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第一节反应热
第1课时反应热焓变
[核心素养发展目标]1.理解反应热测定的原理和方法,会分析产生误差的原因,不断完善和改进测定方法。2.能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质,正确认识和判断放热反应和吸热反应。3.能辨识化学反应中的能量转化形式,形成能量可以相互转化的观念,正确理解反应热和焓变的概念。
一、反应热及相关概念
1.体系与环境(以盐酸与NaOH溶液的反应为例)
2.热量
因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
3.吸热反应和放热反应
有下列常见的化学反应:①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应②大多数的分解反应③大多数的化合反应④铝热反应⑤C和H2O(g)、C和CO2的反应⑥中和反应⑦可燃物的燃烧⑧金属与酸的置换反应
其中属于放热反应的是______________(填序号,下同),属于吸热反应的是__________。
答案③④⑥⑦⑧①②⑤
4.反应热
反应热
eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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,意义:定量的描述化学反应过程中释放,或吸收的热量,反应热的测定:在环境温度不变的条件,下,许多反应热可通过量热计测定体,系反应前后温度的差值,应用有关物,质的比热容等计算反应热))
(1)放热反应不需要加热就能反应,吸热反应不加热就不能反应()
(2)浓硫酸溶于水是放热反应()
(3)锌与稀硫酸反应导致体系温度升高,且向环境中释放热量()
(4)物质发生化学变化都伴有能量的变化()
答案(1)×(2)×(3)√(4)√
二、中和反应反应热的测定
1.测定原理
环境温度不变时,根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热:Q=cmΔt。
2.实验装置
3.实验操作步骤
(1)反应前体系的温度:分别测量盐酸与NaOH溶液的温度。
(2)反应后体系的温度:迅速混合并搅拌,记录最高温度。
(3)重复操作两次,取温度差的平均值作为计算依据。
问题
分析
药品用量
(1)为什么采用碱稍过量的方法?
实验装置仪器选择
(2)能否用金属搅拌器代替玻璃搅拌器?
(3)测量盐酸和NaOH溶液的温度时能否选用不同的温度计?
实验操作
(4)测完酸后能否直接测量碱的温度?应该如何操作?
(5)将溶液迅速倒入内筒后,为什么要立即盖上杯盖?
(6)能否将NaOH溶液分多次倒入量热计中?
提示(1)为了保证盐酸完全被中和
(2)不能,金属搅拌器易导热,会造成实验过程中热量损失
(3)否,不同的温度计会存在仪器误差
(4)不能,残留的酸会与碱反应,造成酸碱消耗,热量损失。测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干后再测另一种溶液
(5)为了减少热量的损失
(6)不能,操作要迅速,尽量减少热量的散失
4.数据处理
某化学小组用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行实验。
实验次数
反应物的温度/℃
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
25.0
25.2
25.1
28.5
3.4
2
24.9
25.1
25.0
28.3
3.3
3
25.6
25.4
25.5
29.0
3.5
取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据(注意误差太大的数据要舍去)。
设溶液的密度均为1g·cm-3,反应后溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1,反应放出的热量Q=cmΔt=c·[m(盐酸)+m(NaOH溶液)]·(t2-t1)≈1.42kJ,生成1molH2O放出的热量为eq\f(Q,n?H2O?)=eq\f(1.42kJ,0.025)=56.8_kJ。
特别提醒大量实验测得,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1molH2O时,放出57.3kJ的热量。
(1)本次实验测得数据小于57.3kJ·mol-1,试分析产生误差可能的原因。
提示①量取酸碱溶液时,操作或读数不当,量取体积小于50mL;②量热计保温效果不好;③溶液混合时速度不够快,或没有及时盖上杯盖;④读取反应后温度时,过早或过晚,不是读取的最高温度。
(2)若改用100mL0.50mol·L-1的盐酸与100mL0.55mol·L-1NaOH溶液混合,所测中和反应反应热的数值是否为本实验结果的2倍?
提示否;中和反应反应热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1molH2O时的反应热,其数值与反应物的量的多少无关,故所测结果应与本次实验结果基本相同。
(3)用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响?用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响?
提示浓硫酸溶于水时放热,使所测反应热的数值偏大;弱酸、弱碱电离时
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