1.1.1反应热及测定 课件（共20张ppt）化学人教版（2019）选择性必修1

(共20张PPT)
第一章 第一节
化学反应的热效应
1.1.1 反应热及测定
【学习目标】
1. 能从体系和环境的角度认识反应热的概念。
2. 能解释中和反应反应热的测定原理。
3. 能根据实验中测定并记录的数据计算反应热。
化学反应过程中释放或吸收的热量在生活生产中有广泛的应用
【思考】如何定量地描述反应过程中释放或吸收的热量呢？
定量描述指的是：表示、测定和计算反应热。
木炭在空气里燃烧
木炭在氧气里燃烧
木炭在液氧里燃烧
【新课导入】
【学习任务一】从体系、环境角度认识反应热
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：指反应发生后，使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+NaOH NaCl+H2O)
思考1：在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据？
【活动1】研究反应热测定实验的设计思路
Q = m×c×Δt
热量/J
质量/g
比热容 /J/(g·℃)
温度差值/℃
思考2：如何根据测得的数据计算反应热？
【学习任务二】设计中和反应反应热的测定实验
Q = m×c×Δt
计算反应热的公式
Q=(m1+m2)·c· (t后 t前)
NaOH + HCl = NaCl + H2O
中和反应放出的热量/J
反应混合液的质量/g
反应混合液的比热容 J/(g·℃)
反应前后溶液温度的差值/℃
思考2：如何根据测得的数据计算反应热？
【学习任务二】设计中和反应反应热的测定实验
【活动2】分析简易量热计的各部分作用（测量中和反应反应热的实验装置）
测定反应前后溶液的温度
反应容器
保温作用
保温作用
上下移动，使反应充分进行，体系的温度均匀
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
能否用铜丝代替玻璃搅拌器？
【学习任务二】设计中和反应反应热的测定实验
2. 实验原理 NaOH + HCl = NaCl + H2O
1. 实验目的 测定中和反应的反应热
3. 实验用品
50 mL、0.50 mol/L的盐酸
50 mL、0.55 mol/L氢氧化钠溶液
量筒（50mL）两个，简易量热计
为了保证盐酸完全被中和，需要采用稍过量的NaOH溶液。
思考：为什么氢氧化钠溶液过量？
Q = (m1+m2)·c· (t后 t前)
【学习任务二】设计中和反应反应热的测定实验
（1）反应物温度的测量
4. 操作步骤
【学习任务二】设计中和反应反应热的测定实验
①用量筒量取50 mL 0.50 mol/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)。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。
②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液①，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据填入下表)。
（2）反应后体系温度的测量
思考3：为什么要用搅拌器匀速搅拌？
保证反应物充分混合，体系温度更均匀。
④重复上述步骤（1）至步骤（2）两次。
【学习任务二】设计中和反应反应热的测定实验
③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)。
目的是减少误差
实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系的温度 t前/℃ 反应后体系的温度 t后/℃ 温度差
(t后－t前)/℃
盐酸 NaOH溶液 1 22.0 22.0 25.6
2 21.9 22.1 25.4
3 22.2 22.0 24.3
5. 数据处理
（1）计算温度差(t后 t前)
取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t前)。
22.0
3.6
3.4
22.0
22.1
3.2
（2）取三次测量所得温度差的平均值 作为计算依据。
3.4℃
多次计算求平均值以减小实验误差
【学习任务二】设计中和反应反应热的测定实验
（3）计算中和反应的反应热
Q = (m1+m2)·c· (t后 t前)
已知：50 mL 0.50 mol/L盐酸的质量 m1=50g，
50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液的质量 m2=50g。
① 计算混合液的总质量：
m1+m2=
50 g + 50 g = 100 g
② 温度差(t后 t前)的平均值 ：
(3.6℃+ 3.4℃ + 3.2℃)÷3 = 3.4℃
【学习任务二】设计中和反应反应热的测定实验
反应放出的热量与生成物的量成正比，所以反应生成1 mol H2O时放出的热量为：
（3）计算中和反应的反应热 Q = (m1+m2)·c· (t后 t前)
③ 放出的热量为：
Q = 100g × 4.18J/(g·℃) × 3.4℃ =1421.2J
④ 根据反应原理，生成物H2O与盐酸的物质的量相等：
1421.2 J ÷ 0.025 = 56848 J ≈ 56.8 kJ
50 ×10-3 × 0.50 mol = 0.025 mol
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时，放出57.3 kJ的热量。
中和热
【学习任务二】设计中和反应反应热的测定实验
6. 误差分析
【学习任务二】设计中和反应反应热的测定实验
配制溶液的浓度有误差，量取溶液的体积有误差；
温度计的读数有误差；
混合酸、碱溶液时，动作迟缓，导致实验有误差；
隔热措施不佳，致使实验过程中热量损失而产生误差。
1. 若用0.55 mol/L KOH溶液代替0.55 mol/L NaOH 溶液，对结果会产生影响吗？为什么？
无影响。因为强酸、强碱的稀溶液反应生成1mol H2O(l)时放出的热量是相同的，与用KOH溶液还是NaOH 溶液以及酸碱的用量无关。
2. 分别用浓硫酸、醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响？
浓硫酸溶于水时放热，所测反应热的数值偏大；弱酸、弱碱电离吸热，所测反应热的数值偏小。
【深度思考】
3．实验室进行中和反应反应热的测定。回答下列问题：
（1）反应终止温度与起始温度之差(t2－t1)分别为①2.3 ℃，②2.4 ℃，③2.9 ℃，则代入计算式的温度差的平均值为________ ℃。
（2）在25℃和101 kPa下，强酸稀溶液与强碱稀溶液发生反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应，能放出________kJ的能量。
11.46
2.35
【深度思考】
【迁移运用】
1．下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是(　　)
A．放热反应的发生无须任何条件
B．化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关
C．化学反应过程都伴随着能量的变化
D．硫酸与氢氧化钠的反应是吸热反应
C
2．50mL 0.50 mol/L盐酸与50mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热，下列说法错误的是（ ）
A．在测定中和热的实验中，至少需要测定并记录的温度是2次
B．环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测得的△H会偏大
C．用相同浓度、相同体积的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验，测得的△H会偏大
D．测量盐酸的温度后，必须将温度计用水洗净并擦干后再测量NaOH溶液的温度
A
【迁移运用】
3．用50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.55 mol·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(已知中和热为57.3 kJ/mol)。下列关于实验及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．不能用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
C．在25 ℃和101 kPa下，用25 mL 0.50 mol/L的盐酸与25mL 0.55 mol/L的NaOH溶液反应，测出的中和热为57.3 kJ/mol
D．为了使酸碱充分反应，NaOH应当缓慢分次倒入溶液并搅拌测量终止温度时，应当记录混合溶液的最高温度
C
【迁移运用】