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 化学 必修第一册 人民教育出版社 化学 必修第二册 人民教育出版社 反应热的测定及注意事项 1、了解反应热的概念； 2、能解释中和反应反应热的测定原理； 3、能根据实验中测定并记录的数据计算反应热 重难点 能量变化 物质 变化 热能 电能 光能 …… 吸收 释放 基础 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的应用。那么，如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量呢？ 知识回顾： 化学反应的特征有哪些？ 本节课我们一起来关注化学反应中的能量变化，能量变化是以物质变化为基础的，其形式可以表现为热能、电能、光能等等，其中热量的释放或者吸收是化学反应中能量变化的常见形式。在必修阶段我们主要定性的描述化学反应中释放或者吸收的热量，我们学习的放热反应？吸热反应？那么，如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量呢？ 阅读课本P4-6，回答下列问题： 1.什么是体系和环境？反应热的概念？ 2.在测量中和反应的反应热时，应该测量哪些数据？ 3.如何根据测得的数据计算反应热？ 4.为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施？ 1.反应热 （1）体系(系统) 试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系 被研究的对象 （反应物、生成物、反应） （2）环境 盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境 体系以外，与体系相互影响的其他部分 (3)热量 (4)化学反应的热效应 (反应热) 反应前后体系的温度相等 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 【研究盐酸与NaOH溶液的反应】 因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。 反应热的数值可以通过实验测得，也可以通过理论计算求得。 (5)化学反应热的测定 通过量热计直接测定。。 简易量热计 测量反应前后体系的温度 反应容器 减少热量散失， 降低实验误差。 上下搅拌； 使反应物迅速混合，使反应充分进行，保持体系的温度均匀。 减少热量散失，降低实验误差。 2.中和反应反应热的测定 【测定原理】在反应前后，如果环境的温度没有变化，则反应放出的热量就会使体系的温度升高，这时可以根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。 【计算公式】通过测定一定量的盐酸和NaOH溶液在反应前后的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热。 反应热计算公式：Q＝ mcΔt 【说明】 Q：中和反应放出的_____； m：反应混合液的_____； c： 反应混合液的_______； Δt：反应前后溶液_____的差值。 热量 J或KJ 质量 g 比热容 j/(g℃) 温度 【测定装置】 【实验原理】NaOH + HCl=NaCl + H2O 试剂：50 mL 0.5 mol/L稀盐酸；50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液 在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据？ 反应前体系温度、反应后体系温度 【实验步骤】 【讨论】 (1) 如何使用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液？环形玻璃搅拌棒能否用金属(不与酸、碱反应)质环形搅拌棒代替？为什么？ (2)实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？ (3)温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？ 上下搅拌。不能。原因是金属质环形搅拌棒易导热，造成实验过程中热量损失。 碱过量的目的是保证酸碱完全中和。 不宜用盐酸过量：因为在空气中盐酸相对碱稳定，碱极易与空气中CO2反应，故如果盐酸过量，此时所用的碱一部分与CO2反应，很难保证碱完全与HCl反应 因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差 。 9 【讨论】 (4)酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？ (5)为啥要重复实验2-3次？ 若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。 测量的温度差更准确 10 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 25.0 25.2 ______ 28.5 _____ 2 24.9 25.1 ______ 28.3 _____ 3 25.6 25.4 ______ 29.0 _____ 25.1 25.0 25.5 3.4 3.3 3.5 【数据处理】 将差异明显的数据舍去。 ＝56.8 kJ ≈ 1.42 kJ HCl(aq) + NaOH (aq) === H2O(l) + NaCl (aq) Q 0.025 mol 0.025 mol 0.025 mol 1 mol 1 mol 1 mol 1.42 kJ ？kJ ＝ Q＝mcΔt (50+50)×4.18×3.4 = 1421.2 J 假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3 【思考和讨论】 1.在上述过程中，测得的数据小于57.3，分析产生误差的可能原因是什么？ （1）装置： （2）操作： （3）读数： 量热计隔热、保温效果不好 ①温度计测量完酸没有洗涤并擦干 ②酸和碱的混合速度过慢/分多次加入/洒落 ③玻璃搅拌器搅拌不均匀等 温度计；量筒量取溶液时俯视读数 大量实验测得，在25 0C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。 2.在实验过程中为提高实验的准确度的措施有哪些？ 【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 14 【思考和讨论】 2.在上述反过程中： (1)若用醋酸代替盐酸或用氨水代替NaOH对结果会产生什么影响？ (2)若用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响？ (3)若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反应反应热会产生什么影响？ 浓硫酸溶解于水时放热，使测得的生成1 mol水时放出的热量偏大 弱电解质电离时吸热，使测得的生成1 mol水时放出的热量偏小 生成沉淀放热，使测得的生成1 mol水时放出的热量偏大 1、中和反应实质：H+ + OH- = H2O 2.、定义：在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol液态水（和可溶性盐）时所释放的热量叫做中和反应反应热。 3、注意： ①强酸和强碱的稀溶液发生中和反应，生成1mol液态水和可溶性盐时，才能保证中和反应反应热为57.3 kJ·mol－1。 ②弱酸或弱碱在中和反应中会发生电离吸收热量，故反应热数值小于57.3 kJ·mol－1； ③浓酸溶液和浓碱溶液在稀释时会放热、生成沉淀常放热，故反应热数值大于57.3KJ/mol 3、中和反应反应热 中和热测定值可能会有变化，如果是强酸与强碱的稀溶液反应时的中和热就为57.3 kJ·mol－1 16 1.体系与环境 2.反应热：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 3.中和反应反应热的测定： （1）测定原理与装置 （2）实验步骤及注意事项 （3）数据处理与定量计算 （4）误差分析与实验改进 课堂小结 eq \f(1.42 kJ,0.025) $$