2018年高中化学_第1章 化学反应与能量转化 1.1 化学反应的热效应 第一课时课件1 鲁科版选修4

第一节第一课时反应热和中和反应热的测定 学习目标1 通过反应热定义的学习 了解反应热的定量描述与反应条件有关 2 测定酸 碱中和反应的反应热 3 加深理解中和反应是放热反应 重点难点中和反应反应热的测定原理和方法 常见的放热反应有哪些 所有可燃物的燃烧反应 例如H2在Cl2中燃烧 酸碱中和反应 金属与酸的反应 铝热反应 大部分化合反应 例如CaO H2O Ca OH 2 常见的放热反应 常见的吸热反应有哪些 铵盐与碱的反应 C H2 CO等还原金属氧化物的反应 大部分分解反应 常见的吸热反应 反应过程如图表示 则此反应是放热反应还是吸热反应 反应物与反应产物总能量的差值表示什么 放热反应 用实验方法和理论方法研究反应热的化学分支 热化学 反应热 为了定量描述化学反应释放或吸收的热能 化学上规定 当化学反应在一定的温度下进行时 反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应 简称反应热 用Q表示 一 反应热 反应热的意义 描述化学反应所释放或吸收的热量的物理量 符号 Q Q为正值 反应吸热 Q为负值 反应放热获得Q值的方法 1 通过实验测得 2 运用理论计算求得 Q C T2 T1 C 表示体系的热容 J K 1 T 表示热力学温度 K Q cm T2 T1 c 表示比热容 kJ K 1 kg 1 Q 0吸热反应Q 0放热反应 化学反应的热效应Q是可以测量和计算的 中和热 1 中和反应的实质 H OH H2O 2 中和热的定义 在稀溶液中 酸与碱发生中和反应生成1molH2O l 时所释放的热量称为中和热 书写中和热的热化学方程式的时 应该以生成1molH2O为标准来配平其余物质的化学计量数 3 中和热的表示 KOH H2SO4 K2SO4 H2O aq aq aq l H 57 3KJ mol 或H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 即 强酸和强碱的稀溶液反应的中和热是57 3kJ mol 1 2 思考交流 我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应 那些数据可以帮助我们测出它们的反应热 请大家讨论回答 m 反应混合物的质量C 反应混合物的比热容T1 T2 T1 T2分别表示反应前和反应后体系的温度 酸 碱反应时 我们用的是它的稀溶液 他们的质量用量筒量出它们的体积 再乘以它们的密度即可 板书 Q V酸 酸 V碱 碱 c T2 T1 本实验中 我们所用的一元酸 一元碱的体积均为50ml 它们的浓度分别为0 50mol L 1和0 55mol L 1 由于是稀溶液 且为了计算方便 我们近似地认为 所用的酸碱的密度均为1g cm 1 且中和后所得溶液的比热容为4 18J g 1 盐酸和NaOH溶液的密度都是1g cm3 盐酸的质量m1 50g NaOH溶液的质量m2 50g 中和后生成的溶液的比热容c 4 18J g 50mL0 50mol L盐酸和50mL0 55mol LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为 m1 m2 c t2 t1 100g 4 18J g t2 t1 0 418 t2 t1 KJ 生成的水的物质的量 n 0 050L 0 50mol L 0 025mol 生成1molH2O时的中和热为 Q KJ mol 0 025mol 0 418 t2 t1 实验探究 实践活动 中和热的测定 实验目的 测定强酸与强碱反应的中和热 体验化学反应的热效应 大烧杯 500mL 小烧杯 100mL 温度计 量筒 50mL 两个 泡沫塑料或纸条 泡沫塑料板或硬纸板 中心有两个小孔 环形玻璃搅拌棒 0 50mol L盐酸 0 55mol LNaOH溶液 为了保证0 50mol L盐酸完全被NaOH中和 采用0 55mol LNaOH溶液 使碱稍稍过量 实验用品 实验探究 实验步骤 1 在大烧杯底部垫泡沫塑料 或纸条 使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平 然后再在大 小烧杯之间填满碎泡沫塑料 或纸条 大烧杯上用泡沫塑料板 或硬纸板 作盖板 在板中间开两个小孔 正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过 以达到保温 隔热 减少实验过程中热量损失的目的 如图所示 该实验也可在保温杯中进行 实验步骤 2 用一个量筒量取50mL0 50mol L盐酸 倒入小烧杯中 并用温度计测量盐酸的温度 记入下表 然后把温度计上的酸用水冲洗干净 3 用另一个量筒量取50mL0 55mol LNaOH溶液 并用温度计测量NaOH溶液的温度 记入下表 4 把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中 并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯 注意不要洒到外面 盖好盖板 用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液 并准确读取混合溶液的最高温度 记为终止温度 记入表格中 5 重复实验三次 取测量所得数据的平均值作为计算依据 实验数据处理 取三次测量所得数据的平均值作为计算依据 3 2 23 2 20 0 19 9 20 1 3 3 2 23 2 20 0 19 9 20 1 1 2 0 22 0 20 0 19 9 20 1 2 温度差 t2 t1 终止温度t2 实验次数起始温度t1 温度实验次数 19 9 NaOH 20 0 平均值 23 1 3 1 20 1 HCl 4 设问 若该实验中测得温度的情况如下 请计算中和热Q为多少 实验数据处理 取各次测量所得数据的平均值作为计算依据 3 2 23 2 20 0 思考交流 1 大 小烧杯放置时 为何要使两杯口相平 填碎纸条的作用是什么 对此装置 你有何更好的建议 2 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 3 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 4 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 若用HCl过量行吗 1 两杯口相平 可使盖板把杯口尽量盖严 从而减少热量损失 填碎纸条的作用是为了达到保温 隔热 减少实验过程中热量损失的目的 若换用隔热 密封性能更好的装置 如保温杯 会使实验结果更准确 2 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 3 因为本实验的关键是测反应的反应热 若动作迟缓 将会使热量损失而使误差增大 4 为了保证0 50mol L的盐酸完全被NaOH中和 采用0 55mol LNaOH溶液 使碱稍稍过量 若使盐酸过量 亦可 四 误差分析 请同学们根据实验数据计算各自所测得的中和反应反应热 并与其他同学交流实验结果 你所测得的数据是否为57 3kJ mol 1 若不是 分析产生误差的原因 误差产生的原因可能有 1 量取溶液的体积有误差 测量结果是按50mL的酸 碱进行计算 若实际量取时 多于50mL或小于50mL都会造成误差 2 温度计的读数有误 3 实验过程中有液体洒在外面 4 混合酸 碱溶液时 动作缓慢 5 隔热操作不到位 致使实验过程中热量损失 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 思考交流 1 本实验中若把50mL0 50mol L的盐酸改为50mL0 50mol L醋酸 所测结果是否会有所变化 为什么 会有所变化 因为醋酸为弱电解质 其电离时要吸热 故将使测得结果偏小 思考交流 2 若改用100mL0 50mol L的盐酸和100mL0 55mol L的NaOH溶液 所测反应热的数值是否约为本实验结果的二倍 假定各步操作没有失误 否 因所测反应热是指强酸与强碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量 其数值与反应物的用量的多少无关 故所测结果应基本和本次实验结果相同 若所有操作都准确无误 且无热量损失 则二者结果相同 思考交流 50mL0 50mol L盐酸与50mL0 55mol LNaOH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反应的反应热 回答下列问题 1 从实验装置上看 图中尚缺少的一种玻璃用品是 2 烧杯间填满碎纸条的作用是 3 大烧杯上如不盖硬纸板 求得的反应热数值 填 偏大 偏小 无影响 4 实验中改用60mL0 50mol L盐酸跟50mL0 55mol LNaOH溶液进行反应 与上述实验相比 所放出的热量 填 相等 不相等 所求中和热 填 相等 不相等 简述理由 5 用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验 测得的中和热的数值会 均填 偏大 偏小 无影响 随堂演练 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失 偏小 不等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的能量 与酸碱的用量无关 偏小 中和热的测定实验