1.1.1 化学反应的热效应-2023-2024学年高二化学鲁科版选择性必修第一册课件(共26张PPT)

(共26张PPT)
第一节　化学反应的热效应
　
第1课时　化学反应的反应热
探究学习一 化学反应中能量的变化
1．化学反应的反应热
(1)反应热的概念：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所
称为该反应在此温度下的热效应，简称 。
(2)反应热的表示方法：用符号Q表示：
Q＞0，表示反应 ；Q＜0，表示反应 。
称
释放或吸收的热量
反应热
吸热
放热
(3)化学反应的本质：
(4)反应热产生的原因：以H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)为例说明。
已知：断裂1molH2(g)分子、1mol Cl2(g)、1molHCl(g)分子中的化学键吸收的能量分别是436kJ、243kJ、431kJ。则1molH2与1molCl2反应生成HCl的反应热Q = ，该反应是 (“放热”或“吸热”)反应。反应物的能量总和 (“大于”或“小于”)生成物的总能量。
反应物分子中旧化学键断裂和生成物分子中新化学键形成的过程
－183 kJ
放热
大于
【概念理解 】
放热反应、吸热反应与反应热
不能根据反应条件判断一个反应是吸热反应还是放热反应。
需要加热进行的反应不一定是吸热反应，常温下就能进行的反应也不一定是放热反应。
任何化学反应都有反应热。
反应热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，与反应物和生成物的物质的量(或质量)有关，与反应条件或反应是否已经发生无关。
(1)常见的放热反应：
①大多数化合反应；②所有的燃烧反应；③酸碱中和反应；④较活泼金属与酸的反应；⑤活泼金属与H2O的反应；⑥铝热反应；⑦缓慢氧化反应；⑧爆炸。
(2)常见的吸热反应：
①大多数分解反应；②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应；③C和CO2、H2O(g)的反应；④少数化合反应。
【知识总结】 常见的吸热反应和放热反应
【理解应用】
(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化，伴随能量变化的过程不一定是化学变化(　　)
(2)反应产物的总能量一定低于反应物的总能量(　　)
(3)石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定(　　)
(4)反应热的大小与反应物和反应产物的能量有关(　　)
(5)放热反应不需要加热就能发生，吸热反应不加热就不能发生(　　)
√
×
×
√
×
×
×
√
2．有下列反应：
①氧化钠与水反应　②碳酸氢钠受热分解　
③硫酸与氢氧化钠溶液混合　④乙醇燃烧　
⑤钾与水反应　⑥胆矾受热失去结晶水
⑦Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应。
其中为吸热反应的是__________，为放热反应的是____________。
②⑥⑦
①③④⑤
3．CO(g)与H2O(g)反应的能量变化如图所示，下列有关两者反应的说法正确的是(　　)
A．该反应为吸热反应
B．1molCO(g)和1molH2O(g)具有的总能量大于1 molCO2(g)和1mol H2(g)具有的总能量
C．该反应不需要加热就能进行
D．1molCO2(g)和1mol H2(g)反应生成1molCO(g)和1molH2O(g)要放出41kJ热量
4．键能是气态基态原子形成1 mol化学键(或其逆过程)时释放(或吸收)的最低能量。已知H—H键、N≡N键、N—H键键能如下表所示：
则在一定条件下进行反应N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)，生成1 molNH3时的反应热Q＝ 。
－41 kJ
【思维模型】
根据键能计算反应热的方法
正确书写化学方程式。
分析断裂或形成的化学键的数目。
代入公式计算：Q＝E1(断裂反应物化学键吸收总能量)－E2形成(反应产物化学键释放总能量)。
探究学习二 反应热的测定
1．反应热测定的方法和装置
(1)测定反应热的仪器——量热计
(2)测定方法：将反应物溶液加入到量热计内筒并 混合，搅拌，测量反应 前后溶液 的变化值。
(3)计算公式：Q＝ 。
其中C表示溶液及量热计的 ，
T1、T2分别表示 。
迅速
温度
－C(T2－T1)
热容
反应前和反应后体系的温度
3．实验探究——中和反应的反应热的测定
(1)实验目的：测定强酸和强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。
(2)实验原理：
酸碱中和反应是放热反应，利用一定质量的酸和碱发生反应，测出反应前后溶液 差，再根据参加反应的酸溶液和碱溶液的体积求出混合溶液的 ，根据公式计算：Q＝－c·m·ΔT，其中：c为比热容，m为酸碱溶液的 ，ΔT＝T2－T1，T是酸溶液温度与碱溶液温度的 值。然后换算成生成1 mol H2O放出的能量即可。
温度
质量
质量和
平均
(3)实验步骤
①向量热计内筒中加入1.0 mol·L－1的盐酸100 mL，搅拌后测初始温度T1。
②向250 mL烧杯中加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液100 mL，调节温度为T1。
③快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系的最高温度T2。
④重复实验操作，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。
(4)实验数据处理
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1 g·cm－3，反应前后溶液的比热容为4.18 kJ·K－1·kg－1。该实验中盐酸和NaOH溶液反应的反应热Q＝ 。
换算为强酸与强碱中和反应生成1 mol H2O的反应热：
Q＝ kJ。
－0.836(T2－T1)kJ
简易量热计的保温隔热的效果要好；
实验中要用酸和碱的稀溶液；
碱液(或酸液)稍过量，以确保酸(或碱)完全反应；
读取中和反应的温度(T2)是反应混合液的最高温度；
实验操作动作要迅速，尽量减少热量损失。
提醒 测定中和反应的反应热需注意的5个问题
？思考讨论
(1)用同体积、同浓度的KOH代替NaOH完成上述实验，用同体积、同浓度的硝酸代替盐酸完成上述实验，测得的反应热数值三者是否相同？简述其中的原因。
相同。原因：参加反应的物质都是强酸、强碱，它们在水中完全电离，中和反应的离子方程式都是H＋＋OH－=H2O，反应都在室温下进行，且参加反应的n(H＋)和n(OH－)都相同，所以反应热也相同。
有利于盐酸全部参加反应
(2)若用100 mL 1.1 mol·L－1的NaOH溶液和100 mL 1.0 mol·L－1的盐酸进行该实验，所测得的反应热数值会更加准确，为什么？
【拓展延伸】
中和反应的反应热
1.概念：常温下，在稀溶液中，酸和碱溶液反应生成1mol液态水时所放出的热量。
2.单位：kJ·mol－1或J·mol－1。
3.数值：稀的强酸溶液和强碱溶液反应生成1mol液态水的中和热为定值，Q=-57.3 kJ·mol－1。
4.注意：若为弱酸和弱碱，则存在电离吸热，放出的热量会减少；
若或为浓酸和碱溶液，则存在稀释放热，放出的热量增多；
若反应生成沉淀，放出的热量会增多。
【理解应用】
1．用稀的NaOH溶液与稀盐酸反应测定中和热的实验中，下列操作错误的是( )
A．反应前酸、碱溶液的温度调节至相同
B．测量混合溶液的温度时，温度计插在溶液中
C．将NaOH溶液分多次加入装有稀盐酸的烧杯中
D．为使反应更完全，可以使碱适当过量
【理解应用】
2．反应热测定实验成功的关键是做好保温措施，下列操作有利于保温效果的是 ( )
A．酸碱溶液的浓度要小
B．酸碱一方要过量
C．操作迅速准确，减少热量损失
D．及时准确记录数据
【基础达标】
1．关于化学反应与能量的说法正确的是(　　)
A．化学键断裂需要吸收能量
B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
C．在化学反应过程中反应物的总能量总是等于生成物的总能量
D．放热反应不要加热就能进行，吸热反应需要在加热的条件下才能进行
【基础达标】
2．下列说法正确的是(　　)
A．浓硫酸溶于水放出大量的热，是放热反应
B．碳酸钙受热分解的反应中生成物总能量高于反应物总能量
C．反应C(石墨)→C(金刚石)的Q＞0，则金刚石比石墨稳定
D．气态水比液态水稳定
【基础达标】
3．分别取50 mL 0.5 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的氢氧化钠溶液进行中和热测定实验。其装置如图所示，仪器A是环形玻璃搅拌棒，下列操作不正确的是(　　)
A．稍过量的氢氧化钠溶液是确保盐酸完全反应
B．向盛装盐酸的烧杯中小心缓慢地加入氢氧化钠溶液
C．实验时，用环形玻璃搅拌棒不断轻轻搅拌
D．在实验过程中，把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量氢氧化钠溶液的温度
4．氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量。在反应过程中，断裂1 mol H2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，断裂1 mol F2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol HF中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是(　　)
【基础达标】
A．Q1＋Q2＜2Q3 B．Q1＋Q2＞2Q3
C．Q1＋Q2＜Q3 D．Q1＋Q2＞Q3
【素养提升】
5．化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A．该反应每生成2 分子 AB(g)吸收(a-b) kJ能量
B．反应热Q＝(a－b) kJ·mol－1
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键，放出a kJ能量
6．合成氨工业中，合成塔中每产生2 mol NH3，放出92.2 kJ热量。
(1)若起始时向容器内放入2 mol N2和6 mol H2，达平衡后放出的热量为Q，则Q________(填“>”“<”或“＝”)184.4 kJ。
(2)已知
1 mol N—H键断裂吸收的能量等于________kJ。
【素养提升】
<　
+391