化學(xué)人教版（2023）選擇性必修1 1.1.1反應(yīng)熱　焓變（共17張ppt）

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第１課時(shí)反應(yīng)熱焓變

第一章第一節(jié)反應(yīng)熱

教學(xué)目標(biāo)

核心素養(yǎng)

1．了解內(nèi)能、反應(yīng)熱、焓變的含義及反應(yīng)熱與焓變的關(guān)系。

2．掌握中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)。從中理解熱量的定量測(cè)定與計(jì)算。

宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從宏觀和微觀的角度理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)，正確認(rèn)識(shí)和判斷放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。

情境導(dǎo)思

①CaCO3===CaO+CO2↑

高溫

②CaO＋H2O===Ca(OH)2

下列４個(gè)反應(yīng)中是放熱反應(yīng)的，是吸熱反應(yīng)的。

③NaHCO3＋HCl===NaCl+H2O+CO2↑

④NaOH＋HCl===NaCl+H2O

②③④

①

要進(jìn)一步知道反應(yīng)放出或吸收多少熱量該用什么方法呢？

新知學(xué)習(xí)

一、反應(yīng)熱及其測(cè)定

１．體系與環(huán)境

體系與環(huán)境示意圖

環(huán)境

體系

體系：反應(yīng)物及其發(fā)生的反應(yīng)

如HCl(aq)、NaOH(aq)及其反應(yīng)

環(huán)境：與體系相互影響的其他部分

如試管、空氣等

熱量：指因溫度不同在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的能量

什么情況下會(huì)導(dǎo)致體系與環(huán)境的溫度不同呢？

顯然只要體系發(fā)生了反應(yīng)，就會(huì)導(dǎo)致體系與環(huán)境之間的溫度不同，產(chǎn)生能量交換或傳遞。

新知學(xué)習(xí)

反應(yīng)熱：

在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境或從環(huán)境吸收的熱量

反應(yīng)熱的測(cè)定：

反應(yīng)前后體系的溫度相同

如果反應(yīng)前后環(huán)境的溫度不變，那么反應(yīng)過程中體系的溫度就會(huì)改變，

結(jié)合體系的質(zhì)量等就可測(cè)量反應(yīng)熱。

方法：通過量熱計(jì)直接測(cè)定

實(shí)例：中和熱的測(cè)定

一、反應(yīng)熱及其測(cè)定

2．反應(yīng)熱

原理

HCl+NaOH===NaCl+H2O

HCl(aq)、NaOH(aq)用量越多，產(chǎn)生的水越多，放熱就越多，即生成水的量與放熱成正比，所以計(jì)算生成1mol水放出的熱量即為中和熱。

計(jì)算式

中和熱＝

Q

n(H2O)

(體系放熱值記為Q，Q又與

體系的質(zhì)量及比熱容有關(guān))

＝

[m(HCl(aq))+m(NaOH(aq))]c(t2-t1)

n(H2O)

新知學(xué)習(xí)

3．中和熱的測(cè)定

一、反應(yīng)熱及其測(cè)定

t2為反應(yīng)結(jié)束時(shí)溫度,t1為反應(yīng)前溫度，因m(aq)＝V(aq)·ρ，V(aq)可直接測(cè)量，本實(shí)驗(yàn)在反應(yīng)過程中要測(cè)得的數(shù)據(jù)就是t1、t2

裝置

量熱計(jì)

這里計(jì)算熱量時(shí)乎略了量熱計(jì)(環(huán)境)自身吸收的熱量，實(shí)驗(yàn)測(cè)量的值會(huì)偏小。

新知學(xué)習(xí)

3．中和熱的測(cè)定

一、反應(yīng)熱及其測(cè)定

次數(shù)反應(yīng)物的溫度℃反應(yīng)前體系的溫度反應(yīng)后體系的溫度Δt

HCl(50mL)NaOH(50mL)t1/℃t2/℃t2-t1

１

２

３

觀察視頻，了解實(shí)驗(yàn)過程，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)填入表格

28.6

28.4

31.3

28.5

2.8

(50+50)g×4.18J/(g.℃)×2.8℃

0.05L×0.5mol/L

中和熱＝

＝46.8kJ/mol

[m(HCl)+m(NaOH)]c(t2-t1)

n(H2O)

中和熱＝

應(yīng)該?。炒纹骄担@里只有一次數(shù)據(jù)

新知學(xué)習(xí)

在25℃101kPa下，強(qiáng)酸稀溶液與強(qiáng)堿稀溶液生成1molH2O時(shí)放出57.3kJ熱量。

請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低的原因有哪些？

量熱器保溫效果不好

溶液混合不夠快速

反應(yīng)不夠充分

量鹽酸后溫度計(jì)沒有沖洗就量NaOH溶液的溫度

誤差分析

化學(xué)反應(yīng)為什么會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)熱？

思考討論

新知學(xué)習(xí)

二、反應(yīng)熱與焓變

1.內(nèi)能(U)：

是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、

壓強(qiáng)和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。

化學(xué)反應(yīng)前后體系內(nèi)能會(huì)發(fā)生變化，是反應(yīng)熱產(chǎn)生的根源

與內(nèi)能有關(guān)的物理量

焓：

等壓條件下的反應(yīng)熱

焓變(ΔH)：

放熱反應(yīng)

ΔH0

反

應(yīng)

熱

放熱反應(yīng)

ΔH0,體系的焓增大

不同的物質(zhì)焓不同

如1molH2與1molCl2的反應(yīng)熱：ΔH=－184.6kJ/mol

如1molC與1molH2O(g)的反應(yīng)熱：ΔH=＋131.5kJ/mol

ΔH=H(生成物)-H(反應(yīng)物)

2.焓與焓變

新知學(xué)習(xí)

3.反應(yīng)熱的實(shí)質(zhì)

舊鍵斷裂與新鍵形成過程中能量的變化即為反應(yīng)熱

斷

鍵

吸

熱

成鍵放熱

ΔH=反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能＝(436+243)kJ/mol－2×431kJ/mol

=－183kJ/mol

二、反應(yīng)熱與焓變

1.在做中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí),關(guān)鍵是要比較準(zhǔn)確地配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,量熱計(jì)要盡量做到絕熱;在量熱的過程中要盡量避免熱量的散失,要求比較準(zhǔn)確地測(cè)量出反應(yīng)前后溶液溫度的變化?；卮鹣铝袉栴}:

(1)該實(shí)驗(yàn)常用0.50mol·L-1鹽酸和0.55mol·L-1的NaOH溶液各50mL。NaOH溶液的濃度大于鹽酸的濃度的目的是。

當(dāng)室溫低于10℃時(shí)進(jìn)行,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)造成較大誤差的原因是。

(2)若上述鹽酸、NaOH溶液的密度都近似為1g·cm-3,中和后生成的溶液的比熱容c=4.18J·g-1·℃-1,實(shí)驗(yàn)前后的溫度差為(t2-t1)℃。則該中和反應(yīng)放出熱量

為kJ(填表達(dá)式)。

根據(jù)熱量計(jì)算式：cmΔt=4.18J·g-1·℃-1×(50+50)g×(t2-t1)℃×10-3kJ/J

新知檢測(cè)

保證鹽酸完全被中和

散熱太快

0.418(t2-t1)

(3)實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.50mol·L-1鹽酸與50mL0.55mol·L-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量(填“相等”或“不相等”),所求中和熱(填“相等”或“不相等”),簡述理由:

。

中和熱是指在稀溶液中強(qiáng)酸

與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)的反應(yīng)熱,與酸和堿的用量無關(guān)

新知檢測(cè)

不相等

相等

2．某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出稀鹽酸和稀NaOH溶液(堿稍過量)反應(yīng)生成1mol水的反應(yīng)熱ΔH＝－52.3kJ·mol－1，造成這一結(jié)果的原因不可能的是()

A．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差

B．用量筒量取鹽酸時(shí)仰視讀數(shù)

C．分多次將NaOH溶液倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒中

D．用測(cè)量鹽酸的溫度計(jì)直接測(cè)定NaOH溶液的溫度

新知檢測(cè)

B

解析若裝置保溫、隔熱效果差，會(huì)造成較多的熱量損失，測(cè)得的反應(yīng)熱數(shù)值偏小，A項(xiàng)可能；仰視讀數(shù)時(shí)，實(shí)際量取的溶液體積多于應(yīng)該量取的溶液體積，會(huì)導(dǎo)致放出的熱量變多，B項(xiàng)不可能；C項(xiàng)操作會(huì)導(dǎo)致較多的熱量損失，C項(xiàng)可能；D項(xiàng)操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的NaOH溶液的初始溫度偏高，最后計(jì)算出的反應(yīng)放出的熱量比實(shí)際放出的熱量少，D項(xiàng)可能。

新知檢測(cè)

B

3.化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量變化如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()

A．該反應(yīng)每生成2molAB(g)吸收bkJ熱量

B．反應(yīng)熱ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1

C．該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量

D．?dāng)嗔?molA—A和1molB—B鍵放出akJ能量

解析根據(jù)圖像可知，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，每生成2molAB(g)吸收(a－b)kJ熱量，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)熱等于生成物總能量與反應(yīng)物總能量的差值可知，該反應(yīng)熱ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1，B項(xiàng)正確；化學(xué)鍵斷裂吸收能量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

新知檢測(cè)

4．在一定條件下，A和B反應(yīng)可生成C和D，其能量變化如下：

若E1＜E2，則該反應(yīng)為(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為。

A+B反應(yīng)物總能量E1

C+D反應(yīng)物總能量E2

A+B=C+D

解析若E1＜E2，反應(yīng)吸收能量，ΔH＝(E2－E1)kJ·mol－1＞0；

相反，若E1＞E2，反應(yīng)放出能量，ΔH＝(E2－E1)kJ·mol－1＜0

吸熱

ΔH＝(E2