1.1.1反应热 焓变 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1(共23张PPT)

(共23张PPT)
第一章 化学反应的热效应
第一节 第一课时
反应热、焓变
1．知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。
2．了解反应热与焓变的含义，了解化学能与热能的相互转化，等压条件下化学反应的反应热可以用焓变的表示。
3.知道中和反应反应热的测定方法。
课程目标
能量变化
物质
变化
基础
化学反应的特征
热能
电能
光能
……
吸收
释放
放热反应 吸热反应
①所有燃烧反应
②酸碱中和反应
③活泼金属跟水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化(食物腐败)
④大多数化合反应
①大多数分解反应
②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应
③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应， H2与CuO反应
④NaHCO3与盐酸的反应
【问题1】
你能列举常见的放热、吸热反应吗？
一个化学反应是放热反应还是吸热反应与条件（如加热）无任何关系。
【问题2】
如何定量描述化学反应中释放或者吸收的热量
体系(系统)：试管中的溶液及发生的反应等。(包括反应物、生成物、发生的反应)
环境：与体系相互影响的其它部分(如试管、空气等)
体系
环境
热量
反应热：
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。
体系
环境
热量
等温：指化学反应发生后,使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度,即反应前后体系的温度相等。
从能量角度分析，化学反应为什么会产生反应热？
内能：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。
宏观
焓(H)：与内能有关的物理量。
焓变（ H ）：
H＝ H生成物 — H反应物
单位： kJ/mol 或 kJ mol-1
焓变(ΔH)：等压条件下反应热等于反应的焓变，用ΔH表示。
H＝H(生成物）－ H(反应物）
放热反应
吸热反应
H
反应物
生成物
反应物
生成物
H ＜0
H ＞0
H
∑H (反应物）＞ ∑H(生成物）
∑H (反应物）＜ ∑H(生成物）
从能量变化的原因角度分析，化学反应为什么会产生反应热？
微观
吸收能量679 kJ
释放能量862 kJ
H ＝ 183 kJ/mol
任务二 探究化学反应中为什么会有反应热
微观分析
H＝∑E (反应物断键吸收的能量）－∑E (生成物成键放出的能量）
反应物
生成物
化学反应
键断裂
键生成
原子重新组合
吸收能量
放出能量
吸收能量 ＞ 释放能量 吸热反应
吸收能量 ＜ 释放能量 放热反应
探究化学反应中为什么会有反应热
拆开 1 mol H H键、1 mol N H键、1 mol N N键所需能量分别是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则1 mol N2(g)转化为NH3(g)时的反应热是多少？
＝ 946 kJ/mol + 3×436 kJ/mol 6×391 kJ/mol
＝ 92 kJ/mol
H(估算) ＝∑E (反应物键能）－∑E (生成物键能）
N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g) H＝
计算反应热
运用量热计直接测定反应热。
保温杯式量热计
反应热的测定工具
中和反应反应热的测定
1、反应原理：Q = CmΔt
Q：中和反应放出的热量。
m：反应混合液的质量。
C：反应混合液的比热容。
Δt：反应前后溶液温度的差值
温度计
玻璃
搅拌器
【实验测量步骤】
热量损失
高
【数据处理】
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
3.4
3.3
25.0
25.5
3.5
m = V酸ρ酸＋V碱ρ碱 V酸=V碱 =50 mL；
为了计算方便，可近似认为实验所用酸、碱稀溶液的密度与水的相
同，并忽略量热计的比热容。
ρ酸=ρ碱=1 g/cm3、C=4.18 J/(g·℃)。
Q =4.18 ×10-3 ×(50+50)(t2 - t1)kJ = 0.418(t2 - t1)kJ。
生成1 mol H2O放出的热量为：
kJ/mol
0.418(t2 - t1)
0.025
Q
n
=
n酸=0.025mol
n碱=0.0275mol
【思考讨论】
中和反应热测定实验中产生实验误差的原因有哪些？
【注意事项】
①实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时,使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后 ，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间后再记下读数。
②反应物应一次性迅速加入，且避免有液体溅出。
③实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。
④重复实验3次，取3次实验数据的平均值。
kJ/mol
0.418(t2 - t1)
0.025
Q
n
=
答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。
思考1：大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎纸条）的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？
思考2：为什么不用铁质搅拌棒？
铁与盐酸之间会发生反应，另外铁的导热性好，这样都会造成热量的损失。
思考3：温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？
答：因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使溶液的总质量增加，而导致实验结果误差。
思考4：实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？
答：为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。
不宜用盐酸过量：因为在空气中盐酸相对碱稳定，碱极易与空气中CO2反应，故如果盐酸过量，此时所用的碱很难保证完全与HCl反应
大量实验测得，在25℃和101kpa下强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol水时，放出57.3kJ的热量
弱酸弱碱稀溶液，因为电离吸热，故生成1molH2O放热 < 57.3 kJ
强酸强碱浓溶液，因为稀释放热，故生成1molH2O放热 >57.3 kJ
总结 反应热、焓、焓变的比较
反应热 焓变 焓
概念 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 化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之差 物质所具有的能量
符号 ΔQ ΔH H
单位 kJ/mol 数值 正值表示反应吸热；负值表示反应放热 只有正值
联系 反应热=焓变（等压）；ΔH=H(生成物)－H(反成物) 注意 焓变、焓、反应热代表的意义不同。 任何化学反应都有反应热。 物质三态之间变化的焓变不能叫反应热，反应热是化学反应的焓变。