(共28张PPT)
第一章
化学反应与能量
第一节
化学反应与能量的变化
课时1
焓变 反应热
学习目标
变化观念与微观探析:
了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式；
宏观辨识与变化观念:
了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念；
微观探析:
从微观化学键的变化进行ΔH的有关计算。
1
2
3
新知导入
断裂
形成
吸收
放出
新知讲解
1.反应热、焓变的概念
反应热
化学反应在一定条件下所释放或吸收的热量
焓
与内能有关的物理量，用符号“H”表示
ΔH
焓变
恒压条件下进行的化学反应的热效应（生成物与反应物的焓值差）
常用kJ·mol?1或kJ/mol表示
定义
符号
单位
新知讲解
2．吸热反应与放热反应
放热反应：反应物的总能量________生成物的总能量
吸热反应：反应物的总能量________生成物的总能量
大于
小于
新知讲解
2．吸热反应与放热反应
常见的放热反应、吸热反应
放热反应
吸热反应
①大多数化合反应
②所有燃烧反应
③酸碱中和反应
④金属与水或酸的置换反应
①大多数分解反应
②盐的水解
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和CO2或H2O(g)的反应
新知讲解
3．化学反应能量变化的原因
以H2(g)
＋
Cl2(g)
===
2HCl(g)反应的能量变化为例说明
化学键
反应中能量变化
1
mol
A—B化学键
反应中能量变化
H—H
吸收436
kJ
共吸收679
kJ
Cl—Cl
吸收243
kJ
H—Cl
放出431
kJ
共放出862
kJ
结论
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH＝－183
kJ·mol－1
新知讲解
3．化学反应能量变化的原因
(1)微观角度认识
ΔH＝Q1－Q2
Q1>Q2，ΔH>0，________反应
Q1吸热
放热
新知讲解
3．化学反应能量变化的原因
(2)宏观角度认识
课堂练习
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)所有的化学反应都伴有能量的变化，伴有能量变化的一定是化学反应。
( )
(2)化学反应的反应热一定是化学反应的焓变。( )
(3)不需加热的反应一定是放热反应。( )
(4)在一个化学反应中，当反应物的能量大于生成物的能量时，反应放热，ΔH为“—”。( )
×
×
×
√
课堂练习
2．下列说法正确的是( )
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．放热反应在常温下一定很容易发生
C．反应是放热还是吸热，可根据反应物和生成物所具有的总能量的相对大小判断
D．吸热反应在常温下一定不能发生
C
课堂练习
解析：
A项，放热反应也可能需要加热才能发生，如铝热反应；
B项，放热反应在常温下不一定容易发生，如C(s)与O2(g)在点燃条件下才能发生；
D项，吸热反应在常温下也能发生，如NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O晶体的反应。
课堂练习
3．化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是( )
A．每生成2个AB分子吸收(a－b)kJ热量
B．该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1
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
A—A和1
mol
B—B键，放出a
kJ能量
B
课堂练习
解析：
每生成2
mol
AB吸收(a－b)kJ热量，A项错误，B项正确；
由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，C项错误；
断裂1
mol
A—A和1
mol
B—B键，吸收a
kJ能量，D项错误。。
课堂练习
1．由图分析，下列说法正确的是( )
A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等
B．A→B＋C ΔH<0
C．A具有的焓高于B和C具有的焓的总和
D．A→B＋C ΔH>0，则B＋C→A ΔH<0
D
课堂练习
解析：
由图可看出，B和C的焓之和高于A的焓，则反应B＋C→A一定是放热反应，ΔH<0；
反之，A→B＋C的反应一定是吸热反应，ΔH>0。
根据能量守恒定律，两反应吸收和放出的能量一定相等。
误区警示
?1?物质发生化学反应一定伴随着能量变化，但伴随能量变化的物质变化不一定都是化学变化。如水蒸气变成液态水的过程放热，但该变化为物理变化。
?2?化学反应的能量变化主要表现为热量变化，但并不完全是热量变化，还有光能、电能等。
误区警示
?3?一个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无必然关系。有些放热反应需加热才能进行。
?4?破坏反应物中的化学键吸收的能量越小，说明反应物越不稳定，本身的能量越高。
?5?形成生成物的化学键放出的能量越多，说明生成物越稳定，本身的能量越低。
课堂总结
作业布置
作业布置
作业布置
作业布置
作业布置
作业解答
1.由图可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，故该反应为吸热反应。答案：A
2.铝片与稀盐酸的反应属于放热反应，A错误；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于非氧化还原反应，B错误；灼热的炭与CO2的反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应，C正确；甲烷在氧气中的燃烧反应属于放热反应，D错误。答案：C
3.由图像分析可知甲：E反应物>E生成物，反应放热，ΔH<0；乙：E反应物0。答案：CD
作业解答
4．
ΔH＝－546.3
kJ/mol，说明该反应是放热反应，A错；放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，B对；用键能求ΔH，ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，C项中应是2E(HF)，所以C错；H2和F2在黑暗处就能发生反应，所以D错。答案：B
5．(1)SiO2＋C＋N2→Si3N4＋CO，反应中碳元素的化合价由0升高到＋2，氮元素的化合价由0降低到－3。故反应中的还原剂是C，还原产物为Si3N4。
(2)该反应过程中，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，ΔH<0。答案：(1)C Si3N4 (2)放热 <
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第一章
化学反应与能量
第一节
化学反应与能量的变化
课时2
热化学方程式
中和反应反应热的测定
学习目标
模型认知与变化观念:
认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式；
科学探究与创新意识:
了解中和热的测定原理及注意事项。
1
2
新知导入
新知讲解
1.热化学方程式
能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式
表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化
概念
例
意义
表示在25
℃、101
kPa，1
mol
H2与1/2
mol
O2完全反应生成1
mol液态水时放出的热量是285.8
kJ
新知讲解
1.热化学方程式
新知讲解
2．中和热
稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成
1
mol
H2O时所释放的热量称为中和热
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
概念
热化学方程式
实验原理
通过一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得中和热。热量计算公式为Q＝cmΔt(c为比热容，m为溶液质量，Δt为前后温度差)。
新知讲解
2．中和热
实验仪器装置:
实验过程中，还需要的其他仪器有50
mL量筒(2个)
环形玻璃搅拌棒
温度计
新知讲解
2．中和热
实验步骤与数据测量:
(1)初始温度(t1)
测量方法是用一________量取50
mL
0.50
mol·L－1盐酸，倒入________中并测量其________；用另一_______量取50
mL
0.55
mol·L－1
NaOH溶液并用用蒸馏水洗净的温度计测量其_______，取两温度平均值为t1。
量筒
小烧杯
温度
量筒
温度
新知讲解
2．中和热
实验步骤与数据测量:
(2)终止温度(t2)
测量方法是把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的_______中，并把量筒中的____________一次倒入小烧杯中。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的__________，记录终止温度为t2。
盐酸
NaOH溶液
最高温度
新知讲解
2．中和热
实验步骤与数据测量:
(3)重复实验操作，记录每次的实验数据，取其平均值。
(4)实验数据处理
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1
g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4.18
J/(g·℃)。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是______________，中和热为
_________kJ·mol－1。
0.418(t2－t1)
kJ
课堂练习
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)热化学方程式既体现了物质变化又体现了能量变化。( )
(2)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183
kJ·mol－1表示1
mol
H2(g)和1
mol
Cl2(g)生成2
mol
HCl(g)放出的热量为183
kJ。( )
(3)中和热测定装置中碎泡沫塑料的作用是固定装置。( )
(4)将实验中50
mL盐酸改为60
mL盐酸，所测中和热变大。( )
×
×
√
√
课堂练习
2．下列说法不正确的是
( )
A．物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量
B．热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，不表示分子的个数
C．所有的燃烧反应都是放热的
D．热化学方程式中，化学式前面的化学计量数可以是分数
A
课堂练习
3．写出下列反应的热化学方程式
(1)1
mol
CO完全转化为CO2放出283
kJ的热量。
_____________________________________________________
(2)24
g
C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6
kJ热量。
____________________________________________________________________________________
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－566
kJ·mol－1
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.3
kJ·mol－1
课堂练习
4．在量热计中(如图所示)将100
mL
0.50
mol·L－1的CH3COOH溶液与100
mL
0.55
mol·L－1
NaOH溶液混合，温度从298.0
K升高到300.7
K，已知量热计的热容常数(量热计各部件温度每升高1
K
所需要的热量)是150.5
J/K，溶液密度均为1
g/mL，充分混合后溶液的比热容c＝4.184
J/(g·K)。
(1)CH3COOH的中和热ΔH＝________。
(2)CH3COOH的中和热的文献值为56.1
kJ·mol－1，你认为(1)中测得的实验值出现偏差可能的原因是__________________________。
课堂练习
解析：(1)根据题中所给信息可推算出酸和碱的物质的量，酸为0.050
mol，碱为0.055
mol，可知碱是过量的，应以酸的量计算，算出生成0.050
mol水时放出的热量，进而算出生成1
mol水时放出的热量，即可得出CH3COOH的中和热：
(2)本实验方法测得的CH3COOH的中和热数值小于文献值，原因可能有以下几个方面；①量热计的保温瓶绝热效果不好；②酸、碱溶液混合不迅速；③温度计不够精确等。
课堂练习
答案：(1)－53.3
kJ·mol－1
(2)①量热计的保温瓶绝热效果不好，②酸、碱溶液混合不迅速，③温度计不够精确等
课堂练习
6．下列有关中和热的说法正确的是( )
A．中和热的热化学方程式：H＋(l)＋OH－(l)===H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
B．准确测量中和热的实验过程中，至少需测定温度4次
C．环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小
D．若稀酸溶液中H＋与稀碱溶液中OH－的物质的量相等，则所测中和热数值更准确
C
课堂练习
解析：
A项，H＋和OH－不能用l符号，应该用aq，错误；
B项，每次实验中需要测量NaOH溶液的温度，盐酸的温度，和反应后的温度，一般实验要重复操作，所以至少6次，错误；
C项，铜容易导热，使热量损失，所以测量的中和热数值偏小，正确；
D项，当酸和碱中的H＋和OH－物质的量相等时，实验过程中稍有误差就不能确定产生水的量，一般都是有一种物质稍微过量，错误。
规律方法
误区警示
中和热测定时的注意事项：
(1)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5
mol·L－1)。
(2)操作时动作要快，尽量减少热量的损失，使用绝热装置，避免热量散发到反应体系外。
(3)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。
(4)
不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低。
(5)中和热的数值是57.3
kJ·mol－1，测定时与强酸、强碱的用量无关。
科学探究
中和反应反应热测定实验中产生误差的原因：
①装置方面：装置的隔热保温效果不好，造成实验过程中热量损失而引起误差。
②操作方面：a.实验过程中液体洒落到桌面上
b.混合酸、碱溶液时，动作缓慢
c.用温度计测量酸的温度后未清洗而直接去测量碱的温度
③读数方面：a.温度计的读数有误差
b.量取溶液体积时，读数有误差(俯视、仰视的问题)
课堂总结
必须在分子式后注明
热化学方程式与普通方程式的区别：
整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量
可以是整数也可以是分数，只表示物质的物质的量
表明了化学反应中的物质变化
不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化
原子守恒
原子守恒和能量守恒
普通化学方程式
热化学方程式
化学计量数
状态
不要求注明
ΔH
无
必须注明
意义
遵循规律
课堂总结
稀溶液
课堂总结
中和热的测定步骤：
作业布置
作业布置
作业布置
作业布置
作业布置
5．用50
mL
0.50
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。
回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是________。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
作业布置
(3)如果用60
mL
0.50
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”)，所求中和热______________________________
(填“相等”或“不相等”)。
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
作业解答
1．A项，未注明反应物，生成物的聚集状态，故错；B项，化学方程式书写错误，应为N2(g)＋O2(g)===2NO(g)，故错；C项，C与O2反应为放热反应，ΔH<0，故错。答案：D
2．在25
℃、101
kPa下，1
mol
C8H18燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为
×114
g＝5
517.6
kJ
答案：B
作业解答
3．A项，生成2
mol
H2O(l)，放出114.6
kJ热量；B项，氨水为弱碱溶液，NH3·H2O电离吸热，故放出热量小于57.3
kJ；D项，浓H2SO4溶于水放热，故放出的热量大于57.3
kJ。答案：C
4．(1)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－1
411
kJ·mol－1
(2)2Al(s)＋3/2O2(g)===Al2O3(s) ΔH＝－1
669.8
kJ·mol－1
作业解答
5．(3)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
水时放出的热量，与酸碱的用量无关，因而所求中和热数值相等。
(4)由于NH3·H2O电离时吸热，所以测得的中和热的数值偏小。
答案：(1)环形玻璃搅拌棒 (2)偏小 (3)不相等 相等 (4)偏小
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