1.1.1 反应热 焓变 课件（共28张PPT）

(共28张PPT)
第1课时　反应热　焓变
1．知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。
2．了解反应热与焓变的含义，了解化学能与热能的相互转化，等压条件下化学反应的反应热可以用焓变来表示。
3．知道中和反应反应热的测定方法。
学习目标
能量变化
物质
变化
基础
化学反应的特征
热能
电能
光能
……
吸收
释放
问题1：
你能列举常见的放热、吸热反应吗？
吸热反应
放热反应
物质与氧气的反应
中和反应
金属与水或酸
生石灰和水反应
大部分化合反应
1．氢氧化钙与氯化铵晶体的反应
2．C(s) + CO2(g) === 2CO(g)
3．水煤气制取：C(s) + H2O(g) === CO(g) + H2(g)
4．大多数分解反应（2KClO3 === 2KCl+3O2典型放热反应）
5．弱电解质的电离与盐类水解
△
高温
高温
讨论：一个化学反应是放热反应还是吸热反应与条件（如加热）无任何关系。
反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小
如何如何定量描述化学反应中 释放或者吸收的热量
体系(系统)：试管中的溶液及发生的反应等。(包括反应物、生成物、发生的反应)
环境：与体系相互影响的其它部分(如试管、空气等)
体系
环境
热量
问题2：
反应热：
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
环境
热量
等温：指化学反应发生后，使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度，即反应前后体系的温度相等。
运用热计直接测定反应热。
保温杯式量热计
反应热的测定工具
弹式量热计
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
一、中和反应反应热的测定
反应原理：Q = mCΔt
【实验测量步骤】
热量损失
高
一、中和反应反应热的测定
【数据处理】
一、中和反应反应热的测定
m = V酸ρ酸＋V碱ρ碱 V酸=V碱 =50 mL
kJ/mol
0.418(t2 - t1)
0.025
Q
n
=
n酸=0.025mol
n碱=0.0275mol
为了计算方便，可近似认为实验所用酸、碱稀溶液的密度与水的相同，并忽略量热计的比热容。
ρ酸=ρ碱=1 g/cm3、C=4.18 J/(g·℃)
Q =4.18 ×10-3 ×(50+50)(t2 - t1)kJ = 0.418(t2 - t1)kJ
生成1 mol H2O放出的热量为：
一、中和反应反应热的测定
中和反应热测定实验中产生实验误差的原因有哪些？
注意事项：
①实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时，使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后 ，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间后再记下读数。
②反应物应一次性迅速加入，且避免有液体溅出。
③实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。
④重复实验3次，取3次实验数据的平均值。
【思考讨论】
kJ/mol
0.418(t2 - t1)
0.025
Q
n
=
一、中和反应反应热的测定
答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。
思考1：大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎纸条）的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？
思考2：为什么不用环形铁搅拌棒？
答案：铁与盐酸之间会发生反应，另外铁的导热性好，这样都会造成热量的损失。
一、中和反应反应热的测定
答案：因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使溶液的总质量增加，而导致实验结果产生误差。
思考3：温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？
一、中和反应反应热的测定
答案：为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。
不宜用盐酸过量：因为在空气中盐酸相对碱稳定，碱极易与空气中CO2反应，故如果盐酸过量，此时所用的碱很难保证完全与HCl反应。
思考4：实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？
一、中和反应反应热的测定
大量实验测得，在25℃和101 kPa下，强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol水时，放出57.3 kJ的热量。
弱酸弱碱稀溶液，因为电离吸热，故生成1 mol H2O放热 < 57.3 kJ
强酸强碱浓溶液，因为稀释放热，故生成1 mol H2O放热 > 57.3 kJ
一、中和反应反应热的测定
从能量角度分析，化学反应为什么会产生反应热？
内能：体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
宏观
焓(H)：与内能有关的物理量。反应热等于反应的焓变，用ΔH表示。
焓变（ H）： H＝ H生成物 — H反应物
单位： kJ/mol 或 kJ mol-1
二、焓变
宏观分析
放热反应
吸热反应
∑H (反应物）＞ ∑H(生成物）
∑H (反应物）＜ ∑H(生成物）
二、焓变
H＝∑H(生成物）－ ∑H(反应物）
放热反应
吸热反应
H
反应物
生成物
反应物
生成物
H ＜0
H ＞0
H
二、焓变
从能量变化的原因角度分析，化学反应为什么会产生反应热？
微观
二、焓变
吸收能量679 kJ
释放能量862 kJ
H ＝ 183 kJ/mol
微观分析
二、焓变
H＝∑E (反应物断键吸收的能量）－∑E (生成物成键放出的能量）
反应物
生成物
化学反应
键断裂
键生成
原子重新组合
吸收能量
放出能量
吸收能量 ＞ 释放能量 吸热反应
吸收能量 ＜ 释放能量 放热反应
探究化学反应中为什么会有反应热
二、焓变
拆开 1 mol H H键、1 mol N H键、1 mol N N键所需能量分别是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则1 mol N2(g)转化为NH3(g)时的反应热是多少？
＝ 946 kJ/mol + 3×436 kJ/mol 6×391 kJ/mol
＝ 92 kJ/mol
H(估算) ＝∑E (反应物键能）－∑E (生成物键能）
N2(g) + 3H2(g) === 2NH3 (g) H＝
计算反应热
二、焓变
反应热、焓、焓变的比较
反应热 焓变 焓
概念 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 化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之差 物质所具有的能量
符号 Q ΔH H
单位 kJ/mol 数值 正值表示反应吸热；负值表示反应放热 只有正值
联系 反应热=焓变（等压）；ΔH=H(生成物)－H(反成物) 注意 焓变、焓、反应热代表的意义不同。 任何化学反应都有反应热。 物质三态之间变化的焓变不能叫反应热，反应热是化学反应的焓变。 二、焓变
1．下列选项中，前者是吸热反应，后者是放热反应的是 ( )
A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应，氢氧化钠溶于水
B．镁条在二氧化碳中燃烧，碳酸氢钠受热分解
C．灼热的炭与二氧化碳反应，氢气在氯气中燃烧
D．酸碱中和反应，在高温下焦炭与水蒸气反应
C
巩固练习
2．下列变化为放热的化学反应的是 (　　)
A．H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ/mol
B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g)　ΔH＝＋14.9 kJ/mol
C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应
D．能量变化如图所示的化学反应
D
3．已知反应A＋B===C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( )
A．A的能量一定高于C
B．B的能量一定高于D
C．A和B的总能量一定高于C和D的总能量
D．该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生
C
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