《反应热及其测定》课件

《反应热及其测定》情境创设感受生活中能量的转化：神州十三号载人飞船升空火箭推进剂燃烧放出大量热量乙炔与氧气反应放出的热量用于切割金属通过高分子水性凝胶里的水分汽化，带走皮肤表面的热量情境创设自热食品利用化学反应放出的热量加热食物目前市面上的“即热饭盒”，其原理是在饭盒底部有两层，一层存放水，另一层存放镁和铁的混合物（发热包主要成分）。使用时打开隔离层，即发生以下反应：Mg+2H2O═Mg(OH)2+H2↑。实际生产中需要严格把控发热包中有效成分的含量。发热包中有效成份含量过少，放热不足；含量过多占用空间，且有安全隐患。

化学能热能定量描述？反应热的概念01【学习任务一】了解反应热概念一、反应热概念：

在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。等温：指化学反应发生后,使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度,即反应前后体系的温度相等。环境：与体系相互影响的其它部分(如试管、空气等)体系环境热量以盐酸与NaOH溶液的反应为例体系(系统)：试管中的溶液及发生的反应等。

(如图中的盐酸、NaOH溶液、以及发生的中和反应：HCl+NaOHNaCl+H2O)通过热成像仪直观感受感受中和反应的反应热

【学习任务一】了解反应热概念中和反应反应热的测定02【学习任务二】中和反应反应热的测定1881年，法国化学家贝特罗（PieltteEngeneMarceiinBerthelot），在法兰西学院的实验室里，利用自己发明弹式量热计测出了不同反应的反应热。

1827年-1907年法国化学家贝特罗【实验探究】：

1.使用绝热装置，减少热量向环境传递。测定酸碱中和反应的反应热1.实验装置

2.使用温度计测量反应前后体系温度的变化

3.使用玻璃搅拌器，保证反应物混合均匀。材料名称导热系数（W/mK）玻璃0.12铁80银429铜401泡沫塑料0.045纸板0.06～0.14木屑0.05【学习任务二】中和反应反应热的测定【思考】：实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH稍过量？因为在空气中稀盐酸相对碱稳定，碱极易与空气中CO2反应，消耗了一部分NaOH，为了保证盐酸完全被中和，需要采用稍过量的NaOH溶液。【实验探究】：测定酸碱中和反应的反应热2.实验试剂0.5mol/L的稀盐酸0.55mol/L的NaOH溶液H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)50mL50mL【学习任务二】中和反应反应热的测定1.反应前酸、碱的温度，取平均值t1【实验探究】：测定酸碱中和反应的反应热3.数据收集2.酸碱混合充分反应后体系温度t2实验次数反应物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）/℃123重复三次实验，减少实验误差【学习任务二】中和反应反应热的测定【实验探究】：测定酸碱中和反应的反应热【学习任务二】中和反应反应热的测定热量的计算公式：Q=mcΔt【实验探究】：测定酸碱中和反应的反应热4.数据处理

Δt：三次测量所得温度差（t2-t1）的平均值m：反应混合液的质量50mL0.5mol/L盐酸的质量

m1=50g；50mL0.55mol/LNaOH溶液的质量

m2=50gm=m1+m2=100gc：反应混合液的比热容c=4.18×10-3kJ/(g·℃)。H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)0.025mol0.025mol0.418×Δt1molQ(kJ)

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水时，放出57.3kJ的热量。【学习任务二】中和反应反应热的测定【实验探究】：测定酸碱中和反应的反应热5.误差分析为了准确测出升高的温度，实验过程中已采取了哪些措施？1.使用碎泡沫塑料、盖板等做隔热材料，减少热量损失;2.使用玻璃搅拌棒匀速搅拌，保证反应完全;3.混合两种反应物时动作迅速、操作规范；4.重复三次实验，减少误差。思考：如何进一步改进本实验？【学习任务二】中和反应反应热的测定【实验探究】：测定酸碱中和反应的反应热6.实验改进玻璃棒电动搅拌器磁力搅拌器实验室常见的搅拌方式√【学习任务二】中和反应反应热的测定【实验探究】：测定酸碱中和反应的反应热6.实验改进温度计电子温度计温度传感器实验室常见的温度测量方式√【学习任务二】中和反应反应热的测定√课堂小结随堂练习1．在日常生活和学习中，我们经常接触到下列反应：①化石燃料燃烧②强酸、强碱的中和反应③用C和H2O在高温下制水煤气④锌和盐酸反应制氢气⑤氢氧化钡晶体和氯化铵晶体研磨放出氨气⑥煅烧石灰石其中属于放热反应的有

，吸热反应的有

。随堂练习2.请判断下列说法正误。(1)浓硫酸与NaOH溶液反应生成1molH2O(l)，放出的热量为57.3kJ(

)(2)同一中和反应的反应热与酸碱的用量有关(

)(3)中和反应反应热的测定实验中的玻璃搅拌器换成铜质搅拌器效果更好(

)(4)中和反应反应热的测定实验中，应将50mL0.55mol·L－1NaOH溶液分多次倒入小烧杯(

)(5)中和反应反应热的测定实验中，测定盐酸后的温度计没有冲洗干净，立即测NaOH溶液的温度()随堂练习3．某同学通过实验测出稀盐酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量为52.3kJ，造成这一结果的原因不可能是的是(

)A．实验装置保温、隔热效果差B．用量筒量取盐酸时仰视读数C．分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中D．用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度随堂练习4．用50mL0.50mol·L－1的盐酸与50mL0.55mol·L－1的NaOH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计算反应热。下列关于实验和中和反应的说法正确的是(

)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．中和反应的逆反应是吸热反应D．在25℃和101kPa下，强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时，放出57.3kJ·mol－1的热量随堂练习5.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.实验(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响D.实验(c)中若用NaOH固体测定，则测定数值偏高

随堂练习答案：1.

①②④

③⑤⑥2.×√×××3.B4.C5.D任务一反应热与焓变[问题探究]1.化学反应一定伴随能量的变化吗?为什么?答案

一定。化学反应的本质是化学键的断裂和形成,旧键断裂要吸收能量,新键形成要放出能量。一个化学反应中断裂化学键吸收的能量和生成化学键放出的能量不相等,因此化学反应都伴有能量变化。2.若反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应还是吸热反应?答案

放热反应。[深化拓展]1.反应热与焓变的关系2.焓变与物质化学键键能的关系ΔH=反应物总键能-生成物总键能。3.焓变与反应物、生成物能量的关系ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。[素能应用]典例1已知断裂1molH—H需吸收的能量为436kJ,形成1molN—H放出的能量为391kJ,根据化学方程式N2+3H22NH3,1molN2完全反应放出92.4kJ能量。则断裂1molN≡N所需吸收的能量为(

)A.431kJ B.945.6kJC.649kJ D.896kJ答案

B解析

根据ΔH=E总(断键)-E总(成键),设断裂1

mol

N≡N所需吸收的能量为E,则有E+3×436

kJ-6×391

kJ=-92.4

kJ,E=945.6

kJ。根据化学键断裂和形成时的能量变化计算反应热化学键的断裂要吸收能量,形成新化学键要释放能量,若反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所释放的总能量,则为吸热反应,反之,则为放热反应。即E总(断键)>E总(成键),为吸热反应;E总(断键)<E总(成键),为放热反应。ΔH=E总(断键)-E总(成键)。利用化学键断裂和形成时的能量变化计算反应热,要准确判断化学键断裂或生成的数量。变式训练1某些化学键的键能(kJ·mol-1)如下表:(1)1molH2在2molCl2中燃烧,放出的热量为

kJ。

(2)在一定条件下,1molH2分别与足量的Cl2、Br2、I2反应,放出热量由多到少的顺序是

(填字母)。

A.Cl2>Br2>I2 B.I2>Br2>Cl2化学键H—HBr—BrI—ICl—ClH—ClH—IH—Br键能436193151243431299366答案

(1)183

(2)A解析

(1)1

mol

H2在2

mol

Cl2中燃烧,参加反应的H2和Cl2的物质的量都是

1

mol,生成2

mol

HCl,则放出的热量为431

kJ·mol-1×2

mol-436

kJ·mol-1×1mol+243

kJ·mol-1×1

mol=183

kJ。(2)反应H2+X2===2HX中,若1

mol

H2和1

mol

X2反应生成2

mol

HX,就有1

mol

H—H和1

mol

X—X断裂,有2

mol

H—X形成。放出的热量Q(HX)=2E(H—X)-E(H—H)-E(X—X),将题中数据代入计算可得:Q(HCl)>Q(HBr)>Q(HI)。故A正确。任务二吸热反应与放热反应的比较[问题探究]1.氨气液化会放出热量,是放热反应吗?答案

不是。因为氨气液化是物理变化。2.需要加热的反应一定是吸热反应吗?不需要加热的反应一定是放热反应吗?[深化拓展]1.放热反应与吸热反应的比较(1)形成原因。放热反应:反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量;吸热反应:反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量。(2)与化学键强弱的关系。放热反应:生成物成键时释放出的总能量大于反应物断键时吸收的总能量。吸热反应:生成物成键时释放出的总能量小于反应物断键时吸收的总能量。(3)图示。放热反应:吸热反应:2.常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应有:①活泼金属与H2O或酸的反应,如2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑;②酸碱中和反应,如2KOH+H2SO4===K2SO4+2H2O;[素能应用]典例2下列说法中正确的是(

)①放热反应在常温下一定很容易发生②反应是吸热还是放热可以看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小③某些吸热反应在一定条件下也能发生A.①②③ B.只有②③C.只有①② D.只有①③答案

B解析

反应是吸热还是放热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。某些放热反应和某些吸热反应在不加热条件下也能发生。反应开始需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应,例如C+O2CO2的反应为放热反应,但反应开始也需要加热,即需要向反应体系先提供一定的能量。(1)需要加热才能进行的反应不一定都是吸热反应,如木炭的燃烧。(2)常温下就能进行的反应不一定都是放热反应,如氢氧化钡晶体和氯化铵固体的反应。(3)任何化学反应都伴随着能量变化,但能量变化不一定都表现为热量变化,还可能以声、光、电等形式表现出来。(4)放出热量(或吸收热量)的物质变化过程不一定是放热反应(或吸热反应),如水蒸气冷凝为液态水放热,干冰升华吸热,它们不是放热反应或吸热反应,而是物理变化过程。变式训练2下列说法正确的是(

)A.物质发生化学反应都伴随着能量变化B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化C.凡是经过加热而发生的反应都是吸热反应D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量答案

A任务三中和反应反应热的测定[问题探究]1.用含0.5molH2SO4的浓硫酸和含1molHCl的稀盐酸分别与含1molNaOH的稀溶液发生反应,所测得的反应热相等吗?答案

不相等;因为浓硫酸稀释时会放热。2.测定中和反应反应热的实验中引起误差的因素有哪些?答案

量热计的隔热效果差;量取溶液的体积不准确;配制的溶液浓度不准确;温度未到达最高点就读数;实验操作动作较慢等。3.测定中和反应反应热的实验中为什么碱要稍过量?答案

碱过量是为了保证酸完全反应。[深化拓展]测定中和反应反应热的实验中需要注意的问题(1)所用装置要尽可能做到保温、隔热;实验操作时动作要快,尽量减少热量的损失。(2)所用溶液的配制必须准确,且浓度要小;为保证盐酸完全被氢氧化钠中和,要使氢氧化钠稍过量。(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。(4)要使用同一支温度计,温度计读数要尽可能准确;水银球部位一定要完全浸没在溶液中,且要稳定一段时间后再读数,以提高测量的精度;两次读数的时间间隔要短,这样才能读到最高温度,即最终温度。(5)实验中若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中弱酸或弱碱的电离吸热,会使测得的反应热数值的绝对值偏小。(6)可采用多次测量取平均值的方法,减小实验误差。[素能应用]典例350mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·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热(101kPa下,强酸稀溶液与强碱稀溶液反应生成1molH2O时放出的热量叫中和热)。回答下列问题:(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是

。

(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得中和热的绝对值

(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(3)实验中改用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·