化学人教版（2019）选择性必修1 1.1.反应热 课件（共37张ppt）

(共37张PPT)
第一节
反 应 热
常见放热反应
③ 酸碱
中和反应
①燃烧
④ 大部分
化合反应
②金属与水
/酸反应
⑤ 铝热
反应
① Ba(OH)2·8H2O
和NH4Cl
② C/CO/H2 还原
金属氧化物
③ 大多分解反应
常见吸热反应
④ C + H2O == CO+H2
高温
⑤NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
化学反应的本质
从物质的角度：
从微粒的角度：
从化学键的角度：
从能量的角度：
有新物质生成
原子重新组合的过程
旧键的断裂和新键的形成
释放或贮存能量的过程
反应能量变化的主要原因
(1)微观
化学反应的实质
旧键断裂 新键形成
吸收能量 放出能量
E吸
E放
E吸>E放：化学反应为吸热反应
E吸(2)宏观
化学反应的实质
反应物 生成物
自身能量
E反
E生
E反>E生：化学反应为放热反应
E反物质自身能量越低，越稳定
一、反应热及其测定
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
与体系相互影响的其他部分，
如：试管和溶液之外的空气等。
盐酸、NaOH溶液及发生的反应看做一个反应体系
环境
体系
体系与环境示意图
热传递
热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量
1.反应热定义：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。
如何测定反应放出的热量？
简易量热计示意图
2.中和反应反应热的测定
1.实验原理：
Q ＝ m c Δt
m: 体系总质量； c: 体系比热容； Δt: 反应前后体系温差
Q:反应热
用简易量热计测量盐酸与NaOH溶液反应前后的温度Δt。
使反应物混合均匀,充分接触(操作：上下移动)
减少热量的散失
减少热量的散失
测量反应前后体系温度
反应容器
起保温作用
2.实验装置及用品：
简易量热计、量筒(50mL两个)、0.50mol/L 盐酸、 0.55mol/L NaOH溶液
(2)反应后体系温度的测量：
打开杯盖，将量筒内的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒，立即盖上
杯盖，插入温度计，用搅拌器均匀搅拌。密切关注温度的变化，
将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。
(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次
4.实验步骤：
(1)反应物温度的测量：
① .用量筒量取50mL 0.50mol/L 盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，
盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度，用水把温度计上
的酸冲洗干净，擦干备用。
②.用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液，用温度计测量并记录
NaOH溶液的温度
5.数据处理：
取盐酸和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系温度(t1)，计算温度差
(t2-t1)填表(若有数值明显异常，应当舍去)
　　温度 实验 次数　　 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温度差平均值 (t2－t1)/℃ 盐酸 NaOH 平均值 温差 平均值
1 25.0 25.2 ____ 28.5 ____ ____
2 24.9 25.1 ____ 28.3 ____ 3 25.6 25.4 ____ 29.0 ____ 25.1
25.0
25.5
3.4
3.3
3.5
3.4
假设中和后溶液密度近似为1 g/cm3，中和后溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)，
则根据公式和实验数据可计算出：该反应放出的热量
Q = m c Δt ≈ kJ，
1.42
(50+50)
×4.18×10－3
×3.4
则，生成 1 mol H2O时放出的热量为 kJ。
Q
n(H2O)
1.42
0.025
=
= 56.8
56.8
大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸、强碱稀溶液发生中和反应生成1mol H2O(l)时，放出57.3kJ热量。——中和热
如何提高实验的准确度？
a. 量取50 mL 0.5mol/L盐酸，用温度计测量盐酸的温度t1
用水冲洗干净温度计上的酸。
防止残留的酸与碱反应，导致测量的t2数据不准。
b. 量取50 mL 0.55mol/L NaOH溶液，用温度计测量其温度t2
NaOH稍过量，确保盐酸完全反应
c. 取三次温度差的平均值作为计算依据
则，生成 1 mol H2O时放出的热量为 kJ。
56.8
大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸、强碱稀溶液发生中和反应生成1mol H2O(l)时，放出57.3kJ热量。——中和热
误差是如何产生的？
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，
精确的温度计
提高装置的保温效果
动作迅速，减小热量损失
搅拌均匀
大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸、强碱稀溶液发生中和反应生成1mol H2O(l)时，放出57.3kJ热量。——中和热
(1)若用0.55 mol/L KOH溶液代替NaOH溶液，对结果会产生什么影响？
无影响。
(2)用浓硫酸代替盐酸或NaOH固体代替NaOH溶液对结果会产生什么影响？
(3) 用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响？
(4) 用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定，对结果会产生什么影响？
浓硫酸稀释放热，NaOH固体溶于水放热，数值偏大
醋酸电离吸热，数值偏小
生成BaSO4沉淀，会多放出部分热量，数值偏大
1.关于中和热的测定实验，下列说法正确的是
A．在实验中，温度计只使用2次
B．为了使反应进行的更完全，可以使酸或碱适当过量
C．向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢以免洒出
D．用铁丝代替玻璃搅拌器搅拌，会使测得的中和热数值偏大
B
二.反应热与焓变
(1)焓(H)：是一个与内能有关的物理量，
可理解为体系内物质的各种能量的总和
受温度、压强、物质的聚集状态等影响。
(2)焓变(ΔH)：在恒压下的反应热即为该反应的焓变
单位：常用kJ/mol或kJ·mol-1
计算表达式：
ΔH=生成物总能量 — 反应物总能量
ΔH=反应物总键能 —生成物总键能
ΔH=生成物总能量 — 反应物总能量
ΔH<0 放热反应
ΔH>0 吸热反应
体系能量降低
体系能量升高
反应热的微观实质
旧化学键的断裂 和 新化学键的形成
吸收能量
放出能量
ΔH=反应物总键能 —生成物总键能
679kJ/mol － 862kJ/mol
= －183kJ/mol
ΔH=
ΔH=(H-H) + (Cl-Cl) — 2(H-Cl)
ΔH = E1-E2
三、热化学方程式
表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH =－184.6 kJ/mol
物质变化
能量变化
不仅表明了化学反应中的物质变化，
也表明了化学反应中的能量变化。
表示的意义：
1mol氢气和1mol氯气反应生成2mol氯化氢时放热184.6 kJ。
H2(g)+ O2(g) = H2O(g) ΔH=－241.8kJ/mol
2
1
说出下列热化学方程式表示的意义：
H2(g)+ O2(g) = H2O(l) ΔH=－285.8kJ/mol
2
1
1mol 氢气和0.5mol 氧气反应生成1mol气态水时放热241.8 kJ。
1mol 氢气和0.5mol 氧气反应生成1mol液态水时放热285.8 kJ。
书写热化学方程式注意事项：
(1)指明反应时的温度和压强(对于25℃、101kPa时进行的反应，可以不注明)。
(2)物质后需标聚集状态(s、1、g、aq)；生成物中不用“↑”和”↓”。
同素异形体不仅要注明状态，还要写出名称，如C(s,石墨)、 C(s,金刚石)
(3)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的量，
化学计量数可以是整数也可以是分数。 ΔH必须与化学方程式一一对应
书写热化学方程式注意事项：
1. ΔH的单位kJ/mol中的“每摩尔”指的不是每摩尔某物质，而是指
每摩尔反应，即mol-1(aA+ bB=cC+ dD)。
2.可逆反应中的ΔH指的是正反应方向完全进行到底时的焓变。
3.可逆反应中，当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热的数值
大小相等，符号相反。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH = －571.6kJ/mol
2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g) ΔH = +571.6kJ/mol
【例1】依据事实，写出下列反应的热化学方程式。p13
（1）1mol Cu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出157.3kJ的热量。
（2）1mol C2H4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出1411.0kJ的热量。
（3）1molC(s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.5kJ的热量。
【答案】
（1）Cu(s)＋1/2O2(g)＝CuO(s) △H＝－157.3kJ/mol
（2）C2H4(g)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋2H2O(l) △H＝－1411.0kJ/mol
（3）C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g) △H＝＋131.5kJ/mol
【例2】已知：
（1）1 mol N2(g)中的化学键断裂时需要吸收946kJ的能量。
（2）1 mol O2(g)中的化学键断裂时需要吸收498kJ的能量。
（3）1 mol NO(g)中的化学键形成时要释放632kJ的能量。
请写出N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)的热化学方程式。
【答案】N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180kJ/mol
将2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)充入一密闭容器，被催化氧化为SO3(g)，充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则该反应的热化学方程式应如何书写？
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H= －196.6 kJ/mol
或SO2(g)+ O2(g) SO3(g)，△H= －98.3 kJ/mol
4. 应用—— 反应热大小的比较：
① 同一反应,生成物状态不同时
如: 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1) H1 ； 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H2
因为气体变液体会放热，故: H1 H2
② 同一反应 , 反 应 物 状 态 不 同 时
如： S(g)+O2(g) = SO2(g) H1 ； S(s)+O2(g) = SO2(g) H2
故: H1 H2
<
① ②
物质本身的内能: S(g) S(s)
>
∴ 放热：反应① 反应②
>
<
特别提醒：
热量比较比数值
△H比较带正负号比较
如: C(s)+O2(g) = CO2(g) H1 ； C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H2
③ 两个相 联系的不同反应比较
可以设计成：C(s) ——CO(g)———CO2(g) ，故： H1 H2
(1) (2)
① ②
<
四、燃烧热
我们知道物质燃烧都会放出热量，
那么是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？
1.燃烧热的的概念:
在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定的产物时所放出的热量。
指定常压
限定燃料的物质的量
单位: kJ/mol
生成物不能继续燃烧
C → CO2(g)
H → H2O(l)
S → SO2(g)
N → N2(g)
文字表示:
在101kPa时，1mol H2完全燃烧生成液态水时，放出285.8kJ的热量
符号表示：H2的燃烧热为△H = － 285.8kJ/mol
或者：H2的燃烧热为285.8kJ/mol
H2(g)+ O2(g) = H2O(l) ΔH=－285.8kJ/mol
2
1
CH4(g)+2O2(g) =CO2(g)+2H2O(l) ΔH= －890.31 kJ/mol
反应的热化学方程式为_____________________。
例如,CH4的燃烧热为890.31 kJ/mol,表示在25 ℃、101 kPa时,
______CH4(g)完全燃烧生成__________________时放出890.31 kJ的热量。
2、燃烧热表示的意义:
CO2(g)和H2O(l)
1 mol
例：0.3mol的气态高能燃料乙炔（C2H2）在氧气中完全燃烧，生成气态CO2和液态水，放出389.88kJ热量，其热化学方程式为：
其燃烧热为：
表示燃烧热的热化学方程式为：
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=－2599.2kJ/mol
1299.6kJ/mol
C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=－1299.6kJ/mol
3.表示燃烧热的热化学方程式的书写注意：
应以1mol可燃物质的标准来配平其余物质的化学计量数(常出现分数)
①燃烧的条件是在101kPa（一般省略）；
②在燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数必须为1，
其余物质化学计量数可为分数；
③物质燃烧都是放热反应，所以表达物质燃烧时的△H均为负值；
④生成的产物是稳定的氧化物，如:C→C02(g)、H→H20(l)、S→S02(g)、
N→N2(g)等；如H2(g)+ 1/2 O2(g) = H2O(l) △H =－285.8 kJ/mol
⑤注意区别——燃烧的热化学方程式和燃烧热的热化学方程式
1.定义：在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应,生成1mol液态水时的反应热叫做中和热.
2.中和热的表示： H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1) △H=－57.3kJ／mol
二、中和热
书写中和热的热化学方程式的时，应该以生成 1mol H2O 为标准来配平其余物质的化学计量数。
1.下列有关中和热的说法正确的是
A.表示中和热的热化学方程式：H＋(l)＋OH －(l)=H2O(l) ΔH=－57.3kJ/mol
B.准确测量中和热的实验过程中，至少需记录温度4次
C.中和热的实验过程中，玻璃搅拌器材料若用铜代替，则测量出的中和热
数值偏小
D.已知2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH=－114.6 kJ/mol，
则该反应的中和热为114.6 kJ·mol-1
C
2.已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为
H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，又知电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应。则其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是(　　)
A. ΔH1>ΔH2>ΔH3 B. ΔH1<ΔH3<ΔH2
C. ΔH1＝ΔH3>ΔH2 D. ΔH1>ΔH3>ΔH2
D