反应热 焓变(配套课件)-【步步高】2021-2022学年新教材高二化学人教版选择性必修1·学习笔记(京津辽粤浙渝鄂苏云晋皖黑吉桂).pptx
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1、,第1课时,反应热焓变,1.科学探究 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.宏观辨识与微观探析 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.变化观念与平衡思想 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。,核心素养发展目标,课时对点练,内容索引,一、反应热及其测定,二、反应热与焓变,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,我们将试管中的盐酸、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、2.反应热 因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量是 。 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,3.实验探究中和反应反应热的测定 (1)测定原理 环境温度不变时,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。Q 。 (2)实验装置,cmt,温度计,玻璃 搅拌器,(3)实验步骤及注意事项 反应前体系的温度:分别测量盐酸与NaOH溶液的温度。 反应后体系的温度: 混合并 记录 温度。 重复操作两次,取温度差的 作为计算依据。,迅速,搅拌,最高,平均值,(4)数据处理 某小组用50 mL 0.
3、5 molL1的盐酸与50 mL 0.55 molL1的NaOH溶液进行实验。,25.1,3.4,3.3,25.0,25.5,3.5,设溶液的密度均为1 gcm3,反应后溶液的比热容c4.18 Jg11,则反应放出的热量Qcmtcm(盐酸)m(NaOH溶液)(t2t1) kJ,那么生成1 mol H2O放出的热量为 。,1.42,56.8 kJ,特别提醒大量实验测得,在25 和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量。,(1)浓硫酸与NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l),放出的热量为57.3 kJ() (2)同一中和反应
4、的反应热与酸碱的用量有关() (3)中和反应反应热的测定实验中的玻璃搅拌器换成铜质搅拌器效果更好 () (4)中和反应反应热的测定实验中,应将50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液分多次倒入小烧杯() (5)中和反应反应热的测定实验中,测定盐酸后的温度计没有冲洗干净,立即测NaOH溶液的温度(),正误判断,(1)为了保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液。 (2)测量完盐酸的温度后,温度计应冲洗干净并擦干。 (3)酸碱溶液一次迅速混合。,易错警示,1.若用0.55 molL1 KOH溶液代替0.55 molL1 NaOH 溶液,对结果会产生影响吗?为什么?,深度思考,提示无影响。
5、因为强酸、强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量是相同的,与用KOH溶液还是NaOH 溶液以及酸碱的用量无关。,2.用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响?用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响?若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反应反应热,对结果会产生什么影响?,提示浓硫酸溶于水时放热,所测反应热的数值偏大;弱酸、弱碱电离吸热,所测反应热的数值偏小;若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定反应热,生成BaSO4沉淀还会多放出一部分热量,所测反应热的数值偏大。,1.某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应生成1 mol水的反应热H52.3 kJmol1,造成这一结
6、果的原因不可能的是 A.实验装置保温、隔热效果差 B.用量筒量取盐酸时仰视读数 C.分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中 D.用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度,应用体验,解析若装置保温、隔热效果差,会造成较多的热量损失,测得的反应热数值偏小,A项可能; 仰视读数时,实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积,会导致放出的热量变多,B项不可能; C项操作会导致较多的热量损失,C项可能; D项操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高,最后计算出的反应放出的热量比实际放出的热量少,D项可能。,2.50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液在如图
7、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)隔热层的作用是_。 (3)倒入NaOH溶液的正确操作是_(填字母)。 a.沿玻璃棒缓慢倒入b.分三次少量倒入 c.一次迅速倒入 (4)若实验过程中,内筒未加杯盖,求得的中和反应反应热数值_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。,玻璃搅拌器,减少实验过程中的热量损失,c,偏小,(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 gcm3,又知中和反应后生成的溶液的比热容c4.18 Jg11。为了计算中和热,某学生的实验记录数据如下:,20.05,20.3,
8、20.3,20.55,完成表格并依据该学生的实验数据计算,该实验中生成1 mol水时放出的热量为_ kJ(结果保留一位小数)。,51.8,返回,解析四次实验(t2t1)的值分别为3.15、3.1、3.9、3.05,第三次明显偏大,舍弃,则最终温度差平均值为第1、2、4组实验的温度差之和除以3,为3.1,平均值代入公式 计算即可。,二、反应热与焓变,1.化学反应的实质和特征,2.宏观角度认识反应热 (1)内能 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)焓与焓变,H,生成物,反应物,注意等压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变。,kJmol1,kJ/mol,(
9、3)H与吸热反应和放热反应 放热反应:体系向环境释放能量,反应体系的焓减小,H为 ,即H 0。 吸热反应:体系从环境中吸收能量,反应体系的焓增大,H为 ,即H 0。,负值,正值,3.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:,由图可知:,436,243,679,431,862,183 kJmol1,化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示:,其中,E1可看作反应物断裂化学键吸收的总能量,E2可看作生成物形成化学键放出的总能量,E1与E2的差值表示 。上述反应过程表示该反应为 反应。,反应热,放热,(2)焓变计算公式:HE
10、(反应物的总键能)E(生成物的总键能) (3)常见的吸热反应和放热反应 常见的吸热反应:大多数的分解反应,碳和二氧化碳、碳和水的反应,Ba(OH)28H2O与铵盐的反应等。 常见的放热反应:中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应及缓慢氧化、化合反应(大多数)、铝热反应等。,(1)化学变化中的能量变化都是化学能与热能间的相互转化() (2)所有的化学反应都伴有能量的变化() (3)伴有能量变化的一定是化学反应() (4)加热条件下发生的反应均为吸热反应() (5)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,H为负值() (6)浓硫酸溶于水,体系的温度升高,该过程属于放热反应(
11、) (7)石墨转化为金刚石需要吸收能量,所以石墨更稳定(),正误判断,(1)吸热反应和放热反应均为化学变化。 (2)吸热反应和放热反应与反应条件没有必然联系,需要加热的反应也可能是放热反应。 (3)一般来说,物质具有的能量越低,物质越稳定;物质内的总键能越大,物质越稳定。,易错警示,1.在日常生活和学习中,我们经常接触到下列反应: 化石燃料燃烧强酸、强碱的中和反应用C和H2O在高温下制水煤气锌和盐酸反应制氢气氢氧化钡晶体和氯化铵晶体研磨放出氨气煅烧石灰石 其中焓变为负值的有_,焓变为正值的有_。,深度思考,2.化学反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)的能量变化如图所示: 已知断裂1 mol
12、 NN、1 mol NH分别需吸收946 kJ、391 kJ的能量,试回答下列问题:,(1)该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。 (2)拆开1 mol H2中化学键所需能量为_ kJ。 (3)该反应的反应热H_。,放热,436,92 kJmol1,1.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H0,反应吸热时H0 C.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, H为负值 D.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应,应用体验,解析吸热反应一般使周围环境的温度降低,A项错误; 放热反应的H0,吸热反应的H0,B项错误; 铝热反应是放热反应,但需要在加热(高
13、温)条件下才能进行,D项错误。,2.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2 mol AB(g)吸收b kJ热量 B.反应热H(ab) kJmol1 C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D.断裂1 mol AA和1 mol BB放出a kJ能量,解析根据图像可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应是吸热反应,每生成2 mol AB(g)吸收(ab) kJ热量,A、C项错误;,根据反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差值可知,该反应热H(ab) kJmol1,B项正确; 化学键断裂吸收能量,D项错误。,3.SF6是一
14、种优良的绝缘气体,分子结构中只存在SF。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,断裂1 mol FF、SF需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为 A.1 780 kJmol1 B.1 220 kJmol1 C.450 kJmol1 D.430 kJmol1,解析利用H反应物的键能之和生成物的键能之和进行计算,H280 kJmol13160 kJmol16330 kJmol11 220 kJmol1。,(1)HH(生成物)H(反应物)。 (2)HE(反应物的总键能)E(生成物的总键能)。 (3)H0为吸热反应,H
15、0为放热反应。,方法提升,返回,课 时 对 点 练,题组一中和反应反应热及其测定 1.为了测定酸碱反应的中和热,计算时至少需要的数据是 酸溶液的浓度和体积碱溶液的浓度和体积比热容反应后溶液的质量(单位:kg)生成水的物质的量反应前后温度变化操作所需的时间 A. B.C. D.全部,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,2.(2020濮阳高二检测)在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是 A.使用玻璃搅拌器是为了使反应物混合均匀,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容器底 部接触 C.用50 mL 0.55 mol
16、L1的NaOH溶液与50 mL 0.50 molL1的盐酸反应, 测得的反应热数值偏大 D.在测定中和反应反应热的实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、 滴定管、温度计,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,3.(2020重庆高二检测)用50 mL 0.50 molL1盐酸和50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液测定H(aq)OH(aq)=H2O(l)的反应热(H)的实验时,下列说法不正确的是 A.酸碱混合时,量筒中NaOH溶液应缓缓倒入量热计内筒中,不断用玻 璃搅拌器搅拌 B.装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热,减少热量 损失
17、 C.用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,测得的反应热H不变 D.改用25 mL 0.50 molL1盐酸跟25 mL 0.55 molL1 NaOH溶液进行测定, H数值不变,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析酸碱混合时要迅速,并且不能搅拌,防止热量的散失,A错误; 中和反应反应热测定实验成败的关键是做好保温工作,B正确; 用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,氢氧化钠溶液体积高于所需量的体积,但生成水的量不变,放出的热量不变,测得的中和反应反应热H不变,C正确; 反应放出的
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