高中化学 1.1 中和反应反应热的测定（第2课时）课件 新人教版选修4.ppt

1、第2课时中和反应反应热的测定,目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,1.中和反应 (1)定义:酸和碱生成盐和水的反应。 (2)实质:酸电离产生的H+和碱电离产生的OH-反应生成H2O。强酸和强碱生成可溶性盐和水的离子反应方程式为H+OH-=H2O。 2.中和热 (1)定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O时所释放的能量叫中和热。 (2)注意:稀溶液:是指存在大量水的溶液。量的标准:必须是生成1 mol水。 (3)对于强酸和强碱的稀溶液生成可溶性盐的反应,中和热基本上是相等的,表示为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3 kJmol-1。,目标导航,预

2、习导引,3.中和反应反应热的测定 (1)实验目的:测定强酸与强碱反应的反应热, 体验化学反应的热效应。 (2)实验原理:通过测量一定量的酸碱溶液在反应前后温度的变化,计算反应放出的热量,由此求得中和热。 (3)实验仪器装置。 将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。 实验过程中,还需要的其他仪器有50 mL量筒(2个)。,目标导航,预习导引,(4)实验测量数据。 初始温度(t1) 用一量筒量取50 mL 0.50 molL-1盐酸,倒入小烧杯中并测量其 温度;用另一量筒量取50 mL 0.55 molL-1 NaOH溶液并测量其温度,取两温度平均值为t1。 终止温度(t2) 把套有盖

3、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中,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,记录终止温度为t2。 重复实验操作三次,记录每次的实验数据,取其平均值作为计算依据。,目标导航,预习导引,(5)实验数据处理。 盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液,其密度近似地认为都是1 gcm-3,反应后溶液的比热容c=4.18 Jg-1-1。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是0.418(t2-t1) kJ,中和热为_。,目标导航,预习导引,深度思考 判断下列描述的正误(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)中和热一定是强酸跟强碱反应放

4、出的热量。() (2)1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热。 () (3)在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所释放的能量叫做中和热。 () (4)表示中和热的离子方程式为H+OH-=H2OH=-57.3 kJmol-1。 () 答案:(1)(2)(3)(4),迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,一、中和热的理解 1.定义 在稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所释放的热量为中和热。 2.对中和热的理解 (1)定义中的“稀溶液”一般是指酸、碱的物质的量浓度均小于或等于1 molL-1的溶液,因为溶液混合时会产生溶解热效应而影响中和

5、热的测定。 (2)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时吸热所伴随的热效应。 实验测得生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量是指强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应生成可溶性盐时的中和热,有弱酸或弱碱参加的中和反应,实验测出的中和热一般低于57.3 kJmol-1,因为弱电解质在反应中会继续电离,电离时要吸热。,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,(3)中和反应的实质是H+和OH-结合生成H2O,若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热内。 (4)强酸与强碱反应的中和热的表示: H+(aq)+OH-(aq)= H2O(l)H=-57.3 kJmol-1 (

6、5)中和热是以生成1 mol H2O所放出的热量来定义的,因此在书写中和热的热化学方程式时,就以生成1 mol H2O为标准来配平其余物质的化学计量数。如:,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,【例1】 已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3 kJmol-1,又知弱电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 molL-1的NaOH溶液中加入下列物质:稀醋酸;浓硫酸;稀硝酸,恰好完全反应。其焓变H1、H2、H3的关系是() A.H1H2H3B.H1H2D.H1H3H2 解析:因为醋酸是弱电解质,电离时吸热,浓硫酸溶于水时放热,

7、故与相同物质的量的NaOH发生中和反应时放出的热量Q(浓硫酸)Q(稀硝酸)Q(稀醋酸),又因放热反应中,H为负值,即H=-Q,故H2H3H1,因而选D。 答案:D,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,含有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 molL-1的H2SO4溶液反应,放出11.46 kJ的热量,表示该反应中和热的热化学方程式为(),解析:中和热是以生成1 mol H2O(l)所放出的热量来定义的,故书写中和热的热化学方程式时,应以生成1 mol H2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数,故答案为D。 答案:D,迁移应用,典题例解,思考

8、探究,一,二,知识精要,二、中和热的测定 1.测定中和反应反应热的步骤,迁移应用,典题例解,思考探究,一,二,知识精要,2.实验关键和应当注意的细节,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,1.测量盐酸温度的温度计在测NaOH溶液温度之前用水冲洗干净的原因是什么? 答案:测量盐酸温度的温度计上沾有少量盐酸,如果不用水冲洗干净,测量NaOH溶液的温度时,少量盐酸与NaOH反应放热,使测得的温度高于NaOH溶液的实际温度。 2.酸、碱溶液混合时,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? 答案:因为本实验的关键是减少热量损失,若动作迟缓,将会使热量损失而使误差增大。,迁移应

9、用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,3.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? 答案:为了保证50 mL、0.50 molL-1的盐酸完全被NaOH中和,采用50 mL、0.55 molL-1 NaOH溶液,使碱稍稍过量。若使盐酸过量,也能达到目的。 4.用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液的目的是什么? 答案:用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,让NaOH和盐酸尽可能地完全反应并且使反应产生的热量均匀传递,保证测量的温度准确。,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,【例2】 实验室用50 mL 0.5 molL-1盐酸、50 mL 0.5

10、5 molL-1 NaOH溶液和如下图所示装置进行测定中和热的实验,得到下表中的数据:,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,完成下列问题: (1)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是,不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是。 (2)经数据处理,t2-t1=3.4 ,则该实验测得的中和热H=盐酸和NaOH溶液的密度按1 gcm-3计算,反应后混合溶液的比热容(c)按4.18 J(g)-1计算。 (3)若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水,测得中和热为H1,则H1和H的关系为:H1(填“”“”或“=”)H,理由是。,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,解析:(

11、1)对于本实验,让氢氧化钠和盐酸尽可能地完全反应是减小误差的一个方面,所以实验时用环形玻璃搅拌棒上下搅动(以防将温度计损坏);做好保温工作是减小误差的另一个重要方面,而选用铜丝搅拌棒会散热较快,热量损失多。 (2)H=-100 g4.1810-3 kJ(g)-13.4 0.025 mol-56.8 kJmol-1。 (3)因为弱电解质的电离过程是吸热的,将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水后反应放出的热量减少,所以H1H。 答案:(1)上下搅动铜传热快,热量损失大 (2)-56.8 kJmol-1 (3)NH3H2O电离吸热,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,实验室进行中和

12、热的测定实验时除需要大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)外,其他所用的仪器和试剂均正确的一组是() A.0.50 molL-1盐酸,0.50 molL-1 NaOH溶液,100 mL量筒1个 B.0.50 molL-1盐酸,0.55 molL-1 NaOH溶液,100 mL量筒2个 C.0.50 molL-1盐酸,0.55 molL-1 NaOH溶液,50 mL量筒1个 D.0.50 molL-1盐酸,0.55 molL-1 NaOH溶液,50 mL量筒2个 解析:本实验中为了保证0.50 molL-1的盐酸完全被中和,采用0.55 molL-1 NaOH溶液,使碱稍过量,故A项不符

13、合;所需酸、碱量均为50 mL,故B项不符合;酸、碱分别用不同的量筒量取,故C项不符合。 答案:D,思悟升华,案例探究,中和反应反应热的测定实验中产生误差的原因 50 mL 0.50 molL-1盐酸与50 mL 0.55 molL-1 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可计算中和热。回答下列问题:,思悟升华,案例探究,(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是。 (2)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是。 (3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (4)实验中改用60 mL 0.50 molL-1盐酸与50 mL

14、 0.55 molL-1 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。,思悟升华,案例探究,审题:本实验成功的关键是准确测量反应前后的温度,因此必须减小热量损失。中和热是测定生成1 mol H2O时放出的热量,反应无论生成多少水,计算结果均 要转化为生成1 mol水所放出的热量。 解析:(1)中和热的测定实验所用装置必须保温、绝热且可使体系温度尽快达到一致,故缺少的仪器应为环形玻璃搅拌棒。(2)碎泡沫塑料的作用为减少实验过程中的热量损失。(3)不盖硬纸板会损失部分热量,故所测结果偏低。(4)由中和热概念可知,中和热是以生成1 mol水为标准的,而与酸、碱的用量无关。 答案:(1)环形玻璃搅拌棒(2)减少实验过程中的热量损失(3)偏小(4)