人教版选择性必修一1.1.1 反应热 焓变 课件（33张PPT）

(共33张PPT)
第1节 反应热
第1课时：反应热 焓变
第一章
能量变化
物质
变化
基础
热能
电能
光能
……
吸收
释放
化学反应的特征
放热反应
①所有的燃烧反应；
②大多数的化合反应；
③酸碱中和反应；
④金属与酸或水反应置换出氢气；
⑤缓慢的氧化反应；
⑥铝热反应
吸热反应
①大多数的分解反应；
②盐类的水解
③ Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；
④以C、CO、H2为还原剂一些高温反应
如何定量描述化学化学反应过程中释放或吸收的热量呢？
环境
体系
与体系相互影响的其他部分。
研究的对象。
一、反应热
试管等
盐酸、 NaOH溶液、发生的反应
物质交换/热量交换
以HCl溶液和NaOH溶液反应为例
2.在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。
体系
热量
环境
物质三态变化所吸收/释放的能量是不是反应热？
不是！
量热计
简易量热计示意图
如何测定反应放出的热量？
二、中和反应反应热的测定
以HCl溶液和NaOH溶液反应为例
(2)测量工具：简易量热计
(1)测量原理：
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 ＝ c · m ·Δt
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
50 mL 0.50 mol/L的盐酸
50 mL 0.55 mol/L氢氧化钠溶液
简易量热计、量筒 （50 mL）两个、
温度计、玻璃搅拌器
实验药品：
实验仪器：
实验原理：
Q = C m Δt
Q：中和反应放出的热量 m：反应混合液的质量
C：反应混合液的比热容 Δt：反应前后溶液温度的差值
实验探究——中和反应反应热的测定
实验步骤
——减少热量损失
——用稀盐酸、稀氢氧化钠溶液
——测反应混合液的最高温度
——减少实验误差
实验探究——中和反应反应热的测定
【数据处理】
（1）取盐酸温度和NaOH溶液温度的__________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。
平均值
次数 起始温度t1/℃ 终止温度 t2/℃ 温度差
（t2-t1）/℃
盐酸 NaOH 溶液 平均值 1 21.0 21.0 24.3
2 21.1 21.1 24.5
3 21.2 21.3 24.6
21.00
21.1
21.25
3.40
3.35
3.30
若温度差出现一组数据与其他数据差距很大，应当舍去！
实验探究——中和反应反应热的测定
（2）取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
（3）根据温度差和比热容等计算反应热。
（4）实验数据处理
为了计算简便，盐酸、氢氧化钠稀溶液的密度近似地认为都是1 g·cm-3，反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是_______________，生成1mol H2O时放出的热量为 。
0.418（t2 - t1）kJ
0.418（t2 - t1）/ 0.025 kJ
计算： ( m1+m2 ) × c ×（ t2 - t1 ）/0.025
= (50+50)×4.18×3.35÷ 0.025
= 56.012 kJ
3.中和热的定义
在稀溶液中 酸碱中和生成 1mol水的反应热。
大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液在稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。
HCl
NaOH
HNO3
Ba(OH)2


H2SO4
HNO3
NH3·H2O
Ba(OH)2
CH3COOH
NaOH
×
×
×
1.用50mL0.55mol/LNaOH溶液，而不用50mL0.50mol/LNaOH溶液，为什么？
【提示】可以保证盐酸完全反应，使测得的中和热数值会更加准确。
2.实验中能否用铜制搅拌器代替玻璃搅拌器？为什么？
【提示】不能。因为铜制搅拌器易导热，使热量损失较大
交流与思考
3.酸、碱混合时，为何要把量筒中NaOH溶液一次倒入而不能缓缓倒入？
【提示】减少热量损失
2. 实验中是否可以更换温度计？
不能，会存在仪器误差
3. 能否测完酸后直接测量碱的温度？那如何操作？
不能，残留的酸与碱反应，造成酸碱消耗，热量损失。测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干再测别的溶液。
4. 能否将NaOH分多次倒入热量计中？
不能，操作时动作要快，尽量减少热量的散失
5. 玻璃搅拌棒能否用金属搅拌棒代替？
不能。原因是金属质搅拌器易导热，造成热量损失。
1. 能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？
不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测数值会偏大。
问题和讨论
56.012
kJ
57.3
kJ
VS
你测的数据
资料上的数据
为什么误差这么大？
×
数据
实验过程中有哪些因素会造成实验误差？
①装置本身缺陷：
②实验操作：
③数据处理：
如 动作慢，造成热量损失
保温性能差
酸碱溶液的比热容和密度均大于水
采用近似值计算，
【误差分析】
等压
反应热
（焓变）
体系
内能改变
产生
反应热
化学反应中为什么会产生反应热
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 ）：与 有关的物理量。
3．焓变：在等压条件下进行的化学反应（严格地说，对反应体系做功有限定，中学阶段一般不考虑），其反应热等于反应的 ，符号：________，单位：________ （或________ ）。
ΔH
kJ / mol
kJ·mol-1
反应热与焓变
H
内能
焓变
温度
压强
物质的聚集状态
[例1]在25℃和101 kPa下，1 molH2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量，则该反应的反应热为:
ΔH= -184.6 kJ/mol
[例2]在25 ℃和101 kPa下，1 mol C(如无特别说明，C均指石墨)与1 mol H2O(g)反应，生成1 mol CO和1 mol H2,需要吸收131.5 kJ的热量，则该反应的反应热为:
ΔH= +131.5 kJ/mol
注意：①ΔH必须带有 + 或 - ②ΔH单位 kJ/mol 必须标出。
ΔH<0时， ΔH越小，放出热量越多。
ΔH>0时， ΔH越大，吸收热量越多。
放热反应 ΔH<0
反应物与生成物总能量变化（宏观）
焓(H)
反应物
生成物
反应进程
焓(H)
生成物
反应物
反应进程
ΔH＝生成物总能量(H生) - 反应物总能量(H反)
吸热反应 ΔH>0
化学反应中能量变化由反应物和生成物的总能量不同决定。
五、反应热的实质
化学键的键能变化（微观）
化学反应的实质：旧键的断裂（吸热），新键的形成（放热）。
能量
反应进程
反应物
生成物
E吸
E放
能量
反应进程
生成物
反应物
E放
E吸
放热反应 ΔH<0
吸热反应 ΔH>0
五、反应热的实质
H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)反应的能量变化示意图
计算
断键吸收能量：
436 KJ + 243 kJ = 679 kJ
成键放出能量：
431 kJ + 431 kJ = 862 kJ
ΔH = -183 kJ/mol
实验测得：ΔH= -184.6 kJ/mol
H＝反应物的总键能(E吸) - 生成物的总键能(E放)
化学反应中能量变化的主要原因：化学键断裂和形成时的能量变化。
计算反应热的三种方法：
H＝
E（生成物的总能量）－ E（反应物的总能量）
H＝
E（反应物断键时所吸收的总能量）－E（生成物成键时所释放的总能量）
H＝
E（反应物的总键能）－ E（生成物的总键能）
【例1】：下列过程中能量变化与图像不相符的是（ ）
练一练
D
2、反应A+B → C (ΔH<0)分两步进行:
①A+B → X(ΔH>0); ②X → C(ΔH<0)。
下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是 ( 　　)
A
练一练
3、断开 1mol H－H键、1mol N－H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，
则1 mol N2生成NH3的反应热为 ，
则1 mol H2生成NH3的反应热为 。
－92.0 kJ/mol
－30.67 kJ/mol
练一练
练一练
4、N4 分子结构为正四面体（如图）。已知：断裂 N4 (g) 中 1mol N－N 键吸收 193 kJ 能量，形成 N2 (g) 中1mol N N键放出 941 kJ 能量。下列说法正确的是（ ）
A. N4 (g) 比 N2 (g) 更稳定
B. N4 (g) = 2 N2 (g) ΔH = + 724 kJ·mol-1
C. 形成 1 mol N4 (g) 中的化学键放出 193 kJ 的能量
D. 1 mol N2 (g) 完全转化为 N4 (g)，体系的能量增加 362 kJ
N4
D
（1）物质总能量越低,物质越稳定
（2）化学键能越高,物质越稳定
3、 C (石墨，s) = C (金刚石，s) ΔH = +1.9 kJ/mol，
石墨、金刚石哪个更稳定？试分析物质稳定性与键能的关系。
H > 0，吸热反应，石墨键能大，总能量低，更稳定。
练一练
课堂小结