新教材高中化学化学反应的热效应第节反应热课件新人教版选择性必修2

第一章化学反响的热效应[情景切入]从物质结构的角度看，化学反响的实质是旧化学键断裂和新化学键生成，因此几乎所有的化学反响都伴随着能量的释放或吸收。从煤、石油、天然气燃烧时产生的热能到各种化学电源产生的电能，化学反响产生的各种形式的能量是人类社会所需能量的重要来源。反过来，通过各种化学反响将其他形式的能量转化为化学能，化学又为人类创造了一个五彩缤纷的物质世界。[知识导航]本章内容探究化学反响中的能量变化和反响热的计算。本章知识在结构上分为二节：第一节主要学习反响热——反响热和焓变，热化学方程式和燃烧热；第二节主要学习反响热的计算。[学法指导]1．重温旧知，巧应用。回忆化学能与热能的已学知识，对于化学键与化学反响中能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定认识，为进一步学习化学反响与能量奠定根底。2．理解本质，重联系。通过生活中常见的吸、放热反响及在生活中的应用实例，从化学键断裂角度、物质本身具有的能量角度理解吸、放热反响的实质。3．图示展示，印象增。以1molH2和1molCl2反响生成2molHCl为例，结合实验数据从微观的角度定量地讨论该反响中的能量变化，进一步探讨“质〞“能〞关系，运用简明的图示说明抽象的内容，注重学习过程和知识形成过程，加深印象。4．巧用网络，拓视野。充分利用网络了解煤、石油、天然气三大化石燃料的减少造成的能源危机，通过图片与声情并茂的视频加深对能源危机的认识与理解，激发探究利用新能源的热情与决心。5．火眼金睛，明辨析。正确辨析“三热——反响热、燃烧热、中和热〞，即利用概念从反响条件、反响物的用量、生成物的量、反响物和生成物的状态等方面正确辨析反响热、燃烧热、中和热，注意其区别与联系。6．紧扣特征，找规律。理解盖斯定律，可从语文角度“殊途同归〞来理解，也可以从物理角度“位移和路程〞来认识，也可以从化学角度与“铝三角、铁三角〞等知识形成联系，既加深了对盖斯定律的认识，又增强对旧知识的理解和应用，又注重了学科之间的联系，知识得到了升华。7．巧用数学，提分数。盖斯定律还考查计算能力，能用数学知识巧妙计算，提高计算能力也是解决本局部内容的关键点。第一节反响热第1课时反响热焓变学习目标核心素养1．能辨识化学反应中的能量转化形式，能解释化学反应中能量变化的本质。2．结合真实情境中的应用实例，能从多角度认识放热反应和吸热反应。认识化学反应中能量变化在生活、生产中的应用。3．能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。1．通过分析“化学反应中的能量变化”，培养宏观辨识与微观探析能力。2．通过认识“化学变化的本质”，培养变化观念与平衡思想。课前素能奠基课堂素能探究课堂达标验收新课情景呈现名师博客呈现新课情景呈现新课情境呈现我们知道在每届奥林匹克运动会上，都有一个庄严仪式——传递圣火，在这里火成为精神、文明的象征，并以此传递奥林匹克的伟大精神。事实上火在古代就是一种神圣的象征，火代表着创世、再生和光明，人们对火是又畏惧又崇拜。畏惧是因为她的威力，她能给人类带来巨大的灾难；崇拜她是因为她能给人类带来温暖和光明，是她把人类从“茹毛饮血〞带向文明。这里的“火〞实际上就是化学反响中产生的能量。尽管随着科学开展，社会已逐步进入多能源时代，但是化学反响中的能量仍是目前主要的能量来源。自动加热饭盒是在普通饭盒的根底上加制一个加热盒而成的。在需要加热时，取一包发热粉倒入加热盒内，把饭盒按入加热盒，从旁边的缝中注入少量清水，在几分钟内就可使食品到达80℃。你能解释其中的原理是什么吗？课前素能奠基

一、反响热及其测定1．反响热：在____________下，化学反响体系向环境________或从环境________的热量，称为化学反响的__________，简称反响热。2．反响热的测定：许多反响热可以通过__________直接测定。在反响前后，如果环境的温度没有变化，那么反响放出的热量就会使体系的温度升高，这时可以根据测得的体系的____________和有关物质的比热容等来计算反响热。等温条件新知预习释放吸收热效应量热计温度变化3．中和热的测定：(1)中和热：稀溶液中，强酸与强碱发生中和反响生成______________时所释放的热量称为中和热。(2)实验原理：通过一定量的强酸、强碱的稀溶液在反响前后温度的变化，计算反响放出的热量，由此求得中和热。1molH2O

(3)实验仪器装置：将以下实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。玻璃搅拌器

温度计

(4)实验数据：测定反响的初始温度和终止温度，重复三次，代入公式Q＝____________计算，那么中和热＝__________。cmΔt

二、反响热与焓变1．反响热产生的原因：化学反响前后体系的内能(符号为U)发生了变化。内能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。2．焓(H)：与________有关的物理量。内能

3．焓变和反响热：

焓变反应热概念一定条件下，__________与__________焓值差，决定某一化学反应是放热反应还是吸热反应。在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的________。符号及单位______________________恒压条件下用________表示，单位：________________相互关系在________条件下进行的化学反应(严格地说，对反应体系作功还有限定，中学阶段一般不考虑)，其反应热等于反应的焓变生成物

反响物热量

ΔH，kJ·mol－1

ΔH

kJ·mol－1

等压

三、化学反响中能量变化的原因1．微观上：(1)化学反响的本质。

(2)化学键变化与反响热的关系。假设Q1＞Q2，反响吸收能量，ΔH______0，为________反响；假设Q1＜Q2，反响放出能量，ΔH______0，为________反响。＞

吸热

＜

放热

2．宏观上：(1)图示。

(2)结论。反响物的总能量大于生成物的总能量为________反响，体系能量________；反响物的总能量小于生成物的总能量为________反响，体系能量________。放热

降低

吸热

升高

预习自测1．以下反响既属于放热反响，又属于氧化复原反响的是 ()A．Ba(OH)2溶液与硫酸溶液反响B．铝片与稀硫酸反响C．灼热的炭与CO2反响D．NH4NO3固体与Ba(OH)2·8H2O晶体反响解析：A不是氧化复原反响；B既是放热反响，又是氧化复原反响，所以符合题意；C为吸热反响；D为吸热反响，而且是非氧化复原反响。B

2．根据如下图的反响判断以下说法中错误的选项是 ()A．CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量B．该反响的焓变大于零C．该反响中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量D．由该反响可推出但凡需要加热才发生的反响均为吸热反响D

解析：反响吸热，生成物总能量高于反响物，A正确；反响吸热，焓变大于零，B正确；碳酸钙中既有离子键又有共价键，其分解时既有离子键断裂又有共价键断裂，C正确；燃烧需要加热，但都是放热反响，D错误。A

课堂素能探究

知识点

问题探究：1．实验中为何使用0.55mol·L－1NaOH溶液与0.50mol·L－1盐酸反响，而不是选用0.50mol·L－1NaOH溶液？2．能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？3．能否用醋酸代替盐酸或用氨水代替NaOH溶液？对结果会产生什么影响？中和反响反响热的测定探究提示：1．碱过量的目的是保证盐酸完全反响。2．不能。浓硫酸溶解于水时放热，所以放出的热量偏多。3．不能。弱酸、弱碱电离吸热，所以测得的反响热数值偏小。知识归纳总结：1．实验原理：根据中和热的概念，通过自制量热计，测量一定量的强酸、强碱的稀溶液在反响前后的温度变化，计算反响放出的热量，由此求得中和热。2．实验装置：3．实验步骤：(1)反响物温度的测量。①用量筒量取50mL0.50mol·L－1盐酸，翻开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度。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·L－1NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。(2)反响后体系温度的测量。翻开杯盖，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，将最高温度记为反响后体系的温度(t2)。(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。4．数据处理：(1)取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反响前体系的温度(t1)，计算温度差(t2－t1)。(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响热。为了计算简便，可以近似地认为实验所用酸、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，那么：我们将稀溶液中强酸与强碱发生中和反响生成1molH2O时所释放的热量称为中和热，在稀溶液中，强酸和强碱每生成1mol水放出57.3kJ的热量。如图是某化学小组组装的中和热简易测定装置。请答复有关中和反响的问题。典例1(1)用0.1molBa(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反响，能放出_________kJ热量。(2)如图装置中仪器A的名称______________，作用是_________________________。(3)假设通过实验测定中和热的ΔH，其结果常常大于－57.3kJ·mol－1，其原因可能是__________________________________。(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得中和热的数值会________(填“偏大〞“偏小〞或“无影响〞)。

玻璃搅拌器

搅拌，使

溶液充分混合

实验中不可防止地有少量热量损失偏小

解析：(1)根据中和热的含义：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，所以0.1molBa(OH)2稀溶液与足量稀硝酸反响时生成0.2molH2O(l)，故放出的热量为11.46kJ。(2)由实验装置知，A为玻璃搅拌器，作用是搅拌，使溶液充分混合。(3)在测定中和热的实验中，减少热量损失是实验的关键，而在实验中会不可防止地有少量热量损失，导致结果常常大于－57.3kJ·mol－1。(4)用氨水代替NaOH(aq)，会使测得的中和热数值偏小，因为氨水(NH3·H2O)是弱碱，电离时需吸收热量。〔变式训练1〕如图是某兴趣小组组装的中和热测定装置，分别取40mL0.50mol·L－1盐酸与40mL0.55mol·L－1氢氧化钠溶液进行中和热的测定，弱酸、弱碱电离需要吸热。D

以下说法错误的选项是 ()A．稍过量的氢氧化钠是为了确保盐酸完全反响B．仪器A的名称是玻璃搅拌器C．在测定中和热的每次实验中，至少需要测定并记录3次温度D．用氨水代替氢氧化钠溶液，其结果也是相同的解析：稍过量的氢氧化钠确保盐酸完全反响，A正确；仪器A的名称是玻璃搅拌器，用于搅拌，且不导热，B正确；在测定中和热的每次实验中，第一次测盐酸的起始温度，第二次测氢氧化钠溶液的起始温度，第三次测混合溶液的最高温度，C项正确；氨水电离时吸热，用氨水代替氢氧化钠溶液，测定结果偏小，D错误。知识点

放热反响和吸热反响问题探究：1．可燃物燃烧时，点燃后就不需要再加热，而有些反响必须持续加热，能否根据加热条件判断反响是吸热反响还是放热反响？放热反响加热的目的是什么？2．化合反响一定是放热反响，分解反响一定是吸热反响吗？举例说明。知识归纳总结：1．用E(反响物)、E(生成物)分别代表反响物、生成物的总能量；Q(吸)、Q(放)分别代表反响物断键吸收的热量、生成物成键放出的热量。

放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应宏观角度比较E(反应物)＞E(生成物)E(反应物)＜E(生成物)2．常见的放热反响、吸热反响：放热反应吸热反应①大多数化合反应②所有燃烧反应③酸碱中和反应④金属与水或酸的置换反应①大多数分解反应②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应③C和CO2或H2O(g)的反应某化学反响A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(AB2的分子结构为B—A—B)的能量变化如下图，以下有关表达中正确的选项是 ()A．该反响的进行一定需要加热B．该反响的ΔH＝－(E1－E2)kJ·mol－1典例2C

C．该反响为吸热反响D．断裂1molA—A键和2molB—B键，放出E1kJ能量解析：A项，由反响前后能量守恒可知，反响物能量之和小于生成物能量之和，反响是吸热反响，吸热反响不一定都要加热，例如氢氧化钡晶体和氯化铵在常温下就能反响，故A项错误；B项，该反响的焓变＝断裂化学键吸收能量－形成化学键放出能量，所以焓变ΔH＝＋(E1－E2)kJ·mol－1，故B项错误；C项，反响是吸热反响，故C项正确；D项，断裂化学键吸收热量，所以断裂1molA—A键和2molB—B键吸收E1kJ能量，故D项错误。规律方法指导：(1)反响是吸热反响还是放热反响，取决于反响物、生成物所具有的总能量的相对大小。(2)反响是吸热反响还是放热反响，与反响条件无必然关系。(3)E1为正反响活化能，E2为逆反响活化能，ΔH＝E1－E2。(4)催化剂能降低反响所需活化能，但不影响焓变的大小。C

解析：步骤1为旧化学键断裂的过程，该过程吸收能量，步骤2为新化学键的形成过程，该过程放出能量，故三个状态的能量E2最大；该反响可通过燃烧实现，为放热反响，ΔH＜0；要实现步骤1的转化可以通过点燃或光照等条件，故只有C项错误。知识点

化学反响中能量变化的原因问题探究：根据以下图你能表示出Ⅰ、Ⅱ的反响热吗？探究提示：图ⅠΔH＝E1－E2图ⅡΔH＝E2－E1知识归纳总结：1．化学反响的根本特征：一是物质发生了变化，二是能量发生了变化。2．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反响的能量变化(如下图)：化学键反应中能量变化1molA—B化学键反应中能量变化H—H吸收436kJ共吸收679kJCl—Cl吸收243kJH—Cl放出431kJ共放出862kJ结论H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH＝－183kJ·mol－13．图示：化学反响过程中的能量变化如下图：其中，E1′表示活化能，E1′与E2′的差值表示反响热。上述反响过程表示该反响为放热反响。4．焓变的两种计算方法：(1)根据物质具有的能量来计算。ΔH＝E(总生成物)－E(总反响物)(2)根据化学键键能来计算。ΔH＝反响物的键能总和－生成物的键能总和＝反响物断键吸收的总能量－生成物成键放出的总能量特别提醒：(1)断裂化学键需要吸收能量(E1)，形成化学键能够放出能量(E2)，判断反响是放热，还是吸热，关键看E1与E2的相对大小，其中二者的差值即为反响热。如下图，ΔH1＝－393.5kJ·mol－1，ΔH2＝－395.0kJ·mol－1，以下说法或表示正确的选项是 ()A．金刚石与氧气反响生成二氧化碳是吸热反响B．石墨和金刚石的转化是物理变化典例3C．石墨的稳定性强于金刚石D．1mol石墨的总键能比1mol金刚石的总键能小1.5kJC

解析：由图知，金刚石与氧气反响，反响物的总能量大于生成物的总能量，故应为放热反响，A错误；石墨和金刚石是不同的物质，二者之间的转化是化学变化，B错误；等物质的量的石墨的总能量低于金刚石，那么石墨的稳定性强于金刚石，C正确；物质越稳定，所具有的总键能越大，1mol石墨的总键能比1mol金刚石的总键能大1.5kJ，D错误。规律方法指导：(1)分析反响物与生成物能量相对大小，判断反响为吸热反响还是放热反响。(2)明确ΔH的计算方法：ΔH＝E(生成物)－E(反响物)。D

解析：根据图示，HCN的能量比HNC的能量低，因此HCN比HNC稳定，A项正确；该异构化反响中反响物总能量低于生成物总能量，为吸热反响，反响物和生成物能量相差59.3kJ·mol－1，故ΔH＝＋59.3kJ·mol－1，B项正确；根据图示，正反响的活化能为186.5kJ·mol－1，逆反响的活化能为127.2kJ·mol－1，C项正确；使用催化剂，可以改变反响的活化能，但不能改变反响热，D项错误。名师博客呈现

课堂达标验收1．炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如下图。活化氧可以快速氧化二氧化硫。以下说法不正确的选项是 ()A．每活化一个氧分子有0.29eV的能量释放B．水可使氧分子活化反响的活化能降低0.42eVC．氧分子的活化是O—O键的断裂与C—O键的生成过程D．炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂B

解析：根据能量变化图分析，最终结果为活化氧，体系能量降低，那么每活化一个氧分子放出0.29eV能量，A正确；根据能量图分析，整个反响的活化能为活化能较大者，那么没有水参加的反响活化能为E＝0.75eV，有水参加的反响的活化能为E＝0.57eV，所以水可使氧分子活化反响的活化能降低0.75eV－0.57eV＝0.18eV，B错误；根据图象分析，氧分子活化过程O—O键断裂，生成C—O键，所以氧分子的活化是O—O键的断裂与C—O键的生成过程，C正确；炭黑颗粒可作催化氧化反响的催化剂，炭黑颗粒是大气中SO2转为SO3的催化剂，D正确。2．反响A＋B―→C(ΔH＜0)分两步进行：①A＋B―→X(ΔH＞0)，②X―→C(ΔH＜0)。以下示意图中，能正确表示总反响过程中能量变化的是 ()解析：A＋B―→X为吸热反响，A＋B的总能量小于X的总能量，排除选项A、C；X―→C为放热反响，那么X的能量大于C的总能量，排除选项B，应选D。D

3．在量热计中(如下图)将100mL0.50mol·L－1的CH3COOH溶液与100mL0.55mol·L－1NaOH溶液混合，温度从298.0K升高到300.7K，量热计的热容常数(量热计各部件温度每升高1K所需要的热量)是150.5J·K－1，溶液密度均为1g·mL－1，充分混合后溶液的比热容c＝4.184J·(g·K)－1。(1)CH3COOH的中和热ΔH＝__________________。(2)CH3COOH的中和热的文献值为56.1kJ·mol－1，你认为(1)中测得