高中化学 人教版选修4课件：第一章 第一节 第2课时 中和反应反应热的测定实验探究课.ppt

1、第一章化学反应与能量第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化第一节化学反应与能量的变化第第2课时中和反应反应热的测定课时中和反应反应热的测定(实验探究课实验探究课)栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接1.通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应反应热的实验方法。反应热的实验方法。2.能正确分析测定反应热时的误差产生的原因，并能采能正确分析测定反应热时的误差产生的原因，并能采取适当措施减小实验误差。取适当措施减小实验误差。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接要点中和反应反应热的测定要点中

2、和反应反应热的测定1反应原理反应原理H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol。在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol H2O，这时的反应热叫做中和热。这时的反应热叫做中和热。2测定方法测定方法本实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度的变化，本实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度的变化，计算反应过程中所放出的热量，并由此求得中和热计算反应过程中所放出的热量，并由此求得中和热。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接3实验原理实验原理实验时，先测出盐酸和氢氧化钠溶液的起始温度，求其实验时，先测出盐酸和氢氧化钠溶液的起始温度，求其平均温度平

3、均温度t1，两溶液混合充分反应后，读取混合液温度，两溶液混合充分反应后，读取混合液温度t2。为了使计算简便，可以近似地认为：为了使计算简便，可以近似地认为：(1)0.5 mol/L盐酸和盐酸和0.55 mol/L氢氧化钠的密度都是氢氧化钠的密度都是1 g/cm3，则：，则：50 mL盐酸质量盐酸质量m150 g,50 mL氢氧化钠质量氢氧化钠质量m250 g。近似认为混合溶液的比热容。近似认为混合溶液的比热容c4.18 J/(g)，所以，所以中和反应放出的热量是中和反应放出的热量是：Q(m1m2)C(t2t1)0.418(t2t1)kJ。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接(2

4、)又因又因50 mL 0.5 mol/L盐酸中含有盐酸中含有0.025 mol的的H，所，所以跟以跟0.025 mol的的OH发生中和反应，生成发生中和反应，生成0.025 mol的水，的水，放出热量为放出热量为Q(HQ)，所以：，所以：中和热中和热H 0.025Q210.418()KJ/mol0.025tt。栏目链接栏目链接4实验用品实验用品(以盐酸和以盐酸和NaOH溶液的反应为例溶液的反应为例)(1)仪器：量筒仪器：量筒(50 mL两个两个)、大烧杯、大烧杯(500 mL)、小烧杯、小烧杯(100 mL)、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两中心

5、有两个孔个孔)、环形玻璃搅拌棒。、环形玻璃搅拌棒。(2)药品：药品：0.50 mol/L盐酸、盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。溶液。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接5实验步骤实验步骤(1)设计装置如下图所示。设计装置如下图所示。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接(2)用一个量筒量取用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入数据记录表中。将温中，并用温度计测量盐酸的温度，记入数据记录表中。将温度计上的酸用水冲洗干净。度计上的酸用水冲洗干净。(3)用另一个量筒量取用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L Na

6、OH溶液，并溶液，并用温度计测量用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表溶液的温度，记入下表。(4)把套有盖板的把套有盖板的_和和 _ 放入小放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面注意不要洒到外面)，盖好盖板，用，盖好盖板，用 _ 轻轻搅轻轻搅动溶液，测量混合溶液的动溶液，测量混合溶液的 _ ，记入下表，记入下表。(5)重复步骤重复步骤(2)(4)三次。三次。温度计温度计环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒最高温度最高温度 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接6数据记录及处理数据记录及处理数据记

7、录表数据记录表 温度温度实验实验次数次数起始温度起始温度t1/C终止温度终止温度t2/C温度差温度差(t2t1)/CHClNaOH平均值平均值123 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接7.计算反应热计算反应热(1)以三次测量所得数据的以三次测量所得数据的_为计算依据。为计算依据。(2)实验中反应放出的热量为实验中反应放出的热量为_，生成生成1 mol H2O时的反应热为：时的反应热为：H_。平均值平均值 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接8中和热的测定实验中应注意问题中和热的测定实验中应注意问题(1)酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.10.5 mol/L)。

8、测定中和热不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水测定中和热不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水一般都要放热，使所得中和热数值偏大。一般都要放热，使所得中和热数值偏大。测定中和热时不能用弱酸或弱碱，因弱酸或弱碱在水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。收一部分热量，使所得中和热数值偏小。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接(2)要使用同一支温度计。要使用同一支温度计。先后测量酸、碱及混合液的温度时，要使用同一支温度先后测量酸、碱及混合液的温度时，要使用同

9、一支温度计，减小实验误差且测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用计，减小实验误差且测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数。定一段时间再记下读数。(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。却至室温，才能使用。(4)操作时动作要快，尽量减少热量的散失。操作时动作要快，尽量减少热量的散失。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接应用应用思考思考1.组装简易量热器时，减少热量损失的措施有哪些？组装简易量热器时，减少热量损失

10、的措施有哪些？提示：提示：(1)保温隔热的效果一定要好，在两烧杯缝隙一定保温隔热的效果一定要好，在两烧杯缝隙一定要塞满泡沫塑料要塞满泡沫塑料(或纸条或纸条)；小烧杯杯口与大烧杯杯口相平；小烧杯杯口与大烧杯杯口相平；作盖板的大烧杯上的泡沫塑料板上的两个小孔，要恰好使温作盖板的大烧杯上的泡沫塑料板上的两个小孔，要恰好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过；也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料度计和环形玻璃搅拌棒通过；也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径相近的绝缘外套来制作；制成与小烧杯外径相近的绝缘外套来制作；(2)不能用导热性不能用导热性良好或与酸反应的金属搅拌器代替环形玻璃搅拌器。（良好或与酸反应的金属搅拌

11、器代替环形玻璃搅拌器。（3）确定快速倒入的确定快速倒入的NaOH能将能将HCL完全反应。完全反应。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍 (假定各步操作没有失误假定各步操作没有失误)答案：答案：否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实

12、验结果相同故所测结果应基本和本次实验结果相同(若所有操作都准确若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同无误，且无热量损失，则二者结果相同)。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接答：答：栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接一、中和反应反应热的测定一、中和反应反应热的测定 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接例例150 mL 0.50 molL1盐酸与盐酸与50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液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热。回答下列问题：放出的热量可计算中和

13、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，求得的中和热数值大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值_(填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”“”“无影响无影响”)。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接(4)实验中改用或实验中改用或60 mL 0.50 molL1盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55 molL1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量量_(填填“相等相等”“”“不相等不相等”)，所求中和热，

14、所求中和热_(填填“相等相等”“”“不相等不相等”)，简述理由：，简述理由：_。(5)用相同浓度和体积的氨水代替用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会验，测得的中和热的数值会_。(均填均填“偏大偏大”“”“偏偏小小”“”“无影响无影响”)用用50 mL 0.50 molL1NaOH溶液进行上述实溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会验，测得的中和热的数值会_。(均填均填“偏大偏大”“”“偏偏小小”“”“无影响无影响”)栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接解析：解析：(1)实验过程中要不断搅拌，使酸、碱充分反应，实验过程中要不断搅拌，使酸、碱充分反应

15、，这里要用环形玻璃搅拌棒；这里要用环形玻璃搅拌棒；(2)烧杯间填满碎纸条的作用是隔热的作用，减少实验过烧杯间填满碎纸条的作用是隔热的作用，减少实验过程中的热量损失；程中的热量损失；(3)大烧杯上如不盖硬纸板，将有少量热量散失，故求得大烧杯上如不盖硬纸板，将有少量热量散失，故求得的中和热数值会偏小；的中和热数值会偏小；(4)实验中改用实验中改用60 mL 0.50 molL1盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55 molL1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，放出的热溶液进行反应，与上述实验相比，放出的热量会更多，将会使体系的温度变高，故测出的热量不相等，量会更多，将会使体系的温度变高，故测出的热量

16、不相等，但由于中和是指酸跟碱发生中和反应生成但由于中和是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出所放出的能量，与酸碱的用量无关，故所求中和热不变；的能量，与酸碱的用量无关，故所求中和热不变；栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接(5)用相同浓度和体积的氨水代替用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会偏小，因为氨水是弱碱，在中和验，测得的中和热的数值会偏小，因为氨水是弱碱，在中和反应中由于电离会吸收热量。为了保证反应中由于电离会吸收热量。为了保证0.50 mol/L的盐酸完的盐酸完全被全被NaOH中和，采用中和，采用0.55 mol/L NaOH

17、溶液，使碱稍稍过溶液，使碱稍稍过量，若用量，若用50 mL 0.50 molL1NaOH溶液进行上述实验，测溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会偏小。得的中和热的数值会偏小。答案：答案：(1)环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒(2)减少实验过程中的热量损失减少实验过程中的热量损失(3)偏小偏小(4)不相等相等因为中和热是指酸跟碱发生中和反不相等相等因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成应生成1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关所放出的能量，与酸碱的用量无关(5)偏小偏小偏小偏小 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接变式变式应用应用1某实验小组学生用某实验小组学生用50 mL 0.50 mo

18、l/L的盐酸与的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的的NaOH溶液在如下图所示的装置中进行中和反溶液在如下图所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计算反应热。下列应。通过测定反应过程中所放出的热量计算反应热。下列说法正确的是说法正确的是()栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接A如图条件下实验过程中没有热量损失如图条件下实验过程中没有热量损失B图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒C烧杯间填碎纸条的主要作用是固定小烧杯烧杯间填碎纸条的主要作用是固定小烧杯D若改用若改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55 mol/L的的NaOH

19、溶液进行反应，从理论上说所求放出热量相等溶液进行反应，从理论上说所求放出热量相等解析：解析：图中小烧杯与大烧杯之间有很大空隙未填满碎图中小烧杯与大烧杯之间有很大空隙未填满碎纸条，会有较多的热量散失，纸条，会有较多的热量散失，A项错误；烧杯间填碎纸条项错误；烧杯间填碎纸条的主要作用是隔热保温，的主要作用是隔热保温，C项错误；项错误；D项中所求中和热相项中所求中和热相同，但反应物的物质的量不同，所以放热不同，同，但反应物的物质的量不同，所以放热不同，D项错误；项错误；故选故选B项。项。答案：答案：B 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接例例2 含有含有11.2 g KOH的稀溶液与的稀溶液与1 L

20、0.1 mol/L的的H2SO4溶液反应，放出溶液反应，放出11.46 kJ的热量，表示该反应中和热的化学的热量，表示该反应中和热的化学方程式为方程式为()AKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l)B2KOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)2H2O(l)H11.46 kJ/mol二、中和反应的热化学方程式的书写及判断二、中和反应的热化学方程式的书写及判断 H11.46 kJ/mol 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接C2KOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJ/molDKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4

21、(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol解析：解析：中和热是以生成中和热是以生成1 mol H2O(l)所放出的热量来定所放出的热量来定义的，故书写中和热的热化学方程式时，应以生成义的，故书写中和热的热化学方程式时，应以生成1 mol H2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数，故答案为为标准来配平其余物质的化学计量数，故答案为D。答案：答案：D 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接变式变式应用应用2强酸和强碱在稀溶液里反应的热化学方程式可表示为：强酸和强碱在稀溶液里反应的热化学方程式可表示为：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol。分别。分别向向1 L 0.5 mol/L的的NaOH溶液中加入：溶液中加入：稀盐酸，稀盐酸，浓硫酸，浓硫酸，稀硝酸。恰好完全反应的反应热分别为稀硝酸。恰好完全反应的反应热分别为H1、H2、H3，它们之间的关系正确的是它们之间的关系正确的是()AH1H2H3BH2H1H3CH1H2H3 DH1H3H2答案：答案：D 栏目链接栏目链接