内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第2课时 中和反应反应热的测定
人教版·选择性必修一
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
2.1 化学反应的热效应
认识化学能与热能的相互转化,知道中和反应放热;能通过实验测定中和反应的反应热,掌握定量实验的基本方法,能分析实验误差,体会定量研究在化学中的应用。
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
1. 宏观辨识与微观探析:理解中和热的定义,认识强酸强碱中和反应放热的本质。
2. 科学探究与创新意识:掌握中和热测定的实验原理、装置与操作步骤,规范完成定量实验。
3. 证据推理与模型认知:能根据实验数据计算中和反应反应热,会分析实验误差成因。
4. 科学态度与社会责任:树立严谨求实的定量实验思维,养成规范操作、精准记录的实验习惯。
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
自热米饭的饭盒底部有两层,一层存放水,一层存放镁和铁的混合物(发热包)。使用时打开隔离层,即发生以下反应:Mg+2H2O═Mg(OH)2+H2↑ 。发热包中成份的含量是否需要控制,为什么?
发热包中有效成份含量过少,放热不足,含量过多占用空间有安全隐患。
在实际应用中,该如何控制发热包成份的含量?人们在研究化学反应的能量时,该如何定量地描述化学反应过程中释放或吸收的热量呢?
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
如盐酸与NaOH溶液反应的过程中会放出热量,导致体系与环境之间的温度产生差异。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。
热容和比热容
在不发生化学反应和物质聚集状态变化的条件下,物质吸收热量,温度升高时,温度每升高1K所吸收的热量称为该物质的热容,用符号C表示。热容的单位是J·K-1。
纯物质的热容与其质量成正比。单位质量的物质的热容称为该物质的比热容,简称比热。常温下,液态水的比热为4.18J/(g·℃)。
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
【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。
【实验原理】
根据强酸与强碱溶液反应前后溶液温度的变化,计算出生成1 mol H2O放出的热量。
【实验药品】
50 mL、0.50 mol/L的盐酸和50 mL、0.55 mol/L氢氧化钠溶液
能使反应完全, 以减小误差
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
【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 = c · m · Δt
中和反应反应热(kJ)
体系的比热容(J/(g∙℃))
体系的质量(g)
反应前后体系温度的差值(℃)
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
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
【测量仪器】
现代量热计
环形玻璃
搅拌棒
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
(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,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)。用水把温度计冲洗干净,擦干备用。
②用另一个量筒量取50mL 0.55 mol/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)。用水把温度计冲洗干净,擦干备用。
(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的内筒,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)。用水把温度计冲洗干净,擦干备用。
(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。
【实验测量】
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
舍去
实验次数 反应物温度 反应前体系温度 反应后体系温度 温度差
盐酸 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t2-t1)/℃
1 20.1 19.9 20.0 22.9 2.9
2 20.1 19.9 20.0 22.3 2.3
3 20.1 19.9 20.0 23.0 3.0
4 20.1 19.9 20.0 23.1 3.1
(1)计算温度差(t2−t1)
=3.0℃
【实验数据处理】
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
= 4.18×(50+50)×(t2-t1)
=418(t2-t1)J=0.418(t2-t1)kJ
= 0.418×3.0kJ
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
(2) 利用公式计算反应放出的热量:
= 50.16 kJ
(3) 生成1mol H2O时放出的热量
0.418×3
0.025
=
kJ
【实验数据处理】
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
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 H2O时,放出57.3kJ的热量。
①稀溶液中,1 mol HCl 和1 mol Ba(OH)2反应
②稀溶液中,2 mol HCl 和1 mol Ba(OH)2反应
③稀溶液中,1 mol H2SO4 和1 mol Ba(OH)2反应
④稀溶液中,1 mol CH3COOH 和1 mol KOH反应
⑤稀溶液中,1 mol HCl 和1 mol NH3·H2O反应
⑥浓硫酸和NaOH溶液混合,反应生成1 mol H2O(l)
判断:下列物质在稀溶液中发生反应的中和热是否为-57.3 kJ/mol ?
是
是,中和热的数值和强酸强碱用量无关
否,测得的中和热数值偏大
否,测得的中和热数值偏小
否,测得的中和热数值偏小
否,测得的中和热数值偏大
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
上述实验测量得到的中和热却为50.16kJ/mol,结合实验装置与操作尝试分析,产生误差的原因可能有哪些?
①量取溶液时,操作或读数不当,量取体积小于50 mL;
②量热计保温效果不好;
③溶液混合时速度不够快,或没有及时盖上杯盖;
④读取反应后温度时,过早或过晚,不是读取的最高温度。
【误差分析】
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
导致中和反应反应热测定存在误差的原因
①量取溶液的体积不准确。
②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)。
③实验过程中有液体溅出。
④混合酸、碱溶液时,动作缓慢。
⑤隔热层隔热效果不好,实验过程中有热量损失。
⑥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。
⑦溶液浓度不准确。
第二次实验可能出现哪些不当操作导致测量的温度差数据不能使用。
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
为了提高测定反应热准确度应该采取哪些措施呢?
隔热保温:隔热层
试剂选择与用量控制:选用稀的强酸、稀强碱溶液;碱稍过量,保证酸被完全中和;避免使用浓酸、浓碱,防止稀释过程伴随吸放热干扰实验结果。
正确搅拌:使用环形玻璃搅拌棒上下搅动溶液,使酸碱充分混合反应;禁止使用金属搅拌棒,金属导热会造成热量散失。
温度规范测量:酸、碱测量不混用温度计
加快混合操作:酸碱溶液迅速倒入,立刻盖上盖板,缩短反应体系散热时间。
减小偶然误差:重复进行 2~3 次实验
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
实验探究:测量氢氧化钠与盐酸反应的反应热
实验:中和反应反应热的测定
注意:
1.必须是酸和碱的稀溶液,因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热.
2.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;
3.以生成1mol液态水为基准。
4. 反应不可以生成沉淀(如Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O)
大量实验测得, 在25 ℃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(l)时放出的热量为57.3kJ。
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
1.在测定中和反应的反应热的实验中,下列叙述错误的是
A.向量热计中加入盐酸,搅拌后的温度为初始温度
B.实验中可使酸或碱略过量
C.向量热计中加碱液时,碱液的温度应与酸的温度相同
D.可以用氢氧化钾代替氢氧化钠,浓硫酸代替盐酸
D
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
2.下列有关中和反应反应热测定实验的说法正确的是( )
A.酸、碱溶液混合后,应立即测量最高温度
B.向内筒中加入稀碱时,应当一次性迅速加入
C.测量盐酸后的温度计迅速再测量NaOH溶液的温度
D.任何酸、碱之间发生中和反应生成1 mol H2O(l)时,放出的热量都是57.3 kJ
B
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
3.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
课标要求
学习目标
情境创设
教学实施
知识建构
评价反馈
4. 50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在如图所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反应反应热。
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是___________。
(2)如果不盖杯盖,所求得的中和反应反应热的绝对值将会______
(3)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH
溶液进行反应,调整反应物用量后所放出的热量与原实验_________(填“相等”或“不相等”,下同);所求中和反应反应热与原实验_____,简述理由:_________。
【答案】 (1)玻璃搅拌器 (2)偏小
(3) 不相等 相等 中和反应反应热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应
生成1 mol水时的反应热,与酸碱的用量无关
感谢大家观看
Thank you
Lavf58.28.100
$