内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第1课时 反应热及其测定
学习目标
(1)了解反应热的概念;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)能解释中和反应反应热的测定原理;能根据实验中测定并记录的数据计算反应热
(3)理解热化学方程式的意义,能正确书写热化学方程式。
情境创设
自热食品利用化学反应
放出的热量加热食物
目前市面上的“即热饭盒”,其原理是在饭盒底部有两层,一层存放水,另一层存放镁和铁的混合物(发热包主要成分)。使用时打开隔离层,即发生以下反应:Mg+2H2O═Mg(OH)2+H2↑ 。
实际生产中需要严格把控发热包中有效成分的含量。发热包中有效成份含量过少,放热不足;含量过多占用空间,且有安全隐患。
化学能
热能
定量描述?
任务一:了解反应热概念
1、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。
等温:即反应前后体系的温度相等
体系:被研究的物质系统称为体系
环境:与体系相互影响的其他部分称为环境
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
体系
环境
体系
反应物:盐酸、NaOH溶液
发生的反应:HCl+NaOH=NaCl+H2O
生成物:NaCl、H2O
环境:如试管、空气等
热量
通过热成像仪直观感受感受中和反应的反应热
任务二:中和反应反应热的测定
1881年,法国化学家贝特罗,在法兰西学院的实验室里,利用自己发明弹式量热计测出了不同反应的反应热。
法国化学家贝特罗
中和反应反应热的测定
(1)原理:根据体系的___________和有关物质的_________来计算反应热。
(2)实验装置:
温度变化
比热容
任务二:中和反应反应热的测定
教材P5·探究:中和反应反应热的测定
(3)实验试剂
0.5 mol/L
的稀盐酸
0.55 mol/L
的NaOH溶液
50 mL
50 mL
H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l)
思考:所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1:1,而是NaOH稍过量?
在空气中稀盐酸相对碱稳定,碱极易与空气中CO2反应,消耗了一部分NaOH,为了保证盐酸完全被中和,需要采用稍过量的NaOH溶液
(4)实验测量。
①反应前体系温度(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;用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。取两温度的平均值记为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中,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌。准确读取混合溶液的______________,记录为t2。
③重复上述实验操作,取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
最高温度
任务二:中和反应反应热的测定
教材P5·探究:中和反应反应热的测定
(5)数据收集
反应前酸、碱的温度,取平均值t1
酸碱混合
充分反应后
体系温度t2
重复三次实验,减少实验误差
实验
次数
1
2
3
反应物的温度
盐酸
NaOH溶液
反应前体
系的温度
反应后体
系的温度
温度差
(t2−t1)/℃
t1/℃
t2/℃
【实验探究】:
测定酸碱中和反应的反应热
【学习任务二】中和反应反应热的测定
任务二:中和反应反应热的测定
教材P5·探究:中和反应反应热的测定
(6)数据处理
热量的计算公式:Q=cmΔt
c:反应混合液的比热容 c=4.18×10−3 kJ/(g·℃)
50mL 0.50 mol/L 盐酸的质量m1=50 g,
50mL 0.55 mol/L NaOH溶液的质量m2=50 g。
m=(m1+m2)=100 g
Δt:三次测量所得温度差(t2−t1)的平均值
H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l) Q(kJ)
0.025mol
0.025mol
0.418(t2−t1)
1 mol
0.025
0.418(t2−t1)
大量实验测得,在25℃和101kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时,放出57.3kJ的热量。
任务二:中和反应反应热的测定
教材P5·探究:中和反应反应热的测定
(7)误差分析
为了准确测出升高的温度,实验过程中已采取了哪些措施?
1、使用碎泡沫塑料、盖板等做隔热材料,减少热量损失;
2、使用玻璃搅拌棒匀速搅拌,保证反应完全;
3、混合两种反应物时动作迅速、操作规范;
4、重复三次实验,减少误差。
课堂小结
反应热
反应热概念
中和反应反应热的测定
体系