資源簡介

(共20張PPT)
第1節 化學反應的熱效應 課時1
第1章 物質的性質與轉化
1.理解反應熱的定義，通過中和反應的反應熱測定實驗，明確反應熱定量測定的原理和方法；
2.能從內能變化角度認識反應熱、焓變。
聯想·質疑
聯想 · 質疑
鋁粉和鐵的氧化物反應
氯化銨與氫氧化鈣的反應
化學反應幾乎都伴隨著熱量的釋放或吸收，而且在一定條件下，一個反應釋放或吸收的熱量是一定的。
那么，應如何定量地描述一個化學反應釋放或吸收的熱量呢？
一、化學反應的反應熱
(1)定義：
當化學反應在一定的溫度下進行時,反應所釋放或吸收的熱量。
(2)符號: Q
Q＞0
Q＜0
反應吸熱，體系能量升高
反應放熱，體系能量降低
體系：研究對象（物質系統）
環境：體系以外的其他部分
環境
體系
(3)熱化學:用實驗方法和理論方法研究反
應熱的化學分支稱為熱化學。
1.反應熱
2.反應熱的測定
(1)測定反應熱的儀器——量熱計:
使反應充分進行，體系的溫度均勻
測定反應前后溶液的溫度
保溫作用
反應容器
(2)測定方法：
將反應物溶液加入到量熱計內筒并迅速混合，攪拌，測量反應前后溶液溫度的變化值，根據溶液及量熱計的熱容，計算此反應過程吸收或放出的熱量。
Q ＝－C ( T2－T1 )
熱容與比熱
在不發生化學反應和物質聚集狀態不變的條件下，物質吸收熱量，溫度每升高 1 K 時所吸收的熱量稱為該物質的熱容。熱容用符號 C 表示，其單位為 J·K-1。
純物質的熱容與其質量成正比。單位質量的物質的熱容稱為該物質的比熱容，簡稱比熱。比熱的單位為kJ·K-1·kg-1。常溫下，液態水的比熱為 4.18 kJ·K-1·kg-1。
(3)計算公式:
聯想·質疑
活動 · 探究
測定中和反應的反應熱
1.向量熱計內筒中加入1.0mol·L-1的鹽酸100 mL，蓋上杯蓋，插入溫度計，勻速攪拌后記錄初始溫度T1。
2.向250 mL的燒杯中加入1.0 mol·L-1的NaOH溶液100 mL，調節其溫度，使之與量熱計中鹽酸的溫度相同。
3.快速地將燒杯中的堿液倒入量熱計中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達到的最高溫度T2。
4.近似認為溶液的比熱等于水的比熱，根據溶液溫度升高的數值計算此中和反應的反應熱：
利用簡易量熱計按照以下步驟可測得室溫下中和反應的反應熱。
Q＝－4.18 kJ·K-1·kg-1 m(aq) ( T2－T1 )
水浴
也近似認為溶液的密度等于水的密度
思考與交流
Ⅰ.實驗室中若無量熱計，根據提供的下列用品，你能設計一個簡易的量熱計嗎？
500mL燒杯、 100mL燒杯、溫度計、環形玻璃攪拌棒、硬紙板、碎紙條
Ⅱ.實驗測得的反應熱的數值往往小于理論值，你認為可能的原因是什么？
a.量取溶液的體積有誤差；
b.溫度計的讀數有誤差；
c.實驗過程中有液體灑在外面；
d.混合酸、堿溶液時，動作緩慢，導致熱量散失；
e.隔熱操作不到位，致使實驗過程中熱量損失而產生誤差；
f.測定酸的溫度后，溫度計未用水清洗便立即去測堿的溫度而引起誤差。
Ⅲ.若其他條件不變，用同樣的方法分別測定KOH溶液與鹽酸反應、NaOH溶液與硝酸反應的反應熱，測得的反應熱的數值怎樣變化？
反應實質：
H＋ ＋ OH－===H2O
相同
H＋和OH－的濃度相同，所用溶液的體積也是相同的
相同
反應條件：
反應都在室溫下進行
相同
會改變，濃酸和濃堿溶液稀釋會放熱，弱酸弱堿電離吸熱。
Ⅳ.若是其他條件不變，用醋酸代替鹽酸或者用濃硫酸代替鹽酸，測得的反應熱的數值也不變嗎？
舊知回顧：你所知道的化學反應中有哪些是放熱反應？哪些是吸熱反應？
放熱反應
吸熱反應
①金屬與酸或水的反應
②酸堿中和反應
③所有的燃燒反應
④緩慢氧化反應
⑤大多數化合反應
①大部分分解反應
②Ba(OH)2·8H2O 晶體與 NH4Cl晶體反應
③C與CO2反應生成CO的反應
④C與H2O(g)反應生成CO和H2
化學反應為什么會產生反應熱？
微觀：化學鍵的斷裂和形成
宏觀：反應物總能量與
生成物總能量的相對大小
二、化學反應的內能變化與焓變
1.內能
(1)定義：是體系內物質所含各種微觀粒子的能量總和。
內能的大小受物質的種類、數量及聚集狀態、體系的溫度、壓強等影響。
(2)符號: U
ΔU = U(反應產物)－U(反應物)
ΔU＜0
ΔU＞0
反應吸收能量
反應釋放能量
ΔU
Q：反應熱
W：功（如電能、光能、機械能等）
ΔU = Q + W
體系不做功
ΔU = Q
在科學研究和生產實踐中，化學反應通常是在等壓條件下進行。
在反應前后壓強不變的條件下發生的化學反應稱為等壓反應。
2.焓：是物質所具有的能量，與內能有關的物理量（符號為H）。
焓的大小也取決于物質的種類、數量及聚集狀態、體系的溫度、壓強的影響。
H = U + pV
等壓條件下進行的化學反應，其反應熱等于反應的焓變
反應物
焓(H）
Δ H ＜ 0
放熱反應
反應產物
反應物
焓(H）
Δ H ＞ 0
吸熱反應
反應產物
3.焓變（符號為ΔH）：生成物與反應物的焓值差
ΔH ＝ H(反應產物)－H(反應物) = Qp
單位：kJ/mol或kJ·mol-1
表示1mol
反應的焓變
[例1]在25 ℃和101 kPa下，1 molH2與1 mol Cl2反應生成2 mol HCl時放出184.6 kJ的熱量，則該反應的反應熱為:
△H= －184.6 kJ/mol
根據例1，寫出下述反應的焓變。
在25 ℃和101 kPa下，1 mol C(如無特別說明，C均指石墨)與1 mol H2O(g)反應，生成1 mol CO和1 mol H2,需要吸收131.5 kJ的熱量，則該反應的反應熱為:
△H= +131.5 kJ/mol
注：“+”表示“吸熱”；“－”表示“放熱”。
“+”或“－”不能省略，單位必須標出。
1.判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)化學反應過程中一定伴隨著能量的變化。(　　)
(2)反應熱、焓變均指化學反應中的熱量變化,單位為kJ或J。(　　)
(3)化學反應中反應物總能量一定大于反應產物總能量。(　　)
(4)反應A+B === C放熱,則說明能量:A>B。(　　)
(5)化學反應的焓變和反應物及反應產物的內能有關，和反應條件無關(　　)
(6)水蒸氣變為液態水時放出的能量就是該變化的反應熱。 (　　)
【練一練】
2.下列關于反應ΔU的說法中,正確的是( 　)
A.ΔU>0時反應為放熱反應 B.ΔU<0時反應為放熱反應
C.ΔU=Q D.ΔU=ΔH
B
3.已知氫氣在氯氣中燃燒時產生蒼白色火焰。在反應過程中,破壞1 mol氫氣中的化學鍵消耗的能量為Q1 kJ,破壞1 mol氯氣中的化學鍵消耗的能量為Q2 kJ,形成1 mol氯化氫中的化學鍵釋放的能量為Q3 kJ,下列關系式中正確的是(　　)
A.Q1+Q2>Q3 B.Q1+Q2>2Q3
C.Q1+Q2D
4.下列變化為放熱的化學反應的是(　　)
A.H2O(g) === H2O(l)
B.2HI(g) === H2(g)+I2(g)
C.形成化學鍵時共放出能量862 kJ的化學反應
D.能量變化如圖所示的化學反應
D
5.化學反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的能量變化右上圖所示：已知斷裂1 mol N≡N鍵、1 mol N—H鍵分別需吸收946 kJ、391 kJ的能量。該反應為______反應(填“吸熱”或“放熱”，拆開1 mol H2中化學鍵所需能量為______ kJ，該反應的反應熱ΔH＝_____________。
放熱
436
－92 kJ·mol－1
Δ H=反應物鍵能和－生成物鍵能和
ΔH = 化學鍵斷裂吸收的能量 － 化學鍵形成釋放的能量
6.下列說法正確的是(　　)
A.焓變是指1 mol物質參加反應時的能量變化
B.當反應放熱時ΔH>0,反應吸熱時ΔH<0
C.需要加熱才能發生的反應均為吸熱反應
D.一個化學反應中,當反應物總能量大于反應產物總能量時,反應放熱,ΔH為“－”
D
化學反應的熱效應
反應熱
化學反應的內能
焓變
化學反應
定義
表示
測定
定義
表達式
定義
與內能、反應熱的關系
吸熱反應
放熱反應

展開更多......

收起↑