第一节 第1课时 反应热及其测定（课件）-2024-2025学年高二化学同步教学课件+讲义（人教版2019选择性必修1）

第1课时 反应热及其测定 第一节 化学反应与能量的变化 第一章 化学反应与能量 人教版（2019）高中化学选择性必修1 1 学习目标 1、了解反应热的概念；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。 2、能从宏观和微观两个角度建构模型，并解释反应热产生的原因。 2 旧知回顾 化学反应在发生物质变化的同时伴随着能量变化。 思考： （1）化学反应为什么会伴随能量变化？ （2）化学变化中的能量变化的主要表现形式是什么？ （3）如何用图示表示物质能量与化学反应中能量变化的关系？ （4）列举常见的吸热反应和放热反应。 【思考】如何定量地描述反应过程中释放或吸收的热量呢？ 定量描述指的是：表示、测定和计算反应热。 3 教学过程 一、认识体系和环境（以HCl溶液和NaOH溶液反应为例） 盐酸、 NaOH溶液 和发生的反应 研究对象 体系 环境 试管、空气等 与研究对象相互影响的部分 物质/热量交换 热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。 4 教学过程 二、 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。 物质三态变化所吸收/释放的能量是不是反应热？ 不是！ 等温：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。 5 教学过程 如何测定反应放出的热量？ 保温杯式量热计 原理 测量仪器——量热计 6 教学过程 三、反应热的测定（以中和反应为例） 1、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（kJ） c—混合液的比热容（J/(g∙℃)） m—反应混合液的质量（g） Δt—反应前后溶液温度的差值（℃） 查阅：c水=4.18J/(g∙℃) 测溶液体积，查溶液密度，算溶液质量； 多次测量取平均值 7 教学过程 ①在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据? ②如何根据测得的数据计算反应热? ③为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施? 防止热量损失 2、阅读教材P5“探究”思考下列问题 8 教学过程 3、实验装置 测定反应前后溶液的温度 反应容器 保温作用 保温作用 使反应充分进行，体系的温度均匀 9 教学过程 4、实验步骤 （1）分别量取50 mL 0.5 mol/L稀盐酸和50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液 （2）测量并记录稀盐酸的温度，用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干再测量NaOH溶液的温度，并记录，取二者温度的平均值记为t1。 （3）将NaOH溶液迅速一次倒入稀盐酸中，立即盖上杯盖，插入温度计，用玻璃搅拌器均匀搅拌，记录反应后体系的最高温度t2。 （4）重复上述步骤2-3次。 10 教学过程 11 教学过程 实验数据处理 （1）计算温度差(t2−t1) 取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值（t1记为反应前体系的温度(t2)。 实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系的温度 t1/℃ 反应后体系的温度 t2/℃ 温度差 (t2－t1)/℃ 盐酸 NaOH溶液 1 21.0 21.0 24.6 2 20.9 21.1 24.4 3 21.2 21.0 24.3 21.0 3.6 3.4 21.0 21.1 3.2 （2）取三次测量所得温度差的平均值 作为计算依据。 3.4℃ 12 教学过程 = 4.18×(50+50)×(t2－t1)=418（t2－t1）J=0.418（t2－t1）kJ Q= c ·(m酸+m碱) ·(t2－t1) 注：混合溶液的比热容c=4.18 × 10-3kJ/(g · ℃) ；混合溶液密ρ=1g/cm3 (3) 利用公式计算反应放出的热量： = 51.8 kJ/mol （4）生成1mol H2O时放出的热量 0.418×3.1 0.025 = kJ 13 教学过程 大量实验测得，在250C和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol H2O时，放出57.3kJ的热量。 51.8kJ 57.3kJ VS 我们的数据 大量实验数据 为什么测量值与理论值相比较偏小？ 14 教学过程 实验过程中有哪些因素会造成实验误差？ 误差分析 ①装置本身缺陷： ②实验操作： ③数据处理： 如动作慢，造成热量损失。 保温性能差。 采用近似值计算，酸碱溶液的比热容和密度均大于水。 15 教学过程 【思考】在实验过程中为提高实验的准确度的措施有哪些？ 措施 作用 实验药品用量 采用碱稍过量的方法 保证酸、碱完全中和 实验装置、 仪器选择 内筒和外筒上口对齐，内外筒中间有隔热层 可以减少热量损失 实验过程使用同一支温度计进行温度测量 减少仪器本身的误差，使测量的温度更准确 使用玻璃搅拌器 可以减少热量损失 实验操作 用温度计测量完盐酸的温度后，用水将温度计上的酸冲洗干净，擦干再测量碱溶液的温度 测量的初始温度更准确 将溶液迅速倒入内筒后，立即盖上杯盖 减少热量的损失 重复实验2～3次 测量的温度差更准确 16 教学过程 1、 能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？ 2、 实验中是否可以更换温度计？ 3、能否测完酸后直接测量碱的温度？那如何操作？ 【思考与讨论】 不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测数值会偏大。 不能，会存在仪器误差。 不能，残留的酸与碱反应，造成酸碱消耗，热量损失。测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干再测别的溶液。 17 教学过程 4、 能否将NaOH分多次倒入热量计中？ 5、 为什么NaOH的浓度稍稍比酸大？能不能是盐酸过量？ 6、 玻璃搅拌棒能否用金属搅拌棒代替？ 不能，操作时动作要快，尽量减少热量的散失。 为了保证盐酸完全被中和。 不能。原因是金属质搅拌器易导热，造成热量损失。 盐酸过量则应以氢氧化钠为标准计算生成的水，但溶液吸收空气中的二氧化碳，消耗了一部分氢氧化钠，无法保证氢氧化钠完全与盐酸反应。 18 教学过程 四、中和热 1、定义：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量叫做中和热。 2、怎么理解57.3 kJ·mol－1 （1）强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)中和热为57.3 kJ·mol－1，而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收热量，其中和热小于57.3 kJ·mol－1； （2）以生成1 mol液态水为基准。 （3）反应不可以生成沉淀（如Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O)。 浓H2SO4 NaOH HNO3 Ba(OH)2 H2SO4 HNO3 NH3·H2O Ba(OH)2 CH3COOH NaOH 1 2 3 4 5 19 课堂练习 1、某同学通过实验测出稀盐酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量为52.3kJ，造成这一结果的原因不可能是的是(　　) A、实验装置保温、隔热效果差 B、用量筒量取盐酸时仰视读数 C、分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中 D、用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度 B 20 课堂练习 当50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题： （1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 。 （2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。 （3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填“偏大”“偏小”“无影响”）。 玻璃搅拌器 减少实验过程中的热量损失 偏小 （4）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填“相等”或“不相等”）， 所求中和热 （填“相等”或“不相等”），简述理由 不相等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1mol H2O所 放出的能量，与酸碱的用量无关 21 课堂总结 22 谢谢观看！ 23 www.aliyun.com - Media Transcoding $$