第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(第1課時(shí)）據(jù)某媒體報(bào)道稱：“一名14歲學(xué)生吃完零食后將食品干燥劑放進(jìn)保溫杯中，沒過多久，干燥劑發(fā)生爆炸，導(dǎo)致其雙眼嚴(yán)重受傷，差點(diǎn)失明?！甭?lián)想●質(zhì)疑化學(xué)反應(yīng)中常伴隨有能量變化，結(jié)合前面知識(shí)思考:1、化學(xué)反應(yīng)中為什么有能量變化?3、例舉生產(chǎn)生活中常見的化學(xué)反應(yīng)能量變化的應(yīng)用.

化學(xué)反應(yīng)中釋放與吸收能量與我們生活息息相關(guān)，這就需要一個(gè)化學(xué)量來定量描述研究反應(yīng)熱2、哪些反應(yīng)是放熱反應(yīng)？哪些反應(yīng)是吸熱反應(yīng)？4、如何定量描述一個(gè)化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收的熱量？5、用什么方法可以準(zhǔn)確地測量這些熱量？6、通過理論方法如何計(jì)算這些熱量？所有的化學(xué)反應(yīng)都有能量的變化，其中大部分都是熱量的變化化學(xué)反應(yīng)包括兩個(gè)過程：打斷舊鍵和形成新鍵，前者吸收能量，后者放出能量，這兩個(gè)過程的能量不同，所以有能量變化，整個(gè)反應(yīng)放熱還是吸熱取決于兩個(gè)過程能量的相對(duì)大小。常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)⑴常見的放熱反應(yīng)①活潑金屬與水或酸的反應(yīng)。如2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑②酸堿中和反應(yīng)。如2KOH+H2SO4＝K2SO4+2H2O③燃燒反應(yīng)。如C、CO、C2H5OH等的燃燒④多數(shù)化合反應(yīng)。如Na2O+H2O＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4⑵常見的吸熱反應(yīng)①多數(shù)分解反應(yīng)，如CaCO3CaO+CO2↑②2NH4Cl（s）+Ba(OH)2·8H2O（s）＝BaCl2+2NH3↑+10H2O③C(s)+H2O(g)CO+H2④CO2+C2CO高溫高溫高溫一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱1、什么是反應(yīng)熱?2、反應(yīng)熱的符號(hào)是什么？怎樣表示反應(yīng)吸、放熱？4、如何獲得一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱呢？

3、反應(yīng)熱的單位是什么為了更準(zhǔn)確的描述反應(yīng)，我們引入了反應(yīng)熱的定義。一、反應(yīng)熱的涵義1、化學(xué)上規(guī)定，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所釋放或吸收的熱量為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)。2、符號(hào)：用Q表示Q<0，表示放熱；Q>0，表示吸熱；3、單位：kJ/mol或J/mol如何求算一個(gè)體系放出或吸收的熱量呢？Q=-C(T2-T1)＝-C0m(T2-T1)C—熱容，當(dāng)物質(zhì)吸收熱量溫度升高時(shí)，溫度每升高1K所吸收的熱量，稱為該物質(zhì)的熱容；C0—比熱容，單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容；T—熱力學(xué)溫度，也叫開爾文溫度，單位為k，T(k)=t(0c)+273.15中和熱在稀溶液中,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1摩爾水放出的熱量.簡易量熱計(jì)示意圖1、儀器：2、藥品：量熱計(jì)、量筒（100ml）、溫度計(jì)、燒杯（250ml）1.0mol/L的鹽酸1.0mol/L的NaOH溶液1.0mol/L的鹽酸1.0mol/L的KOH溶液1.0mol/L的硝酸1.0mol/L的NaOH溶液活動(dòng)●探究測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱3、測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱1、向量熱計(jì)內(nèi)筒中加入1.0mol/L的鹽酸100mL，蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，勻速攪拌后記錄初始溫度T12、向250mL燒杯中加入1.0mol/L的NaOH溶液100mL，調(diào)節(jié)其溫度，使與量熱計(jì)中鹽酸的溫度相同。3、快速將燒杯中的堿液倒入量熱計(jì)中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達(dá)到的最高溫度T2。4、假設(shè)溶液的比熱等于水的比熱并忽略量熱計(jì)的熱容，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值，計(jì)算此中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。各組按要求實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)計(jì)算各反應(yīng)的反應(yīng)熱

試驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)溶液初始溫度T1溶液最高溫度T2反應(yīng)熱1NaOH溶液與鹽酸2KOH溶液與鹽酸3NaOH溶液與硝酸實(shí)驗(yàn)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(gè)小孔，正好使溫度計(jì)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(shí)，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對(duì)此裝置，你有何更好的建議？答案：兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)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(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。2.用一個(gè)量筒最取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。

溫度計(jì)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?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計(jì)上的酸會(huì)和堿發(fā)生中和反應(yīng)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(huì)使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。3.用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用溫度計(jì)測量NaOH溶液的溫度，記入下表。.酸、堿混合時(shí)，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?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是測反應(yīng)的反應(yīng)熱，若動(dòng)作遲緩，將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。4.把溫度計(jì)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(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。實(shí)驗(yàn)中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？若用HCl過量行嗎？在測定過程中應(yīng)注意什么問題(1)用保溫性能好的儀器測量。(2)混合好后，迅速蓋好裝置蓋子，減少熱量的損失。(3)所用藥品濃度的配制須準(zhǔn)確,用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液,而且要是稀溶液。(4)宜用有0.1分刻度的溫度計(jì)，讀數(shù)盡可能準(zhǔn)確，且估讀至小數(shù)點(diǎn)后二位。同時(shí)應(yīng)注意水銀球部位要完全浸沒在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時(shí)間后再讀數(shù)，以提高所測的精度。(5)記錄最高溫度。［議一議］你所測得的數(shù)據(jù)是否為57.3kJ/mol，若不是，分析產(chǎn)生誤差的原因。可能的原因有：1.量取溶液的體積有誤差（測量結(jié)果是按50mL的酸、堿進(jìn)行計(jì)算，若實(shí)際量取時(shí)，多于50mL或小于50mL都會(huì)造成誤差）2.溫度計(jì)的讀數(shù)有誤。3.實(shí)驗(yàn)過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。5.隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。6.測了酸后的溫度計(jì)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。反應(yīng)熱測定的誤差分析討論下列問題1.本實(shí)驗(yàn)中若把50mL0.50mol/L的鹽酸改為50mL0.50mol/L醋酸，所測結(jié)果是否會(huì)有所變化？為什么？2.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(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？答案：1.會(huì)有所變化。因?yàn)榇姿釣槿蹼娊赓|(zhì)，其電離時(shí)要吸熱，故將使測得結(jié)果偏小。2.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān)，故所測結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同（若所有操作都準(zhǔn)確無誤，且無熱量損失，則二者結(jié)果相同）。［練習(xí)］50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。回答下列問題：（1）從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚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”）。（4）實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)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：

。（5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測得的中和熱的數(shù)值會(huì)

；用50mL0.50mol/LNaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測得的中和熱的數(shù)值會(huì)

。（均填“偏大”“偏小”“無影響”）環(huán)形玻璃攪拌棒減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失偏小不等相等因?yàn)橹泻蜔崾侵杆岣鷫A發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O所放出的能量，與酸堿的用量無關(guān)偏小偏小

為保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，在測定過程中應(yīng)注意什