【化學(xué)】中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定 課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第一節(jié)反應(yīng)熱第2課時(shí)

中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)教學(xué)目標(biāo)1．知道中和反應(yīng)反應(yīng)熱的概念。2.能解釋中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定原理。3．會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)熱。4.會(huì)進(jìn)行誤差分析。課前檢查1、什么是反應(yīng)熱？2、什么是中和反應(yīng)？3、中和反應(yīng)的實(shí)在是什么？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(jiǎn)稱反應(yīng)熱。酸和堿相互作用生成鹽和水的反應(yīng)。酸電離產(chǎn)生的H+和堿電離產(chǎn)生的OH-結(jié)合生成難電離的水。4、書寫強(qiáng)酸、強(qiáng)堿之間的中和反應(yīng)對(duì)應(yīng)的離子方程式。H＋

＋

OH－

=H2O

測(cè)定原理用溫度計(jì)測(cè)量反應(yīng)前后體系的溫度變化，根據(jù)有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來(lái)計(jì)算反應(yīng)熱。許多反應(yīng)熱可以通過(guò)量熱計(jì)直接測(cè)定。如：鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的過(guò)程中會(huì)放出熱量，導(dǎo)致體系與環(huán)境之間的溫度產(chǎn)生差異。情境引入保溫杯式量熱計(jì)二、中和反應(yīng)反應(yīng)熱1.概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)的反應(yīng)熱（所放出的熱量）。H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－12.表示方法：3.測(cè)定儀器：簡(jiǎn)易量熱計(jì)4.計(jì)算公式：ΔH＝Qn（H2O）實(shí)驗(yàn)探究——中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定閱讀課本P5探究中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定Q=mcΔt=(m1+m2)·c·(t2-t1)Q：中和反應(yīng)放出的熱量

m：反應(yīng)混合液的質(zhì)量C：反應(yīng)混合液的比熱容Δt：反應(yīng)前后溶液溫度的差值實(shí)驗(yàn)原理【思考】在測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí)，應(yīng)該測(cè)量哪些數(shù)據(jù)?如何根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)熱?應(yīng)該測(cè)量的數(shù)據(jù)反應(yīng)物的溫度。反應(yīng)后體系的溫度使反應(yīng)物迅速混合，反應(yīng)充分，體系溫度保持均勻。測(cè)量反應(yīng)前、后體系的最高溫度反應(yīng)容器起保溫作用起保溫作用

為了提高測(cè)定的準(zhǔn)確度，應(yīng)該采取哪些措施?防止熱量散失保溫減少熱量散失實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵1.實(shí)驗(yàn)試劑0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液2.實(shí)驗(yàn)步驟a.用量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，打開杯蓋，倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒，蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，測(cè)量并記錄鹽酸的溫度。用水把溫度計(jì)上的酸沖洗干凈，擦干備用。(1)反應(yīng)物溫度的測(cè)量b.用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，用溫度計(jì)測(cè)量其溫度。防止殘留的酸與堿在溫度計(jì)表面反應(yīng)放熱，導(dǎo)致測(cè)量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。NaOH稍過(guò)量，確保鹽酸完全反應(yīng)都是稀溶液，避免稀釋帶來(lái)的熱量變化。溫度計(jì)的水銀球部分要完全浸入溶液中，且要穩(wěn)定一段時(shí)間再記錄讀數(shù)。

打開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒，立即蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，用玻璃攪拌器勻速攪拌。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）。(2)反應(yīng)后體系溫度的測(cè)量操作動(dòng)作要快，盡量減少熱量的散失（3）再重復(fù)上述操作2次①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(jì)算溫度差（t2-t1），將數(shù)據(jù)填入下表。②取三次測(cè)量所得溫度差的平均值作為計(jì)算依據(jù)。(數(shù)據(jù)處理時(shí)，相差較大的數(shù)據(jù)可能是偶然誤差引起的，應(yīng)舍去)③根據(jù)溫度差和比熱容等計(jì)算反應(yīng)熱。Q=mCΔt(4)處理數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)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

/℃t1

/℃（t2-t1）/℃120.0

20.1

23.2

220.2

20.4

23.4

320.3

20.3

24.2

ΔH=-0.418·(t2-t1)

kJ/mol0.025ΔH=

=

_4.18×10-3(m1+m2)(t2－t1)nkJ/molQn_V酸=V堿=50mL

ρ酸=ρ堿=1g/cm3c=4.18J/（g·℃）c酸=0.50mol/Lc堿=0.55mol/L

m1+m2=100gn=cV=0.025mol3.計(jì)算反應(yīng)熱(1)裝置中的環(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)能否用濃硫酸代替鹽酸？對(duì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生什么影響？(3)能否用醋酸代替鹽酸或用氨水代替KOH溶液？對(duì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生什么影響？4.思考討論不能。原因是金屬質(zhì)環(huán)形攪拌棒易導(dǎo)熱，造成實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失不能。濃硫酸溶解于水時(shí)放熱，所測(cè)ΔH偏小，即ΔH<－57.3kJ·mol－1不能。弱酸、弱堿電離吸熱，所測(cè)ΔH偏大，即ΔH>－57.3kJ·mol－15.誤差分析以50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH反應(yīng)為例引起誤差的實(shí)驗(yàn)操作溫度差放出熱量?H保溫措施不好攪拌不充分所用酸、堿濃度過(guò)大用同濃度的氨水代替NaOH溶液用同濃度的醋酸代替鹽酸偏小偏小偏小偏大偏小偏小偏小偏大偏小偏小偏大偏大偏小偏大偏大實(shí)驗(yàn)序號(hào)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃鹽酸氫氧化鈉溶液120.020.123.2220.220.423.4320.320.324.2420.520.623.61.假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c=4.18J·g-1·℃-1。為了計(jì)算中和熱,某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下:依據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算,該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱ΔH=

(結(jié)果保留一位小數(shù))。課堂練習(xí)【解析】四次實(shí)驗(yàn)(t2－t1)的值分別是

3.15、

3.1、3.9、3.05，第三次數(shù)據(jù)明顯偏大，故存在誤差而舍去，則最終取第1、2、4組三組實(shí)驗(yàn)的平均值，為3.1，將其代入公式計(jì)算即可。ΔH=-51.8kJ·mol-12．在測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的(

)A．使用環(huán)形玻璃棒是為了加快反應(yīng)速率，減小實(shí)驗(yàn)誤差B．為了準(zhǔn)確測(cè)定反應(yīng)混合溶液的溫度，實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)水銀球應(yīng)與小燒杯底部接觸C．用0.5mol/LNaOH溶液分別與0.5mol/L的鹽酸、醋酸溶液反應(yīng)，如所取的溶液體積相等，則測(cè)得的中和熱數(shù)值相同D．在測(cè)定中和熱實(shí)驗(yàn)中需要使用的儀器有天平、量筒、燒杯、滴定管、溫度計(jì)A課堂練習(xí)3．在進(jìn)行中和熱的測(cè)定中，下列操作錯(cuò)誤的是(

)A．反應(yīng)前酸、堿溶液的溫度要相同B．測(cè)量溶液的溫度計(jì)要一直插在溶液中C．為了使反應(yīng)均勻進(jìn)行，可以向酸(堿)中分次加入堿(酸)D．為了使反應(yīng)更完全，可以使酸或堿適當(dāng)過(guò)量C課堂練習(xí)4.已知H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ/mol?；卮鹣铝袉栴}：(1)用含20gNaOH的稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出

kJ的熱量。(2)用含2molH2SO4的稀溶液跟足量稀NaOH反應(yīng)，此反應(yīng)的中和熱ΔH＝

。(3)如果將(1)反應(yīng)中的稀鹽酸換成稀醋酸，反應(yīng)放出的熱量

(填“大于”、“小于”或“等于”)原來(lái)的。28.65－57.3kJ/mol小于課堂練習(xí)課堂小結(jié)中和反應(yīng)反應(yīng)熱概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mo