人教版高中化学选择性必修1第一章第一节第1课时反应热焓变基础课课件

第1课时反应热焓变(基础课)第一章

化学反应的热效应第一节反应热素养目标1．理解反应热测定的原理和方法，会分析产生误差的原因，不断完善和改进测定方法。2．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。3．能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反应热和焓变的概念。旧知回顾1．化学键与能量变化的关系2．常见的放热反应和吸热反应(1)放热反应：燃料的燃烧、酸与碱的中和反应、活泼金属与酸/水的反应、铝热反应等都会放出热量。(2)吸热反应：煅烧石灰石的反应、铵盐与碱的反应、碳与氧化铜的反应等都会吸收热量。知识点一反应热及其测定1．体系与环境——以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应______(又称______)，盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作______。2．体系与环境的热量交换——反应热(1)热量：因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量是______。(2)反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境______或从环境_____的热量，称为化学反应的热效应，简称________。体系系统环境热量释放吸收反应热特别提醒

反应热概念中的“等温条件下”是指化学反应发生后，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。(3)直接测定反应热的方法测量仪器测定原理量热计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3．实验探究——中和反应反应热的测定【实验原理】通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，根据Q＝cmΔt计算反应放出的热量，由此求得反应热。【实验装置】【实验测量】(1)反应物温度的测量。①用______量取50mL0.50mol·L-1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的______，盖上杯盖，插入________，测量并记录______的温度。用水把温度计冲洗干净，擦干备用。②用另一个______量取50mL0.55mol·L-1

NaOH溶液，用________测量并记录__________的温度。用水把温度计冲洗干净，擦干备用。量筒内筒温度计盐酸量筒温度计NaOH溶液(2)反应后体系温度的测量。打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液______倒入量热计的______中，______盖上杯盖，插入________，用搅拌器______搅拌。密切关注温度变化，将______温度记为反应后体系的温度(t2)。用水把温度计冲洗干净，擦干备用。(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。迅速内筒立即温度计匀速最高【数据处理】用50mL0.5mol·L-1的盐酸与50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液进行实验，测得数据如下表所示：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/℃t2/℃(t2－t1)/℃125.025.2_______28.5______224.925.1_______28.3______325.625.4_______29.0______25.13.425.03.325.53.5

平均值平均值

1421.2

56.8kJ【问题和讨论】在上述过程中，提高测定反应热准确度的措施有哪些？[提示]

①实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时，使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液，且要稳定一段时间后再记下读数。②反应物应一次性迅速加入，且避免有液体溅出。③实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。④重复实验3次，取3次实验数据的平均值。将V1mL1.0mol·L-1盐酸和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示，实验中始终保持V1＋V2＝50，回答下列问题：(1)通过分析图像可知，做该实验时环境温度______(填“高于”“低于”或“等于”)22℃，该NaOH溶液的浓度约为______mol·L-1。(2)V1＝40时，能说明盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应吗？[提示]

不能说明。由题图可知，V1＝30时，盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应。低于1.5(3)通过该实验能表明有水生成的反应都是放热反应吗？[提示]

不能表明。该反应为有水生成的放热反应，其他有水生成的反应不一定放热，如氯化铵和氢氧化钡晶体的反应有水生成，但属于吸热反应。1．某试管中盛有Al粉和稀盐酸，下列有关说法不正确的是(

)A．试管、Al粉、稀盐酸及发生的反应可看作一个体系B．除反应物、生成物及相关反应外，其他均看作环境C．Al与稀盐酸反应导致体系温度升高，且向环境中释放热量D．Al与稀盐酸反应的反应热可以通过量热计测定√A

[反应物Al粉、稀盐酸及发生的反应可看作一个体系，除反应物、生成物及相关反应外，其他则都看作环境，A错误，B正确；Al与稀盐酸的反应为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，反应放出热量，使体系的温度升高，热量由温度高的反应体系释放到周围的环境中，C正确；Al与稀盐酸的反应是放热反应，放出的热量使体系温度升高，通过量热计测出反应前后体系的温度变化，然后根据有关物质的比热容及反应物的量来计算该反应的反应热，D正确。]2．关于中和反应反应热的测定实验，下列说法正确的是(

)A．为了使反应进行得更完全，可以使酸或碱适当过量B．为了使反应充分，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)C．中和反应反应热测定的实验结果与所用酸、碱的用量和种类均无关D．用铜丝代替玻璃搅拌器，会使中和反应反应热的测定值偏大√A

[为了使反应进行得更完全，可以使酸或碱适当过量，A正确；向酸(碱)中分次加入碱(酸)，会导致热量损失较多，使实验误差过大，B不正确；中和反应反应热测定的实验结果与所用酸、碱的用量无关，但是与所用酸、碱的种类有关，C不正确；用铜丝代替玻璃搅拌器，铜丝是热的良导体，造成热量散失过多，会使中和反应反应热的测定值偏小，D不正确。]知识点二反应热与焓变1．内能内能是体系内物质的各种能量的______，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。化学反应之所以会产生反应热是因为化学反应前后体系的______(符号为U)发生了变化。总和内能2．焓与焓变3．焓、焓变与放热反应、吸热反应的关系反应类型放热反应吸热反应图像焓变(ΔH)体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为______，即ΔH____0体系从环境中吸收能量，反应体系的焓增大，ΔH为______，即ΔH____0负值<

正值>

4．微观角度理解反应热(1)以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明，如图所示(在25℃和101kPa下)：由图可知：化学键反应中能量变化断裂或形成1mol化学键的能量变化断裂或形成化学键的总能量变化H—H吸收_____kJ共吸收_____kJCl—Cl吸收_____kJH—Cl放出_____kJ共放出_____kJ结论436243679431862－183kJ·mol-1总结：上述分析表明，__________________时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。(2)焓变计算公式：ΔH＝反应物分子的化学键断裂时吸收的总能量－生成物分子的化学键形成时释放的总能量＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)。化学键断裂和形成肼(H2NNH2)是一种高能燃料，已知肼(H2NNH2)与O2反应过程中的能量变化如图所示。已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、O==O为500、N—N为154。回答下列问题：(1)上述反应是放热反应还是吸热反应？(2)图中ΔH1、ΔH2、ΔH3分别代表什么意义？(3)上述反应的焓变ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3有什么关系？(4)断裂1molN—H所需的能量(kJ)是多少？[提示]

(1)放热反应。(2)ΔH1代表1molN2H4(g)和1molO2(g)反应生成1molN2(g)和2molH2O(g)放出的总能量；ΔH2代表2N(g)、4H(g)、2O(g)反应生成1molN2(g)和2molH2O(g)放出的总能量；ΔH3代表断开1molN2H4(g)和1molO2(g)中的化学键所吸收的总能量。(3)ΔH1＝ΔH3＋ΔH2。(4)由题图知N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－534kJ·mol-1，可设断裂1molN—H所需的能量为x，154kJ＋4x＋500kJ－2752kJ＝－534kJ，可求得x＝391kJ。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)焓变和反应热虽然说法不同但意义完全相同。 (

)(2)断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量。 (

)(3)同一化学反应中物质状态不同，但焓变可以相同。 (

)(4)在一个化学反应中，当反应物总焓大于生成物的总焓时，反应放热，ΔH为负值。 (

)×√×√2．在25℃和101kPa下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是(

)

√B

[H2(g)转化为H(g)，共价键断裂，吸收热量，A错误；由题图可知该反应为放热反应，1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量比2mol

HCl(g)的总能量高，B正确；由题图可知1mol

HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量，C错误；题图所示反应的ΔH＝－183kJ·mol-1，与其逆过程的焓变的数值相同、符号相反，则2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的反应热ΔH＝＋183kJ·mol-1，D错误。]3．工业合成氨的反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示，请回答有关问题：(1)合成1molNH3(l)________(填“吸收”或“放出”)__________kJ的热量。(2)已知：断裂1molH—H、1molN—H、1molN≡N分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ。则上图中的a＝________kJ，2molN2(g)完全反应生成NH3(g)产生的能量变化为________kJ。(3)推测反应2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)比反应2NH3(g)===N2(g)＋3H2(g)______(填“吸收”或“放出”)的热量_______(填“多”或“少”)。放出b＋c－a1127

184吸收多

随堂评估·知能落实1．下列关于ΔH的说法正确的是(

)A．焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化B．ΔH＞0，吸热反应；ΔH<0，放热反应C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多D．能量变化如图所示的化学反应为吸热反应，ΔH符号为“＋”√243题号1B

[A项，焓变是指在一定条件下化学反应的反应热，不仅是指

1mol物质参加反应时的能量变化，错误；C项，ΔH有正、负，反应放出的热量越多，ΔH越小，反应吸收的热量越多，ΔH越大，错误；D项，由于反应物的总焓大于生成物的总焓，故能量变化如题图所示的化学反应为放热反应，ΔH符号为“－”，错误。]243题号12．一定温度下H2(g)与I2(g)反应生成HI(g)，反应的能量变化如图所示。以下对该反应体系的描述中，正确的是(

)23题号14√A．反应物的总能量比生成物的总能量高13kJB．反应物的总能量比生成物的总能量低13kJC．破坏反应物中化学键所需的能量高于形成生成物中化学键释放的能量D．反应物化学键中储存的总能量比生成物化学键中储存的总能量高23题号14A

[由题图可知，该反应为放热反应，反应物的总能量比生成物的总能量高13kJ，故A正确，B错误；由题图可知，该反应为反应物的总能量比生成物的总能量高的放热反应，则破坏反应物中化学键所需的能量低于形成生成物中化学键释放的能量，故C错误；由题图可知，该反应为反应物的总能量比生成物的总能量高的放热反应，则反应物化学键中储存的总能量比生成物化学键中储存的总能量低，故D错误。]3．根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是(

)23题号41√A．该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量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(g)和1molO2(g)生成2molNO(g)的反应热ΔH＝－180kJ·mol-1D

[由题图知该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，A项正确；互逆过程的热量变化，ΔH数值相等，符号相反，故B、C项正确；ΔH＝(946＋498－2×632)kJ·mol-1＝＋180kJ·mol-1，D项错误。]23题号414．某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热，将100mL0.50mol·L-1盐酸与100mL0.55mol·L-1

NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中，可以近似地认为酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相等)。243题号1回答下列问题：(1)从实验装置上看，图中玻璃搅拌器的作用是_______________________。使强酸和强碱充分反应(2)简易量热计如果未盖杯盖，生成1molH2O(l)时所测得中和反应的反应热(ΔH)将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)，判断的理由是____________________________________________________________________________________________。(3)实验中改用80mL0.50mol·L-1盐酸和80mL0.55mol·L-1

NaOH溶液进行反应，与题干所述实验相比，二者所放出的热量_________(填“相等”或“不相等”)。243题号1偏大

未盖杯盖会造成热量损失，所测得的数值偏小，但ΔH为负值，所以生成1molH2O(l)时的反应热偏大不相等(4)若用等体积等物质的量浓度的CH3COOH进行上述实验，生成1molH2O(l)时，所测得的中和反应的反应热的绝对值(|ΔH|)将_________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)，判断的理由是___________________