高二—人教版—化學—選擇性必修1—第一章第一節(jié)反應熱第1課時

反應熱及其測定【學習目標】1.能從體系和環(huán)境的角度認識反應熱的概念。2.能解釋中和反應反應熱的測定原理。3.能根據(jù)實驗中測定并記錄的數(shù)據(jù)計算反應熱。化學反應過程中釋放或吸收的熱量在生活生產中有廣泛的應用乙炔與氧氣反應放出的熱量用于切割金屬天然氣燃燒放出的熱量用于加熱食品【思考】如何定量地描述反應過程中釋放或吸收的熱量呢？

定量描述指的是：表示、測定和計算反應熱。環(huán)節(jié)一

從體系、環(huán)境角度認識反應熱反應體系：試管中的鹽酸、NaOH溶液及發(fā)生的反應等，

環(huán)境：盛溶液的試管和溶液之外的空氣等。【思考】天然氣燃燒反應中，體系包括什么？環(huán)境指的是什么？(鹽酸與NaOH溶液的反應)(天然氣與氧氣的反應)天然氣、氧氣及發(fā)生的反應煤氣灶和空氣等—圖片來源網(wǎng)絡反應熱--Q

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。指反應發(fā)生后，使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。【活動1】思考定量實驗方案的內容實驗目的實驗原理實驗要測量的數(shù)據(jù)測量、記錄數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)得出結論環(huán)節(jié)二

設計中和反應反應熱的測定實驗討論問題：(1)在測定中和反應的反應熱時，應該測量哪些數(shù)據(jù)？(2)如何根據(jù)測得的數(shù)據(jù)計算反應熱？(3)為了提高測定的準確度，應該采取哪些措施？【活動2】研究反應熱測定實驗的設計思路環(huán)節(jié)二

設計中和反應反應熱的測定實驗【問題1】在測定中和反應的反應熱時，實驗中需要測量哪些數(shù)據(jù)？【總結】測定中和反應的反應熱時，需測量中和反應前后體系的溫度及反應物的總質量。

許多反應熱可以直接測定。

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，吸收熱量就會使體系的溫度降低，

可以根據(jù)測得體系的溫度變化和有關物質的比熱容等來計算。初中物理學過哪些計算熱量的方法？Q=m×c×Δt熱量/J質量/g比熱容/J/(g·℃)溫度差值/℃【問題2】如何根據(jù)測得的數(shù)據(jù)計算反應熱？【問題2】如何根據(jù)測得的數(shù)據(jù)計算反應熱？Q=m×c×Δt計算反應熱的公式Q=(m1+m2)·c·(t后?t前)

NaOH+HCl=NaCl+H2O中和反應放出的熱量/J反應混合液的質量/g反應混合液的比熱容

J/(g·℃)反應前后溶液溫度的差值/℃藥品裝置操作動作快，充分混合，讀數(shù)規(guī)范使用稀溶液，氫氧化鈉稍過量儀器有隔熱層并封閉，儀器材料不易導熱【問題3】為了提高測定的準確度，

應該采取哪些措施？Q=(m1+m2)·c·(t后?t前)，減少散熱；反應完全；準確讀數(shù)等。【練習】你能畫出測定中和反應反應熱的實驗裝置嗎？【總結】關鍵是減少體系與環(huán)境的熱交換。環(huán)境體系【活動3】分析簡易量熱計的各部分作用（測量中和反應反應熱的實驗裝置）

測定反應前后溶液的溫度反應容器保溫作用保溫作用使反應充分進行，體系的溫度均勻

2.實驗原理

NaOH+HCl=NaCl+H2O1.實驗目的

測定中和反應的反應熱3.實驗用品50mL、0.50mol/L的鹽酸50mL、0.55mol/L氫氧化鈉溶液

量筒（50mL）兩個，簡易量熱計【總結】測定中和反應反應熱實驗的內容堿吸收二氧化碳濃度下降，鹽酸需反應完全。思考：為什么氫氧化鈉溶液濃度要稍大？4.實驗操作Q=(m1+m2)·c·(t后?t前)測量鹽酸的溫度用水把溫度計上的酸沖洗干凈，擦干備用。測量NaOH溶液溫度（1）反應物溫度的測量21.0℃21.0℃【思考1】為什么要用水沖洗溫度計上的酸？殘留的酸會與堿反應，導致溫度差偏小。用攪拌器勻速攪拌

最高溫度記為反應后體系的溫度（2）反應后體系溫度的測量24.6℃【思考2】為什么要用攪拌器勻速攪拌？保證反應物充分混合，體系溫度更均勻。(3)重復上述步驟(1)至步驟(2)兩次。實驗次數(shù)反應物的溫度/℃反應前體系的溫度t前/℃反應后體系的溫度t后/℃溫度差(t后－t前)/℃鹽酸NaOH溶液121.021.024.6220.921.124.4321.221.024.35.數(shù)據(jù)處理

（1）計算溫度差(t后?t前)取鹽酸溫度和NaOH溶液溫度的平均值記為反應前體系的溫度(t前)。21.03.63.421.021.13.2（2）取三次測量所得溫度差的平均值

作為計算依據(jù)。3.4℃（3）計算中和反應的反應熱

Q=

(m1+m2)·c·(t后?t前)

已知：50mL0.50mol/L鹽酸的質量

m1=50g，

50mL0.55mol/LNaOH溶液的質量

m2=50g。

①計算混合液的總質量：

m1+m2=50g+50g=100g②三次測量所得溫度差(t后?t前)的平均值：(3.6℃+3.4℃+3.2℃)÷3=3.4℃（3）計算中和反應的反應熱

Q=

(m1+m2)·c·(t后?t前)

又已知：反應生成的稀溶液的比熱容接近于水的比熱容

c

=

4.18J/(g·℃)

。

③

放出的熱量為：

Q=100g×4.18J/(g·℃)

×3.4℃=1421.2J④

根據(jù)反應原理，生成物H2O與鹽酸的物質的量相等：1421.2J÷0.025=56848J≈56.8

kJ50mL×10-3L/

mL×0.50mol/L=0.025mol

反應放出的熱量與生成物的量成正比，所以反應生成1molH2O時放出的熱量為：

大量實驗測得，在25℃和101kPa下，強酸的稀溶液與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應生成1molH2O時，放出57.3kJ的熱量。分析要點分析內容m1+m2ct后?t前動作慢；讀數(shù)不規(guī)范；裝置吸收了部分熱量；儀器保溫性能差。測酸溫度后未清洗溫度計，立即去測堿的溫度。少量反應液殘留在量筒里。【問題

1】實際實驗所得的反應熱數(shù)據(jù)為56.8kJ，為何會小于大量實驗的結論57.3kJ呢？根據(jù)Q=(m1+m2)·c·(t后?t前)

分析。選用的比熱容

4.18J/(g·℃)小于酸堿溶液的比熱容。環(huán)節(jié)四

分析反應熱測定實驗產生誤差的原因【方法提升】序號項目內容1明確實驗目的……2明確實驗原理和方法3找到需要測量的數(shù)據(jù)……4思考準確得到測量數(shù)據(jù)的措施5選擇實驗儀器和裝置化學方程式、計算式設計定量探究實驗的思維模型分析可能產生誤差的因素，盡可能減少誤差。