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(共17張PPT)
第一章 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
第一節(jié) 反應(yīng)熱
第1課時 反應(yīng)熱及其測定
學(xué)習(xí)目標(biāo)
化學(xué) 必修第一冊 人民教育出版社
化學(xué) 必修第二冊 人民教育出版社
反應(yīng)熱的測定及注意事項
1、了解反應(yīng)熱的概念；
2、能解釋中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定原理；
3、能根據(jù)實驗中測定并記錄的數(shù)據(jù)計算反應(yīng)熱
重難點
能量變化
物質(zhì)
變化
熱能
電能
光能
……
吸收
釋放
基礎(chǔ)
化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。那么，如何定量描述化學(xué)反應(yīng)中釋放或者吸收的熱量呢？
知識回顧：
化學(xué)反應(yīng)的特征有哪些？
閱讀課本P4-6，回答下列問題：
1.什么是體系和環(huán)境？反應(yīng)熱的概念？
2.在測量中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時，應(yīng)該測量哪些數(shù)據(jù)？
3.如何根據(jù)測得的數(shù)據(jù)計算反應(yīng)熱？
4.為了提高測定的準(zhǔn)確度，應(yīng)該采取哪些措施？
1.反應(yīng)熱
（1）體系(系統(tǒng))
試管中的鹽酸、NaOH溶液及發(fā)生的反應(yīng)等看作一個反應(yīng)體系
被研究的對象
（反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)）
（2）環(huán)境
盛溶液的試管和溶液之外的空氣等看作環(huán)境
體系以外，與體系相互影響的其他部分
(3)熱量
(4)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
(反應(yīng)熱)
反應(yīng)前后體系的溫度相等
等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量
【研究鹽酸與NaOH溶液的反應(yīng)】
因溫度不同而在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的能量。
(5)化學(xué)反應(yīng)熱的測定
通過量熱計直接測定。。
簡易量熱計
測量反應(yīng)前后體系的溫度
反應(yīng)容器
減少熱量散失，
降低實驗誤差。
上下攪拌；
使反應(yīng)物迅速混合，使反應(yīng)充分進(jìn)行，保持體系的溫度均勻。
減少熱量散失，降低實驗誤差。
2.中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定
【測定原理】在反應(yīng)前后，如果環(huán)境的溫度沒有變化，則反應(yīng)放出的熱量就會使體系的溫度升高，這時可以根據(jù)測得的體系的溫度變化和有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來計算反應(yīng)熱。
【計算公式】通過測定一定量的鹽酸和NaOH溶液在反應(yīng)前后的溫度變化，根據(jù)有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來計算反應(yīng)熱。
反應(yīng)熱計算公式：Q＝ mcΔt
【說明】
Q：中和反應(yīng)放出的_____；
m：反應(yīng)混合液的_____；
c： 反應(yīng)混合液的_______；
Δt：反應(yīng)前后溶液_____的差值。
熱量 J或KJ
質(zhì)量 g
比熱容 j/(g℃)
溫度
【測定裝置】
【實驗原理】NaOH + HCl=NaCl + H2O
試劑：50 mL 0.5 mol/L稀鹽酸；50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液
【實驗步驟】
【討論】
(1) 如何使用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液？環(huán)形玻璃攪拌棒能否用金屬(不與酸、堿反應(yīng))質(zhì)環(huán)形攪拌棒代替？為什么？
(2)實驗中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？
(3)溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？
上下攪拌。不能。原因是金屬質(zhì)環(huán)形攪拌棒易導(dǎo)熱，造成實驗過程中熱量損失。
堿過量的目的是保證酸堿完全中和。
不宜用鹽酸過量：因為在空氣中鹽酸相對堿穩(wěn)定，堿極易與空氣中CO2反應(yīng)，故如果鹽酸過量，此時所用的堿一部分與CO2反應(yīng)，很難保證堿完全與HCl反應(yīng)
因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實驗結(jié)果誤差 。
【討論】
(4)酸、堿混合時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？
(5)為啥要重復(fù)實驗2-3次？
若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。
測量的溫度差更準(zhǔn)確
實驗次數(shù) 反應(yīng)物的溫度/℃ 反應(yīng)前體系的溫度 反應(yīng)后體系的溫度 溫度差
鹽酸 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t2－t1)/℃
1 25.0 25.2 ______ 28.5 _____
2 24.9 25.1 ______ 28.3 _____
3 25.6 25.4 ______ 29.0 _____
25.1
25.0
25.5
3.4
3.3
3.5
【數(shù)據(jù)處理】
將差異明顯的數(shù)據(jù)舍去。
＝56.8 kJ
≈ 1.42 kJ
HCl(aq) + NaOH (aq) === H2O(l) + NaCl (aq) Q
0.025 mol 0.025 mol 0.025 mol
1 mol 1 mol 1 mol
1.42 kJ
？kJ
＝
Q＝mcΔt
(50+50)×4.18×3.4 = 1421.2 J
假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g·cm－3
【思考和討論】
1.在上述過程中，測得的數(shù)據(jù)小于57.3，分析產(chǎn)生誤差的可能原因是什么？
（1）裝置：
（2）操作：
（3）讀數(shù)：
量熱計隔熱、保溫效果不好
①溫度計測量完酸沒有洗滌并擦干
②酸和堿的混合速度過慢/分多次加入/灑落
③玻璃攪拌器攪拌不均勻等
溫度計；量筒量取溶液時俯視讀數(shù)
大量實驗測得，在25 0C和101 kPa下，強(qiáng)酸的稀溶液與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時，放出57.3 kJ的熱量。
2.在實驗過程中為提高實驗的準(zhǔn)確度的措施有哪些？
【思考】在實驗過程中為提高實驗的準(zhǔn)確度的措施有哪些？
措施 作用
實驗藥品用量 采用堿稍過量的方法 保證酸、堿完全中和
實驗裝置、 儀器選擇 內(nèi)筒和外筒上口對齊，內(nèi)外筒中間有隔熱層 可以減少熱量損失
實驗過程使用同一支溫度計進(jìn)行溫度測量 減少儀器本身的誤差，使測量的溫度更準(zhǔn)確
使用玻璃攪拌器 可以減少熱量損失
實驗操作 用溫度計測量完鹽酸的溫度后，用水將溫度計上的酸沖洗干凈，擦干再測量堿溶液的溫度 測量的初始溫度更準(zhǔn)確
將溶液迅速倒入內(nèi)筒后，立即蓋上杯蓋 減少熱量的損失
重復(fù)實驗2～3次 測量的溫度差更準(zhǔn)確
【思考和討論】
2.在上述反過程中：
(1)若用醋酸代替鹽酸或用氨水代替NaOH對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？
(2)若用濃硫酸代替鹽酸對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？
(3)若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱會產(chǎn)生什么影響？
濃硫酸溶解于水時放熱，使測得的生成1 mol水時放出的熱量偏大
弱電解質(zhì)電離時吸熱，使測得的生成1 mol水時放出的熱量偏小
生成沉淀放熱，使測得的生成1 mol水時放出的熱量偏大
1、中和反應(yīng)實質(zhì)：H+ + OH- = H2O
2.、定義：在稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol液態(tài)水（和可溶性鹽）時所釋放的熱量叫做中和反應(yīng)反應(yīng)熱。
3、注意：
①強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)，生成1mol液態(tài)水和可溶性鹽時，才能保證中和反應(yīng)反應(yīng)熱為57.3 kJ·mol－1。
②弱酸或弱堿在中和反應(yīng)中會發(fā)生電離吸收熱量，故反應(yīng)熱數(shù)值小于57.3 kJ·mol－1；
③濃酸溶液和濃堿溶液在稀釋時會放熱、生成沉淀常放熱，故反應(yīng)熱數(shù)值大于57.3KJ/mol
3、中和反應(yīng)反應(yīng)熱
1.體系與環(huán)境
2.反應(yīng)熱：等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量
3.中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定：
（1）測定原理與裝置
（2）實驗步驟及注意事項
（3）數(shù)據(jù)處理與定量計算
（4）誤差分析與實驗改進(jìn)
課堂小結(jié)

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