第1章 第1节 第1课时 反应热 焓变(Word教参)-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1（人教版2019）

第一节　反应热 第1课时　反应热　焓变 课程标准 核心素养目标 1.认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。 2．知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。 3．认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。 能从宏观和微观相结合的视角理解化学反应中能量变化的本质，正确认识和判断放热反应和吸热反应。(宏观辨识与微观探析) 能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反应热和焓变的概念。(变化观念与平衡思想) 知识点一　反应热及其测定 1.体系与环境 在研究反应热时，需要明确体系和环境。以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例： ①体系(又称系统)包括试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等。 ②环境是指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 体系与环境的关系 (1)被研究的物质系统称为体系，与体系相互影响的其他部分称为环境。 (2)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。 2．反应热 (1)定义 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。 (2)测定方法 许多反应热可以通过量热计直接测定。在反应前后，若环境的温度没有变化，则反应放出的热量会使体系的温度升高，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。 3．实验探究——中和反应反应热的测定 (1)测定原理 环境温度不变时，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，即利用公式Q＝cmΔt进行计算。 (2)实验装置 (3)实验测量 ①反应物温度的测量(t1)：测量混合前50 mL 0.50 mol/L盐酸、50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液的温度，取两温度的平均值，记录为起始温度t1。 ②反应后体系温度的测量(t2)：将酸碱溶液迅速混合，立即盖上杯盖，插入温度计，用玻璃搅拌器匀速搅拌，并准确记录反应体系的最高温度，记录为反应后体系的温度t2。 ③重复实验操作两次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。 (4)数据处理 某实验小组测定的数据如下表，请你帮助他们完成实验数据处理。 实验 次数 温度 反应物的温度t1/℃ 反应后体系 的温度t2/℃ 温度差平均值(t2－t1)/℃ 盐酸 NaOH溶液 平均值 温差 平均值 1 25.0 25.2 25.1 28.5 3.4 3.4 2 24.9 25.1 25.0 28.5 3.5 3 25.1 25.3 25.2 28.5 3.3 近似处理：为了计算简便，近似地认为实验所用盐酸、NaOH溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容。 ①50 mL 0.50 mol/L盐酸的质量m1＝50 g，50 mL 0.55 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· ℃)，两溶液混合发生中和反应时放出的热量为Q＝(m1＋m2)·c·(t2－t1)≈1.42 kJ。 ③生成1 mol H2O时放出的热量为56.8 kJ。 (5)实验结论 大量实验测得，在25 ℃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 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。 知识点二　反应热与焓变 1．内能 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。化学反应中产生反应热是由于化学反应前后体系的内能(U)发生了变化。 2．焓和焓变 (1)概念 (2)反应热与焓变的关系 研究表明，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ΔH表示，ΔH的常用单位是kJ/mol或 kJ·mol－1。 (3)反应体系的焓变 ①放热反应：反应体系向环境中释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为负值，即ΔH＜0。 ②吸热反应：反应体系从环境中吸收能量，反应体系的焓增大，ΔH为正值，即ΔH＞0。 3．从微观角度认识反应热的实质 以反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)为例，能量变化如图所示，从微观角度来讨论反应热的实质。 结合图示分析： 化学键 反应中能量变化 断裂或形成1 mol化学键的能量变化 断裂或形成化学键的总能量变化 H—H 吸收436kJ 共吸收679kJ Cl—Cl 吸收243kJ H—Cl 出431kJ 共放出862kJ 结论 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH＝－183kJ/mol 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。 探究一