人教版 选择性必修1 化学反应原理 第1课时 反应热 焓变(02).pptx
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1、INNOVATIVE DESIGN 第一节反应热 第1课时反应热焓变 第一章化学反应的热效应 【课程标准要求】【课程标准要求】 1.知道内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强、物质聚集状态的知道内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强、物质聚集状态的 影响。影响。 2.认识化学能与热能的相互转化,恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓认识化学能与热能的相互转化,恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓 变表示。变表示。 3.能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学变化中能量变化的本质。能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学变化中能量变化的本质。 新知自主预习 课堂互动探究 课
2、时训练 目 录 CONTENT S / / / 课堂小结即时达标 / 目录 1 新知自主预习 新知自主预习 目录 创新设计 (1)体系与环境 研究反应热时,需要明确体系和环境。以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例: 一、反应热及其测定一、反应热及其测定 1.体系与环境、反应热体系与环境、反应热 体系(又称_)包括试管中的NaOH溶液、 盐酸及发生的反应等。 环境是指与体系相互影响的其他部分,如盛溶 液的_和溶液之外的空气等。 系统 试管 新知自主预习 目录 创新设计 定义 在_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。 测定方法 许多反应热可以通过_直接测
3、定。在反应前后,若环境的温度没有变化, 则反应放出的热量会使体系的温度升高,可以根据测得的体系的_变化 和有关物质的比热容等来计算反应热。 (2)反应热 等温释放 吸收 量热计 温度 新知自主预习 目录 创新设计 (1)测定原理及数据处理 2.中和反应反应热的测中和反应反应热的测定定 NaClH2O 平均温度 最高温度 mct 4.18 新知自主预习 目录 创新设计 (2)实验结论 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1 mol 水时, 放出_ kJ的热量。 57.3 新知自主预习 目录 创新设计 判断下列描述的正误,正确的打“”,错误的打“”。 (1)对于烧杯中
4、锌粉与稀硫酸的反应,烧杯和稀硫酸可看作环境() (2)锌和稀硫酸反应导致体系温度升高,且向环境中释放热量() (3)锌和稀硫酸反应的反应热可以通过量热计测量() (4)中和反应的反应热的测定结果与所用酸碱的种类无关() 【微自测】【微自测】 新知自主预习 目录 创新设计 内能是体系内物质的各种_的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等 影响。化学反应中产生反应热是由于化学反应前后体系的_ (U)发生了 变化。 二、反应热与焓变二、反应热与焓变 1.内内能能 能量 内能 新知自主预习 目录 创新设计 (1)焓 焓是为了描述等压条件下的反应热,科学上引入的一个与_有关的物理量, 符号是_。 (2)焓
5、变 研究表明,在等压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变,用符号 _表示,常用单位是_。其数学表达式H _。 2.焓和焓焓和焓变变 内能内能 H H kJ/mol H生成物 生成物 H反应物 反应物 新知自主预习 目录 创新设计 (3)焓、焓变与放热反应、吸热反应的关系 反应类型放热反应吸热反应 图像 焓变 (H) H为“”,即H_0,反 应体系对环境_,其焓 _ H为“”,即H_0,反 应体系从环境中_,其焓 _ 放热 减小 吸热 增大 新知自主预习 目录 创新设计 A.反应热是1 mol物质参加反应时的能量变化 B.当反应放热时H0,反应吸热时H0 C.任何条件下,化学反应的焓变都
6、等于化学反应的反应热 D.在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物 的焓值差决定 【微自测】【微自测】 2.下列说法正确的是() D 新知自主预习 目录 创新设计 解析解析在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量叫反在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量叫反 应热,此时参加反应的物质的物质的量不一定是应热,此时参加反应的物质的物质的量不一定是1 mol,故,故A错误;当反应错误;当反应 放热时放热时H0,反应吸热时,反应吸热时H0,故,故B错误;在等压条件下,反应的错误;在等压条件下,反应的 H(焓变焓变)等于反应热,故等于反应热,故C错
7、误;对于一个化学反应,生成物与反应物的错误;对于一个化学反应,生成物与反应物的 焓值差即焓变决定了反应是吸热还是放热,故焓值差即焓变决定了反应是吸热还是放热,故D正确正确。 目录 课堂互动探究 2 二、反应热与体系的焓、化学键的关系 一、中和反应反应热的测定 三、放热反应与吸热反应 微专题化学反应中的能量变化图知识技能型(教师独具) 课堂互动探究创新设计 目录 一、中和反应反应热的一、中和反应反应热的测测定定 1.测定原理: 通过量热计测量一定量的酸、碱溶液在反应前后的温度变化和有关物质的 比热容计算反应放出的热量,由此求得中和反应反应热。 【活活动探动探究究】 课堂互动探究创新设计 目录 2
8、.实验装置: 课堂互动探究创新设计 目录 3.实验测量: (1)反应物温度的测量。 用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸,打开杯盖,倒入量热计的内筒中,盖 上杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗 干净;擦干备用。 用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,用温度计测量并记录 NaOH溶液的温度。 课堂互动探究创新设计 目录 (2)反应后体系温度的测量。 打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒中,立即盖上杯 盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为 反应后体系的温度(t2)。 (3)重复上述步骤(1
9、)至步骤(2)两次。 课堂互动探究创新设计 目录 1.测定NaOH溶液的温度前,温度计上的盐酸为什么要用水冲洗干净? 提示:测定NaOH溶液的温度时,若温度计上沾有盐酸,二者反应放出热 量,测得NaOH溶液的温度偏高。 2.实验中为何使用0.55 mol/L NaOH溶液与0.50 mol/L盐酸反应,而不是选用 0.50 mol/L的NaOH溶液? 提示:碱过量的目的是保证盐酸完全反应。 课堂互动探究创新设计 目录 3.实验装置中的玻璃搅拌器能否用铜质搅拌器代替?能否用醋酸代替盐酸或 用氨水代替NaOH溶液?其对实验结果有何影响? 提示:不能用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器,原因是铜的导热性能好,
10、会造 成实验过程中热量的损失。不能用醋酸代替盐酸、氨水代替NaOH溶液, 原因是弱酸、弱碱电离吸热,使测得中和反应反应热的数值偏小。 课堂互动探究创新设计 目录 1.中和中和热热 (1)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时放出的热量叫做中和热。 (2)概念理解 强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应,生成1 mol H2O时中和热都是 57.3 kJ;若用浓溶液或固体,还有溶解热,放出热量增多。 若用弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱),由于弱酸或弱碱电离要吸热,则 放出热量减小。 【核心归纳核心归纳】 课堂互动探究创新设计 目录 2.中和热的测中
11、和热的测定定 课堂互动探究创新设计 目录 (2)数据处理 忽略错误实验数据,取其他实验数据的平均值作为计算依据。 计算中和反应的反应热: 为了计算简便,近似地认为实验所用酸、碱溶液的密度和比热容都与水相同, 并忽略实验装置的比热容。 50 mL 0.50 mol/L盐酸的质量m150 g, 50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液的质量m250 g。 课堂互动探究创新设计 目录 课堂互动探究创新设计 目录 (3)注意事项 操作要快、隔热效果要好,以确保热量尽可能少散失。 玻璃搅拌器不能用易导热的金属制品代替,防止热量通过金属传导而散失。 搅拌时,要轻轻搅动,防止碰碎温度计。 测量酸、碱、
12、混合溶液的温度时,要使用同一支温度计,且数据稳定后再 记录下最高温度。测量酸液的温度后,在测量碱液之前,要洗净温度计上的 酸。 课堂互动探究创新设计 目录 测量温度时,水银球要处于溶液中间,不能接触烧杯壁或烧杯底部,不能 将温度计当玻璃搅拌器使用。 为了保证实验中盐酸完全反应,使用的NaOH溶液稍过量,计算中和热时 按酸计算。 为保证实验结果的准确性,重复实验23次,取其平均值作计算依据。 课堂互动探究创新设计 目录 发生中和反应时,由于所用的酸和碱的强弱不同,因而所得中和热不 相同。 1.一元强酸与一元强碱的中和一元强酸与一元强碱的中和 一元强酸稀溶液与一元强碱稀溶液发生中和反应生成1 mo
13、l H2O时,中和 热为57.3 kJ/mol,表示为H57.3 kJ/mol。 中和热与酸、碱的关系 课堂互动探究创新设计 目录 2.一元强酸与一元弱碱或一元强碱与一元弱酸的中和一元强酸与一元弱碱或一元强碱与一元弱酸的中和热热 如果有一元弱酸或一元弱碱参加中和反应,生成1 mol H2O时所放出的热量 一般低于57.3 kJ,其原因是弱酸或弱碱的电离是吸热的。因此,中和反应所 放出的热量还要扣除弱酸或弱碱电离时吸收的那部分热量,故生成1 mol H2O放出的热量低于57.3 kJ,如1 mol CH3COOH与1 mol NaOH反应时放出的 热量是56.0 kJ。 特例:HF的电离是放热的
14、,不符合上述关系,即1 mol HF与1 mol NaOH反应 时,放出的热量是67.7 kJ。 课堂互动探究创新设计 目录 3.有沉淀生成时的中和有沉淀生成时的中和热热 课堂互动探究创新设计 目录 1.某实验小组学生用50 mL 0.50 molL1的盐酸与50 mL 0.55 molL1的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反 应实验,通过测定反应过程中所放出的热量计算反应热。 下列说法正确的是() 【实践应用实践应用】 A.如图条件下实验过程中没有热量损失 B.图中实验装置缺少玻璃搅拌器 C.内筒与外壳间填满碎泡沫塑料是起固定作用 D.若改用60 mL 0.50 molL1的盐酸跟60
15、 mL 0.55 molL1的NaOH溶液进行反 应,所放出的热量相等 B 课堂互动探究创新设计 目录 解析解析题中装置存在热量的散失,故题中装置存在热量的散失,故A错误;根据量热计的构造可知该装置错误;根据量热计的构造可知该装置 缺少的仪器是玻璃搅拌器,故缺少的仪器是玻璃搅拌器,故B正确;中和热测定实验成败的关键是保温,正确;中和热测定实验成败的关键是保温, 内筒与外壳间填满碎泡沫塑料的目的是减少实验过程中的热量损失,故内筒与外壳间填满碎泡沫塑料的目的是减少实验过程中的热量损失,故C错错 误;改用误;改用60 mL 0.50 molL 1的盐酸跟 的盐酸跟60 mL 0.55 molL 1的
16、 的NaOH溶液进溶液进 行反应,所放出的热量比行反应,所放出的热量比50 mL 0.50 molL 1的盐酸跟 的盐酸跟50 mL 0.55 molL 1的 的 NaOH溶液反应放出的热量多,故溶液反应放出的热量多,故D错误错误。 课堂互动探究创新设计 目录 2.下列有关中和反应反应热测定实验的说法正确的是() A.温度计能代替玻璃搅拌器,用于搅拌反应物 B.强酸与强碱反应生成1 mol H2O(l)释放的热量都约为57.3 kJ C.测定中和反应反应热实验中,读取混合溶液不再变化的温度为终止温度 D.某同学通过实验测得盐酸和NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)放出的热量 为52.3
17、 kJ,造成这一结果的原因不可能是所用酸、碱溶液浓度过大 D 课堂互动探究创新设计 目录 解析解析温度计不能代替玻璃搅拌器,只能用于测量溶液的温度,温度计不能代替玻璃搅拌器,只能用于测量溶液的温度,A项错误;项错误; 强酸与强碱发生中和反应生成强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时,放出的热量不一定等时,放出的热量不一定等于于 57.3 kJ,如浓硫酸与,如浓硫酸与NaOH溶液反应生成溶液反应生成1 mol H2O(l)时,放出的热量大于时,放出的热量大于 57.3 kJ,B项错误;测定中和反应反应热时,应读取混合溶液的最高温度,项错误;测定中和反应反应热时,应读取混合溶液的最高
18、温度, C项错误;浓酸或浓碱溶于水时会放热,则生成项错误;浓酸或浓碱溶于水时会放热,则生成1 mol H2O(l)时放出的热量大时放出的热量大 于于57.3 kJ,D项正确项正确。 课堂互动探究创新设计 目录 二、反应热与体系的焓、化学键的关系二、反应热与体系的焓、化学键的关系 1.化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因 (1)从微观角度分析: 化学键的变化与能量变化的关系 【核心归纳核心归纳】 课堂互动探究创新设计 目录 (2)从宏观角度分析: 放热反应吸热反应 图示 表示 H正负H0 H与 焓的关系 HH(生成物)H(反应物) 课堂互动探究创新设计 目录 2.H的计算方的计算方法
19、法 (1)H生成物的总焓反应物的总焓 (2)HE(反应物的总键能)E(生成物的总键能) 课堂互动探究创新设计 目录 3.反应热和焓变的比反应热和焓变的比较较 反应热焓变 不同点概念 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 相同点 单位kJ/mol “”“” 的意义 “”表示反应吸热,“”表示反应放热 数据来源 可以通过实验直接测得,也可以利用已知数据通过计算 求得 课堂互动探究创新设计 目录 联系 在等压条件下进行的化学反应,其反应热等于焓变,如敞口 容器中进行的化学反应 注意 焓、焓变、反应热代表的意义不同。 焓(H)只有正值,而
20、焓变(H)有正负之分。 可以通过焓变来判断一个反应是吸热反应还是放热反应。 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,反应热是等压条 件下化学反应的焓变 课堂互动探究创新设计 目录 键能是指形成或断裂键能是指形成或断裂1 mol化学键时放出或吸收的能量,单位化学键时放出或吸收的能量,单位kJ/mol。 课堂互动探究创新设计 目录 1.下列说法正确的是() A.焓变单位为kJ/mol,是指1 mol物质参加反应时的能量变化 B.当反应放热时H0,反应吸热时H0 C.一个化学反应中,当反应物的总焓大于生成物的总焓时,反应放热,H为 “” D.一个化学反应中,生成物总键能大于反应
21、物的总键能时,反应吸热,H 为“” 【实践应用实践应用】 C 课堂互动探究创新设计 目录 解析解析焓变的单位为焓变的单位为kJ/mol,是指每摩尔,是指每摩尔“具体的反应具体的反应”的焓变,的焓变,A项错误;项错误; 在反应中物质所具有的总焓减少,反应就放热,反之就吸热,在反应中物质所具有的总焓减少,反应就放热,反之就吸热,C项正确;一项正确;一 个化学反应中,生成物总键能大于反应物总键能,反应放热,个化学反应中,生成物总键能大于反应物总键能,反应放热,H为为“”, D项错误。项错误。 课堂互动探究创新设计 目录 2.已知反应:H2(g)F2(g)=2HF(g),该反应的H270 kJ/mol
22、。下列说 法正确的是() A.在相同条件下,1 mol H2(g)与1 mol F2(g)的能量总和大于2 mol HF(g)的能量 B.1 mol H2(g)与1 mol F2(g)反应生成2 mol液态HF放出的热量小于270 kJ C.该反应的逆反应是放热反应 D.该反应过程的能量变化可用下图表示 A 课堂互动探究创新设计 目录 解析解析该反应为放热反应,在相同条件下,该反应为放热反应,在相同条件下,1 mol H2(g)与与1 mol F2(g)的能量的能量 总和大于总和大于2 mol HF(g)的能量,的能量,A项正确;由于物质从气态变为液态放出热量,项正确;由于物质从气态变为液态放
23、出热量, 所以所以1 mol H2(g)与与1 mol F2(g)反应生成反应生成2 mol液态液态HF放出的热量大于放出的热量大于270 kJ, B项错误;该反应的逆反应是吸热反应,项错误;该反应的逆反应是吸热反应,C项错误;反应物总能量应比生成项错误;反应物总能量应比生成 物总能量高,物总能量高,D项错误项错误。 课堂互动探究创新设计 目录 A A.162 kJ/molB.766 kJ/mol C.162 kJ/molD.1 470 kJ/mol 课堂互动探究创新设计 目录 解析解析化学反应的反应热反应物键能总和生成物键能总和化学反应的反应热反应物键能总和生成物键能总和4414 kJ/mo
24、l4464 kJ/mol2803 kJ/mol4436 kJ/mol162 kJ/mol。 课堂互动探究创新设计 目录 三、放热反应与吸热反应三、放热反应与吸热反应 放热反应与吸热反应的比放热反应与吸热反应的比较较 【核心归纳核心归纳】 放热反应吸热反应 含义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应 形成原因反应物的总焓大于生成物的总焓反应物的总焓小于生成物的总焓 与化学键的 关系 生成物成键时释放的总能量大于 反应物断键时吸收的总能量 生成物成键时释放的总能量小于 反应物断键时吸收的总能量 课堂互动探究创新设计 目录 表示方法H为“”或H0 反应过程 图示 课堂互动探究创新设计 目录 课堂互动探
25、究创新设计 目录 特别提醒特别提醒一个化学反应是吸热反应还是放热反应,与反应条件(如点燃、 加热、高温等)没有直接关系。 课堂互动探究创新设计 目录 1.关于化学反应中的说法错误的是() A.图中所示的反应H0且属于氧化还原反应的是() A.金属钠与水的反应 B.Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应 C.灼热的炭与CO2的反应 D.乙烯在氧气中的燃烧反应 解析解析金属钠与水的反应为放热反应,与题意不符,金属钠与水的反应为放热反应,与题意不符,A错误;错误;Ba(OH)28H2O 与与NH4Cl的反应,为非氧化还原反应,与题意不符,的反应,为非氧化还原反应,与题意不符,B错误;灼热的炭与错误
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