1.1.1反应热 课件（共29张ppt）化学人教版（2019）选择性必修1

(共29张PPT)
反应热
思考：化学反应带来了什么变化？
物质变化
能量变化
起飞重量约870吨
起飞推力超1000吨
液氢与液氧
煤油与液氧
火箭推进剂
一般选用化学推进剂它是由燃料和氧化剂组成的，反应后产生高温气体用于火箭推进。
能量变化
物质
变化
基础
热能
电能
光能
……
吸收
释放
化学反应的特征
问题一 如何定量描述化学反应中能量的变化？
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
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
环境
体系
体系与环境示意图
环境
体系
体系与环境示意图
T2
T1
体系与环境之间存在_______交换。
能量
因温度不同，
热量
问题一 如何定量描述化学反应中能量的变化？
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
等温条件下，化学体系向环境释放或从环境吸收热量。
称为化学反应的热效应（简称反应热）
注意：
等温含义：反应前后体系的温度相等
反应热的定义
问题二 如何测量化学反应的热量？
现代量热计
保温杯式量热计
用温度计测量反应前后体系的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热
Q ＝ c · m ·Δt
Q：中和反应放出的热量 m：体系的质量
C：体系的比热容 Δt：反应前后体系温度的差值
思考：测量哪些数据？
盐酸和NaOH的温度（取平均值）
反应后体系的温度（最高温度）
简易量热计示意图
【实验原理】
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
中和反应热的测定
简易量热计示意图
50 mL 0.50 mol/L的盐酸
50 mL 0.55 mol/L氢氧化钠溶液
简易量热计、量筒 （50 mL）两个、
温度计、玻璃搅拌器
保温、隔热、减少热量损失
【实验试剂】
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
中和反应热的测定
【实验仪器】
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。
反应物温度的测量
b. 量取50 mL 0.55mol/L NaOH溶液，用温度计测量其温度t2
防止残留的酸与碱反应，
导致测量的t2数据不准。
NaOH稍过量，确保盐酸完全反应、提高实验准确度。
【实验测量】
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
中和反应热的测定
（2）打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应体系的温度（t2)
反应后体系温度的测量
（3）重复上述步骤(1)至(2)两次。
【实验过程】
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
中和反应热的测定
（1）取盐酸温度和NaOH溶液温度的__________记为反应前体系的温度（t1） 。计算温度差（t2 - t1），将数据填入下表。
平均值
（2）取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
3.4
21.0
21.1
21.3
3.40
3.30
3.50
【数据处理】
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
中和反应热的测定
（2）取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
（3）根据温度差和比热容等计算反应热。
（4）实验数据处理
①为了计算简便，盐酸、氢氧化钠稀溶液的密度近似等于1 g·cm-3，故50ml盐酸的质量为____，50ml氢氧化钠溶液的质量为____,则溶液质量为___
②反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。
该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是_______________，
生成1mol H2O时放出的热量为 。
0.418（t2 - t1）kJ
0.418（t2 - t1）/ 0.025 kJ
计算： ( m1+m2 ) × c ×（ t2 - t1 ）/0.025
= 56.8 kJ
50g
50g
100g
中和反应热的测定
在25℃和101kPa下，
_________跟_______的______溶液发生中和反应生成_____________时所释放的热量为 57.3 kJ。
强酸
强碱
稀
1mol水
中和反应热
56.8
kJ
57.3
kJ
VS
你测的数据
资料上的数据
为什么产生误差？
①装置本身缺陷：
②实验操作：
③数据处理：
1.量取溶液的体积有误差（俯视读数）
2.温度计的读数有误（不是最高点）
3.实验过程中有液体洒在外面
4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差
量热计的保温绝热效果不好
采用近似值计算
酸碱溶液的比热容和密度均大于水
中和反应热的测定
【误差分析】
化学反应前后体系的内能(符号为U)发生了变化。
体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的凝聚状态等影响。
为了描述等压条件下的反应热，科学上引入了一个与内能有关的物理量——焓(符号为H)。
问题三 化学反应过程中为什么会产生反应热？
1) 放热反应
当体系放热时其焓减小，ΔH 为________，即ΔH_______。
负值
＜0
当体系吸热时其焓增大，ΔH 为________，即ΔH_______。
正值
＞0
2) 吸热反应
反应物
反应物
生成物
生成物
吸热反应
放热反应
宏观分析
焓变
①符号：ΔH
②单位：kJ/mol或kJ·mol-1
③规定：放热反应，体系焓减小，ΔH<0
吸热反应，体系焓增大，ΔH>0
在等压条件下进行的化学反应，反应热等于反应的焓变。
△H=H（生成物）-H（反应物）
注意：①ΔH必须带有 + 或 - ②ΔH单位 kJ/mol 必须标出。
化学反应
物质变化
反应物
生成物
旧化学键断裂
新化学键形成
能量变化
吸收能量
放出能量
热效应
差值
微观分析
化学反应的本质：
旧化学键的断裂 和 新化学键的形成
吸收能量
放出能量
能量
反应进程
反应物
生成物
E吸
E放
能量
反应进程
生成物
反应物
E放
E吸
放热反应 : ΔH<0
吸热反应 : ΔH>0
计算：ΔH =
反应物的总键能－生成物的总键能
键能：
一定条件下，1mol分子断键所吸收或者生成1mol物质所释放的能量
微观分析
25℃和101kPa下:
1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)分子的过程中：
断键吸收能量：
436 KJ + 243 kJ = 679 kJ
成键放出能量：
431 kJ + 431 kJ = 862 kJ
ΔH = -183 kJ/mol
问题四 研究化学反应的热效应有何意义？
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
常见放热反应
常见吸热反应
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
KMnO4
①所有燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属跟酸或水反应
⑤铝热反应
①大多数分解反应
②铵盐与碱的反应
③C与CO2或H2O的反应
④碳酸氢钠与盐酸的反应
吸热反应
放热反应
问题四 研究化学反应的热效应有何意义？
CH4(g)+H2O(g) = CO(g)+3H2(g) ΔH>0
反应吸收大量的热
如果不及时供应所需的热量，反应就不能顺利进行，甚至停止。
问题四 研究化学反应的热效应有何意义？
ΔH<0
选择工艺操作条件 保证生产的正常进行
反应放热。如果不设法将这些热量移走，反应器内的温度就会过高，不仅会烧毁催化剂，使产量降低，还可能发生爆炸事故。
问题四 研究化学反应的热效应有何意义？
反应热估算
键能估算
能耗
……
给吸热反应加热；
给放热反应及时转移热量；
热能循环利用。
热能的综合利用
工艺条件优化
理论分析
小结
化学反应热效应
表征
反应热
恒压反应热 = 焓变 ΔH
宏观
微观
原因
体系内能的变化
放热反应 ΔH <0
吸热反应 ΔH >0
断键吸热，成键放热
应用
热能利用
工艺操作
反应的可行性
ΔH(估算) = ∑E(反应物键能) -∑E(生成物键能)
选择反应条件