2020化学新素养同步鲁教选修4（课件+讲义+素养练）：第1章第1节　化学反应的热效应 第1课时.ppt

1、1 完成课前学习 探究核心任务 第第1节节 化学反应的热效应化学反应的热效应 第第1课时课时 化学反应的反应热化学反应的反应热 2 完成课前学习 探究核心任务 学业要求学业要求 素养对接素养对接 1.能辨识化学反应中能量的转化形式。能辨识化学反应中能量的转化形式。 2.能解释化学反应中能量变化的本质。能解释化学反应中能量变化的本质。 1.变化观念：化学反应中能量相互转化。变化观念：化学反应中能量相互转化。 2.守恒思想：能量变化遵循能量守恒。守恒思想：能量变化遵循能量守恒。 3 完成课前学习 探究核心任务 知知 识识 梳梳 理理 知识点一知识点一、化学反应的反应热化学反应的反应热 1.化学反应

2、中存在两大变化即化学反应中存在两大变化即_变化和变化和_变化变化。 2.化学反应中的能量变化有多种形式化学反应中的能量变化有多种形式，但通常主要表现为但通常主要表现为_的变化的变化。因此因此 化学反应分为两类：化学反应分为两类： (1)放热反应：放热反应：_的化学反应的化学反应。 (2)吸热反应：吸热反应：_的化学反应的化学反应。 物质物质 能量能量 热量热量 放出热量放出热量 吸收热量吸收热量 4 完成课前学习 探究核心任务 3. 反 应 热 的 概 念 ： 当 化 学 反 应 在 一 定 的 温 度 下 进 行 时反 应 热 的 概 念 ： 当 化 学 反 应 在 一 定 的 温 度 下

3、进 行 时 ， 反 应 所反 应 所 _称为该反应在此温度下的热效应称为该反应在此温度下的热效应，简称为反应热简称为反应热。 (1)表示方法：用符号表示方法：用符号Q表示；表示；Q_0，反应吸热；反应吸热；Q_0，反应放热反应放热。 (2)单位：单位：_。 4.常见的放热反应和吸热反应：常见的放热反应和吸热反应： 放热反应：放热反应： 大多数化合反应大多数化合反应 所有的燃烧反应所有的燃烧反应 酸碱中和反应酸碱中和反应 较活泼较活泼 金属与酸的反应金属与酸的反应 活泼金属与活泼金属与 H2O 的反应的反应 铝热反应铝热反应 缓慢氧化反应缓慢氧化反应 爆炸爆炸 吸热反应：吸热反应： 大多数分解反

4、应大多数分解反应 Ba(OH)2 8H2O 与与 NH4Cl 的反应的反应 C 和和 CO2、 H2O(g)的反应的反应 反应如反应如 CCO2= 高温高温 2CO 少数化合。少数化合。 释放或吸收的热量释放或吸收的热量 J mol 1或 或kJ mol 1 5 完成课前学习 探究核心任务 知识点二知识点二、反应热的测定反应热的测定 1.反应热的数据可以运用理论计算求得反应热的数据可以运用理论计算求得，也可以通过实验测得也可以通过实验测得。测定反应热的仪测定反应热的仪 器器量热计如下图所示量热计如下图所示。 测定反应前后溶液的温度测定反应前后溶液的温度 使反应充分进行，体系的温度均匀使反应充分

5、进行，体系的温度均匀 保温作用保温作用 反应容器反应容器 6 完成课前学习 探究核心任务 2.测定方法：将反应物溶液加入到测定方法：将反应物溶液加入到_并使之迅速混合并使之迅速混合，搅拌搅拌，测量反应测量反应 前后溶液前后溶液_的变化值的变化值。 3.计算公式：计算公式：Q_。其中其中C表示溶液及量热计的表示溶液及量热计的_，单位是单位是 _；T1、T2表示反应前和反应后体系的温度表示反应前和反应后体系的温度，单位是单位是_。 量热计内筒量热计内筒 温度温度 C(T2T1) 热容热容 J K 1 K 7 完成课前学习 探究核心任务 1.判断正误判断正误，正确的打正确的打“”“”，错误的打错误的

6、打“” (1)放热反应不需要加热就能反应放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应吸热反应不加热就不能反应( ) (2)物质发生化学变化都伴有能量的变化物质发生化学变化都伴有能量的变化( ) (3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化伴有能量变化的物质变化都是化学变化( ) (4)吸热反应在任何条件都不能发生吸热反应在任何条件都不能发生( ) (5)Na转化为转化为Na 时 时，吸收的能量就是该过程的反应热吸收的能量就是该过程的反应热( ) (6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热( ) 答案答案 (1) (2) (3) (4)

7、 (5) (6) 自自 我我 检检 测测 8 完成课前学习 探究核心任务 2.有下列反应：有下列反应：氧化钙与水反应氧化钙与水反应 碳酸氢钠受热分解碳酸氢钠受热分解 硫酸与氢氧化钠溶液混合硫酸与氢氧化钠溶液混合 燃烧煤炭取暖燃烧煤炭取暖 钠与水反应钠与水反应 胆矾受热失去胆矾受热失去 结晶水结晶水，其中为吸热反应的是其中为吸热反应的是_，放热反应的是放热反应的是_。 答案答案 9 完成课前学习 探究核心任务 学习任务一学习任务一、反应热与物质能量及化学键的关系反应热与物质能量及化学键的关系 【观图思考观图思考】 10 完成课前学习 探究核心任务 1.上图中的上图中的“钻木取火钻木取火”和燃气的

8、燃烧都涉及到哪些能量间的转化和燃气的燃烧都涉及到哪些能量间的转化？ 提示提示 “钻木钻木”是机械能转化为内能是机械能转化为内能，“取火取火”是化学能转化为内能；燃气的燃是化学能转化为内能；燃气的燃 烧是化学能转化为热能和光能烧是化学能转化为热能和光能。 2.化学反应中的反应热与化学键键能有什么关系化学反应中的反应热与化学键键能有什么关系？ 提示提示 反应热断裂化学键吸收的总能量形成化学键放出的总能量反应热断裂化学键吸收的总能量形成化学键放出的总能量。 11 完成课前学习 探究核心任务 【名师点拨名师点拨】 1.反应热与化学键的关系反应热与化学键的关系 (1)化学反应的本质是反应物反应时旧化学键

9、断裂和生成物生成时新化学键形成化学反应的本质是反应物反应时旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成 的过程的过程。 (2)反应热与化学反应过程中旧化学键断裂时吸收的能量和新化学键形成时释放反应热与化学反应过程中旧化学键断裂时吸收的能量和新化学键形成时释放 的能量的相对大小有关的能量的相对大小有关。 12 完成课前学习 探究核心任务 放热反应：生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能放热反应：生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能 量量。 吸热反应：生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能吸热反应：生成物分子成键时释放出的总能量小于反应

10、物分子断键时吸收的总能 量量。 13 完成课前学习 探究核心任务 2.反应热与物质能量变化的关系反应热与物质能量变化的关系 放热反应放热反应 吸热反应吸热反应 反应物具有的总能量大于生成物具有反应物具有的总能量大于生成物具有 的总能量的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有反应物具有的总能量小于生成物具有 的总能量的总能量 【特别提示特别提示】 所有的化学反应都有热效应所有的化学反应都有热效应。反应热反应热Q的正负与反应物总能量和的正负与反应物总能量和 生成物总能量的相对大小有关生成物总能量的相对大小有关，与反应是否需要加热无必然联系与反应是否需要加热无必然联系。 14 完成课前学习 探究核

11、心任务 【典例典例1】 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新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为如图为N2(g)和和O2(g)反应生成反应生成NO(g)过过 程中的能量变化程中的能量变化，下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A.1 mol N2(g)和和1 mol O2(g)反应放出的能量为反应放出的能量为180 kJ B.1 mol N2(g)和和1 mol O2(g)具有的总能量小于具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量具有的总能量 C.通常情况

12、下通常情况下，N2(g)和和O2(g)混合能直接生成混合能直接生成NO D.NO是一种酸性氧化物是一种酸性氧化物，能与能与NaOH溶液反应生成盐和水溶液反应生成盐和水 15 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 反应热就是断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键所放出的能量的差值反应热就是断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键所放出的能量的差值， 所以该反应的反应热是所以该反应的反应热是946 kJ mol 1 498 kJ mol 1 2632 kJ mol 1 180 kJ mol 1， ，所以该反应是吸热反应所以该反应是吸热反应，所以选项所以选项A不正确不正确，B正确；氮气和氧气正确；氮气和氧

13、气 反应需要放电或高温条件反应需要放电或高温条件，选项选项C不正确；不正确；NO不是酸性氧化物不是酸性氧化物，和氢氧化钠溶和氢氧化钠溶 液不反应液不反应，选项选项D不正确不正确。 答案答案 B 16 完成课前学习 探究核心任务 【深度思考深度思考】 1.需要加热的反应不一定是吸热反应需要加热的反应不一定是吸热反应，吸热反应不一定需要加热条件吸热反应不一定需要加热条件。 2.对于可逆反应对于可逆反应，若正反应是吸热反应若正反应是吸热反应，则逆反应必为放热反应则逆反应必为放热反应。 17 完成课前学习 探究核心任务 变式训练变式训练1 下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A.需要加热才能发生的

14、反应一定是吸热反应需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.化学反应中的能量变化都表现为热量变化化学反应中的能量变化都表现为热量变化 C.任何放热反应在常温下一定能发生任何放热反应在常温下一定能发生 D.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热反应还是吸热反应反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热反应还是吸热反应 解析解析 化学反应的能量变化可以表现为很多方面化学反应的能量变化可以表现为很多方面，如转化为热能如转化为热能、电能电能、光能等光能等 ；反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小；反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小；

15、放热反应和吸热反应都是在一定条件下发生的放热反应和吸热反应都是在一定条件下发生的，反应开始需要加热的反应可能是反应开始需要加热的反应可能是 吸热反应吸热反应，也可能是放热反应也可能是放热反应。 答案答案 D 18 完成课前学习 探究核心任务 学习任务二学习任务二、测定中和反应的反应热测定中和反应的反应热 实验探究实验探究 测定强酸与强碱反应的反应热测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应体验化学反应的热效应。 实验原理实验原理 利用一定量的酸和碱的稀溶液发生反应利用一定量的酸和碱的稀溶液发生反应，测出反应前后溶液温度差测出反应前后溶液温度差，根据公式根据公式Q CTc mT计算计算，其

16、中：其中：c4.18 J g 1 K1， ，m为酸碱溶液的质量和为酸碱溶液的质量和， TT2T1，T是酸溶液温度与碱溶液温度的平均值是酸溶液温度与碱溶液温度的平均值。然后换算成生成然后换算成生成1 mol H2O放出的热量放出的热量。 19 完成课前学习 探究核心任务 实验步骤实验步骤 1.制作量热计制作量热计 2.向量热计内筒中加入向量热计内筒中加入1.0 mol L 1的盐酸 的盐酸100 mL，盖上杯盖盖上杯盖，插入温度计插入温度计，匀速搅匀速搅 拌后记录初始温度拌后记录初始温度T1。 3.向向250 mL烧杯中加入烧杯中加入1.0 mol L 1的 的NaOH溶液溶液100 mL，调节

17、其温度调节其温度，使之与量使之与量 热计中盐酸的温度相同热计中盐酸的温度相同。 20 完成课前学习 探究核心任务 4.快速将烧杯中的碱液倒入量热计中快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖盖好杯盖，匀速搅拌匀速搅拌，记录体系达到的最高记录体系达到的最高 温度温度T2。 5.重复以上操作二到三次重复以上操作二到三次。 6.用同样的方法分别测定用同样的方法分别测定KOH溶液与盐酸反应溶液与盐酸反应、NaOH溶液与硝酸反应的反应热溶液与硝酸反应的反应热。 实验实验 起始温度起始温度T1/ 终止温度终止温度T2/ 温度差温度差(T2T1)/ 反应热反应热Q/J HCl与与NaOH HCl与与KOH H

18、NO3与与NaOH 21 完成课前学习 探究核心任务 数据处理数据处理 为了使计算简便一些为了使计算简便一些，我们近似地认为我们近似地认为 1.0 mol L 1盐酸 盐酸(或硝酸或硝酸)和和1.0 mol L 1 NaOH(或 或KOH)溶液的密度都是溶液的密度都是 1 g mL 1， ，所以可求出盐酸的质量所以可求出盐酸的质量m1、NaOH溶液的质量溶液的质量m2。 中和后生成的溶液的比热容中和后生成的溶液的比热容4.18 J g 1 K1， ，则用则用100 mL 1.0 mol L 1盐酸与 盐酸与 100 mL 1.0 mol L 1 NaOH溶液发生中和反应放出的热量计算生成 溶液

19、发生中和反应放出的热量计算生成1 mol H2O时时 放出的热量：放出的热量：Q4.18 J g 1 K1 200 mL1 g mL 1 (T2T1) 10。 22 完成课前学习 探究核心任务 【典例典例2】 在一定温度下的稀溶液中在一定温度下的稀溶液中，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， 这时的反应热就是中和热这时的反应热就是中和热。50 mL 0.50 mol L 1盐酸与 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通过测定反应过程中所放出的热

20、量可计算中和热量可计算中和热。试回答下列问题：试回答下列问题： 23 完成课前学习 探究核心任务 (1)大小烧杯间填满碎纸条的作用是大小烧杯间填满碎纸条的作用是_。 (2)大烧杯上如不盖硬纸板大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将求得的中和热数值将_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小 ”或或“无影响无影响”)。结合日常生活的实际该实验在结合日常生活的实际该实验在_中进行效果更好中进行效果更好。 (3)实验中改用实验中改用60 mL 0.50 mol L 1盐酸与 盐酸与 50 mL 0.55 mol L 1 NaOH溶液进行 溶液进行 反应反应，与上述实验相比与上述实验相比，所放出的热量所放出的

21、热量_(填填“相等相等”或或“不相等不相等”)，所所 求 中 和 热求 中 和 热 _( 填填 “ 相 等相 等 ” 或或 “ 不 相 等不 相 等 ”) ， 简 述 理 由简 述 理 由 _。 (4)用相同浓度和体积的氨水代替用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验溶液进行上述实验，测得的中和热的数值测得的中和热的数值 会会_；用；用50 mL 0.5 mol L 1 NaOH溶液进行上述实验 溶液进行上述实验，测得的中和热的测得的中和热的 数值会数值会_。(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“无影响无影响”) 24 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 要掌握实验操作要点：要掌握

22、实验操作要点：量热计保温效果要好；量热计保温效果要好；酸碱溶液的浓度要小；酸碱溶液的浓度要小； 酸碱一方要过量；酸碱一方要过量；操作迅速准确操作迅速准确，减少热量损失；减少热量损失；及时准确记录数据及时准确记录数据。中中 和热是在稀溶液中和热是在稀溶液中，1 mol H 和 和1 mol OH 发生中和反应生成 发生中和反应生成1 mol H2O时所放时所放 出的热量出的热量，强酸与强碱反应的实质是强酸与强碱反应的实质是H OH =H2O， ，计算出来的中和热是计算出来的中和热是 相同的相同的。 答案答案 (1)减少实验过程中的热量损失减少实验过程中的热量损失 (2)偏小偏小 保温杯保温杯 (

23、3)不相等不相等 相等相等 因因 中和热是指在稀溶液中中和热是指在稀溶液中1 mol H 和 和1 mol OH 发生中和反应生成 发生中和反应生成1 mol H2O时所时所 放出的热量放出的热量，与酸碱的用量无关与酸碱的用量无关 (4)偏小偏小 偏小偏小 25 完成课前学习 探究核心任务 【深度思考深度思考】 1.在稀溶液中在稀溶液中，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，这时的反应热就是中和这时的反应热就是中和 热热。 2.离子方程式符合离子方程式符合H OH =H2O的稀的强酸与强碱溶液反应的中和热均相等 的稀的强酸与强碱溶液反应的中和热均相等。 26

24、 完成课前学习 探究核心任务 【变式训练变式训练2】 在测定中和热的实验中在测定中和热的实验中，下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差减小实验误差 B.为了准确测定反应混合溶液的温度为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触 C.用用0.5 mol L 1 NaOH溶液分别与 溶液分别与0.5 mol L 1的盐酸 的盐酸、醋酸溶液反应醋酸溶液反应，如所取如所取 的溶液体积相等的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同则测得的中和热数值相同 D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒量筒、烧杯烧杯、温度计温度计 解析解析 在中和热的测定中在中和热的测定中，使用环形玻璃搅拌棒使用环形玻璃搅拌棒，目的是使反应物混合均匀目的是使反应物混合均匀，加加 快反应快反应，减小误差减小误差，A正确；温度计水银球不能接触烧杯底部正确；温度计水银球不能接触烧杯底部，B错；错； CH3COOH为弱酸为弱酸，电离时吸热电离时吸热，故测得的中和热比用盐酸时数值小故测得的中和热比用盐酸时数值小，C错；实错；实 验仪器中不需要天平验仪器中不需要天平，D错错。 答案答案 A 27 本节内容结束