1.1 化学反应的反应热

第一章化学反应与能量转化,第1节化学反应的热效应,联想质疑,化学反应中常伴随有能量变化，结合前面知识思考:,1、化学反应中为什么有能量变化?,3、例举生产生活中常见的化学反应能量变化的应用.,化学反应中释放与吸收能量与我们生活息息相关，这就需要一个化学量来定量描述研究反应热,2、哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？,4、如何定量描述一个化学反应释放或吸收的热量？,5、用什么方法可以准确地测量这些热量？,6、通过理论方法如何计算这些热量？,所有的化学反应都有能量的变化，其中大部分都是热量的变化化学反应包括两个过程,断裂旧键和形成新键，前者吸收能量，后者放出能量，这两个过程的能量不同，所以有能量变化，整个反应放热还是吸热取决于两个过程能量的相对大小。,常见的放热反应和吸热反应,常见的放热反应,活泼金属与水或酸的反应。如2Al+6HCl2AlCl3+3H2酸碱中和反应。如2KOH+H2SO4K2SO4+2H2O所有燃烧反应。如C、CO、C2H5OH等的燃烧大多数化合反应。如Na2O+H2O2NaOH，SO3+H2O=H2SO4,常见的吸热反应,大多数分解反应，如CaCO3CaO+CO22NH4Cl（s）+Ba(OH)28H2O（s）BaCl2+2NH3+10H2OC(s)+H2O(g)CO+H2CO2+C2CO,一、化学反应的反应热,1、什么是反应热?,2、反应热的符号是什么？怎样表示反应吸、放热？,4、如何获得一个反应的反应热呢？,3、反应热的单位是什么,为了更准确的描述反应，我们引入了反应热的定义。,一、反应热的涵义1、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为该反应在此温度下的热效应。2、符号：用Q表示Q0，表示吸热；3、单位：J/mol或kJ/mol,如何获得一个反应的反应热呢？,如何求算一个体系放出或吸收的热量呢？Q=-C(T2-T1)-C0m(T2-T1)C热容，当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；C0比热容，单位质量物质的热容；T热力学温度，也叫开尔文温度，单位为k，T(k)=t(0c)+273.15,中和热,在稀溶液中,强酸和强碱反应生成1摩尔水放出的热量.,简易量热计示意图,1、仪器：,2、药品：,量热计、量筒（100ml）、温度计、烧杯（250ml）,1.0mol/L的盐酸1.0mol/L的NaOH溶液1.0mol/L的盐酸1.0mol/L的KOH溶液1.0mol/L的硝酸1.0mol/L的NaOH溶液,活动探究,测定中和反应的反应热,3、测定中和反应的反应热,1、向量热计内筒中加入1.0mol/L的盐酸100mL，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T12、向250mL烧杯中加入1.0mol/L的NaOH溶液100mL，调节其温度，使与量热计中盐酸的温度相同。3、快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。4、假设溶液的比热等于水的比热并忽略量热计的热容，根据溶液温度升高的数值，计算此中和反应的反应热。,各组按要求实验记录数据计算各反应的反应热,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，如下图所示。,中和热的测定,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？,答案：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.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。,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？,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.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。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？,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.把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）。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，记入下表。,实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是11而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？,在测定过程中应注意什么问题,(1)用保温性能好的仪器测量。(2)混合好后，迅速盖好装置盖子，减少热量的损失。(3)所用药品浓度的配制须准确,用强酸和强碱溶液,而且要是稀溶液。(4)宜用有0.1分刻度的温度计，读数尽可能准确，且估读至小数点后二位。同时应注意水银球部位要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测的精度。(5)记录最高温度。,议一议你所测得的数据是否为57.3kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。,可能的原因有：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，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。,反应热测定的误差分析,讨论下列问题,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？2.若改用100mL0.50mol/L的盐酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所测中和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）？,答案：1.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。2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，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）。,练习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，求得的中和热数值（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；用50mL0.50mol/LNaOH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”）,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,偏小,为保证测定结果的准确性，在测定过程中应注意什么？,(1)为了使中和反应进行完全，可以让酸或碱略稍过量。(2)为了使测得的中和热更准确，所用酸和碱的浓度宜小不宜大。(3)宜使用有0.1刻度的温度计。(4)记录最高温度。(