第一单元 化学反应的热效应 第2课时（教学课件） 化学苏教版2019选择性必修1

专题一 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应的热效应 第1课时 反应热的测量与计算 苏教版2019选择性必修1 反应热的计算的性质 2 反应热的测量 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.理解中和热的概念，学会测量中和反应的反应热的方法。 2.掌握盖斯定律的内容，能运用盖斯定律进行有关复杂反应的计算。 引·新课导入 请你思考！ 如何准确测量化学反应的反应热呢？ 复习旧识：写出下列反应的热化学方程式（反应条件均为25℃、101kPa)。 (1)N2(g)与H2(g)反应生成17gNH3(g)，释放46.2kJ的热。 . (2)1mol C2H5OH(I)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(1)，释放1366.8kJ的热。 . (3)标准状况下，44.8LC2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(1)，释放2599.2kJ的热。 . N2 (g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ΔH = -92.2kJ·mol-1 C2H5OH (l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l) ΔH = -1366.8kJ·mol-1 2C2H2 (g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l) ΔH = -2599.2kJ·mol-1 由于化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时释放的能量不同，因此不同的化学反应具有不同的反应热。 4 01 反应热的测量 探·知识奥秘 一、反应热的测量 2 1.反应热的测量装置 （1）量热计 （2）简易量热计 探·知识奥秘 一、反应热的测量 2.用简易量热计测量反应热的实验 【实验用品】简易量热计、2个50mL的量筒、0.50 mol·L-1 盐酸、0.50 mol·L-1NaOH溶液 ③保温层：减少热量的散失。 ① ①温度计：测定反应前后反应体系的温度 ② ②搅拌器或环形玻璃搅拌棒：使反应物混合均匀，充分接触。 ③ 各部分的名称及作用： 7 探·知识奥秘 一、反应热的测量 【实验步骤】 （1）量取反应溶液，测量反应前温度 用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1 盐酸，倒入简易量热计中，测量并记录盐酸的温度(T1)；另取一量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1氢氧化钠溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度(T2)。 （2）混合反应溶液，测量反应体系的最高温度 将量筒中的氢氧化钠溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中 ，立即盖上盖板 ，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌，观察温度计的温度变化 ，准确读出反应体系的最高温度(T3)并记录。 （3）重复实验2次 取3次实验的平均值，减少实验误差。 （4）计算反应热 假设溶液的比热与水的比热相等，溶液的密度与水的密度相等，忽略量热计的比热，根据溶液温度升高的数值，计算该反应的反应热并写出热化学方程式。 8 探·知识奥秘 一、反应热的测量 9 思考与讨论 探·知识奥秘 一、反应热的测量 盐酸的温度(T1)/℃ 氯化钠溶液的温度(T2)/℃ 反应体系的最高温度(T3)/℃ 反应体系的温度变化(△T=T3 - )/℃ 反应体系的热容①[C=(VHCl·ρHCl + VNaOH·ρNaOH) x 4.18]/(J·℃-1) 生成1mol H2O时的反应热（△H = -）/(KJ·mol-1) 【实验结果】测定反应热，完成下面表格。 如果用同样的方法测定氢氧化钾溶液与盐酸反应、氢氧化钠溶液与硝酸反应的反应热，请预测其反应热是否相同并说明理由。 10 探·知识奥秘 一、反应热的测量 （1）使用隔热层（碎泡沫塑料或纸条）及杯盖：保温、隔热，减少热量损失。 （2）准确读取反应前后体系的温度：反应后混合液的温度应为最高温度。 （3）重复实验2~3次，减小实验误差。 （4）一般不能使用金属搅拌棒，金属制品一般具有优良的导热性，会造成反应体系的热量损失，从而导致测量结果误差大。 【实验注意事项】 11 探·知识奥秘 一、反应热的测量 我们如何准确测定反应的中和热呢？ 如中和反应： HCl (aq) + NaOH(aq) = NaCl(aq) + H2O(l)，生成1mol水时所放出的热量为57.3kJ。 定义：在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量叫做中和热。单位为kJ/mol。 3.中和热 思考与讨论 （1）不选浓溶液，避免酸、碱溶液混合时互相稀释而放热。 （2）不选弱酸或弱碱，因为一般情况下弱酸或弱碱电离时吸热。 2.下列关于盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验的说法不正确的是 析·典型范例 C A．为了保证完全被中和，采用稍过量的NaOH溶液 B．所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器、量筒 C．测量盐酸溶液温度的温度计未洗涤立即测定氢氧化钠溶液的温度，会使得偏小 D．若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验，计算所得反应热偏大 2.强酸和强碱稀溶液的反应中和热可表示为：H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) ΔH =﹣57.3 kJ/mol。以下4个化学方程式中，反应热为 -57.3 kJ/mol的是 . 析·典型范例 ① H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) = BaSO4(s) + 2H2O(l) ② H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) = Na2SO4(aq) + 2H2O(l) ③ NH3·H2O(aq) + HNO3(aq) = NH4NO3(aq) + H2O(l) ④ NH3·H2O(aq) + CH3COOH(aq) = CH3COONH4(aq) + H2O(l) ⑤ KOH(aq) + HNO3(aq) = KNO3(aq) + H2O(l) ⑤ 02 反应热的计算 探·知识奥秘 二、反应热的计算 请你思考！ 火箭推进剂燃烧释放的反应热对火箭设计至关重要，但这类反应剧烈、产物复杂，且可能涉及高温、高压或有毒物质，难以通过实验直接测量。那么，对于无法直接测量的反应热，我们该如何获取呢? 16 探·知识奥秘 1.盖斯定律 （1）内容：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相等的 。 （2）意义：恒压条件下，化学反应的反应热仅与反应的起始状态和最终状态有关，而与反应的途径无关。 二、反应热的计算 17 探·知识奥秘 2.盖斯定律的应用 利用已知求未知：找寻已知反应与未知反应之间的关系，设计合适的反应路径，求出未知反应的焓变。 如图所示：ΔH＝ΔH1 + ΔH2  = ΔH3 + ΔH4 + ΔH5 二、反应热的计算 18 探·知识奥秘 思考与讨论 炭火洒水之疑：向一盆燃烧旺盛的炭火中洒少量的水，火焰更旺且为蓝色，但撒入较多的水，炭火熄灭就会熄灭，其中涉及的热化学反应方程式有： ①C(s)＋O2(g) == CO2(g) ΔH1 ②C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g) ΔH2 ③CO(g)＋O2(g) == CO2(g) ΔH3 ④H2(g)＋ O2(g) == H2O (g) ΔH4 你能用② ③ ④反应的反应热表示反应①吗？ 二、反应热的计算 19 探·知识奥秘 炭火洒水之疑涉及的热化学反应方程式如下：请用② ③ ④的反应热表示反应① ①C(s)＋O2(g) == CO2(g) ΔH1 ②C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g) ΔH2 ③CO(g)＋O2(g) == CO2(g) ΔH3 ④H2(g)＋ O2(g) == H2O (g) ΔH4 先画出过程图示 C(s) CO2(g) CO(g) H2O(g) H2(g) H2O(g) ① ② ③ ④ O2(g) O2 O2 从图示可见，很难直接观察出反应①与② ③ ④之间的关系。 盖斯定律的应用：若一个反应的化学方程式可由另外几个化学方程式相加减得到，则该化学反应的焓变也可以由几个化学反应焓变的相加减而得到。 二、反应热的计算 20 探·知识奥秘 炭火洒水之疑涉及的热化学反应方程式如下：请用② ③ ④的反应热表示反应① ①C(s)＋O2(g) == CO2(g) ΔH1 ②C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g) ΔH2 ③CO(g)＋O2(g) == CO2(g) ΔH3 ④H2(g)＋ O2(g) == H2O (g) ΔH4 ②C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g) ΔH2 ③CO(g)＋O2(g) == CO2(g) 　 ΔH3 ④H2(g)＋ O2(g) == H2O (g) 　 ΔH4 ＋ ＋ ＋ C(s)＋O2(g) == CO2(g) ΔH2+ΔH3+ΔH4 列出反应② ③ ④的热化学反应方程式 观察可知：将② ③ ④三个反应直接进行加合即得① 左右相加后，消去两边相同的物质 即有ΔH1 = ΔH2+ΔH3+ΔH4 二、反应热的计算 21 1.已知在298 K 时，C(s)、CO(g) 燃烧的热化学方程式如下： C(s) + O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5 kJ·mol-1 ① CO(g) + O2(g)=CO2(g) ΔH2= -283.0 kJ·mol-1 ② 请运用盖斯定律计算反应C(s) + O2(g)= CO(g)的焓变∆H3。 析·典型范例 分析：方法一 C(s)与O2(g) 生成CO2(g)的反应可以一步完成（即ΔH1）； 也可以看成两步完成：先生成 CO(g)（即ΔH3），CO(g) 再与O2(g)反应生成CO2(g)（即ΔH2）。 根据盖斯定律可以得到ΔH1 ＝ΔH2＋Δ H3（图1-7），则反应C(s) ＋ 1/2 O2(g)=CO(g)的焓变ΔH3 ＝∆ H1－ΔH2。 22 析·典型范例 分析：方法二 根据盖斯定律，直接将热化学方程式①、②左右两边分别相减，也可以求得C(s)与 O2(g) 反应生成 CO(g) 的焓变： C(s)＋O2(g) =CO2(g) ΔH1 －） CO(g)＋ 1/2 O2(g)=CO2(g) ΔH2 C(s) ＋ 1/2 O2(g) =CO(g) ΔH3 ＝ΔH1 －ΔH2 ΔH3 = ΔH1 - ΔH2 = -393.5 kJ·mol-1 - (-283.0 kJ·mol-1) = -110.5 kJ·mol-1 答： 反 应 C( s ) + O 2(g ) = CO ( g ) 的焓 变 Δ H3为-110.5 kJ·mol-1。 23 反应热的测量与计算 反应热的测量 反应热的计算 实验装置 实验步骤 注意事项 盖斯定律 盖斯定律意义 盖斯定律应用 理·核心要点 1. 强酸和强碱稀溶液的中和反应反应热可表示为：H+(aq)＋OH-(aq) = H2O(l)　ΔH= -57.3 kJ·mol-1。 已知：①HCl(aq) + NH3·H2O(aq) = NH4Cl(aq) + H2O(l)　ΔH＝-a kJ·mol-1 ②HCl(aq) + NaOH(s) = NaCl(aq) + H2O(l) ΔH＝-b kJ·mol-1 ③HNO3(aq)＋KOH(aq)===KNO3(aq)＋H2O(l) ΔH＝-c kJ·mol-1 则a、b、c三者的大小关系为(　　) A．a＞b＞c        B．b＞c＞a   C． a＝b＝c D．无法比较 练·技能实战 B 2．已知25 ℃、101 kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为： C(石墨，s) + O2(g)=CO2(g) ΔH＝-393.51 kJ·mol-1 C(金刚石，s) + O2(g)=CO2(g) ΔH＝-395.41 kJ·mol-1 练·技能实战 请写出石墨转化为金刚石的热化学方程式。 (2) 已知物质的能量越低越稳定，请根据热化学方程式比较金刚石与石墨的稳定性。 C(石墨,s) = C(金刚石,s) ΔH= +1.9 kJ·mol-1 3．发射火箭时使用的燃料可以是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ①H2(g) + O2(g) = H2O(l)　ΔH1= -285.8 kJ·mol-1 ②H2(g) = H2(l)　ΔH2 = - 0.92 kJ·mol-1 ③O2(g) = O2(l)　ΔH3 = -6.84 kJ·mol-1 ④H2O(l) = H2O(g)　ΔH4 = + 44.0 kJ·mol-1 则反应H2(l) + O2(l) = H2O(g)的反应热ΔH为(　　) 练·技能实战 D A．+237.46 kJ·mol-1 B．-474.92 kJ·mol-1 C．-118.73 kJ·mol-1 D．-237.46 kJ·mol-1 4．化学反应的反应热通常可以通过实验进行测定，也可通过理论进行推算。 (1)实验测得5g甲醇(CH3OH)液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 _______________________________________________________________________ (2)在298 K、100 kPa时，已知： 2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) 　 ΔH1 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) 　ΔH2 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是 . 练·技能实战 ΔH3＝ΔH1 + 2ΔH2　　　　 CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol－1 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版2019选择性必修1 Lavf57.83.100 $$