反應(yīng)熱焓變課件高二上學(xué)期人教版化學(xué)選擇性必修1

第一節(jié)

反應(yīng)熱課時1反應(yīng)熱

焓變第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)能量變化物質(zhì)變化基礎(chǔ)

熱能電能光能……吸收釋放交流與討論：

化學(xué)反應(yīng)過程中伴隨著哪些變化？

任務(wù)一認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的特征任務(wù)一認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的特征1．化學(xué)反應(yīng)的過程，既是物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程，也是化學(xué)能與熱、電等其他形式

能量的轉(zhuǎn)化過程，而且在反應(yīng)過程中遵循著

守恒定律和

守恒

定律。質(zhì)量能量熱能2．化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)與特征：

實質(zhì)：反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂和生成物中化學(xué)鍵的形成。

特征：既有物質(zhì)變化，也伴隨著能量變化；主要表現(xiàn)為

的變化。活動：列舉幾個你熟悉的放熱、吸熱反應(yīng)。吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)物質(zhì)與氧氣的反應(yīng)中和反應(yīng)金屬與水或酸生石灰和水反應(yīng)大部分化合反應(yīng)1．氫氧化鈣與氯化銨晶體的反應(yīng)2．C(s)+CO2(g)===

2CO(g)3．水煤氣制?。篊(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)4．大多數(shù)分解反應(yīng)（2KClO3===2KCl+3O2典型放熱反應(yīng)）5．弱電解質(zhì)的電離與鹽類水解△高溫高溫交流討論：一個化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)與反應(yīng)條件（如加熱）有無關(guān)系？無關(guān)！取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。任務(wù)一認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的特征任務(wù)一認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的特征交流討論：說一說化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的能量在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用？任務(wù)二認(rèn)識反應(yīng)熱及其測定如何定量描述化學(xué)反應(yīng)中釋放或者吸收的熱量？交流討論：體系(系統(tǒng))1.研究反應(yīng)熱時，需要明確體系和環(huán)境例：鹽酸與NaOH溶液的反應(yīng)試管中的鹽酸、NaOH溶液及發(fā)生的反應(yīng)等看作一個反應(yīng)體系被研究的物質(zhì)系統(tǒng)環(huán)境盛溶液的試管和溶液之外的空氣等看作環(huán)境因溫度不同而在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的能量熱量與體系相互影響的其他部分任務(wù)二認(rèn)識反應(yīng)熱及其測定如何定量描述化學(xué)反應(yīng)中釋放或者吸收的熱量？交流討論：2.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(反應(yīng)熱)熱量化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(反應(yīng)熱)反應(yīng)前后體系的溫度相等體系環(huán)境等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量QkJ/mol

符號

單位任務(wù)二認(rèn)識反應(yīng)熱及其測定3.反應(yīng)熱的測定工具如何定量描述化學(xué)反應(yīng)中釋放或者吸收的熱量？交流討論：許多反應(yīng)熱可以通過量熱計直接測定任務(wù)二認(rèn)識反應(yīng)熱及其測定如何定量描述化學(xué)反應(yīng)中釋放或者吸收的熱量？交流討論：現(xiàn)代量熱計3.反應(yīng)熱的測定工具任務(wù)二認(rèn)識反應(yīng)熱及其測定在測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱時，應(yīng)測量哪些數(shù)據(jù)？如何根據(jù)測得的數(shù)據(jù)計算反應(yīng)熱？為了提高測定的準(zhǔn)確度，應(yīng)該采取哪些措施？思考：鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)的過程中會放出熱量，導(dǎo)致體系與環(huán)境之間的溫度產(chǎn)生差異。在反應(yīng)前后，如果環(huán)境的溫度沒有變化，則反應(yīng)放出的熱量就會使體系的溫度升高，這時可以根據(jù)測得的體系的溫度變化和有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來計算反應(yīng)熱c：比熱容m:體系的質(zhì)量t1、t2：反應(yīng)前和反應(yīng)后體系的溫度Q：放出的熱量Q＝c

·m·(t2－t1)反應(yīng)熱的計算公式任務(wù)三探究中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定1.實驗用品簡易量熱計示意圖儀器：燒杯、量筒、溫度計、玻璃攪拌器、蓋板、泡沫試劑：鹽酸、NaOH溶液鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)中和熱的測定實驗探究：任務(wù)三探究中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)中和熱的測定實驗探究：2.實驗測量

為了保證HCl被完全中和（NaOH溶液易吸收CO2等變質(zhì)）用量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，打開杯蓋，倒入量熱計的內(nèi)筒，蓋上杯蓋，插入溫度計，測量并記錄鹽酸的溫度(數(shù)據(jù)填入下表)。用水把溫度計上的酸沖洗干凈，擦干備用。步驟一用另一個量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液①，用溫度計測量并記錄NaOH溶液的溫度(數(shù)據(jù)填入下表)。步驟二(1)測量反應(yīng)物的溫度防止殘留的酸與堿反應(yīng)，導(dǎo)致測量的t2數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。任務(wù)三探究中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)中和熱的測定實驗探究：2.實驗測量(2)測量反應(yīng)后體系的溫度打開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計的內(nèi)筒，立即蓋上杯蓋，插入溫度計，用攪拌器勻速攪拌。密切關(guān)注溫度變化，將最高溫度記為反應(yīng)后體系的溫度(t2)。步驟三步驟四重復(fù)上述步驟(

1)至步驟(2)兩次。目的是減少誤差任務(wù)三探究中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)中和熱的測定實驗探究：3.數(shù)據(jù)處理取鹽酸和NaOH溶液溫度的平均值記為反應(yīng)前體系的溫度(

t1)。計算溫度差(

t2-t1)，將數(shù)據(jù)填入下表。實驗次數(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/℃溫度差鹽酸NaOH溶液t1/℃t2/℃(

t2-t1)/℃12320.420.220.320.220.523.723.723.4520.255若某次實驗的數(shù)據(jù)與另外兩次實驗的數(shù)據(jù)差異明顯，怎么辦？將差異明顯的數(shù)據(jù)舍去。為了計算簡便，可以近似地認(rèn)為實驗所用酸、堿稀溶液的密度、比熱容與水的相同，

并忽略量熱計的比熱容，則：①50mL0.50mol/L鹽酸的質(zhì)量m1=50g，50mL0.55mol/LNaOH溶液的質(zhì)量m2=50g；②反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c=4.18J/(g·℃)，50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液發(fā)生中和反應(yīng)時放出的熱量為：(m1+m2)·c·(t2-t1)=_________________③生成1molH2O時放出的熱量為______________。根據(jù)溫度差和比熱容等計算反應(yīng)熱。鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)中和熱的測定實驗探究：3.數(shù)據(jù)處理任務(wù)三探究中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

Q＝c·(m1＋m2)·(t2－t1)=0.418(t2－t1)kJkJkJ大量實驗測得，在25℃和101kPa下，強酸的稀溶液與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時，放出57.3kJ的熱量。

研究條件：稀溶液

反應(yīng)物：強酸與強堿生成物及其物質(zhì)的量：1molH2O放出的熱量：57.3kJ注：由于弱酸、弱堿電離吸熱，所以強酸與弱堿、強堿與弱酸、弱酸和弱堿反應(yīng)生成1molH2O放出的熱小于57.3kJ。在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O（l），這時的反應(yīng)熱叫做中和熱。任務(wù)三探究中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱是反應(yīng)熱的一種?。?！鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)中和熱的測定實驗探究：4.問題討論任務(wù)三探究中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定(1)在上述過程中，提高測定反應(yīng)熱準(zhǔn)確度的措施有哪些？措施作用藥品量實驗裝置、儀器選擇實驗操作采用堿稍過量的方法內(nèi)外筒上口對齊，內(nèi)外筒中間有隔熱層實驗使用同一支溫度計進行溫度測量測量完鹽酸的溫度后，用水將溫度計上的酸沖洗干凈，擦干再測量堿的溫度將溶液迅速倒入內(nèi)筒后，立即蓋上杯蓋為了保證酸堿完全中和可以減少熱量損失減少儀器本身的誤差，使測量的溫度更準(zhǔn)確測量的初始溫度更準(zhǔn)確減少熱量的損失重復(fù)實驗2～3次測量的溫度差更準(zhǔn)確鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)中和熱的測定實驗探究：4.問題討論任務(wù)三探究中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定(2)為了使實驗盡可能精確，溫度計上的酸需用水沖洗干凈并用濾紙擦干，

沖洗后的溶液能否倒入量熱器中的小燒杯？為什么？沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使溶液的總質(zhì)量增加，而導(dǎo)致實驗誤差。減少熱量損失(3)酸、堿混合時，為何要把量筒中NaOH溶液一次倒入而不能緩緩倒入？(4)上述實驗?zāi)芊裼肗aOH固體代替NaOH溶液？對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？

(5)上述實驗?zāi)芊袷躯}酸過量？

(6)實驗中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒？為什么？

鹽酸過量則以氫氧化鈉為標(biāo)準(zhǔn)計算生成的水，但溶液吸收空氣中的二氧化碳，消耗了一部分氫氧化鈉，無法保證氫氧化鈉完全與鹽酸反應(yīng)，因此一般選用過量的氫氧化鈉。不能，NaOH固體溶解放大量的熱，導(dǎo)致結(jié)果偏大。不能。因為銅絲易導(dǎo)熱，使熱量損失較大1.為了測定酸堿反應(yīng)的中和熱，計算時至少需要的數(shù)據(jù)有(

)①酸溶液的濃度和體積②堿溶液的濃度和體積③比熱容④反應(yīng)后溶液的質(zhì)量(單位：kg)

⑤生成水的物質(zhì)的量⑥反應(yīng)前后溫度變化⑦操作所需的時間A．①②③⑥ B．①③④⑤C．③④⑤⑥D(zhuǎn)．全部C測評2.在測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實驗中，下列說法正確的是（已知弱酸電離時吸熱）(

)A.使用玻璃攪拌器是為了加快反應(yīng)速率，減小實驗誤差B.為了準(zhǔn)確測定反應(yīng)混合溶液的溫度，實驗中溫度計玻璃泡應(yīng)與內(nèi)筒底部接觸0.55mol·L-1NaOH溶液分別與0.50mol·L-1的鹽酸、醋酸溶液反應(yīng)，若所取的堿溶液與酸溶液體積相等，則測得的中和反應(yīng)反應(yīng)熱的絕對值相同D.在測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實驗中，將NaOH溶液緩緩倒入裝有鹽酸的內(nèi)筒中A測評3.用如圖所示的裝置測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱。實驗藥品：100mL0.50mol·L-1鹽酸、50mL0.50mol·L-1NaOH溶液、50mL0.50mol·L-1氨水。實驗步驟：略。已知弱堿電離時吸熱。（1）從實驗裝置上看，還缺少

，其能否用銅質(zhì)材料替代？

（填“能”或“不能”），理由是

。（2）裝置中隔熱層的作用是

。玻璃攪拌器不能金屬材料易散熱，會使實驗誤差增大減少實驗過程中的熱量損失（3）將濃度為0.50mol·L-1的酸溶液和0.50mol/L

的堿溶液各50mL混合（溶液密度均為1g/mL），測得溫度如下：反應(yīng)物 起始溫度 最高溫度甲組（HCl+NaOH） 乙組（HCl+NH3·H2O）15.0

①兩組實驗結(jié)果存在差異的原因是

。②某同學(xué)利用上述裝置重新做甲組實驗，測得反應(yīng)熱偏大，則可能的原因是

。溶液溫度B.做該實驗時室溫較高C.溶液一次性迅速倒入NH3·H2O為弱堿，電離時要吸熱，導(dǎo)致放熱較少A任務(wù)四認(rèn)識反應(yīng)熱與焓變化學(xué)反應(yīng)為什么會產(chǎn)生反應(yīng)熱？交流討論：體系內(nèi)能改變產(chǎn)生反應(yīng)熱內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、壓強和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中，化學(xué)反應(yīng)通常是在等壓條件下進行的。為了描述等壓條件下的反應(yīng)熱，科學(xué)上引入了一個與內(nèi)能有關(guān)的物理量——焓(符號為H)。等壓體系內(nèi)能改變產(chǎn)生反應(yīng)熱反應(yīng)熱(焓變)任務(wù)四認(rèn)識反應(yīng)熱與焓變化學(xué)反應(yīng)為什么會產(chǎn)生反應(yīng)熱？交流討論：任務(wù)四認(rèn)識反應(yīng)熱與焓變反應(yīng)物具有的總能量高生成物具有的總能量低化學(xué)反應(yīng)向環(huán)境釋放能量放熱反應(yīng)∑H

(反應(yīng)物)＞∑H(生成物)根據(jù)規(guī)定，當(dāng)反應(yīng)體系放熱時其焓減小，ΔH為負(fù)值，即ΔH＜0圖示?H<0從宏觀角度分析一下化學(xué)反應(yīng)中焓的變化活動：?H＝

H生成物－H反應(yīng)物單位：kJ/mol或kJ?mol-1任務(wù)四認(rèn)識反應(yīng)熱與焓變從宏觀角度分析一下化學(xué)反應(yīng)中焓的變化活動：當(dāng)反應(yīng)體系吸熱時其焓增大，ΔH為正值，即ΔH＞0生成物具有的總能量高反應(yīng)物具有的總能量低化學(xué)反應(yīng)從環(huán)境吸收能量吸熱反應(yīng)∑H

(反應(yīng)物)＜∑H(生成物)圖示?H>0?H＝

H生成物－H反應(yīng)物單位：kJ/mol或kJ?mol-1從微觀角度分析一下化學(xué)反應(yīng)中焓的變化活動：任務(wù)四認(rèn)識反應(yīng)熱與焓變以H2與Cl2反應(yīng)生成HCl為例，從微觀角度來討論反應(yīng)熱的實質(zhì)HH鍵斷裂，吸收能量鍵形成，釋放能量436kJ/mol436kJ/mol鍵能：25℃和101kPa下，斷開1mol氣態(tài)分子AB(g)中的共價鍵，使其生成氣態(tài)原子A(g)和B(g)所吸收的能量從微觀角度分析一下化學(xué)反應(yīng)中焓的變化活動：任務(wù)四認(rèn)識反應(yīng)熱與焓變以H2與Cl2反應(yīng)生成HCl為例，從微觀角度來討論反應(yīng)熱的實質(zhì)度來討論反應(yīng)熱的實質(zhì)焓(H)

?H2＝?436kJ/mol

H2(g)2H(g)?H1＝+436kJ/mol從微觀角度分析一下化學(xué)反應(yīng)中焓的變化活動：任務(wù)四認(rèn)識反應(yīng)熱與焓變以H2與Cl2反應(yīng)生成HCl為例，從微觀角度來討論反應(yīng)熱的實質(zhì)度來討論反應(yīng)熱的實質(zhì)H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)

?H＝？釋放431kJ/mol×2mol＝862kJ?H＝?183kJ/mol吸收436kJ+243kJ＝679kJ

從微觀角度分析一下化學(xué)反應(yīng)中焓的變化活動：任務(wù)四認(rèn)識反應(yīng)熱與焓變以H2與Cl2反應(yīng)生成HCl為例，從微觀角度來討論反應(yīng)熱的實質(zhì)吸收能量679kJ釋放能量862kJ反應(yīng)熱?H＝?183kJ/mol思考：任務(wù)四認(rèn)識反應(yīng)熱與焓變H2與Cl2反應(yīng)生成HCl反應(yīng)的焓變，實驗測得與理論分析的數(shù)據(jù)接近，說明了什么？化學(xué)鍵斷裂和形成時的能量變化是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。

?H＝?183kJ/mol鍵能估算實驗測得

?H＝?184.6kJ/molH2(g)+Cl2(g)2HCl(g)

?H＝？測評

依據(jù)信息估算2molH2(g)和1molO2(g)反應(yīng)生成2molH2O(g)的反應(yīng)熱?H＝？

?H(估算)＝∑E

(反應(yīng)物鍵能）－∑E

(生成物鍵能）＝2×436kJ/mol＋498kJ/mol－4×463.4kJ/mol＝?483.6kJ/mol

2H2(g)+O2(g)2H2O(g)

?H＝？2H2O24H2O2H2O1molH2(g)中的H－H鍵斷裂吸收436kJ能量1molO2(g)中的化學(xué)鍵斷裂吸收498kJ能量形成H2O(g)中1molH－O鍵釋放463.4kJ能量基元反應(yīng)、過渡態(tài)理論及活化能基元反應(yīng)研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡單碰撞就能完成的，往往要經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實現(xiàn)。每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)。過渡態(tài)理論過渡態(tài)理論認(rèn)為，反應(yīng)物分子并不只是通過簡單碰撞直接形成產(chǎn)物，而是必須要經(jīng)過一個過渡狀態(tài)，并且達到這個過渡狀態(tài)需要一定的活化能。拓展延伸（p25）鞏固練習(xí)1．下列說法正確的是(

)A．吸熱反應(yīng)使環(huán)境的溫度升高B．當(dāng)反應(yīng)放熱時ΔH＞0，反應(yīng)吸熱時ΔH＜0C．化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時，反應(yīng)放熱，ΔH為負(fù)值D．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)C2．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－1C．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?