化學反應原理：《化學反應的熱效應》課件1（27張PPT）（魯科版選修4）

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歡迎進入化學課堂 gkxx精品課件 第一節(jié) 化學反應中的熱效應 gkxx精品課件 大燒杯 500mL 小燒杯 100mL 溫度計 泡沫塑料或紙條 泡沫塑料板或硬紙板 中心有兩個小孔 環(huán)形玻璃攪拌棒 觀察簡易量熱計的構造 gkxx精品課件 思考 1 量熱計直接測得的數(shù)據(jù)是什么 是焓變的數(shù)值嗎 是體系溫度的變化 2 根據(jù)體系溫度變化可以求得什么物理量 可以求得反應吸收或放出的熱量 Q mc t gkxx精品課件 Q mc tQ 反應放出的熱量 m 反應混合液的質(zhì)量 c 反應混合液的比熱容 t 反應前后溶液溫度的差值 gkxx精品課件 測定鹽酸與氫氧化鈉溶液反應的反應熱 1 用量筒量取50mL0 50mol L鹽酸 倒入簡易量熱計中 測量并記錄鹽酸的溫度 t1 2 用另一量筒量取50mL0 50mol L氫氧化鈉溶液 測量并記錄氫氧化鈉溶液的溫度 t2 3 將量筒中的氫氧化鈉溶液迅速倒入盛有鹽酸的簡易量熱計中 立即蓋上蓋板 用環(huán)形玻璃攪拌棒不斷攪拌 觀察溫度計的溫度變化 準確讀出并記錄反應體系的最高溫度 t3 4 假設溶液的比熱與水的比熱相等 溶液的密度與水的密度相等 忽略量熱計的比熱 根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值 計算中和反應的反應熱并寫出該反應的熱化學方程式 活動與探究 gkxx精品課件 所需儀器與試劑 大燒杯 500mL 小燒杯 100mL 溫度計 量筒 50mL 兩個 泡沫塑料或紙條 泡沫塑料板或硬紙板 中心有兩個小孔 環(huán)形玻璃攪拌棒 0 50mol L鹽酸 0 50mol LNaOH溶液 gkxx精品課件 Q mc t Q 中和反應放出的熱量 m 反應混合液的質(zhì)量 c 反應混合液的比熱容 t 反應前后溶液溫度的差值 問 酸 堿反應時 我們用的是它的稀溶液 它們的質(zhì)量應怎樣得到 量出它們的體積 再乘以它們的密度即可 Q V酸 酸 V堿 堿 c t2 t1 gkxx精品課件 Q V酸 酸 V堿 堿 c t2 t1 本實驗中 我們所用一元酸 一元堿的體積均為50mL 它們的濃度均為0 50mol L 由于是稀溶液 且為了計算簡便 我們近似地認為 所用酸 堿溶液的密度均為1g cm3 且中和后所得溶液的比熱容為4 18J g 已知V酸 V堿 50mL c酸 c堿 0 50mol L 酸 堿 1g cm3c 4 18J g 請把以上數(shù)據(jù)代入式 得出Q的表示式 其中熱量的單位用kJ 得出結果 Q 0 418 t2 t1 kJ 思考 式表示的是不是該反應的反應熱 為什么 gkxx精品課件 式不是該反應的反應熱 因為反應熱是有正負的 中和反應放熱 故其 H為 問題 該反應的中和熱應怎樣表示呢 中和熱是稀的酸 堿中和生成1mol水的反應熱 而50mL0 50mol L的鹽酸與50mL0 55mol L氫氧化鈉反應后生成的水只有0 025mol 故 式表示的也不是中和熱 中和熱 在稀溶液中 酸跟堿發(fā)生中和反應而生成1mol水 這時的反應熱叫做中和熱 思考 式表示的是中和熱嗎 為什么 gkxx精品課件 實驗步驟 1 在大燒杯底部墊泡沫塑料 或紙條 使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平 然后再在大 小燒杯之間填滿碎泡沫塑料 或紙條 大燒杯上用泡沫塑料板 或硬紙板 作蓋板 在板中間開兩個小孔 正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過 如下圖所示 中和熱的測定 大 小燒杯放置時 為何要使兩杯口相平 填碎紙條的作用是什么 對此裝置 你有何更好的建議 gkxx精品課件 答案 兩杯口相平 可使蓋板把杯口盡量蓋嚴 從而減少熱量損失 填碎紙條的作用是為了達到保溫隔熱 減少實驗過程中熱量損失的目的 若換用隔熱 密封性能更好的裝置 如保溫杯 會使實驗結果更準確 2 用一個量筒最取50mL0 50mol L鹽酸 倒入小燒杯中 并用溫度計測量鹽酸的溫度 記入下表 然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈 溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈 沖洗后的溶液能否倒入小燒杯 為什么 因為該溫度計還要用來測堿液的溫度 若不沖洗 溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應而使熱量散失 故要沖洗干凈 沖洗后的溶液不能倒入小燒杯 若倒入 會使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加 而導致實驗結果誤差 gkxx精品課件 3 用另一個量筒量取50mL0 50mol LNaOH溶液 并用溫度計測量NaOH溶液的溫度 記入下表 酸 堿混合時 為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入 因為本實驗的關鍵是測反應的反應熱 若動作遲緩 將會使熱量損失而使誤差增大 4 把溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中 并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯 注意不要灑到外面 用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液 并準確讀取混合溶液的最高溫度 記為終止溫度 記入下表 實驗中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為1 1 但在實際操作過程中往往會取0 55mol L的NaOH 你知道為什么嗎 HCl過量行嗎 gkxx精品課件 為了保證0 50mol L的鹽酸完全被NaOH中和 采用0 55mol LNaOH溶液 使堿稍稍過量 若使鹽酸過量 亦可 5 重復實驗兩次 取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù) gkxx精品課件 次數(shù) 1 2 3 起始溫度t c 終止溫度 溫度差 t c t c 鹽酸 氫氧化鈉 平均值 24 5 25 0 22 0 22 4 25 0 25 4 24 75 22 2 25 2 26 5 25 4 28 2 1 75 3 2 3 0 gkxx精品課件 強酸 強堿反應 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ moL 議一議 為何所測得的數(shù)據(jù)不是57 3kJ mol 分析產(chǎn)生誤差的原因 gkxx精品課件 可能的原因有 1 量取溶液的體積有誤差 測量結果是按50mL的酸 堿進行計算 若實際量取時 多于50mL或小于50mL都會造成誤差 2 溫度計的讀數(shù)有誤 3 實驗過程中有液體灑在外面 4 混合酸 堿溶液時 動作緩慢 導致實驗誤差 5 隔熱操作不到位 致使實驗過程中熱量損失而導致誤差 6 測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度 致使熱量損失而引起誤差 誤差分析 gkxx精品課件 討論下列問題 2 本實驗中若把50mL0 50mol L的鹽酸改為50mL0 50mol L醋酸 所測結果是否會有所變化 為什么 答案 2 會有所變化 因為醋酸為弱電解質(zhì) 其電離時要吸熱 故將使測得結果偏小 1 若改用100mL0 50mol L的鹽酸和100mL0 55mol L的NaOH溶液 所測中和熱的數(shù)值是否約為本實驗結果的二倍 假定各步操作沒有失誤 答案 1 否 因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時放出的熱量 其數(shù)值與反應物的量的多少無關 故所測結果應基本和本次實驗結果相同 若所有操作都準確無誤 且無熱量損失 則二者結果相同 gkxx精品課件 練習 50mL0 50mol L鹽酸與50mL0 55mol L的NaOH溶液在圖示的裝置中進行中和反應 通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱 回答下列問題 1 從實驗裝置上看 圖中缺少的一種玻璃用品是 2 燒杯間填滿碎紙條的作用是 3 大燒杯上如不蓋硬紙板 求得的中和熱數(shù)值 填 偏大 偏小 無影響 環(huán)形玻璃攪拌棒 減少實驗過程中的熱量損失 偏小 gkxx精品課件 4 實驗中改用60mL0 50mol L鹽酸跟50mL0 55mol LNaOH溶液進行反應 與上述實驗相比 所放出的熱量 填 相等 不相等 所求中和熱 填 相等 不相等 簡述理由 不等 相等 因為中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應生成1molH2O所放出的能量 與酸堿的用量無關 gkxx精品課件 5 用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗 測得的中和熱的數(shù)值會 用50mL0 50mol LNaOH溶液進行上述實驗 測得的中和熱的數(shù)值會 均填 偏大 偏小 無影響 偏小 偏小 gkxx精品課件 討論 是不是任一反應的反應熱均能直接測出 如何測出這個反應的反應熱 C s 1 2O2 g CO g H1 CO g 1 2O2 g CO2 g H2 283 0kJ mol C s O2 g CO2 g H3 393 5kJ mol 則 H1 H2 H3 H1 H3 H2 393 5kJ mol 283 0kJ mol 110 5kJ mol 應用了什么規(guī)律 gkxx精品課件 蓋斯定律 不管化學反應是一步完成或分幾步完成 其反應熱是相同的 化學反應的焓變 H 只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關 而與反應的途徑無關 gkxx精品課件 如何理解蓋斯定律 H H1 H2之間有何關系 H H1 H2 B H gkxx精品課件 因為有些反應進行得很慢 有些反應不容易直接發(fā)生 有些反應的產(chǎn)品不純 有副反應發(fā)生 這給測定反應熱造成了困難 此時如果應用蓋斯定律 就可以間接地把它們的反應熱計算出來 蓋斯定律用途 gkxx精品課件 若多步化學反應相加可得到新的化學反應 則新反應的反應熱即為上述多步反應的反應熱之和 總結規(guī)律 注意 1 計量數(shù)的變化與反應熱數(shù)值的變化要對應2 反應方向發(fā)生改變反應熱的符號也要改變 總結思考 在用方程式疊加計算反應熱時要注意哪些問題 gkxx精品課件 反應熱計算的常見題型 1 化學反應中物質(zhì)的量的變化與反應能量變化的定量計算 2 理論推算反應熱 依據(jù) 物質(zhì)變化決定能量變化 1 蓋斯定律 2 通過已知熱化學方程式的相加 得出新的熱化學方程式 設計合理路徑路徑1總能量變化等于路徑2總能量變化 物質(zhì)的疊加 反應熱的疊加 gkxx精品課件 二 若某一化學反應可分為多步進行 則其總反應熱為各步反應的反應熱之和 即 H H1 H2 H3 一 若某化學反應從始態(tài) S 到終態(tài) L 其反應熱為 H 而從終態(tài) L 到始態(tài) S 的反應熱為 H 這兩者和為 即 H H 三 若多步化學反應相加可得到新的化學反應 則新反應的反應熱即為上述多步反應的反應熱之和 小結 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全