高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 化学反应的热效应精品ppt课件

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 化学反应的热效应精品ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，盖斯定律及其应用，课时对点练，中和反应反应热的测量，温度计，环形玻璃搅拌棒，减少热量的散失，两温度平均值，最高温度，正误判断等内容，欢迎下载使用。
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.证据推理与模型认知：构建盖斯定律模型，理解盖斯定律的本质，形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型。
3.科学态度与社会责任：了解盖斯定律对反应热测定的重要意义，增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感。
一、中和反应反应热的测量
1.量热计和简易量热计的构造(1)将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。
(2)仪器各部分的作用①搅拌器或环形玻璃搅拌棒的作用是使 。②保温层的作用是 。③温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。2.实验原理用体积均为50 mL的一元强酸、一元强碱，它们的浓度均为0.50 ml·L－1。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为1 g·cm－3，根据热化学方程式H＋(aq)＋ OH－(aq)===H2O (l)　ΔH＝－Q kJ·ml－1，需计算稀的酸、碱中和生成1 ml水的反应热，而
反应物混合均匀充分接触
50 mL 0.50 ml·L－1的盐酸与50 mL 0.50 ml·L－1 氢氧化钠溶液反应后生成的水只有0.025 ml。C＝(VHCl·ρHCl＋VNaOH·ρNaOH)×4.18 J·℃－1，生成1 ml H2O(l)时的反应热ΔH＝ kJ·ml－1，其中溶液的质量m约为100 g。
3.实验步骤及测量数据(1)初始温度：测量混合前50 mL 0.50 ml·L－1盐酸的温度为T1 ℃、50 mL 0.50 ml·L－1氢氧化钠溶液的温度为T2 ℃，取 为(2)终止温度(T3)：将酸、碱溶液迅速混合，用 不断搅动溶液，并准确读取混合溶液的 ，记录为终止温度T3。反应体系的温度变化为ΔT＝
(3)重复实验操作三次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。(4)实验数据处理该实验中盐酸和氢氧化钠溶液反应放出的热量是 kJ，生成1 ml H2O(l)时的反应热为－16.72(T3－ )kJ·ml－1[或ΔH＝- kJ·ml－1]。
(1)将酸碱迅速混合后，待温度计读数稳定后记录终止温度(　　)(2)中和反应反应热的测定实验中的环形玻璃搅拌棒换成铜质搅拌器效果更好(　　)(3)中和反应反应热的测定实验中，应将50 mL 0.50 ml·L－1 NaOH溶液分多次倒入小烧杯(　　)(4)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(　　)
1.根据上述测定中和反应反应热的实验，思考回答下列问题：(1)用同体积、同浓度的KOH代替NaOH完成上述实验，用同体积、同浓度的硝酸代替盐酸完成上述实验，测得的反应热数值三者是否相同？简述其中的原因。
提示　相同。参加反应的物质都是强酸、强碱，它们在水中完全电离，中和反应的离子方程式都是H＋＋OH－===H2O，反应都在室温下进行，且参加反应的n(H＋)和n(OH－)都相同，所以反应热也相同。
(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？
提示　浓硫酸溶于水时放热，所测ΔH偏小；弱酸电离吸热，所测ΔH偏大。
2.为了测定酸碱中和反应生成1 ml水时的反应热，计算时至少需要的数据是____________。①酸溶液的浓度和体积　②碱溶液的浓度和体积　③比热容　④反应后溶液的质量(单位：g)　⑤生成水的物质的量　⑥反应前后温度变化　⑦操作所需的时间
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 ml水的反应热ΔH＝－52.3 kJ·ml－1，比理论数值要小，造成这一结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
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；用量筒取液体，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.用如图所示的量热计测定醋酸溶液与氢氧化钠溶液中和反应的反应热。将100 mL、0.50 ml·L－1 CH3COOH溶液与100 mL、0.55 ml·L－1 NaOH溶液混合，温度从25.2 ℃升高到27.7 ℃。已知量热计的热容常数(量热计各部件每升高1 ℃所需的热量)是150 J·℃－1，0.250 ml·L－1 CH3COONa溶液的比热容为4 J·g－1·℃－1，溶液的密度为1 g·cm－3。
(1)1 ml CH3COOH完全中和的反应热ΔH＝________________。
－47.5 kJ·ml－1
(2)实验中NaOH溶液过量的目的是___________________________。(3)1 ml CH3COOH发生中和反应的反应热的文献值为－56 kJ·ml－1，你认为(1)中测得的实验值偏差的可能原因是______________________。
(4)你认为CH3COOH与NaOH中和反应的ΔH1和HCl与NaOH中和反应的ΔH2相比_____(填“ΔH1”“ΔH2”或“一样”)大，原因是_______________________。
测定中和反应的反应热需注意的几个问题(1)简易量热计的保温隔热效果要好。(2)实验中要用强酸和强碱的稀溶液。(3)碱液(或酸液)稍过量，以确保酸(或碱)完全反应。(4)读取的温度(t)是反应体系的最高温度。(5)实验操作动作要迅速，尽量减少热量损失。
1.盖斯定律的理解(1)大量实验证明，一个化学反应，不论是 完成，还是 完成，其总的热效应是 的。(2)化学反应的焓变(ΔH)只与反应体系的 和 有关，而与反应的 无关。
始态和终态相同的某反应途径有如下三种：
则：ΔH＝ ＝________________
ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
2.盖斯定律的意义应用盖斯定律可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热：(1)有些反应速率很慢。(2)有些反应不容易直接发生。(3)有些反应的产品不纯(有副反应发生)。
根据如下两个反应：Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·ml－1
(1)虚拟路径法反应C(s)＋O2(g)===CO2(g)的途径可设计如下：
则ΔH＝ kJ·ml－1。
(2)加合法①写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置：
____________________；
③将热化学方程式相加，ΔH也相加，即Ⅰ＋Ⅲ得：
，则ΔH＝ kJ·ml－1。
②将已知热化学方程式Ⅱ变形，得反应Ⅲ：
(1)对一个化学反应，如果反应的途径不同，其焓变也可能不同(　　)(2)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，和反应途径及条件无关(　　)(3)可以通过实验直接测定任一反应的反应热(　　)(4)反应热的数值和热化学方程式的化学计量数无关(　　)(5)同温同压下，H2和Cl2分别在光照条件下和点燃条件下发生反应时ΔH不同(　　)
已知25 ℃、101 kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.51 kJ·ml－1②C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.41 kJ·ml－1据此判断，石墨、金刚石哪个更稳定？写出判断依据。
提示　石墨。根据盖斯定律，将①式减去②式，得到：C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝1.90 kJ·ml－1，说明由石墨制备金刚石是吸热反应，吸收的热量作为化学能的形式贮存在金刚石中，也就是等质量的金刚石具有的能量比石墨高，能量低的稳定，所以石墨更稳定。
1.已知：P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH1；
设计成如下转化路径，请填空：
则ΔH＝ 。
2.(2022·武汉新洲区检测)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH22K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3则ΔH为__________________(写出计算过程)。
答案　3ΔH1＋ΔH2－ΔH3根据已知热化学方程式：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1①S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2②2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3③将方程式3×①＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)，则ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3
四步分析法应用于盖斯定律的计算(思维模型)(1)分析目标反应和已知反应的差异，明确：①目标反应物和生成物；②需要消掉的中间产物。(2)将每个已知的热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致，热化学方程式的焓变也进行相应的计算。
(3)将已知热化学方程式相加减消掉目标反应热化学方程式中没有的物质(同侧相减，异侧相加消去中间产物)。(4)得出目标热化学方程式(目标热化学方程式化学计量数不能存在公约数，应为最简形式)。以上步骤可以概括为找目标、看来源、调系数、相加减、得答案。
题组一　中和反应的反应热及其测量1.(2022·浙江杭州西湖高级中学月考)下列有关测定中和反应反应热实验的说法正确的是A.用铜丝代替环形玻璃搅拌棒，测得的ΔH偏大B.强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1 ml H2O的ΔH均为－57.3 kJ·ml－1C.测定中和反应反应热的实验中，混合溶液的温度不再变化时，该温度为终止温度D.某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液反应生成1 ml H2O的反应热ΔH ＝－52.3 kJ·ml－1，造成这一结果的原因不可能是用测量过稀盐酸温度的温 度计直接测量稀NaOH溶液的温度
铜为热的良导体，容易导致热量散失，使测得的ΔH偏大，A项正确；部分强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应不仅生成H2O，还生成沉淀，如一定量的稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1 ml H2O时还有0.5 ml BaSO4沉淀生成，Ba2＋与 结合生成BaSO4时放热，则该反应的ΔH≠－57.3 kJ·ml－1，B项错误；测定中和反应反应热时，混合溶液的最高温度为终止温度，C项错误；用测量过稀盐酸温度的温度计直接测量稀NaOH溶液的温度会导致部分酸碱提前反应，从而使测得的ΔH的绝对值偏小，D项错误。
2.下列有关H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·ml－1的说法正确的是A. 代表所有的酸碱中和反应B.反应物一定是强酸与强碱C.强酸与强碱的中和反应的热化学方程式都可以这样表示D.表示稀的强酸溶液与稀的强碱溶液反应生成可溶性盐和1 ml液态水 时放出57.3 kJ热量
弱酸与弱碱在溶液中主要以分子形式存在，由于电离吸热，生成1 ml液态水时放出的热量小于57.3 kJ，A项错误；该热化学方程式表示的反应不一定是强酸与强碱的反应，也可以是硫酸氢钠与氢氧化钠的反应，B项错误；该热化学方程式不能表示强酸与强碱生成难溶性盐的反应，如硫酸与氢氧化钡的反应，C项错误；H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·ml－1表示稀的强酸溶液与稀的强碱溶液反应生成可溶性盐和1 ml 液态水时放出57.3 kJ热量，D项正确。
3.用50 mL 0.50 ml·L－1盐酸和50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液测定H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的反应热(ΔH)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，不断用环 形玻璃搅拌棒搅拌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C.用量筒量取NaOH溶液时，仰视取液，测得的反应热ΔH不变D.改用25 mL 0.50 ml·L－1盐酸跟25 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液进行测定， ΔH数值不变
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ΔH不变，C正确；反应放出的热量与所用酸和碱的量有关，但生成1 ml水时中和反应反应热的大小与参加反应的酸碱用量无关，D正确。
4.利用如图装置测定中和反应反应热的实验，下列说法错误的是A.若用醋酸代替HCl做实验，会使测定结果偏大B.加入NaOH溶液的正确操作是分三次沿玻璃棒缓慢加入C.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热，减少热量的 损失D.该实验测得的中和热ΔH的数值比理论值偏低，其原因可能是测量完 硫酸溶液温度的温度计直接用来测NaOH溶液的温度
醋酸是弱酸，电离吸热，所以用醋酸代替HCl做实验，放出热量减少，但因ΔH为负值，所以会使测定结果偏大，故A正确；倒入氢氧化钠溶液时，必须一次迅速的倒入，目的是
减少热量的散失，故B错误；大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温、隔热，减少实验过程中的热量散失，故C正确；
温度计测定稀H2SO4溶液起始温度后直接插入NaOH测温度，NaOH的起始温度偏高，测得的热量偏小，中和热的数值偏低，故D正确。
5.将V1 mL 1.00 ml·L－1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50)。下列叙述正确的是A.做该实验时环境温度为22 ℃B.NaOH溶液的浓度约为1.5 ml·L－1C.该实验中需要使用环形玻璃搅拌棒 在水平方向轻轻转动搅拌D.该实验可用相同物质的量的氢氧化钠固体投入盐酸中测定中和反应反 应热
该实验开始时混合液温度是22 ℃，故A错误；恰好完全反应时参加反应的盐酸的体积是30 mL，由V1＋V2＝50可知，消耗的氢氧化钠溶液的体积为20 mL，设恰好反应时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量是n，
HCl　　　＋　　　　　　NaOH===NaCl＋H2O 1 　　　　　　　　　　　1 1.00 ml·L－1×0.03 L 　　 n
则n＝1.00 ml·L－1×0.03 L＝0.03 ml，所以浓度是 ＝1.5 ml·L－1，故B正确；该实验中需要使用环形玻璃搅拌棒在上下方向轻轻转动搅拌，故C错误；
该实验不可用相同物质的量的氢氧化钠固体投入盐酸中测定中和反应反应热，否则会因NaOH固体溶解放热，使得测定数值偏大，故D错误。
题组二　盖斯定律的内容与本质6.下列关于盖斯定律的说法不正确的是A.不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同B.反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关C.有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到D.根据盖斯定律，热化学方程式中ΔH直接相加即可得总反应热
热化学方程式按一定系数比加和时其反应热也按系数比加和，D错误。
7.物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是A.A→F　ΔH＝－ΔH6B.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1C.C→F　|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|D.|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|
由盖斯定律可知：A→F　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝－ΔH6，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，故A项正确、B项错误；
由C→F可以判断，ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝－(ΔH1＋ΔH2＋ΔH6)，故C项正确；由A→D知：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)，故D项正确。
8.已知煤转化成水煤气及其燃烧过程的能量变化如图，下列说法不正确的是A.由ΔH3可知，该步反应的反应物键 能总和小于生成物的键能总和B.ΔH1－ΔH2＋ΔH3＝0C.ΔH1