内容正文:
第一节 反应热
课时1 反应热 焓变
第一章
化学反应的热效应
【旧知回顾】
常见放热反应
③ 酸碱
中和反应
①燃烧
④ 大部分
化合反应
②金属与水
/酸反应
⑤ 铝热
反应
常见吸热反应
① Ba(OH)2·8H2O
和NH4Cl
② C/CO/H2 还原
金属氧化物
③ 大多分解反应
如何定量描述反应释放或吸收的能量呢?
KMnO4
【旧知回顾】
模块一 反应热及其测定
一、反应热
1、体系和环境
体系
环境
—— 以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例
研究的对象
与体系相互影响的其他部分
试管、空气等
盐酸、 NaOH溶液、发生的反应
热量交换
2、反应热
定义: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注:等温条件下,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。
一、反应热
释放
吸收
热量
量热计
简易量热计示意图
如何测定反应放出的热量?
测量原理:
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。
Q:中和反应放出的热量
m:体系的质量
C:体系的比热容
Δt:反应前后体系温度的差值
Q = c · m ·Δt
测量仪器:
简易量热计
(以盐酸和NaOH溶液反应为例)
二、中和反应反应热的测定
思考讨论
(1)测量哪些数据?
(2)如何利用数据计算反应热?
(3)如何提高实验的准确度?
盐酸&NaOH的温度
反应后体系的温度(最高温度)
Q = ( m1+m2 ) ×c ×( t2 - t1 )
减少热量散失,降低实验误差。
使反应物迅速混合并充分反应,保持体系的温度均匀。
实验探究——中和反应反应热的测定
二、中和反应反应热的测定
2.实验测量
(1)测量反应物的温度
为了保证HCl被完全中和
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,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。
步骤一
用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液①,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据填入下表)。
步骤二
防止残留的酸与碱反应,导致测量的t2数据不准。
2.实验测量
(2)测量反应后体系的温度
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。密切关注温度
变化,将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。
步骤三
步骤四
重复上述步骤( 1)至步骤(2)两次。
目的是减少误差
二、中和反应反应热的测定
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二、反应热的测定
3.数据处理
取盐酸和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溶液 t1/℃ t2/℃ ( t2-t1)/℃
1
2
3
二、中和反应反应热的测定
为了计算简便,可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同, 并忽略量热计的比热容,则:
① 50 mL 0.50 mol/L 盐酸的质量 m1=50 g, 50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液的质量m2=50 g;
②反应后生成的溶液的比热容c=4.18 J/(g· ℃ ), 50 mL 0.50 mol/L盐酸与 50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为:(m1+m2)· c· (t2-t1)=_________________
③生成1 mol H2O时放出的热量为______________。
根据温度差和比热容等计算反应热。
3.数据处理
Q=c ·(m1+m2) · (t2-t1)=0.418(t2-t1)kJ
大量实验测得,在25℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量。
二、中和反应反应热的测定
n酸=0.025mol
n碱=0.0275mol
(t2-t1)
研究条件:稀溶液
反应物:强酸与强碱
生成物及其物质的量:1 mol H2O
放出的热量:57.3 kJ
注:由于弱酸、弱碱电离吸热,所以强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱酸和弱碱反应生成1 mol H2O