【化学】反应热及焓变课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

《【化学】反应热及焓变课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【化学】反应热及焓变课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx（29页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一章第一章 第一节第一节 反应热反应热选择性必修一 化学反应原理第一课时第一课时 反应热、焓变反应热、焓变知识导航知识导航从宏从宏,微观两个视角认识反应热微观两个视角认识反应热2反应热的概反应热的概念，中念，中和反应反应热的测定原理和反应反应热的测定原理1本节重点本节重点本节难点本节难点生活体验生活体验神舟十五号发射鸟巢上空的烟火化学反应过程中化学反应过程中释放或吸收的热量释放或吸收的热量在生活、生产和科学研究中具有广泛在生活、生产和科学研究中具有广泛应用。应用。边防战士使用自热火锅木炭在木炭在空气里空气里燃烧燃烧木炭在木炭在氧气里氧气里燃烧燃烧木炭在木炭在液氧里液氧里燃烧燃烧化化学学反反应

2、应中中的的能能量量变变化化是是以以物物质质变变化化为为基基础础的的，能能量量变变化化的的多多少少与与参参加加反反应应的的物物质质种种类类和和多多少少密密切切相相关关。与与研研究究化化学学反反应应中中的的物物质质变变化化一一样样，研研究究化化学学反反应应中中的能量变化同样具有重要意义。的能量变化同样具有重要意义。那那么么，如如何何定定量量描描述述化化学学反反应应中中释释放放或或者者吸吸收收的的热热量量呢呢？新课导入新课导入体系体系(系统系统)研究反应热时，需要明确研究反应热时，需要明确体系体系和和环境环境示例：盐酸与示例：盐酸与NaOH溶液的反应溶液的反应试试管管中中的的盐盐酸酸、NaOH溶溶液

3、液及及发发生生的的反反应应等等 看看作作一一个个反反应应体体系系被研究的物质系统被研究的物质系统环境环境盛溶液的试管和溶液之外的空气盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作等看作环境环境因温度不同而在体系与环因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量境之间交换或传递的能量热量热量与体系相互影响的其他部分与体系相互影响的其他部分说明说明l 反应热及其测定反应热及其测定一、体系与环境一、体系与环境温度不同温度不同阅读课本阅读课本P4，了解体系与环境，了解体系与环境环境：环境：与体系相互影响的其他部分，如盛有溶液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。的试管和溶液之外的空气

4、等看作环境。体系：体系：体系是与周围其他部分区分开来的根据需要所研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、究的对象。如我们可将盐酸、NaOH溶液及发生的反应溶液及发生的反应等看作一个反应体系，简称体系等看作一个反应体系，简称体系（又称系统）。（又称系统）。存在能量交换存在能量交换环节一：反应热及测量原理环节一：反应热及测量原理热量热量环节一：反应热及测量原理环节一：反应热及测量原理在在等温条件下等温条件下，化学反应化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，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称为化学反应的热效应，简称反应热。，简称反应热。定义定义符

5、号符号Q指反应发生后，使体系的温度恢复到反应前体指反应发生后，使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。系的温度，即反应前后体系的温度相等。二、反应热二、反应热1、定义及表示、定义及表示环节一：反应热及测量原理环节一：反应热及测量原理2、测量、测量（1)方法：许多反应热可以通过量热计直接方法：许多反应热可以通过量热计直接测定测定如：盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程中会放出热量，导致如：盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程中会放出热量，导致体系与环境之间的体系与环境之间的温度温度产生差异。产生差异。（2)原理：可以根据测得的体系的原理：可以根据测得的体系的温度变化温度变化和有关物质的和有

6、关物质的比热容比热容等等来计算反应热来计算反应热环节一：反应热及测量原理环节一：反应热及测量原理3、中和反应反应热的测定、中和反应反应热的测定阅读课本阅读课本P5探究：中和反应反应热的测定探究：中和反应反应热的测定Q=mCtQ：中和反应放出的热量：中和反应放出的热量 m：反应混合液的质量：反应混合液的质量C：反应混合液的比热容：反应混合液的比热容 t：反应前后溶液温度的差值：反应前后溶液温度的差值（1)实验原理实验原理【思考思考】在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据?如何根据测得的如何根据测得的数据计算反应热数据计算反应热?(2)需要需要测量测量

7、的的 数据数据1.反应物反应物质量（通过体积、浓度和密度可计算）质量（通过体积、浓度和密度可计算）2.反应前体系的温度反应前体系的温度3.反应反应后体系温度后体系温度环节一：反应热及测量原理环节一：反应热及测量原理（3）实验装置及步骤）实验装置及步骤【思考思考】本实验本实验为了提高测定的准确度采取了哪些措施为了提高测定的准确度采取了哪些措施?（提示：可从实（提示：可从实验装置、试剂用量、实验操作三个角度考虑）验装置、试剂用量、实验操作三个角度考虑）1.使用同一个温度计测量温度，减少仪器误差。使用同一个温度计测量温度，减少仪器误差。2.需要保温装置需要保温装置（内筒外壳上口对齐内筒外壳上口对齐，

8、中间中间有保有保温层温层）保证反应过程中保证反应过程中，不与外界发生热交换不与外界发生热交换。3.玻璃玻璃搅拌器搅拌器（不传热不传热）搅拌搅拌，保证溶液温度均，保证溶液温度均匀等匀等实实验验装装置置4、都用稀、都用稀溶液，溶液，避免避免稀释带来的热量稀释带来的热量变化。变化。采用碱稍过量的采用碱稍过量的方法保证酸液完全被中和。方法保证酸液完全被中和。7、重复上述步骤重复上述步骤2次，次，取平均值取平均值使得测量温度差更准确。使得测量温度差更准确。6、混合后立即盖上杯盖以减少热量损失，密切关注温度的变化，记、混合后立即盖上杯盖以减少热量损失，密切关注温度的变化，记录最高的温度。录最高的温度。试试

9、剂剂操操作作5、测完酸后用水冲洗干净，擦干：、测完酸后用水冲洗干净，擦干：防止测定碱液时带入酸液中和放热防止测定碱液时带入酸液中和放热（3）实验装置及步骤）实验装置及步骤【思考思考】本实验本实验为了提高测定的准确度采取了哪些措施为了提高测定的准确度采取了哪些措施?（提示：可从仪（提示：可从仪器、试剂用量、实验操作三个角度考虑）器、试剂用量、实验操作三个角度考虑）环节一：反应热及测量原理环节一：反应热及测量原理（4）实验数据处理）实验数据处理注意：注意：1、取三次测量所得温度差的平均值、取三次测量所得温度差的平均值 2、t2-t1若异常要舍去若异常要舍去 环节一：反应热及测量原理环节一：反应热及

10、测量原理 为了计算简便，可以近似的认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容为了计算简便，可以近似的认为实验所用酸、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，则：与水的相同，并忽略量热计的比热容，则：50mL 盐酸的质量盐酸的质量m1=50g,50mL NaOH溶液质量溶液质量m250g；反应后生成的溶液的比热容反应后生成的溶液的比热容c4.18 J/(g.)，50 mL 0.50 mol/L盐酸与盐酸与 50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为溶液发生中和反应时放出的热量为：Q=(m1+m2)c(t2-t1)=_。0.418(t2-t1)kJ生成生成1

11、mol水时放出的热量为水时放出的热量为 。0.418(t2-t1)0.025kJ HCl(aq)+NaOH(aq)H2O(l)+NaCl(aq)1 1 1？0.025mol 0.0275mol 0.025mol Q=0.418(t2-t1)kJ环节一：反应热及测量原理环节一：反应热及测量原理50.2KJ大量实验测得，在大量实验测得，在25和和101kpa下强酸稀溶液与强碱稀溶液发生下强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成中和反应生成1mol水时，放出水时，放出的的热量。为何刚才实验中热量。为何刚才实验中所所测得的数据小于测得的数据小于57.3 kJ呢呢？（5）误差分析）误差分析可能的原因有：可

12、能的原因有：1.温度计的读数有温度计的读数有误（偏低）误（偏低）2.实验过程中有液体洒在外面实验过程中有液体洒在外面3.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差4.隔热层隔热效果不好隔热层隔热效果不好，致使实验过程中热量损失而导致误差，致使实验过程中热量损失而导致误差5.测过盐酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使酸碱发生测过盐酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使酸碱发生中和反应后碱的温度偏高而引起误差中和反应后碱的温度偏高而引起误差环节一：反应热及测量原理环节一：反应热及测量原理【例例1】为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的

13、数据是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酸溶液的浓度和体积碱溶液的浓度和体积碱溶液的浓度和体积比热容比热容反应后溶液的质量反应后溶液的质量(单位：单位：kg)生成水的物质的量生成水的物质的量反应前后温度变化反应前后温度变化操作所需的时间操作所需的时间A BC D全部全部C课堂小练课堂小练环节二：反应热与焓变环节二：反应热与焓变【思考】【思考】化学反应为什么会产生反应热？为什么有的化学反应释放能量，化学反应为什么会产生反应热？为什么有的化学反应释放能量，有的化学反应吸收能量？有的化学反应吸收能量？这是因为化学反应前后体系的这是因为化学反应前后体系的内能内能(符

14、号为符号为U)发生了变化。发生了变化。体系内物质的各种能量的总和，受温体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的凝聚状态等影响度、压强和物质的凝聚状态等影响。【思考】【思考】在科学研究和生产实践中，化学反应通常是在等压条件下进行在科学研究和生产实践中，化学反应通常是在等压条件下进行的。如何描述等压条件下的反应热？的。如何描述等压条件下的反应热？为了描述等压条件下的反应热，科学上引入了一个与内能有关的物理量为了描述等压条件下的反应热，科学上引入了一个与内能有关的物理量焓焓(符号为符号为H)。环节二：反应热与焓变环节二：反应热与焓变三、焓变三、焓变 生成物生成物的总焓与反应物的总焓的总焓与反

15、应物的总焓之差之差，符号为符号为H1、表达式：、表达式：H=H(生成物生成物)-H(反应物反应物)在在等压等压条件下进行的化学反应，反应热条件下进行的化学反应，反应热等于等于焓变。焓变。3、规定：、规定：当反应体系当反应体系放热放热时其焓时其焓减小减小，H为为“”，即，即H 0。2、单位：、单位：kJ/mol(或或kJmol-1)放热反应放热反应 H0阅读课本阅读课本P6 反应热与焓变相关内容反应热与焓变相关内容环节二：反应热与焓变环节二：反应热与焓变【例【例1】在在25和和101 kPa下，下，1 molH2与与1 mol Cl2反应生成反应生成2 mol HCl时时放出放出184.6 kJ

16、的热量，则该反应的反应热为的热量，则该反应的反应热为:H=184.6 kJ/mol【例【例2】在在25 和和101 kPa下，下，1 mol C(如无特别说明，如无特别说明，C均指石墨均指石墨)与与1 mol H2O(g)反应，生成反应，生成1 mol CO和和1 mol H2,需要需要吸收吸收131.5 kJ的热量，的热量，则该反应的反应热为则该反应的反应热为:H=+131.5 kJ/mol 【注意注意】H右端的右端的+或或-不可省略，单位不可省略，单位kJ/mol必须标出。必须标出。4、焓变的表示方法焓变的表示方法以以1 mol H2(g)和和1 mol Cl2(g)在在在在25和和101

17、kPa下反应生成下反应生成2mol HCl(g)的能的能量变化为例。量变化为例。求求H2(g)Cl2(g)2HCl(g)反应的反应热？反应的反应热？断键吸收能量断键吸收能量：436 KJ+243 kJ=679 kJ成键放出能量成键放出能量：431 kJ+431 kJ=862 kJH=-183 kJ/mol环节二：反应热与焓变环节二：反应热与焓变l化学反应中焓的变化化学反应中焓的变化n微观分析微观分析以以H2与与Cl2反应生成反应生成HCl为例，从微观角度来讨论反应热的实质为例，从微观角度来讨论反应热的实质度来讨论反应热的实质度来讨论反应热的实质图示图示吸收能量吸收能量679 kJ释放能量释放能

18、量862 kJ反应热反应热H183 kJ/mol环节二：反应热与焓变环节二：反应热与焓变四、反应热的实质四、反应热的实质反应热的实质：反应物中旧键的反应热的实质：反应物中旧键的断裂断裂(吸热吸热)，生成物中新键的，生成物中新键的形成形成(放热放热)。H断键吸收的总能量断键吸收的总能量(E吸吸)-成键放出的能量成键放出的能量(E放放)【例例1】依依据据信信息息估估算算2 mol H2(g)和和1 mol O2(g)反反应应生生成成2 mol H2O(g)的的反反应应热热H？H(估算估算)E(反应物键能）反应物键能）E(生成物键能）生成物键能）2436 kJ/mol498 kJ/mol4463.4

19、 kJ/mol483.6 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H？2H2O24H2O2H2O1 mol H2(g)中的中的HH键断裂吸收键断裂吸收436 kJ能量能量1 mol O2(g)中的化学键中的化学键断裂吸收断裂吸收498 kJ能量能量形成形成H2O(g)中中1 mol HO键释放键释放463.4 kJ能量能量基元反应、过渡态理论及活化能基元反应、过渡态理论及活化能l基元反应基元反应研研究究发发现现，大大多多数数化化学学反反应应并并不不是是经经过过简简单单碰碰撞撞就就能能完完成成的的，往往往往要要经经过过多多个个反反应应步步骤骤才才能实现。能实现。每一步反应都称为基元反

20、应。每一步反应都称为基元反应。l过渡态理论过渡态理论过过渡渡态态理理论论认认为为，反反应应物物分分子子并并不不只只是是通通过过简简单单碰碰撞撞直直接接形形成成产产物物，而而是是必必须须要要经经过过一一个个过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。课堂拓展课堂拓展1下列说法正确的是下列说法正确的是()A吸热反应使环境的温度升高吸热反应使环境的温度升高B当反应放热时当反应放热时H0，反应吸热时，反应吸热时H0C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，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为负值为负值D

21、需要加热才能发生的反应一定是吸热反应需要加热才能发生的反应一定是吸热反应C2化学反应化学反应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该反应每生成该反应每生成2 mol AB(g)吸收吸收b kJ热量热量B反应热反应热H(ab)kJmol1C该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D断裂断裂1 mol AA和和1 mol BB放出放出a kJ能量能量B随堂测试随堂测试3SF6是是一一种种优优良良的的绝绝缘缘气气体体，分分子子结结构构中中只只存存在在SF。已已知知：1 mol S

22、(s)转转化化为为气气态态硫硫原原子子吸吸收收能能量量280 kJ，断断裂裂1 mol FF、SF需需吸吸收收的的能能量量分分别别为为160 kJ、330 kJ。则反应。则反应S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热的反应热H为为()A1 780 kJmol1 B1 220 kJmol1C450 kJmol1 D430 kJmol1B4将将V1 mL 1.00 molL-1 HCl溶溶液液和和V2 mL未未知知浓浓度度的的NaOH溶溶液液混混合合均均匀匀后后测测量量并并记记录录溶溶液液温温度度，实实验验结结果果如如图图所所示示(实实验验中中始始终终保保持持V1V250)。下下列列叙叙述述正正

23、确确的是的是()A做该实验时环境温度为做该实验时环境温度为22 B该实验表明化学能可以转化为热能该实验表明化学能可以转化为热能CNaOH溶液的浓度约为溶液的浓度约为1.00 molL-1D该实验表明有水生成的反应都是放热反应该实验表明有水生成的反应都是放热反应B随堂测试随堂测试5下表是部分化学键的键能数据：下表是部分化学键的键能数据：(1)已已知知1 mol白白磷磷燃燃烧烧生生成成P4O10(s)的的反反应应热热H2 982 kJmol1，白白磷磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示，则上表中结构如图所示，则上表中x_。(2)0.5 mol白磷白磷(P4)与与O2完全反应生成固态完全反应生成固态P4O6放出的热量为放出的热量为_ kJ。化学键化学键PP PO O=OP=O键能键能/(kJmol1)198360498x585819随堂测试随堂测试环节三：课堂小结环节三：课堂小结中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定测量选择性必修一 化学反应原理感谢聆听！感谢聆听！