【核心素养目标】人教版（2019）高二化学选择性必修一1.1 反应热（第2课时 中和反应反应热的测定）
文档属性
| 名称 | 【核心素养目标】人教版（2019）高二化学选择性必修一1.1 反应热（第2课时 中和反应反应热的测定） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 15.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-06 10:02:20 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第一节 反应热
第2课时 中和反应反应热的测定
人教版选择性必修1
学习目标
1.能解释中和反应反应热的测定原理；能根据实验中测定并记录的数据计算反应热。
2.会分析产生误差的原因，并不断完善和改进测定方法。
学习目标
通过对中和反应热实验测定、原理分析，激发学习兴趣，培养从微观的角度理解化学反应、尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点。
素养目标
情境引入
反应热
1.含义：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。
测量仪器：
量热计
测定原理：用温度计测量反应前后体系的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热。
2.测定方法：
简易量热计
全自动等温量热计
保温杯式量热计
教学过程
实验探究——中和反应反应热的测定
在测定中和反应的反应热时，实验原理是什么？应该测量哪些数据？如何根据测得的数据计算反应热？为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施？
思考交流：
教学过程
实验探究——中和反应反应热的测定
1.实验用品
仪器：简易量热计
试剂：0.50 mol/L 盐酸、
0.55 mol/L NaOH溶液
简易量热计
教学过程
使反应物迅速混合，使反应充分进行，保持体系的温度均匀。
测量反应前后体系的温度
反应容器
起保温作用
防止热量散失
为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施
起保温作用
保温
实验装置
教学过程
2.实验步骤
a. 用量筒量取50 mL 0.50mol/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，用温度计测量盐酸的温度。用水冲洗干净温度计上的酸。
(1)反应物温度的测量
b. 用另一个量筒量取50 mL 0.55mol/L NaOH溶液，用温度计测量其温度。
防止残留的酸与碱反应，
导致测量的t2 数据不准。
NaOH稍过量，确保盐酸完全反应
NaOH稍过量，确保盐酸完全反应
教学过程
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，用玻璃搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度（t2）。
(2)反应后体系温度的测量
减少热量散失
教学过程
需要记录哪些实验数据？如何处理这些数据？
①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（t1）。计算温度差（t2-t1），将数据填入下表。
②取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
③根据温度差和比热容等计算反应热。
(3)处理数据
实验次数 反应物的温度/℃ 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）/ ℃
1
2
3
教学过程
【计算反应热】
（1）以三次测量所得数据的平均值为计算依据。
（2）为了计算方便，盐酸和NaOH溶液的密度近似为1 g/cm3。忽略实验装置的比热容。
（3）盐酸质量为m1、NaOH溶液质量为m2，反应后溶液比热容c＝4.18 J/(g·°C)，则实验中反应放出的热量为(m1＋m2)·c·(t2－t1)＝0.418(t2－t1)kJ，生成1 mol H2O时的反应热为：
教学过程
H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
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。
教学过程
(1)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。
(2)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5 mol·L－1)。
(3)测定中和热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低。
(4)中和热的数值是57.3 kJ·mol－1，测定时与强酸、强碱的用量无关。
(5)加过量碱液使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响。
(6)数据处理时，相差较大的数据可能是偶然误差引起的，应舍去。
3.实验注意事项
教学过程
(1)装置中的环形玻璃搅拌棒能否用金属(不与酸、碱反应)质环形搅拌棒代替？为什么？
(2)能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？
(3)能否用醋酸代替盐酸或用氨水代替KOH溶液？对结果会产生什么影响？
4.思考讨论
不能。原因是金属质环形搅拌棒易导热，造成实验过程中热量损失
不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测ΔH 偏小，即ΔH<－57.3 kJ·mol－1
不能。弱酸、弱碱电离吸热，所测ΔH偏大，即ΔH>－57.3 kJ·mol－1
教学过程
5.误差分析
以50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1NaOH反应为例
引起误差的实验操作 温度差 放出热量
保温措施不好
搅拌不充分
所用酸、碱浓度过大
用同浓度的氨水代替NaOH溶液
用同浓度的醋酸代替盐酸
偏小
偏小
偏小
偏大
偏小
偏小
偏小
偏大
偏小
偏小
教学过程
典例1．
课堂练习
关于中和反应反应热的测定实验，下列说法正确的是( )
A．为了使反应进行得更完全，可以使酸或碱适当过量
B．为了使反应充分，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)
C．中和反应反应热测定的实验结果与所用酸、碱的用量和种类均无关
D．用铜丝代替玻璃搅拌棒，会使中和反应反应热的测定值偏大
【答案】A
【解析】为了使反应进行得更完全，可以使酸或碱适当过量，A正确；向酸(碱)中分次加入碱(酸)，会导致热量损失较多，使实验误差过大，B不正确；中和反应反应热测定的实验结果与所用酸、碱的用量无关，但是与所用酸、碱的种类有关，C不正确；用铜丝代替玻璃搅拌棒，铜丝是热的良导体，造成热量散失过多，会使中和反应反应热的测定值偏小，D不正确。
典例2．
课堂练习
下列有关中和热的说法正确的是( )
A.中和热的热化学方程式：H＋(l)＋OH－(l)=H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
B.准确测量中和热的实验过程中，至少需测定温度4次
C.玻璃搅拌器材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小
D.若稀酸溶液中H＋与稀碱溶液中OH－的物质的量相等，则所测中和热数值更准确
【答案】C
【解析】A项，H＋和OH－不能用l符号，应该用aq，错误；B项，每次实验中需要测量NaOH溶液的温度，盐酸的温度，和反应后的温度，一般实验要重复操作，所以至少6次，错误；C项，铜容易导热，使热量损失，所以测量的中和热数值偏小，正确；D项，当酸和碱中的H＋和OH－物质的量相等时，实验过程中稍有误差就不能确定产生水的量，一般都是有一种物质稍微过量，错误。
典例3．
课堂练习
用一定浓度的NaOH溶液与稀盐酸进行中和反应反应热的测定实验时，测得生成1 mol液态水时的ΔH>－57.3 kJ·mol-1，产生这种偏差的原因不可能是( )
A．实验用NaOH溶液的浓度过大
B．实验时搅拌速度慢
C．分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
D．用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液
【答案】A
【解析】NaOH溶液浓度过大，稀释过程释放热量，导致测得生成1 mol液态水时的ΔH<－57.3 kJ·mol-1，A符合题意；实验时搅拌速度慢，导致热量散失较多，测得生成1 mol液态水时的ΔH>－57.3 kJ·mol-1，B不符合题意；分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中，导致热量散失较多，测得生成1 mol液态水时的ΔH>－57.3 kJ·mol-1，C不符合题意；用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液，氢氧化钠部分被反应，导致测得生成1 mol液态水时的ΔH>－57.3 kJ·mol-1，D不符合题意。
实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.3 20.3 24.2
4 20.5 20.6 23.6
假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反应后生成的溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH= (结果保留一位小数)。
课堂练习
典例4．
【解析】四次实验(t2－t1)的值分别是 3.15、
3.1、 3.9、 3.05，
第三次数据明显偏大，故存在误差而舍去，则最终取第1、2、4 组三组实验的
平均值，为3.1，将其代入公式
计算即可。
ΔH=-51.8 kJ·mol-1
课堂练习
教学过程
典例5．
某实验小组用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液进行中和反应反应热的测定。实验装置如图所示。
(1)仪器a的名称是 。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，测得起止温度差的平均值为4.0 ℃。近似认为0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，实验后所得溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。 则计算得ΔH= (取小数点后一位)。
(3)上述实验结果与－57.3 kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是 (填字母)。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视刻度线读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸溶液的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
课堂练习
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒 (2) －53.5 kJ/mol (3)acd
【解析】(1)仪器a的名称是环形玻璃搅拌棒。(2)ΔH=－
kJ/mol≈－53.5 kJ/mol。
(3) －57.3 kJ/mol<－53.5 kJ/mol，则ΔH偏大。a项，实验装置保温、隔热效果差，则温差偏小，ΔH偏大；b项，用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视刻度线读数，NaOH溶液体积偏大，释放的热量偏多，ΔH偏小；c项，分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，在加入过程中导致热量损失，ΔH偏大；d项，用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度，因温度计上附着的NaOH溶液与硫酸反应放热，导致硫酸的起始温度偏高，最终温度差值偏小，ΔH 偏大。
课堂小结
感 谢 倾 听
第一节 反应热
第2课时 中和反应反应热的测定
人教版选择性必修1
学习目标
1.能解释中和反应反应热的测定原理；能根据实验中测定并记录的数据计算反应热。
2.会分析产生误差的原因，并不断完善和改进测定方法。
学习目标
通过对中和反应热实验测定、原理分析，激发学习兴趣，培养从微观的角度理解化学反应、尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点。
素养目标
情境引入
反应热
1.含义：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。
测量仪器：
量热计
测定原理：用温度计测量反应前后体系的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热。
2.测定方法：
简易量热计
全自动等温量热计
保温杯式量热计
教学过程
实验探究——中和反应反应热的测定
在测定中和反应的反应热时，实验原理是什么？应该测量哪些数据？如何根据测得的数据计算反应热？为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施？
思考交流：
教学过程
实验探究——中和反应反应热的测定
1.实验用品
仪器：简易量热计
试剂：0.50 mol/L 盐酸、
0.55 mol/L NaOH溶液
简易量热计
教学过程
使反应物迅速混合，使反应充分进行，保持体系的温度均匀。
测量反应前后体系的温度
反应容器
起保温作用
防止热量散失
为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施
起保温作用
保温
实验装置
教学过程
2.实验步骤
a. 用量筒量取50 mL 0.50mol/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，用温度计测量盐酸的温度。用水冲洗干净温度计上的酸。
(1)反应物温度的测量
b. 用另一个量筒量取50 mL 0.55mol/L NaOH溶液，用温度计测量其温度。
防止残留的酸与碱反应，
导致测量的t2 数据不准。
NaOH稍过量，确保盐酸完全反应
NaOH稍过量，确保盐酸完全反应
教学过程
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，用玻璃搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度（t2）。
(2)反应后体系温度的测量
减少热量散失
教学过程
需要记录哪些实验数据？如何处理这些数据？
①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（t1）。计算温度差（t2-t1），将数据填入下表。
②取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
③根据温度差和比热容等计算反应热。
(3)处理数据
实验次数 反应物的温度/℃ 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）/ ℃
1
2
3
教学过程
【计算反应热】
（1）以三次测量所得数据的平均值为计算依据。
（2）为了计算方便，盐酸和NaOH溶液的密度近似为1 g/cm3。忽略实验装置的比热容。
（3）盐酸质量为m1、NaOH溶液质量为m2，反应后溶液比热容c＝4.18 J/(g·°C)，则实验中反应放出的热量为(m1＋m2)·c·(t2－t1)＝0.418(t2－t1)kJ，生成1 mol H2O时的反应热为：
教学过程
H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
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。
教学过程
(1)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。
(2)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5 mol·L－1)。
(3)测定中和热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低。
(4)中和热的数值是57.3 kJ·mol－1，测定时与强酸、强碱的用量无关。
(5)加过量碱液使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响。
(6)数据处理时，相差较大的数据可能是偶然误差引起的，应舍去。
3.实验注意事项
教学过程
(1)装置中的环形玻璃搅拌棒能否用金属(不与酸、碱反应)质环形搅拌棒代替？为什么？
(2)能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？
(3)能否用醋酸代替盐酸或用氨水代替KOH溶液？对结果会产生什么影响？
4.思考讨论
不能。原因是金属质环形搅拌棒易导热，造成实验过程中热量损失
不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测ΔH 偏小，即ΔH<－57.3 kJ·mol－1
不能。弱酸、弱碱电离吸热，所测ΔH偏大，即ΔH>－57.3 kJ·mol－1
教学过程
5.误差分析
以50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1NaOH反应为例
引起误差的实验操作 温度差 放出热量
保温措施不好
搅拌不充分
所用酸、碱浓度过大
用同浓度的氨水代替NaOH溶液
用同浓度的醋酸代替盐酸
偏小
偏小
偏小
偏大
偏小
偏小
偏小
偏大
偏小
偏小
教学过程
典例1．
课堂练习
关于中和反应反应热的测定实验，下列说法正确的是( )
A．为了使反应进行得更完全，可以使酸或碱适当过量
B．为了使反应充分，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)
C．中和反应反应热测定的实验结果与所用酸、碱的用量和种类均无关
D．用铜丝代替玻璃搅拌棒，会使中和反应反应热的测定值偏大
【答案】A
【解析】为了使反应进行得更完全，可以使酸或碱适当过量，A正确；向酸(碱)中分次加入碱(酸)，会导致热量损失较多，使实验误差过大，B不正确；中和反应反应热测定的实验结果与所用酸、碱的用量无关，但是与所用酸、碱的种类有关，C不正确；用铜丝代替玻璃搅拌棒，铜丝是热的良导体，造成热量散失过多，会使中和反应反应热的测定值偏小，D不正确。
典例2．
课堂练习
下列有关中和热的说法正确的是( )
A.中和热的热化学方程式：H＋(l)＋OH－(l)=H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
B.准确测量中和热的实验过程中，至少需测定温度4次
C.玻璃搅拌器材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小
D.若稀酸溶液中H＋与稀碱溶液中OH－的物质的量相等，则所测中和热数值更准确
【答案】C
【解析】A项，H＋和OH－不能用l符号，应该用aq，错误；B项，每次实验中需要测量NaOH溶液的温度，盐酸的温度，和反应后的温度，一般实验要重复操作，所以至少6次，错误；C项，铜容易导热，使热量损失，所以测量的中和热数值偏小，正确；D项，当酸和碱中的H＋和OH－物质的量相等时，实验过程中稍有误差就不能确定产生水的量，一般都是有一种物质稍微过量，错误。
典例3．
课堂练习
用一定浓度的NaOH溶液与稀盐酸进行中和反应反应热的测定实验时，测得生成1 mol液态水时的ΔH>－57.3 kJ·mol-1，产生这种偏差的原因不可能是( )
A．实验用NaOH溶液的浓度过大
B．实验时搅拌速度慢
C．分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
D．用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液
【答案】A
【解析】NaOH溶液浓度过大，稀释过程释放热量，导致测得生成1 mol液态水时的ΔH<－57.3 kJ·mol-1，A符合题意；实验时搅拌速度慢，导致热量散失较多，测得生成1 mol液态水时的ΔH>－57.3 kJ·mol-1，B不符合题意；分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中，导致热量散失较多，测得生成1 mol液态水时的ΔH>－57.3 kJ·mol-1，C不符合题意；用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液，氢氧化钠部分被反应，导致测得生成1 mol液态水时的ΔH>－57.3 kJ·mol-1，D不符合题意。
实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.3 20.3 24.2
4 20.5 20.6 23.6
假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反应后生成的溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH= (结果保留一位小数)。
课堂练习
典例4．
【解析】四次实验(t2－t1)的值分别是 3.15、
3.1、 3.9、 3.05，
第三次数据明显偏大，故存在误差而舍去，则最终取第1、2、4 组三组实验的
平均值，为3.1，将其代入公式
计算即可。
ΔH=-51.8 kJ·mol-1
课堂练习
教学过程
典例5．
某实验小组用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液进行中和反应反应热的测定。实验装置如图所示。
(1)仪器a的名称是 。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，测得起止温度差的平均值为4.0 ℃。近似认为0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，实验后所得溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。 则计算得ΔH= (取小数点后一位)。
(3)上述实验结果与－57.3 kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是 (填字母)。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视刻度线读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸溶液的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
课堂练习
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒 (2) －53.5 kJ/mol (3)acd
【解析】(1)仪器a的名称是环形玻璃搅拌棒。(2)ΔH=－
kJ/mol≈－53.5 kJ/mol。
(3) －57.3 kJ/mol<－53.5 kJ/mol，则ΔH偏大。a项，实验装置保温、隔热效果差，则温差偏小，ΔH偏大；b项，用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视刻度线读数，NaOH溶液体积偏大，释放的热量偏多，ΔH偏小；c项，分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，在加入过程中导致热量损失，ΔH偏大；d项，用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度，因温度计上附着的NaOH溶液与硫酸反应放热，导致硫酸的起始温度偏高，最终温度差值偏小，ΔH 偏大。
课堂小结
感 谢 倾 听