专题1 第一单元 第2课时 反应热的测量与计算 能源的充分利用(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修1（苏教版2019）

第2课时　反应热的测量与计算　能源的充分利用 一、反应热的测量 反应热数据的获取 不同的化学反应具有不同的反应热，人们可以通过多种方法获得反应热的数据，其中最直接的方法是通过实验进行测定 [微点拨] 中和反应反应热测定中计算出的焓变是生成1 mol液态水时放出的热。 [微提醒] ①中和反应的溶液均为稀溶液，因此密度都近似认为是1 g·cm－3。 ②通常情况下，一定量的物质温度升高1 ℃所需吸收的热称为热容。C的单位为J·℃－1，而反应热的单位是kJ·mol－1，因此在计算过程中要注意单位的换算。 盐酸和氢氧化钠溶液反应反应热的测定 药品仪器 实验仪器 实验药品 0.50 mol·L－1的盐酸，0.50 mol·L－1的NaOH溶液 实验步骤 ①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，倒入简易量热计中，测量并记录盐酸的温度(T1)。 ②另取一量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1氢氧化钠溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度(T2)。 ③将量筒中的氢氧化钠溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中，立即盖上盖板，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌，观察温度计的温度变化，准确读出反应体系的最高温度(T3) 数据处理 C 反应体系的热容[C＝(VHCl·ρHCl＋VNaOH·ρNaOH)×4.18/(J·℃－1)] ΔT 反应体系的温度变化，ΔT＝T3－，其中：T1、T2分别为盐酸、NaOH溶液的温度，T3为反应体系的最高温度 n(H2O) 反应中生成H2O的物质的量/mol 计算公式 反应热ΔH＝－ kJ·mol－1 　 　二、盖斯定律 内容 一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相等的 [微思考] 如图，三个不同途径的焓变之间有什么关系？ 本质 在恒压条件下，化学反应的热效应等于焓变(ΔH)，而ΔH仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关 应用 有些反应的反应速率很小，有些伴有副反应发生，还有些不易直接进行，测定这些反应的热效应就很困难，运用盖斯定律，则可以计算出它们的反应热 三、能源及标准燃烧热和热值 能源 概念 可以提供能量的自然资源 [微思考] 一氧化碳燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2 (g)ΔH＝－566 kJ·mol－1 那么，一氧化碳的标准燃烧热是否是566 kJ。 形式 能源包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐等。目前我国使用的主要能源仍然是化石燃料 能源的利用 新能源的特点 资源丰富、可再生、无污染或少污染等 能源利用的前景 降低能耗，努力开发和研究太阳能、氢能、风能、地热能、潮汐能和生物质能等多种形式的新能源及其应用 标准燃烧热和热值 意义 用标准燃烧热或热值来衡量燃料燃烧时释放的热的多少 标准燃烧热 在101 kPa下，1_mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热 热值 1_g物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值 　　　　　　　　　　　　　　　 [新知探究(一)] 中和反应反应热的测量 [典例导引] [典例]　 某实验小组用0.50 mol·L－1NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸进行反应热的测定。实验装置如图所示： (1)大烧杯上如不盖硬纸板，计算所得的中和反应的反应热的数值会偏大还是偏小？ (2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸进行实验，实验数据如下表。 实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温度差 (t2－t1)/℃ H2SO4 NaOH 平均值 1 26.6 26.6 26.6 29.1 2 27.0 27.4 27.2 31.2 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 ①温度差平均值是多少？ ②近似认为0.50 mol·L－1NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸的密度都是1 g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J·(g·℃)－1。则ΔH是多少？ (3)若将上述硫酸换成等量的浓硫酸，所测得的反应热相等吗？ (4)实验过程中，如何用玻璃搅拌棒搅拌溶液？不能用铜质搅拌棒代替的理由是什么？ [解析]　(1)不盖硬纸板热量会有损耗，偏小。 (2)①第1次实验温度差误差较大，应舍弃，经计算知温度差平均值为4.0 ℃。 ②生成水的物质的量为0.05 L×0.50 mol·L－1＝0.025 mol，溶液的质量为80 cm3×1 g·cm－3＝80