1.1.1 化学反应的热效应 课件 （共21张ppt）2024-2025学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

(共21张PPT)
化学反应的反应热
1.了解反应热的概念，能正确判断吸热反应和放热反应。
2.知道通过实验可定量测定反应热，掌握中和反应反应热测定的实验及注意事项。
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？
自热火锅
暖宝宝
燃料燃烧
铝热反应
体系与环境
环境
体系
环境：体系以外的其他部分
体系：人为划定的研究对象(物质系统)
物质交换
热量交换
热量：因温度不同而在体系与环境之间交换或传递能量
热量变化的原因？
反应物总能量高于生成物总能量为放热反应
思考：放热反应是否和点燃、加热、高温有必然关系？
宏观视角，物质具有的能量有高低：
反应物
能量
放出热量
放热反应
反应产物
反应物
能量
吸收热量
吸热反应
反应产物
反应物总能量低于生成物总能量为吸热反应
热量变化的原因？
旧键断裂吸收能量小于新键形成放出能量为放热反应
思考：典型的吸热反应和放热反应有哪些？
微观视角，反应过程中成断键的键能大小：
旧键断裂吸收能量大于新键形成放出能量为吸热反应
放热反应
①大多数 反应；
②所有的 反应；
③___________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。
化合
燃烧
酸碱中和
吸热反应
①大多数 反应；
②铵盐和碱的反应：Ba(OH)2·8H2O与 的反应；
③C和 的反应；
④少数化合反应。
⑤柠檬酸和NaHCO3反应
分解
NH4Cl
CO2或H2O(g)
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？
自热火锅
暖宝宝
燃料燃烧
铝热反应
反应热
反应热的概念
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称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。
反应吸热时Q取正值，即Q＞0；反应放热时Q取负值，即Q＜0。
符号：Q
反应热的测定
测定反应热的仪器——量热计
温度计：测量反应前后体系的温度
搅拌器：
使反应充分进行、保持体系的温度均匀
外筒：保温作用
内筒：反应容器
反应物
反应热的测定
计算方法：Q＝ 。其中C表示溶液及量热计的 ；T1、T2分别表示 。
－C(T2－T1)
热容
反应前和反应后体系的温度
Q＝－C·(T2－T1)或－c·m·(T2－T1)
c为水的比热容，
m为溶液的总质量
后者计算公式的适用前提是
稀溶液，溶液比热容近似为水
溶液可以无限程度的稀吗
太稀则温度变化不明显
T2 和 T1 分别是反应的什么温度？
T2 反应最高温度
T1 溶液前的初始温度（控制相同）
实验测定中和反应的反应热
（1）用一个量筒量取50 mL 0.5mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度T1。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
（2）用另一个量筒量取50 mL 0.55mol/L NaOH溶液，并调节温度使其与量热计中盐酸的温度相同。（或者取平均值亦可）
（3）把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液。待温度不再上升时，读取混合溶液的最高温度T2，记为终止温度。
（4）近似认为溶液比热容等于水比热容，根据溶液温度升高数值，计算此中和反应的反应热。取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
（5）用同样方法分别测定KOH溶液与盐酸反应、NaOH溶液与硝酸反应的反应热。
1.实验步骤——教材P3
注意：(1)取三次测量所得温度差的平均值
(2)T2 - T1若异常要舍去
实验次数 实验起始温度/℃ 终止温度/℃ 温度差/℃
HCl NaOH 平均值
1 20.5 20.5 20.5 23.9 3.4
2 20.6 20.4 20.5 23.8 3.3
3 20.5 20.5 20.5 23.8 3.3
4 20.5 20.5 20.5 25.8 5.3
水的比热容c＝4.18 kJ·K-1·kg-1，则50 mL 0.50 mol/L盐酸与 50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：Q= －c·(m1+m2)·(T2-T1)=__________________。
－ 0.418 × (T2-T1) kJ
HCl(aq) + NaOH (aq) ＝ H2O(l) + NaCl (aq)
0.025mol 0.0275mol 0.025mol Q= －0.418×(T2-T1)kJ
1mol 1mol 1 mol
思考：中和反应的反应热随着反应物用量变化而变化，当生成1mol H2O(l)时放热多少？
－0.418×(T2-T1) kJ×(1÷0.025) mol
2.数据处理
实验次数 实验起始温度 终止温度 /℃ 温度差 /℃ 反应热/kJ·mol-1
HCl NaOH 平均值
1 20.5 20.5 20.5 23.9 3.4 -56.8
2 20.6 20.4 20.5 23.8 3.3 -55.2
3 20.5 20.5 20.5 23.8 3.3 -55.2
实验次数 实验起始温度 终止温度 /℃ 温度差 /℃ 反应热
/kJ·mol-1
HCl KOH 平均值
1 20.5 20.5 20.5 23.9 3.4 -56.8
2 20.6 20.4 20.5 23.9 3.4 -56.8
3 20.5 20.5 20.5 24.0 3.5 -58.3
实验次数 实验起始温度 终止温度 /℃ 温度差 /℃ 中和热
/kJ·mol-1
HNO3 NaOH 平均值
1 20.5 20.5 20.5 23.9 3.4 -56.8
2 20.6 20.4 20.5 23.9 3.4 -56.8
3 20.5 20.5 20.5 23.8 3.3 -55.2
思考：为什么强酸强碱稀溶液发生中和时，生成1mol H2O(l)反应热近似相同？
在稀的水溶液混合前，这些强电解质已经完全电离，混合后，H+和OH－之间成键放出热量相近。
大量实验测得，在 25 ℃和101 kpa下强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol液态水时，约放出57.3kJ的热量。
中和热
定义：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时所释放的热量。
实质：H+ + OH－ = H2O Q=－57.3 kJ·mol-1
①稀溶液中，1 mol HCl 和1 mol Ba(OH)2反应
②稀溶液中，2 mol HCl 和1 mol Ba(OH)2反应
③稀溶液中，1 mol H2SO4 和1 mol Ba(OH)2反应
④稀溶液中，1 mol CH3COOH 和1 mol KOH反应
⑤稀溶液中，1 mol HCl 和1 mol NH3·H2O反应
⑥浓硫酸和NaOH溶液混合，反应生成1 mol H2O(l)
判断：下列物质在稀溶液中发生反应的中和热是否为-57.3 kJ/mol ？
是
是，中和热的数值和强酸强碱用量无关
否，测得的中和热数值偏大
否，测得的中和热数值偏小
否，测得的中和热数值偏小
否，测得的中和热数值偏大
思考：实验测定中和反应的反应热常常小于57.3 kJ，为了提高测定的准确度可以采取哪些措施 （提示：可从实验装置、试剂用量、实验操作三个角度考虑）
(2)都用稀溶液，避免浓溶液稀释、固体溶解带来的热量变化。采用碱稍过量的方法保证酸液完全被中和。
(5)重复上述步骤2次，取平均值使得测量温度差更准确。
(4)混合后立即盖上杯盖以减少热量损失，密切关注温度的变化，记录最高的温度。
试剂
操作
(3)温度计测完酸后用水冲洗干净，擦干。防止测定碱液时带入酸液中和放热
实验装置
(1)玻璃搅拌器（不传热）搅拌，保证溶液温度均匀等
1.在测定中和反应的反应热的实验中，下列叙述错误的是
A.向量热计中加入盐酸，搅拌后的温度为初始温度
B.实验中可使酸或碱略过量
C.向量热计中加碱液时，碱液的温度应与酸的温度相同
D.可以用氢氧化钾代替氢氧化钠，浓硫酸代替盐酸
D
2.已知断裂1 mol C—H吸收414.4 kJ热量，断裂1 mol C—C吸收347.4 kJ热量，形成1 mol C==C放出615.3 kJ热量，形成1 mol H—H放出435.3 kJ热量。乙烷分解的反应可表示为
若在反应中消耗了1 mol乙烷，则有关该反应的说法正确的是
A.该反应放出251.2 kJ热量 B.该反应吸收251.2 kJ热量
C.该反应放出125.6 kJ热量 D.该反应吸收125.6 kJ热量
D
3.反应A＋B―→C(Q＜0)分两步进行：①A＋B―→X(Q＞0)，②X―→
C(Q＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是
D
反应热与化学键的关系
Q＝ΔE1－ΔE2