内容正文:
第01课 反应热 焓变
[学习目标]
学习目标
素养目标
1.能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学反应中能量变化的本质。
2.结合真实情境中的应用实例,能从多角度认识放热反应和吸热反应。认识化学反应中能量变化在生活、生产中的应用。
3.能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。
能从宏观和微观相结合的视角分析化学反应中的能量变化。培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
知道化学变化需要一定的条件,并遵循一定规律;认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化。培养学生“变化观念与平衡思想”的学科素养。
通过建立节约资源、保护环境的可持续发展意识。从自身做起,形成简约适度、绿色低碳的生活方式。培养学生“科学态度与社会责任”的学科素养。
1.知道内能是体系内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。
2.了解反应热与焓变的含义,了解化学能与热能的相互转化,等压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。
3.了解中和热的定义。
[学习过程]
知识点一 反应热及其测定
教材学习
仔细阅读教材,思考下列问题:
1.认识体系与环境(以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例)
2.反应热
(1)含义:在____________条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的____________,称为化学反应的热效应,简称反应热。
(2)测定方法:通过____________直接测定。
注意:反应热概念中的“等温条件下”是指化学反应发生后,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等。
3.中和反应反应热的测定
(1)实验装置
(2)实验测量数据
①反应物温度(t1)的测量
用一个量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸,打开杯盖,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用;用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度,取两温度平均值为t1。
②反应后体系温度(t2)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,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌。并准确读取混合溶液的____________,并记录为t2。
③重复上述步骤①至步骤②两次,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
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液,其密度近似地认为都是1 g·cm-3,反应后生成的溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是____________,中和热为________________。
问题: (1)装置中的玻璃搅拌器能否用金属(不与酸、碱反应)质搅拌器代替?为什么?
(2)实验中为何使用0.55 mol·L-1 NaOH溶液与0.50 mol·L-1盐酸反应,而不是选用0.50 mol·L-1 NaOH溶液?
(3)能否用浓硫酸代替盐酸?对结果会产生什么影响?
知识精讲
中和反应反应热的测定
1.中和反应热的测定亩的 原理和实验用品
(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。
(2)实验原理
根据中和热的概念,通过简单实验测量一定量的强酸、强碱溶液在反应前后的温度变化,计算反应放出的热量,由此求得中和热。
(3)实验用品
大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、玻璃搅拌器、0.50 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。
实验装置如图所示。
2.中和反应热的测定实验步骤
3.为了提高测定的准确度,可以采取的措施
(1)上述实验中硫酸和氢氧化钠溶液的体积相同,为了保证硫酸充分反应,所以NaOH溶液的浓度略大于硫酸浓度。
(2)硫酸和氢氧化钠溶液的浓度要小,若使用浓溶液,混合时会放出热量,放热增多。
(3)测定液体体积应准确无误,否则后面计算会引入误差,反应前和反应后温度计读数要准确,实验速度要快,减少热量的损失。
(4)实验测定温度时应该用同一支温度计,以减少实验系统误差;测定酸溶液温度后温度计要用水清洗干净,擦干后再测定碱溶液温度,否则温度计上附着的酸会中和碱而放热,导致测得的碱溶液起始温度偏高。
[典题例析]
【例1】下列有关中和热的测定实验的说法正确的是( )
A.用铜丝代替玻璃搅拌器,测得的ΔH偏大
B.强酸与强碱反应生成的水越多,该反应的中和热越大
C.强酸与强碱反应生成1 mol水的ΔH都约为-57.3 kJ·mol-1
D.中和热测定实验中,读取混合溶液不再变化的温度,记为终止温度
[练2] 50 mL 0.50 mol/L的盐酸与5