1.1.1反应热 焓变 “学为中心“课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第1课时　反应热　焓变 第一章 化学反应的热效应 第一节 　反应热 1 学习目标 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。 2 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应用。 氯化铵与氢氧化钡的反应 3 新物 质 吸收 放出 断裂 形成 吸收 放出 旧知回顾 热量 放热 吸 热 放热 吸热 旧知回顾 ②⑥ ①③④⑤ 常见的放热反应 ①活泼金属与酸或水的反应 ②燃烧反应 ④中和反应 ⑤铝热反应：2Al+Fe2O3 === 2Fe+Al2O3 ⑥ 大部分化合反应 CaO+H2O === Ca(OH)2 高温 ③爆炸反应 常见的吸热反应 ②大部分分解反应 NH4HCO3 === NH3↑+CO2↑+H2O CaCO3 === CaO+CO2↑ ① Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=== BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③ C+CO2 === 2CO ④ C+H2O(g) === CO+H2 高温 高温 高温 高温 旧知回顾 ⑤ 3Fe+4H2O(g) === Fe3O4+4H2 情境引入 KMnO4 在化学反过程中，物质变化的同时，一定伴随着能量变化。 放热反应 吸热反应 定性描述 定量描述 必修二 选择性必修1 化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的，能量变化的多少与参加反应的物质种类和多少密切相关。与研究化学反应中的物质变化一样，研究化学反应中的能量变化同样具有重要意义。那么，如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量呢？ 反应热 PART 01 1、反应热及其测定 被研究的物质系统称为体系(又称为系统)； 体系： 环境： 与体系相互影响的其他部分称为环境； 体系： 反应物：盐酸、NaOH溶液 发生的反应：HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O 生成物：NaCl、H2O 环境：如试管、空气等 （1）体系与环境——以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例 一、反应热 课本第4页 （2）体系与环境的热量交换——反应热 热量 ①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。 等温：即反应前后体系的温度相等。 1、反应热及其测定 课本第4页 量热计 简易量热计示意图 如何测定反应放出的热量？ 中和反应 反应热的测定 PART 02 用温度计测量反应前后体系的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热。 Q—中和反应放出的热量（kJ）（通过计算得到） c—混合液的比热容（J/(g∙℃)） m—反应混合液的质量（g） Δt—反应前后溶液温度的差值（℃） 查阅：c混合液≈c水=4.18J/(g∙℃) 测溶液体积，查溶液密度，算溶液质量； 多次测量取平均值 阅读教材P5 【测量原理】 中和反应反应热的测定 13 ①在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据? ②如何根据测得的数据计算反应热? ③为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施? 阅读教材P5 【提出问题】 【实验药品及装置】 0.50mol/L盐酸、0.55mol/L NaOH溶液 浓溶液× NaOH固体× 弱酸弱碱× ①实验药品 中和反应反应热的测定 14 测定反应前后溶液的温度 反应容器 保温作用,减少热量散失，降低实验误差。 使反应物迅速混合，使反应充分进行，保持体系的温度均匀。 阅读教材P5 金属× ②实验装置 中和反应反应热的测定 15 阅读教材P5 中和反应反应热的测定 防止残留的酸与碱反应， 导致测量的数据不准。 NaOH稍过量，确保盐酸完全反应 减少热量散失 17 阅读教材P5 （1）计算温度差(t2−t1) 取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值（t1记为反应前体系的温度(t2)。 实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系的温度 t1/℃ 反应后体系的温度 t2/℃ 温度差 (t2－t1)/℃ 盐酸 NaOH溶液 1 29.5 29.5 32.5 2 30.0 29.0 32.5 3 29.5 29.5 32.5 29.5 3.0 3.0 29.5 29.5 3.0 （2）取三次测量所得温度差的平均值 作为计算依据。 3.0℃ 【数据处理】 中和反应反应热的测定 18 阅读教材P5 【数据处理】 （3）根据温度差和比热容等计算反应热。 为了计算简便，可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容，则： ① 50ml 0.5mol/L盐酸的质量 m1=50g， 50ml 0.55mol/L NaOH溶液 m2=50g； ②反应后生成的溶液的比热容 c=4.18J/(g·℃)，50ml 0.5mol/L盐酸与50ml 0.55mol/L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为： (m1+m2)∙ c ·(t2- t1)= 。 4.18×(50+50)×(t2－t1) = 418（t2－t1）J = 0.418（t2－t1）kJ NaOH＋HCl=NaCl＋H2O n(H2O) = n(HCl) = 0.05L × 0.5mol/L = 0.025 mol 说明该实验中反应生成0.025mol H2O放出热量为0.418（t2－t1）kJ 中和反应反应热的测定 19 阅读教材P5 【数据处理】 （3）根据温度差和比热容等计算反应热。 ③生成1molH2O时放出的热量为 。 = 　0.418 （t2－t1）kJ 0.025mol 1mol Q放 求得Q放 = 0.418×3.0 0.025 kJ = 50.16 kJ 大量实验测得，在250C和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol H2O时，放出57.3kJ的热量。 HCl(aq) + NaOH (aq) ＝ H2O(l) + NaCl (aq) 1 1 1 Q1 0.025mol 0.025mol 0.025mol Q = 0.418(t2-t1) kJ 中和反应反应热的测定 20 思考交流 1、能不能用金属搅拌器代替玻璃搅拌器？ 不能。金属易导热，会造成热量损失。 2、测量盐酸和NaOH溶液的温度时能否选用不同的温度计？ 不能，会存在仪器误差。 3、能否测完酸后直接测量碱的温度？如何操作？ 不能，残留的酸会与碱反应，放出热量，造成温度计温度偏高。 必须用水冲洗干净并用滤纸擦干后再测 1、本次实验测得反应放出的热量小于57.3 kJ，试分析产生误差可能的原因。 2、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？ ①量热计保温效果不好； ②溶液混合时速度不够快，或没有及时盖上杯盖； ③读取反应后温度时，过早或过晚，不是读取的最高温度。 否；中和反应反应热（中和热）是指在稀溶液中酸与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。 深度思考交流 3、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？ 用NaOH固体代替NaOH溶液对结果会产生什么影响？ 浓硫酸溶于水时放热，所以生成1molH2O时放热大于57.3kJ； 醋酸是弱酸，弱酸电离时吸热，所以生成1molH2O时放热小于57.3kJ； NaOH固体溶于水时放热，所以生成1molH2O时放热大于57.3kJ； 4、若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反应反应热，对结果会产生什么影响？ 若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定反应热，生成BaSO4沉淀还会多放出一部分热量，所测反应热的数值偏大。 深度思考交流 ①反应物：a.准确配制浓度，且NaOH溶液浓度稍大于盐酸； b.一次性迅速混合，不洒出，且匀速搅拌； ②减少热量损失：a.量热计保温隔热； b.不能用铜制搅拌器代替玻璃搅拌器； c.酸碱混合要迅速，并盖上盖子； ③仪器：a.温度计测定一种溶液后洗净擦干再测别的溶液； b.不能用同一个量筒量取酸碱； ④重复三次，减小误差。 【问题与讨论】 提高测定反应热准确度的措施有哪些？ 24 学习评价 1．某小组利用如图装置测定稀盐酸和稀NaOH溶液中和反应反应热。下列叙述错误的是（ ）A．上下移动玻璃搅拌器能加快中和反应B．杯盖的作用是防止热量散失，提高实验精确度C．如果用稀Ba(OH)2溶液和硫酸实验，不会影响结果D．不可以用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器 C 当50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在图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。回答下列问题： （1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 。 （2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。 （3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填“偏大”“偏小”“无影响”）。 玻璃搅拌器 减少实验过程中的热量损失 偏小 不相等 相等 因为中和热是指酸与碱发生中和反应生成1mol H2O所 放出的能量，与酸碱的用量无关 （4）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L 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 学习评价 焓变 PART 03 化学反应中为什么会产生反应热? 体系 内能变化 产生 反应热 化学反应前后体系的内能发生了变化 内能是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。 28 1、焓 其符号为_______；焓是与_________有关的物理量。 内能 H 二、反应热与焓变 2、焓变 化学反应中的焓变= H生成物 H反应物 － 中学阶段，等压条件下的化学反应，反应热 =“焓变” 3、反应热与焓变的关系： 符号：________，单位：_____________（或_____________）。 ΔH kJ / mol kJ·mol-1 ΔH＝ H生成物 H反应物 － 课本第6页 29 （1）宏观角度认识反应热 反应体系对环境 热，其焓 ， 热反应，△H 为 ，即△H 0。 4、反应热 等压条件下的化学反应，反应热 =“焓变” ΔH＝ H生成物 H反应物 － 吸 增大 吸 > + 反应体系对环境 热，其焓 ， 热反应，△H 为 ，即△H 0。 放 减小 放 < — 30 例1、在25℃和101 kPa下，1 molH2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量，则该反应的反应热为: ΔH= kJ/mol 例2、在25 ℃和101 kPa下，1 mol C(如无特别说明，C均指石墨)与1 mol H2O(g)反应，生成1 mol CO和1 mol H2,需要吸收131.5 kJ的热量，则该反应的反应热为: ΔH = kJ/mol -184.6 +131.5 注意：ΔH的“-”、“+”不可省略，单位kJ/mol 必须标出。 4、反应热 31 3、反应A+B→C(ΔH＜0)分两步进行：(i)A+B→X(ΔH＞0)；(ii)X→C(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（ ） D 学习评价 化学键的断裂和形成是物质在化学反应中能量变化的主要原因 ①如何结合能量变化示意图计算1 mol H2 与 1 mol Cl2生成2 mol HCl的反应热？ ∆H＝ E断键－ E成键 = (436+243) kJ·mol -1－2×431 kJ·mol -1 = ﹣183 kJ·mol -1 吸收能量679 kJ （1mol H2与1molCl2的键能） 释放能量862 kJ （2mol HCl的键能） H ＝ −183 kJ/mol 微观图解 （2）微观角度认识反应热 4、反应热 (1)定义： (2)单位: 在25℃,101kPa(常温常压下)，将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需要的能量。 kJ/mol 在CH4中，断开1 mol C—H键要吸收415 kJ的能量。若要形成1 mol CH4，会 的能量。 放出 n(物质)×键个数×键能 1660kJ 1mol键的能量变化 补充：“键能”概念 34 ∆H＝ E断键－ E成键=E反应物总键能－ E生成物总键能 = (436+243) kJ·mol -1－2×431 kJ·mol -1= ﹣183 kJ·mol -1 H—H 键能：436kJ/mol Cl—Cl 键能：243kJ/mol H—Cl 键能：431kJ/mol 所以：焓变计算公式： ∆H＝ E断键－ E成键=E反应物总键能－ E生成物总键能 小结：反应热ΔH的计算方法 ΔH＝ H生成物 H反应物 － 从微观角度 ： ∆H＝ E断键－ E成键=E反应物总键能－ E生成物总键能 从宏观角度 ： 36 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。 实验测得与理论分析的数据接近，说明了什么？ ∆H＝−183 kJ/mol 键能估算 实验测得 ∆H＝−184.6 kJ/mol H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ∆H＝？ 实验测得与理论分析的数据 37 4、通常人们把拆开1 mol某化学键(气态物质)所消耗的最低能量看成该化学键的键能。键能可以衡量化学键的强弱,也可用于估算化学反应的反应热。 三氯化氮可以与氢气应：2NCl3(g)+3H2(g)=N2(g)+6HCl(g),估算该反应的ΔH=　　　　kJ·mol-1。  化学键 N—Cl N≡N H—H H—Cl 键能/(kJ·mol-1) 200 946 436 431 -1024 ΔH＝E反应物总键能－ E生成物总键能 = 6×200 kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1-946 kJ·mol-1-6×431 kJ·mol-1 = -1024 kJ·mol-1。 学习评价 38 5、根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况,判断下列说法正确的是(　　) A.N2(g)和O2(g)生成NO(g)的反应是放热反应 B.2 mol O原子结合生成O2(g)时需要吸收498 kJ能量 C.1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量 D.N2(g)+O2(g)=2NO(g)的反应热ΔH=+1444 kJ·mol-1 学习评价 C 39 5、应用：物质稳定性判断 ②键能越大越稳定。(因为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。) ①能量越低越稳定。 【例题1】C(石墨 s) = C(金刚石 s) ΔH = +1.9kJ/mol，石墨、金刚石哪个更稳定？ ∆H > 0，吸热反应，石墨总能量低，更稳定。 金刚石 石墨 【例题2】参考下表中化学键的键能数据，判断下列分子中，受热时最不稳定的是 。 HI 40 小结： 41 1．化学反应的基本特征：一是物质发生了变化，即有 生成；二是发生了能量变化，即 能量或 能量。 2．化学反应中的能量变化有多种形式，但通常主要表现为 的变化。因此化学反应分为两类： 反应和 反应。下列图中，图1表示 反应，图2表示 反应。 INCLUDEPICTURE"X2.tif" 　 3．有下列反应：①氧化钙与水反应　②碳酸氢钠受热分解 ③硫酸与氢氧化钠溶液混合　④燃烧煤炭取暖　⑤钠与 水反应　⑥胆矾受热失去结晶水，其中为吸热反应的是 ，放热反应的是 。 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 $$