人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热图文ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热图文ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了导入一，热量的释放或吸收，导入二，反应热及其测定，中和反应反应热的测定，减少热量损失不能，反应热与焓变，课堂练习，玻璃搅拌器等内容，欢迎下载使用。
讨论:化学反应中能量变化的常见形式是什么?
[播放视频]《吸放热反应》
自然界中能量的存在形式有很多种,如势能、生物能、热能、太阳能、风能等。
生活中我们常见的能量形式还有哪些? 化学反应与能量的变化有什么关系?
日常生活中常见的化学反应有很多,列举我们学过的放热反应及吸热反应。
[问题思考]化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产和科学研究中具有广泛的应用。那么,在实际应用中,如何定量地描述化学反应过程中释放或吸收的热量呢?
1.反应热(1)体系(系统)与环境(以研究盐酸与 NaOH 溶液之间的反应为例)。
将试管中的盐酸、NaOH 溶液及发生的反应等看作一个反应体系,简称体系(又称系统);与体系相互影响的其他部分,如盛溶液的试管和溶液之外的空气可看作环境。
1.反应热(2)热量:指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
(3)反应热: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。
[问题思考]如何准确测量一个化学反应释放或吸收的热量呢? 根据什么原理来测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热呢?
许多反应热可以通过量热计直接测定。原理:用温度计测量反应前后体系的温度变化,再根据有关物质的比热容等来计算反应热。
[问题思考]测定中和反应的反应热时,应该测量哪些数据? 如何根据测得的数据计算反应热?
测定中和反应的反应热时,应该测量反应前的体系温度、反应后的体系温度、体系的质量等数据。
[播放视频]《中和反应反应热测定实验》
1.测定原理:Q=mcΔtQ:中和反应放出的热量 m:反应混合液的质量 c:反应混合液的比热容 Δt:反应前后溶液温度的差值
2.实验测量按照下列步骤,用简易量热计(如下图)测量盐酸与 NaOH 溶液反应前后的温度。(1)反应物温度的测量①用量筒量取 50 mL 0.5 ml/L盐酸,打开杯盖,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计冲洗干净,擦干备用。
2.实验测量按照下列步骤,用简易量热计(如下图)测量盐酸与 NaOH 溶液反应前后的温度。(1)反应物温度的测量②用另一个量筒量取 50 mL 0.55 ml/L NaOH溶液,用温度计测量并记录 NaOH 溶液的温度。用水把温度计冲洗干净,擦干备用。
2.实验测量按照下列步骤,用简易量热计(如下图)测量盐酸与 NaOH 溶液反应前后的温度。(2)反应后体系温度的测量打开杯盖,将量筒中的 NaOH 溶液迅速倒入量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度。用水把温度计冲洗干净,擦干备用。
2.实验测量按照下列步骤,用简易量热计(如下图)测量盐酸与 NaOH 溶液反应前后的温度。(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。
3.数据处理(举例)(1)取盐酸温度和 NaOH 溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。计算温度差(t2−t1),将数据填入下表。
3.数据处理(举例)(2)取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
3.数据处理(举例)(3)根据温度差和比热容等计算反应热。为了计算简便,可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度,比热容与水相同,并忽略量热计的比热容,则:①50 mL 0.5 ml/L 盐酸的质量 m(HCl)=50 g,50 mL 0.55 ml/L NaOH 溶液的质量 m(NaOH)=50 g。
3.数据处理(举例)(3)根据温度差和比热容等计算反应热。为了计算简便,可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度,比热容与水相同,并忽略量热计的比热容,则:②反应后生成的溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃),50 mL 0.5 ml/L 盐酸与50 mL 0.55 ml/L NaOH 溶液发生中和反应时放出的热量为[m(HCl)+m(NaOH)]·c·(t2−t1)。
3.数据处理(举例)(3)根据温度差和比热容等计算反应热。为了计算简便,可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度,比热容与水相同,并忽略量热计的比热容,则:
4.实验结论大量实验测得,在 25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成 1 ml 水时,放出57.3 kJ的热量,即中和热。
5.误差分析(1)为了提高测定的准确度,应该采取哪些措施?
(2)本实验为什么要采用碱稍过量的方法?
①使用比较精确的温度计读出温度变化;②需要保温装置,减少与外界发生热交换;③搅拌器搅拌,保证溶液温度均匀。
因碱会吸收空气中的CO2,碱稍过量是为了保证盐酸完全被中和。
5.误差分析(3)能不能用金属搅拌器代替玻璃搅拌器?
(4)实验中是否可以更换温度计? 在测量温度时能否测完酸后直接测量碱的温度?
不能。金属易导热,会造成热量损失。
不能,会存在仪器误差。不能,残留的酸会与碱反应,造成热量损失。
5.误差分析(5)量筒中的 NaOH 溶液为什么迅速倒入内筒后,立即盖上杯盖? 能否将 NaOH 溶液分多次倒入量热计中?
小试牛刀 大量的实验测得,25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成 1 ml 水时,放出 57.3 kJ的热量。但是本实验中测得的数据小于 57.3 kJ·ml−1,分析产生误差的可能原因是什么?
①量热器保温效果不好;②溶液混合不够快速;③反应不够充分;④测量酸后温度计没冲洗就测量 NaOH 溶液的温度。
[问题思考]化学反应为什么会产生反应热?
因为化学反应前后体系的内能发生了变化。
焓与焓变1.内能:体系内物质的各种能量的总和,符号为U。内能受温度、压强和物质的聚集状态等外界因素的影响。2.焓:物质所具有的能量,是与内能有关的物理量,用符号 H 表示。3.焓变:在等压条件下进行的化学反应(严格地说,对反应体系做功还有限定,中学阶段一般不考虑),其反应热等于反应的焓变,用符号ΔH 表示。ΔH 的常用单位是 kJ/ml(或 kJ·ml−1)。对于一个化学反应,生成物的总焓与反应物的总焓之差称为焓变。
ΔH=H生成物−H反应物
[问题思考]焓、焓变与放热反应、吸热反应有什么关系呢?
1.当反应体系放热时其焓减小,ΔH 为负值,即ΔH0,也就是说反应物的总焓小于生成物的总焓。
[问题思考]化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生成。旧化学键的断裂需要吸收能量,新化学键的形成需要放出能量,你能从微观角度分析反应热的实质吗?
从微观角度认识反应热的实质(以 H2 和 Cl2 反应生成 HCl 为例)
(1)在25 ℃和101 kPa下,1 ml H2 与1 ml Cl2 反应生成 2 ml HCl 时放出 184.6 kJ的热量,该反应的反应热: ΔH=−184.6 kJ/ml。
1 ml H2 与 1 ml Cl2 反应生成 2 ml HCl时的反应热,应等于生成物分子的化学键形成时所释放的总能量(862 kJ)与反应物分子的化学键断裂时所吸收的总能量(436 kJ+243 kJ=679 kJ)的差,即放出 183 kJ的热量。
(3)结论归纳:分析结果与实验测得的反应热(ΔH =−184.6 kJ/ml)很接近,说明化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
(4)ΔH 的计算方法①化学键角度ΔH=反应物分子的化学键断裂时所吸收的总能量−生成物分子的化学键形成时所释放的总能量②能量角度ΔH=生成物的总能量−反应物的总能量
反应热的实质1.宏观解释
反应热的实质2.微观解释
(1)若E1>E2,反应吸收能量,ΔH>0,为吸热反应;若E1