏小，A项可能；用量筒取液体，仰视读数时，实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积，会导致放出的热量变多，B项不可能；C项操作会导致较多的热量损失，C项可能；D项操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高，最后计算出的反应放出的热量比实际放出的热量少，D项可能。 2.用如图所示的量热计测定醋酸溶液与氢氧化钠溶液中和反应的反应热。将100 mL、0.50 mol· L－1 CH3COOH溶液与100 mL、0.55 mol·L－1 NaOH溶液混合，温度从25.2 ℃升高到27.7 ℃。已知量热计的热容常数(量热计各部件每升高1 ℃所需的热量)是15