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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热优秀课件ppt
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热优秀课件ppt，共34页。PPT课件主要包含了学习目标，新课导入，新课讲解，视频观看，使用讲解，思考讨论，实验步骤，数据处理，注意事项，课堂检测等内容，欢迎下载使用。
自然界的能量存在形式有很多种，势能、生物能、热能、太阳能、风能等。
化学反应的特征：有物质变化，还伴随能量变化
当能量变化以热能的形式表现时：
在实际应用中，人们如何定量地描述化学反应过程中释放或吸收的热量呢?
模块一 反应热及其测定
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
在热学中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、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系，简称体系（又称系统）。
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。
体系与环境之间存在_______交换或_______交换。
2、反应热的定义定义：在等温条件下①，化学反应体系向环境_______或从环境_______的_______，称为化学反应的热效应，简称反应热。用ΔH表示。 ①注：等温条件下，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。 ②说明：许多反应热可以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。
二、反应热的测定
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：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
Q ＝ c · m ·Δt
(以盐酸和NaOH溶液反应为例)
实验探究——中和反应反应热的测定
（2）如何利用数据计算反应热？
（3）如何提高实验的准确度？
反应后体系的温度（最高温度）
Q = ( m1+m2 ) ×c ×（ t2 - t1 ）
∆ H = Q / n（H2O）
【实验操作】（1）反应物温度的测量t1。①用量筒量取50mL 0.50ml/L盐酸， 打开杯盖， 倒入量热计的内筒，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50mL 0.55ml/L NaOH溶液， 用温度计测量并记录NaOH溶液的温度（数据填入下表）。
【实验操作】（2）反应后体系温度的测量t2。打开杯盖， 将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒， 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________温度记为反应后体系的温度。（3）重复上述步骤（1）至步骤（2）两次。
(1)取盐酸温度和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。
（t2 - t1若异常要舍去）
(2)取三次温度差的平均值作为计算依据。
(3)根据温度差和比热容计算反应热。
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：①50mL 盐酸的质量m1=50g, 50mL NaOH溶液质量m2＝50g；②反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J/(g .℃)，50 mL 0.50 ml/L盐酸与 50 mL 0.55 ml/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：(m1+m2)·c·(t2-t1)=________
0.418(t2-t1) kJ
③生成1ml水时放出的热量为 。
HCl(aq) + NaOH (aq) ＝ H2O(l) + NaCl (aq) 1 1 1 Q1 0.025ml 0.025ml 0.025ml Q = 0.418(t2-t1) kJ
中和反应反应热的测定实验
（1）为了保证0.50ml· L－1的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55ml·L－1NaOH溶液，使碱稍稍过量，因为过量的碱并不参加中和反应。（酸稍微过量也可以）（2）先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数。（3）实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。（4）操作时动作要快，尽量减少热量的散失。（5）实验时亦可选用浓度体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定，但在计算时，应取二者中量少的一种，因为过量的酸/碱并不参加中和反应。（6）多次试验求平均值时，若有某一组的实验数据有明显偏差，应直接舍去。（7）隔热层的作用是保温隔热，减少热量损失。
①测定中和热使用的若是强酸、强碱的稀溶液(即反应满足H+(aq) + OH-(aq) =H2O(l))，则生成1mlH2O放出的热量为定57.3kJ。
3、中和热(1)定义：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1ml 液态水和可溶性盐时所释放的热量。
②测定中和热使用的若是弱酸、弱碱的稀溶液，由于弱酸、弱碱在电离时会吸热，所以生成1mlH2O放热小于57.3kJ。
③测定中和热使用的若是酸、碱的浓溶液，由于酸、碱的浓溶液在稀释时会放热，所以生成1mlH2O放热大于57.3kJ。
1、关于能量转化，下列说法不正确的是（ ）A．燃气灶具中的能量转化：化学能主要转化为光能B．太阳能电池的能量转化：光能(太阳能)→电能C．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)→生物质能(化学能)D．化学反应过程中，除了物质变化外，一定伴有能量变化
2、在测定中和热的实验中，下列说法正确的是（ ）A．使用环形玻璃搅拌器是为了加快反应速率，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小烧杯底部接触C．用 0.5ml·L－1NaOH 溶液分别与 0.5ml·L－1 的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D．在测定中和热实验中需要使用的仪器有量筒、烧杯、酒精灯、温度计等
3、50 mL 0.50 ml·L-1盐酸与50 mL 0.55 ml·L-1NaOH溶液在如图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。(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是_____________。(2)如果不盖杯盖，所求得的中和反应反应热的绝对值将会__________(3)实验中改用60 mL 0.50 ml·L-1盐酸跟50 mL 0.55 ml·L-1 NaOH溶液进行反应，调整反应物用量后所放出的热量与原实验_________(填“相等”或“不相等”，下同)；所求中和反应反应热与原实验_____，简述理由：_________。
【答案】 （1）环形玻璃搅拌器 （2）偏小 （3） 不相等 相等 中和反应反应热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应 生成1 ml水时的反应热，与酸碱的用量无关
模块二 反应热与焓变
【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的。如何描述等压条件下的反应热？
为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(符号为H)。
1．内能（符号为U）：体系内物质的各种能量的总和，受________、________和________________等的影响。2．焓（符号为H）：与内能有关的物理量。3．焓变：在_______条件下进行的化学反应其反应热等于反应的焓变。
三、焓变
3、焓变—— 生成物的总焓与反应物的总焓之差，符号为∆H
(1)表达式：ΔH = H(生成物) - H(反应物)
(3)规定：①当反应体系放热时其焓减小，ΔH为“－”，即ΔH < 0；②当反应体系吸热时其焓增大，ΔH为“＋”，即ΔH > 0。
(2)单位：kJ/ml(或kJ·ml-1)
【例1】在25℃和101 kPa下，1 mlH2与1 ml Cl2反应生成2 ml HCl时放出184.6 kJ的热量，则该反应的反应热为:
ΔH= － 184.6 kJ/ml
【例2】在25 ℃和101 kPa下，1 ml C(如无特别说明，C均指石墨)与1 ml H2O(g)反应，生成1 ml CO和1 ml H2,需要吸收131.5 kJ的热量，则该反应的反应热为:
ΔH= +131.5 kJ/ml
【注意】ΔH右端的+或-不可省略，单位kJ/ml必须标出。
常见的放热反应与吸热反应
④金属与酸或水的置换反应；
③高温条件下C、H2、CO作还原剂的反应。
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；
4、从反应物与生成物总能量相对大小分析焓变 （1）放热反应（ΔH＜0）：反应物的总焓（能量）大于生成物的总焓（能量）。（2）吸热反应（ΔH＞0）：反应物的总焓（能量）小于生成物的总焓（能量）。（3）计算公式：ΔH = ___________________________
生成物的总焓－反应物的总焓
化学反应的实质：反应物中旧键的断裂(吸热)，生成物中新键的形成(放热)。
放热反应 ΔH<0
吸热反应 ΔH>0
6、从反应物与生成物总键能相对大小分析焓变
以1 ml H2(g)和1 ml Cl2(g)在在25℃和101kPa下反应生成2ml HCl(g)的能量变化为例。
求H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)反应的反应热？
断键吸收能量：436 KJ + 243 kJ = 679 kJ成键放出能量： 431 kJ + 431 kJ = 862 kJΔH = -183 kJ/ml
计算公式：∆H＝反应物的总键能(E吸) - 生成物的总键能(E放)
计算反应热的三种方法：
E（生成物的总能量）－ E（反应物的总能量）
E（反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量）－ E（生成物分子化学键形成时所释放的总能量）
E（反应物的总键能）－ E（生成物的总键能）
1、C (石墨，s) = C (金刚石，s) ΔH = +1.9 kJ/ml，石墨、金刚石哪个更稳定？试分析物质稳定性与键能的关系。
(1)物质总能量越低，物质越稳定；
(2)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。
∆H > 0，吸热反应，石墨键能大，总能量低，更稳定。
2、已知 2O(g)=O2(g) ∆H = - 496 kJ ∙ml -1，结合能量变化示意图。下列说法正确的是（ ）A．拆开 1 ml H2(g) 中的化学键需要吸收 932 kJ能量B．拆开 1 ml H2O(g) 中所有化学键需要吸收 926 kJ能量C．1 ml H2O(l) 转变为 1ml H2O(g)需要吸收 88 kJ能量D．2 ml H2(g) 和 1ml O2(g) 反应生成 2 ml H2O(l)，共放热 1940 kJ
3、下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是( )A．由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应B．由图2知，S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1， S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2 ，则ΔH1＞ΔH2C．由图3知，白磷比红磷稳定D．由图4知，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＞0
4、断开 1ml H－H键、1ml N－H键、1ml N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1 ml N2生成NH3的反应热为 ，则1ml H2生成NH3的反应热为 。
－92.0 kJ/ml
－30.67 kJ/ml
自然界的能量存在形式有很多种，势能、生物能、热能、太阳能、风能等。
化学反应的特征：有物质变化，还伴随能量变化
当能量变化以热能的形式表现时：
在实际应用中，人们如何定量地描述化学反应过程中释放或吸收的热量呢?
模块一 反应热及其测定
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
在热学中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、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系，简称体系（又称系统）。
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。
体系与环境之间存在_______交换或_______交换。
2、反应热的定义定义：在等温条件下①，化学反应体系向环境_______或从环境_______的_______，称为化学反应的热效应，简称反应热。用ΔH表示。 ①注：等温条件下，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。 ②说明：许多反应热可以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。
二、反应热的测定
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：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
Q ＝ c · m ·Δt
(以盐酸和NaOH溶液反应为例)
实验探究——中和反应反应热的测定
（2）如何利用数据计算反应热？
（3）如何提高实验的准确度？
反应后体系的温度（最高温度）
Q = ( m1+m2 ) ×c ×（ t2 - t1 ）
∆ H = Q / n（H2O）
【实验操作】（1）反应物温度的测量t1。①用量筒量取50mL 0.50ml/L盐酸， 打开杯盖， 倒入量热计的内筒，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50mL 0.55ml/L NaOH溶液， 用温度计测量并记录NaOH溶液的温度（数据填入下表）。
【实验操作】（2）反应后体系温度的测量t2。打开杯盖， 将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒， 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________温度记为反应后体系的温度。（3）重复上述步骤（1）至步骤（2）两次。
(1)取盐酸温度和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。
（t2 - t1若异常要舍去）
(2)取三次温度差的平均值作为计算依据。
(3)根据温度差和比热容计算反应热。
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：①50mL 盐酸的质量m1=50g, 50mL NaOH溶液质量m2＝50g；②反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J/(g .℃)，50 mL 0.50 ml/L盐酸与 50 mL 0.55 ml/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：(m1+m2)·c·(t2-t1)=________
0.418(t2-t1) kJ
③生成1ml水时放出的热量为 。
HCl(aq) + NaOH (aq) ＝ H2O(l) + NaCl (aq) 1 1 1 Q1 0.025ml 0.025ml 0.025ml Q = 0.418(t2-t1) kJ
中和反应反应热的测定实验
（1）为了保证0.50ml· L－1的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55ml·L－1NaOH溶液，使碱稍稍过量，因为过量的碱并不参加中和反应。（酸稍微过量也可以）（2）先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数。（3）实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。（4）操作时动作要快，尽量减少热量的散失。（5）实验时亦可选用浓度体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定，但在计算时，应取二者中量少的一种，因为过量的酸/碱并不参加中和反应。（6）多次试验求平均值时，若有某一组的实验数据有明显偏差，应直接舍去。（7）隔热层的作用是保温隔热，减少热量损失。
①测定中和热使用的若是强酸、强碱的稀溶液(即反应满足H+(aq) + OH-(aq) =H2O(l))，则生成1mlH2O放出的热量为定57.3kJ。
3、中和热(1)定义：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1ml 液态水和可溶性盐时所释放的热量。
②测定中和热使用的若是弱酸、弱碱的稀溶液，由于弱酸、弱碱在电离时会吸热，所以生成1mlH2O放热小于57.3kJ。
③测定中和热使用的若是酸、碱的浓溶液，由于酸、碱的浓溶液在稀释时会放热，所以生成1mlH2O放热大于57.3kJ。
1、关于能量转化，下列说法不正确的是（ ）A．燃气灶具中的能量转化：化学能主要转化为光能B．太阳能电池的能量转化：光能(太阳能)→电能C．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)→生物质能(化学能)D．化学反应过程中，除了物质变化外，一定伴有能量变化
2、在测定中和热的实验中，下列说法正确的是（ ）A．使用环形玻璃搅拌器是为了加快反应速率，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小烧杯底部接触C．用 0.5ml·L－1NaOH 溶液分别与 0.5ml·L－1 的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D．在测定中和热实验中需要使用的仪器有量筒、烧杯、酒精灯、温度计等
3、50 mL 0.50 ml·L-1盐酸与50 mL 0.55 ml·L-1NaOH溶液在如图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。(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是_____________。(2)如果不盖杯盖，所求得的中和反应反应热的绝对值将会__________(3)实验中改用60 mL 0.50 ml·L-1盐酸跟50 mL 0.55 ml·L-1 NaOH溶液进行反应，调整反应物用量后所放出的热量与原实验_________(填“相等”或“不相等”，下同)；所求中和反应反应热与原实验_____，简述理由：_________。
【答案】 （1）环形玻璃搅拌器 （2）偏小 （3） 不相等 相等 中和反应反应热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应 生成1 ml水时的反应热，与酸碱的用量无关
模块二 反应热与焓变
【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的。如何描述等压条件下的反应热？
为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(符号为H)。
1．内能（符号为U）：体系内物质的各种能量的总和，受________、________和________________等的影响。2．焓（符号为H）：与内能有关的物理量。3．焓变：在_______条件下进行的化学反应其反应热等于反应的焓变。
三、焓变
3、焓变—— 生成物的总焓与反应物的总焓之差，符号为∆H
(1)表达式：ΔH = H(生成物) - H(反应物)
(3)规定：①当反应体系放热时其焓减小，ΔH为“－”，即ΔH < 0；②当反应体系吸热时其焓增大，ΔH为“＋”，即ΔH > 0。
(2)单位：kJ/ml(或kJ·ml-1)
【例1】在25℃和101 kPa下，1 mlH2与1 ml Cl2反应生成2 ml HCl时放出184.6 kJ的热量，则该反应的反应热为:
ΔH= － 184.6 kJ/ml
【例2】在25 ℃和101 kPa下，1 ml C(如无特别说明，C均指石墨)与1 ml H2O(g)反应，生成1 ml CO和1 ml H2,需要吸收131.5 kJ的热量，则该反应的反应热为:
ΔH= +131.5 kJ/ml
【注意】ΔH右端的+或-不可省略，单位kJ/ml必须标出。
常见的放热反应与吸热反应
④金属与酸或水的置换反应；
③高温条件下C、H2、CO作还原剂的反应。
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；
4、从反应物与生成物总能量相对大小分析焓变 （1）放热反应（ΔH＜0）：反应物的总焓（能量）大于生成物的总焓（能量）。（2）吸热反应（ΔH＞0）：反应物的总焓（能量）小于生成物的总焓（能量）。（3）计算公式：ΔH = ___________________________
生成物的总焓－反应物的总焓
化学反应的实质：反应物中旧键的断裂(吸热)，生成物中新键的形成(放热)。
放热反应 ΔH<0
吸热反应 ΔH>0
6、从反应物与生成物总键能相对大小分析焓变
以1 ml H2(g)和1 ml Cl2(g)在在25℃和101kPa下反应生成2ml HCl(g)的能量变化为例。
求H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)反应的反应热？
断键吸收能量：436 KJ + 243 kJ = 679 kJ成键放出能量： 431 kJ + 431 kJ = 862 kJΔH = -183 kJ/ml
计算公式：∆H＝反应物的总键能(E吸) - 生成物的总键能(E放)
计算反应热的三种方法：
E（生成物的总能量）－ E（反应物的总能量）
E（反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量）－ E（生成物分子化学键形成时所释放的总能量）
E（反应物的总键能）－ E（生成物的总键能）
1、C (石墨，s) = C (金刚石，s) ΔH = +1.9 kJ/ml，石墨、金刚石哪个更稳定？试分析物质稳定性与键能的关系。
(1)物质总能量越低，物质越稳定；
(2)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。
∆H > 0，吸热反应，石墨键能大，总能量低，更稳定。
2、已知 2O(g)=O2(g) ∆H = - 496 kJ ∙ml -1，结合能量变化示意图。下列说法正确的是（ ）A．拆开 1 ml H2(g) 中的化学键需要吸收 932 kJ能量B．拆开 1 ml H2O(g) 中所有化学键需要吸收 926 kJ能量C．1 ml H2O(l) 转变为 1ml H2O(g)需要吸收 88 kJ能量D．2 ml H2(g) 和 1ml O2(g) 反应生成 2 ml H2O(l)，共放热 1940 kJ
3、下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是( )A．由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应B．由图2知，S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1， S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2 ，则ΔH1＞ΔH2C．由图3知，白磷比红磷稳定D．由图4知，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＞0
4、断开 1ml H－H键、1ml N－H键、1ml N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1 ml N2生成NH3的反应热为 ，则1ml H2生成NH3的反应热为 。
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