1.1.1 反应热 焓变-【教学新理念】2024-2025学年高二化学同步授课课件（人教版2019选择性必修1）

高中化学 微课堂 CHEMISTRY 第一章 化学反应的热效应 1.1.1 反应热 焓变 情境导入 “神舟”火箭发射精彩瞬间 神舟十六号载人飞船北京时间2023年5月30日发射， 执行神舟十六号发射任务的长征二号F遥十六运载火箭。 情境导入 热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。 化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产和科学研究中具有广泛的应用。 新物 质 吸收 放出 断裂 形成 吸收 放出 旧知回顾 越炯 (越炯) - 两条定律：质量守恒和能量守恒 热量 放热 吸 热 放热 吸热 旧知回顾 ②⑥ ①③④⑤ 常见的放热反应 ①活泼金属与酸或水的反应 ②燃烧反应 ④中和反应 ⑤铝热反应：2Al+Fe2O3 === 2Fe+Al2O3 ⑥ 大部分化合反应 CaO+H2O === Ca(OH)2 高温 ③爆炸反应 常见的吸热反应 ②大部分分解反应 NH4HCO3 === NH3↑+CO2↑+H2O CaCO3 === CaO+CO2↑ ① Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=== BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③ C+CO2 === 2CO ④ C+H2O(g) === CO+H2 ⑤ 3Fe+4H2O(g) === Fe3O4+4H2 高温 高温 高温 高温 旧知回顾 旧知回顾 那么，在实际应用中，人们如何定量地描述化学反应过程中释放或吸收的热量呢？ 定性描述 定量描述 必修二 选择性必修一 反应热及其测定 以盐酸与NaOH溶液的反应为例 与体系相互影响的其他部分，如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。 在热学中，体系是与周围其他部分区分开来的根据需要所研究的对象。如我们可将盐酸、 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）。 存在物质交换或 能量（热量）交换 体系与环境之间 1.1.1 反应热 焓变 一、反应热及其测定 1、反应热：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。 许多反应热可通过量热计测得。 探 究 在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据？如何根据测得的数据计算反应热？为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施？ 1、提出问题 2、实验仪器 2个量筒（50ml） 0.50mol/L盐酸、0.55mol/L NaOH溶液 3、实验药品 简易量热计 浓溶液× NaOH固体× 弱酸弱碱× 反应容器 保温，防止热量散失 金属× 弱酸弱碱电离会吸热 11 探 究 4、实验测量 请按照下列步骤，用简易量热计测量盐酸与NaOH溶液反应前后的温度。 （1）反应物温度的测量。 ①用量筒量取50ml 0.5mol/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。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。 ②用另一个量筒量取50ml 0.55mol/L NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。 （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）重复上述步骤（1）至（2）两次。 防止残留的酸与碱反应 减少热量散失 完全浸没 不能触底 探 究 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 （t2-t1）/℃ 盐酸 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ 1 2 3 （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。 5、数据处理 （2）取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。 探 究 （3）根据温度差和比热容等计算反应热。 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： ① 50ml 0.5mol/L盐酸的质量 m1=50g， 50ml 0.55mol/L NaOH溶液 m2=50g； ②反应后生成的溶液的比热容 c=4.18J/(g·℃)，50ml 0.5mol/L盐酸与50ml 0.55mol/L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为： (m1+m2)∙ c ·(t2- t1)= 。 ③生成1molH2O时放出的热量为 。 5、数据处理 在上述过程中，提高测定反应热准确度的措施有哪些？ 6、问题和讨论 1.1.1 反应热 焓变 一、反应热及其测定 1、反应热：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。 许多反应热可通过量热计测得。 2、中和热：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1molH2O(l)时放出57.3kJ的热量。 测定时与强酸、强碱的用量无关 引起误差的实验操作 温度差 放出热量 H 保温措施不好 搅拌不充分/使用金属质搅拌棒 所用酸、碱浓度过大/采用NaOH固体 弱酸弱碱：用同浓度的氨水代替NaOH溶液/用同浓度的醋酸代替盐酸 偏小 偏小 偏大 偏小 偏小 偏大 偏大 偏大 偏小 偏小 偏小 偏大 针对化学反应，所以同一物质不同状态变化的热量，不能称之为反应热。 15 探 究 1.1.1 反应热 焓变 二、反应热与焓变 2、焓变（H kJ/mol）： H = H/E（生成物） H/E（反应物） 1、焓（H kJ/mol ）：与内能相关的物理量，描述等压条件下的反应热。 3、 放热反应 吸热反应 表示方法 H＜0或H为“” H＞0或H为“” 图示 物质的焓角度 键能 H反应物＞H生成物 H反应物＜H生成物 每摩尔反应 不是每摩尔物质 17 反应热的实质 计算公式：ΔH = 反应物的总键能－生成物的总键能 以H2(g) + Cl2(g) === 2HCl(g)反应的能量变化为例说明： 436 243 679 431 862 －183 kJ/mol 键能：在常温常压下，将1mol气态分子拆开成气态原子时，每个键所需能量的平均值。 1.1.1 反应热 焓变 二、反应热与焓变 2、焓变（H kJ/mol）：H = H/E（生成物） H/E（反应物） 1、焓（H kJ/mol ）：与内能相关的物理量，描述等压条件下的反应热。 3、 放热反应 吸热反应 表示方法 H＜0或H为“” H＞0或H为“” 图示 物质的焓角度 键能 H反应物＞H生成物 H反应物＜H生成物 H =反应物的总键能－生成物的总键能 反断吸＜生成放 反断吸＞生成放 键能越大越稳定； 能量越低越稳定。 1.1.1 焓变 反应热 4H的计算和比较 ① 键能：单个分子中化学键的个数键能化学计量数 双键/三键切忌再乘以2/3，如O=O/NN； 一个P4、N4分子里有六个化学键。 ② 比较：带上“+”“-”号 明确结构式 放热反应 吸热反应 反应物状态 生成物状态 E气体＞E液体＞E固体 a. 吸热反应的H比放热反应大； b. 同一个放热反应，n↑，放出的热量↑，H↓； 同一个吸热反应，n↑，吸收的热量↑，H↑； c. 可逆反应H是指物质完全反应时的热效应， 但实际放出/吸收的热量小于理论值。 H1 H2 H3 H1 H2 H3 d. 物质状态。 e. 反应程度。CO/CO2 H1 H2 H3 H1 H2 H3 一个甲烷中4个碳氢键，一个氨气中三个键，一个水中两个氧氢键 20 研究与实践 C 课堂巩固 1、下列说法正确的是(　　) A．焓变单位中kJ·mol－1，是指1 mol物质参加反应时的能量变化 B．当反应放热时ΔH>0，反应吸热时ΔH<0 C．一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热， ΔH 为“－” D．一个化学反应中，生成物总键能大于反应物的总键能时，反应吸热，ΔH 为“＋” 2、 根据键能数据计算CH4(g)+4F2(g) =CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH 为(　　) 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/kJ·mol-1 414 489 565 155 A．－1940 kJ·mol-1　　　　 B．＋1940 kJ·mol-1 C．－485 kJ·mol-1　　　　　　 D．＋485 kJ·mol-1 A 课堂巩固 3、 A 课堂巩固 课堂巩固 5、 B 课堂巩固 C 课堂巩固 6、下列有关中和热的说法正确的是( ) A.中和热的热化学方程式：H＋(l)＋OH－(l) === H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 B.准确测量中和热的实验过程中，至少需测定温度4次 C.玻璃搅拌器材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小 D.若稀酸溶液中H＋与稀碱溶液中OH－的物质的量相等，则所测中和热数值更准确 感谢聆听！ CHEMISTRY O 反应过程 能量 H3 H2 H的计算和比较 气体 液体 固体 H1 越炯 (越炯) - 第一步先分析反应是吸热还是放热，第二步画图，第三步看反应物还是生成物，第四步判断焓变值 H的计算和比较 O 反应过程 能量 H1 H2 气体 液体 固体 H3 越炯 (越炯) - 第一步先分析反应是吸热还是放热，第二步画图，第三步看反应物还是生成物，第四步判断焓变值 O 反应过程 能量 H1 H2 H的计算和比较 气体 液体 固体 H3 越炯 (越炯) - 第一步先分析反应是吸热还是放热，第二步画图，第三步看反应物还是生成物，第四步判断焓变值 1．化学反应的基本特征：一是物质发生了变化，即有 生成；二是发生了能量变化，即 能量或 能量。 2．化学反应中的能量变化有多种形式，但通常主要表现为 的变化。因此化学反应分为两类： 反应和 反应。下列图中，图1表示 反应，图2表示 反应。 INCLUDEPICTURE"X2.tif" 　 3．有下列反应：①氧化钙与水反应　②碳酸氢钠受热分解 ③硫酸与氢氧化钠溶液混合　④燃烧煤炭取暖　⑤钠与 水反应　⑥胆矾受热失去结晶水，其中为吸热反应的是 ，放热反应的是 。 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 化学键 反应中能量变化 A—B键能 反应中能量变化 H—H kJ/mol 共吸收 kJ/mol Cl—Cl kJ/mol H—Cl kJ/mol 共放出 kJ/mol 结论 H2(g)＋Cl2(g) 2HCl(g)的反应热 ΔH＝ 5．(2016·泰安高二检测)如图所示，ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，ΔH2＝－395.4 kJ·mol－1，下列说法或表示式正确的是(　　) A．C(s、石墨)===C(s、金刚石)　ΔH＝+1.9 kJ·mol－1 B．石墨和金刚石的转化是物理变化 C．金刚石的稳定性强于石墨 D．1 mol石墨的能量比1 mol金刚石的总能量大 ΔH＝(6a+5d-4c-12b)kJ·mol－1。 4、白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P===O c kJ·mol－1、O===O d kJ·mol－1。求该反应的△H。 反应物键能之和为(6a+5d)kJ·mol－1， 生成物键能之和为(4c+12b)kJ·mol－1。 2．已知1 mol 白磷转化成1 mol红磷，放出18.39 kJ热量，又知：P4(白，s)＋5O2===2P2O5(s)　ΔH1，4P(红，s)＋5O2===2P2O5(s)　ΔH2，则ΔH1和ΔH2的关系正确的是(　　) A．ΔH1>ΔH2 B．ΔH1<ΔH2 C．ΔH1＝ΔH2 D．无法确定 $$