反應(yīng)熱及測(cè)定高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第一章第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)1.1.1反應(yīng)熱及測(cè)定【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.

能從體系和環(huán)境的角度認(rèn)識(shí)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.

能根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)定并記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)熱。化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量在生活生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用【思考】如何定量地描述反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量呢？

定量描述指的是：表示、測(cè)定和計(jì)算反應(yīng)熱。木炭在空氣里燃燒木炭在氧氣里燃燒木炭在液氧里燃燒【新課導(dǎo)入】【學(xué)習(xí)任務(wù)一】從體系、環(huán)境角度認(rèn)識(shí)反應(yīng)熱一、反應(yīng)熱概念：

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。等溫：指反應(yīng)發(fā)生后，使體系的溫度恢復(fù)到反應(yīng)前體系的溫度，即反應(yīng)前后體系的溫度相等。環(huán)境：與體系相互影響的其它部分(如試管、空氣等)體系環(huán)境熱量以鹽酸與NaOH溶液的反應(yīng)為例體系(系統(tǒng))：試管中的溶液及發(fā)生的反應(yīng)等。(如圖中的鹽酸、NaOH溶液、以及發(fā)生的中和反應(yīng)：HCl+NaOHNaCl+H2O)思考1：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)？【活動(dòng)1】研究反應(yīng)熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路Q=m×c×Δt熱量/J質(zhì)量/g比熱容/J/(g·℃)溫度差值/℃思考2：如何根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)熱？【學(xué)習(xí)任務(wù)二】設(shè)計(jì)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)Q=m×c×Δt計(jì)算反應(yīng)熱的公式Q=(m1+m2)·c·(t后?t前)

NaOH+HCl=NaCl+H2O中和反應(yīng)放出的熱量/J反應(yīng)混合液的質(zhì)量/g反應(yīng)混合液的比熱容

J/(g·℃)反應(yīng)前后溶液溫度的差值/℃思考2：如何根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)熱？【學(xué)習(xí)任務(wù)二】設(shè)計(jì)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)【活動(dòng)2】分析簡(jiǎn)易量熱計(jì)的各部分作用（測(cè)量中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)裝置）

測(cè)定反應(yīng)前后溶液的溫度反應(yīng)容器保溫作用保溫作用上下移動(dòng)，使反應(yīng)充分進(jìn)行，體系的溫度均勻

材料名稱導(dǎo)熱系數(shù)（W/mK）玻璃0.12鐵80銀429銅401泡沫塑料0.045紙板0.06～0.14木屑0.05能否用銅絲代替玻璃攪拌器？【學(xué)習(xí)任務(wù)二】設(shè)計(jì)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)2.實(shí)驗(yàn)原理NaOH+HCl=NaCl+H2O1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱3.實(shí)驗(yàn)用品50mL、0.50mol/L的鹽酸50mL、0.55mol/L氫氧化鈉溶液

量筒（50mL）兩個(gè)，簡(jiǎn)易量熱計(jì)為了保證鹽酸完全被中和，需要采用稍過量的NaOH溶液。思考：為什么氫氧化鈉溶液過量？Q=(m1+m2)·c·(t后?t前)【學(xué)習(xí)任務(wù)二】設(shè)計(jì)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)（1）反應(yīng)物溫度的測(cè)量4.操作步驟【學(xué)習(xí)任務(wù)二】設(shè)計(jì)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)①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(數(shù)據(jù)填入下表)。用水把溫度計(jì)上的酸沖洗干凈，擦干備用。②用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液①，用溫度計(jì)測(cè)量并記錄NaOH溶液的溫度(數(shù)據(jù)填入下表)。（2）反應(yīng)后體系溫度的測(cè)量思考3：為什么要用攪拌器勻速攪拌？保證反應(yīng)物充分混合，體系溫度更均勻。④重復(fù)上述步驟（1）至步驟（2）兩次。【學(xué)習(xí)任務(wù)二】設(shè)計(jì)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)③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)。目的是減少誤差實(shí)驗(yàn)次數(shù)反應(yīng)物的溫度/℃反應(yīng)前體系的溫度t前/℃反應(yīng)后體系的溫度t后/℃溫度差(t后－t前)/℃鹽酸NaOH溶液122.022.025.6221.922.125.4322.222.024.35.數(shù)據(jù)處理

（1）計(jì)算溫度差(t后?t前)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(t前)。22.03.63.422.022.13.2（2）取三次測(cè)量所得溫度差的平均值

作為計(jì)算依據(jù)。3.4℃多次計(jì)算求平均值以減小實(shí)驗(yàn)誤差【學(xué)習(xí)任務(wù)二】設(shè)計(jì)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)（3）計(jì)算中和反應(yīng)的反應(yīng)熱

Q=

(m1+m2)·c·(t后?t前)

已知：50mL0.50mol/L鹽酸的質(zhì)量

m1=50g，

50mL0.55mol/LNaOH溶液的質(zhì)量

m2=50g。

①計(jì)算混合液的總質(zhì)量：

m1+m2=50g+50g=100g②溫度差(t后?t前)的平均值：(3.6℃+3.4℃+3.2℃)÷3=3.4℃【學(xué)習(xí)任務(wù)二】設(shè)計(jì)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)反應(yīng)放出的熱量與生成物的量成正比，所以反應(yīng)生成1molH2O時(shí)放出的熱量為：（3）計(jì)算中和反應(yīng)的反應(yīng)熱

Q=

(m1+m2)·c·(t后?t前)

③

放出的熱量為：

Q=100g×4.18J/(g·℃)

×3.4℃=1421.2J④

根據(jù)反應(yīng)原理，生成物H2O與鹽酸的物質(zhì)的量相等：1421.2J÷0.025=56848J≈56.8kJ50×10-3×0.50mol=0.025mol

大量實(shí)驗(yàn)測(cè)得，在25℃和101kPa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1molH2O時(shí)，放出57.3kJ的熱量。中和熱【學(xué)習(xí)任務(wù)二】設(shè)計(jì)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)6.誤差分析【學(xué)習(xí)任務(wù)二】設(shè)計(jì)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)配制溶液的濃度有誤差，量取溶液的體積有誤差；溫度計(jì)的讀數(shù)有誤差；混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作遲緩，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)有誤差；隔熱措施不佳，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而產(chǎn)生誤差。1.若用0.55mol/LKOH溶液代替0.55mol/L

NaOH溶液，對(duì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響嗎？為什么？

無影響。因?yàn)閺?qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)生成1molH2O(l)時(shí)放出的熱量是相同的，與用KOH溶液還是NaOH溶液以及酸堿的用量無關(guān)。2.分別用濃硫酸、醋酸代替鹽酸對(duì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生什么影響？

濃硫酸溶于水時(shí)放熱，所測(cè)反應(yīng)熱的數(shù)值偏大；弱酸、弱堿電離吸熱，所測(cè)反應(yīng)熱的數(shù)值偏小。【深度思考】3．實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定?；卮鹣铝袉栴}：（1）反應(yīng)終止溫度與起始溫度之差(t2－t1)分別為①2.3℃，②2.4℃，③2.9℃，則代入計(jì)算式的溫度差的平均值為________℃。（2）在25℃和101kPa下，強(qiáng)酸稀溶液與強(qiáng)堿稀溶液發(fā)生反應(yīng)生成1molH2O時(shí)，放出57.3kJ的熱量。用0.1molBa(OH)2配成稀溶液與足量稀硝酸反應(yīng)，能放出________kJ的能量。11.462.35【深度思考】【遷移運(yùn)用】1．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)與能量變化的說法正確的是(

)A．放熱反應(yīng)的發(fā)生無須任何條件B．化學(xué)鍵的斷裂和形成與反應(yīng)放熱和吸熱無關(guān)C．化學(xué)反應(yīng)過程都伴隨著能量的變化D．硫酸與氫氧化鈉的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C2．50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng)，通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．在測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中，至少需要測(cè)定并記錄的溫度是2次B．環(huán)形玻璃攪拌棒材料若用銅代替，則測(cè)得的△H會(huì)偏大C．用相同濃度、相同體積的醋酸溶液代替鹽酸進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的△H會(huì)偏大D．測(cè)量鹽酸的溫度后，必須將溫度計(jì)用水洗凈并擦干后再測(cè)量NaOH溶液的溫度A【遷移運(yùn)用】3．用50mL0.50mol·L-1的鹽酸與50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量計(jì)算反應(yīng)熱(已知中和熱為57.3kJ/mol)。下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)及中和反應(yīng)的說法正確的是（