1.1.1反应热 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修一

第一章 化学反应的热效应 第1节　反应热 第1课时 反应热 焓变 人教版选择性必修第一册 揭示目标 1.了解反应热的概念；能解释中和反应反应热的测定原理；能根据实验中测定并记录的数据计算反应热。 2.能从宏观和微观两个角度建构模型，并解释反应热产生的原因。 学习目标 2 新课导入 自然界的能量存在形式有很多种，势能、生物能、热能、太阳能、风能等。 热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。 放热反应 吸热反应 ①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属跟水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 ⑥铝热反应(见第八章) ①大多数分解反应 ②C＋CO2(或H2O) ③固态铵盐与碱的反应Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl ④NaHCO3与盐酸的反应 常见的放热反应和吸热反应 C＋CO2 2CO 高温 C＋H2O(g) CO ＋H2 高温 注意：吸热反应、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系 新课导入 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? 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。 一、反应热 焓变 认识体系与环境 体系(系统) 示例：盐酸与NaOH溶液的反应 盐酸、NaOH溶液及发生的反应等 被研究的物质系统 反应物，生成物，发生的反应 环境 试管和空气 因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量 热量 与体系相互影响的其他部分 一、反应热 焓变 1．定义： 在等温条件下①，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。用ΔH 表示。 热传递 因温度不同，体系与环境之间存在热量交换。 如何测定反应放出的热量？ 一、反应热 焓变 2．反应热的测定 许多反应热可以通过量热计直接测定 量热器示意图 保温杯式量热计 弹式量热计 一、反应热 焓变 2．反应热的测定 中和反应反应热的测定 通过一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化， 计算反应放出的热量，由此求得中和热。 测定原理: Q ＝ c · m ·(t2－t1) 反应热的计算公式: c：比热容 m : 体系的质量 t1、t2：反应前和反应后体系的温度 Q：放出的热量 一、反应热 焓变 2．反应热的测定 ——中和反应反应热的测定 实验操作： 步骤一：反应物温度的测量 ① 用量筒量取50mL 0.50mol/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。 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（数据填入下表）。 为了保证HCl被完全中和， 中和反应进行完全。 一、反应热 焓变 2．反应热的测定 ——中和反应反应热的测定 实验操作： 步骤二：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）。 减小误差，防止热量损失 步骤三： 重复上述步骤两次。 目的是减少误差 一、反应热 焓变 2．反应热的测定 ——中和反应反应热的测定 数据处理： 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。 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 2 3 取三次温度差的平均值作为计算依据 一、反应热 焓变 2．反应热的测定 ——中和反应反应热的测定 数据处理： 为了计算简便，盐酸、氢氧化钠稀溶液的密度近似地认为都是1 g·cm-3，反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。 Q = ( m1+m2 ) × c ×（ t2 - t1 ） 50 mL 0.50 mol/L盐酸与 50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液发生 中和反应时放出的热量:Q=(m1+m2)· c· (t2-t1)=____________KJ 思考：生成1 mol H2O时放出的热量Q是多少kJ? 生成1 mol H2O时放出的热量Q是多少kJ? HCl(aq) + NaOH (aq) ＝ H2O(l) + NaCl (aq) Q 思考与讨论P6 0.025mol(少) 0.025mol 1mol 0.418(t2-t1)/0.025 kJ 0.418(t2-t1) kJ 大量实验测得，25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol水时，放出57.3 kJ的热量。 一、反应热 焓变 3．中和热 中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水和可溶性盐时所释放的热量叫做中和热。 25 ℃和101 kPa下，为57.3 kJ/mol。 H+(aq)+OH－(aq)=H2O(l)；ΔH=57.3 kJ/mol 注意事项： ①若使用弱酸、弱碱的稀溶液，由于弱酸、弱碱在电离时会吸热，所以生成1molH2O放热小于57.3kJ。 ②若使用酸、碱的浓溶液，由于酸、碱的浓溶液在稀释时会放热，所以生成1molH2O放热大于57.3kJ。 ③生成沉淀会放热，生成1molH2O放热大于57.3kJ。 实验过程中，有哪些措施可以提高反应热测量的准确度？ 问题与讨论P6 【注意事项】 (1)为了保证盐酸完全被中和，采用稍过量的NaOH溶液。 (2)测量完盐酸的温度后，温度计应冲洗干净并擦干。 (3)酸碱溶液应采用稀溶液，一次迅速混合。 (4)使用同一温度计，多次测量取平均值以减小误差。 (5)确保量热计的隔热效果良好，确保酸碱充分反应。 问题与讨论 2、用50mL0.55mol/LNaOH溶液，而不用50mL0.50mol/LNaOH溶液，为什么？ 可以保证盐酸完全反应，使测得的中和热数值会更加准确。 3、实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？ 不能。因为铜丝易导热，热量损失较大 1、实验装置中，内筒与外壳间填充填充大量泡沫塑料的目的是什么？ 保温隔热，目的是减少实验过程中热量的损失。 问题与讨论 4、 实验过程中能否用醋酸代替盐酸，或用氨水代替氢氧化钠溶液？若代替，对实验结果会产生什么影响？ 不能。弱酸弱碱电离会吸收热量，会导致测得的中和热数值偏小。 6、 若改用100mL0.50mol/L盐酸和100mL0.50mol/LNaOH混合，所测得中和热的数值是否为本实验结果的两倍。 数值与反应的量无关，是定值，结果相同。 5、酸、碱混合时，为何要把量筒中NaOH溶液一次倒入而不能缓缓倒入？ 减少热量损失 1.下列四个方程式，表示中和热方程式正确的是？ NaOH(aq)+ HCl(aq) = NaCl(aq) + H2O (l) ΔH= -57.3 kJ/mol 2NaOH(aq)+ H2SO4 (aq) = Na2SO4(aq)+ 2H2O (l) ΔH = -114.6 kJ/mol NaOH(aq)+1/2H2SO4 (aq)=1/2 Na2SO4(aq)+ H2O (l) ΔH = -57.3 kJ/mol NH3·H2O(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq)+H2O (l) ΔH = -57.3 kJ/mol 当堂检测 当堂检测 2.在稀溶液中若按照下列反应进行且均生成1molH2O，则放出的热量的大小关系为（ ）。 A 当堂检测 3.稀H2SO4与稀Ba(OH)2溶液发生中和反应： 则生成1molH2O时放出的热量为（ ）。 A 当堂检测 4.在稍过量的稀NaOH溶液中加入含0.5molH2SO4浓硫酸，则放出的热量的大小关系为（ ）。 A 当堂检测 5.在稍过量的HCl稀溶液中加入1molNaOH固体，则放出的热量的大小关系为（ ）。 A 一、反应热 焓变 化学反应为什么会产生反应热？ 反应前后体系内能（U）发生了变化。 在科学研究和生产实践中，化学反应通常是在等压条件下进行的。为了描述等压条件下的反应热，科学上引入了一个与内能有关的物理量——焓(符号为 H)。 等压 体系 内能改变 产生 反应热 反应热 (焓变) 一、反应热 焓变 内能(U)：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。 焓(H)：科学上引入的一个与内能有关的物理量。 焓变(ΔH)：在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变。 单位：kJ/mol(或kJ·mol-1) 一、反应热 焓变 从反应物与生成物总能量变化（宏观）去探讨焓变： 放热反应 ∑H (反应物) > ∑H(生成物) 反应物具有的总能量高 生成物具有的总能量低 化学 反应 向环境 释放能量 根据规定，当反应体系放热时其焓减小，ΔH 为负值，即ΔH＜0 图示 ∆H < 0 一、反应热 焓变 从反应物与生成物总能量变化（宏观）去探讨焓变： 吸热反应 ∑H (反应物) < ∑H(生成物) 生成物具有的总能量高 反应物具有的总能量低 化学 反应 从环境 吸收能量 当反应体系吸热时其焓增大，ΔH 为正值，即ΔH > 0 图示 ∆H > 0 一、反应热 焓变 从反应物与生成物总能量变化（宏观）去探讨焓变： 放热反应，ΔH＜0 吸热反应，ΔH > 0 ΔH＝H(生成物总焓)－H(反应物总焓)。 ΔH＝E(生成物总能量)－E(反应物总能量)。 化学反应是吸热反应还是放热反应，取决于反应物与生成物 总能量的相对大小 一、反应热 焓变 从化学键的键能变化方面（微观）去探讨焓变： 化学反应的本质： 旧化学键的断裂 和 新化学键的形成。 吸收能量 放出能量 从微观角度来看，化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。 一、反应热 焓变 从化学键的键能变化方面（微观）去探讨焓变： 在相同条件下，由原子形成1 mol化学键时所放出的能量与断开1 mol相同化学键所 吸收的能量是相等的。 键能：断键或形成1mol化学键所吸收或释放的能量 H H 键断裂，吸收能量 键形成，释放能量 436 kJ/mol 436 kJ/mol 焓(H) ∆H2＝−436 kJ/mol H2(g) 2H(g) ∆H1＝+436 kJ/mol 即H-H键的键能是436.0 kJ/mol 一、反应热 焓变 从化学键的键能变化方面（微观）去探讨焓变： ΔH＝E(反应物断键吸收的的总能量)－E(生成物成键释放的总能量)。 吸收能量679 kJ 释放能量862 kJ 反应热 ∆H＝−183 kJ/mol H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) ∆H＝？ 一、反应热 焓变 从化学键的键能变化方面（微观）去探讨焓变： H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) ∆H＝？ 生成物键能总和862 kJ/mol ∆H＝−183 kJ/mol 反应物键能总和679 kJ /mol ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)。 一、反应热 焓变 ΔH＝H(生成物总焓)－H(反应物总焓)。 ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)。 ΔH＝E(反应物断键吸收的的总能量)－E(生成物成键释放的总能量)。 ΔH＝E(生成物总能量)－E(反应物总能量)。 宏观角度 微观角度 一、反应热 焓变 物质能量、键能与稳定性的关系： 1. 能量越低越稳定。 2. 键能越大越稳定。 键能越大，破坏该化学键需要的能量越高，该化学键越难断裂， 所以物质越稳定。所具有的能量越低 一、反应热 焓变 基元反应：大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，往往要经过多个反应步骤才能实现。 每一步反应都称为基元反应。 基元反应、过渡态理论及活化能 过渡态理论：反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须要经过一个过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。 1、C (石墨，s) = C (金刚石，s) ΔH = +1.9 kJ/mol，石墨、金刚石哪个更稳定？ 能量 反应进程 石墨 金刚石 E吸 E放 ∆H > 0，吸热反应，石墨键能大，总能量低，更稳定。 当堂检测 当堂检测 2．下列说法正确的是(　　) A．吸热反应使环境的温度升高 B．当反应放热时ΔH＞0，反应吸热时ΔH＜0 C．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为负值 D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 C 当堂检测 3、下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 据此判断下列说法中正确的是(　 ) A．由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应 B．由图2知，S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1，S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2 ，则ΔH1＞ΔH2 C．由图3知，白磷比红磷稳定 D．由图4知，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＞0 A 4．化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．该反应每生成2 mol AB(g)吸收b kJ热量 B．反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1 C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B放出a kJ能量 B 当堂检测 当堂检测 5．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。 则反应S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为(　　) A．－1 780 kJ·mol－1 B．－1 220 kJ·mol－1 C．－450 kJ·mol－1 D．＋430 kJ·mol－1 B 当堂检测 6．将V1 mL 1.00 mol·L-1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示 (实验中始终保持V1＋V2＝50)。下列叙述正确的是(　　) A．做该实验时环境温度为22 ℃ B．该实验表明化学能可以转化为热能 C．NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L-1 D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应 B 感谢聆听 每天进步一点点，每天努力不止一点点。 Lavf57.71.100 $$