内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
人教版 选择性必修第一册
化学优课PPT
授课教师:
第1课时 反应热 焓变
教学目标
了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式
1
理解反应热、放热反应、吸热反应、焓及焓变等概念
3
认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系
2
培养实验探究、勤于实践、善于合作的学科素养
5
掌握中和反应反应热测定的实验原理、操作步骤、数据处理
4
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化学反应的过程,既是物质的转化过程,也是化学能与热、电等其他形式能量的转化过程。
化学反应既遵守质量守恒定律,也遵守能量守恒定律。
化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的,能量变化的多少与参加反应的物质种类和多少密切相关。
数以干万计物质的合成,极大地改善了人类的生活。
同样,化学反应所提供的能量大大促进了社会的发展。
研究化学反应中的能量变化具有重要意义。
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2022年6月5日10时44分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号F运载火箭,将神舟十四号载人飞船和3名中国航天员送入太空。
运载火箭升空的动力是什么?
火箭发动机推进剂
火箭发动机点火以后,推进剂(液体的或固体的燃料和氧化剂)在发动机燃烧室里燃烧,产生大量高压气体;高压气体从发动机喷管高速喷出,对火箭产生的反作用力,使火箭沿气体喷射的反方向前进。
中国使用推进器主要是以液体火箭推进器为主,液体火箭推进器以偏二甲肼(C2H8N2)作为主要燃料,相比固体火箭推进器便宜且安全。
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热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。
例如,燃料的燃烧、酸与碱的中和反应等会放出热量,属于放热反应。
而有些反应,如工业上煅烧石灰石的反应等会吸收热量,属于吸热反应。
化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产和科学研究中具有广泛的应用。
那么,在实际应用中,人们如何定量地描述化学反应过程中释放或吸收的热量呢?
新课讲解
反应热及其测定
1.体系与环境
环境:体系相互影响的其他部分,如盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。
体系:被研究的物质系统为体系,化学反应中一般指反应物和生成物。如NaOH溶液与盐酸在试管中反应,NaOH溶液、盐酸及它们发生的反应可看作一个反应体系,简称体系(又称系统)。
环境
与体系相互影响的其他部分,
如试管、空气等
体系
反应物:盐酸、NaOH溶液
发生的反应:HCl+NaOH= NaCl+H2O
生成物: NaCl、H2O
反应热及其测定
2.反应热
①热量:因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
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。
等稳条件:指化学反应发生后,使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度,即反应前后体系的温度相同。
反应物的总能量高
生成物的总能量低
化学反应
释放能量
放热反应
生成物的总能量高
反应物的总能量低
化学反应
吸收能量
吸热反应
反应热及其测定
③直接测定反应热的方法
测量仪器
测定原理
用温度计测量反应前后体系的温度变化,根据有关物质的比热容等来计算反应热。
2.反应热
简易量热计
外筒:保温作用
内筒:反应容器
测量反应前后温度的变化值
现代量热计
反应热及其测定
通过热成像仪直观感受感受中和反应的反应热
2.反应热
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反应热及其测定
3.中和反应热的测定
环形玻璃
搅拌棒
温度计
内筒
隔热层
杯盖
外壳
简易量热计示意图
50 mL、0.50 mol/L的盐酸和
50 mL、0.55 mol/L氢氧化钠溶液
实验药品
简易量热计、量筒 (50 mL)两个、
温度计、环形玻璃搅拌棒
实验仪器
实验原理
Q = mCΔt
Q:中和反应放出的热量 m:反应混合液的质量
C:反应混合液的比热容 Δt:反应前后溶液温度的差值
反应热及其测定
(1)反应物的温度的测量
①用量筒量取50mL0.50mol/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。用水把温度计的酸冲洗干净,擦干备用。
②用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。
在测定中和反应的反应热时,应该测量哪些数据?如何根据测得的数据计算反应热?为了提高测定的准确度,应该采取哪些措施?
提出问题
请按照下列步骤,用简易量热计测量盐酸与氢氧化钠溶液反应前后的温度。
实验测量
简易量热计
反应热及其测定
请按照下列步骤,用简易量热计测量盐酸与氢氧化钠溶液反应前后的温度。
实验测量
3.中和反应热的测定
(2)反应后体系温度的测量。
打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液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