高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热授课课件ppt

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1.通过交流讨论了解反应热的基本概念。2.通过练习实践认识化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因,学会根据化学键的键能数值定量计算反应热的大小,形成相关计算的思维模型。3.通过实验了解定量测定反应热的基本原理和实验方法,能正确分析误差产生的原因并能采取适当措施减小误差,培养科学探究能力。
是什么力量让火箭足以将自身和搭载的探测器一并托起呢？
目前市面上的“即热饭盒”，其原理是在饭盒底部有两层，一层存放水，另一层存放镁和铁的混合物（发热包）。使用时打开隔离层，即发生以下反应：Mg + 2H2O ＝ Mg(OH)2 + H2↑。
在实际应用中，人们如何定量地描述化学反应过程中释放或吸收的热量呢？
常见的放热反应：所有燃烧反应；酸碱中和反应；活泼金属与酸和水的反应；物质的缓慢氧化；铝热反应；大多数化合反应；少数分解反应。
常见的吸热反应：大多数分解反应；C+CO2反应; C+H2O反应; Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl；
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，称为化学反应的热效应，简称反应热。
等温：指化学反应发生后,使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度,即反应前后体系的温度相等。
通过热成像仪直观感受感受中和反应的反应热
用温度计测量反应前后体系的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热
3.【探究】中和反应反应热的测定
①实验原理：在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据? 如何根据测得的数据计算反应热?
1. 反应前体系温度 2. 反应后的体系温度3. 体系的比热容 4. 体系的质量
Q：中和反应放出的热量 m：反应混合液的质量C：反应混合液的比热容 Δt：反应前后溶液温度的差值
1.使用绝热装置，减少热量向环境传递。
2.使用温度计测量反应前后体系温度的变化
3.使用玻璃搅拌器，保证反应物混合均匀。
使反应物迅速混合，使反应充分进行，保持体系的温度均匀。
测量反应前后体系的温度
减少热量散失，降低实验误差。
⑴反应物温度的测量。①用量筒量取50 mL 0.50 ml/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(数据填入下表)。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。②用另一个量筒量取50mL0.55ml/LNaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据填入下表)。⑵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)。⑶重复上述步骤⑴至步骤⑵两次。
【思考】：实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH稍过量？
因为在空气中稀盐酸相对碱稳定，碱极易与空气中CO2反应，消耗了一部分NaOH，为了保证盐酸完全被中和，需要采用稍过量的NaOH溶液。
0.5ml/L的稀盐酸
0.55ml/L的NaOH溶液
为了计算简便，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，则:50 mL 0.50 ml/L盐酸的质量m1=50 g, 50 mL 0.55 ml/L NaOH溶液的质量m2=50 g。反应后生成的溶液的比热容c=4.18 J/(g .℃)。
50 mL 0.50 ml/L盐酸与50 mL 0.55 ml/L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为:
反应前酸、碱的温度，取平均值t1
酸碱混合充分反应后体系温度t2
重复三次实验，减少实验误差
热量的计算公式：Q = mcΔt
Δt：三次测量所得温度差（t2-t1）的平均值
m：反应混合液的质量
50mL0.5ml/L盐酸的质量 m1=50g；50mL0.55ml/LNaOH溶液的质量 m2=50g
m=m1+m2=100g
c：反应混合液的比热容c=4.18×10-3kJ/(g·℃)。
0.418× Δt
大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1ml水时，放出57.3kJ的热量。
中和反应反应热（中和热）
为了准确测出升高的温度，实验过程中已采取了哪些措施？
1.使用碎泡沫塑料、盖板等做隔热材料，减少热量损失;2.使用玻璃搅拌棒匀速搅拌，保证反应完全;3.混合两种反应物时动作迅速、操作规范；4.重复三次实验，减少误差。
导致中和反应反应热测定存在误差的原因有哪些？
①量取溶液的体积不准确。②温度计读数有误(如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度)。③实验过程中有液体溅出。④混合酸、碱溶液时，动作缓慢。⑤隔热层隔热效果不好,实验过程中有热量损失。⑥测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。⑦溶液浓度不准确。⑧没有进行重复实验。
1.能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？
不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测数值会偏大。
2.能否测完酸后直接测量碱的温度？那如何操作？
不能，残留的酸与碱反应，造成酸碱消耗，热量损失。测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干再测别的溶液。
3.能否将NaOH分多次倒入热量计中？
不能，操作时动作要快，尽量减少热量的散失
为了保证盐酸完全被中和
4.为什么NaOH的浓度稍稍比酸大？
5.玻璃搅拌棒能否用金属搅拌棒代替？
不能。原因是金属质搅拌器易导热，造成实验过程中热量损失。
6.如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显，怎么办？
将差异明显的数据舍去。
阅读教材 P6 ，思考在科学研究和生产实践中，化学反应通常是在等压条件下进行的。如何描述等压条件下的反应热？
1.焓的定义（符号H）：是物质所具有的能量， 与内能有关的物理量。决定因素：反应物本身的性质 物质的状态：g > l> s温度：T↑→H↑ 压强：P↑→H↑
单位：kJ/ml 或 kJ • ml－1
ΔH＝H生成物－H反应物
2.焓变（△H）： 在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变。 对于一个化学反应，生成物的总焓与反应物的总焓之差称为焓变。
等压条件下，反应热=焓变
反应热 △H=679-862= -183 kJ/ml
E反应物 > E生成物
ɛ反应物 < ɛ生成物
ΔH =E生成物－E反应物0 ΔH 为 “＋”
ΔH =ɛ反应物 －ɛ生成物0 ΔH 为 “＋”
ΔH＝生成物总能量－反应物总能量
ΔH＝反应物总键能－生成物总键能
例题1：已知 C（石墨，s）= C（金刚石，s）ΔH = +1.9kJ/ml 判断石墨、金刚石哪个更稳定？
物质能量、键能与稳定性的关系：1.键能越大，破坏该化学键需要的能量越高，该化学键越难断裂，所以物质越稳定2.物质能量越低，物质越稳定
例题2： ①1mlH2 与 1mlCl2 反应生成2mlHCl释放出184.6kJ的热量，则该反应的△H= 。②1mlC与 1ml水蒸气反应生成1mlCO和1mlH2 ，需要吸收131.5kJ的热量，则该反应的△H= 。
﹣184.6kJ/ml
+131.5kJ/ml
例题3：①在25 °C和101 kPa下，1 mlH2与1 ml Cl2反应生成2 ml HCl时放出184.6 kJ的热量，则该反应的反应热为:
△H= -184.6 kJ/ml
②在25 °C和101 kPa下，1 ml C(如无特别说明，C均指石墨)与1 ml H20(g)反应，生成1 ml CO和1 ml H2,需要吸收131.5 kJ的热量，则该反应的反应热为:
△H= +131.5 kJ/ml
注：右端的+或-不要省略，单位kJ/ml必须标出。
例题4：SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1 ml S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 ml F—F、S—F需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为A.－1 780 kJ·ml－1 B.－1 220 kJ·ml－1C.－450 kJ·ml－1 D.＋430 kJ·ml－1
解析　利用ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和进行计算，ΔH＝280 kJ·ml－1＋3×160 kJ·ml－1－6×330 kJ·ml－1＝－1 220 kJ·ml－1。
例题5：断开 1ml H－H键、1ml N－H键、1ml N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1ml N2生成NH3的反应热为 ，则1ml H2生成NH3的反应热为 。
－92.0 kJ/ml
－30.67 kJ/ml
例题6：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·ml－1C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D．断裂1 ml A—A和1 ml B—B键，放出a kJ能量
　【解析】：每生成2 ml 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 ml A—A和1 ml B—B键，吸收a kJ能量，D项错误。
例题7：已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为 436 kJ/ml，H—N键键能为391 kJ/ml,根据：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ/ml。则N≡N键的键能是(　 　)A.431 kJ/ml B.945.6 kJ/ml C.649 kJ/ml D.896 kJ/ml
反应热、焓变的基本知识
ΔH＝生成物能量－反应物能量
任何化学反应都有反应热，即ΔH不为0