1.1 化学反应的热效应 第1课时 课件 -2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 第1节 化学反应的热效应 第1课时 化学反应的反应热 1、化学反应中为什么有能量变化? 复习旧知： 反应物 生成物 旧化学键断裂 新化学键形成 吸收能量E吸 释放能量E放 E吸＞ E放 吸收能量 E吸＜ E放 放出能量 键能角度 由图可知，1 mol H2分子中的化学键断裂吸收的能量是______，1 mol Cl2分子中的化学键断裂吸收的能量是_______，2 mol HCl分子中的化学键形成释放的能量是______，则H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应放出的能量为______。 243 kJ 436 kJ 反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化如下图所示 183 kJ 862 kJ 1、化学反应中为什么有能量变化? 复习旧知： 反应物 生成物 旧化学键断裂 新化学键形成 吸收能量E吸 释放能量E放 E反＞ E生 释放能量 E反＜ E生 吸收能量 物质能量角度 E反 E生 断键吸收的能量 成键放出的能量 2.常见的放热反应与吸热反应 酸碱中和反应 所有的燃烧反应 活泼金属与水/酸的反应 铝热反应 大多数的化合反应 缓慢氧化反应(有氧呼吸、无氧呼吸、食物腐败) 放热反应(放出能量) 吸热反应(吸收能量) 大多数分解反应 铵盐与碱的反应 柠檬酸和NaHCO3反应 以H2、CO、C等为还原剂的 氧化还原反应 复习旧知： 通常情况下，化学反应中的能量转化是化学能与热能的转化 判断正误： 1. 吸热反应必须加热才能发生。 2. 放热反应在常温下一定很容易发生。 3. Fe与S加热到一定温度引发后，停止加热，反应也能继续进行，因此该反应为放热反应。 4.所有的化合反应均为放热反应。 5.爆炸为放热反应。 6.石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨 更稳定。 × × √ × × × 能量越低越稳定 下列哪些是放热反应，哪些是吸热反应？ （1）铝粉与铁的氧化物反应 （2）氯化铵与氢氧化钙的反应 （3）胆矾失去结晶水 （4）C(s)+H2O(g) CO+H2 （5）SO3+H2O=H2SO4 （6）浓硫酸溶于水 放热反应 放热反应 放热过程 如何定量地描述一个化学反应释放或吸收的热能呢？ 探究学习一 化学反应的反应热 (1)反应热的概念： 当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放 或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应， 简称反应热，用符号Q表示。 (2)反应热的表示方法： 吸热反应 Q＞0； 放热反应 Q＜0 (3)单位： J 或 kJ 。 反应热的数值可以通过实验测定也可以运用理论计算求得。 判断：反应热的大小与反应物和反应产物的能量有关(　　) √ 探究学习二 反应热的测定 (1)计算公式：Q= －C(T2－T1)= － cm(T2－T1) 其中C表示溶液及量热计的热容， T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。 c表示比热容，m表示酸碱溶液的质量和。 测定中和反应的反应热 100 mL 1mol/L 盐酸+ 100 mL 1mol/L NaOH溶液 探究学习二 反应热的测定 测定中和反应的反应热 100 mL 1mol/L 盐酸+ 100 mL 1mol/L NaOH溶液 (2)测定反应热的仪器——量热计 测定反应体系前后的温度 加快反应速率，保持体系温度均匀 保温，减少热量散失 反应容器 (1)计算公式：Q= －C(T2－T1)= － cm(T2－T1) 实验中常见的一种简易量热计 探究学习二 反应热的测定 测定中和反应的反应热 100 mL 1.0 mol/L 盐酸+ 100 mL 1.0 mol/L NaOH溶液 (3)实验步骤 ①向量热计内筒中加入1.0 mol·L－1的盐酸100 mL，盖上 杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T1。 ②向250 mL烧杯中加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液100 mL， 调节其温度为T1。 ③快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌， 记录体系的最高温度T2。 ④重复实验操作2~3次，记录每次的实验数据。 试验组 实验内容 溶液初始温度T1 溶液最高 温度T2 △T= T2- T1 反应热/J Q= - c m(T2-T1) 1 NaOH溶液 与盐酸反应 290.6K (17.5℃) 297.4 (24.3℃) 2 290.6K (17.5℃) 297.3K (24.2℃) 3 290.6K (17.5℃) 297.5K (24.4℃) 4 290.6K (17.5℃) 299.5K (26.4℃) 6.8 6.7 6.9 Q=-4.18×(0.1+0.1) ×6.8 kJ =-5.6848kJ 8.9 异常数据，舍去 (4)数据处理 盐酸、NaOH溶液为稀溶液，其密度近似认为是1 g/cm3， 反应前后溶液的比热容是4.18 kJ·K-1·kg-1。 探究学习二 反应热的测定 交流·思考 测定中和反应的实验中，酸和碱溶液为什么一定要用稀溶液？ 实验时若用100 mL 1.1 mol/L NaOH溶液和100 mL 1.0 mol/L 盐酸反应，所测得的反应热数值会更准确，为什么？ 减少稀释过程中的能量变化对反应热的干扰 确保盐酸完全反应，使数据更准确 探究学习二 反应热的测定 交流·思考 3. 为什么实验操作动作要迅速？ 4. 使用搅拌器的目的？ 5. 实验过程中忘记盖杯盖，会对实验造成什么影响？ 加快反应速率，保持体系温度均匀 减少热量损失 所测反应热数值偏低 探究学习二 反应热的测定 交流·思考 6. 用同样方法分别测定 100 mL 1.0 mol/L 盐酸+ 100 mL 1.0 mol/L KOH溶液 100 mL 1.0 mol/L 硝酸+ 100 mL 1.0 mol/L NaOH溶液 反应的反应热，测得的反应热数值相等，约为5.7kJ 为什么？ 反应实质均为H++OH-=H2O 探究学习二 反应热的测定 交流·思考 7. 用同样方法分别测定 100 mL 1.0 mol/L 盐酸+ 100 mL 1.0 mol/L 氨水 反应的反应热，测得的反应热数值会有什么变化？为什么？ 反应热数值偏低 氨水是弱碱，电离要吸收热量 试计算在稀溶液中,HNO3和NaOH反应生成1mol水放出的热量是多少？ 。 -57kJ 中和热：在稀溶液中,酸和碱反应生成1mol液态水时的反应热。 强酸和强碱反应的中和热约是 57.3 kJ·mol－1 注意：中和热的数值与实验中酸碱用量无关 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)中和反应反应热与酸的强弱有关，而与浓度无关。 ( ) (2)10 mL 1.0 mol·L－1的NaOH溶液与10 mL 1.0 mol·L－1的盐酸混合，20 mL 1.0 mol·L－1的NaOH溶液与20 mL 1.0 mol·L－1的盐酸混合，反应热后者是前者的2倍。 ( ) (3)在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓H2SO4与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ。 ( ) (4)测定中和反应的反应热时,将碱缓慢分次倒入酸中,所测温度值偏小。 ( ) 巩固练习 实验室利用如图装置进行中和反 应反应热的测定。回答下列问题： (1)为准确测定实验数据，起始时盐酸与烧碱温度相同， 而终止温度与起始温度之差(t1－t2)分别为①2.3 ℃， ②2.4 ℃，③2.9 ℃，则最终代入计算式的温度差的平均值为________ ℃。 (2)在操作正确的前提下提高中和反应反应热测定的准确性的关键是_____________________。 (3)如果用0.50 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠固体进行实验，则实验中所测出的中和反应反应热的数值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 练习 8.在一定温度下的稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O，这时的反应热就是中和热。50 mL 0.50 mol· L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液在如图所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。试回答下列问题： (1)大小烧杯间填满碎纸条的作用是 。 减少实验过程中的热量损失 (2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 结合日常生活的实际该实验在 中进行效果更好。 偏小 保温杯 练习 (3)实验中改用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 (填“相等”或“不相等”)，所求中和热 (填“相等”或“不相等”)，简述理由： 不相等 相等 因中和热是指在稀溶液中1molH＋和1mol OH－发生中和反应生成1mol H2O时所放出的热量，与酸碱的用量无关 (4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)；用50 mL0.5mol·L－1 NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。(填“偏大”“偏小”或“无影响”) 偏小 无影响 2.35 提高装置的保温效果 偏大 $$