高中化学第一节 反应热教课课件ppt

这是一份高中化学第一节 反应热教课课件ppt，共37页。PPT课件主要包含了思考与讨论，放热反应，吸热反应，C+CO2高温，铝热反应，物质的缓慢氧化，中和反应，多数铵盐溶于水，大部分分解反应，CaCO3高温分解等内容，欢迎下载使用。

化学反应过程中不仅有物质的变化，同时还伴随有能量的变化，化学反应中能量的变化（吸收能量或释放能量）可以以热能、电能、光能及其它形式的能量表现出来。
化学反应既遵守质量守恒定律，也遵守能量守恒定律。
化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的，能量变化的多少与参加反应的物质种类和多少密切相关。
问题一：以上反应中伴随着怎样的能量变化？问题二：如何实现石灰石的分解？能量如何变化？
热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。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应用。
当能量变化以热能的形式表现时，化学反应可以分为放热反应与吸热反应。
常见的放热反应和吸热反应
燃料的燃烧(与O2的反应）
大部分化合反应（生石灰和水）
活泼金属与水或酸的反应
Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl
利用化学反应中热量的释放或吸收有利于改善我们的生活环境，提高我们的生产效率。
【思考】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）。使用时打开隔离层，即发生以下反应：Mg+2H2O═Mg（OH）2+H2↑ 。发热包中成份的含量是否需要控制，为什么？
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。
那么，在实际应用中，该如何控制发热包成份的含量？人们在研究化学反应的能量时，该如何定量地描述化学反应过程中释放或吸收的热量呢?
一、反应热 焓变
（1）体系与环境
下面以研究盐酸和氢氧化钠溶液之间的反应为例，对此作一些说明。
体系——试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系，又称系统。环境——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等看做环境。
与环境既有能量交换，也有物质交换。
与环境只有能量交换，没有物质交换。
与环境既没有能量交换，也没有物质交换。
体系与环境——以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例
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等看作环境。
反应物：NaOH溶液、盐酸发生的反应：NaOH+HCI=NaCl+H2O生成物：NaCl、H2O
例题：某试管中盛有Al粉和稀盐酸，下列有关说法不正确的是 （ ）A.试管、Al粉、稀盐酸及发生的反应可看作一个体系B.除反应物、生成物及相关反应外，其他均看作环境C.Al与稀盐酸反应导致体系温度升高，且向环境中释放热量D.Al与稀盐酸反应的反应热可以通过量热计测量
（2）体系与环境的热量交换——反应热
①热量：因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
②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。
用温度计测量反应前后体系的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热
哪些数据可以帮助我们测出反应热呢？我们怎样将这些数据转化为热量的变化呢？
下面我们以中和热的测定来了解反应热数据的获得。
【温馨提示】Q＝cm△t Q：反应放出的热量。 C：反应混合液的比热容，为常数。 m：反应混合物液的总质量 △t：反应前后溶液温度的差值。
用简易量热计测量盐酸与NaOH溶液反应前后的温度。
根据强酸与强碱溶液反应前后溶液温度的变化，计算出生成1 ml H2O放出的热量。
50 mL、0.50 ml/L的盐酸和50 mL、0.55 ml/L氢氧化钠溶液
——其中一种反应物过量，能使反应完全， 以减小误差。
大烧杯(500 mL) 小烧杯(100 mL) 泡沫塑料或纸条 塑料板或硬纸板（两个孔） 温度计 环形玻璃搅拌棒 量筒(50 mL)两个
——测量反应前后的温度
——搅拌，使反应液混合均匀（要迅速）
在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。
使反应物迅速混合，使反应充分进行，保持体系的温度均匀。
测量反应前后体系的温度
【实验测量】（1）反应物温度的测量①用量筒量取50mL0.50ml/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度（数据填入下表）。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。②用另一个量简量取50mL0.55ml/L.NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度（数据填入下表）。
（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简中，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（t2）。（3）重复上述步骤（l）至步骤（2）两次。
思考问题一：能否更换温度计？
思考问题二：能否测完酸后直接测量碱的温度？
不能，残留的酸与碱反应，造成酸碱消耗，热量损失
思考问题三：为什么碱的浓度稍大于酸？
为了保证盐酸完全被中和
【数据处理】（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。（2）取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。（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、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容，则：①50mL0.50ml/L盐酸的质量m1=50g，50mL0.55ml/LNaOH溶液的质量m2=50g。②反应后生成的溶液的比热容c=4.18J/（g·℃），50mL0.50ml/L盐酸与50ml0.55ml/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为（m1+m2）·c·（t2-t1）。③生成lmlH2O（l）时放出的热量为
温度差(t2－t1)／℃
实验次数起始温度t1／℃
温度实验次数
设问：若该实验中测得温度的情况如下，请计算中和热ΔH 为多少？
对于定量实验，均需重复实验步骤，取2~3次实验数据的平均值反应热测定实验中，温度数据至少要测量、记录6次（一次实验测3个数据，至少重复2次）选用数据进行计算时，相差太大的数据应舍弃环形玻璃搅拌棒仅在反应热测定这一实验中出现和使用
理论上，在25℃和101kPa下，强酸、强碱稀溶液发生中和反应生成1ml H2O时，放出57.3kJ热量。为何所测得的数据小于57.3 kJ，分析产生误差的原因。
（l）导致中和反应反应热测定存在误差的原因①量取溶液的体积不准确。②温度计读数有误（如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度）。③实验过程中有液体溅出。④混合酸、碱溶液时，动作缓慢。⑤隔热层隔热效果不好，实验过程中有热量损失。⑥测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。⑦溶液浓度不准确。⑧没有进行重复实验。
（2）提高测定反应热准确度的措施①实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时，使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间后再记下读数。②反应物应一次性迅速加入，且避免有液体溅出。③实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。④重复实验3次，取3次实验数据的平均值。
1、酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？
2、实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？
【提示】不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大
3、用50mL0.55ml/LNaOH溶液进行上述实验而不用0mL0.50ml/LNaOH溶液，为什么？
【提示】可以保证盐酸完全反应，使测得的中和热数值会更加准确。
（1）已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成 1 ml 水时放出 57.3 kJ 热量。(　　)（2）已知 HCl 和 NaOH 反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，则 98% 的浓硫酸和稀氢氧化钠溶液反应生成 1 ml 水的中和热为－57.3 kJ·ml－1。(　　)（3）已知 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，则 H2SO4 和 Ba(OH)2 反应的反应热 ΔH＝2×(－57.3) kJ·m－1。(　　)
解析：（1）、（2）、（3）考查中和热概念(①稀溶液，②1 ml H2O，③可溶性盐)。中和热是指酸跟碱发生中和反应生成 1 ml H2O 所放出的能量，与酸碱的用量无关。
2．关于中和热的测定实验，下列说法不正确的是(　　)A．烧杯间填满碎泡沫塑料是为了减少实验过程中的热量损失B．使用环形玻璃搅拌棒既可以搅拌又可以避免损坏温度计C．向盛装酸溶液的烧杯中加碱溶液时要小心缓慢D．测过酸的温度计要用水清洗后再测碱的温度
解析：A项，碎泡沫塑料可以保温，减少热量散失，A项正确。B项，环形玻璃搅拌棒上下移动，使溶液混合均匀，B项正确。C项，加碱溶液时，为了防止热量散失，应快速完成，C项错误。D项，测量酸的温度后温度计若不水洗，再测量碱的温度时，酸与碱发生反应减少了反应物的量，影响中和热的测定，D项正确。
3．50 mL 0.50 ml·L－1 盐酸与 50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH 溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应的反应热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 。 （2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。 （3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的反应热数值 （填“偏大”“偏小”“无影响”）。
减少实验过程中的热量损失
（4）实验中改用 60 mL 0.50 ml·L－1 盐酸跟 50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH 溶液进行反 应，与上述实验相比，所放出的热量 （填“相等”“不等”），所求中和热 （填“相等”“不等”）,简述理由： （5）用相同浓度和体积的氨水代替 NaOH 溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。（均填“偏大”“偏小”“无影响”）
因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成 1 ml H2O 所放出的能量，与酸碱的用量无关。
（1）取 50 mL NaOH 溶液和 30 mL 硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。①请填写下表中的空白：
4．某学习小组进行了测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验。
②近似认为 0.50 ml·L－1 NaOH 溶液和 0.50 ml·L－1 硫酸溶液的密度都是 1 g·cm－3 ，中和后生成溶液的比热容 c＝4.18 J· (g·℃) －1 。则中和热 ΔH＝________ _ (取小数点后一位)。
－53.5 kJ·ml－1　
（2）上述实验数值结果与－57.3 kJ·ml－1 有偏差，产生偏差的原因可能是__________ (填字母)。a．实验装置保温、隔热效果差b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
解析： （1）先计算生成水的物质的量为 0.025 ml；第 2 次实验(T2－T1)值较其他实验误差较大，舍去，用其他三组实组数据计算(T2－T1)的平均值为 4.0 ℃，计算得 ΔH＝－53.5 kJ·ml－1。 （2）分析偏差原因即分析“偏低”的原因，a、c 直接造成了热量损失，符合要求；b 的结果是量取的 NaOH 溶液偏多，是造成“偏高”的原因，不符合要求，d 使 T1偏高，则(T2－T1)偏低，符合要求。
【归纳总结】：实验注意事项
(1)试剂方面：从酸碱的强弱、浓度及量的多少方面考虑。①酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液；测定中和热时不能用弱酸或弱碱，因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离，若改用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量，使所得中和热数值偏小。②测定中和热不能用浓酸或浓碱。因浓酸或浓碱溶于水时一般都要放热，使所得中和热数值偏大。③为保证0.5 ml/L盐酸全部反应，实验中使用0.55 ml/L的NaOH溶液(稍过量)。