【课件】+反应热+第1课时2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一章化学反应的热效应第一节反应热第1课时反应热焓变①所有的燃烧反应，如：木炭、CH4等在空气或氧气中的燃烧，钠、H2在氯气中燃烧，镁条在CO2中燃烧

②所有的酸碱中和反应，如：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O③大多数的化合反应，如：CaO＋H2O===Ca(OH)2

H2＋F2===2HF④铝热反应，如：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3

⑤活泼金属与水、与酸的反应，如：2Na＋2H2O===2NaOH+H2↑

Mg＋2H+===Mg2++H2↑⑥生成沉淀的反应1、常见的放热反应、吸热反应(1)常见的放热反应①大多数分解反应，如：NH4ClNH3↑＋HCl↑CaCO3CaO＋CO2↑②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应

③C和CO2发生的化合反应及C和H2O(g)的反应

④以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应：如：H2＋CuOH2O＋CuC＋H2O(g)CO＋H2(2)常见的吸热反应【问题探究1】吸热反应一定需要加热才能发生，放热反应不需要加热就一定能发生，对吗？【提示】①反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应是吸热反应，而木炭点燃需加热但是放热反应。

②不能认为只要吸热就是吸热反应，只要放热就是放热反应。其实不然，如水蒸气液化、浓硫酸稀释放出热量，水汽化吸收热量，这些都是物理变化过程,不属于放热或吸热反应。

③任何化学反应都伴随着能量变化，但不能认为能量变化一定表现为热量变化，其实不然，还可能以光、声、电等形式表现出来。1、体系和环境——以盐酸与NaOH溶液的反应为例一、反应热与焓变(2)环境：体系以外的其他部分称为环境，包括装置，空气等(1)体系(系统)：被研究的物质系统统称为体系，包括反应物，发生的反应和生成物。热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量2、反应热与焓变(1)反应热①含义：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②符号：ΔH③单位：kJ·mol－1或kJ/mol④测定方法：利用量热计直接测定④在等压条件下进行的化学反应(严格地说，对反应体系做功还有限定，中学阶段一般不考虑)，其反应热等于反应的焓变，符号：ΔH，单位：kJ/mol(或kJ·mol－1)(2)内能、焓、焓变①内能(符号为U)：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(符号为H)：与物质内能有关的物理量③焓变：焓变(∆H)：是变化前后物质的焓值差，化学反应的焓变，为生成物的总焓值与反应物的总焓值之差，即：ΔH＝H(生成物)－H(反应物)(3)反应热和焓变的比较类别项目反应热焓变不同点概念化学反应释放或吸收的热量化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之差相同点“＋”“－”的意义“＋”表示反应吸热，“－”表示反应放热数据来源可以通过实验直接测得，也可以利用已知数据通过计算求得联系①等值关系：恒压条件下反应的反应热等于焓变②等价关系：符号是ΔH，单位是kJ·mol－1【课堂练习】1.1.0L1.0mol/LH2SO4溶液与2.00L1.0mol/LNaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，该反应的反应热为△H=________。2.1molC与1molH2O(g)反应失成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H=_____________。-114.6kJ/mol＋131.5kJ/mol【微点拨】①焓(H)是与内能有关的物理量，内能描述的是物质所具有的能量，是物质固有的性质之一。不同的物质，其焓不同；相同的物质，如果温度或压强不同，物质的状态不同，其焓也会不同。③化学反应的能量变化主要表现为热量变化，但并不完全是热量变化，还有光能、电能等②焓、焓变、反应热代表的意义不同；焓只有正值，而焓变有正值、负值之分⑥任何化学反应在发生物质变化的同时都伴随着能量的变化，通常表现为热量变化，即放出热量或吸收热量。④物质发生化学反应一定伴随着能量变化，但伴随能量变化的物质变化不一定都是化学变化如：水蒸气变成液态水的过程放热，但该变化为物理变化⑤能量越低越稳定。同一物质能量由高到低：气体(g)>液体(l)>固体(s)；稳定性：气体(g)<液体(l)<固体(s)吸热反应是热能转变为化学能，放热反应是化学能转变为热能1．下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是()A．放热反应的发生无须任何条件B．化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关C．化学反应过程都伴随着能量的变化D．硫酸与氢氧化钠的反应是吸热反应【解析】放热反应的发生可能需要条件，如加热等，A项错误；化学键的断裂和形成与反应放热和吸热有关，B项错误；化学反应过程都伴随着能量的变化，C项正确；H2SO4与NaOH的反应是放热反应，D项错误。C练习评价[例题2]已知C（石墨，s）=C（金刚石，s）ΔH

=+1.9kJ/mol

判断石墨、金刚石哪个更稳定？金刚石石墨[总结}物质能量、键能与稳定性的关系：1.键能越大，破坏该化学键需要的能量越高，该化学键越难断裂，所以物质越稳定2.物质能量越低，物质越稳定石墨更稳定[例题2]①1molH2

与1molCl2

反应生成2molHCl释放出184.6kJ的热量，则该反应的△H=

。②1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2

，需要吸收131.5kJ的热量，则该反应的△H=

。﹣184.6kJ/mol+131.5kJ/mol典例分析(1)从反应热的量化参数——键能的角度分析：化学反应是旧键断裂，新键生成的反应，两者吸收和释放能量的差异表现为反应能量的变化。3、化学反应过程中能量变化的原因化学键的断裂和形成时吸收和放出的能量差别化学反应伴随能量变化的本质原因新键生成释放的能量小于旧键断裂吸收的能量，则反应吸热新键生成释放的能量大于旧键断裂吸收的能量，则反应放热以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明(1)从键能角度认识反应热的实质1molH22molH共价键断裂吸收436kJ能量1molCl22molCl共价键断裂吸收243kJ能量共价键形成释放862kJ能量}2molHCl反应物键能-生成物键能>0吸热反应反应物键能-生成物键能<0放热反应反应物断键吸收的能量>生成物成键释放的能量吸热反应反应物断键吸收的能量<生成物成键释放的能量放热反应(1)从键能角度认识反应热的实质（2）能量角度判断吸热反应与放热反应反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应即：E(反应物)＞E(生成物)反应物的总能量小于生成物的总能量为吸热反应即：E(反应物)＜E(生成物)(2)从反应物和生成物焓(H)的变化角度分析反应物总焓小于生成物总焓，反应吸热ΔH＞0反应物总焓大于生成物总焓，反应放热ΔH＜0【微点拨】①一个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无必然关系。有些放热反应需加热才能进行。③形成生成物的化学键放出的能量越多，说明生成物越稳定，本身的能量越低。②破坏反应物中的化学键吸收的能量越小，说明反应物越不稳定，本身的能量越高。【讨论交流】如何理解反应热的本质？完成下表内容。图示

a、b、c表示的意义微观宏观a表示断裂旧化学键吸收的能量；b表示形成新化学键放出的能量；c表示反应热a表示活化能；b表示活化分子结合成生成物所释放的能量；c表示反应热[例题1]反应A+B=C(ΔH<0)分两步进行:

①A+B→X(ΔH>0)②X→C(ΔH<0)。下列图中能正确表示总反应过程中能量变化的是B例、由图分析，下列说法正确的是(

)D．A→B＋C

ΔH>0，则B＋C→A

ΔH<0A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等B．A→B＋C

ΔH<0C．A具有的焓高于B和C具有的焓的总和

D例．B【详解】A．从图中可以看出，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，故A错误；B．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应为吸热反应，可看作是环境中的热能转化为物质内部的化学能的过程，故B正确；C．反应物中化学键断裂需要吸收能量，生成物中化学键的形成会放出能量，该反应为吸热反应，故断裂反应物中的化学键吸收的能量大于形成生成物中的化学键放出的能量，即1molA2(g)和1molB2(g)的总键能大于2molAB(g)的总键能，故C错误；D．吸热反应不一定需要加热到很高温度才可以发生，如NaHCO3和盐酸的反应是吸热反应，该反应常温下即可发生，故D错误；③∆H不仅应用在化学反应中，它还应用于任何有能量变化的过程，如：H2O(l)→H2O(g)∆H＞0；共价键的断裂，吸收能量，∆H＞0；原子间通过共用电子对形成共价键，放出能量，∆H＜05、放热反应和吸热反应的判断(1)ΔH为“－”或ΔH＜0是放热反应，ΔH为“＋”或ΔH＞0是吸热反应(2)若生成物的总能量大于反应物的总能量，则为吸热反应(3)由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应(4)加热引发的反应，停止加热后反应能继续进行的，则为放热反应，停止加热后反应随之停止，则为吸热反应【微点拨】①放热反应和吸热反应是针对化学反应而言，物质三态之间的变化有能量的变化，但属物理变化，故不属于放热反应或吸热反应②放热反应和吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小，与反应条件并无必然的关系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“－”D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应1、下列说法正确的是(

)【练2】C常见物质中的化学键数目物质CO2(C=O)CH4(C－H)P4(P－P)SiO2(Si－O)石墨金刚石S8(S－S)Si键数24641.5282四、焓变(ΔH)的计算方法1、焓变与物质化学键断裂与形成的关系：

ΔH＝反应物总键能－生成物总键能2、焓变与反应物、生成物能量的关系：ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝H(生成物)－H(反应物)1、SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F键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－1

C．－450kJ·mol－1

D．＋430kJ·mol－1【练4】B2．某化学反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是()A．断开化学键需要吸收能量B．该化学反应放出的热量为E2-E3C．锌和稀硫酸反应的能量变化趋势与

图示一致D．该反应过程中反应物的总能量大

于生成物的总能量B3、(双选)Na2CO3溶液与盐酸反应过程中的能量变化如图所示，

下列叙述正确的是()BD五、中和反应反应热的测定以HCl溶液和NaOH溶液反应为例(2)测量工具：简易量热计(1)测量原理：用温度计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·ΔtQ：中和反应放出的热量

m：体系的质量C：体系的比热容

Δt：反应前后体系温度的差值（1）反应物温度的测量。①用量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，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)。（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（1）至步骤（2）两次。(3)实验步骤(1)取盐酸和NaOH溶液温度的平均值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t1/℃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/℃t2/℃(t2－t1)/℃1

2

3

(2)取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据3、数据处理(3)根据温度差和比热容等计算反应热(1)计算依据：Q＝cmΔt式中：Q为中和反应放出的热量，c为反应混合液的比热容m为反应混合液的质量，Δt为反应前后溶液温度的差值(2)计算技巧：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①50mL0.50mol·L－1盐酸的质量m1＝50g，50mL0.55mol·L－1NaOH溶液的质量m2＝50g②反应后生成的溶液的比热容c＝4.18J·(g·℃)－1，50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为Q＝c·m·Δt＝c·(m1+m2)·(t2－t1)＝0.418(t2－t1)kJ③生成1molH2O时放出的热量为0.025(0.418(t2－t1))kJ则中和热ΔH＝－0.025(0.418(t2－t1))kJ·mol－1[c＝4.18J·(g·℃)－1]4、中和热的计算(3)中和热ΔH计算：(1)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果(2)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5mol·L－1)(3)测定中和热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低(4)中和热的数值是57.3kJ·mol－1，测定时与强酸、强碱的用量无关(5)加过量碱液使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响(6)数据处理时，相差较大的数据可能是偶然误差引起的，应舍去5、中和热测定实验中应注意的事项(1)装置中的环形玻璃搅拌棒能否用金属(不与酸、碱反应)质环形搅拌棒代替？为什么？(2)实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？(3)能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？(4)能否用醋酸代替盐酸或用氨水代替KOH溶液？对结果会产生什么影响？6、实验讨论不能。原因是金属质环形搅拌棒易导热，造成实验过程中热量损失碱过量的目的是保证盐酸完全反应。若使盐酸过量，也是可以的不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测ΔH偏小，即ΔH<－57.3kJ·mol－1不能。弱酸、弱碱电离吸热，所测ΔH偏大，即ΔH>－57.3kJ·mol－1(5)温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？(6)酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？

(7)若改用100mL0.50mol/L的盐酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍(假定各步操作没有失误)？(8)怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？环形玻璃搅拌棒应上下移动；铜传热快，热量损失大，因此不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差

因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同7、误差分析——以50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1NaOH反应为例引起误差的实验操作温度差|ΔH|保温措施不好偏小偏小搅拌不充分偏小偏小所用酸、碱浓度过大偏大偏大用同浓度的氨水代替NaOH溶液偏小偏小用同浓度的醋酸代替盐酸偏小偏小中和反应的实质是H＋和OH－结合生成水，因而理解中和热时要注意以下几点：①条件：稀溶液，因浓酸溶液或浓碱溶液稀释时会放出热量②反应物：酸与碱(在中学化学中，只讨论强酸和强碱反应的中和热)③生成物及其物质的量：必须是形成1mol的H2O(l)④表述：用文字叙述中和热时，不带“－”；用ΔH表示时，带上“－”如：强酸与强碱反应的中和热为57.3kJ·mol－1或ΔH＝－57.3kJ·mol－1六、中和热概念及其数值1、概念：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)