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反应热及其测定
化学(人教版)选择性必修1 第一章 第一节 第一课时
授课教师:
学校:
感受生活中能量的转化:
神州十三号载人飞船升空
火箭推进剂燃烧放出大量热量
乙炔与氧气反应放出的热量
用于切割金属
通过高分子水性凝胶里的水分汽化,带走皮肤表面的热量
自热食品利用化学反应
放出的热量加热食物
目前市面上的“即热饭盒”,其原理是在饭盒底部有两层,一层存放水,另一层存放镁和铁的混合物(发热包主要成分)。使用时打开隔离层,即发生以下反应:Mg+2H2O═Mg(OH)2+H2↑ 。
实际生产中需要严格把控发热包中有效成分的含量。发热包中有效成份含量过少,放热不足;含量过多占用空间,且有安全隐患。
化学能
热能
定量描述?
反应热的概念
【学习任务一】了解反应热概念
一、反应热概念:
在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
等温:指化学反应发生后,使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度,即反应前后体系的温度相等。
环境:与体系相互影响的其它部分(如试管、空气等)
环境
热量
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
通过热成像仪直观感受感受中和反应的反应热
【学习任务一】了解反应热概念
中和反应反应热的测定
【学习任务二】中和反应反应热的测定
1881 年,法国化学家贝特罗(Pieltte Engene Marceiin Berthelot),在法兰西学院的实验室里,利用自己发明弹式量热计测出了不同反应的反应热。
1827年-1907年
法国化学家贝特罗
【实验探究】:
1.使用绝热装置,减少热量向环境传递。
测定酸碱中和反应的反应热
1.实验装置
2.使用温度计测量反应前后体系温度的变化
3.使用玻璃搅拌器,保证反应物混合均匀。
材料名称
导热系数(W/mK)
玻璃
0.12
铁
80
银
429
铜
401
泡沫塑料
0.045
纸板
0.06~0.14
木屑
0.05
【学习任务二】中和反应反应热的测定
【思考】:实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH稍过量?
因为在空气中稀盐酸相对碱稳定,碱极易与空气中CO2反应,消耗了一部分NaOH,为了保证盐酸完全被中和,需要采用稍过量的NaOH溶液。
【实验探究】:
测定酸碱中和反应的反应热
2.实验试剂
0.5mol/L
的稀盐酸
0.55mol/L
的NaOH溶液
50mL
50mL
【学习任务二】中和反应反应热的测定
1. 反应前酸、碱的温度,取平均值t1
【实验探究】:
测定酸碱中和反应的反应热
3.数据收集
2. 酸碱混合充分反应后体系温度t2
实验次数
反应物温度
反应前体系的温度
反应后体系的温度
温度差
盐酸
NaOH溶液
t1/℃
t2/℃
(t2-t1)/℃
1
2
3
重复三次实验,减少实验误差
【学习任务二】中和反应反应热的测定
【实验探究】:
测定酸碱中和反应的反应热
【学习任务二】中和反应反应热的测定
热量的计算公式:Q = mcΔt
【实验探究】:
测定酸碱中和反应的反应热
4.数据处理
Δt:三次测量所得温度差(t2-t1)的平均值
m:反应混合液的质量
50mL0.5mol/L盐酸的质量 m1=50g;
50mL0.55mol/LNaOH溶液的质量 m2=50g
m=m1+m2=100g
c:反应混合液的比热容c=4.18×10-3kJ/(g·℃)。
0.025mol
0.025mol
0.418× Δt
1mol
Q(kJ)
大量实验测得,在25℃和101kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时,放出57.3kJ的热量。
【学习任务二】中和反应反应热的测定
【实验探究】:
测定酸碱中和反应的反应热
5.误差分析
为了准确测出升高的温度,实验过程中已采取了哪些措施?
1.使用碎泡沫塑料、盖板等做隔热材料,减少热量损失;
2.使用玻璃搅拌棒匀速搅拌,保证反应完全;
3.混合两种反应物时动作迅速、操作规范;
4.重复三次实验,减少误差。
思考:如何进一步改进本实验?
【学习任务二】中和反应反应热的测定
【实验探究】:
测定酸碱中和反应的反应热
6.实验改进
玻璃棒
电动搅拌器
磁力搅拌器
实验室常见的搅拌方式
√
【学习任务二】中和反应反应热的测定
【实验探究】:
测定酸碱中和反应的反应热
6.实验改进
温度计
电子温度计
温度传感器
实验室常见的温度测量方式
√
【学习任务二】中和反应反应热的测定
√
1.在日常生活和学习中,我们经常接触到下列反应:
①化石燃料燃烧 ②强酸、强碱的中和反应 ③用C和H2O在高温下制水煤气 ④锌和
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