内容正文:
反应热 焓变
反应热
第1课时
授课老师:xxx
第一节
THERMAL EFFECTS OF CHEMICAL REACTIONS
第一章 化学反应的热效应
学习目标
1.了解反应热的定义,知道化学反应、热效应与反应焓变之间的关系。
2.通过微观探析,认识宏观意义上的反应热与化学键的关系,以及反应热与反应物、生成物总能量的关系。
3.通过实验探究,学会测定中和反应的反应热,初步学会测定化学反应反应热的实验方法,会分析测定反应热时误差产生的原因,并能采取适当措施减小实验误差,培养学生的创新意识。
【资料卡片】看得见的热
【资料卡片】
物质
变化
基础
能量
变化
热能
电能
光能
……
释放
吸收
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
1.体系和环境
被研究的物质系统称为体系。
与体系相互影响的其他部分称为环境。
如:以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例
(1)体系(又称系统):试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系。
(2)环境:盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
环境
体系
热量
环境
体系
热量
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
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。
许多反应热可以通过量热计直接测定
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
【思考交流】
问题1:在测定中和反应的反应热时,应测量哪些数据?如何根据这些数据计算反应热?
应测量反应前后体系的温度。根据Q = c · m ·Δt,c是比热容,m是反应体系的质量,Δt是温度差。需明确溶液的比热容和体系的质量。
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
【探究】中和反应反应热测定
(1)实验装置
简易量热计示意图
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
【探究】中和反应反应热测定
(2)实验步骤
① 反应物温度(t1 ℃)的测量
用一量筒量取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。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用;用另一量筒量取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 ℃。
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
【探究】中和反应反应热测定
(2)实验步骤
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中,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度t2 ℃。
③ 重复上述实验操作3次,记录每次的实验数据,取其平均值作为计算依据,其中如果有数据明显偏离正常值,该数据应舍去。
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
【探究】中和反应反应热测定
(3)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,反应后溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。盐酸、氢氧化钠溶液的质量均为50g,m=100g;温度差Δt=(t1-t2)。
50 mL 0.50 mol·L-1盐酸50g与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液50g反应放出的热量为:
100g×0.00418kJ/(g·℃)×Δt=0.418Δt kJ
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
【思考交流】
问题2:根据上述数据计算生成 1mol H2O(l)时放出的热量。
生成0.025mol H2O放出的热量为:0.418Δt kJ
生成1mol H2O放出的热量为:
0.418Δt kJ
0.025mol
= 16.73ΔtkJ/mol
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
3.中和热
大量实验测得,25 ℃和101 kPa下,强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol水时,放出57.3 kJ的热量。
保温杯式量热计
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
【思考交流】
问题3:为了提高测定的准确度,应该采取哪些措施?
使用比较精确的温度计读出温度变化;
需要保温装置,保证反应过程中,不与外界发生热交换;
搅拌器搅拌,保证溶液温度均匀;
NaOH溶液稍微过量,保证盐酸被完全中和。
……
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
【思考交流】
问题4:25 ℃和101 kPa下,浓硫酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放出的热量还是57.3 kJ吗?
放出比57.3 kJ多的热量,因为浓硫酸遇水稀释放热。
【任务1】定量感受化学反应的能量变化
【思考交流】
问题5:测定中和反应反应热的实验中引起误差的因素有哪些?
量热计的隔热效果差;量取溶液的体积不准确;配制的溶