化學(xué)反應(yīng)原理：《化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)》課件1（27張PPT）（魯科版選修4）

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 gkxx精品課件 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng) gkxx精品課件 大燒杯 500mL 小燒杯 100mL 溫度計(jì) 泡沫塑料或紙條 泡沫塑料板或硬紙板 中心有兩個(gè)小孔 環(huán)形玻璃攪拌棒 觀察簡(jiǎn)易量熱計(jì)的構(gòu)造 gkxx精品課件 思考 1 量熱計(jì)直接測(cè)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(yīng)吸收或放出的熱量 Q mc t gkxx精品課件 Q mc tQ 反應(yīng)放出的熱量 m 反應(yīng)混合液的質(zhì)量 c 反應(yīng)混合液的比熱容 t 反應(yīng)前后溶液溫度的差值 gkxx精品課件 測(cè)定鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱 1 用量筒量取50mL0 50mol L鹽酸 倒入簡(jiǎn)易量熱計(jì)中 測(cè)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(cè)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(jiǎn)易量熱計(jì)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(jì)的溫度變化 準(zhǔn)確讀出并記錄反應(yīng)體系的最高溫度 t3 4 假設(shè)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(jì)的比熱 根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值 計(jì)算中和反應(yīng)的反應(yīng)熱并寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 活動(dòng)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(jì) 量筒 50mL 兩個(gè) 泡沫塑料或紙條 泡沫塑料板或硬紙板 中心有兩個(gè)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(yīng)放出的熱量 m 反應(yīng)混合液的質(zhì)量 c 反應(yīng)混合液的比熱容 t 反應(yīng)前后溶液溫度的差值 問 酸 堿反應(yīng)時(shí) 我們用的是它的稀溶液 它們的質(zhì)量應(yīng)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(shí)驗(yàn)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(jì)算簡(jiǎn)便 我們近似地認(rèn)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(qǐng)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(jié)果 Q 0 418 t2 t1 kJ 思考 式表示的是不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱 為什么 gkxx精品課件 式不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱 因?yàn)榉磻?yīng)熱是有正負(fù)的 中和反應(yīng)放熱 故其 H為 問題 該反應(yīng)的中和熱應(yīng)怎樣表示呢 中和熱是稀的酸 堿中和生成1mol水的反應(yīng)熱 而50mL0 50mol L的鹽酸與50mL0 55mol L氫氧化鈉反應(yīng)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(yīng)而生成1mol水 這時(shí)的反應(yīng)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(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(cè)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 gkxx精品課件 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(cè)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(cè)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 gkxx精品課件 3 用另一個(gè)量筒量取50mL0 50mol LNaOH溶液 并用溫度計(jì)測(cè)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(cè)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1 1 但在實(shí)際操作過程中往往會(huì)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(fù)實(shí)驗(yàn)兩次 取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)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(qiáng)酸 強(qiáng)堿反應(yīng) H aq OH aq H2O l H 57 3kJ moL 議一議 為何所測(cè)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(cè)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(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測(cè)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(shí)驗(yàn)中若把50mL0 50mol L的鹽酸改為50mL0 50mol L醋酸 所測(cè)結(jié)果是否會(huì)有所變化 為什么 答案 2 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(cè)得結(jié)果偏小 1 若改用100mL0 50mol L的鹽酸和100mL0 55mol L的NaOH溶液 所測(cè)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 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(cè)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 gkxx精品課件 練習(xí) 50mL0 50mol L鹽酸與50mL0 55mol L的NaOH溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng) 通過測(cè)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(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失 偏小 gkxx精品課件 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(jiǎn)述理由 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) gkxx精品課件 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(cè)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(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì) 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(yīng)的反應(yīng)熱均能直接測(cè)出 如何測(cè)出這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)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(yīng)用了什么規(guī)律 gkxx精品課件 蓋斯定律 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成 其反應(yīng)熱是相同的 化學(xué)反應(yīng)的焓變 H 只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān) 而與反應(yīng)的途徑無關(guān) gkxx精品課件 如何理解蓋斯定律 H H1 H2之間有何關(guān)系 H H1 H2 B H gkxx精品課件 因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行得很慢 有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生 有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純 有副反應(yīng)發(fā)生 這給測(cè)定反應(yīng)熱造成了困難 此時(shí)如果應(yīng)用蓋斯定律 就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來 蓋斯定律用途 gkxx精品課件 若多步化學(xué)反應(yīng)相加可得到新的化學(xué)反應(yīng) 則新反應(yīng)的反應(yīng)熱即為上述多步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和 總結(jié)規(guī)律 注意 1 計(jì)量數(shù)的變化與反應(yīng)熱數(shù)值的變化要對(duì)應(yīng)2 反應(yīng)方向發(fā)生改變反應(yīng)熱的符號(hào)也要改變 總結(jié)思考 在用方程式疊加計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)要注意哪些問題 gkxx精品課件 反應(yīng)熱計(jì)算的常見題型 1 化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的量的變化與反應(yīng)能量變化的定量計(jì)算 2 理論推算反應(yīng)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(xué)方程式的相加 得出新的熱化學(xué)方程式 設(shè)計(jì)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(yīng)熱的疊加 gkxx精品課件 二 若某一化學(xué)反應(yīng)可分為多步進(jìn)行 則其總反應(yīng)熱為各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和 即 H H1 H2 H3 一 若某化學(xué)反應(yīng)從始態(tài) S 到終態(tài) L 其反應(yīng)熱為 H 而從終態(tài) L 到始態(tài) S 的反應(yīng)熱為 H 這兩者和為 即 H H 三 若多步化學(xué)反應(yīng)相加可得到新的化學(xué)反應(yīng) 則新反應(yīng)的反應(yīng)熱即為上述多步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和 小結(jié) 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全