1.1 化学反应的热效应 第2课时（教学课件）化学苏教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦反应热的测量与计算，通过“神州飞船发射”“暖宝宝发热”情境导入，以热化学方程式复习为支架，衔接中和热测定实验与盖斯定律应用，构建从实验操作到理论计算的学习脉络。 其亮点在于以情境启思驱动科学探究，中和热测定实验含装置规范、误差分析（如金属搅拌棒影响）等培养科学探究与实践能力，盖斯定律通过能量图虚拟路径法和方程式加和法，结合思维建模四步骤强化科学思维。资料含分层研学、典例剖析和当堂诊学，助学生形成能量变化的化学观念，教师可直接用于素养导向教学。

苏教版选择性必修 1 专题1 化学反应与能量 第2课时 反应热的测量与计算 第一单元 化学反应的热效应 1 2 1 反应热的测量 反应热的计算 学习内容导览 2 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. 透彻理解盖斯定律的内涵与本质，能够运用定律进行各类化学反应的反应热定量计算。 重点： 中和热测定实验的规范操作与数据计算；盖斯定律在反应热计算中的灵活应用与迁移。 难点： 针对中和热测定实验进行多维度的误差分析与评价；利用热化学方程式的“代数运算”逻辑解决复杂的焓变推导问题。 素养锚定·课标定位 当我们仰望星空，惊叹于火箭呼啸着冲破云霄奔向宇宙；当寒冬降临，一片小小的“暖宝宝”便能为我们送来持续的温暖。这两种看似天差地别的现象，背后却隐藏着同一个化学秘密——化学反应的热效应。这些能量究竟从何而来？又该如何去测量和计算？今天，我们就来揭开这份能量的神秘面纱。 “神州”飞船发射精彩瞬间 情境启思·任务缘起 反应热的测量 01 5 一、反应热的测量 任务一 回顾复习 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 思考：如何准确测量化学反应的反应热呢？ 分层研学·探理悟新 任务二 用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液的反应热。 思考：如何准确测量一个化学反应释放或吸收的热量? 方法：通过量热计直接测定 热量计 一、反应热的测量 分层研学·探理悟新 7 任务三 实验探究——用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液的反应热。 1. 了解中和热的测定原理与计算方法解析 测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得反应热。 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－Q kJ·mol－1 计算稀的酸、碱中和生成1 mol水的反应热 反应体系的热容C＝[(VHCl·ρHCl＋VNaOH·ρNaOH)×4.18 ]/(J·℃－1) ΔH = -c · m · ΔT = -C · ΔT c：比热容 (4.18 J/(g·℃)) m：溶液总质量 ΔT：温度变化 (末温-初温) 1 mol H2O(l)时的反应热ΔH＝ kJ·mol－1。 － 一、反应热的测量 分层研学·探理悟新 任务三 实验探究——用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液的反应热。 2. 实验装置及用品 温度计 搅拌器或环形玻璃搅拌棒 减少热量的散失 使反应物混合均匀，充分接触 测定反应前后反应体系的温度 保温层 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 一、反应热的测量 分层研学·探理悟新 任务三 实验探究——用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液的反应热。 3. 实验步骤 一、反应热的测量 （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。 分层研学·探理悟新 任务三 实验探究——用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液的反应热。 4. 实验数据记录与处理 一、反应热的测量 假设溶液的比热与水的比热相等，溶液的密度与是的密度相等，忽略量热计的比热。 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) 思考：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？ 分层研学·探理悟新 1. 中和热的定义 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。 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。 知识总结 思考：我们如何准确测定反应的中和热呢？ （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。 一、反应热的测量 分层研学·探理悟新 知识总结 2. 反应热测量实验注意事项 （1）先后测量酸、碱及混合液的温度时，温度计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。 （2）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。 （3）操作时动作要快，尽量减少热量的散失。 （4）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。 （5）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。 （6）隔热层的作用是保温隔热，减少热量损失。 一、反应热的测量 分层研学·探理悟新 一、反应热的测量 思考1：为什么测得的数据小于57.3 kJ/mol？ 易错问题 可能的原因有： 1.量取溶液的体积有误差。 2.温度计的读数有误。 3.实验过程中有液体洒在外面。 4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。 5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。 6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。 分层研学·探理悟新 一、反应热的测量 思考2：在实验室中有环形玻璃搅拌棒和环形金属搅拌棒，在进行测定反应热的实验时应选择哪种搅拌棒？ 易错问题 应选用环形玻璃搅拌棒。 因为金属是热的良导体而玻璃不是，选用金属搅拌棒会增大反应过程中热量的损失，造成实验误差。 分层研学·探理悟新 一、反应热的测量 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？ 易错问题 浓硫酸溶于水时放热，所测ΔH偏小； 醋酸是弱酸，弱酸电离吸热，所测ΔH偏大。 分层研学·探理悟新 【例1】正误判断 (1)中和反应反应热的测定实验中的环形玻璃搅拌棒换成铜制搅拌棒效果更好 (2)实验中测定反应前后温度变化的温度计可以更换 (3)中和反应反应热的测定实验中，测定盐酸后的温度计没有冲洗干净，立即测NaOH溶液的温度 (4)中和反应反应热的测定实验中，应将50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液分多次倒入小烧杯中 × × × × × 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】关于中和热的测定实验，下列说法正确的是 A．在实验中，温度计只使用2次 B．为了使反应进行的更完全，可以使酸或碱适当过量 C．向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢以免洒出 D．用铁丝代替玻璃棒搅拌，会使测得的中和热数值偏大 B 典例剖析·逻辑释疑 反应热的计算 02 19 “神州”飞船发射精彩瞬间 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? 任务四 盖斯定律的定义与内涵 情境启思·任务缘起 “神州”飞船发射精彩瞬间 任务四 盖斯定律的定义与内涵 1840年，俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应的热效应的基础上，总结出一条规律：“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。”这个规律被称为盖斯定律。 H2SO4 H2SO4·H2O H2SO4·2H2O H2SO4·3H2O ΔH1 ΔH2 ΔH3 ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 ΔH 情境启思·任务缘起 “神州”飞船发射精彩瞬间 任务四 盖斯定律的定义与内涵 某人从山下A点到达山顶B点，无论从哪条路线攀登而上，又或是坐缆车到达，到达B点时，他所处的海拔相对于A点，增加的高度一样。即此人的势能只与起点A点和终点B点的海拔差有关，而与途径无关。A点就相当于反应体系的始态，B点相当于终态，人的势能相当于化学反应的反应热。 情境启思·任务缘起 二、反应热的计算 知识总结 1. 盖斯定律内容：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. 使用条件：恒压条件下，化学反应的热效应等于焓变(ΔH)，而ΔH仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。 ΔH＝ ΔH1＋ΔH2 ＝ ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 3. 盖斯定律的意义：间接计算反应热 分层研学·探理悟新 任务五 二、反应热的计算 盖斯定律的应用 例：根据如下两个反应： Ⅰ. C(s)＋O2(g)==CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 Ⅱ. CO(g)＋O2(g)==CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 选用两种方法，计算出C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH3。 1. 能量图虚拟路径法 ΔH1＝ΔH3＋ΔH2， ΔH3＝ΔH1 - ΔH2， 则ΔH3＝－110.5 kJ·mol－1 ∆H1 C(s)＋O2(g) CO2(g) CO(g)＋ O2(g) ∆H3 ∆H2 分层研学·探理悟新 任务五 二、反应热的计算 盖斯定律的应用 例：根据如下两个反应： Ⅰ. C(s)＋O2(g)==CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 Ⅱ. CO(g)＋O2(g)==CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 选用两种方法，计算出C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH3。 2. 方程式加和法 I： C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH1 II： CO(g)＋O2(g) = CO2(g) 　 ΔH2 C(s)＋O2(g) == CO2(g) 列出反应 Ⅰ 和 II 的热化学反应方程式 观察可知：将Ⅰ 和 II 两个反应直接进行相减即得C(s)＋O2(g)===CO(g) 左右相减后，整理得到 即有ΔH3 = ΔH1 - ΔH2 Ⅰ – II： C(s) + O2(g) - CO(g)＋O2(g) = CO2(g) - CO2(g) ΔH1 - ΔH2 分层研学·探理悟新 25 知识总结 二、反应热的计算 思维建模：利用盖斯定律计算ΔH的四步骤 (1)定：确定待求反应的热化学方程式。 (2)找：找出待求热化学方程式中只在已知化学方程式中出现一次的物质。 (3)调：依据该物质调整已知方程式的方向(同侧相加，异侧相减)和化学计 量数，每个已知化学方程式只能调整一次。 (4)算：ΔH与化学方程式一一对应调整和运算。 分层研学·探理悟新 三、反应热与焓变 【例1】（2020·全国）下列关于盖斯定律描述不正确的是 A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B．盖斯定律遵守能量守恒定律 C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热 D．利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 A 典例剖析·逻辑释疑 三、反应热与焓变 【例2】将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知： TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)　ΔH＝140.5 kJ·mol－1 C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋C(石墨，s)===TiCl4(l)＋CO2(g)的ΔH是 A.30.0 kJ·mol－1 B.－80.5 kJ·mol－1 C.－30.0 kJ·mol－1 D.80.5 kJ·mol－1 A 典例剖析·逻辑释疑 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 体系梳整·认知升华 1. 下列关于盖斯定律的说法不正确的是 A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同 B．反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关 C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到 D．根据盖斯定律，热化学方程式中△H直接相加即可得总反应热 D 当堂诊学·成效校验 2. 石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是 C A.石墨的燃烧热为110.5 kg·mol-1 B.反应C(s，石墨)+CO2(g)=2CO(g)在任何温度下均能自发进行 C.由图可知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1 D.已知C(s，金刚石=C(s，石墨) ΔH <0，则金刚石比石墨稳定 当堂诊学·成效校验 3．已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 ②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝－566 kJ·mol－1 ③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH3＝141 kJ·mol－1 则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝_________。 答案：－80 kJ·mol－1 解析：由③＋2×①－②得所求方程式，即ΔH＝ΔH3+2ΔH1-ΔH2＝ 141 kJ·mol－1＋2×(-393.5 kJ·mol－1)－(-566 kJ·mol－1)＝-80 kJ·mol－1。 当堂诊学·成效校验 4. 0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中完全燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为___________________________ B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)； ΔH= -2165 kJ/mol 又已知H2O(l)= H2O(g)； ΔH＝+44 kJ/mol，则11.2L标准状况下的乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 kJ。 1016.5 当堂诊学·成效校验 A. 2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B. ΔH1＋ΔH2－ΔH3 C. 3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D. 3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 D 5. 已知反应 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 苏教版选择性必修 1 35 Lavf58.20.100 wxmmcibr22dr0100 Lavf57.83.100 N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH2 则反应2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为 H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1 N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH3 $