1.1.1化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修1

知識回顧1.常見的放熱反應(yīng)有哪些？2.常見的吸熱熱反應(yīng)有哪些？①所有可燃物的燃燒反應(yīng)，例如H2在Cl2中燃燒;②酸堿中和反應(yīng)；③金屬與酸的反應(yīng)；④鋁熱反應(yīng)；⑤大部分化合反應(yīng)，例如CaO+H2O====Ca(OH)2。①銨鹽與堿的反應(yīng)；②C、H2、CO等還原金屬氧化物的反應(yīng)；③大部分分解反應(yīng)。第1節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

課時(shí)1第1章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化1.理解反應(yīng)熱的定義，通過中和反應(yīng)的反應(yīng)熱測定實(shí)驗(yàn)，明確反應(yīng)熱定量測定的原理和方法；2.能從內(nèi)能變化角度認(rèn)識反應(yīng)熱、焓變?；瘜W(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?；瘜W(xué)反應(yīng)既遵守質(zhì)量守恒定律，也遵守能量守恒定律?；瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化是以物質(zhì)變化為基礎(chǔ)的，能量變化的多少與參加反應(yīng)的物質(zhì)種類和多少密切相關(guān)。新課導(dǎo)入：聯(lián)想·質(zhì)疑聯(lián)想·質(zhì)疑鋁粉和鐵的氧化物反應(yīng)氯化銨與氫氧化鈣的反應(yīng)

通常情況下，化學(xué)反應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化主要是化學(xué)能與熱能之間的轉(zhuǎn)化?；瘜W(xué)反應(yīng)幾乎都伴隨著熱量的釋放或吸收，而且在一定條件下，一個(gè)反應(yīng)釋放或吸收的熱量是一定的。

那么，應(yīng)如何定量地描述一個(gè)化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收的熱量呢？

用什么方法可以準(zhǔn)確地測量一個(gè)化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收的熱量？通過理論方法能夠計(jì)算出化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收的熱量嗎？一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(1)定義：當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時(shí),反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)，簡稱反應(yīng)熱。(2)符號:QQ＞0Q＜0反應(yīng)吸熱，體系能量升高反應(yīng)放熱，體系能量降低體系：研究對象（物質(zhì)系統(tǒng)）環(huán)境：體系以外的其他部分環(huán)境

體系如何定量地描述一個(gè)化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收的熱能呢？問題一：(3)意義：定量地描述化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收的熱能【注意】(1)物理變化中的能量變化不是反應(yīng)熱,如物質(zhì)的三態(tài)變化,物質(zhì)的溶解等過程中產(chǎn)生的熱量變化不屬于反應(yīng)熱。(2)反應(yīng)放熱或吸熱與反應(yīng)的條件無關(guān)。（1）體系與環(huán)境——以鹽酸與NaOH溶液之間的反應(yīng)為例與體系相互影響的其他部分，如盛溶液的試管和溶液之外的空氣等看作環(huán)境。反應(yīng)物：NaOH溶液、鹽酸發(fā)生的反應(yīng)：NaOH+HCI=NaCl+H2O生成物：NaCl、H2O用什么方法可以獲得一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱呢？問題二：1.反應(yīng)熱的數(shù)值可以通過實(shí)驗(yàn)測得。2.反應(yīng)熱的數(shù)值也可以通過理論計(jì)算求得。熱化學(xué)：中和熱的測定蓋斯定律用實(shí)驗(yàn)方法和理論方法研究反應(yīng)熱的化學(xué)分支。用什么方法可以準(zhǔn)確地測量一個(gè)化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收的熱量呢？問題三：熱容與比熱

在不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)聚集狀態(tài)不變的條件下，物質(zhì)吸收熱量，溫度每升高

1

K

時(shí)所吸收的熱量稱為該物質(zhì)的熱容。熱容用符號

C

表示，其單位為

J·K-1。純物質(zhì)的熱容與其質(zhì)量成正比。單位質(zhì)量的物質(zhì)的熱容稱為該物質(zhì)的比熱容，簡稱比熱。比熱的單位為kJ·K-1·kg-1。

常溫下，液態(tài)水的比熱為4.18kJ·K-1·kg-1。開爾文溫度為熱力學(xué)溫度，是國際單位制中的溫度單位。常用符號K表示，其單位為開。T=t+213.15[K]=[°C]+273.15如果知道體系的熱容，如何計(jì)算體系吸收或放出的熱量？思考：(1)測定反應(yīng)熱的儀器——量熱計(jì):使反應(yīng)充分進(jìn)行，體系的溫度均勻測定反應(yīng)前后溶液的溫度保溫作用反應(yīng)容器(2)測定方法：

將反應(yīng)物溶液加入到量熱計(jì)內(nèi)筒并迅速混合，攪拌，測量反應(yīng)前后溶液溫度的變化值，根據(jù)溶液及量熱計(jì)的熱容，計(jì)算此反應(yīng)過程吸收或放出的熱量。反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)測定儀器和原理Q=-mcΔtm=VρQ:中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。m：反應(yīng)混合液的質(zhì)量。c：反應(yīng)混合液的比熱容。Δt：反應(yīng)前后溶液溫度的差值。Q＝－C

(

T2－T1

)(3)計(jì)算公式:反應(yīng)體系熱力學(xué)溫度（K）表示體系的熱容（J·K-1）反應(yīng)后體系熱力學(xué)溫度（K）現(xiàn)代量熱計(jì)聯(lián)想·質(zhì)疑活動·探究測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱1.向量熱計(jì)內(nèi)筒中加入1.0mol·L-1的鹽酸100mL，蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，勻速攪拌后記錄初始溫度T1。2.向250mL的燒杯中加入1.0mol·L-1的NaOH溶液100mL，調(diào)節(jié)其溫度，使之與量熱計(jì)中鹽酸的溫度相同。3.快速地將燒杯中的堿液倒入量熱計(jì)中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達(dá)到的最高溫度T2。4.近似認(rèn)為溶液的比熱等于水的比熱，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值計(jì)算此中和反應(yīng)的反應(yīng)熱：利用簡易量熱計(jì)按照以下步驟可測得室溫下中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。Q＝－4.18kJ·K-1·kg-1?m(aq)?(T2－T1)水浴也近似認(rèn)為溶液的密度等于水的密度2.在實(shí)驗(yàn)室中有玻璃攪拌器和金屬攪拌器,在進(jìn)行測定反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇哪種攪拌器?

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的主要因素是什么？在第三步操作中快速將燒杯總的鹽酸倒入量熱計(jì)的目的是什么？防止熱量散失交流研討應(yīng)選用玻璃攪拌器。因?yàn)榻饘偈菬岬牧紝?dǎo)體而玻璃不是,選用金屬攪拌器會增大反應(yīng)過程中熱量的散失,造成實(shí)驗(yàn)誤差。中和反應(yīng)的反應(yīng)熱測定實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是比較準(zhǔn)確地配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，量熱器要盡量做到保溫、絕熱且可使體系溫度盡快達(dá)到一致；在量熱的過程中要盡量避免熱量的散失。思考與交流Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室中若無量熱計(jì)，根據(jù)提供的下列用品，你能設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的量熱計(jì)嗎？500mL燒杯、100mL燒杯、溫度計(jì)、環(huán)形玻璃攪拌棒、硬紙板、碎紙條在實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。那種效果較好。兩種裝置測定的結(jié)果不同。用圖2裝置測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱更接近于真實(shí)值。因?yàn)閳D2裝置熱量損失少。在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過。兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失。Ⅱ.實(shí)驗(yàn)測得的反應(yīng)熱的數(shù)值往往小于理論值，你認(rèn)為可能的原因是什么？a.量取溶液的體積有誤差；b.溫度計(jì)的讀數(shù)有誤差；c.實(shí)驗(yàn)過程中有液體灑在外面；d.混合酸、堿溶液時(shí)，動作緩慢，導(dǎo)致熱量散失；e.隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而產(chǎn)生誤差；f.測定酸的溫度后，溫度計(jì)未用水清洗便立即去測堿的溫度而引起誤差。（溫度計(jì)上的酸會和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失；）Ⅲ.若其他條件不變，用同樣的方法分別測定KOH溶液與鹽酸反應(yīng)、NaOH溶液與硝酸反應(yīng)的反應(yīng)熱，測得的反應(yīng)熱的數(shù)值怎樣變化？反應(yīng)實(shí)質(zhì)：H＋＋OH－===H2O相同所用溶液的體積相同，溶液中H＋和OH－的濃度相同，即H＋和OH－的量相同相同反應(yīng)條件：反應(yīng)都在室溫下進(jìn)行，且反應(yīng)溫度的變化值相同相同測得的反應(yīng)熱的數(shù)值相同三個(gè)反應(yīng)的熱效應(yīng)不完全相同，造成誤差的原因是什么?交流研討1.量取溶液的體積有誤差2.溫度計(jì)的讀數(shù)有誤。3.實(shí)驗(yàn)過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時(shí)，動作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。5.隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。6.測了酸后的溫度計(jì)未用水清洗便立即去測堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。會改變，濃酸和濃堿溶液稀釋會放熱，弱酸弱堿電離吸熱。Ⅳ.若是其他條件不變，用醋酸代替鹽酸或者用濃硫酸代替鹽酸，測得的反應(yīng)熱的數(shù)值也不變嗎？知識擴(kuò)展中和熱：在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)所釋放的熱量叫做中和熱。有11.2gKOH的稀溶液與1L0.1mol·L-1的H2SO4溶液反應(yīng),放出11.46kJ的熱量,則該反應(yīng)的中和熱為

。遷移應(yīng)用57.3kJ·mol－1注意：

1．必須是酸和堿的稀溶液，因?yàn)闈馑崛芤汉蜐鈮A溶液在相互稀釋時(shí)會放熱．

2．強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)才能保證H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)中和熱均為57.3kJ·mol－1，測定時(shí)與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的用量無關(guān)。而弱酸或弱堿在中和反應(yīng)中由于電離吸收熱量，其中和熱小于57.3kJ·mol－1；

3．以生成1mol液態(tài)水為基準(zhǔn)。

4.反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成(如不溶性物質(zhì)、難電離物質(zhì)等)，這部分反應(yīng)熱不在中和反應(yīng)反應(yīng)熱之內(nèi)。反應(yīng)不可以生成沉淀（如Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O)舊知回顧

你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是放熱反應(yīng)？哪些是吸熱反應(yīng)？放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)①金屬與酸或水的反應(yīng)②酸堿中和反應(yīng)③所有的燃燒反應(yīng)④緩慢氧化反應(yīng)⑤大多數(shù)化合反應(yīng)①大部分分解反應(yīng)②Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體反應(yīng)③C與CO2反應(yīng)生成CO的反應(yīng)④C與H2O(g)反應(yīng)生成CO和H2

化學(xué)反應(yīng)為什么會產(chǎn)生反應(yīng)熱？微觀：化學(xué)鍵的斷裂和形成宏觀：反應(yīng)物總能量與生成物總能量的相對大小舊化學(xué)鍵斷裂吸收能量＞新化學(xué)鍵的形成釋放能量反應(yīng)吸收能量舊化學(xué)鍵斷裂吸收能量＜新化學(xué)鍵的形成釋放能量反應(yīng)釋放能量反應(yīng)物總能量＞生成物總能量反應(yīng)釋放能量反應(yīng)物總能量＜生成物總能量反應(yīng)吸收能量內(nèi)能二、化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化與焓變1.內(nèi)能(1)定義：

內(nèi)能的大小受物質(zhì)的種類、數(shù)量及聚集狀態(tài)(即氣態(tài)、液態(tài)或固等)、體系的溫度、壓強(qiáng)等影響。

(2)符號:問題四：物質(zhì)內(nèi)能與哪些因素有關(guān)？內(nèi)能變化與能量變化什么關(guān)系？U是體系內(nèi)物質(zhì)所含各種微觀粒子的能量總和，包括動能和勢能。平動、轉(zhuǎn)動、振動，電子運(yùn)動，原子核運(yùn)動等各種形式運(yùn)動微觀粒子動能微觀粒子勢能分子內(nèi)部H、O原子間水分子之間微觀粒子之間由于相互作用產(chǎn)生的能量，與距離有關(guān)。ΔU＜0ΔU＞0反應(yīng)吸收能量反應(yīng)釋放能量(3)反應(yīng)體系的能量變化在一般情況下，反應(yīng)體系處于靜止?fàn)顟B(tài)，即體系整體的動能和勢能沒有變化，體系的能量變化可表示為△U=U(反應(yīng)產(chǎn)物)-U(反應(yīng)物)反應(yīng)產(chǎn)物的內(nèi)能(4)內(nèi)能變化與能量變化的關(guān)系U(反應(yīng)產(chǎn)物)＞U(反應(yīng)物)

U(反應(yīng)產(chǎn)物)＜U（反應(yīng)物）反應(yīng)物的內(nèi)能U不可測ΔU可測內(nèi)能變化與反應(yīng)熱是否相同？有什么關(guān)系？問題五：體系與環(huán)境之間的能量交換

體系和環(huán)境之間能量的交換有兩種形式:熱和功。由于體系和環(huán)境的溫度不同而在體系和環(huán)境之間交換的能量稱為熱,用符號Q表示;并且約定,體系吸熱時(shí)Q取正值,體系放熱時(shí)Q取負(fù)值。除熱能外,體系與環(huán)境之間交換的其他形式的能(如電能、光能、機(jī)械能等)都稱為功,用符號W表示;并且約定,環(huán)境對體系做功時(shí)W取正值,體系對環(huán)境做功時(shí)W取負(fù)值。在一定的環(huán)境壓強(qiáng)下,當(dāng)體系的體積發(fā)生變化時(shí),環(huán)境對體系(或體系對環(huán)境)做的功稱為體積功。內(nèi)能變化與反應(yīng)熱的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)體系與環(huán)境間能量交換的形式熱：功:因溫度不同而傳遞的能量符號：Q

單位：KJ或J除熱以外的其他能量形式符號：W

單位：KJ或J△U=Q+W結(jié)論：根據(jù)能量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)中內(nèi)能的變化等于反應(yīng)熱和功的加和。體積功、電功等體積功：當(dāng)體系的體積發(fā)生變化時(shí)環(huán)境對體系（或體系對環(huán)境）做的功。若反應(yīng)過程中體系沒有做功，既W=0時(shí)，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（Q）等于化學(xué)反應(yīng)前后體系內(nèi)能變化（△U）△U=QU(反應(yīng)產(chǎn)物)＞U(反應(yīng)物)△U＞0(反應(yīng)后體系的內(nèi)能增加)

Q＞0反應(yīng)吸熱

U(反應(yīng)產(chǎn)物)＜U(反應(yīng)物)

△U＜0(反應(yīng)后體系的內(nèi)能減少)

Q＜0反應(yīng)放熱1.判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)化學(xué)反應(yīng)過程中一定伴隨著能量的變化。(

)(2)反應(yīng)熱指化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化,單位為kJ或J。(

)(