1.1.1反应热 焓变 课件（共29张ppt）化学人教版（2019）选择性必修1

(共29张PPT)
第一章 化学反应的热效应
第一节 第一课时
反应热 焓变
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
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
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。
运用量热计直接测定反应热。
保温杯式量热计
反应热的测定工具
中和反应热的测定
1、反应原理：Q = mCΔt
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
在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热。
【实验测量步骤】
热量损失
高
【数据处理】
3.2
23.2
20.0
19.9
20.1
3
3.2
23.2
20.0
19.9
20.1
1
2.0
22.0
20.0
19.9
20.1
2
温度差
(t2－t1)／℃
终止温度t2／℃
实验次数起始温度t1／℃
温度
实验次数
19.9
NaOH
20.0
平均值
23.1
3.1
20.1
HCl
4
若该实验中测得温度的情况如下
误差较大，要舍去。
m = V酸ρ酸＋V碱ρ碱 V酸=V碱 =50 mL；
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：
kJ/mol
0.418(t2 - t1)
0.025
Q
n
=
n酸=0.025mol
n碱=0.0275mol
中和热：在25℃和101kpa下强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol水时，放出57.3kJ的热量
【思考讨论】
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。
kJ/mol
0.418(t2 - t1)
0.025
Q
n
=
思考1：为什么不用环形铁搅拌棒？
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。
思考2：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？
答：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
本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？若反应中有沉淀生成，测定结果又如何变化？
否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。
若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？
会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，
故将使测得数值偏小。 若有沉淀形成，数值偏大。
【思考3】
中和热：在25℃和101kpa下强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol水时，放出57.3kJ的热量
弱酸弱碱稀溶液，因为电离吸热，故生成1molH2O放热 < 57.3 kJ
强酸强碱浓溶液，因为稀释放热，故生成1molH2O放热 >57.3 kJ
小结：中和反应反应热
中和反应的本质是“H++OH- === H2O”,此处排除稀释(或溶解)过程的热量变化及弱酸(或弱碱)电离过程中的热量变化,以及沉淀生成过程中的热量变化。
［练习］50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：
（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 。
（2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。
（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填“偏大”“偏小”“无影响”）。
（4）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填“相等”“不相等”），所求中和热 （填“相等”“不相等”），简述理由。
（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 ；（均填“偏大”“偏小”“无影响”）
环形玻璃搅拌棒
减少实验过程中的热量损失
偏小
不相等
相等
因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关
偏小
【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
铝热反应
燃烧反应
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
△
高温
一个化学反应是放热反应还是吸热反应与条件无任何关系。
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)：等压条件下，与内能有关的物理量。单位kJ/mol 或 kJ·mol－1
从反应物和生成物的总能量角度看：
吸热反应：
ΔH为“＋”或ΔH＞0
ΔH＝生成物能量－反应物能量
反应物
生成物
能量
放热反应
反应物
生成物
能量
吸热反应
放热反应：ΔH为“－”或 ΔH＜0
宏观分析
反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小
恒压条件下，反应热等于反应的焓变
键能：断裂1mol化学键吸收的能量或
形成1mol化学键放出的能量。
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
吸收能量679 kJ
释放能量862 kJ
H ＝ 183 kJ/mol
任务二 探究化学反应中为什么会有反应热
微观分析
断裂
生成
吸收
放出
能量变化原因
总能量
吸热反应与放热反应图例
放热(吸热)过程≠放热(吸热)反应;因为物理变化过程中也会有能量变化
反应 类型 放热反应 吸热反应
化学反应 中的能量 变化与计算
反应类型 放热反应 吸热反应
化学反应中的能量变化与计算 ①a表示断裂旧化学键　吸收　的能量,也可以表示反应的 　活化能　。 ②b表示生成新化学键　放出　的能量,也可以表示活化分子变成生成物分子所　放出　的能量。 ③c表示反应的　反应热　 ΔH=(a-b) kJ·mol-1= -c kJ·mol-1 ΔH=(a-b) kJ·mol-1= +c kJ·mol-1
ΔH=H(　生成物　)-H(　反应物　),单位kJ·mol-1 ΔH=　反应物　键能总和-　生成物　键能总和,单位kJ·mol-1
化学键 N≡O Cl—Cl Cl—N N==O
键能/ (kJ·mol－1) 630 243 a 607
1.已知几种化学键的键能数据如下表所示(亚硝酰氯的结构式为Cl—N==O)：
则反应2NO(g)＋Cl2(g) ＝ 2ClNO(g)的ΔH＝ kJ·mol－1(用含a的代数式表示)。
289－2a
根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能知，ΔH＝2×630 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1
－2×(a kJ·mol－1＋607 kJ·mol－1)＝(289－2a) kJ·mol－1。
2.已知： P-P P—O P=O O=O
键能(kJ/mol) 197 360 585 498
则：P4（s）+5O2 （g） =P4O10（s）的焓变为多少？
3．已知H—H键的键能为436 kJ/mol，N—H键的键能为391 kJ/mol，根据化学方程式：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol，则N≡N键的键能是（ ）
A．431 kJ/mol B．946 kJ/mol
C．649 kJ/mol D．896 kJ/mol
B
归纳总结
(2)焓变与键能的关系
①ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和。
②常见1 mol物质中化学键数目：
物质 金刚石 SiO2 P4 CO2 CH4
化学键 C—C Si—O P—P C==O C—H
化学键数目 2NA 4NA 6NA 2NA 4NA