内容正文:
第一节
反应热
第1课时
反应热与焓变
人教版(2019)化学选择性必修一
第一章 化学反应的热效应
学习目标
1.通过对体系和环境的学习,知道内能的定义,进一步掌握吸热反应、放热反应、反应热等概念,能从多角度认识放热反应和吸热反应。
2.通过中和反应实验,掌握中和反应反应热的测定方法。
3.通过对反应热与焓、焓变的学习,能够进行反应热的简单计算,掌握从微观角度利用化学键键能数据来计算反应热的方法。
课前导入
化学反应的过程,既是物质的转化过程,也是化学能与热能、电等其他形式能量的转化过程。
自然界的能量存在形式有很多种,势能、生物能、热能、太阳能、风能等。
光能
风能
热能
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。
课前导入
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?
思考:
知识点一
反应热及其测定
1、体系(系统)与环境
以盐酸与NaOH溶液的反应为例:
试管中的盐酸和氢氧化钠溶液及发生的反应等看作一个反应体系,又称系统。
HCl+NaOH==NaCl+H2O
盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境
体系与环境之间
存在物质交换或能量交换
(1)定义
体系(系统):热力学研究对象。
环境:与体系(系统)有关的外物。
(2)分类
根据体系(系统)和环境之间的关系,可将体系(系统)分为:
敞开体系(系统)
封闭体系(系统)
孤立体系(系统)
敞开体系(系统):
系统与环境间既有物质交换,又有能量交换交换
经典热力学不研究敞开体系(系统)
封闭体系(系统) :
系统与环境间没有物质交换,只有能量交换
经典热力学主要研究封闭体系(系统)
孤立体系(系统) :
系统与环境间无物质交换,无能量交换,故又称隔离体系(系统)。
系统为立体箱与烧杯及热源的组合;环境为立体箱与外围线所包围部分。
知识点一
反应热及其测定
2、反应热
在等温条件下①,化学反应体系向环境_______或从环境_______的_______,称为化学反应的热效应,简称反应热。
(1).定义
释放
吸收
热量②
②热量(Q):因温度不同而在体系与环境之间交换或传递能量。
①等温条件: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等。
测定原理: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
量热计:
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。
(1).直接测定反应热的方法
知识点一
反应热及其测定
3、反应热的测定
(2).中和反应反应热的测定
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?
实验探究——中和反应反应热的测定
[实验目的]
用简易的量热计测量盐酸与NaOH溶液反应前后的温度
[实验用品]
简易量热计(温度计(0.1℃)、玻璃搅拌器、内筒、外壳、隔热层、杯盖)、量筒(50mL)两个; 50mL 0.50mol/L盐酸、50mL 0.55mol/LNaOH溶液。
玻璃搅拌器(使反应物迅速混合,使反应充分进行,保持体系的温度均匀)
杯盖
反应液
外壳(起保温作用)
温度计(测量反应前后体系的温度)
内筒(反应容器)
隔热层
[实验测量]
①反应物温度的测量
a.用量筒量取50 mL 0.50 mol/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(数据填入下表)。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。
b.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(数据填入下表)。
②反应后体系温度的测量
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重复步骤①步骤②两次。
减少实验过程中的误差
[数据处理]
①取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1),计算温度差(t2−t1),将数据填入下表。
实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系的温度 反应后体系的温度 温度差
盐酸 NaOH t1/℃ t2/℃
1
2
3
②取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
③根据温度差和比热容等计算反应热。
为了方便计