1.1.1反应热及其测定 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热 第一课时 反应热及其测定 1 目 录 CONTENTS 反应热 01 中和反应反应热的测定 02 2 课前导入 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应用。 3 课前导入 目前市面上的“自嗨锅”，其原理是在盒底部有两层，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。 如何定量描述反应释放或吸收的能量呢？ 4 反应热 01 5 反应热的概念 一、反应热概念： 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：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。 以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例 被研究的物质系统称为体系(又称为系统)；(如图中的盐酸、NaOH溶液、以及发生的中和反应：HCl+NaOH====NaCl+H2O) 与体系相互影响的其他部分称为环境（如试管、空气等） 6 通过热成像仪直观感受感受中和反应的反应热 7 提出问题： 1、需要测量哪些数据？ 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？ 8 中和反应反应热的测定 02 9 1881 年，法国化学家贝特罗（Pieltte Engene Marceiin Berthelot），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。 1827年-1907年 法国化学家贝特罗 10 1.实验原理： 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? Q = cm△t 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 【探究】中和反应反应热的测定（P5) 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: ①50 mL0.50 mol/L盐酸的质量m1=50 g, 50 mL0.55 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 .0C)。 反应热及其测定 11 测定酸碱中和反应的反应热 1.使用绝热装置，减少热量向环境传递。 2.使用温度计测量反应前后体系温度的变化 3.使用玻璃搅拌器，保证反应物混合均匀。 材料名称 导热系数（W/mK） 玻璃 0.12 铁 80 银 429 铜 401 泡沫塑料 0.045 纸板 0.06～0.14 木屑 0.05 2.实验装置 12 3.数据收集 测定酸碱中和反应的反应热 1. 反应前酸、碱的温度，取平均值t1 2. 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 反应物温度 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 13 14 测定酸碱中和反应的反应热 4.测量步骤 (1)反应物温度的测量。 ①用量简量取50mL0.50 mol/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内简中，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。 ②用另一个量筒量取50 mL0.55 moI/L NaOH溶液 (2)反应后体系温度的测量。 打开杯盖，将量简中的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。 (3)重复上述步骤（1）至步骤（2）两次。 15 测定酸碱中和反应的反应热 2.实验中是否可以更换温度计？ 不能，会存在仪器误差 3.能否测完酸后直接测量碱的温度？那如何操作？ 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。 4.能否将NaOH分多次倒入热量计中？ 为了保证盐酸完全被中和 不能，操作时动作要快，尽量减少热量的散失 5.为什么NaOH的浓度稍稍比酸大？ 6.玻璃搅拌棒能否用金属搅拌棒代替？ 不能。原因是金属质搅拌器易导热，造成热量损失。 1.能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？ 不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测数值会偏大。 16 测定酸碱中和反应的反应热 5.数据处理 某小组用50 mL 0.5 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行实验。 取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。 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 29.5 29.5 29.5 32.5 3 2 30 29 29.5 32.5 3 3 29.5 29.5 29.5 32.2 3 如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显，怎么办？ 设溶液的密度均为1 g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1， 则反应放出的热量Q≈ kJ，那么生成1 mol H2O放出的热 量为＝ ＝ 。 -50.16kJ•mol-1 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1mol水时，放出57.3kJ的热量。 17 6.误差分析 测定酸碱中和反应的反应热 ①反应物： a.准确配制浓度，且NaOH溶液浓度稍大于盐酸； b.一次性迅速混合，不洒出，且匀速搅拌； ②减少热量损失： a.量热计保温隔热； b.不能用铜制搅拌器代替玻璃搅拌器； c.酸碱混合要迅速，并盖上盖子； ③仪器：a.温度计测定一种溶液后洗净擦干再测别的溶液； b.不能用同一个量筒量取酸碱； ④重复三次，减小误差。 为了准确测出升高的温度，实验过程中已采取了哪些措施？ 思考：如何进一步改进本实验？ 18 提高测定反应热准确度的措施有哪些？ 玻璃棒 电动搅拌器 磁力搅拌器 实验室常见的搅拌方式 √ 19 温度计 电子温度计 温度传感器 实验室常见的温度测量方式 √ √ 提高测定反应热准确度的措施有哪些？ 20 随堂测试 1、下列有关中和反应反应热测定实验的说法正确的是( ) A.温度计能代替玻璃搅拌器，用于搅拌反应物 B.强酸与强碱反应生成1molH2O（l）释放的热量都约为57.3kJ C.测定中和反应反应热实验中，读取混合溶液不再变化的温度为终止温度 D.某同学通过实验测得盐酸和NaOH溶液反应生成lmolH2O（1）放出的热量为52.3kJ，造成这一结果的原因不可能是所用酸、碱溶液浓度过大 D 21 随堂测试 2．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 22 随堂测试 3.某同学设计如图所示实验探究反应中的能量变化。下列判断正确的是( ) A.实验(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加 C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响 D.实验(c)中若用NaOH固体测定，则测定数值偏高 D 23 随堂测试 4．用如图所示的装置进行中和反应反应热的测定。下列说法正确的是( ) A．如图条件下实验过程中没有热量损失 B．玻璃搅拌器可用铜质材料代替 C．为了使反应均匀进行，药品可以分几次加入 D．分别测量NaOH与醋酸和硫酸中和反应的反应热，数值不同 D 24 THANKS 25 Lavf58.12.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 0.418(t2－t1)kJ －eq \f(0.418t2－t1,0.025) kJ·mol－1 $$