1.1.1 反应热及其测定 课件 2023-2024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1课时　反应热及其测定 学习目标 1’ 1. 了解反应热的概念，认识常见的放热反应、吸热反应。 2. 通过中和反应反应热的测定，学习测定反应热的实验方法。 2. 掌握中和反应反应热的误差分析。 化学反应的过程，既是物质的转化过程，也是化学能与热、电等其他形式能量的转化过程。 化学反应既遵守质量守恒定律，也遵守能量守恒定律。 化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的，能量变化的多少与参加反应的物质种类和多少密切相关。 3 问题一：以上反应中伴随着怎样的能量变化？ 问题二：如何实现石灰石的分解？能量如何变化？ 思考一下 热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。 如何测定？ 4 快速阅读课本P4-6，思考并回答下列问题： 1. 在______条件下，化学反应体系__________________________的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。 2. 大量实验测得，在25℃和101 kPa下，________________________ _________发生中和反应，生成____mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。 3. 中和反应反应热的测定实验中，需要哪些实验用品？实验操作？ 强酸的稀溶液和强碱的 1 等温 向环境释放或从环境吸收 简易量热计、温度计、量筒(50mL)2个、玻璃搅拌器、 0.50 mol/L 盐酸 、0.55 mol/L NaOH溶液 问题导学 6’ 稀溶液 1. 体系与环境——以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例 与体系相互影响的其他部分，如盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。 反应物：NaOH溶液、盐酸 点拨精讲 20’ NaOH+HCI=NaCl+H2O 生成物：NaCl、H2O 6 某试管中盛有Al粉和稀盐酸，下列有关说法不正确的是 A. 试管、Al粉、稀盐酸及发生的反应可看作一个体系 B. 除反应物、生成物及相关反应外，其他均看作环境 C. Al与稀盐酸反应导致体系温度升高，且向环境中释放热量 D. Al与稀盐酸反应的反应热可以通过量热计测量 随堂 A 答案 7 ①热量：因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。 ②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。 注：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同。 2. 体系与环境的热量交换——反应热 8 ③直接测定反应热的方法 测量仪器 量热计 测定原理 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 9 【实验目的】用简易量热计测量盐酸与NaOH溶液反应前后的温度。 3. 中和反应反应热的测定 【实验原理】 H+(aq) + OH-(aq) == H2O(l) Q = c · m · Δt c 为溶液的比热容(c = 4.18 J/(g·℃)； m 为溶液质量 △t 为反应体系溶液的温度差； n(H2O)为生成水的物质的量 Q 为反应放出的热量； △H 为反应热 △H = Q n(H2O) 10 使反应物迅速混合， 使反应充分进行， 保持体系的温度均匀。 测量反应前后体系的温度 反应容器 起保温作用 防止热量散失 【实验装置】 11 (1)反应物温度的测量 ①用量筒量取50mL0.50mol/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。 ②用另一个量简量取50mL0.55mol/L NaOH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)。 【实验测量】 (3)重复上述步骤(l)至步骤(2)两次。 不能，会存在仪器误差 能否更换温度计？ 不能，残留的酸与碱反应，造成酸碱消耗，热量损失 能否测完酸后直接测量碱的温度？ 12 思考1：为什么碱的浓度稍大于酸？ 为了保证盐酸完全被中和 盐酸过量则以氢氧化钠为标准计算生成的水，由于碱液会吸收空气中的CO2，消耗了一部分氢氧化钠，无法确认氢氧化钠是否完全被盐酸中和 思考2：能不能是盐酸过量？ 思考3：上述实验能否用NaOH固体代替NaOH溶液？对结果会产生什么影响？ 不能。氢氧化钠固体溶液溶于水要放热，使测得的中和热数值偏大 思考4：若用0.55 mol/ LKOH溶液代替0.55 mol/L NaOH 溶液，对结果会产生影响吗？为什么？ 无影响。因为强酸、强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量是相同的，与用KOH溶液还是NaOH 溶液以及酸碱的用量无关 (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。 (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： ①50mL0.50mol/L盐酸的质量m1=50g，50mL0.55mol/L NaOH溶液的质量m2=50g。 ②反应后生成的溶液的比热容c=4.18J/(g·℃)，50mL0.50mol/L 盐酸与50ml0.55mol/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 1mol H2O(l)时放出的热量为 【数据处理】 14 ①量取溶液的体积不准确。 ②溶液浓度不准确。 ③温度计读数有误（如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度）。 ④实验过程中有液体溅出。 ⑤混合酸、碱溶液时，动作缓慢。 ⑥隔热层隔热效果不好，实验过程中有热量损失。 ⑦测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。 ⑧没有进行重复实验。 【误差分析】 思考：若所测得的数据不是57.3kJ/mol，分析产生误差可能的原因 15 ①实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时，使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间后再记下读数。 ②反应物应一次性迅速加入，且避免有液体溅出。 ③实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。 ④重复实验3次，取3次实验数据的平均值。 【改进措施】 思考：在上述过程中，提高测定反应热准确度的措施有哪些？ 16 在25℃和101 kPa下，强酸的稀溶液和强碱的稀溶液 发生中和反应，生成 1 mol H2O 时，放出的热量。 中和热注意事项： 研究条件：________________ 反应物：__________________ 生成物及其物质的量：_______________ 放出的热量：____________ 稀溶液 强酸与强碱 1 mol 液态水 57.3 kJ 4. 中和热 H+(aq) + OH-(aq) == H2O(l) 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 1mol H2O(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 lmol H2O(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 随堂 D 答案 18 课堂小结 2’ 1. 体系与环境 2. 反应热 3. 中和反应反应热的测定 当堂检测 16’ 1. 判断正误 (1)浓硫酸与NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)，放出的热量为57.3 kJ (　　) (2)中和反应反应热的测定实验中的玻璃搅拌器换成铜质搅拌器效果更好(　　) (3)中和反应反应热的测定实验中，应将50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液分多次倒入小烧杯(　　) (4)中和反应反应热的测定实验中，测定盐酸后的温度计没有冲洗干净，立即测NaOH溶液的温度(　　) × × × × 2. 为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是 ①酸溶液的浓度和体积②碱溶液的浓度和体积③比热容④反应后溶液的质量(单位：kg)⑤生成水的物质的量⑥反应前后温度变化⑦操作所需的时间 A. ①②③⑥ B. ①③④⑤ C. ③④⑤⑥ D. 全部 C 3. 用 50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和 50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液测定H＋(aq)＋OH－(aq) == H2O(l)的反应热(ΔH)的实验时，下列说法不正确的是 A. 酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应缓缓倒入量热计内筒中，不断用玻璃搅拌器搅拌 B. 装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热，减少热量损失 C. 用量筒量取NaOH溶液时，仰视取液，测得的反应热ΔH不变 D. 改用25 mL 0.50 mol·L－1盐酸跟25 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行测定，ΔH数值不变 A 4. 将V1 mL 1.00 mol·L－1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2 == 50 mL)。下列叙述正确的是 A. 做该实验时环境温度为 22 ℃ B. 该实验表明化学能可以 转化为热能 C. NaOH溶液的浓度约为 1.00 mol·L－1 D. 该实验表明有水生成的 反应都是放热反应 B $$