化学人教版（2023）选择性必修1 1.1.1反应热　焓变（共17张ppt）

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第１课时反应热焓变

第一章第一节反应热

教学目标

核心素养

1．了解内能、反应热、焓变的含义及反应热与焓变的关系。

2．掌握中和热的测定实验。从中理解热量的定量测定与计算。

宏观辨识与微观探析：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。

情境导思

①CaCO3===CaO+CO2↑

高温

②CaO＋H2O===Ca(OH)2

下列４个反应中是放热反应的，是吸热反应的。

③NaHCO3＋HCl===NaCl+H2O+CO2↑

④NaOH＋HCl===NaCl+H2O

②③④

①

要进一步知道反应放出或吸收多少热量该用什么方法呢？

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一、反应热及其测定

１．体系与环境

体系与环境示意图

环境

体系

体系：反应物及其发生的反应

如HCl(aq)、NaOH(aq)及其反应

环境：与体系相互影响的其他部分

如试管、空气等

热量：指因温度不同在体系与环境之间交换或传递的能量

什么情况下会导致体系与环境的温度不同呢？

显然只要体系发生了反应，就会导致体系与环境之间的温度不同，产生能量交换或传递。

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反应热：

在等温条件下，化学反应体系向环境或从环境吸收的热量

反应热的测定：

反应前后体系的温度相同

如果反应前后环境的温度不变，那么反应过程中体系的温度就会改变，

结合体系的质量等就可测量反应热。

方法：通过量热计直接测定

实例：中和热的测定

一、反应热及其测定

2．反应热

原理

HCl+NaOH===NaCl+H2O

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1mol水放出的热量即为中和热。

计算式

中和热＝

Q

n(H2O)

(体系放热值记为Q，Q又与

体系的质量及比热容有关)

＝

[m(HCl(aq))+m(NaOH(aq))]c(t2-t1)

n(H2O)

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3．中和热的测定

一、反应热及其测定

t2为反应结束时温度,t1为反应前温度，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

装置

量热计

这里计算热量时乎略了量热计(环境)自身吸收的热量，实验测量的值会偏小。

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3．中和热的测定

一、反应热及其测定

次数反应物的温度℃反应前体系的温度反应后体系的温度Δt

HCl(50mL)NaOH(50mL)t1/℃t2/℃t2-t1

１

２

３

观察视频，了解实验过程，并记录相关数据填入表格

28.6

28.4

31.3

28.5

2.8

(50+50)g×4.18J/(g.℃)×2.8℃

0.05L×0.5mol/L

中和热＝

＝46.8kJ/mol

[m(HCl)+m(NaOH)]c(t2-t1)

n(H2O)

中和热＝

应该取３次平均值，这里只有一次数据

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在25℃101kPa下，强酸稀溶液与强碱稀溶液生成1molH2O时放出57.3kJ热量。

请分析实验结果偏低的原因有哪些？

量热器保温效果不好

溶液混合不够快速

反应不够充分

量盐酸后温度计没有冲洗就量NaOH溶液的温度

误差分析

化学反应为什么会产生反应热？

思考讨论

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二、反应热与焓变

1.内能(U)：

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。

化学反应前后体系内能会发生变化，是反应热产生的根源

与内能有关的物理量

焓：

等压条件下的反应热

焓变(ΔH)：

放热反应

ΔH0

反

应

热

放热反应

ΔH0,体系的焓增大

不同的物质焓不同

如1molH2与1molCl2的反应热：ΔH=－184.6kJ/mol

如1molC与1molH2O(g)的反应热：ΔH=＋131.5kJ/mol

ΔH=H(生成物)-H(反应物)

2.焓与焓变

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3.反应热的实质

旧键断裂与新键形成过程中能量的变化即为反应热

断

键

吸

热

成键放热

ΔH=反应物总键能－生成物总键能＝(436+243)kJ/mol－2×431kJ/mol

=－183kJ/mol

二、反应热与焓变

1.在做中和反应反应热的测定实验时,关键是要比较准确地配制一定物质的量浓度的溶液,量热计要尽量做到绝热;在量热的过程中要尽量避免热量的散失,要求比较准确地测量出反应前后溶液温度的变化。回答下列问题:

(1)该实验常用0.50mol·L-1盐酸和0.55mol·L-1的NaOH溶液各50mL。NaOH溶液的浓度大于盐酸的浓度的目的是。

当室温低于10℃时进行,对实验结果会造成较大误差的原因是。

(2)若上述盐酸、NaOH溶液的密度都近似为1g·cm-3,中和后生成的溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1,实验前后的温度差为(t2-t1)℃。则该中和反应放出热量

为kJ(填表达式)。

根据热量计算式：cmΔt=4.18J·g-1·℃-1×(50+50)g×(t2-t1)℃×10-3kJ/J

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保证盐酸完全被中和

散热太快

0.418(t2-t1)

(3)实验中改用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH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:

。

中和热是指在稀溶液中强酸

与强碱发生中和反应生成1molH2O时的反应热,与酸和碱的用量无关

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不相等

相等

2．某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应生成1mol水的反应热ΔH＝－52.3kJ·mol－1，造成这一结果的原因不可能的是()

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

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B

解析若装置保温、隔热效果差，会造成较多的热量损失，测得的反应热数值偏小，A项可能；仰视读数时，实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积，会导致放出的热量变多，B项不可能；C项操作会导致较多的热量损失，C项可能；D项操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高，最后计算出的反应放出的热量比实际放出的热量少，D项可能。

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B

3.化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是()

A．该反应每生成2molAB(g)吸收bkJ热量

B．反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1

C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

D．断裂1molA—A和1molB—B键放出akJ能量

解析根据图像可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，每生成2molAB(g)吸收(a－b)kJ热量，A、C项错误；根据反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差值可知，该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1，B项正确；化学键断裂吸收能量，D项错误。

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4．在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：

若E1＜E2，则该反应为(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的反应热为。

A+B反应物总能量E1

C+D反应物总能量E2

A+B=C+D

解析若E1＜E2，反应吸收能量，ΔH＝(E2－E1)kJ·mol－1＞0；

相反，若E1＞E2，反应放出能量，ΔH＝(E2－E1)kJ·mol－1＜0

吸热

ΔH＝(E2