第1章 第1节 第1课时 反应热 焓变（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中化学 选择性必修1（人教版2019 不定项版）

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。 1．宏观辨识与微观探析：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。 2．变化观念与平衡思想：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。 [对应学生用书P1] 一、反应热及其测定 1．体系和环境 (1)在研究反应热时，需要明确体系和环境。以研究盐酸与NaOH溶液之间的反应为例。 将试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系，简称体系(又称系统) 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看作环境 (2)热量 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)概念 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 测定仪器 测定原理 量热计 在反应前后，如果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，这时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.中和反应反应热的测定(探究) (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 用简易量热计(如图所示)测量盐酸与NaOH溶液反应前后的温度。 ①反应物温度的测量： a．用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度(数据填入下表)。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。 b．用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据填入下表)。 ②反应后体系温度的测量：打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。 ③重复上述实验操作两次。 (4)数据处理 某实验小组测定数据如下表，请你帮助他们完成实验数据处理。 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 25.0 25.2 25.1 28.5 3.4 2 24.9 25.1 25.0 28.5 3.5 3 25.1 25.3 25.2 28.5 3.3 ①两溶液混合发生中和反应时放出的热量为Q＝c·(m1＋m2)·(t2－t1)≈1.42 kJ。 ②本次实验中，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。 二、反应热与焓变 1．内能(U) 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。 2．反应热和焓变 (1)定义 (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，常用单位是kJ/mol或kJ·mol－1。 (3)焓变与放热反应、吸热反应的关系 反应类型 放热反应 吸热反应 图像 焓变(ΔH) 体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为负值，即ΔH<0 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436 kJ 共吸收679 kJ Cl—Cl 吸收243 kJ H—Cl 放出431 kJ 共放出862 kJ 结论 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH＝－183 kJ/mol ◆概念图解 体系和环境的关系 (1)被研究的物质系统称为体系，包括反应物、生成物及发生的反应。 (2)与体系相互影响的其他部分称为环境，如反应容器、空气等。 ◆易错警示 测定中和反应反应热的注意事项 (1)防止热量损失 ①用玻璃