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課題導(dǎo)入木炭在空氣里燃燒木炭在氧氣里燃燒木炭在液氧里燃燒化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是以物質(zhì)變化為基礎(chǔ)的,能量變化的多少與參加反應(yīng)的物質(zhì)種類和多少密切相關(guān)。與研究化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化一樣,研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化同樣具有重要意義。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?第一章
化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第一節(jié)反應(yīng)熱§反應(yīng)熱及其測定目標(biāo)引領(lǐng)1.理解體系和環(huán)境的關(guān)系2.理解中和熱的定義3.掌握測定中和熱的實驗原理和操作獨立自學(xué)知識回顧1.什么是放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)?2.常見的放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)類型有哪些?3.如何用能量變化圖像來表示放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的反應(yīng)歷程?體系與環(huán)境?與體系相互影響的其他部分,如盛溶液的試管和溶液之外的空氣等看作環(huán)境。反應(yīng)物:NaOH溶液、鹽酸發(fā)生的反應(yīng):NaOH+HCI=NaCl+H2O生成物:NaCl、H2O以鹽酸與NaOH溶液之間的反應(yīng)為例環(huán)境體系引導(dǎo)探究
在等溫條件下,化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量,稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng),簡稱反應(yīng)熱。指化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后,使反應(yīng)后體系的溫度恢復(fù)到反應(yīng)前體系的溫度,即反應(yīng)前后體系的溫度相同。反應(yīng)熱:反應(yīng)熱?測定方法:通過量熱計直接測定使反應(yīng)物迅速混合,使反應(yīng)充分進行,保持體系的溫度均勻。測量反應(yīng)前后體系的溫度
反應(yīng)容器起保溫作用防止熱量散失Q=cmΔtc:溶液的比熱容
m:溶液質(zhì)量Δt:反應(yīng)前后體系的溫度變化中和反應(yīng)熱的測定為了保證HCl被完全中和中和反應(yīng)熱的測定實驗測量
用量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸,打開杯蓋,倒入量熱計的內(nèi)筒,蓋上杯蓋,插入溫度計,測量并記錄鹽酸的溫度(數(shù)據(jù)填入下表)。用水把溫度計上的酸沖洗干凈,擦干備用。步驟一用另一個量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液①,用溫度計測量并記錄NaOH溶液的溫度(數(shù)據(jù)填入下表)。步驟二測量項目一反應(yīng)物的溫度打開杯蓋,將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計的內(nèi)筒,立即蓋上杯蓋,插入溫度計,用攪拌器勻速攪拌。密切關(guān)注溫度變化,將最高溫度記為反應(yīng)后體系的溫度(t2)。步驟三步驟四重復(fù)上述步驟(1)至步驟(2)兩次。測量項目二反應(yīng)后體系溫度實驗測量目的是減少誤差中和反應(yīng)熱的測定數(shù)據(jù)處理取鹽酸溫度和NaOH溶液溫度的平均值記為反應(yīng)前體系的溫度(
t1)。計算溫度差(
t2-t1),將數(shù)據(jù)填入下表。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)/℃129.529.529.532.532302929.532.53329.529.529.532.53中和反應(yīng)熱的測定數(shù)據(jù)處理為了計算簡便,可以近似地認為實驗所用酸、堿稀溶液的密度、比熱容與水的相同,并忽略量熱計的比熱容,則:①50mL0.50mol/L鹽酸的質(zhì)量m1=50g,50mL0.55mol/LNaOH溶液的質(zhì)量m2=50g;②反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c=4.18J/(g·℃),50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液發(fā)生中和反應(yīng)時放出的熱量為:(m1+m2)·c·(t2-t1)=_________________③生成1molH2O時放出的熱量為______________。取三次測量所得溫度差的平均值作為計算依據(jù)。根據(jù)溫度差和比熱容等計算反應(yīng)熱。多次計算求平均值以減小實驗誤差中和反應(yīng)熱的測定1.254kJ50.16kJ導(dǎo)致中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定存在誤差的原因:①量取溶液的體積不準(zhǔn)確。②溫度計讀數(shù)有誤(如未讀取到混合溶液的最高溫度,就記為終止溫度)。③實驗過程中有液體濺出。④混合酸、堿溶液時,動作緩慢。⑤隔熱層隔熱效果不好,實驗過程中有熱量損失。⑥測過酸溶液的溫度計未用水清洗便立即去測堿溶液的溫度。⑦溶液濃度不準(zhǔn)確。⑧沒有進行重復(fù)實驗。提高測定反應(yīng)熱準(zhǔn)確度的措施:①實驗中用溫度計先后測量酸溶液、堿溶液及混合溶液的溫度時,使用同一支溫度計可減小實驗誤差,且測量完一種溶液后,溫度計必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計的水銀球要完全浸入溶液中,且要穩(wěn)定一段時間后再記下讀數(shù)。②反應(yīng)物應(yīng)一次性迅速加入,且避免有液體濺出。③實驗操作時動作要快,盡量減少熱量的損失。④重復(fù)實驗3次,取3次實驗數(shù)據(jù)的平均值。中和熱:
在稀溶液中,強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成可溶性鹽和1molH2O,放出的熱量叫中和熱。引導(dǎo)探究
解析:除了反應(yīng)放熱,物質(zhì)的溶解、稀釋、電離、沉淀都伴隨著能量的變化,這些都會影響中和熱的數(shù)值。
所以,在中和熱的測定中,不能用固體NaOH,不能用濃硫酸,不能用醋酸等弱酸,不能用稀硫酸和氫氧化鋇(有硫酸鋇沉淀)。增加酸、堿的量,反應(yīng)熱會隨之增大,但是中和熱不變!在書寫表示中和熱的熱化學(xué)方程式時,應(yīng)以生成1molH2O(l)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。如:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3KJ/mol(4)中和熱的熱化學(xué)方程式的表示:易錯警示(1)必須是稀溶液,因為濃酸和濃堿溶液相互稀釋會放熱。(2)強酸和強堿反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/mol。弱酸、弱堿的電離需要吸收熱量
強酸、強堿的中和熱等于57.3kJ/mol弱酸、弱堿反應(yīng)放出的熱
57.3kJ/mol濃酸、濃堿反應(yīng)放出的熱
57.3kJ/mol(3)中和熱的單位是kJ/mol。低于高于1、實驗中改用60mL0.50mol·L-1鹽酸與50mL0.55mol·L-1NaOH溶液進行反應(yīng),與上述實驗相比,所放出的熱量
(填“相等”或“不相等”),所求中和熱
(填“相等”或“不相等”),簡述理由:
。
中和熱是指在稀溶液中強酸與強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成可溶性鹽和1molH2O時的反應(yīng)熱,與酸和堿的用量無關(guān)新知檢測不相等相等當(dāng)堂診學(xué)2、下列有關(guān)中和反應(yīng)反應(yīng)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(yīng)物B.強酸與強堿反應(yīng)生成1molH2O(l)釋放的熱量都約為57.3kJC.測定中和反應(yīng)反應(yīng)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(xué)通過實驗測得鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)生成lmolH2O(l)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當(dāng)堂診學(xué)3.中和熱測定是中學(xué)化學(xué)中的重要定量實驗,下圖裝置是某同學(xué)設(shè)計的利用一定濃度的鹽酸和NaOH溶液測定中和熱的簡易實驗裝置?;卮鹣铝袉栴}:(1)實驗時使用玻璃攪拌器攪拌溶液的方法是________。不能用銅絲攪拌器代替玻璃攪拌器的理由是___________________________________________。(2)向盛裝稀鹽酸的燒杯中加入NaOH溶液的正確操作是____(填字母)。A.沿玻璃攪拌器緩慢加入B.一次性迅速加入C.分三次緩慢加入(3)實驗中用到量筒的個
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