反应热课件高二上学期化学人教版选择性必修1-1

第一章化学反应的热效应1.1反应热教学目标：1.通过实验和已有知识，经验感受化学反应中的能量变化，知道常见的吸热反应和放热反应，树立物质变化中伴随能量变化的观念。2.能从反应物和生成物所具有的能量、化学键的断裂与形成两个角度理解化学反应中能量变化的主要原因，提升证据推理能力。1.1.1化学反应与热能课前引入只有通过燃烧才能获得能量吗？课前引入小杨老权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究自热食品，是指不依赖电、火等方式加热，而用自带发热包加热的预包装食品。如自热米饭，自热火锅等。使用时，只需将特制的发热包放在食盒底部，再加入一杯凉水，即可制作出热气腾腾食物。你知道其中的原理吗？请写出方程式。自热火锅里面的加热包主要成分是焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭、盐、生石灰、碳酸钠等，不同的商家可能存在成分上的差别，但是自热火锅加热的原理都是生石灰遇水变成熟石灰，从而释放热能并产生水蒸气，达到煮熟食物的作用。CaO+H2O==Ca(OH)21.放热反应(1)放热反应：放出热量的化学反应(2)常见吸热反应：所有的燃烧反应酸碱中和反应活泼金属与酸或水的反应铝热反应大多数化合反应物质的缓慢氧化一、化学反应与热能盐酸与镁反应前后溶液温度的变化实验操作在试管中加入2mL2mol/L盐酸，再放入用砂纸打磨光亮的镁条，用温度计测量过程的温度变化实验现象反应原理实验结论一、化学反应与热能Mg+2HCl===MgCl2+H2↑盐酸与镁反应前后溶液温度的变化实验操作在试管中加入2mL2mol/L盐酸，再放入用砂纸打磨光亮的镁条，用温度计测量过程的温度变化实验现象镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计温度上升，用手触摸试管壁，有温热感反应原理实验结论镁与盐酸反应放出热量一、化学反应与热能2.吸热反应(1)吸热反应：吸收热量的化学反应(2)常见的吸热反应：大多数分解反应以C、CO、H2为还原剂的部分氧化还原反应。如C与CO2、H2O(g)的反应（需要持续加热）Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应

NaHCO3与盐酸的反应Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O一、化学反应与热能问1：所有分解反应都是吸热反应吗？不是。如：H2O2的分解、KClO3的分解，属于放热反应。问2：需要加热才能发生的反应一定是吸热反应吗？需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，比如铝热反应为放热反应。（反应的吸放热与是否需要加热无关）实验操作将20gBa(OH)2•8H2O晶体研细后与10gNH4Cl在烧杯中混合，放在滴有几滴水的木片上，用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速盖上烧杯，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯实验现象反应原理实验结论氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应一、化学反应与热能实验操作将20gBa(OH)2•8H2O晶体研细后与10gNH4Cl在烧杯中混合，放在滴有几滴水的木片上，用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速盖上烧杯，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯实验现象有刺激性气味气体产生；木片上的水结成冰，与烧杯底粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉反应原理实验结论氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应吸收热量Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应一、化学反应与热能(1)本质：

旧化学键的______和新化学键的_______。(2)特征：（1）生成新物质（符合质量守恒定律）；（2）释放能量或吸收能量（符合能量守恒定律）。断裂形成3.化学反应的本质和特征一、化学反应与热能4.化学反应能量变化的原因（1）从物质总能量的角度分析化学反应的能量变化物质具有一定的能量，主要以化学能等形式存在。物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量不同。化学反应的能量变化，取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。一、化学反应与热能①

化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。②

实例：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在25℃和101kPa条件下，断开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量，断开1molCl2中的化学键要吸收243kJ的能量，反应中1molH2和1molCl2中的化学键断裂所需能量共为679kJ；而形成2molHCl中的化学键要释放862kJ的能量。在H2

与Cl2

的反应过程中，释放的能量大于吸收的能量，发生了放热反应。（2）从化学键的角度分析化学反应的能量变化断开旧键形成新键吸收的能量放出的能量>断开旧键形成新键吸收的能量放出的能量<吸收能量放出能量一、化学反应与热能吸热反应与放热反应的能量变化示意图放热反应吸热反应一、化学反应与热能（1）获取热能的途径——物质的燃烧

①

早期：以树枝杂草为主要能源。

②

现代：以煤、石油和天然气为主要能源。（2）面临问题

①

短期内不可再生，储量有限；

②

煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等造成大气污染。（3）解决方法

①

节能减排

②

开发利用新能源4.人类对能源的利用一、化学反应与热能教学目标：1.了解反应热的概念。2.能从宏观和微观两个角度建构模型，并解释反应热产生的原因。1.1.2反应热体系与环境之间存在_______交换或_______交换。物质能量以盐酸与NaOH溶液的反应为例在热学中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）。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。1.体系与环境二、反应热

焓变

定义：在等温条件下①，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。

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。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。释放吸收热量二、反应热

焓变2.反应热（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/molkJ·mol-1二、反应热

焓变3.反应热与焓变（4）焓变符号的含义

①

当反应体系放热时其焓减小，ΔH为________，即ΔH_______。

②

当反应体系吸热时其焓增加，ΔH为________，即ΔH_______。负值＜0正值＞0二、反应热

焓变例如，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/mol①

键能：断开（或形成）1mol某化学键所吸收（放出）的能量叫键能。单位：kJ/mol。

例如：在25℃和101kPa下，断开1molH-H键吸收的能量为436.0kJ，那么H-H键的键能是436.0kJ/mol。（5）从微观视角认识反应热的实质二、反应热

焓变②

实例从键能角度分析H2+Cl22HCl的反应热。点燃ΔH=反应物总键能－生成物总键能1molH2与1molCl2反应生成2molHCl的反应热，应等于[862kJ-（436kJ+243kJ）]即放出183kJ的能量。分析结果与实验测得的该反应的反应热（△H=-184.6kJ/mol）很接近（一般用实验数据表示反应热）。化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。二、反应热

焓变对点训练【例题1】如图所示N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化，判断下列说法错误的是（

）A．直观看，该反应中反应物断键吸收的总能量高于生成物形成键放出的总能量B．2mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498kJ能量C．断裂1molNO分子中的化学键，需要吸收632kJ能量D．1molN2和1molO2的反应热ΔH=-180kJ·mol-1D题型一：从反应物与生成物总键能相对大小分析焓变对点训练【例题2】已知部分键能如下表所示，计算下列三个反应中的能量变化情况。（1）CH4+2O2====CO2+2H2O，1molCH4完全反应时，_________（填吸收/放出）________kJ能量。（2）已知N2+3H2====2NH3，消耗1molN2

时放出92kJ的热量，则上表中x的数值为________。（3）如下图为白磷（P4）和P4O6的结构，1mol白磷完全燃烧，________（填吸收/放出）________kJ能量。题型二：键能的计算化学键H—HH—NN≡NO＝OC—HC＝OH—OP—PP—O键能（kJ/mol）436391x498414750465198360放出946放出1638708实验探究——中和反应反应热的测定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？为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施？三、反应热的测定

中和热1.反应热的测定认识本实验用到的仪器——量热计保温杯式量热计量热计示意图实验探究——中和反应反应热的测定三、反应热的测定

中和热【实验操作】（1）反应物温度的测量。①用量筒量取50mL0.50mol/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(数据填入下表)。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50mL0.55mol/LNaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度（数据填入下表）。实验探究——中和反应反应热的测定三、反应热的测定

中和热（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三、反应热的测定

中和热【数据处理】（1）取盐酸温度和NaOH溶液温度的__________记为反应前体系的温度（t1）

计算温度差（t2-t1），将数据填入下表。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/℃t1/℃（t2-t1）/℃1

2

3

平均值实验探究——中和反应反应热的测定三、反应热的测定

中和热实验探究——中和反应反应热的测定（2）取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。（3）根据温度差和比热容等计算反应热。（4）实验数据处理为了计算简便，盐酸、氢氧化钠稀溶液的密度近似地认为都是1g·cm-3，反应后生成的溶液的比热容c＝4.18J/(g·℃)。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是_______________________，生成1molH2O时放出的热量为____________________。0.418（t2-t1）kJ0.418（t2-t1）/0.025kJ三、反应热的测定

中和热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。三、反应热的测定

中和热（1）特例：大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成可溶性盐和1molH2O

时，放出57.3kJ的热量。三、反应热的测定

中和热2．中和反应的反应热（2）中和热：水溶液中，稀的酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量称为中和热。对点训练【例1】在测定中和热的实验中，下列说法正确的是A．使用环形玻璃搅拌器是为了加快反应速率，减小实验误差B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触C．用0.5mol·L－1NaOH溶液分别与0.5mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D．在测定中和热实验中需要使用的仪器有量筒、烧杯、酒精灯、温度计等A题型一：中和热的测定对点训练【例2】50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在如图所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反应反应热。回答下列问题：(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是_____________。(2)如果不盖杯盖，所求得的中和反应反应热的绝对值将会__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)实验中改用60mL0.50mol·L-1盐酸跟50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行反应，调整反应物用量后所放出的热量与原实验________________(填“相等”或“不相等”，下同)；所求中和反应反应热与原实验_____________，简述理由：_______________________。

【答案】

环形玻璃搅拌器偏小不相等相等中和反应反应热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时的反应热，与酸碱的用量无关题型一：中和热的测定教学目标：1.理解热化学方程式的意义，能正确书写热化学方程式。2.知道燃烧热的概念；通过燃烧热的学习，认识能源在生产、生活中的重要意义。1.1.3热化学方程式H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH=﹣14.9kJ/molN2(g)+3H2(g)

2NH3(g)ΔH=﹣92.4kJ/mol2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=﹣483.6kJ/mol观察下列几个方程式，说说与一般的方程式有何区别？四、热化学方程式（1）概念：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。（2）意义：热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。（3）实例：2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH=﹣483.6kJ/mol表示在25℃和101kPa下，2mol氢气与1mol氧气完全反应生成2mol水蒸气，放出483.6kJ的热量。四、热化学方程式1.概念及意义（1）需注明反应时的温度和压强。因为反应时的温度和压强不同，其ΔH也不同。但常用的ΔH的数据，一般都是25℃和101kPa时的数据，因此可不特别注明。（2）需注明反应物和生成物的聚集状态。气体(gas)——“g”，液体(liquid)——“l”，固体(solid)——“s”，水溶液(aqueoussolution)——“aq”。2.热化学方程式的书写注意事项四、热化学方程式注意物质的聚集状态不同时，它们所具有的内能、焓也均不同。例如，冰熔化为水时、需要吸收热量；水蒸发为水蒸气时，也需要吸收热量。因此，H2与O2反应生成1molH2O(l)与生成1molH2O(g)时所放出的热量是不同的。四、热化学方程式（1）需注明反应时的温度和压强。因为反应时的温度和压强不同，其ΔH也不同。但常用的ΔH的数据，一般都是25℃和101kPa时的数据，因此可不特别注明。（2）需注明反应物和生成物的聚集状态。气体(gas)——“g”，液体(liquid)——“l”，固体(solid)——“s”，水溶液(aqueoussolution)——“aq”。2.热化学方程式的书写注意事项四、热化学方程式（3）热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是整数，也可以是分数。热化学方程式中化学计量数表示物质的量。书写热化学方程式时，ΔH必须与化学方程式一一对应。四、热化学方程式观察下列四个热化学方程式，反应热（ΔH）与热化学方程式的计量数有何关系？（1）H2(g)+

O2(g)===H2O(l)ΔH=﹣285.8kJ/mol（2）2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=﹣571.6kJ/mol（3）N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)ΔH=﹣92.4kJ/mol（4）2NH3(g)

N2(g)+3H2(g)ΔH=+92.4kJ/molΔH与化学方程式一一对应的理解：（1）对于同一化学反应，化学计量数与ΔH同比例扩大或缩小。（2）正逆反应的ΔH数值相等，符号相反。四、热化学方程式归纳总结——热化学方程式的书写步骤一写方程式二标状态三标条件四标

ΔH写出配平的化学方程式用s，l，g，aq标明物质的聚集状态标明反应温度和压强（101kPa，25℃可不标注）标明该反应的焓变

ΔH（符号、数值和单位）四、热化学方程式

及时小练1．在25℃、101kPa下，1mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1mol气态H2O，放出241.8kJ的热量。____________________________________________________________2．在25℃、101kPa下，1mol气态H2与足量气态O2反应生成1mol液态H2O，放出285.8kJ的热量。_________________________________________________________3.已知，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=−184.6kJ⋅mol−1，则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)ΔH为__________________H2(g)+

O2(g)====H2O(g)

ΔH=﹣241.8kJ/molH2(g)+

O2(g)====H2O(l) ΔH=﹣285.8kJ/mol+92.3kJ⋅mol−1四、热化学方程式思考与交流（1）已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=﹣92.4kJ/mol。在密闭容器中通入1molN2(g)与3molH2(g)，充分反应后放出92.4kJ的能量。这种说法是否正确？（2）在密闭容器中通入2molSO2(g)和1molO2(g)，充分反应生成