反应热及 焓变 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一章

第一节反应热选择性必修一

化学反应原理第一课时

反应热、焓变知识导航从宏,微观两个视角认识反应热2反应热的概念，中和反应反应热的测定原理1本节重点本节难点生活体验神舟十五号发射鸟巢上空的烟火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应用。边防战士使用自热火锅木炭在空气里燃烧木炭在氧气里燃烧木炭在液氧里燃烧化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的，能量变化的多少与参加反应的物质种类和多少密切相关。与研究化学反应中的物质变化一样，研究化学反应中的能量变化同样具有重要意义。那么，如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量呢？新课导入体系(系统)研究反应热时，需要明确体系和环境示例：盐酸与NaOH溶液的反应试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系被研究的物质系统环境盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作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与体系相互影响的其他部分说明

反应热及其测定一、体系与环境温度不同阅读课本P4，了解体系与环境环境：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：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。如我们可将盐酸、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）。存在能量交换环节一：反应热及测量原理热量环节一：反应热及测量原理在等温条件下，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。定义符号Q指反应发生后，使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。二、反应热1、定义及表示环节一：反应热及测量原理2、测量（1)方法：许多反应热可以通过量热计直接测定如：盐酸与氢氧化钠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。（2)原理：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环节一：反应热及测量原理3、中和反应反应热的测定阅读课本P5探究：中和反应反应热的测定Q=mCΔtQ：中和反应放出的热量

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（1)实验原理【思考】在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据?如何根据测得的数据计算反应热?(2)需要测量的

数据反应物质量（通过体积、浓度和密度可计算）反应前体系的温度反应后体系温度环节一：反应热及测量原理（3）实验装置及步骤【思考】本实验为了提高测定的准确度采取了哪些措施?（提示：可从实验装置、试剂用量、实验操作三个角度考虑）1.使用同一个温度计测量温度，减少仪器误差。2.需要保温装置（内筒外壳上口对齐，中间有保温层）保证反应过程中，不与外界发生热交换。3.玻璃搅拌器（不传热）搅拌，保证溶液温度均匀等实验装置4、都用稀溶液，避免稀释带来的热量变化。采用碱稍过量的方法保证酸液完全被中和。7、重复上述步骤2次，取平均值使得测量温度差更准确。6、混合后立即盖上杯盖以减少热量损失，密切关注温度的变化，记录最高的温度。试剂操作5、测完酸后用水冲洗干净，擦干：防止测定碱液时带入酸液中和放热（3）实验装置及步骤【思考】本实验为了提高测定的准确度采取了哪些措施?（提示：可从仪器、试剂用量、实验操作三个角度考虑）环节一：反应热及测量原理（4）实验数据处理注意：1、取三次测量所得温度差的平均值2、t2-t1若异常要舍去环节一：反应热及测量原理

为了计算简便，可以近似的认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容，则：①50mL盐酸的质量m1=50g,50mLNaOH溶液质量m2＝50g；②反应后生成的溶液的比热容c＝4.18J/(g.℃)，50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：Q=(m1+m2)·c·(t2-t1)=_______________。0.418(t2-t1)kJ③生成1mol水时放出的热量为

。0.418(t2-t1)0.025kJ

HCl(aq)+NaOH(aq)＝H2O(l)+NaCl(aq)

1

1

1

？

0.025mol

0.0275mol

0.025mol

Q=0.418(t2-t1)kJ环节一：反应热及测量原理50.2KJ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。为何刚才实验中所测得的数据小于57.3kJ呢？（5）误差分析可能的原因有：1.温度计的读数有误（偏低）2.实验过程中有液体洒在外面3.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差4.隔热层隔热效果不好，致使实验过程中热量损失而导致误差5.测过盐酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使酸碱发生中和反应后碱的温度偏高而引起误差环节一：反应热及测量原理【例1】为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是(

)①酸溶液的浓度和体积②碱溶液的浓度和体积③比热容④反应后溶液的质量(单位：kg)

⑤生成水的物质的量⑥反应前后温度变化⑦操作所需的时间A．①②③⑥ B．①③④⑤C．③④⑤⑥ D．全部C课堂小练环节二：反应热与焓变【思考】化学反应为什么会产生反应热？为什么有的化学反应释放能量，有的化学反应吸收能量？这是因为化学反应前后体系的内能(符号为U)发生了变化。体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的凝聚状态等影响。【思考】在科学研究和生产实践中，化学反应通常是在等压条件下进行的。如何描述等压条件下的反应热？为了描述等压条件下的反应热，科学上引入了一个与内能有关的物理量——焓(符号为H)。环节二：反应热与焓变三、焓变——生成物的总焓与反应物的总焓之差，符号为∆H1、表达式：ΔH=H(生成物)-H(反应物)在等压条件下进行的化学反应，反应热等于焓变。3、规定：①当反应体系放热时其焓减小，ΔH为“－”，即ΔH

<0；②当反应体系吸热时其焓增大，ΔH为“＋”，即ΔH

>0。2、单位：kJ/mol(或kJ·mol-1)放热反应

ΔH<0焓(H)反应物生成物反应进程焓(H)反应物生成物反应进程吸热反应

ΔH>0阅读课本P6反应热与焓变相关内容环节二：反应热与焓变【例1】在25℃和101kPa下，1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时放出184.6kJ的热量，则该反应的反应热为:ΔH=－184.6kJ/mol【例2】在25℃和101kPa下，1molC(如无特别说明，C均指石墨)与1molH2O(g)反应，生成1molCO和1molH2,需要吸收131.5kJ的热量，则该反应的反应热为:ΔH=+131.5kJ/mol【注意】ΔH右端的+或-不可省略，单位kJ/mol必须标出。4、焓变的表示方法以1molH2(g)和1molCl2(g)在在25℃和101kPa下反应生成2molHCl(g)的能量变化为例。求H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)反应的反应热？断键吸收能量：436KJ+243kJ=679kJ成键放出能量：431kJ+431kJ=862kJΔH=-183kJ/mol环节二：反应热与焓变化学反应中焓的变化微观分析以H2与Cl2反应生成HCl为例，从微观角度来讨论反应热的实质度来讨论反应热的实质图示吸收能量679kJ释放能量862kJ反应热∆H＝−183kJ/mol环节二：反应热与焓变四、反应热的实质反应热的实质：反应物中旧键的断裂(吸热)，生成物中新键的形成(放热)。∆H＝断键吸收的总能量(E吸)

-成键放出的能量(E放)【例1】依据信息估算2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g)的反应热∆H＝？

∆H(估算)＝∑E

(反应物键能）－∑E

(生成物键能）＝2×436kJ/mol＋498kJ/mol－4×463.4kJ/mol＝−483.6kJ/mol

2H2(g)+O2(g)2H2O(g)

∆H＝？2H2O24H2O2H2O1molH2(g)中的H－H键断裂吸收436kJ能量1molO2(g)中的化学键断裂吸收498kJ能量形成H2O(g)中1molH－O键释放463.4kJ能量基元反应、过渡态理论及活化能基元反应研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，往往要经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应。过渡态理论过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须要经过一个过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。课堂拓展1．下列说法正确的是(

)A．吸热反应使环境的温度升高B．当反应放热时ΔH＞0，反应吸热时ΔH＜0C．化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为负值D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应C2．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－1C．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放出akJ能量B随堂测试3．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则反应S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为(

)A．－1780kJ·mol－1 B．－1220kJ·mol－1C．－450kJ·mol－1 D．＋430kJ·mol－1B4．将V1mL1.00mol·L-1HCl溶液和V2mL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)。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溶液的浓度约为1.00mol·L-1D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应B随堂测试5．下表是部分化学键的键能数据：(1)已知1mol白磷燃烧生