第一节化学反应与能量的变化(第三课时)中和热.ppt

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1、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（第三课时）（第三课时）新课标人教版选修四新课标人教版选修四实验探究实验探究中和反应中和反应 反应热的测定反应热的测定一、中和热一、中和热 1 1、酸酸和和碱碱的的中中和和反反应应有有热热量量放放出出，可可以以通通过过实实验验测测得得中中和和反反应应的的反反应应热热。当当1L1mol1L1molL L的的稀稀盐盐酸酸跟跟1L1 1L1 molmolL L的的NaOHNaOH溶液起中和反应时，能放出溶液起中和反应时，能放出57.3kJ57.3kJ的热量。的热量。NaOH(aqNaOH(aq)HCl(aqHCl(aq)=)=NaCl(aqNaCl

2、(aq)H H2 2O(l)O(l)H=H=57.3 kJ57.3 kJmolmol2 2、如如果果用用1L1mol1L1molL L的的 KOHKOH溶溶液液中中和和 1L1mol1L1molL L的的HNOHNO3 3溶溶液，也能放出液，也能放出57.3 kJ57.3 kJ的热量。的热量。KOH(aqKOH(aq)HNOHNO3 3(aq)=KNO(aq)=KNO3 3(aq)(aq)H H2 2O(l)O(l)H=H=57.3 kJ57.3 kJmol mol 一、中和热一、中和热1 1定义：定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生 成成1mol1mol

3、水时的反应热叫做中和热。水时的反应热叫做中和热。2.2.中和热的表示：中和热的表示：H H+(aq)+OH(aq)+OH-(aq(aq)=H)=H2 2O(1)H=-57.3kJO(1)H=-57.3kJmolmol3.3.要点要点：、条件：、条件：稀溶液稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子稀溶液是指溶于大量水的离子 、反应物：、反应物：（强）酸与（强）碱（强）酸与（强）碱。中和热。中和热不包括离子在水溶不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应 、生成、生成1mol1mol水。水。中和反应的中和反应的实质实质是是H H+和和OHOH

4、-化合生成化合生成H H2 20 0，若反若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内 、放出的热量：、放出的热量：57.3kJ/mol57.3kJ/mol例：已知例：已知H H+(aq)+OH(aq)+OH-(aq(aq)=H)=H2 2O(l)O(l)；H=-57.3kJ/mol H=-57.3kJ/mol，求下列中和反应中放出的求下列中和反应中放出的热量。热量。（1 1）用）用20gNaOH20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出出_ kJ_ kJ的热量。的热量。（2 2）用）用28gKOH28g

5、KOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出放出_kJ_kJ的热量。的热量。28.728.728.728.7问题问题中和热与反应热是否相同？它们之间有什么区别和联系？中和热与反应热是否相同？它们之间有什么区别和联系？不同不同;它们都是指化学反应放出的能量，但中和它们都是指化学反应放出的能量，但中和热仅指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成热仅指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1 1 molmol水时的反应热。任何一个化学反应发生所放出水时的反应热。任何一个化学反应发生所放出的热量都叫反应热，但却不一定是中和热。的热量都叫反应热，但却不一定是中和热。本节课，我们取一定量的盐

6、酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢？请大家讨论回答。实验名称实验名称中和反应中和反应 反应热的测定反应热的测定实验目的实验目的 测定强酸与强碱反应的反应热测定强酸与强碱反应的反应热学习重点学习重点 中和反应反应热的测定原理和方法中和反应反应热的测定原理和方法。实验用品实验用品 大烧杯（大烧杯（500 500 mLmL）、小烧杯（）、小烧杯（100 100 mLmL）温度计、量筒（温度计、量筒（50 50 mLmL）两个两个、泡沫塑料、泡沫塑料 或纸或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环环形玻璃搅拌棒形玻璃搅拌

7、棒。0.50 mol/L 0.50 mol/L 盐酸、盐酸、0.55 mol/L0.55 mol/L NaOHNaOH溶液溶液对于溶液还需注意哪些问题对于溶液还需注意哪些问题?1、酸、碱溶液一定要用稀溶液、酸、碱溶液一定要用稀溶液因为因为稀溶液中强酸与强碱已经完全电离，不会影响稀溶液中强酸与强碱已经完全电离，不会影响H+OH-=H2O反应产生的热量的测定。反应产生的热量的测定。浓酸浓碱稀释过程中要放热。浓酸浓碱稀释过程中要放热。稀溶液的比热接近于水，密度与水相差不大，在粗稀溶液的比热接近于水，密度与水相差不大，在粗略计算时误差小。略计算时误差小。溶液也不能过稀，因为溶液浓度太小时，体系温度溶液

8、也不能过稀，因为溶液浓度太小时，体系温度变化太小，测量误差较大。变化太小，测量误差较大。2、反应中不能用弱酸、弱碱，因为弱酸、弱碱电离、反应中不能用弱酸、弱碱，因为弱酸、弱碱电离需要吸热，从而使测得的反应热数值偏小。需要吸热，从而使测得的反应热数值偏小。实验原理：实验原理：Q=mct 其中其中 Q:中和反应放出的热量。中和反应放出的热量。m:反应混合液的质量。反应混合液的质量。c：反应混合液的比热容。：反应混合液的比热容。t：反应前后溶液温度的差值。：反应前后溶液温度的差值。Q=（V酸酸酸酸V碱碱碱）碱）c（t2t1）其中其中 V酸酸=V碱碱=50 mL。c酸酸=0.50 mol/L c碱碱=

9、0.55 mol/L 酸酸=碱碱=1 g/cm3 c=4.18 J/（g）Q=0.418（t2t1）kJ我们利用什么我们利用什么原理来测定酸、原理来测定酸、碱反应的反应碱反应的反应热热(也称中和也称中和热热)呢？呢？式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，中和反应放热，故其中和反应放热，故其H为为“”。中和热是稀的酸、。中和热是稀的酸、碱中和生成碱中和生成 1 mol水的反应热，而水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L的盐酸与的盐酸与50 mL 0.55 mol/L 氢氧化钠反应后生成的水氢氧化钠反应后生成的水只有只有0.025 mol，

10、故，故式表示的也不是中和热。式表示的也不是中和热。H=0.418（t2t1）0.025kJ/mol思考：思考：式表示的是不是该反应的反应热？式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？是中和热吗？为什么？实验步骤：实验步骤：1.1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再然后再在在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻在板中间

11、开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，璃搅拌棒通过，如下图所示。如下图所示。中和热的测定中和热的测定大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？答案：答案：.两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。或用块状聚苯乙烯泡沫塑料果更准确。或用块

12、状聚苯乙烯泡沫塑料.2.用一个量筒最取用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净然后把温度计上的酸用水冲洗干净。温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？液能否倒入小烧杯？为什么？因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能

13、倒入小烧杯，若故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。差。3.用另一个量筒量取用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，溶液，并用温度计测量并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。溶液的温度，记入下表。.酸、碱混合时，为何要把量筒中的酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入小烧溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？杯而不能缓缓倒入？.因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。迟缓，将会使热

14、量损失而使误差增大。4.4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并并把量筒中的把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。入下表。测量酸、碱溶液温度时要过一段时间后再读数，测量反应混合液温度时应随时读取温度值以记录最高温度。为了保证为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被的盐酸完全被NaOH中和，采用中和，采用0.55 mo

15、l/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。（2）实验过程中能否用温度计做搅拌棒。玻璃搅拌棒可以）实验过程中能否用温度计做搅拌棒。玻璃搅拌棒可以用金属搅拌棒代替吗？用金属搅拌棒代替吗？5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。计算依据。（1 1）、实验中所用）、实验中所用HClHCl和和NaOHNaOH的物质的量比为何不是的物质的量比为何不是1111而是而是NaOHNaOH过量？若用过量？若用HClHCl过量行吗？过量行吗？议一议议一议你所测得的数据是否为你所测得的数据是否为57.3 kJ/

16、mol57.3 kJ/mol，若，若不是，分析产生误差的原因。不是，分析产生误差的原因。可能的原因有：可能的原因有：1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL的酸、碱进的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于或小于50 mL都会造成都会造成误差）误差）2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。3.实验过程中有液体洒在外面。实验过程中有液体洒在外面。4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。隔热操作不到位，致使实验过程中热

17、量损失而导致误差。6.测了酸后的温度计未用水清洗而立即去测碱的温度，致使测了酸后的温度计未用水清洗而立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。热量损失而引起误差。讨论下列问题 1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？为什么？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）？实验结果的二倍（假定

18、各步操作没有失误）？答案：答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。离时要吸热，故将使测得结果偏小。2.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验结果相同少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。者结果相同）。练习50 mL 0.50 mol/L盐酸与盐酸与50 mL 0

19、.55 mol/L 1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过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放出的热量可计算中和热。回答下列问题：程中所放出的热量可计算中和热。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”）。）。（4）实验中改用）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55

20、 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填（填“相等相等”“不相等不相等”），所求中和热），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溶液进行上述实验，溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会测得的中和热的数值会 ；用；用50 mL 0.50mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。（均填（均填“偏大偏大”“偏小偏小”“无影响无影响”）环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒减少实验过程中的减少实验过程中的热量损失热量损失偏小不等不等相等相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关所放出的能量，与酸碱的用量无关偏小偏小偏小偏小