化学人教版（2019）选择性必修1 1.1反应热（共37张ppt）

(共37张PPT)
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第1课时 反应热及其测定
能量变化
物质
变化
热能
电能
光能
……
吸收
释放
基础
那么，如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量呢？
化学反应的特征
1.反应热
体系(系统)
试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系
被研究的物质系统
环境
盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境
与体系相互影响的其他部分
热量
化学反应的热效应
(反应热)
反应前后体系的温度相等
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
【研究盐酸与NaOH溶液的反应】
（1）敞开体系
体系与环境之间有物质交换，有能量交换的体系叫做敞开体系。
（2）封闭体系
体系与环境之间无物质交换，有能量交换的体系叫做封闭体系。
（3）孤立体系（隔离体系）
体系与环境之间无物质交换，无能量交换的体系叫做封闭体系。
2.中和反应反应热的测定
【测定原理】通过实验用温度计测定一定量的盐酸和NaOH溶液在反应前后的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热。
反应热计算公式：Q＝mcΔt
【说明】
Q：中和反应放出的_____；
m：反应混合液的_____；
c： 反应混合液的_______；
Δt：反应前后溶液_____的差值。
热量
质量
比热容
温度
【测定装置】
【实验步骤】
实验探究
【实验步骤】
能否用金属搅拌器替代玻璃搅拌器？
能否分多次加入？
实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系的温度 反应后体系的温度 温度差
盐酸 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t2－t1)/℃
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
【数据处理】
＝56.8 kJ
≈ 1.42 kJ
HCl(aq) + NaOH (aq) === H2O(l) + NaCl (aq) Q
0.025 mol 0.025 mol 0.025 mol
1 mol 1 mol 1 mol
1.42 kJ
？kJ
＝
Q＝mcΔt
(50+50)×4.18×3.4 = 1421.2 J
假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3
【思考和讨论】
1.在上述过程中，测得的数据小于57.3，分析产生误差的可能原因是什么？
（1）装置：
（2）操作：
（3）读数：
量热计隔热、保温效果不好
①温度计测量完酸没有洗涤并擦干
②酸和碱的混合速度过慢/分多次加入/洒落
③玻璃搅拌器搅拌不均匀等
温度计；量筒量取溶液时俯视读数
【思考和讨论】
2.在上述反过程中：
(1)若用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响？
(2)若用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响？
(3)若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反应反应热会产生什么影响？
1.体系与环境
2.反应热：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
3.中和反应反应热的测定：
（1）测定原理与装置
（2）实验步骤及注意事项
（3）数据处理与定量计算
（4）误差分析与实验改进
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第2课时 反应热与焓变
化学反应为什么会产生反应热？
体系
内能改变
产生
反应热
内能(U)是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。
1.焓与焓变
研究表明，等压条件下进行的化学反应(严格地说，对反应体系做功还有限定，中学阶段一般不考虑)，其反应热等于反应的焓变，用符号ΔH表示，常用单位 ： kJ/mol （或 kJ mol-1）。
等压
体系
内能改变
产生
反应热
反应热
焓(H)：与内能有关的物理量
焓变(ΔH)：
H ＝H生成物－H反应物
焓变
2.认识反应热的实质
H < 0
H > 0
宏观分析
H＝ H生成物－ H反应物
2.认识反应热的实质
微观分析
H
H
键断裂，吸收能量
436 kJ/mol
键形成，释放能量
436 kJ/mol
键能：25 ℃和101 kPa下，断开1 mol 气态分子AB(g)中的共价键，使其生成气态原子 A(g)和 B(g)所吸收的能量。
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
释放431 kJ/mol×2 mol＝862 kJ
吸收436 kJ + 243 kJ＝679 kJ
微观分析
2.认识反应热的实质
吸收能量679 kJ
释放能量862 kJ
反应热
H＝ 183 kJ/mol
H＝ 183 kJ/mol
放热反应
H＝E (反应物总键能)－E (生成物总键能）
实验测得与理论分析的数据接近，说明了什么？
H＝ 183 kJ/mol
键能估算
实验测得
H＝ 184.6 kJ/mol
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
实验测得与理论分析的数据
化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
2.认识反应热的实质
微观分析
E(反应物的总键能)
E(生成物的总键能)
E(反应物的总键能)
E(生成物的总键能)
H
H
H＝E (反应物总键能)－E (生成物总键能）
吸热反应
放热反应
1.内能(U)：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。
2.焓(H)：与内能有关的物理量。
3.焓变(ΔH)
（1）定义：生成物与反应物的焓值差，等压条件下反应热等于焓变。
（2）单位： kJ/mol （或 kJ mol-1）
（3）表示：放热反应：ΔH＜0 ； 吸热反应：ΔH＞0
（4）计算：
宏观： H＝ H生成物－ H反应物
微观： H＝E (反应物总键能)－E (生成物总键能）
基元反应、过渡态理论及活化能
基元反应
研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，往往要经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应。
过渡态理论
过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须要经过一个过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第3课时 热化学方程式
化学反应一般都有反应热。那么，我们应该如何表示化学反应的反应热呢？
1.热化学方程式的概念
【例】1mol气态H2和 mol气态O2反应生成 1mol气态H2O放出237.5 kJ的热量。
1
2
物质变化
能量变化
H2(g) + O2(g) H2O(g) H1＝ 241.8 kJ/mol
1
2
表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。
2.热化学方程式的书写
【思考1】
H2(g) + O2(g) H2O(g) H1＝ 241.8 kJ/mol
1
2
H2(g) + O2(g) H2O(l) H2＝
1
2
H
H2O(l)
ΔH2＝－285.8 kJ/mol
H2O(g)
ΔH1＝－241.8 kJ/mol
H2(g)＋ O2(g)
1
2
H2＝ 285.8 kJ/mol
注意：标注状态：固体(s)、液体(l)、气体(g)、溶液(aq)
2.热化学方程式的书写
【思考2】
H2(g) + O2(g) H2O(g) H1＝ 241.8 kJ/mol
1
2
H2＝+241.8 kJ/mol
H2O(g)
H1＝ 241.8 kJ/mol
H
H2(g)＋ O2(g)
1
2
1
2
H2O(g) H2(g) + O2(g)
H2＝？
H2 ＝+241.8 kJ/mol
注意：正逆反应的ΔH绝对值相等，符号相反
2.热化学方程式的书写
【思考3】
H2(g) + O2(g) H2O(g) H1＝ 241.8 kJ/mol
1
2
2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) H2 ＝？
H2＝ 483.6 kJ/mol
注意： 1.化学计量数不表示分子数，仅表示物质的量。
（可以是整数，也可以是分数）
2. H 数值与化学计量数相对应。
2.热化学方程式的书写
【思考4】
阅读教材P9，思考：ΔH 中的单位mol-1代表什么含义？
2.热化学方程式的书写
【思考5】
H2(g) + I2(g) 2HI(g) H＝ 9.48 kJ/mol
25 oC 101kPa
H2(g) + I2(g) 2HI(g) H＝ 14.9 kJ/mol
100 oC 101kPa
注意：1.反应时的温度和压强不同，其 H也不同
2.若反应在25 oC、101 kPa进行，该条件可省略，
其他温度和压强必须注明
书写热化学方程式还需要注意什么
归纳总结：热化学方程式的书写要求
注明反应的温度、压强(250C ，101kPa时可不注明)
注明各物质的状态(s、l、g、aq) ，化学式相同的同素异形体要注明状态和名称
化学计量数不表示分子数或原子个数，仅表示物质的量(可以是整数，也可以是分数)
热化学方程式一般不要写反应条件，包括“↑”“↓”
2.热化学方程式的书写
由于ΔH与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与 ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反
可逆反应热化学方程式中“ H”表示反应完全进行时的的焓变值。
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第4课时 燃烧热
我们知道物质燃烧都会放出热量，那么不同物质燃烧放出的热量一样吗？如何比较不同物质的燃烧的热效率呢？
柴草
煤
液化石油气
天然气
家用燃料的变迁
【指定产物】碳元素变为CO2(g) 、氢元素变为H2O(l)、
硫元素变为SO2(g)、 氮元素变为N2(g)等
1.燃烧热
1.定义：101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，单位为kJ/mol。
H2(g) + O2(g) H2O(l) H2＝ 285.8 kJ/mol
1
2
H2(g) + O2(g) H2O(g) H1＝ 241.8 kJ/mol
1
2
2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) H2＝ 483.6 kJ/mol
2.表述方式：文字叙述：燃烧热，用正值； H表示，加“-”
燃烧热的热化学方程式正误判断
“一看”可燃物的化学计量数是否为1。
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物。
“三看”ΔH的数值和单位是否正确。
方法提升
2.燃烧热的热化学方程式
【例】250C ，101kPa ，8 g CH4完全燃烧，放出445.0 kJ热量，
写出该条件下 CH4 燃烧热的热化学方程式。
CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l) H＝ 445.0 kJ/mol
1
2
1
2
CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) H＝ 890 kJ/mol