1.1.1反应热 焓变 课件- 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修1

第一节 反应热 选择性必修1 第一章 化学反应的热效应 第1课时 反应热 焓变 学习目标 1.从宏观和微观两个视角认识反应热。  2.探究中和反应反应热的测定。 火箭发动机一般选用化学推进剂，它是由燃料和氧化剂组成的，反应后产生高温气体用于火箭推进。 新课导入 放热反应 假如你是火箭设计工程师，如何确定需要多少燃料？ 火箭发射需要多少能量？ 一定量的燃料充分燃烧时释放多少能量？ 定量地描述化学反应过程中释放或吸收的热量 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 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 ③ 酸碱 中和反应 ①燃烧 ④ 大部分 化合反应 ②金属与水 /酸反应 ⑤ 铝热 反应 回忆我们学过的放热反应及吸热反应都有哪些？ 常见放热反应 常见吸热反应 ① Ba(OH)2·8H2O 和NH4Cl ③ C与H2O ④C与CO2 ⑤NaHCO3与 盐酸的反应 ②大多分解反应 如何定量描述反应释放或吸收的能量呢？ 阅读课本4~6页，自学、讨论并解答下列问题： 1、化学反应过程中为什么会有能量的变化？2、什么是焓、焓变？ 3、怎么用焓变表示放热和吸热反应？ 一、反应热和焓变 1、反应热： 反应物与生成物内能的差，恒压条件下，用焓变表示反应热。 2、焓变： 1）符号： 2）单位： ΔH kJ/mol 或 kJ • mol–1 3）表示方法 放热反应 ： ∆H < 0， ∆H为“－” 吸热反应 ： ∆H > 0， ∆H为“ + ” 放热反应 ： ∆H为“－” 吸热反应 ： ∆H > 0， ∆H为“ + ” 等温条件下，化学反应中所吸收或放出的热量 3.焓变与键能的关系（微观） 旧键断裂 — 新键形成 — H = = －183kJ/mol 反应物的键能总和 —生成物的键能总和 吸收能量 放出能量 H2 + Cl2 = 2HCl 436 243 431 断开1mol H-H键和1mol Cl- Cl键，形成 2 mol H-Cl键 吸收 kJ，放出 kJ 整个反应过程表现为： 放出862-679=183kJ能量 679kJ/mol － 862kJ/mol 436+243 = 679 2×431 = 862 H = ΔH = 反应物的键能总和–生成物的键能总和 例 1：1mol C与 1mol H2O(g) 反应生成 lmol CO(g) 和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H = kJ/mol。 ＋131.5 例 2：拆开 1mol H－H键、1mol N－H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2与氢气反应生成NH3的焓变（反应热）为 ， △H = －92 kJ/mol 4.焓变与物质能量的关系（宏观） ΔH = E 生成物总能量 E 反应物总能量 – 二、中和反应反应热的测定 1881 年，法国化学家贝特罗（Pieltte Engene Marceiin Berthelot），在法兰西学院的实验室里，利用自己发明弹式量热计测出了不同反应的反应热。 1827年-1907年 法国化学家贝特罗 测量反应前后体系的温度 反应容器 减少热量散失， 降低实验误差。 减少热量散失，降低实验误差。 简易量热计示意图 测量装置 使反应物迅速混合，使反应充分进行， 保持体系的温度均匀。 为了保证HCl被完全中和 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。 步骤一 用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液①，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据填入下表)。 步骤二 测量项目一 反应物的温度 防止残留的酸与碱反应， 导致测量的t2数据不准。 目的是减少误差 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)。 步骤三 重复上述步骤一至步骤二两次。 步骤四 测量项目二 反应后体系温度 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。已知：反应后生成的溶液比热容c=4.18 J/(g·℃） 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 思考 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 29.5 29.5 29.5 3 3 3 测量数据 Q = (m1+m2)· c· (t2-t1) Q = (50+50)· 4.18· (32.5 - 29.5) = 1254 J = 1.254 KJ 思考 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 50.16 KJ 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) 中和热 思考 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.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 思考 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， 所测中和热的数值是否为本实验结果的2倍？ ② 用浓硫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? 深入思考 中和热测定所用的酸、碱必须是强酸强碱的稀溶液 浓硫酸溶于水时放热，使所测反应热的数值偏大； 否；中和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。 ( 区分中和热与中和反应的反应热 ) Lavf57.4.100 $$