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第一章
化学反应的热效应
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第1课时 反应热及其测定
本节重点
反应热的概念，中和反应反应热的测定原理
化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的，能量变化的多少与参加反应的物质种类和多少密切相关。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。
那么，如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量呢？
生活体验
神舟十五号发射
鸟巢上空的烟火
交流讨论：
如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量？
1.研究反应热时，需要明确体系和环境
例：盐酸与NaOH溶液的反应
试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系
体系(系统)
被研究的物质系统
盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境
环境
与体系相互影响的其他部分
因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量
热量
主题1:认识反应热
交流讨论：
如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量？
系统与环境
1.敞开系统：系统与环境间既有物质交换，又有
能量交换
2.封闭系统：系统与环境间没有物质交换，只有
能量交换
3.孤立系统：系统与环境间无物质和能量的交换
主题1:认识反应热
交流讨论：
如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量？
体系
热量
环境
反应前后体系的温度相等
化学反应的热效应
(反应热)
符号
Q
单位
kJ/mol
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
2.体系与环境的热量交换——反应热
主题1:认识反应热
通过热成像仪直观感受感受中和反应的反应热
主题1:认识反应热
1881 年，法国化学家贝特罗（Pieltte Engene Marceiin Berthelot），在法兰西学院的实验室里，利用自己发明弹式量热计测出了不同反应的反应热。
1827年-1907年
法国化学家贝特罗
主题1:认识反应热
交流讨论：
如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量？
3.反应热的测定工具
许多反应热可以通过量热计直接测定
主题1:认识反应热
交流讨论：
如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量？
3.反应热的测定工具
现代量热计
主题1:认识反应热
仪器 大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、
试剂 0.50 mol·L－1盐酸、0.55mol·L－1NaOH溶液
（为了保障盐酸完全中和，采用稍过量的氢氧化钠）
实验准备
主题2:中和反应反应热的测定
实验原理
(以盐酸和NaOH溶液反应为例)
用温度计测量反应前后体系的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热。
Q ＝ c · m ·Δt
Q：中和反应放出的热量 m：反应混合液的质量
C：反应混合液的比热容 Δt：反应前后溶液温度的差值
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 mL0.50 mol/L盐酸的质量m1=50 g, 50 mL0.55 mol/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)。
主题2:中和反应反应热的测定
1.使用绝热装置，减少热量向环境传递。
2.使用温度计测量反应前后体系温度的变化
3.使用玻璃搅拌器，保证反应物混合均匀。
材料名称 导热系数（W/mK）
玻璃 0.12
铁 80
银 429
铜 401
泡沫塑料 0.045
纸板 0.06～0.14
木屑 0.05
实验装置
主题2:中和反应反应热的测定
思考讨论
（1）测量哪些数据？
盐酸&NaOH的温度
反应后体系的温度（最高温度）
（2）如何利用数据计算反应热？
Q = ( m1+m2 ) ×c ×（ t2 - t1 ）
H = Q / n（H2O）
（3）如何提高实验的准确度？
减少热量散失，降低实验误差。
使反应物迅速混合并充分反应，保持体系的温度均匀。
主题2:中和反应反应热的测定
实验步骤
【实验操作】（1）反应物温度的测量t1。
（2）反应后体系最高温度的测量t2。
1. 反应前酸、碱的温度，取平均值t1
2. 酸碱混合充分反应后体系温度t2
重复三次实验，减少实验误差
实验次数 反应物温度 反应前体系的温度 反应后体系的温度 温度差
盐酸 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ （t2-t1）/℃
1
2
3
主题2:中和反应反应热的测定
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。
实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系的温度 反应后体系的温度 温度差
盐酸 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t2－t1)/℃
1
2
3
(2)取三次温度差的平均值作为计算依据。
（t2 - t1若异常要舍去）
(3)根据温度差和比热容计算反应热。
主题2:中和反应反应热的测定
数据处理
某小组用50 mL 0.5 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行实验。
取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系的温度 反应后体系的温度 温度差
盐酸 NaOH溶液 t1/ ℃ t2/ ℃ （t2-t1）/ ℃
1 29.5 29.5 29.5 32.5 3
2 30 29 29.5 32.5 3
3 29.5 29.5 29.5 32.2 2.7
设溶液的密度均为1 g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1， 则反应放出的热量Q≈ kJ，那么生成1 mol H2O放出的热
量为＝ ＝ 。
如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显，怎么办？
-50.16kJ mol-1
大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时，放出57.3kJ的热量。
主题2:中和反应反应热的测定
思考交流
1、 能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？
不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测数值会偏大。
2、 实验中是否可以更换温度计？
不能，会存在仪器误差。
3、能否测完酸后直接测量碱的温度？那如何操作？
不能，残留的酸与碱反应，造成酸碱消耗，热量损失。测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干再测别的溶液。
4、 能否将NaOH分多次倒入热量计中？
不能，操作时动作要快，尽量减少热量的散失。
5、 为什么NaOH的浓度稍稍比酸大？
为了保证盐酸完全被中和
6、 玻璃搅拌器能否用金属搅拌器代替？
不能。原因是金属质搅拌器易导热，造成热量损失。
主题2:中和反应反应热的测定
中和反应反应热测定实验
主题2:中和反应反应热的测定
误差分析
①反应物： a.准确配制浓度，且NaOH溶液浓度稍大于盐酸；
b.一次性迅速混合，不洒出，且匀速搅拌；
②减少热量损失： a.量热计保温隔热；
b.不能用铜制搅拌器代替玻璃搅拌器；
c.酸碱混合要迅速，并盖上盖子；
③仪器：a.温度计测定一种溶液后洗净擦干再测别的溶液；
b.不能用同一个量筒量取酸碱；
④重复三次，减小误差。
为了准确测出升高的温度，实验过程中已采取了哪些措施？
思考：如何进一步改进本实验？
主题2:中和反应反应热的测定
提高测定反应热准确度的措施有哪些？
玻璃棒
电动搅拌器
磁力搅拌器
实验室常见的搅拌方式
√
主题2:中和反应反应热的测定
温度计
电子温度计
温度传感器
实验室常见的温度测量方式
√
√
提高测定反应热准确度的措施有哪些？
主题2:中和反应反应热的测定
课堂检测
1、下列有关中和反应反应热测定实验的说法正确的是( )
A.温度计能代替玻璃搅拌器，用于搅拌反应物
B.强酸与强碱反应生成1molH2O（l）释放的热量都约为57.3kJ
C.测定中和反应反应热实验中，读取混合溶液不再变化的温度为终止温度
D.某同学通过实验测得盐酸和NaOH溶液反应生成lmolH2O（1）放出的热量为52.3kJ，造成这一结果的原因不可能是所用酸、碱溶液浓度过大
D
课堂检测
2．某同学通过实验测出稀盐酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量为52.3kJ，造成这一结果的原因不可能是的是(　　 )
A．实验装置保温、隔热效果差
B．用量筒量取盐酸时仰视读数
C．分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中
D．用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度
B
课堂检测
3.某同学设计如图所示实验探究反应中的能量变化。下列判断正确的是( )
A.实验(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D.实验(c)中若用NaOH固体测定，则测定数值偏高
课堂检测
4．用如图所示的装置进行中和反应反应热的测定。下列说法正确的是( )
A．如图条件下实验过程中没有热量损失
B．玻璃搅拌器可用铜质材料代替
C．为了使反应均匀进行，药品可以分几次
加入
D．分别测量NaOH与醋酸和硫酸中和反应
的反应热，数值不同
中和热
(1)定义：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol 液态水和可溶性盐时所释放的热量。
(2)注意事项：
①测定中和热使用的若是强酸、强碱的稀溶液
(即反应满足H+(aq) + OH-(aq) =H2O(l))，则生成1molH2O放出的热量为定57.3kJ。
②测定中和热使用的若是弱酸、弱碱的稀溶液，由于弱酸、弱碱在电离时会吸热，所以生成1molH2O放热小于57.3kJ。
③测定中和热使用的若是酸、碱的浓溶液，由于酸、碱的浓溶液在稀释时会放热，所以生成1molH2O放热大于57.3kJ。
主题2:中和反应反应热的测定
课堂检测
5、50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在如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可计算
中和反应反应热。
(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是_____________。
(2)如果不盖杯盖，所求得的中和反应反应热的绝对值将会__________
(3)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应，调整反应物用量后所放出的热量与原实验_________(填“相等”或“不相等”，下同)；所求中和反应反应热与原实验_____，简述理由：_________。
环形玻璃搅拌器
偏小
不相等
） 相等
中和反应反应热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应
生成1 mol水时的反应热，与酸碱的用量无关
Thank you for watching

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