内容正文:
第1课时 反应热 焓变
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
学习目标
学会测定中和反应的反应热,会分析测定反应热时误差产生的原因
核心素养
通过实验测定中和反应的反应热,学会分析误差产生的原因、采取适当措施减小实验误差,培养学生的创新意识。
如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量
如何计算?
体系
温度变化
计算反应热
如何
测量?
有关物质比热容
量热计
直接测定
测量仪器
量热计
保温杯式量热计
一、中和反应反应热的实验测定
实验药品
50 mL、0.50 mol/L的盐酸和
50 mL、0.55 mol/L氢氧化钠溶液
实验仪器
简易量热计、量筒 (50 mL)两个、
温度计、环形玻璃搅拌棒 、烧杯大小两个
防止热量散失
起保温作用
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。
实验步骤
(1)反应物温度的测量
①用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
②用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据填入下表)
(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,将最高温度记为反应后体系的温度(t2)
(3)重复上述步骤两次
6
(4)数据处理
次数 起始温度t/℃ 终止温度
t3/℃ 温度差
△t/℃
盐酸 t1 NaOH t2 平均值
1 24.5 25.0 26.5
2 22.0 22.4 25.4
3 25.0 25.4 28.2
24.75
22.2
25.2
1.75
3.2
3.0
m = V酸ρ酸+V碱ρ碱 V酸=V碱 =50 mL
ρ酸=ρ碱=1 g/cm3、C=4.18 J/(g·℃)
Q =4.18 ×10-3 ×(50+50)(t2 - t1)kJ = 0.418(t2 - t1)kJ
生成1 mol H2O放出的热量为:
kJ/mol
0.418(t2 - t1)
0.025
Q
n
=
n酸=0.025mol
n碱=0.0275mol
=
51.8kJ/mol
【学习任务一】实验操作分析
思考问题一:能否更换温度计?
思考问题二:能否测完酸后直接测量碱的温度?
思考问题三:为什么碱的浓度稍大于酸?
不能,会存在仪器误差
不能,残留的酸与碱反应,造成酸碱消耗,热量损失
为了保证盐酸完全被中和
思考问题四:能不能是盐酸过量?
盐酸过量则应以氢氧化钠为标准计算生成的水,但溶液吸收空气中的二氧化碳,消耗了一部分氢氧化钠,无法保证氢氧化钠完全与盐酸反应
思考问题五:环形玻璃搅拌棒的作用、能不能用环形铁搅拌棒代替?
铁的导热性好,会造成热量的损失
使反应物迅速混合,使反应充分进行,保持体系的温度均匀
大量实验测得,在25℃和101kpa下强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol水时,放出57.3kJ的热量
【学习任务二】实验测定误差分析
(1)仪器保温性能差
(2)实验中忽略了量热计、温度计所吸收的热量,因此也使结果偏低
(3)计算中假定溶液比热容为4.18 J/(g·℃) ,密度为 1g/cm3,实际上这是
水的比热容和密度,酸碱溶液的比热容、密度均较此数大,使结果偏低
(4)测了酸的温度后的温度计、立即测碱的温度,使热量损失而引起误差
(5)实验过程中有液体洒在外面。
(6)混合酸、碱溶液时,动作缓慢,导致实验误差
H+(aq)+OH-(aq) == H2O(l) ΔH = -57.3 kJ•mol-1
(1)弱酸弱碱稀溶液,因为电离吸热,故生成1molH2O放热 < 57.3 kJ
1、概念
2、表示方法
3、定义精析
二、中和热
在25℃和101kpa下强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol水时,
放出的热量称为中和热
(4)计量标准必须是生成1 mol H2O(l),故写中和热热化学方程式时H2O(l)前系数必须为1
(2)强酸强碱浓溶液,因为稀释放热,故生成1molH2O放热 >57.3 kJ
(3)强酸强碱稀溶液,如果生成沉淀放热,则生成1molH2O放热 >57.3 kJ
50 mL 0.50mol/L盐酸与50 mL 0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器
是___________________
(2)如果不盖杯盖,所求得的中和反应反应热的绝对值
将会