1.1.2 中和反应热及其测定 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦中和反应反应热的测定，通过烧水时间、温度差异等生活化问题导入，引出比热容概念及热量公式，进而过渡到中和热定义、量热计原理，搭建从生活现象到化学实验的学习支架。 其亮点是以科学探究为主线，通过实验装置解析、步骤细化（如温度测量规范、数据处理表格）、易错问题辨析（如搅拌器选择、误差分析）培养科学思维与实践能力。结合对比实验（如醋酸与浓硫酸对结果影响）强化证据推理，帮助学生形成严谨实验态度，教师可直接用于实验教学，提升课堂效率。

简易量热计装置示意图 第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热 1.1.2 中和反应反应热的测定 1.7.2013 各位同学，今天我们进入高中化学选择性必修1的第一章内容，重点来探究中和反应的反应热测定。 大家看屏幕左侧，这是我们今天要使用的核心装置——简易量热计。它由大小烧杯、隔热层、盖板、温度计和环形玻璃搅拌棒组成。这个装置的核心目的是尽可能减少热量的散失，从而准确测量反应过程中的温度变化。 我们知道，中和反应的本质是氢离子和氢氧根离子结合生成水的过程，这个过程通常伴随着热量的释放。我们将通过实验数据，利用公式 Q=cmΔt 来计算出反应放出的热量。 接下来，让我们一起走进实验室，亲手测定这个反应的热效应。 ‹#› 1.烧水时，烧开一壶水和烧开半壶水，所需时间相同吗？ 2.把同一壶水烧到50 ℃和100 ℃ ，所需时间相同吗？ 可见，热量与质量、温度差、物质的属性有关。 3.对于不同的物质，例如一种是水，另一种是汽油，如果它们的质量相同、升高的温度也相同，它们吸收的热量是否相同？ 比热容：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。 符号：C Q＝c·m·Δt 反应放出的热量 体系的质量 体系的比热容 反应前后体系 温度的差值 一、实验原理探究 1. 中和热的含义 酸碱中和反应是放热反应。酸与碱发生中和反应生成1mol H2O(l)时所释放的热量称为中和热。 2.测量仪器： 量热计 量热计是测量化学反应、物理过程热量变化的仪器，依据能量守恒，通过测定体系温度变化，计算反应热、燃烧热、中和热、物质比热容等物理量。 思考讨论1：什么是中和反应的反应热？什么是中和热？这两个反应热一样吗？ 思考讨论2：用什么仪器去测反应热？ 简易量热计 弹式量热计 全自动等温量热计 想一想：你能说出简易量热计各部分的作用吗？ 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 起保温作用 二、实验装置的认识 自己制作的简易量热计 二、实验装置的认识 【提出问题】 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？为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施？ 三、实验步骤分析 1. 反应物温度的测量t1 ①测酸温：用量筒量取50mL 0.50mol/L HCl， 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 ②测碱温：用另一个量筒量取50mL 0.55mol/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）。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用 防止残留的酸与碱反应，造成NaOH温度偏高 使碱稍稍过量，保证盐酸被完全中和。有一部分碱可能与空气中二氧化碳反应 同一温度计 三、实验步骤分析 2. 反应后体系温度测量t2 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，用玻璃搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度。 减少热量散失 盐酸恰好完全反应 上下轻轻移动，不能用金属棒因为金属质搅拌器易导热，造成实验过程中热量损失。 3. 重复上述步骤两次 减小误差 三、实验步骤分析 思考：在上述过程中，提高测定反应热的准确度，应该采取哪些措施? 措施 作用 实验药 品用量 实验装置、仪器选择 实验操作 为了保证酸被完全中和 可以减少热量损失 减少仪器本身的误差，使测量的温度更准确 测量的初始温度更准确 减少热量的损失 测量的温度差更准确 采用碱稍过量的方法 内筒和外筒上口对齐，内外筒中间有隔热层 实验过程使用同一支温度计进行温度测量 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 将溶液迅速倒入内筒后，立即盖上杯盖 重复实验2～3次 三、实验步骤分析 实验次数 反应物的温度/℃ 盐酸 NaOH溶液 反应前体系的温度 反应后体系的温度 温度差 1 2 3 t1/℃ t2/℃ (t2−t1)/℃ （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。(根据表中已有数据，补全剩余数据） 24.9 24.8 25.4 25.3 25.2 25.6 28.5 28.3 29.0 25.1 3.4 25.0 3.3 25.5 3.5 取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据（注意：误差较大的数据要舍去） 平均值：25.2 平均值：3.4 平均值：28.6 4. 数据处理 三、实验步骤分析 4. 数据处理 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＝____ g， 50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液的质量m2 ＝____ g ； (2)根据温度差和比热容等计算反应热。 50 50 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： ③生成1 mol H2O时放出的热量为______________。 100×4.18(t2-t1) ×10-3kJ kJ 0.418(t2－t1) 0.025 0.418(t2-t1) (m1＋m2)·c· (t2－t1)＝_____________________＝___________。 ∆H= 56.85kJ/mol 三、实验步骤分析 5. 易错问题处理 (1)能否用金属搅拌器代替玻璃搅拌器? 不能，金属搅拌器易导热，会造成实验过程中热量的损失，导致实验结果误差大 (2)测量盐酸和NaOH溶液的温度能否选取不同的温度计？每次测量完上一个溶液温度，可以直接测下一个溶液的温度吗？ 不能，不同的温度计量程不同会存在仪器误差，应该只用一个相同的温度计，每次测量完温度后，必须用水洗净并用滤纸擦干后再使用。 (3)能否将NaOH溶液分多次倒入量热计中？ 不能，要一次性倒入量热计中，操作要迅速，尽量减少热量的散失 三、实验步骤分析 5. 易错问题处理 (4)测完盐酸的温度后，直接测量碱的温度，这种操作是否正确？如果错误，该如何正确操作？ 操作错误，温度计上残留的酸会与碱反应，造成酸碱消耗，热量损失。测量酸的温度后必须用水冲洗并擦干后再测量碱液的温度 (5)本次实验测得的数据小于57.3KJ·mol-1，分析产生误差的原因？ 实验表明，在25℃和101kPa下，强酸稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时，放出57.3kJ的热量 ①量取酸碱溶液时，操作不当或读数错误，量取体积小于50ml ②量热计保温效果不好，散失较大热量 ③溶液混合时不够迅速，或没有及时盖上杯盖 ④读取反应后的温度时，过早或过晚，未读取到反应的最高温度 三、实验步骤分析 5. 易错问题处理 (6)用醋酸或浓硫酸（固体NaOH）代替盐酸进行实验，有什么影响？ 醋酸是弱酸，电离时要吸热，所测得的反应热的数值偏小。浓硫酸或固体NaOH溶于水时要放出大量的热，使反应热的数值偏大 (7)如果用稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液测定生成1mol H2O的反应热, 数值是“>””<”或“=”57.3KJ·mol-1 ? 该反应除了生成H2O外还生成BaSO4沉淀，还会放出一部分热量，所测得反应热>57.3KJ·mol-1 否；中和热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热，数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应与本次实验结果基本相同。 (8)若改用100mL0.50 mol·L-1盐酸与100 ml0.55 mol·L-1NaOH溶液混合，所测中和热的数值是否为本实验结果的2倍? 三、实验步骤分析 5. 易错问题处理 (9)在上述过程中，提高测定反应热准确度的措施有哪些？ 溶液选取： 仪器要求： 操作方面： ①适当减小酸、碱的浓度 ②碱液要稍过量 简易量热计隔热性和密封性好 ②倒入NaOH溶液、盖杯盖要快 ③酸、碱混合液要搅拌均匀，上下搅拌 ④测量体积和测量温度要准确，测量反应混合液的温度时要随时读取温度值，并记录最高温度值。实验重复进行三次。 ①测过盐酸的温度计，在测碱液之间要清洗干净并擦干 三、实验步骤分析 6. 归纳小结 ④混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。 ⑤隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。 ⑥测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。 ⑦盐酸或氢氧化钠浓度不准确 ⑧盐酸与氢氧化钠反应不完全 ①量取溶液的体积有误差。 ②温度计的读数有误。 ③实验过程中有液体洒在外面。 课堂检测 1. 强酸和强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H = -57.3kJ/mol，向1L 0.5mol/L的NaOH溶液中分别加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，则都恰好完全反应时的热效应， △H1 、△H2、 △H3 的关系 ? △H1 > △H3 > △H2 浓的强酸和强碱在发生中和反应的同时还要发生溶解，溶解要放出热量；若是浓的弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要发生电离，电离要吸收热量，故放出的热量均不完全是中和热。 2. 下列诗句中涉及吸热反应的是（ ） A. 日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川 B. 回中烽火入，塞上追兵起 C. 千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲 D. 煮豆燃豆萁，豆在釜中泣 C 3. 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： 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 因为中和热是指强酸跟强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 4. 将V1 mL 1.0 mol·L-1HCl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溶液的浓度约是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 5.（2023・临沂高二检测）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. 由实验可知，①②③④所涉及的反应都是放热反应 B. 将实验②中的铝片更换为等质量的铝粉后能释放出更多的热量 C. 若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定中和反应反应热的数值偏低 D. 实验④中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器会导致计算的中和反应反应热∆H偏高 D 6. 用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应 A，可实现氯的循环利用。 反应A：4HCl(g) + O2(g) 2Cl2(g) + 2H2O(g)，已知：Ⅰ. 反应A中，4mol HCl被氧化，放出115.6 kJ热量。 Ⅱ. 判断下列说法正确的是（ ） A. 反应A的∆H>-115.6kJ/ mol B. H2O中H-O键比HC中H-Cl键弱 C. 由 Ⅱ 中的数据判断氯元素的非金属性比氧元素强 D. 断开1mol H-O键与断开1mol H-Cl键所需能量相差31.9kJ D 8. 我国提出“碳达峰、碳中和”战略目标，工业上开展CO2捕集回收与资源化利用，将温室气体二氧化碳转化为甲醇等化共原料，实现资源回收与利用。发生的化学反应： CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) 催化剂 化学键 键 能 KJ·mol-1 C=O H-H C-H C-O O-H 745 436 413 351 463 (1）该反应焓变ΔH= KJ·mol-1 ，该反应属于 反应 （填“吸热”或“放热”） （2）判断下列说法正确的是（ ） A .反应物的总能量一定低于生成物的总能量 B.断裂CO2分子内化学键放出能量 C. CH3OH(g)能量高于CH3OH(l) D. 键能越大，物质自身具有的总能量越高 -181 放热 C $