1.1反应热（一） 反应热 焓变 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

反应热 焓变 1.1 反应热 理解反应热测定的原理和方法，会分析产生误差的原因，不断完善和改进测定方法。 能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质，正确认识和判断放热反应和吸热 反应。 能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反应热和焓变的概念。 学习目标 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。 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。 太阳能可以用来烧热水，化石能源像石油天然气煤都是可以直接燃烧供热的，温泉的热能也能直接利用。这种利用方式，就存在太阳能转化为热能，生物化石能转化为热能。 第一次工业革命蒸汽机的发明和使用，就是化学能转化为蒸汽的热能，再转化为蒸汽机的机械能。但是，蒸汽机的能量利用率仅仅6%-15%，大量的能量损失掉了。 经过第二次工业革命，电学发展并且利用起来了。汽油机的效率为20%-30%，柴油机的效率30%-45%，而电动机的效率能达到87%甚至更高。得力于电学理论的发展，发电机制造出来了，发电机能够将机械能转化为电能，火力发电厂是将燃料的化学能转化为高温高压的蒸汽热能，蒸汽推动发电机组工作，热能转化为机械能，机械能再转化为电能。水电则是先筑大坝抬高水位，水的势能增加，水流动时冲击涡轮旋转，带动发电机组工作，水的动能转化为机械能，再转化为电能。 一、反应热及相关概念 1.体系与环境(以盐酸与NaOH溶液的反应为例) 一、反应热及相关概念 2. 热量 因温度不同而在 与 之间 。 体系 环境 交换或传递的能量 3. 反应热 （1）概念：在等温条件下，化学反应体系向环境_______或从环境 _______的______，称为化学反应的热效应，简称反应热。 用ΔH表示。 （2）说明：许多反应热可以通过量热计直接测定。例如，盐酸与NaOH溶液反应的过程中会放出热量，导致体系与环境之间的温度产生差异。在反应前后，如果环境的温度没有变化，则反应放出的热量就会使体系的温度升高，这时可根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。 释放 吸收 热量 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。 一、反应热及相关概念 9 二、中和反应反应热的测定 1.测定原理 环境温度不变时，根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热：Q＝ 。 cmΔt 2.实验装置 保温 10 二、中和反应反应热的测定 3.实验操作步骤 (1)反应前体系的温度：分别测量盐酸与NaOH溶液的温度。 (2)反应后体系的温度： 混合并 ，记录 温度。 (3)重复操作两次，取温度差的 作为计算依据。 迅速 搅拌 最高 平均值 11 思考 实验探究——中和反应反应热的测定 （1）在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据？ （2）为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施？ 认识本实验用到的仪器——量热计 保温杯式量热计 量热器示意图 测定原理——测量反应前后体系的温度变化，根据比热容等来计算反应热 实验探究——中和反应反应热的测定 【实验操作】 （1）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。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。 实验探究——中和反应反应热的测定 （2）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________温度记为反应后体系的温度（t2）。 （3）重复上述步骤（1）至步骤（2）两次。 最高 实验探究——中和反应反应热的测定 思考   问题 分析 药品用量 (1)为什么采用碱稍过量的方法？   实验装置仪器选择 (2)能否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？   为了保证盐酸完全被中和 不能，金属搅拌器易导热，会造成实验过程中热量损失 否，不同的温度计会存在仪器误差 思考   问题 分析 实验操作 (4)测完酸后能否直接测量碱的温度？应该如何操作？   不能，残留的酸会与碱反应，造成酸碱消耗，热量损失。测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干后再测另一种溶液 思考   问题 分析 实验操作 (5)将溶液迅速倒入内筒后，为什么要立即盖上杯盖？   (6)能否将NaOH溶液分多次倒入量热计中？   为了减少热量的损失 不能，操作要迅速，尽量减少热量的散失 【数据处理】某化学小组用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行实验。 实验探究——中和反应反应热的测定 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 25.0 25.2 _____ 28.5 ___ 2 24.9 25.1 _____ 28.3 ___ 3 25.6 25.4 _____ 29.0 ___ 25.1 3.4 25.0 3.3 25.5 3.5 【数据处理】某化学小组用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行实验。 实验探究——中和反应反应热的测定 取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据(注意误差太大的数据要舍去)。 设溶液的密度均为1 g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，反应放出的热量Q＝cmΔt＝c·[m(盐酸)＋m(NaOH溶液)]·(t2－t1)≈ kJ， 生成1 mol H2O放出的热量为 ＝_______＝ 。 1.42 56.8 kJ 酸碱中和反应测定实验的注意事项 （1）为了保证0.50mol· L－1的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol·L－1NaOH溶液，使碱稍稍过量，因为过量的碱并不参加中和反应。（酸稍微过量也可以） （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/碱并不参加中和反应。 （6）多次试验求平均值时，若有某一组的实验数据有明显偏差，应直接舍去。 （7）隔热层的作用是保温隔热，减少热量损失。 思考 (1)本次实验测得数据小于57.3 kJ·mol－1，试分析产生误差可能的原因。 ①量取酸碱溶液时，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。 思考 (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？ 否；中和反应反应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，所测结果应与本次实验结果基本相同。 思考 (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？ 浓硫酸溶于水时放热，使所测反应热的数值偏大； 弱酸、弱碱电离时吸热，使所测反应热的数值偏小。 思考 (4)若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反应反应热，测得的数值___(填“>”“<”或“＝”)57.3 kJ·mol－1。 > 稀硫酸和稀 Ba(OH)2 溶液反应除生成 H2O 外还生成 BaSO4 沉淀，还会放出一部分热量，使所测反应热的数值偏大。 三、反应热与焓变 1．焓和焓变　反应热与焓变的关系 （1）内能（符号为U）：体系内物质的各种能量的总和，受________、________和 _________________等的影响。 （2）焓（符号为H）：与内能有关的物理量。 （3）焓变：在_______条件下进行的化学反应（严格地说，对反应体系做功有限定， 中学阶段一般不考虑），其反应热等于反应的焓变，符号：________， 单位：________ （或_____________）。 温度 压强 物质的聚集状态 等压 ΔH kJ / mol kJ·mol-1 三、反应热与焓变 2. 反应热产生的原因分析 (1)从反应体系始末状态的能量视角分析 放热 负 ＜ 放热 减小 三、反应热与焓变 2. 反应热产生的原因分析 (1)从反应体系始末状态的能量视角分析 吸热 正 ＞ 吸热 增加 ΔH＝ 总能量－ 总能量。 生成物 反应物 三、反应热与焓变 2. 反应热产生的原因分析 (2)从微观化学反应过程化学键的变化视角分析 以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明： ΔH＝ (436＋243)kJ·mol－1－ (431＋431)kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1 计算结果表明：1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时， 的能量。 放出183 kJ 深度思考 1.根据图像回答下列问题： （1）金刚石和石墨谁更稳定？ （2）ΔH1与ΔH2相比，哪一个较大？ 深度思考 2.已知：H2(g)＋ O2(g)===H2O(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。 （1）a、b、c分别代表什么意义？ a： ； b： ； c： 。 旧键断裂吸收的能量 新键形成放出的能量 反应热 （2）该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，ΔH (填“>”或“<”)0。 放热 < Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $