人教版高中化學(xué)選擇性必修1第一章第一節(jié)第1課時(shí)反應(yīng)熱焓變基礎(chǔ)課課件

第1課時(shí)反應(yīng)熱焓變(基礎(chǔ)課)第一章

化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第一節(jié)反應(yīng)熱素養(yǎng)目標(biāo)1．理解反應(yīng)熱測定的原理和方法，會(huì)分析產(chǎn)生誤差的原因，不斷完善和改進(jìn)測定方法。2．能從宏觀和微觀的角度理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)，正確認(rèn)識(shí)和判斷放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。3．能辨識(shí)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式，形成能量可以相互轉(zhuǎn)化的觀念，正確理解反應(yīng)熱和焓變的概念。舊知回顧1．化學(xué)鍵與能量變化的關(guān)系2．常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)(1)放熱反應(yīng)：燃料的燃燒、酸與堿的中和反應(yīng)、活潑金屬與酸/水的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)等都會(huì)放出熱量。(2)吸熱反應(yīng)：煅燒石灰石的反應(yīng)、銨鹽與堿的反應(yīng)、碳與氧化銅的反應(yīng)等都會(huì)吸收熱量。知識(shí)點(diǎn)一反應(yīng)熱及其測定1．體系與環(huán)境——以研究鹽酸與NaOH溶液的反應(yīng)為例試管中的鹽酸、NaOH溶液及發(fā)生的反應(yīng)等看作一個(gè)反應(yīng)______(又稱______)，盛溶液的試管和溶液之外的空氣等看作______。2．體系與環(huán)境的熱量交換——反應(yīng)熱(1)熱量：因溫度不同而在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的能量是______。(2)反應(yīng)熱：在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境______或從環(huán)境_____的熱量，稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡稱________。體系系統(tǒng)環(huán)境熱量釋放吸收反應(yīng)熱特別提醒

反應(yīng)熱概念中的“等溫條件下”是指化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后，使反應(yīng)后體系的溫度恢復(fù)到反應(yīng)前體系的溫度，即反應(yīng)前后體系的溫度相等。(3)直接測定反應(yīng)熱的方法測量儀器測定原理量熱計(jì)用溫度計(jì)測量反應(yīng)前后體系的溫度變化，根據(jù)有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來計(jì)算反應(yīng)熱3．實(shí)驗(yàn)探究——中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定【實(shí)驗(yàn)原理】通過測定一定量的酸、堿溶液在反應(yīng)前后溫度的變化，根據(jù)Q＝cmΔt計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，由此求得反應(yīng)熱。【實(shí)驗(yàn)裝置】【實(shí)驗(yàn)測量】(1)反應(yīng)物溫度的測量。①用______量取50mL0.50mol·L-1鹽酸，打開杯蓋，倒入量熱計(jì)的______，蓋上杯蓋，插入________，測量并記錄______的溫度。用水把溫度計(jì)沖洗干凈，擦干備用。②用另一個(gè)______量取50mL0.55mol·L-1

NaOH溶液，用________測量并記錄__________的溫度。用水把溫度計(jì)沖洗干凈，擦干備用。量筒內(nèi)筒溫度計(jì)鹽酸量筒溫度計(jì)NaOH溶液(2)反應(yīng)后體系溫度的測量。打開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液______倒入量熱計(jì)的______中，______蓋上杯蓋，插入________，用攪拌器______攪拌。密切關(guān)注溫度變化，將______溫度記為反應(yīng)后體系的溫度(t2)。用水把溫度計(jì)沖洗干凈，擦干備用。(3)重復(fù)上述步驟(1)至步驟(2)兩次。迅速內(nèi)筒立即溫度計(jì)勻速最高【數(shù)據(jù)處理】用50mL0.5mol·L-1的鹽酸與50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得數(shù)據(jù)如下表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)反應(yīng)物的溫度/℃反應(yīng)前體系的溫度反應(yīng)后體系的溫度溫度差鹽酸NaOH溶液t1/℃t2/℃(t2－t1)/℃125.025.2_______28.5______224.925.1_______28.3______325.625.4_______29.0______25.13.425.03.325.53.5

平均值平均值

1421.2

56.8kJ【問題和討論】在上述過程中，提高測定反應(yīng)熱準(zhǔn)確度的措施有哪些？[提示]

①實(shí)驗(yàn)中用溫度計(jì)先后測量酸溶液、堿溶液及混合溶液的溫度時(shí)，使用同一支溫度計(jì)可減小實(shí)驗(yàn)誤差，且測量完一種溶液后，溫度計(jì)必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計(jì)的水銀球要完全浸入溶液，且要穩(wěn)定一段時(shí)間后再記下讀數(shù)。②反應(yīng)物應(yīng)一次性迅速加入，且避免有液體濺出。③實(shí)驗(yàn)操作時(shí)動(dòng)作要快，盡量減少熱量的損失。④重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次，取3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值。將V1mL1.0mol·L-1鹽酸和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液的溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，實(shí)驗(yàn)中始終保持V1＋V2＝50，回答下列問題：(1)通過分析圖像可知，做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度______(填“高于”“低于”或“等于”)22℃，該NaOH溶液的濃度約為______mol·L-1。(2)V1＝40時(shí)，能說明鹽酸和氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)嗎？[提示]

不能說明。由題圖可知，V1＝30時(shí)，鹽酸和氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)。低于1.5(3)通過該實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙砻饔兴傻姆磻?yīng)都是放熱反應(yīng)嗎？[提示]

不能表明。該反應(yīng)為有水生成的放熱反應(yīng)，其他有水生成的反應(yīng)不一定放熱，如氯化銨和氫氧化鋇晶體的反應(yīng)有水生成，但屬于吸熱反應(yīng)。1．某試管中盛有Al粉和稀鹽酸，下列有關(guān)說法不正確的是(

)A．試管、Al粉、稀鹽酸及發(fā)生的反應(yīng)可看作一個(gè)體系B．除反應(yīng)物、生成物及相關(guān)反應(yīng)外，其他均看作環(huán)境C．Al與稀鹽酸反應(yīng)導(dǎo)致體系溫度升高，且向環(huán)境中釋放熱量D．Al與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過量熱計(jì)測定√A

[反應(yīng)物Al粉、稀鹽酸及發(fā)生的反應(yīng)可看作一個(gè)體系，除反應(yīng)物、生成物及相關(guān)反應(yīng)外，其他則都看作環(huán)境，A錯(cuò)誤，B正確；Al與稀鹽酸的反應(yīng)為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，反應(yīng)放出熱量，使體系的溫度升高，熱量由溫度高的反應(yīng)體系釋放到周圍的環(huán)境中，C正確；Al與稀鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放出的熱量使體系溫度升高，通過量熱計(jì)測出反應(yīng)前后體系的溫度變化，然后根據(jù)有關(guān)物質(zhì)的比熱容及反應(yīng)物的量來計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)熱，D正確。]2．關(guān)于中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是(

)A．為了使反應(yīng)進(jìn)行得更完全，可以使酸或堿適當(dāng)過量B．為了使反應(yīng)充分，可以向酸(堿)中分次加入堿(酸)C．中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與所用酸、堿的用量和種類均無關(guān)D．用銅絲代替玻璃攪拌器，會(huì)使中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定值偏大√A

[為了使反應(yīng)進(jìn)行得更完全，可以使酸或堿適當(dāng)過量，A正確；向酸(堿)中分次加入堿(酸)，會(huì)導(dǎo)致熱量損失較多，使實(shí)驗(yàn)誤差過大，B不正確；中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與所用酸、堿的用量無關(guān)，但是與所用酸、堿的種類有關(guān)，C不正確；用銅絲代替玻璃攪拌器，銅絲是熱的良導(dǎo)體，造成熱量散失過多，會(huì)使中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定值偏小，D不正確。]知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)熱與焓變1．內(nèi)能內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的______，受溫度、壓強(qiáng)和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。化學(xué)反應(yīng)之所以會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)熱是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)前后體系的______(符號(hào)為U)發(fā)生了變化?？偤蛢?nèi)能2．焓與焓變3．焓、焓變與放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的關(guān)系反應(yīng)類型放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)圖像焓變(ΔH)體系向環(huán)境釋放能量，反應(yīng)體系的焓減小，ΔH為______，即ΔH____0體系從環(huán)境中吸收能量，反應(yīng)體系的焓增大，ΔH為______，即ΔH____0負(fù)值<

正值>

4．微觀角度理解反應(yīng)熱(1)以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反應(yīng)的能量變化為例說明，如圖所示(在25℃和101kPa下)：由圖可知：化學(xué)鍵反應(yīng)中能量變化斷裂或形成1mol化學(xué)鍵的能量變化斷裂或形成化學(xué)鍵的總能量變化H—H吸收_____kJ共吸收_____kJCl—Cl吸收_____kJH—Cl放出_____kJ共放出_____kJ結(jié)論436243679431862－183kJ·mol-1總結(jié)：上述分析表明，__________________時(shí)的能量變化是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。(2)焓變計(jì)算公式：ΔH＝反應(yīng)物分子的化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量－生成物分子的化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量＝E(反應(yīng)物的總鍵能)－E(生成物的總鍵能)。化學(xué)鍵斷裂和形成肼(H2NNH2)是一種高能燃料，已知肼(H2NNH2)與O2反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示。已知斷裂1mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ)：N≡N為942、O==O為500、N—N為154?；卮鹣铝袉栴}：(1)上述反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？(2)圖中ΔH1、ΔH2、ΔH3分別代表什么意義？(3)上述反應(yīng)的焓變?chǔ)與ΔH1、ΔH2、ΔH3有什么關(guān)系？(4)斷裂1molN—H所需的能量(kJ)是多少？[提示]

(1)放熱反應(yīng)。(2)ΔH1代表1molN2H4(g)和1molO2(g)反應(yīng)生成1molN2(g)和2molH2O(g)放出的總能量；ΔH2代表2N(g)、4H(g)、2O(g)反應(yīng)生成1molN2(g)和2molH2O(g)放出的總能量；ΔH3代表斷開1molN2H4(g)和1molO2(g)中的化學(xué)鍵所吸收的總能量。(3)ΔH1＝ΔH3＋ΔH2。(4)由題圖知N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－534kJ·mol-1，可設(shè)斷裂1molN—H所需的能量為x，154kJ＋4x＋500kJ－2752kJ＝－534kJ，可求得x＝391kJ。1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)焓變和反應(yīng)熱雖然說法不同但意義完全相同。 (

)(2)斷裂化學(xué)鍵吸收能量，形成化學(xué)鍵放出能量。 (

)(3)同一化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)狀態(tài)不同，但焓變可以相同。 (

)(4)在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物總焓大于生成物的總焓時(shí)，反應(yīng)放熱，ΔH為負(fù)值。 (

)×√×√2．在25℃和101kPa下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的能量變化如圖所示，下列說法正確的是(

)

√B

[H2(g)轉(zhuǎn)化為H(g)，共價(jià)鍵斷裂，吸收熱量，A錯(cuò)誤；由題圖可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，1molH2(g)和1molCl2(g)的總能量比2mol

HCl(g)的總能量高，B正確；由題圖可知1mol

HCl(g)分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收431kJ能量，C錯(cuò)誤；題圖所示反應(yīng)的ΔH＝－183kJ·mol-1，與其逆過程的焓變的數(shù)值相同、符號(hào)相反，則2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的反應(yīng)熱ΔH＝＋183kJ·mol-1，D錯(cuò)誤。]3．工業(yè)合成氨的反應(yīng)N2＋3H2===2NH3的能量變化如圖所示，請(qǐng)回答有關(guān)問題：(1)合成1molNH3(l)________(填“吸收”或“放出”)__________kJ的熱量。(2)已知：斷裂1molH—H、1molN—H、1molN≡N分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ。則上圖中的a＝________kJ，2molN2(g)完全反應(yīng)生成NH3(g)產(chǎn)生的能量變化為________kJ。(3)推測反應(yīng)2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)比反應(yīng)2NH3(g)===N2(g)＋3H2(g)______(填“吸收”或“放出”)的熱量_______(填“多”或“少”)。放出b＋c－a1127

184吸收多

隨堂評(píng)估·知能落實(shí)1．下列關(guān)于ΔH的說法正確的是(

)A．焓變是指1mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化B．ΔH＞0，吸熱反應(yīng)；ΔH<0，放熱反應(yīng)C．ΔH越大，說明反應(yīng)放出的熱量越多D．能量變化如圖所示的化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH符號(hào)為“＋”√243題號(hào)1B

[A項(xiàng)，焓變是指在一定條件下化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，不僅是指

1mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，ΔH有正、負(fù)，反應(yīng)放出的熱量越多，ΔH越小，反應(yīng)吸收的熱量越多，ΔH越大，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由于反應(yīng)物的總焓大于生成物的總焓，故能量變化如題圖所示的化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH符號(hào)為“－”，錯(cuò)誤。]243題號(hào)12．一定溫度下H2(g)與I2(g)反應(yīng)生成HI(g)，反應(yīng)的能量變化如圖所示。以下對(duì)該反應(yīng)體系的描述中，正確的是(

)23題號(hào)14√A．反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高13kJB．反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量低13kJC．破壞反應(yīng)物中化學(xué)鍵所需的能量高于形成生成物中化學(xué)鍵釋放的能量D．反應(yīng)物化學(xué)鍵中儲(chǔ)存的總能量比生成物化學(xué)鍵中儲(chǔ)存的總能量高23題號(hào)14A

[由題圖可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高13kJ，故A正確，B錯(cuò)誤；由題圖可知，該反應(yīng)為反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高的放熱反應(yīng)，則破壞反應(yīng)物中化學(xué)鍵所需的能量低于形成生成物中化學(xué)鍵釋放的能量，故C錯(cuò)誤；由題圖可知，該反應(yīng)為反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高的放熱反應(yīng)，則反應(yīng)物化學(xué)鍵中儲(chǔ)存的總能量比生成物化學(xué)鍵中儲(chǔ)存的總能量低，故D錯(cuò)誤。]3．根據(jù)下圖所示的N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成NO(g)過程中能量變化情況，判斷下列說法錯(cuò)誤的是(

)23題號(hào)41√A．該反應(yīng)中反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量B．2mol氣態(tài)氧原子結(jié)合生成O2(g)時(shí)，能放出498kJ能量C．?dāng)嗔?molNO分子中的化學(xué)鍵，需要吸收632kJ能量D．1molN2(g)和1molO2(g)生成2molNO(g)的反應(yīng)熱ΔH＝－180kJ·mol-1D

[由題圖知該反應(yīng)中反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量，A項(xiàng)正確；互逆過程的熱量變化，ΔH數(shù)值相等，符號(hào)相反，故B、C項(xiàng)正確；ΔH＝(946＋498－2×632)kJ·mol-1＝＋180kJ·mol-1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]23題號(hào)414．某學(xué)生通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量來計(jì)算中和反應(yīng)的反應(yīng)熱，將100mL0.50mol·L-1鹽酸與100mL0.55mol·L-1

NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)(在稀溶液中，可以近似地認(rèn)為酸、堿稀溶液的密度、比熱容與水的相等)。243題號(hào)1回答下列問題：(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中玻璃攪拌器的作用是_______________________。使強(qiáng)酸和強(qiáng)堿充分反應(yīng)(2)簡易量熱計(jì)如果未蓋杯蓋，生成1molH2O(l)時(shí)所測得中和反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)將_______(填“偏大”“偏小”或“不變”)，判斷的理由是____________________________________________________________________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)中改用80mL0.50mol·L-1鹽酸和80mL0.55mol·L-1

NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與題干所述實(shí)驗(yàn)相比，二者所放出的熱量_________(填“相等”或“不相等”)。243題號(hào)1偏大

未蓋杯蓋會(huì)造成熱量損失，所測得的數(shù)值偏小，但ΔH為負(fù)值，所以生成1molH2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱偏大不相等(4)若用等體積等物質(zhì)的量濃度的CH3COOH進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，生成1molH2O(l)時(shí)，所測得的中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的絕對(duì)值(|ΔH|)將_________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)，判斷的理由是___________________