1.1 课时1 化学反应的反应热 焓变 课件(共20张PPT) 2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

(共20张PPT)
第1节 化学反应的热效应 课时1
第1章 物质的性质与转化
1.理解反应热的定义，通过中和反应的反应热测定实验，明确反应热定量测定的原理和方法；
2.能从内能变化角度认识反应热、焓变。
联想·质疑
联想 · 质疑
铝粉和铁的氧化物反应
氯化铵与氢氧化钙的反应
化学反应几乎都伴随着热量的释放或吸收，而且在一定条件下，一个反应释放或吸收的热量是一定的。
那么，应如何定量地描述一个化学反应释放或吸收的热量呢？
一、化学反应的反应热
(1)定义：
当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量。
(2)符号: Q
Q＞0
Q＜0
反应吸热，体系能量升高
反应放热，体系能量降低
体系：研究对象（物质系统）
环境：体系以外的其他部分
环境
体系
(3)热化学:用实验方法和理论方法研究反
应热的化学分支称为热化学。
1.反应热
2.反应热的测定
(1)测定反应热的仪器——量热计:
使反应充分进行，体系的温度均匀
测定反应前后溶液的温度
保温作用
反应容器
(2)测定方法：
将反应物溶液加入到量热计内筒并迅速混合，搅拌，测量反应前后溶液温度的变化值，根据溶液及量热计的热容，计算此反应过程吸收或放出的热量。
Q ＝－C ( T2－T1 )
热容与比热
在不发生化学反应和物质聚集状态不变的条件下，物质吸收热量，温度每升高 1 K 时所吸收的热量称为该物质的热容。热容用符号 C 表示，其单位为 J·K-1。
纯物质的热容与其质量成正比。单位质量的物质的热容称为该物质的比热容，简称比热。比热的单位为kJ·K-1·kg-1。常温下，液态水的比热为 4.18 kJ·K-1·kg-1。
(3)计算公式:
联想·质疑
活动 · 探究
测定中和反应的反应热
1.向量热计内筒中加入1.0mol·L-1的盐酸100 mL，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T1。
2.向250 mL的烧杯中加入1.0 mol·L-1的NaOH溶液100 mL，调节其温度，使之与量热计中盐酸的温度相同。
3.快速地将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。
4.近似认为溶液的比热等于水的比热，根据溶液温度升高的数值计算此中和反应的反应热：
利用简易量热计按照以下步骤可测得室温下中和反应的反应热。
Q＝－4.18 kJ·K-1·kg-1 m(aq) ( T2－T1 )
水浴
也近似认为溶液的密度等于水的密度
思考与交流
Ⅰ.实验室中若无量热计，根据提供的下列用品，你能设计一个简易的量热计吗？
500mL烧杯、 100mL烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒、硬纸板、碎纸条
Ⅱ.实验测得的反应热的数值往往小于理论值，你认为可能的原因是什么？
a.量取溶液的体积有误差；
b.温度计的读数有误差；
c.实验过程中有液体洒在外面；
d.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致热量散失；
e.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而产生误差；
f.测定酸的温度后，温度计未用水清洗便立即去测碱的温度而引起误差。
Ⅲ.若其他条件不变，用同样的方法分别测定KOH溶液与盐酸反应、NaOH溶液与硝酸反应的反应热，测得的反应热的数值怎样变化？
反应实质：
H＋ ＋ OH－===H2O
相同
H＋和OH－的浓度相同，所用溶液的体积也是相同的
相同
反应条件：
反应都在室温下进行
相同
会改变，浓酸和浓碱溶液稀释会放热，弱酸弱碱电离吸热。
Ⅳ.若是其他条件不变，用醋酸代替盐酸或者用浓硫酸代替盐酸，测得的反应热的数值也不变吗？
旧知回顾：你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？哪些是吸热反应？
放热反应
吸热反应
①金属与酸或水的反应
②酸碱中和反应
③所有的燃烧反应
④缓慢氧化反应
⑤大多数化合反应
①大部分分解反应
②Ba(OH)2·8H2O 晶体与 NH4Cl晶体反应
③C与CO2反应生成CO的反应
④C与H2O(g)反应生成CO和H2
化学反应为什么会产生反应热？
微观：化学键的断裂和形成
宏观：反应物总能量与
生成物总能量的相对大小
二、化学反应的内能变化与焓变
1.内能
(1)定义：是体系内物质所含各种微观粒子的能量总和。
内能的大小受物质的种类、数量及聚集状态、体系的温度、压强等影响。
(2)符号: U
ΔU = U(反应产物)－U(反应物)
ΔU＜0
ΔU＞0
反应吸收能量
反应释放能量
ΔU
Q：反应热
W：功（如电能、光能、机械能等）
ΔU = Q + W
体系不做功
ΔU = Q
在科学研究和生产实践中，化学反应通常是在等压条件下进行。
在反应前后压强不变的条件下发生的化学反应称为等压反应。
2.焓：是物质所具有的能量，与内能有关的物理量（符号为H）。
焓的大小也取决于物质的种类、数量及聚集状态、体系的温度、压强的影响。
H = U + pV
等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变
反应物
焓(H）
Δ H ＜ 0
放热反应
反应产物
反应物
焓(H）
Δ H ＞ 0
吸热反应
反应产物
3.焓变（符号为ΔH）：生成物与反应物的焓值差
ΔH ＝ H(反应产物)－H(反应物) = Qp
单位：kJ/mol或kJ·mol-1
表示1mol
反应的焓变
[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:
△H= －184.6 kJ/mol
根据例1，写出下述反应的焓变。
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:
△H= +131.5 kJ/mol
注：“+”表示“吸热”；“－”表示“放热”。
“+”或“－”不能省略，单位必须标出。
1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)化学反应过程中一定伴随着能量的变化。(　　)
(2)反应热、焓变均指化学反应中的热量变化,单位为kJ或J。(　　)
(3)化学反应中反应物总能量一定大于反应产物总能量。(　　)
(4)反应A+B === C放热,则说明能量:A>B。(　　)
(5)化学反应的焓变和反应物及反应产物的内能有关，和反应条件无关(　　)
(6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热。 (　　)
【练一练】
2.下列关于反应ΔU的说法中,正确的是( 　)
A.ΔU>0时反应为放热反应 B.ΔU<0时反应为放热反应
C.ΔU=Q D.ΔU=ΔH
B
3.已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ,下列关系式中正确的是(　　)
A.Q1+Q2>Q3 B.Q1+Q2>2Q3
C.Q1+Q2D
4.下列变化为放热的化学反应的是(　　)
A.H2O(g) === H2O(l)
B.2HI(g) === H2(g)+I2(g)
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
5.化学反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的能量变化右上图所示：已知断裂1 mol N≡N键、1 mol N—H键分别需吸收946 kJ、391 kJ的能量。该反应为______反应(填“吸热”或“放热”，拆开1 mol H2中化学键所需能量为______ kJ，该反应的反应热ΔH＝_____________。
放热
436
－92 kJ·mol－1
Δ H=反应物键能和－生成物键能和
ΔH = 化学键断裂吸收的能量 － 化学键形成释放的能量
6.下列说法正确的是(　　)
A.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C.需要加热才能发生的反应均为吸热反应
D.一个化学反应中,当反应物总能量大于反应产物总能量时,反应放热,ΔH为“－”
D
化学反应的热效应
反应热
化学反应的内能
焓变
化学反应
定义
表示
测定
定义
表达式
定义
与内能、反应热的关系
吸热反应
放热反应