1.1.1反应热与焓变 课件2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一节　反应热 第1课时　反应热　焓变 第一章　 化学反应的热效应 热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式 化学反应伴随着物质变化与能量变化 复习回顾 放热反应 吸热反应 定性描述 定量描述 必修2 选择性必修1 热量变化的化学反应 思考1 有下列常见的化学反应： ①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应　 ②大多数的分解反应　③大多数的化合反应　④铝热反应　 ⑤C和H2O(g)、C和CO2的反应　⑥中和反应　⑦可燃物的燃烧　 ⑧金属与酸的置换反应⑨盐酸与碳酸氢钠反应 其中属于放热反应的是______________(填序号，下同)， 属于吸热反应的是__________。 ③④⑥⑦⑧ ①②⑤⑨ 复习回顾 归纳总结 常见的放热反应 常见的吸热反应 物质的燃烧爆炸、 物质的缓慢氧化、 活泼金属与水或酸的反应、 酸碱中和反应、 燃烧反应、 多数化合反应 多数的分解反应、 Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 C+CO2、C+H2O（g） CO+H2O（g） C与某些金属氧化物的反应 盐酸与NaHCO3反应 复习回顾 1．体系与环境 体系：被研究的物质及发生的反应(又称系统) 例如：HCl(aq)、NaOH(aq) 与二者发生的中和反应 环境：与体系相互影响的其他部分 如试管、空气等 2. 热量： 因温度不同在体系与环境之间交换或传递的能量 化学反应 体系与环境 温度不同 能量交换 或传递 体系 环境 热量 以盐酸与NaOH溶液的反应为例 反应热及基本概念 基本概念 3．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，简称反应热。 反应前后体系的温度相等 如何准确测量一个化学反应释放或吸收的热量? 方法：通过量热计直接测定 反应热及基本概念 思考2 保证环境温度不变， 测量反应体系的温度变化， 可计算得到反应热 测量原理 1.反应热计算公式 Q ＝ m c Δt 中和反应放出的热量 反应混合液的质量 反应混合液的比热容 反应前后溶液温度的差值 2.实验装置 ? 作用 迅速混合，充分反应 保温 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 中和反应 · 反应热测量 中和反应 · 反应热测量 思考3 如何测量中和反应的反应热（中和热）？ 以盐酸和氢氧化钠反应为例， 结合计算公式思考，需要收集哪些数据？ 中和热测定 · 操作步骤 中和反应 · 反应热测量 中和热测定 · 操作步骤 (1)反应前体系的温度： 分别测量盐酸与NaOH溶液的温度。 (2)反应后体系的温度： 迅速混合并搅拌，记录最高温度。 (3)重复操作三次 取温度差的平均值作为计算依据。 中和反应 · 反应热测量 前后测温求差值 三次实验取平均 代入公式计算Q 中和热测定 · 数据处理 中和反应 · 反应热测量 小张同学取用50mL 0.5mol/L的盐酸，盐酸溶液质量为50g,与50mL 0.55mol/L的NaOH,NaOH溶液质量为50g，测量二者中和反应的反应热，并记录三次实验温度数据如下 试验次数 实验起始温度 t1/℃ 终止温度t2/℃ 反应前后温度差Δt/℃ 盐酸 NaOH 平均值 1 29.5 29.5 32.5 2 30 29 32.5 3 29.5 29.5 32.5 已知：反应后生成的溶液比热容c=4.18 J/(g·℃） 思考4 ①、根据原始实验数据补全表格中的空白 ②、根据已知信息和实验数据计算该中和反应的反应热 提示：注意公式中各物理量的含义 29.5 29.5 29.5 3 3 3 中和反应 · 反应热测量 Q = (m1+m2)· c· (t2-t1) Q = (50+50)· 4.18· (32.5 -29.5) Q = (50+50)· 4.18· (32.5 - 29.5) =1254 J =1.254 KJ 思考4 ③、根据已知信息计算，生成1mol水时放出的热量 反应热计算： HCl + NaOH = NaCl + H2O 0.025mol 0.0275mol 反应放热 1.254 KJ 0.025mol 1mol 50.16KJ 归纳总结 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。 强酸与强碱反应的实质是： H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) 中和反应 · 反应热测量 中和热 思考5 科学事实告诉我们，中和热应为57.3KJ/mol，但小张同学实验测量得到的中和热却为50.16KJ/mol,结合实验装置与操作尝试分析，产生误差的原因有哪些？ ①量取溶液时，操作或读数不当，量取体积小于50 mL； ②量热计保温效果不好； ③溶液混合时速度不够快，或没有及时盖上杯盖； ④读取反应后温度时，过早或过晚，不是读取的最高温度。 ①、若改用100 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与100 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液混合，所测中和反应反应热的数值是否为本实验结果的2倍？ 否；中和反应反应热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应与本次实验结果基本相同。 ②、用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响？用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响？测定中和热的酸与碱需要满足什么要求? 浓硫酸溶于水时放热，使所测反应热的数值偏大；弱酸、弱碱电离时吸热，使所测反应热的数值偏小。 中和热测定所用的酸、碱必须是强酸强碱的稀溶液 中和反应 · 反应热测量 深入思考6 1.为什么采用碱稍过量的方法？ 2.能不能用金属搅拌器代替玻璃搅拌器？ 3. 测量盐酸和NaOH溶液的温度时能否选用不同的温度计？ 4.能否测完酸后直接测量碱的温度？如何操作？ 5.为什么将溶液迅速倒入内筒后，立即盖上杯盖？ 6.能否将NaOH溶液分多次倒入量热计中？ 因碱会吸收空气中的CO2，为保证盐酸完全被中和 不能。金属易导热，会造成热损 不能，会存在仪器误差 不能，残留的酸会与碱反应，造成热损。 必须用水冲洗干净并用滤纸擦干后再测 减少热损 不能，迅速操作，减少热损 中和反应 · 反应热测量 思考7 在中和反应反应热测定的实验中，下列说法正确的是 A.使用玻璃搅拌器是为了加快反应速率，减小实验误差 B.为准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触 C.稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液混合测得ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 D.该实验中需要使用的仪器有量筒、烧杯、酒精灯、温度计等 √ 不需要酒精灯 温度计水银球测烧杯内溶液的温度，不能接触烧杯底部 还生成BaSO4沉淀，使所测反应热的数值偏大 中和反应 · 反应热测量 化学反应中为什么会有反应热？ 产生 反应热 体系内能改变 焓(H) 与之有关的物理量 焓变(ΔH) 等压条件下 U 反应热与焓变 内能：体系内物质的各种能量的总和， 内能受温度、压强和物质的聚集状态等影响， 符号U。 焓(H)：与内能有关的物理量， 用符号H表示。 焓变： ΔH＝H生成物－H反应物 单位：kJ/mol或kJ·mol－1。 反应热：中学阶段认为，等压条件下化学反应的反应热等于反应的焓变 （严格来说，对反应体系做功还有限定，中学阶段一般不考虑） 反应热与焓变 基本概念 焓、焓变与放热反应、吸热反应的关系? 放热反应 ΔH <0 焓(H) 反应物 生成物 吸热反应 ΔH >0 焓(H) 生成物 反应物 ΔH＝H生成物－H反应物 反应热产生的原因分析 (1)从反应体系始末状态的能量视角分析 反应热与焓变 (2) 从微观化学反应过程化学键的变化视角分析 如何计算1 mol H2 与 1 mol Cl2生成2 mol HCl的反应热？ ΔH = 反应物的总键能－产物的总键能 = (436+243) kJ·mol -1－2×431 kJ·mol -1 = －183 kJ·mol -1 反应热与焓变 反应热与焓变 归纳总结 ② ΔH 的计算方法 ΔH = 反应物的总键能－产物的总键能 ΔH＝H生成物－H反应物 已知物质总能量： 已知化学键键能： ① 化学反应、化学键、反应热的关系 化学反应： 旧物质 新物质 反应物断键 生成物成键 断键吸热 成键放热 产生反应热 已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。 (1)a、b、c分别代表什么意义？ a：___________________； b：____________________； c：_______。 旧键断裂吸收的能量 新键形成放出的能量 反应热 (2)该反应是_____(填“放热”或“吸热”)反应，ΔH____(填“>”或“<”)0。 放热 < 反应热与焓变 反应能量图像 $$