专题1 第一单元 第2课时 反应热的测量与计算（教师用书）-2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1【金版新学案】同步导学（苏教2020 双选版）

第2课时　反应热的测量与计算 [素养发展目标]　1．理解反应热测定的原理和方法，会分析产生误差的原因。2．能进行反应焓变的简单计算。3．了解盖斯定律及其简单应用，形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型。4．能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。 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液态水的反应热，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液态水只有0．025 mol。 [C＝(VHCl·ρHCl＋VNaOH·ρNaOH)×4．18]/(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 (1)用量筒量取50 mL 0．50 mol·L－1盐酸，倒入简易量热计中，测量并记录盐酸的温度(T1)。 (2)另取一量筒量取50 mL 0．50 mol·L－1氢氧化钠溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度(T2)。 (3)将量筒中的氢氧化钠溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中，立即盖上盖板，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌，观察温度计的温度变化，准确读出反应体系的最高温度(T3)并记录。 (4)重复上述步骤(1)至步骤(3)两次。 4．数据记录与处理 盐酸的温度(T1)/℃ 氢氧化钠溶液的温度(T2)/℃ 反应体系的最高温度(T3)/℃ 反应体系的温度变化 T3－)/℃ 反应体系的热容 [C＝(VHCl·ρHCl＋VNaOH·ρNaOH) ×4．18]/(J·℃－1) 反应热 /(kJ·mol－1) (1)假设溶液的比热容与水的比热容相等，溶液的密度与水的密度相等(1 g·cm－3)，忽略量热计的比热容，根据溶液温度升高的数值，即可计算该酸碱反应的反应热。 (2)反应体系的热容C＝[(VHCl·ρHCl＋VNaOH·ρNaOH)×4．18] /(J·℃－1)＝[(50＋50)×4．18]/(J·℃－1)＝418 J·℃－1，则ΔH＝－ kJ·mol－1＝－ kJ·mol－1，即HCl(aq)＋NaOH(aq)===H2O(l)＋NaCl(aq)　ΔH＝－ kJ·mol－1。 【即学即练】 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)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(×) (2)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(×) (3)同一中和反应的反应热与酸碱的用量有关(×) (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(×) (5)稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成液态1 mol液态水，放出57．3 kJ热量(×) 2．为了测定酸碱中和反应生成1 mol水时的反应热，计算时至少需要的数据是________。 ①酸溶液的浓度和体积　②碱溶液的浓度和体积　③比热容　④反应后溶液的质量　⑤生成水的物质的量　⑥反应前后温度变化　⑦操作所需的时间 提示：③④⑤⑥ 二、盖斯定律及其应用 1．盖斯定律的理解 (1)大量实验证明，一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相等的。 (2)化学反应的焓变(ΔH)只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 (3)始态和终态相同的反应途径有如下三种： ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 2．盖斯定律的意义 因为有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接进行，有些伴有副反应发生，这给直接测定这些反应的反应热造成了困难，应用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来，例如求C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热： (1)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393．5 kJ·mol－1； (2)CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283．0 kJ·mol－1， 求C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH。 根据盖斯定律，知： ΔH1＝ΔH＋ΔH2，则： ΔH＝_ΔH1－ΔH2＝－393．5_kJ·m