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(共22張PPT)
反應熱及其測定
第一章 化學反應的熱效應
重點：認識體系、環(huán)境和反應熱的概念。
難點：能解釋中和反應反應熱的測定原理；能根據(jù)實驗中測定并記錄的數(shù)據(jù)計算反應熱。
飛機飛得高，全靠燃油燒，來回狂飛幾千里，熱量獨領風騷。飛機的運行動力來源于航空燃油的燃燒，不同燃料燃燒放出的熱量不同，我們?nèi)绾味康孛枋鲞@些過程中的熱量變化呢？
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常見放熱反應
③ 酸堿
中和反應
①燃燒
④ 大部分化合反應
②金屬與水
/酸反應
⑤ 鋁熱反應
常見吸熱反應
① Ba(OH)2·8H2O
和NH4Cl
② C/CO/H2 還原
金屬氧化物
③ 大多分解反應
KMnO4
在化學反過程中，物質(zhì)變化的同時，一定伴隨著能量變化。
放熱反應
吸熱反應
必修二
選擇性必修1
如何定量描述反應吸收或釋放的能量呢？
一、反應熱的概念
在等溫條件下，化學反應體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量，稱為化學反應的熱效應，簡稱反應熱。
等溫：指化學反應發(fā)生后,使反應后體系的溫度恢復到反應前體系的溫度,即反應前后體系的溫度相等。
以HCl溶液和NaOH溶液反應為例認識體系和環(huán)境
鹽酸、 NaOH溶液
和發(fā)生的反應
研究對象
體系
環(huán)境
試管、空氣等
與研究對象相互影響的部分
物質(zhì)/熱量交換
熱量是指因溫度不同而在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的能量。
如何測定反應放出的熱量？
保溫杯式量熱計
原理
測量儀器——量熱計
二、反應熱的測定
許多反應熱可以通過量熱計直接測定。在反應前后,如果環(huán)境的溫度沒有變化,則反應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物質(zhì)的比熱容等來計算反應熱。
計算公式：Q = CmΔt
Q：反應放出的熱量。
m：反應混合液的質(zhì)量。
C：反應混合液的比熱容。
Δt：反應前后溶液溫度的差值。
c≈c水=4.18J/(g ℃)
m=ρV,ρ≈ρ水=1.0g/mL
單位：kJ
Δt 應多次測量取平均值
測量儀器：
保溫杯式量熱計
測定原理：
用溫度計測量反應前后體系的溫度變化，根據(jù)有關物質(zhì)的比熱容等來計算反應熱
量熱計
現(xiàn)代量熱計
簡易量熱計
簡易量熱計
使反應物迅速混合，使反應充分進行，保持體系的溫度均勻。
測量反應前后體系的溫度
反應容器
減少熱量散失，
降低實驗誤差。
減少熱量散失，降低實驗誤差。
以鹽酸與NaOH溶液的反應為例
中和反應反應熱的測定
防止殘留的酸與堿反應，
導致測量的數(shù)據(jù)不準。
NaOH稍過量，確保鹽酸完全反應
減少熱量散失
【數(shù)據(jù)處理】
某小組用50 mL 0.5 mol·L－1的鹽酸與50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液進行實驗。
取三次測量所得溫度差的平均值作為計算依據(jù)。
實驗 次數(shù) 反應物的溫度/℃ 反應前體系的溫度 反應后體系的溫度 溫度差
鹽酸 NaOH溶液 t1/ ℃ t2/ ℃ （t2-t1）/ ℃
1 29.5 29.5 29.5 32.5 3
2 30 29 29.5 32.5 3
3 29.5 29.5 29.5 32.2 3
設溶液的密度均為1 g·cm－3，反應后溶液的比熱容c＝4.18 J·g－1·℃－1， 則反應放出的熱量Q≈ kJ，那么生成1 mol H2O放出的熱
量為＝ ＝ 。
0.418(t2 - t1)
-50.16 kJ·mol-1
思考與討論
2.實驗中是否可以更換溫度計？
不能，會存在儀器誤差
3.能否測完酸后直接測量堿的溫度？那如何操作？
不能，殘留的酸與堿反應，造成酸堿消耗，熱量損失。測定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干再測別的溶液。
4.能否將NaOH分多次倒入熱量計中？
不能，操作時動作要快，盡量減少熱量的散失
5.玻璃攪拌棒能否用金屬攪拌棒代替？
不能。原因是金屬質(zhì)攪拌器易導熱，造成熱量損失。
1.能否用濃硫酸代替鹽酸？對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？
不能。濃硫酸溶解于水時放熱，所測數(shù)值會偏大。
三、中和熱
大量實驗測得， 在25 ℃和101 kPa下，強酸的稀溶液與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應生成1 mol H2O(l)時放出57.3kJ的熱量。
H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)　
50.16kJ
57.3kJ
VS
我們的數(shù)據(jù)
大量實驗數(shù)據(jù)
為什么測量值與理論值相比較偏小？
【思考】在實驗過程中為提高實驗的準確度的措施有哪些？
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行溫度測量 減少儀器本身的誤差，使測量的溫度更準確
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
重復實驗2～3次 測量的溫度差更準確
怎么理解57.3 kJ·mol－1
（1）強酸和強堿的稀溶液反應才能保證H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)中和熱為57.3 kJ·mol－1，而弱酸或弱堿在中和反應中由于電離吸收熱量，其中和熱小于57.3 kJ·mol－1；
（2）以生成1 mol液態(tài)水為基準。
（3）反應不可以生成沉淀（如Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O)。
濃H2SO4
NaOH
HNO3
Ba(OH)2
H2SO4
HNO3
NH3·H2O
Ba(OH)2
CH3COOH
NaOH
1
2
3
4
5
1. 下列有關中和反應反應熱測定實驗的說法正確的是( )
A.溫度計能代替玻璃攪拌器，用于攪拌反應物
B.強酸與強堿反應生成1molH2O（l）釋放的熱量都約為57.3kJ
C.測定中和反應反應熱實驗中，讀取混合溶液不再變化的溫度為終止溫度
D.某同學通過實驗測得鹽酸和NaOH溶液反應生成lmolH2O（1）放出的熱量為52.3kJ，造成這一結(jié)果的原因不可能是所用酸、堿溶液濃度過大
D
2．某同學通過實驗測出稀鹽酸與稀NaOH溶液反應生成1mol水放出的熱量為52.3kJ，造成這一結(jié)果的原因不可能是的是(　　 )
A．實驗裝置保溫、隔熱效果差
B．用量筒量取鹽酸時仰視讀數(shù)
C．分多次將NaOH溶液倒入量熱計的內(nèi)筒中
D．用測量鹽酸的溫度計直接測定NaOH溶液的溫度
B
3.某同學設計如圖所示實驗探究反應中的能量變化。下列判斷正確的是( )
A.實驗(a)、(b)、(c)所涉及的反應都是放熱反應
B.將實驗(a)中的鋁片更換為等質(zhì)量的鋁粉后釋放出的熱量有所增加
C.實驗(c)中將玻璃攪拌器改為鐵質(zhì)攪拌棒對實驗結(jié)果沒有影響
D.實驗(c)中若用NaOH固體測定，則測定數(shù)值偏高
D
4.在測定中和熱的實驗中，下列說法正確的是（ ）
A．使用環(huán)形玻璃攪拌器是為了加快反應速率，減小實驗誤差
B．為了準確測定反應混合溶液的溫度，實驗中溫度計水銀球應與小燒杯底部接觸
C．用 0.5mol·L－1NaOH 溶液分別與 0.5mol·L－1 的鹽酸、醋酸溶液反應，如所取
的溶液體積相等，則測得的中和熱數(shù)值相同
D．在測定中和熱實驗中需要使用的儀器有量筒、燒杯、酒精燈、溫度計等
A
5．用如圖所示的裝置進行中和反應反應熱的測定。下列說法正確的是( )
A．如圖條件下實驗過程中沒有熱量損失
B．玻璃攪拌器可用銅質(zhì)材料代替
C．為了使反應均勻進行，藥品可以分幾次加入
D．分別測量NaOH與醋酸和硫酸中和反應的反應熱，數(shù)值不同
D

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