1.1 课时1 化学反应的热效应 课件 (共18张PPT)2024-2025学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

(共18张PPT)
化学反应的反应热
第1章 化学反应与能量转化
1.认识化学能可以转化为热能，并能解释化学变化、能量变化的本质。
2.通过中和反应的反应热测定实验，明确反应热测定的原理、方法和注意事项。
任何一个化学反应，都既有物质变化，又有能量变化。
思考1：化学反应中的能量变化形式有哪些？
化学能
热能（主要） 光能 电能 机械能
放热反应
吸热反应
思考2：哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？
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
吸热反应、放热反应与反应条件无必然联系。
思考3：化学反应中能量变化的原因是什么？（化学反应的实质）
化学反应的实质：
旧键的断裂（吸收能量）和新键的形成（释放能量）
断裂旧化学键吸收的总能量＜形成新化学键释放的总能量
断裂旧化学键吸收的总能量＞形成新化学键释放的总能量
放热反应
吸热反应
(一)反应热
1、定义：
2、符号：
3、单位：
一、化学反应的反应热
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为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。
Q > 0，表示吸热；Q < 0，表示放热
J 或 kJ
反应热的数值可以通过实验测得，也可以通过理论计算求得。
反应热的理论计算
【练一练】SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则常温下1 mol硫单质与3 mol F2发生下列反应：
S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热Q＝ ，该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)
Q＝280 kJ＋3×160 kJ－330 kJ×6
－1220 kJ
放热
Q＝Σ反应物键能－Σ反应产物键能
键能：断裂1 mol化学键吸收的能量或形成1 mol化学键释放的能量。
反应热的实验测定
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
反应热的实验测定
想一想：
1、环形玻璃搅拌棒是怎样搅拌溶液的？
2、加入NaOH溶液时应分多次加入还是一次全部加入？
3、终止温度应记录溶液达到的最高温度还是最终温度？
1、要使用同一支温度计，这是因为不同温度计产生的系统误差不同。且测定一种溶液后必须洗净并用滤纸擦干，以便于下次测量。
2、实验动作要快，隔热和保温效果要好，以减少热量损失。
3、实验数据需重复测量2-3次，取温度差值的平均值。
注意事项：
Q ＝－cm ( 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c。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。
计算公式:
T：热力学温度 单位：K T(K)=t(℃) +273.15
起始温度t/ c 终止温度t/ c 温度差t/ c 温度差平均值t/ c
1 26.1 30.4
2 27.2 33.3
3 26.6 30.7
4 25.6 29.8
取50mL 0.5mol/L NaOH溶液和30mL 0.5mol/L H2SO4进行实验，实验数据如下：求反应放出的热量Q和中和热Q(中和热)。
4.3
6.1
4.1
4.2
4.2
误差大，舍
中和热：酸与碱的稀溶液发生中和反应，生成1mol液态水时所放出的热。
反应热的实验测定
反应热的实验测定
Q(中和热)=Q/n(H2O)
= -1.404kJ / 0.025mol = -56.2 kJ/mol
Q=-cm△T
= -4.18 kJ K-1 kg-1×4.2K×80g×10-3
= -1.404kJ
溶液的质量m=1g/mL3×(50+30)mL＝80 g
近似 a、认为稀溶液的密度、比热与水相同；
处理 b、忽略量热计的热容
温度差△T=4.2 K
H＋＋OH－===H2O
n(H＋)=0.03mol 过量 n(OH－)=0.025mol
常温下，液态H2O的比热：4.18 kJ K-1 kg-1
思考：
1.按照下列量完成中和反应反应热的测定实验
①50mL 0.5mol/L NaOH溶液和50mL 0.5mol/L HCl反应
②50mL 0.5mol/L NaOH溶液和30mL 0.5mol/L HCl反应
测得的反应热数值两者是否相同？中和热数值两者是否相同？
①n(OH－)=0.025mol n(H＋)=0.025mol n(H2O)=0.025mol
②n(OH－)=0.025mol n(H＋)=0.015mol n(H2O)=0.015mol
同一中和反应的反应热与酸碱的用量有关。反应生成水的量不同，反应热数值两者不相同；
但中和热数值两者相同。
思考：
2.按照下列量完成中和反应反应热的测定实验
①50mL 0.5mol/L NaOH溶液和50mL 0.5mol/L HCl反应
②55mL 0.5mol/L NaOH溶液和50mL 0.5mol/L HCl反应
测得的反应热数值两者是否相同？
①n(OH－)=0.025mol n(H＋)=0.025mol n(H2O)=0.025mol
②n(OH－)=0.0275mol过量 n(H＋)=0.025mol n(H2O)=0.025mol
常使稀碱溶液稍过量，可使中和反应进行彻底，所测反应热数值更准确。
生成的水的量相同，故反应放热相同。
　相同。
参加反应的物质都是强酸、强碱，它们在水中完全电离，中和反应的离子方程式都是H＋＋OH－===H2O，反应都在室温下进行，且参加反应的n(H＋)和n(OH－)都相同，所以反应热也相同。
思考：
3.用同体积、同浓度的KOH代替NaOH完成中和反应反应热的测定实验，用同体积、同浓度的硝酸代替盐酸完成中和反应反应热的测定实验，测得的反应热数值两者是否相同？
思考：
4.用浓硫酸代替稀硫酸完成中和反应反应热的测定实验，用同体积、同浓度的醋酸代替盐酸完成中和反应反应热的测定实验，测得的反应热数值两者是否相同？
信息：浓酸、浓碱稀释放热；弱电解质电离吸热
若用浓硫酸，由于浓硫酸和碱混合时因稀释而放热，造成反应放热偏多，测得的反应热的值偏小；
若用醋酸，由于弱酸在水溶液中不能完全电离，电离需要吸热，会导致反应放热偏小，测得的反应热的值偏大。
注意：
①强酸与强碱的中和热数值：57.3kJ/mol
（注意：弱电解质电离吸热）
②稀溶液（注意：浓硫酸稀释放热）
③生成1mol水（无其他难溶物生成）
（中和反应的实质是H+和OH—化合生成 H2O，若反应过程中有难溶物生成，这部分沉淀生成热会影响反应热的数值。）
大量实验测得，25 ℃和101 kPa下，强酸和强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol水时，放出57.3 kJ的热量。