人教版 (2019)第一节 反应热一等奖课件ppt
展开【学习任务一】温故知新,发现问题
【回顾】化学反应有哪些特征?
化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化。
数以千万计物质的合成,极大地改善了人类的生活。同样,化学反应所提供的能量大大促进了社会的发展。与研究化学反应中的物质变化一样, 研究化学反应中的能量变化同样具有重要意义。
【思考】我们已经学习过很多化学反应,也做过不少化学实验,知道数以千万计物质的合成,极大地改善了人类的生活。那么研究能量变化是否也有意义呢?
【案例】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】热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。请列举常见的放热反应和吸热反应。
放热反应:①金属与酸或水的反应 ②酸碱中和反应③所有的燃烧反应 ④缓慢氧化反应⑤食物在人体内的消化反应 ⑥大多数化合反应
吸热反应:①大部分分解反应②Ba(OH)2·8H2O 晶体与 NH4Cl晶体反应③C与CO2反应生成CO的反应 ④C与H2O(g)反应生成CO和H2
【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?
【学习任务二】宏观辨识,分析问题
一、反应热概念: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。
等温条件:指化学反应发生后,使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度,即反应前后体系的温度相等。体系:如图1-2所示,我们将试管中的盐酸、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)。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作环境。热量:热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
【探究】中和反应反应热的测定
在反应前后,如果环境的温度没有变化,则反应放出的热量就会使体系的温度升高,这时可以根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。
一、概念中和热:稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1ml H2O时所释放的热量
注:1、必须是稀溶液,浓酸和浓碱溶液稀释会放热
3、必须是反应生成1ml液态水时放出的热量不是所有的中和反应放出的热都叫中和热
2、必须是强酸强碱,弱酸弱碱电离吸热
【思考】在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?
1. 反应物的温度 2. 反应后的体系温度
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:①50 mL 0.50 ml/L盐酸的质量m1=50 g, 50 mL 0.55 ml/L NaOH溶液的质量m2=50 g。②反应后生成的溶液的比热容c=4.18 J/(g . 0C)。
【思考】阅读实验测量步骤,为了提高测定的准确度,应该采取哪些措施?
1.隔热层、杯盖等的使用改进是为了减少热量散失,降低实验误差。
6. 为了保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液。
2.要使用同一支温度计,避免仪器误差。注意测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
5.操作时动作要快,尽量减少热量的散失。
3. 使用不同的量筒分别量取酸碱溶液
4. 正确读取体积和温度,取平均值确保数据准确。
【思考】能不能是盐酸过量?
盐酸过量则应以氢氧化钠为标准计算生成的水,但溶液吸收空气中的二氧化碳,消耗了一部分氢氧化钠,无法保证氢氧化钠完全与盐酸反应。
【实验测量】 请按照下列步骤,用简易量热计(如图1-3)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 0.50 ml/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用另一个量筒量取50mL0.55mlLNaOH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。(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(古)。(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。
[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。
结论:生成1 mlH2O时放出的热量为____________
大量实验测得,在25 0C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 H2O时,放出57.3 kJ的热量。
【学习任务三】微观探析,解决问题
【思考】在科学研究和生产实践中,化学反应通常是在等压条件下进行的。如何描述等压条件下的反应热?
焓(H):在等压条件下进行的化学反应, 其反应热等于反应的焓变,用符号△H表示。△H的常用单位是kJ/ml(或kJ . ml-1)。
根据规定,当反应体系放热时其焓减小,△H为负值,即△ H<0。当反应体系吸热时其焓增大,AH为正值,即△H>0。
【例1】在25 °C和101 kPa下,1 mlH2与1 ml Cl2反应生成2 ml HCl时放出184.6 kJ的热量,则该反应的反应热为:
△H= -184.6 kJ/ml
根据例1,写出下述反应的焓。在25 ° C和101 kPa下,1 ml C(如无特别说明,C均指石墨)与1 ml H20(g)反应,生成1 ml CO和1 ml H2,需要吸收131.5 kJ的热量,则该反应的反应热为:
△H= +131.5 kJ/ml
注:右端的+或-不要省略,单位KJ/ml必须标出。
大量实验测得,在25 0C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 H2O时,放出57.3 kJ的热量。请表示其焓变。
△H= -57.3 kJ/ml
【思考】化学反应为什么产生反应热?请分别从宏观和微观的角度思考。
宏观:这是因为化学反应前后体系的内能(符号为U)发生了变化(如图)。内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
微观:以H2与Cl2反应生成HCI为例
Q吸 < Q放放热183kJ
与实验测得的反应放出热量为 184.6kJ/ml 很接近
结论: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
1. 由N2O和NO反应生成的N2和NO2的能量如图所示,若生成1ml N2,其ΔH= kJ.ml-1
【评价任务二】
2. 反应 A+B= C(ΔH<0)分两步进行: ①A+B→ X(ΔH>0) ②X→C(ΔH<0)。 下列图中能正确表示总反应过程中能量变化的是
1. 拆开 l ml H—H键、l ml N-H键、l ml N≡N键分别需要的能量是 436kJ、391kJ、946kJ,求: ①1ml N2生成NH3的ΔH= ②1/3ml N2生成NH3的ΔH=
小结:△H=反应物的键能总和 — 生成物的键能总和
【评价任务三】
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