反應(yīng)熱 課件【知識精講+拓展提升+遷移訓(xùn)練】 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第一節(jié)

反應(yīng)熱

教學(xué)目標(biāo)1.了解反應(yīng)熱的概念；能解釋中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定原理；能根據(jù)實驗中測定并記錄的數(shù)據(jù)計算反應(yīng)熱。2.能從宏觀和微觀兩個角度建構(gòu)模型，并解釋反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因。3.理解熱化學(xué)方程式的意義，能正確書寫熱化學(xué)方程式。4.知道燃燒熱的概念；通過燃燒熱的學(xué)習(xí)，認(rèn)識能源在生產(chǎn)、生活中的重要意義。

教學(xué)重點和難點重點：從宏觀和微觀兩個視角認(rèn)識反應(yīng)熱；熱化學(xué)方程式的書寫。難點：從宏觀和微觀兩個視角認(rèn)識反應(yīng)熱。2020年7月23日12時41分，長征五號遙四火箭托舉著我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器，在中國海南文昌航天發(fā)射場點火升空。資料火箭推進(jìn)劑火箭發(fā)動機(jī)一般選用化學(xué)推進(jìn)劑，它是由燃料和氧化劑組成的，反應(yīng)后產(chǎn)生高溫氣體用于火箭推進(jìn)。液氫-液氧煤油-液氧長征五號推進(jìn)劑能量變化物質(zhì)變化基礎(chǔ)

化學(xué)反應(yīng)的特征熱能電能光能……吸收釋放放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)大部分(特例：C與CO2反應(yīng)吸熱)

大部分(特例：NH4NO3分解放熱

)燃燒及緩慢氧化Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl酸堿中和反應(yīng)C與H2O反應(yīng)、H2與CuO反應(yīng)、Fe與H2O(g)反應(yīng)等金屬與水或酸反應(yīng)化合反應(yīng)分解反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)溫故知新體系環(huán)境熱量被研究的物質(zhì)系統(tǒng)稱為體系，與體系相互影響的其他部分稱為環(huán)境。如圖1-2：

思考如何定量描述化學(xué)反應(yīng)中釋放或者吸收的熱量體系與環(huán)境一、反應(yīng)熱焓變1.反應(yīng)熱及其測定

在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量，稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡稱反應(yīng)熱。反應(yīng)熱體系環(huán)境如何定量描述化學(xué)反應(yīng)中釋放或者吸收的熱量？熱量許多反應(yīng)熱可以通過量熱計直接測定。保溫杯式量熱計反應(yīng)熱的測定

測定原理

取一定量已知濃度的稀鹽酸溶液置于保溫瓶中，另一份已知濃度的稀氫氧化鈉溶液于燒杯中。待酸與堿兩份溶液溫度恒定并相等時，將堿溶液迅速倒入保溫瓶中蓋緊瓶帽，并適度攪拌。由于鹽酸和氫氧化鈉中和反應(yīng)放熱而使溶液溫度升高，記錄此刻的溫度變化。

中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定測出溫度的變化量（t2－t1）求放出的熱量QQ＝

c

·m·（t2－t1）比熱容質(zhì)量溫度的變化量保溫杯式量熱計中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定思考為了提高測定的準(zhǔn)確度，應(yīng)該采取哪些措施？1.使用比較精確的溫度計讀出溫度變化；2.需要保溫裝置，保證反應(yīng)過程中，不與外界發(fā)生熱交換；3.攪拌器攪拌，保證溶液溫度均勻；……CONTENTS溫度實驗次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃溫度差(t2－t1）/℃HClNaOH平均值123平均值CONTENTS輸入文本怎樣計算呢？計算方法：Q=mCΔt（1）其中Q:中和反應(yīng)放出的熱量；m:反應(yīng)混合液的質(zhì)量；

C：反應(yīng)混合液的比熱容；△t：反應(yīng)前后溶液溫度差；（2）因為m=V酸ρ酸＋V堿ρ堿、V酸=V堿=50mL；而酸的濃度是0.50mol/L、堿的濃度是0.55mol/L；且ρ酸=ρ堿=1g/cm3、C=4.18J/（g·℃）。所以Q=0.418（t2－t1）kJ。（3）中和熱計算公式：

大量實驗測得，25℃和101kPa下，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時，放出57.3kJ的熱量。保溫杯式量熱計中和反應(yīng)反應(yīng)熱的結(jié)論焓（H）：是一個與內(nèi)能有關(guān)的物理量。內(nèi)能受溫

度、壓強(qiáng)和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。焓變（?H

）：

?H＝

H生成物－H反應(yīng)物

單位：kJ/mol或kJ?mol-1

等壓條件下，反應(yīng)熱等于焓變。2.反應(yīng)熱與焓變產(chǎn)生反應(yīng)熱體系內(nèi)能改變等壓反應(yīng)熱（焓變）思考

探究化學(xué)反應(yīng)中為什么會有反應(yīng)熱？宏觀分析放熱反應(yīng)H

(反應(yīng)物）＞H(生成物）宏觀分析放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)

H

(反應(yīng)物）＞H(生成物）H

(反應(yīng)物）＜H(生成物）?H＝H(生成物）－H(反應(yīng)物）放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)H反應(yīng)物生成物反應(yīng)物生成物

?H

＜0?H

＞0H436kJ/molHHHH鍵斷裂,吸收能量鍵形成,釋放能量436kJ/mol微觀分析2.反應(yīng)熱與焓變436kJ/molHHHH鍵斷裂,吸收能量鍵形成,釋放能量436kJ/mol鍵能：在25℃和101kPa下，斷開1mol氣態(tài)分子AB(g)中的共價鍵，使其生成氣態(tài)原子A(g)和B(g)所吸收的能量。微觀分析2.反應(yīng)熱與焓變CONTENTS微觀化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵的斷裂和生成物中新化學(xué)鍵的形成。吸收436kJ+243kJ＝679kJ

吸收436kJ+243kJ＝679kJ

釋放431kJ/mol×2mol＝862kJ?H＝?183kJ/mol微觀分析H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)

?H＝？2.反應(yīng)熱與焓變吸收能量679kJ釋放能量862kJH＝?183kJ/mol

?H＝?183kJ/mol化學(xué)鍵斷裂和形成時的能量變化是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。想一想：實驗測得與理論分析的數(shù)據(jù)接近，說明了什么？鍵能估算實驗測得

?H＝?184.6kJ/molH2(g)+Cl2(g)2HCl(g)

?H＝

？2.反應(yīng)熱與焓變

?H(估算)＝E

(反應(yīng)物鍵能）－E

(生成物鍵能）反應(yīng)物生成物化學(xué)反應(yīng)鍵斷裂鍵生成原子重新組合吸收能量放出能量吸收能量＞釋放能量吸熱反應(yīng)吸收能量＜釋放能量放熱反應(yīng)算一算（1）依據(jù)信息估算2molH2(g)和1molO2(g)反應(yīng)生成2molH2O(g)的反應(yīng)熱?H＝？2H2O24H2O2H2O1molH2(g)中的H－H鍵斷裂吸收436kJ能量1molO2(g)中的化學(xué)鍵斷裂吸收498kJ能量形成H2O(g)中1molH－O鍵釋放463.4kJ能量

?H(估算)＝

E

(反應(yīng)物鍵能）－E

(生成物鍵能）

＝2×436kJ/mol＋498kJ/mol－4×463.4kJ/mol

＝?483.6

kJ/mol

2H2O24H2O2H2O1molH2(g)中的H－H鍵斷裂吸收436kJ能量1molO2(g)中的化學(xué)鍵斷裂吸收498kJ能量形成H2O(g)中1molH－O鍵釋放463.4kJ能量2H2(g)+O2(g)2H2O(g)

?H＝？

算一算拆開1molHH鍵、1molNH鍵、1molNN鍵所需能量分別是436kJ、391kJ、946kJ，則1molN2(g)轉(zhuǎn)化為NH3(g)時的反應(yīng)熱是多少？

＝946kJ/mol+3×436kJ/mol6×391kJ/mol

＝92kJ/mol

?H

＝E

(反應(yīng)物鍵能）－E

(生成物鍵能）N2(g)+

3H2(g)

2NH3

(g)

?H＝?

問題1：如何用化學(xué)用語來表示化學(xué)反應(yīng)

中吸收或者釋放的熱量呢?熱化學(xué)方程式：

表明反應(yīng)所釋放或吸收的熱量的化學(xué)方程式。1mol液態(tài)H2和mol液態(tài)O2反應(yīng)生成1mol氣態(tài)H2O放出237.5kJ的熱量。12H2(l)+O2(l)

H2O(g)?H＝?237.5kJ/mol12二、熱化學(xué)方程式物質(zhì)變化能量變化思考：熱化學(xué)方程式與化學(xué)方程式書寫有何不同符號（

吸收+、釋放）

?H2＝+241.8kJ/mol

H2O(g)

?H1＝241.8kJ/mol

HH2(g)＋O2(g)12H2(g)+O2(g)H2O(g)

?H1＝?241.8kJ/mol1212H2O(g)H2(g)

+O2(g)

?H2＝+241.8kJ/molHH2O(l)ΔH2＝－285.8kJ/molH2O(g)ΔH1＝－241.8kJ/mol

H2(g)＋O2(g)12思考：如果生成的是H2O(l)，反應(yīng)熱一樣嗎?H2(g)+O2(g)H2O(g)

?H1＝?241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)

H2O(l)

?H2＝

?12?H2＝?285.8kJ/mol二、熱化學(xué)方程式注意：標(biāo)注狀態(tài)固體(s)、液體(l)、氣體(g)、溶液(aq)思考：如果生成的是H2O(l)，反應(yīng)熱一樣嗎?H2(g)+O2(g)H2O(g)

?H1＝?241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)

H2O(l)

ΔH2＝

?12?H2＝?285.8kJ/mol二、熱化學(xué)方程式

例：常溫下，1L1mol/LHCl和1L1mol/LNaOH溶液恰好完全反應(yīng)放出57.3kJ的熱量。注意：標(biāo)注狀態(tài)固體(s)、液體(l)、氣體(g)、溶液(aq)HCl(aq)+NaOH(aq)

NaCl(aq)+H2O(l)

?H＝?57.3kJ/mol二、熱化學(xué)方程式思考：如果H2與O2消耗量增倍,反應(yīng)熱ΔH一樣嗎?注意：

1.化學(xué)計量數(shù)不表示分子數(shù)，僅表示物質(zhì)的量

（可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)）2.

?H數(shù)值與化學(xué)計量數(shù)相對應(yīng)H2(g)+O2(g)H2O(g)

?H1＝?241.8kJ/mol122H2(g)+

O2(g)2H2O(l)

?H2＝

?H2＝?483.6kJ/mol二、熱化學(xué)方程式注意：若為25oC、101kPa時可省略，其他溫

度和壓強(qiáng)必須注明。比一比：書寫熱化學(xué)方程式還需要注意什么?H2(g)+I2(g)2HI(g)

?H＝?9.48kJ/mol25oC101kPaH2(g)+I2(g)2HI(g)?H＝?14.9kJ/mol100

oC101kPa二、熱化學(xué)方程式問題：ΔH中的單位mol-1代表什么含義？閱讀教材P9H2(g)+O2(g)H2O(g)

?H＝?241.8kJ/mol12任務(wù)：用結(jié)構(gòu)圖梳理書寫熱化學(xué)方程式的注意事項熱化學(xué)方程式符號吸熱+放熱數(shù)值與化學(xué)計量數(shù)相對應(yīng)單位kJ/mol固體(s)液體(l)氣體(g)溶液(aq)化學(xué)計量數(shù)與焓變數(shù)值對應(yīng)

表示物質(zhì)的量（整數(shù)、分?jǐn)?shù)均可）條件壓強(qiáng)溫度狀態(tài)二、熱化學(xué)方程式（1）25℃、101kPa下，8gCH4完全燃燒，放出

445.0kJ熱量；（2）液化石油氣主要成分是丙烷（C3H8），1mol

氣態(tài)丙烷在O2(g)中燃燒，生成CO2(g)和H2O(l)，

放出2219.9kJ熱量；（3）煤氣的主要成分為CO和H2，常溫下14gCO完

全燃燒，放出141.5kJ熱量。

練一練：寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式二、熱化學(xué)方程式查一查：你寫對了嗎?1212CH4(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(l)

?H＝?445.0kJ/molCH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)

?H＝?890kJ/mol（1）25℃、101kPa下，8gCH4完全燃燒，放出

445.0kJ熱量；二、熱化學(xué)方程式查一查：你寫對了嗎?C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)

?H＝?2219.9kJ/mol（2）液化石油氣主要成分是丙烷（C3H8），1mol

氣態(tài)丙烷在O2(g)中燃燒，生成CO2(g)和H2O(l)，

放出2219.9kJ熱量；二、熱化學(xué)方程式查一查：你寫對了嗎?CO(g)+O2(g)

CO2(g)?H＝?283kJ/mol122CO(g)+O2(g)

2CO2(g)?H＝?566kJ/mol（3）煤氣的主要成分為CO和H2，常溫下14gCO完

全燃燒，放出141.5kJ熱量。二、熱化學(xué)方程式練一練：CH4可做火箭推進(jìn)劑的燃料。常溫下，0.5molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出445kJ的熱量。則下列熱化學(xué)方程式中正確的是2CH4(g)＋4O2(g)2CO2(g)＋4H2O(l)?H＝﹢890kJ/mol

B.CH4

＋2O2

CO2

＋2H2O?H＝?890kJ/molC.CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)?H＝?890kJ/molD.

CH4(g)＋O2(g)CO2(g)＋H2O(l)

?H＝?890kJ/molC

?H＝?445kJ/mol

?H＝?1780kJ/mol標(biāo)物質(zhì)狀態(tài)1212二、熱化學(xué)方程式E1E2

＝?2752kJ/mol?H1＝?534kJ/mol能量N2(g)+2H2O(g)N2H4(g)+O2(g)反應(yīng)物總能量生成物總能量假想中間物總能量2N(g)+4H4(g)+2O

(g)練一練：肼（H2N-NH2）是一種火箭推進(jìn)劑的燃料，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示，寫出表示肼燃燒的熱化學(xué)方程式。N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)

?H＝?534kJ/mol二、熱化學(xué)方程式定義：101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱，單位為kJ/mol。三、燃燒熱注意：碳元素變?yōu)镃O2(g)、氫元素變?yōu)镠2O(l)、硫元素變?yōu)镾O2(g)、氮元素變?yōu)镹2(g)等

。

CO(g)+O2(g)

CO2(g)?H＝?283kJ/mol122CO(g)+O2(g)

2CO2(g)?H＝?566kJ/mol

H2(g)+O2(g)H2O(l)?H＝?285.8kJ/mol

三、燃燒熱測定原理：將待測物質(zhì)放在一個充滿氧氣的密封金屬容器（稱為氧彈）內(nèi)，再將此容器置于盛有一定量水的量熱計內(nèi)筒中，通過點火裝置使氧彈中物質(zhì)燃燒，反應(yīng)放出的熱量會使氧彈外面的水溫升高。用溫度計測量水溫的變化，即可計算出此反應(yīng)放出的熱量。燃燒熱的測量三、燃燒熱名稱化學(xué)式ΔH/kJ/mol名稱化學(xué)式ΔH/kJ/mol石墨C(s)393.5乙烷C2H6(g)1559.8金剛石C(s)395.0乙烯C2H4(g)1411.0氫氣H2(g)285.8乙炔C2H2(g)1299.6一氧化碳CO(g)283.0乙醇C2H5OH(l)1366.8甲烷CH4(g)890.31丙烷C3H8(g)2219.9甲醇CH3OH(l)726.51苯C6H6(l)3267.5某些物質(zhì)的燃燒熱（25oC，101kPa）

H2(g)+O2(g)H2O(l)?H＝?285.8kJ/mol

12三、燃燒熱名稱化學(xué)式ΔH/kJ/mol名稱化學(xué)式ΔH/kJ/mol石墨C(s)393.5乙烷C2H6(g)1559.8金剛石C(s)395.0乙烯C2H4(g)1411.0氫氣H2(g)285.8乙炔C2H2(g)1299.6一氧化碳CO(g)283.0乙醇C2H5OH(l)1366.8甲烷CH4(g)890.31丙烷C3H8(g)2219.9甲醇CH3OH(l)726.51苯C6H6(l)3267.5某些物質(zhì)的燃燒熱（25oC，101kPa）三、燃燒熱

單位質(zhì)量產(chǎn)生熱量：

≈13.2kJ/g237.5kJ2g＋16g

單位質(zhì)量產(chǎn)生熱量：

≈6.4kJ/g283kJ28g＋16g12火箭推進(jìn)劑燃料的選擇H2(l)+