苏教版选修四化学新素养导学课件：1.1 化学反应中的热效应（第2课时）

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1、,第2课时 反应热的测量与计算,专题1 第一单元 化学反应中的热效应,核心素养发展目标 HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO,1.科学探究：理解反应热(中和热)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.证据推理与模型认知：构建盖斯定律模型，理解盖斯定律的本质，形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型。 3.科学态度与社会责任：了解盖斯定律对反应热测定的重要意义，增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感。,新知导学 启迪思维 探究规律,达标检测 检测评价 达标过关,内容索引 NEIRONGSUOYIN,01,新知导学,1.中和热及其数值,一、中和反应反

2、应热的测量,(1)概念：在 中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时释放的热量称为中和热。 (2)表示方法：H(aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJmol1。,稀溶液,例1 (2018山西孝义实验中学月考)已知稀盐酸和氢氧化钠稀溶液反应的中和热H57.3 kJmol1，则下列物质间发生反应时放出的热量与57.3 kJ最接近的是 A.含1 mol氢氧化钙的稀溶液与足量稀硫酸反应 B.含1 mol硫酸的稀溶液与足量稀氢氧化钠溶液反应 C.含1 mol醋酸的稀溶液与足量稀氢氧化钾溶液反应 D.含1 mol氢氧化钡的稀溶液与含1 mol氯化氢的稀盐酸反应,解析 中和热是稀的强

3、酸溶液和强碱溶液反应生成1 mol 液态水时的反应热。,特别提示 中和反应的实质是H和OH结合生成水，因而理解中和热时要注意以下几点： (1)条件：稀溶液，因浓酸溶液和浓碱溶液稀释时会放出热量。 (2)反应物：酸与碱(在中学化学中，只讨论强酸和强碱反应的中和热)。 (3)生成物及其物质的量：1 mol H2O(l)。 (4)表述：用文字叙述中和热时，不带“”；用H表示时，带上“”。如强酸与强碱反应的中和热为57.3 kJmol1或H57.3 kJmol1。,2.中和热的测量 (1)实验装置 将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。,温度计,环形玻璃 搅拌棒,实验过程中，还需要的其他仪

4、器有 。,50 mL量筒(2个),(2)实验测量数据 初始温度(t1)：测量混合前50 mL 0.50 molL1盐酸、50 mL 0.50 molL1氢氧化钠溶液的温度，取 为t1。 终止温度(t2)：将酸碱溶液迅速混合，用 不断搅动溶液，并准确读取混合溶液的 ，记录为终止温度t2。 重复实验操作三次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。,两温度平均值,环形玻璃搅拌棒,最高温度,(3)实验数据处理 盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1 gcm3，反应后溶液的比热容c4.18 Jg11。该实验中盐酸和氢氧化钠溶液反应放出的热量是 ，中和热为16.72(t2t1) kJmo

5、l1或H kJ mol1。,0.418(t2t1) kJ,归纳总结,中和热测定实验中应注意的事项 (1)用环形玻璃搅拌棒搅拌，而不能用金属棒(丝)搅拌。 (2)实验时动作要迅速。 (3)温度计不能代替环形玻璃搅拌棒，只能用于测量溶液的温度。,例2 在量热计中(如图所示)将100 mL 0.50 molL1的醋酸溶液与100 mL 0.55 molL1的氢氧化钠溶液混合，温度从298.0 K升高到300.7 K，已知量热计的热容常数(量热计各部件温度每升高1 K所需要的热量)是150.5 JK1，溶液密度均为1 gmL1，充分混合后溶液的比热容c4.184 Jg1K1。,(1)试求醋酸与氢氧化钠

6、发生中和反应的反应热H 。,53.3 kJmol1,解析 根据题中所给信息可推算出酸和碱的物质的量，酸为0.050 mol，碱为0.055 mol，可知碱是过量的，应以酸的量计算，算出生成0.050 mol水时放出的热量，进而算出生成1 mol水时放出的热量，即可得出CH3COOH与NaOH发生中和反应的反应热,5.33104 Jmol153.3 kJmol1。,(2)醋酸的中和反应反应热的文献值为56.1 kJmol1，请指出(1)中测得的实验值出现偏差的可能原因_ _。,量热计的保温瓶绝热效,果不好，酸碱溶液混合不迅速，温度计不够精确等,解析 本实验方法测得的CH3COOH的中和反应反应热

7、小于文献值，原因可能有以下几个方面：量热计的保温瓶绝热效果不好；酸碱溶液混合不迅速；温度计不够精确等。,(3)实验中氢氧化钠过量的目的是_ _。,解析 过量的碱能保证CH3COOH完全被中和，从而提高实验准确度。,保证CH3COOH完全被中和，,从而提高实验准确度,(4)你认为醋酸与盐酸的中和反应反应热数值相比_较大，原因是_ _。,HCl的中和反应反应热数值,CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，发生电离时要吸热，故,发生反应时放热较少,解析 CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，发生电离时要吸热，故反应时放热较少。,(1)为使测得的中和热更准确，酸、碱溶液应当使用强酸、强碱的稀溶液。 测定

8、中和热时不能用弱酸溶液或弱碱溶液，因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离，且电离时要吸收部分热量，使所测得中和热的数值偏小。 测定中和热时也不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水时一般会放热，使所测得中和热的数值偏大。 (2)导致测定存在误差的原因 量取溶液的体积不准确。 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)。 实验过程中有液体溅出。,混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致测定的H偏大。 隔热层隔热效果不好，实验过程中有热量损失，导致测定的H偏大。 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。 溶液浓度不准确。 没有进行重复实验。,(3)50 mL 0.50 molL1盐

9、酸与50 mL 0.55 molL1氢氧化钠溶液反应的误差分析如表所示。,1.盖斯定律的理解,二、盖斯定律及其应用,(1)大量实验证明，一个化学反应，不论是 完成，还是 完成，其总的热效应是 的。 (2)化学反应的焓变(H)只与反应体系的 和 有关，而与反应的_ 无关。 (3)始态和终态相同的反应途径有如下三种：,H _,一步,分几步,完全相同,始态,终态,途,径,H1H2,H3H4H5,2.盖斯定律的应用,根据如下两个反应 .C(s)O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJmol1,(1)虚拟路径法 反应C(s)O2(g)=CO2(g)的途径可设计如下：,则H kJmol1。,110.

10、5,_，,(2)加合法 写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置， _。,将已知热化学方程式变形，得反应：,将热化学方程式相加，H也相加：得，,则H kJmol1。,110.5,特别提示 (1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。 (2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减(带符号)。 (3)将一个热化学方程式颠倒时，H的“”“”号必须随之改变，但数值不变。,(1)多角度理解盖斯定律 从反应途径角度,从能量守恒角度,对于如图所示的过程：,从反应途径角度：AD：HH1H2H3(H4H5H6)； 从能量守恒角度：H1H2H3H4H5H60

11、。,(2)盖斯定律的意义,例3 已知：,则Zn(s)Ag2O(s)=ZnO(s)2Ag(s)的H等于 。,317.3 kJmol1,解析 根据盖斯定律，将方程式得目标方程式， 所以H348.3 kJmol1(31.0 kJmol1)317.3 kJmol1。,例4 已知P4(白磷，s)5O2(g)=P4O10(s) H12 983.2 kJmol1 ,(1)白磷转化为红磷的热化学方程式为_ _。 (2)相同状况下，能量状态较低的是 ；白磷的稳定性比红磷 (填“高”或“低”)。,P4(白磷，s)=4P(红磷，s),H29.2 kJmol1,红磷,低,解析 根据盖斯定律，书写相关反应的热化学方程式

12、有两种方法： 方法1：“虚拟路径”法 根据已知条件可以虚拟如下过程：,根据盖斯定律 HH1(H2)42 983.2 kJmol1738.5 kJmol1429.2 kJ mol1，热化学方程式为P4(白磷，s)=4P(红磷，s) H29.2 kJmol1,方法2：“加合”法 P4(白磷，s)5O2(g)=P4O10(s) H12 983.2 kJmol1 P4O10(s)=5O2(g)4P(红磷，s) H22 954 kJmol1 上述两式相加得： P4(白磷，s)=4P(红磷，s) H29.2 kJmol1。,思维模型根据盖斯定律书写热化学方程式 (1)确定待求反应的热化学方程式。 (2)找

13、出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。 (3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。 (4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。 (5)实施叠加并确定反应热的变化。,学习小结,XUEXIXIAOJIE,02,达标检测,1.下列关于盖斯定律描述不正确的是 A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B.盖斯定律遵守能量守恒定律 C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热 D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热,1,2,3,4,5,解析 2C(s)O2(g)=2CO(g)

14、 H3221 kJmol1 CO2(g)=C(s)O2(g) H4393.5 kJmol1 利用盖斯定律，可得C(s)CO2(g)=2CO(g) H221 kJmol1393.5 kJmol1172.5 kJmol1。,2.已知在298 K时下述反应的有关数据：,1,2,3,4,5,C(s)O2(g)=CO2(g) H2393.5 kJmol1， 则C(s)CO2(g)=2CO(g)的H为 A.283.5 kJmol1 B.172.5 kJmol1 C.172.5 kJmol1 D.504 kJmol1,解析 将两式相加得到H2O(g)=H2O(l) H44 kJmol1，所以每1 g液态水变

15、成水蒸气需要吸收的热量为 kJ2.44 kJ。,3.已知热化学方程式：,1,2,3,4,5,当1 g液态水变为水蒸气时，其热量变化是 A.吸热88 kJ B.吸热2.44 kJ C.放热4.98 kJ D.放热44 kJ,4.已知25 、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ mol1，下列关于中和热的说法正确的是 A.中和热指的是酸碱发生中和反应放出的热量 B.HCl和NaOH的稀溶液反应的热化学方程式为 HCl(aq)NaOH(aq)=H2O(l) NaCl(aq) H57.3 kJmol1 C.若将含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol Na

16、OH的溶液混合，放出的热量等 于57.3 kJ D.稀硫酸与氢氧化钠溶液反应的热化学方程式为 H2SO4(aq)2NaOH(aq)=2H2O(l)Na2SO4(aq)H57.3 kJmol1,1,2,3,4,5,解析 中和热是指强酸、强碱的稀溶液发生反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量，A错误、B正确、D错误； H2SO4的浓溶液与水混合时要放热，故放出的热量大于57.3 kJ，C错误。,1,2,3,4,5,A.上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量 B.H1|H2|,1,2,3,4,5,解析 A项，热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，正确；,1,2,3,4,5,B项，浓硫酸溶于水放热，故含 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液反应时，放出的热量大于57.3 kJ，由于H为负值，所以H1H2，B、C、D项错误。,