第一章 第一节　第1课时　反应热　焓变 课件 (共58张PPT) 高中化学 人教版（2019） 选择性必修1

(共58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　焓变
一　反应热及其测定
01
体系
环境
释放
吸收
1.体系(系统)与环境
被研究的物质及发生的反应等看作一个反应体系,简称　　　　(又称系统);与体系相互影响的其他部分看作　　　　。
2.反应热
在等温条件下,化学反应体系向环境　　　　或从环境　　　　的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
温度变化
比热容
盐酸完全被中和
3.中和反应反应热的测定(以稀盐酸与稀NaOH溶液反应为例)
(1)测定原理
通过简易量热计测得体系在反应前后的　　　　　　,再利用有关物质的　　　　　等来计算反应热(注:为了保证　　　　　　　　　　　,采用稍过量的NaOH溶液)。
(2)实验装置及步骤
实验装置:
最高
实验步骤:
①测量反应物的温度,记录反应前体系的温度为t1(℃)(取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值),记录所使用酸的质量为m1 g,所使用碱的质量为m2 g;
②测量反应后体系的温度,记录反应后体系的　　　　温度为t2(℃);
③重复步骤①至步骤②两次;
57.3
④数据处理:取三次测量所得温度差的平均值进行计算(为方便计算,可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同,并忽略量热计的比热容),反应后溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃),则生成1 mol H2O时放出的热量为 kJ。
大量实验测得,在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放出　　　　 kJ的热量。
×
×
×
×
×
1.中和热的测定实验中,可分多次把氢氧化钠溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中。(　　)
2.玻璃搅拌器可用铁丝制作的搅拌器代替。(　　)
3.在25 ℃和101 kPa下,1 mol稀硫酸与足量NaOH溶液反应放出57.3 kJ热量。(　　)
4.用不同的酸和不同的碱进行实验,测定所得中和热的数值一定不相同。(　　)
5.为减小温度测定时的误差,酸碱混合后立即测定初始温度(t1),当温度达到最大值时,立即测定终止温度(t2)。(　　)
1.大量的实验测得,298 K和101 kPa下,强酸和强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol液态水时,放出57.3 kJ的热量。测得的数据小于57.3,分析产生误差的可能原因是什么
提示:
实验装置 对比实验装置

2.分析甲、乙两套装置,回答下列相关问题。
(1)用50 mL 0.5 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的NaOH溶液在如图所示的装置中分别进行中和反应反应热的测定,测定的结果是否相同 为什么
提示:(1)不相同。因为乙装置中没有保温措施,会导致反应产生的热量散失,使反应前后温度变化量的测量值不准确。
(2)对比上述两套实验装置,你认为在中和反应反应热的测定中必须要注意什么问题
提示: (2)中和反应反应热的测定过程中必须注意的问题是保温。
(3)本实验中常用稍过量的NaOH溶液,原因是保证盐酸能够完全被中和。如果在反应中因为有放热现象,而造成少量HCl挥发,则测得的中和热的值偏大还是偏小 为什么
提示: (3)偏小。因为有放热现象导致少量HCl在反应中挥发,减少了参与反应的HCl的量,故测得的中和热的值会偏小。
D
1.如图是某兴趣小组组装的中和热测定装置,分别取40 mL 0.50 mol·L-1盐酸与40 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液进行中和热的测定。下列说法错误的是(　　)
A.稍过量的氢氧化钠是为了确保盐酸完全反应
B.仪器A的名称是玻璃搅拌器
C.在测定中和热的每次实验中,至少需要测定并记
录3次温度
D.用浓硫酸和浓Ba(OH)2溶液代替盐酸和氢氧化钠溶液,其结果也是相同的
D
2.下列反应中放出57.3 kJ热量的是(　　)
A.1 mol稀H2SO4与足量NaOH溶液反应
B.稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2O(l)
C.浓H2SO4与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)
D.稀盐酸与稀氢氧化钡溶液反应生成1 mol H2O(l)
二　反应热与焓变
02
温度
压强
物质的聚集状态
内能
ΔH
kJ/mol
kJ·mol-1
H(生成物)－H(反应物)
1.焓
(1)内能:体系内物质的各种能量的总和,受　　　　、　　　　和
　　　　　　　　等影响。
(2)焓:与物质　　　　有关的物理量,符号:H。
2.焓变
(1)含义:在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　　　　表示,常用单位是　　　　(或 　　　　)。ΔH=　 。
放热反应 吸热反应

反应体系放热,其焓减小,ΔH为负值 反应体系吸热,其焓增大,ΔH为正值
(2)焓变与放热反应、吸热反应的关系
3.从微观角度讨论反应热的实质
(1)实例分析:以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例。
436
243
862
－183 kJ/mol
化学键 反应中能量变化
断裂或形成1 mol化学键的能量变化 断裂或形成化学键的总能量变化
H—H 吸收 　　　　 kJ 共吸收679 kJ
Cl—Cl 吸收 　　　　 kJ
H—Cl 放出431 kJ 共放出　　　　 kJ
结论 H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH=　　　　　
E1>E2 ΔH>0 　　　　反应
E1E1－E2
吸热
放热
(2)反应热(ΔH)的实质
ΔH=　　　　　　　。
×
√
√
√
1.物质发生化学反应一定伴随着能量变化,伴随能量变化的物质变化一定都是化学变化。(　　)
2.放热反应有的需要加热才能进行,有些吸热反应常温下即可进行。
(　　)
3.焓变的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等有关。
(　　)
4.比较热量的多少是比较绝对值,而比较焓变的大小则是比较代数值(包含正负号)。(　　)
D
1.下列反应中生成物的总能量大于反应物的总能量的是(　　)
A.氧化钙溶于水
B.乙醇燃烧
C.铝粉与氧化铁粉末反应
D.碳酸钙受热分解
符合题目要求的应该是吸热反应,A、B、C均为放热反应,D为吸热反应,故选D。
A
2.已知化学反应A2(g)+B2(g) ===2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列说法正确的是(　　)
A.该反应的ΔH=+(a-b) kJ·mol-1
B.1 mol A2(g)与1 mol B2(g)反应生成2 mol AB(g),
吸收b kJ能量
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1 mol A2(g)中A—A和1 mol B2(g)中B—B,放出a kJ能量
由图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应为吸热反应,即ΔH=+(a-b) kJ·mol-1,故A正确、C错误;1 mol A2(g)与1 mol B2(g)反应生成
2 mol AB(g)吸收的能量为(a-b) kJ,故B错误;断键需要吸收能量,故断裂
1 mol A2(g)中A—A和1 mol B2(g)中B—B,吸收a kJ能量,故D错误。
共价键 H—H F—F H—F H—Cl H—I
E/(kJ·mol-1) 436 157 568 431 298
D
3.常温下,1 mol化学键形成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息,判断下列说法不正确的是(　　)
A.431 kJ·mol-1>E(H—Br)>298 kJ·mol-1
B.表中最稳定的共价键是H—F
C.H2(g)―→2H(g) ΔH=+436 kJ·mol-1
D.H2(g)+F2(g) ===2HF(g)　ΔH=-25 kJ·mol-1
由题表中数据知,氟、氯、碘的氢化物键能逐渐减小,故431 kJ·mol-1
>E(H—Br)>298 kJ·mol-1,A项正确;题表中共价键H—F的键能最大,即共价键H—F最稳定,B项正确;共价键断裂要吸收能量,即H2(g)―→2H(g) 　ΔH=+436 kJ·mol-1,C项正确;反应H2(g)+F2(g) ===2HF(g)的反应热ΔH=(436+157-2×568) kJ·mol-1=-543 kJ·mol-1,D项不正确。
焓变的两种计算方法
(1)根据物质具有的焓计算:
ΔH=H(总生成物)-H(总反应物)。
(2)根据化学键键能来计算:
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的总能量。
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A
本节训练
题组一　反应热及其测定
1.下列变化中属于吸热反应的是(　　)
①液态水汽化　②CaCO3高温分解　③CO2(g)+C(s)2CO(g)　
④Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合　⑤C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　⑥Al与盐酸反应
A.②③④⑤　　　　　　 B.①②③④⑤
C.①②④⑥ D.①④⑤
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①液态水汽化为物理变化,不是吸热反应,也不是放热反应;②CaCO3高温分解属于分解反应,为吸热反应;③CO2(g)+C(s)2CO(g)、
⑤C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)属于以C为还原剂的吸热反应;
④Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合,为吸热反应;⑥Al与盐酸反应为放热反应。
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C
2.下列有关中和反应的反应热测定实验的说法正确的是(　　)
A.取用等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液发生反应
B.可以用铁片盖住烧杯口
C.温度计每次用后,要用水冲洗干净
D.记录不再变化的温度为终止温度
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在中和反应的反应热测定实验中,为保证一方完全反应,往往需要另一方过量,则不能取用等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液发生反应,故A错误;金属的导热性好,易造成热量散失,应该用硬纸板盖住烧杯口,故B错误;用温度计测完酸(或碱)溶液的温度后,要用水冲洗干净并擦干,将温度计冷却回零后,再测定碱(或酸)溶液的温度,故C正确;实验记录的最高温度为终止温度,而不是不再变化的温度,故D错误。
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3.在25 ℃和101 kPa下,我们将强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量称为中和热。已知在25 ℃、101 kPa下,稀溶液中强酸和强碱每生成1 mol水放出57.3 kJ的热量。如图是某化学小组组装的中和热简易测定装置,回答有关问题。
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11.46
(1)用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应,能放出　 　kJ热量。
(1)根据中和热的含义:H+(aq)+OH-(aq) ===H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,所以0.1 mol Ba(OH)2配成的稀溶液与足量稀硝酸反应时生成0.2 mol H2O(l),放出的热量为11.46 kJ。
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搅拌,使溶液充分混合
(2)如图装置中仪器A的作用是_________________________________。

(2)由实验装置图知,A为玻璃搅拌器,作用是搅拌,使溶液充分混合。
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实验中不可避免地有少量热量损失
(3)若通过实验测定中和热的ΔH,其结果常常大于-57.3 kJ·mol-1,其原因可能是　 。
(3)在测定中和热的实验中,减少热量损失是实验的关键,而在实验中会不可避免地有少量热量损失,导致测得的数值常常大于-57.3 kJ·mol-1。
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偏小
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替Ba(OH)2溶液进行上述实验,测得中和热的数值会　　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)用氨水代替Ba(OH)2溶液,会使测得的中和热数值偏小,因为氨水(NH3·H2O)是弱碱,电离时需吸收热量。
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D
题组二　反应热与焓变
4.下列关于反应热与焓变的理解正确的是(　　)
A.任何条件下,化学反应的焓变都等于反应热
B.放热反应的ΔH>0,吸热反应的ΔH<0
C.所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测量
D.生成物的总焓大于反应物的总焓时,ΔH>0
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只有在恒压条件下进行的化学反应,反应热才等于焓变,A错误;放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0,B错误;有些化学反应的反应热不能通过实验直接测量,C错误;生成物的总焓大于反应物的总焓时,说明反应吸热,D正确。
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B
5.已知:C(石墨,s) ===C(金刚石,s)　ΔH>0;
P(白磷,s) === P(红磷,s) 　ΔH<0。
根据上述信息推论正确的是(　　)
A.前者为放热反应
B.红磷的能量比白磷低
C.金刚石比石墨稳定
D.上述变化都为物理变化
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依据热化学方程式可知石墨转化为金刚石是吸热反应,A错误;白磷转化成红磷是放热反应,则红磷的能量低于白磷,B正确;石墨转化为金刚石是吸热反应,则金刚石的能量高于石墨,说明金刚石不如石墨稳定,C错误;同素异形体之间的转化是化学变化,不是物理变化,D错误。
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6.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系:
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A
据此判断下列说法正确的是(　　)
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C.①S(g)+O2(g) ===SO2(g);②S(s)+O2(g) ===SO2(g),放出热量:①<②
D.CO(g)+H2O(g) ===CO2(g)+H2 (g),该反应为吸热反应
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由题图可知,金刚石所具有的能量比石墨高,因此石墨转变为金刚石是吸热反应,故A项正确;由题图可知,红磷所具有的能量比白磷低,因此红磷更稳定,故B项错误;对同一种物质而言,气态时所具有的能量比固态时所具有的能量高,即S(g)所具有的能量大于S(s),放出热量应该为①>②,故C项错误;由题图可知,CO(g)和H2O(g)所具有的总能量高于CO2(g)和 H2 (g)所具有的总能量,因此反应CO(g)+H2O(g) ===CO2(g)+ H2(g)为放热反应,故D项错误。
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7.H2与O2、F2均能发生反应,如图为H2与F2发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。
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吸收
放出
请回答下列问题:
(1)完成转化Ⅰ、Ⅱ　　　　(填“吸收”或“放出”,下同)能量,完成转化Ⅲ
　　　　能量。
(1)断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量。Ⅰ、Ⅱ是断裂化学键,因此是吸收能量,Ⅲ是形成化学键,因此是放出能量。
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A
(2)H2和F2反应的能量变化图可用　　　　(填“A”或“B”)表示。
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(2)由图计算可知,H2和F2生成HF的反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故选项A正确。
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化学
热
(3)H2在O2中燃烧的过程主要是　　　　能转化为　　　　能的过程。

(3)氢气在氧气中燃烧是放热反应,主要是化学能转化为热能的过程。
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化学键 键能/(kJ·mol-1)
H—H 436
N—H 391
N≡N 946
C
综合强化
8.工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),已知下列化学键的键能(断裂或形成1 mol 化学键时所吸收或放出的能量):
下列说法正确的是(　　)
A.该反应为吸热反应
B.该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量
C.反应热ΔH=-92 kJ·mol-1
D.生成1 mol NH3(g)放出92 kJ热量
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在反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)中,1 mol N2(g)参加反应,断键共吸热946 kJ·mol-1+436 kJ·mol-1×3=2 254 kJ·mol-1,成键共放热391 kJ·mol-1×6=2 346 kJ·mol-1,由于放出热量>吸收热量,故该反应放热,放热反应的反应物的总能量高于生成物的总能量,A、B项错误;1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)的反应热为ΔH=-(2 346-2 254) kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1,C项正确;由C项分析可知,生成2 mol NH3(g)时放出92 kJ热量,则生成1 mol NH3(g)时放出的热量为92 kJ×=46 kJ,D项错误。
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9.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图所示为N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)的过程中的能量变化,下列说法中错误的是(　　)
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A.1 mol N2(g)与1 mol O2(g)反应吸收的能量为180 kJ
B.1 mol N2(g)与1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
C.通常情况下,N2(g)与O2(g)混合不能直接生成NO(g)
D.数据不足,不能确定反应热的大小
答案:D
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ΔH=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量,
N2(g)+O2(g) ===2NO(g)　ΔH=(946+498-2×632) kJ·mol-1=+180 kJ·mol-1,A正确、D错误;吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量,B正确;
N2(g)与O2(g)混合不能直接生成NO(g),需在放电或高温的条件下反应才能发生,C正确。
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10.50 mL 0.5 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热
(在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成
1 mol H2O时所释放的热量称为中和热)。
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玻璃搅拌器
回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃用品是　　 　　。
(1)在测定中和热时,需使用玻璃搅拌器搅拌,加快反应速率。
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减少实验过程中的热量损失
偏大
(2)烧杯间填满碎纸片的作用是________________________________。
若大烧杯上不盖硬纸板,求得的ΔH　 　(填“偏大”“偏小”或“无影响”) 。
(2)实验中在烧杯间填满碎纸片和在大烧杯上盖上硬纸板目的都是尽可能减少热量损失,否则会使测得的ΔH偏大。
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不相等
相等
(3)实验中若改用60 mL 0.5 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量　　　　(填“相等”或“不相等”,下同),所测得的中和热　　　　。

(3)实验中反应的酸碱含量增多,放出的热量也增多,但中和热不变,因为中和热是指在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量,与强酸强碱的用量无关。