1.1.1反应热及其测定 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第一课时 反应热及其测定 第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热 1.以盐酸和氢氧化钠溶液在试管中的反应为例， 分析什么是体系？什么是环境？ 2.反应热的概念是？ 为什么会有反应热？（从宏观角度、微观角度进行分析） 3.内能、焓变、以及反应热之间存在什么关系？ 4.焓变的表示符号、单位以及计算方法是什么？ 5.什么是中和反应热？ 6.中和反应热如何测定？ 思：阅读课本4-5页，完成导学案预学区。 议：讨论下列问题。 1、体系与环境 以盐酸与NaOH溶液的反应为例 体系与环境之间 环境：与体系相互影响的其他部分， 如：盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。 体系：在热学中体系是与周围其他部分区分开来的根据需要所研究的对象。 如：将盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系，简称体系（又称系统）。 存在物质交换和能量交换 2、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。 ①注：等温条件下，指化学反应发生后， 使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度，即反应前后体系的温度相等。 1、定义： ， 。 ②热量是指因温度不同而在提醒与环境之间交换或传递的能量 思考：化学反应中发生能量变化的主要原因是什么? （1）微观：旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量不同。 （2）宏观：反应物和生成物本身的总能量不同。 展+评：3、内能、焓、焓变 1.内能的概念： 体系内物质的各种能量的总和，受 、 、 等的影响。 2. ：与内能有关的物理量。表示符号： 。 3.研究表明，在 条件下进行的化学反应， 反应热=反应的 ，用符号 表示，它的单位是 。 4.根据规定，当反应体系放热时， 为 值，即 。 当反应体系吸热时， 为 值，即 。 ？ ？ 能量 能量 温度 压强 物质的聚集状态 焓 H 等温等压 焓变 kJmol 负 正 <0 >0 放热反应 吸热反应 气态（g） > 液态（l）>固态（s） 温度：T↑→H↑ 压强：P↑→H↑ 4、焓变的计算 例1：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，假设该反应是不可逆反应。 　则生成 2mol NH3 （吸收/放出） kJ的能量。 则该反应的反应热为 。 计算过程： 断键吸收的能量： ； 成键放出的能量： ； 故该反应是 反应， （吸收/放出) kJ的能量 N2+3H2 ⇄ 2NH3 高温高压 催化剂 946+3*436=2254kJ 6*391=2346kJ 放热 放出 2346-2254=92 放出 92 △H=-92kJ/mol 展+评：4、焓变的计算 反应物 生成物总能量 能 量 断键吸收的能量 成键释放的总能量 ΔH 焓变与自身能量、化学键的关系：(即焓变如何计算） ΔH＝ ； ΔH＝ ； 生成物总能量－反应物总能量 反应物总键能－生成物总键能 反应物能量 生成物能量 关于焓变、内能、反应热的相关注意事项： 1.反应热描述的是一定温度和压强下的化学反应前后的热量变化。 2.催化剂不改变反应的焓变。 3.ΔH的单位中的“ mol-1”不能理解为每摩尔反应物或生成物,应理解为“每摩尔反应”。 4.焓是物质固有的性质之一,不能进行测量,但焓变(即反应热)可以直接测量。 5.反应热“三要素” (1)符号：ΔH (2)单位：kJ/mol (3)正、负号： ΔH<0或 ΔH为“－”为放热反应； ΔH>0或ΔH为“＋”为吸热反应。 6.化学反应中能量变化的“两原因” (1)反应物和生成物本身的总能量不同。 (2)旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量不同。 反应热 焓变 含义 化学反应中吸收或放出的能量 化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差 符号 Q ΔH 单位 kJ·mol-1 kJ·mol-1 与能量变化的关系 Q>0,反应吸收热量Q<0,反应放出热量 ΔH>0,反应吸收热量ΔH<0,反应放出热量 二者的相互联系 ΔH是化学反应在恒定压强下(敞口容器中进行的化学反应)且不与外界进行电能、光能等其他能量的转化时的反应热,即恒压条件下进行的反应热Q就是焓变ΔH 焓变与反应热区别与联系 5、中和反应热的测定 1.反应前后能量变化的计算公式 Q = CmΔt Q：反应放出或吸收的热量 m：反应混合液的质量 C：反应混合液的比热容 Δt：反应前后溶液温度的差值 外壳： 保温作用 内筒： 反应容器 测量反应前后温度的变化值 2.关于中和反应热： 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol液态水时的反应热叫做中和热. 简易量热计 单位质量的某种物质，温度降低1℃所放出的热量和它温度升高1℃所吸收的热量相等。这个数值上就是它的比热容。 5、中和反应热的测定——以稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应为例分析 实验药品 50 mL、0.50 mol/L的盐酸溶液 （50g) 50 mL、0.55 mol/L氢氧化钠溶液（50g) 实验仪器 简易量热计、量筒 （50 mL）两个、 温度计、玻璃搅拌器 注意： ①隔热层（碎泡沫塑料(或纸条)）及杯盖的作用 是 。 ②玻璃搅拌器的作用是： 。 ③玻璃搅拌器是否能换成金属搅拌器？原因是？ 。 隔热保温，减少热量的散失 让酸碱充分反应 不能。 金属材料易散热，导致热量的散失。 一、反应物温度的测量 ①用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，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50mL0.55mol/LNaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据填入下表)。 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中，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)。 三、重复上述步骤（1）至步骤（2）两次。 5、中和反应热的测定 若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而让NaOH溶液使起始温度偏高，引起实验误差。 为了保证盐酸完全被中和 减少热量的散失 5、中和反应热的测定 实验 次数 反应物的温度/℃ 反应前 体系温度 反应后 体系温度 温度差 50 mL 0.50 mol/L 盐酸 50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t2－t1)/℃ 1 20.0 20.1 23.2 2 20.2 20.4 23.4 3 20.3 20.3 24.2 4 20.5 20.6 23.6 20.05 20.3 20.3 20.55 3.15 3.1 3.9 3.05 Q = CmΔt 取温度差的平均值： . 所以Q= . 所以生成1mol水放出的能力是 kJ. 4.18*100*3.1=1295.8J t=（3.15+3.1+3.05）/3 =3.1 ℃ H++OH-=H2O 0.025mol 0.0275mol 生成1mol水放出的热量：Q/0.025 0.025 1295.8/0.025/1000=51.83 大量实验测得，25 ℃和101 kPa下， 强酸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。 展+评：5、中和反应热的测定中误差分析 引起误差的原因 中和反应的反应热 保温措施不好 若将玻璃搅拌器改成“铜棒” 搅拌不充分 量取NaOH溶液和盐酸时, 均仰视刻度线 用同浓度氨水代替NaOH(aq) 用同浓度CH3COOH(aq)代替盐酸 最后记录的温度不是最高温度 在下表空格内填“偏大”、“偏小”或“不变”。 偏大 偏大 偏大 偏小 偏大 偏大 偏大 误区一　中和热概念理解错误 中和热的测定中:指稀溶液中强酸和强碱发生反应生成1 mol液态 H2O时放出的热量。 酸碱中若有浓溶液,反应放出的热量要 57.3 kJ;则反应热 。（偏大/偏小） 酸碱中若有弱电解质,电离需要吸热,反应放出的热量要 57.3 kJ； 则反应热 。（偏大/偏小） 误区二　装置绝热效果不好 本实验最好在绝热条件下进行,实验装置中的碎纸条或碎泡沫塑料等填充不满会导致隔热效果不好,对实验数值影响较大。 误区三　误认为中和热与反应的酸碱用量有关 的稀的强酸与稀的强碱溶液反应,其中和反应反应热均相等,且室温下与强酸、强碱的用量无关。 大于 小于 偏大 偏小 核心归纳 5.中和反应反应热测定实验的注意事项(1)为了保证0.50 mol·L-1的盐酸完全被NaOH中和,采用0.55 mol·L-1NaOH溶液, 使碱稍稍过量,因为过量的碱并不参加中和反应。(2)先后测量酸、碱及混合液的温度时, 测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。 温度计的水银球部分要完全浸入溶液中,且要稳定一段时间再记下读数。(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。(4)操作时动作要快,尽量减少热量的散失。(5)实验时亦可选用浓度、体积都不相同的酸、碱溶液进行中和反应反应热的测定,但在计算时,应取二者中量少的一种,因为过量的酸或碱并不参加中和反应。 核心归纳 1.判断下列变化的∆H正负值 1.镁条的燃烧。 2.高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳。 3.氧化钙与水的反应。 4.高温煅烧石灰石(主要成分是CaC03)制生石灰(CaO)。 5.炸药爆炸。 6. Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应。 7.浓硫酸溶于水。 8.冰熔化。 9.甲烷在氧气中的燃烧。 10.Na转化为Na+时,吸收的能量就是该过程的反应热。 注意： 化学反应一定伴随着能量变化 有能量变化的不一定是化学反应。 课堂检测 - + - + - + - 4.已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是（ ） A．该反应有可能是放热反应B．1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反应生成2 mol AB(g)吸收的热量为(a-b) kJC．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键，放出a kJ能量 课堂检测 5、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中， 破坏1molH—H键消耗的能量为Q1kJ， 破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ， 形成1molH—O键释放的能量为Q3kJ。 下列关系式中正确的是（ ） A.2Q1 + Q2 > 4Q3 B.2Q1 + Q2 < 4Q3 C.Q1 + Q2 < Q3 D.Q1 + Q2 = Q3 B 课堂检测 2、大量实验测得，在25℃和101kpa下强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol水时，放出57.3kJ的热量。 下列酸碱中和反应符合的是（ ） A.浓H2SO4与稀NaOH B.稀CH3COOH溶液与稀NaOH溶液 C.稀H2SO4与稀Ba(OH)2溶液 D.稀H2SO4与稀KOH溶液 弱酸弱碱稀溶液因为电离吸热，故生成1molH2O。放出的热量 < 57.3 kJ 强酸强碱浓溶液因为稀释放热，故生成1molH2O。放来的热量 >57.3 kJ 稀H2SO4和稀Ba(OH)2溶液混合，除了生成水的过程放出热量，还有Ba2＋和SO42－生成BaSO4沉淀的过程也要放出热量。 D 课堂检测 3.某同学通过实验测出稀盐酸与稀NaOH溶液(碱稍微过量)反应的中和热ΔH=-52.3 kJ·mol ,造成这一结果的原因不可能是 (　　) A.实验装置保温、隔热效果差 B.用量筒量取盐酸时仰视读数 C.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 D.用温度计测定盐酸初始温度后,直接测定氢氧化钠溶液的温度 B 4.将V1 mL 1.0 mol·L-1HCl溶液和V1 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 mL)。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溶液的浓度约是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 课堂检测 课堂检测 5.下列有关能量转化的认识不正确的是（ ） A．燃料燃烧，只是将化学能转化为了热能 B．人类使用照明设备，将电能转化为光能 C．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)→生物质能(化学能) D．化学反应过程中，除了物质变化外，一定伴有能量变化 A 6、某同学通过实验测出稀盐酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量为52.3kJ，造成这一结果的原因不可能是的是(　　) A．实验装置保温、隔热效果差 B．用量筒量取盐酸时仰视读数 C．分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中 D．用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度 B 课堂检测 7．用50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的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计算反应热。下列关于实验和中和反应的说法正确的是(　　) A．如图条件下实验过程中没有热量损失 B．玻璃搅拌器可用铜质材料代替 C．中和反应的逆反应是吸热反应 D．在25 ℃和101 kPa下，强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ·mol－1的热量 C 课堂检测 8.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）若不盖硬纸板，求得的中和反应热 （填“偏大”“偏小”“无影响”）。 玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失 偏大 （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 。 （5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验， 测得的中和反应热数值会 。 （均填“偏大”“偏小”“无影响”） 不相等 相等 因为中和热是指酸跟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 偏大 课堂检测 9.利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下: ①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入内筒中,测出盐酸的温度;②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;③将NaOH溶液倒入内筒中,使之混合均匀,测得混合液的最高温度。回答下列问题:(1)倒入NaOH溶液的正确操作是　　　　(填字母)。 A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次性迅速倒入(2)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是　　　　(填字母)。 A.用温度计小心搅拌 B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动(3)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3, 则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为　　　　。 课堂检测 ΔH1=ΔH2<ΔH3 C D (4)若计算生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ, 产生偏差的原因可能是　　　 　(填字母)。 a.实验装置保温、隔热效果差b.量取盐酸的体积时仰视读数c.分多次把NaOH溶液倒入盐酸中d.用温度计测定盐酸起始温度后直接测定NaOH溶液的温度e.使用玻璃搅拌器搅拌不均匀f.实验中用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器 acdef 课堂检测 $