1.1.1+反应热及其测定课件2026-2027学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

该高中化学课件聚焦“反应热及其测定”，从化学反应伴随能量变化切入，通过生活实例“即热饭盒”引发思考，结合常见放热与吸热反应温故知新，构建“定性认识→定量描述”的学习支架，衔接物质变化与能量变化的核心概念。 其亮点在于以科学探究与实践为核心，通过中和热测定实验的完整流程，包括原理分析、仪器选择、数据处理及误差讨论，培养学生科学思维。例如设计“能否用浓硫酸代替盐酸”等问题驱动探究，帮助学生深化化学观念，教师可依托此资料提升实验教学效率，学生则能在实践中提升探究能力与数据处理能力。

学科大概念与概念拆解 01 02 03 化学键变化是物质能量变化的主要因素。 体系能量变化受多种因素影响，但可定量描述。 物质转化过程中能量可以存储或者释放，但是总能量保持不变。 物质变化带来能量变化。 第一课时 反应热与焓变 第二课时 热化学方程式与燃烧热 第三课时 反应热的计算 选择性必修一 化学反应原理 第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热 第1课时 反应热及其测定 目 录 CONTENTS 1 2 反应热 中和热的测定 学习目标 1、能从体系和环境的角度认识反应热的概念。 2、能解释中和反应反应热的测定原理。 3、能根据实验中测定的数据计算反应热。 化学反应在发生物质变化的同时伴随着能量变化。 反应物 生成物 质量守恒 能量守恒 变化 守恒 物质 能量 化学反应的特征 能量变化的表现形式： 光能 热能 电能 新课导入 任务一 温故知新，发现问题 【思考与讨论】 常见的吸热反应和放热反应有哪些？ 从物质结构的角度看，化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键生成，因此热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。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的应用。 任务一 温故知新，发现问题 常见的放热反应 常见的吸热反应 ①金属与水或酸反应 ②可燃物的燃烧 ③物质的缓慢氧化 ④酸碱中和反应 ⑤大多数化合反应 ⑥铝热反应 ①Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O ②HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O ③C+CO2 === 2CO CuO+H2=== Cu+H2O ④C+H2O(g) === CO+H2 ⑤大多数分解反应 高温 高温 常见的放热反应和吸热反应 高温 任务一 温故知新，发现问题 【思考】目前市面上的“即热饭盒”，其原理是在饭盒底部有两层，一层存放水， 另一层存放镁和铁的混合物（发热包）。使用时打开隔离层，即发生以下反应： Mg+2H2O═Mg(OH)2+H2↑ 。发热包中成份的含量是否需要控制，为什么？ 发热包中有效成份含量过少，放热不足， 含量过多占用空间，且有安全隐患。 在实际应用中，该如何控制发热包成份的含量？ 在研究化学反应的能量时，该如何定量地描述化学反应过程中释放或吸收的热量呢? 定量描述指的是：表示、测定和计算反应热。 任务二 反应热及其测定 一、体系与环境 如：试管和溶液之外的空气等。 环境 因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量 热量 ——以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例 被研究的物质系统(又称为系统) 体系： 环境： 与体系相互影响的其他部分 反应物：盐酸、NaOH溶液 发生的反应：HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O 生成物：NaCl、H2O 体系 如何描述化学反应中释放或吸收的能量呢？ 任务二 反应热及其测定 环境 体系 热 量 体系 环境 T2 T1 热量 T2＞T1 释放 T1＞T2 吸收 二、体系与环境的热量交换——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：指化学反应后体系恢复到反应前体系的温度。即反应前后体系的温度相等。 物质三态变化所吸收/释放的能量是不是反应热？ 不是！ 据体系与环境之间的关系，将体系分为：敞开体系、孤立体系和封闭体系 敞开体系:体系与环境之间既有物质交换,又有能量交换的体系叫做敞开体系, 如烧杯中锌与稀硫酸的反应就是一个敞开体系 封闭体系:体系与环境之间无物质交换，但有能量交换的体系叫做封闭体系, 如烧杯中NaOH溶液与稀硫酸的反应就是一个封闭体系 孤立体系:体系与环境之间无物质交换，也无能量交换的体系叫做孤立体系, 如坚固的不导热壁包裹的气体或液体就是一个孤立体系 任务二 反应热及其测定 三种热力学体系 1、测定原理 环境 体系 产生一定的温差 若环境温度不变，则体系温度会升高 放出热量 即体系热量不向环境散发 这时可以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 任务二 反应热及其测定 三、反应热的测定（以盐酸和氢氧化钠溶液中和热测定为例） 反应热的计算公式 任务二 反应热及其测定 1、测量原理： 根据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 ＝ c · m · Δt 中和反应反应热（kJ） 体系的比热容（J/(g∙℃)） 体系的质量（g） 反应前后体系温度的差值（℃） 查阅：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 热容和比热 在不发生化学反应和物质聚集状态不变的条件下，物质吸收热量，温度每升高1 K时所吸收的热量称为该物质的热容。热容用符号c表示，其单位为J·K-1。 纯物质的热容与其质量成正比。单位质量的物质的热容称为该物质的比热容，简称比热。比热的单位为kJ·K-1·kg-1。 学科关联 任务二 反应热及其测定 如何准确测量一个化学反应释放或吸收的热量? 保温杯式量热计 原理 1881 年，法国化学家贝特罗，在法兰西学院的实验室里，利用自己发明弹式量热计测出了不同反应的反应热。 发展 2、测量反应热的仪器——量热计 简易量热器示意图 任务二 反应热及其测定 3、实验用品 仪器：简易量热计 测定反应前后溶液的温度 注意不能触碰容器底部 反应容器 保温作用 保温作用 上下搅拌，保持体系温度均匀， 使反应充分进行， 简易量热计 测定前提：体系热量不向环境散发 材料名称 导热系数(W/mK) 玻璃 0.12 铁 80 银 429 铜 401 泡沫塑料 0.045 纸板 0.06～0.14 木屑 0.05 思考：各组成部分的作用？ 减少热量散失， 降低实验误差 实验探究： 利用实验手段，定量测定在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量。 实验目的 实验原理 通过温度计测量反应前后体系的温度变化，结合反应混合液的质量与比热容，利用热量计算公式求出反应所放出的热量。 核心计算公式 Q = c · m · Δt 因m(aq)＝V(aq)·ρ，V (aq)可直接测量， 本实验在反应过程中要测得的数据就是t1、t2 任务二 反应热及其测定 4、实验步骤 （1）分别量取50 mL 0.5 mol/L稀盐酸和50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液 （2）测量并记录稀盐酸的温度，用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干 再测量NaOH溶液的温度，并记录，取二者温度的平均值记为t1。 （3）将NaOH溶液迅速一次倒入稀盐酸中，立即盖上杯盖，插入温度计， 用玻璃搅拌器均匀搅拌，记录反应后体系的最高温度t2。 （4）重复上述步骤2-3次。 实验用品的准备 反应物温度的测量 反应后体系温度的测量 重复实验 以中和反应反应热的测定 实验操作需注意什么？ 保证充分反应，尽量减少热量散失！ (1)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，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)。 用水把温度计冲洗干净，擦干备用。 如果不冲洗干净温度计上的酸，残留的酸会和后续测量的NaOH溶液发生中和反应，使测得的NaOH溶液温度偏高，最终导致测得反应前温度偏高。 (1)反应物温度的测量。 ②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液 的温度(数据填入下表)。 为了保证盐酸完全被NaOH中和，使碱稍稍过量，后续计算以少量的物质为标准。（空气中有CO2） 任务二 反应热及其测定 不更换温度计（因为存在仪器误差） （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中，立即盖上杯盖，插入温度计，用玻璃搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度（t2）。 （3）重复上述步骤（l）至步骤（2）两次。 一次倒入，操作时动作要快，尽量减少热量的散失 不能用金属质搅拌器。因为金属质搅拌器易导热，造成实验过程中热量损失。 减小实验误差 【实验测量】 任务二 反应热及其测定 任务二 反应热及其测定 任务二 反应热及其测定 5、实验数据处理 次数 起始温度t1/℃ 终止温度 t2/℃ 温度差 （t2-t1）/℃ 盐酸 NaOH 溶液 平均值 1 29.5 29.5 32.5 2 30 29 32.5 3 29.5 29.5 32.5 29.5 29.5 29.5 3 3 3 若温度差出现一组数据与其他数据差距很大，应当舍去！ （1）计算温度差(t2−t1) =3℃ 任务二 反应热及其测定 = 4.18×(50+50)×(t2－t1) =418（t2－t1）J =0.418（t2－t1）kJ Q= c ·(m酸+m碱) ·(t2－t1) 注：混合溶液的比热容c ≈ 4.18 J/(g · ℃) ；混合溶液密ρ ≈ 1g/cm3 (2) 利用公式计算反应放出的热量： = 50.16 kJ （3）生成1mol H2O时放出的热量： 1.254kJ 0.025 5、实验数据处理 比热容 c = 4.18J/(g·℃) 反应混合液的总质量 m=m1+m2=100g HCl(aq)、NaOH(aq)用量越多，产生的水越多，放热就越多，即生成水的量与放热成正比，所以计算生成1 mol水放出的热量即为中和热。 = 0.418×3 kJ =1.254kJ HCl+NaOH ＝H2O+NaCl Q 1 1 0.025mol 0.025mol 1.254kJ 1mol x Q n (H2O) = 50.16 kJ 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 0.50mol/L 盐酸 50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t2－t1)/℃ 1 20.0 20.2 23.4 2 20.0 20.0 23.4 3 20.1 20.3 23.7 4 20.2 20.4 24.9 20.1 20.0 20.2 3.3 3.4 3.5 Q = mCΔt 20.3 4.6 (1)Δt = 3.4℃ (1)取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。 (2)根据温度差和比热容等计算反应放出的热量。c=4.18 J/(g· ℃ ) (3)生成1mol水放出的热量为 Q=(m1+m2)· c· (t2-t1)=1421.2J Q/0.025=56.85kJ 学习评价 HCl+NaOH ＝H2O+NaCl 1 1 0.025mol 0.025mol 数据处理： Q=c mΔt （1）反应放出的热量 选择稀溶液， 体系的比热容≈水的比热容 ≈ 4.18 J/(g·℃) 忽略容器的比热容 稀溶液的密度≈水的密度 ≈ 1.0 g/mL （2）生成1mol水放出的热量 Q n (H2O) （3）该反应生成1mol水的反应热 ΔH= Q n (H2O) － 任务二 反应热及其测定 放热反应：反应物 反应产物，体系的能量减小，故Q取负值。 任务二 反应热及其测定 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。 50.16kJ 57.3kJ VS 我们的数据 大量实验数据 为什么测量值与理论值相比较偏小？ 中和反应反应热： 任务二 反应热及其测定 6、误差分析 实验过程中有哪些因素会造成实验误差？ ①装置本身缺陷： ②实验操作： ③数据处理： 如动作慢，造成热量损失。 保温性能差。 采用近似值计算，酸碱溶液的比热容和密度均大于水。 （1）系统误差 仪器：量热计保温隔热效果、 温度计灵敏度 近似计算：c、ρ （2）人为误差 温度计：读数、未冲洗 体积：量取、洒落 操作：混合慢 思考与讨论 在上述过程中，提高测定反应热的准确度，应该采取哪些措施? 措施 作用 实验药 品用量 实验装置、仪器选择 实验操作 为了保证酸被完全中和 可以减少热量损失 减少仪器本身的误差， 使测量的温度更准确 测量的初始温度更准确 减少热量的损失 测量的温度差更准确 采用碱稍过量的方法 内筒和外筒上口对齐，内外筒中间有隔热层 实验过程使用同一支温度计进行温度测量 用温度计测量完盐酸的温度后，用水将温度计上的酸冲洗干净，擦干再测量碱溶液的温度 将溶液迅速倒入内筒后，立即盖上杯盖 重复实验2～3次 7、装置优化 温度计 电子温度计 温度传感器 玻璃棒 电动搅拌器 磁力搅拌器 保温杯式量热计 弹式量热计 现代量热计 任务二 反应热及其测定 1、判断下列装置能否用于测定中和反应的反应热？为什么？ √ × 学习评价 任务二 反应热及其测定 （1）能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？ 8、思考与讨论 不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测数值会偏大。 （2）能否测完酸后直接测量碱的温度？那如何操作？ 不能，残留的酸与碱反应，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再测别的溶液。 （3） 能否将NaOH分多次倒入热量计中？ 不能，操作时动作要快，尽量减少热量的散失。 （4）玻璃搅拌棒能否用金属搅拌棒代替？ 不能。原因是金属质搅拌器易导热，造成热量损失。 任务二 反应热及其测定 (5)实验中为什么氢氧化钠要稍过量？ 为了保证盐酸完全被中和 (6)能不能是盐酸过量？ 盐酸过量则应以氢氧化钠为标准计算生成的水，由于碱液会吸收空气中的二氧化碳，消耗了一部分氢氧化钠，无法确认氢氧化钠是否完全被盐酸中和。 (7)上述实验能否用NaOH固体代替NaOH溶液？对结果会产生什么影响？ (8)若用0.55 mol·L－1 KOH溶液代替0.55 mol·L－1 NaOH 溶液，对结果会产生影响吗？为什么？ 无影响。因为强酸、强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量是相同的，与用KOH溶液还是NaOH 溶液以及酸碱的用量无关。 不能。氢氧化钠固体溶液溶于水要放热，使测得的反应热数值偏大。 任务二 反应热及其测定 四、中和热 1、定义：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量叫做 中和热。 2、怎么理解57.3 kJ·mol－1 浓H2SO4 NaOH HNO3 Ba(OH)2 H2SO4 HNO3 NH3·H2O Ba(OH)2 CH3COOH NaOH 1 2 3 4 5 (1)必须是稀溶液，浓酸和浓碱溶液稀释会放热 (2)必须是反应生成1mol液态水时放出的热量，不可以生成沉淀 (3)必须是强酸强碱，弱酸弱碱电离吸热 > 57.3 kJ < 57.3 kJ < 57.3 kJ H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) 生成1molH2O放出的热量为定值57.3kJ (4)浓酸和浓碱溶液稀释会放热，中和热偏大 (3)弱酸弱碱电离吸热，中和热偏小 (1)中和热与酸、碱的用量无关,以生成1mol水为基准 (2)不是所有的中和反应放出的热都叫中和热 ( 区分中和热与中和反应的反应热 ) 学习评价 1、某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化 下列判断正确的是(　　) A.由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加 C.实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响 D.若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，则测定数值偏高 D 学习评价 2、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 学习评价 3、将V1 mL 1.0 mol·L-1HCl溶液和V2 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 学习评价 4、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 （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。 课堂小结 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 $