新教材高中化學(xué)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第節(jié)反應(yīng)熱課件新人教版選擇性必修2

第一章化學(xué)反響的熱效應(yīng)[情景切入]從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度看，化學(xué)反響的實質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵生成，因此幾乎所有的化學(xué)反響都伴隨著能量的釋放或吸收。從煤、石油、天然氣燃燒時產(chǎn)生的熱能到各種化學(xué)電源產(chǎn)生的電能，化學(xué)反響產(chǎn)生的各種形式的能量是人類社會所需能量的重要來源。反過來，通過各種化學(xué)反響將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)又為人類創(chuàng)造了一個五彩繽紛的物質(zhì)世界。[知識導(dǎo)航]本章內(nèi)容探究化學(xué)反響中的能量變化和反響熱的計算。本章知識在結(jié)構(gòu)上分為二節(jié)：第一節(jié)主要學(xué)習(xí)反響熱——反響熱和焓變，熱化學(xué)方程式和燃燒熱；第二節(jié)主要學(xué)習(xí)反響熱的計算。[學(xué)法指導(dǎo)]1．重溫舊知，巧應(yīng)用?；貞浕瘜W(xué)能與熱能的已學(xué)知識，對于化學(xué)鍵與化學(xué)反響中能量變化的關(guān)系、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化有了一定認識，為進一步學(xué)習(xí)化學(xué)反響與能量奠定根底。2．理解本質(zhì)，重聯(lián)系。通過生活中常見的吸、放熱反響及在生活中的應(yīng)用實例，從化學(xué)鍵斷裂角度、物質(zhì)本身具有的能量角度理解吸、放熱反響的實質(zhì)。3．圖示展示，印象增。以1molH2和1molCl2反響生成2molHCl為例，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)從微觀的角度定量地討論該反響中的能量變化，進一步探討“質(zhì)〞“能〞關(guān)系，運用簡明的圖示說明抽象的內(nèi)容，注重學(xué)習(xí)過程和知識形成過程，加深印象。4．巧用網(wǎng)絡(luò)，拓視野。充分利用網(wǎng)絡(luò)了解煤、石油、天然氣三大化石燃料的減少造成的能源危機，通過圖片與聲情并茂的視頻加深對能源危機的認識與理解，激發(fā)探究利用新能源的熱情與決心。5．火眼金睛，明辨析。正確辨析“三熱——反響熱、燃燒熱、中和熱〞，即利用概念從反響條件、反響物的用量、生成物的量、反響物和生成物的狀態(tài)等方面正確辨析反響熱、燃燒熱、中和熱，注意其區(qū)別與聯(lián)系。6．緊扣特征，找規(guī)律。理解蓋斯定律，可從語文角度“殊途同歸〞來理解，也可以從物理角度“位移和路程〞來認識，也可以從化學(xué)角度與“鋁三角、鐵三角〞等知識形成聯(lián)系，既加深了對蓋斯定律的認識，又增強對舊知識的理解和應(yīng)用，又注重了學(xué)科之間的聯(lián)系，知識得到了升華。7．巧用數(shù)學(xué)，提分?jǐn)?shù)。蓋斯定律還考查計算能力，能用數(shù)學(xué)知識巧妙計算，提高計算能力也是解決本局部內(nèi)容的關(guān)鍵點。第一節(jié)反響熱第1課時反響熱焓變學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1．能辨識化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式，能解釋化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)。2．結(jié)合真實情境中的應(yīng)用實例，能從多角度認識放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。認識化學(xué)反應(yīng)中能量變化在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。3．能運用反應(yīng)焓變合理選擇和利用化學(xué)反應(yīng)。1．通過分析“化學(xué)反應(yīng)中的能量變化”，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析能力。2．通過認識“化學(xué)變化的本質(zhì)”，培養(yǎng)變化觀念與平衡思想。課前素能奠基課堂素能探究課堂達標(biāo)驗收新課情景呈現(xiàn)名師博客呈現(xiàn)新課情景呈現(xiàn)新課情境呈現(xiàn)我們知道在每屆奧林匹克運動會上，都有一個莊嚴(yán)儀式——傳遞圣火，在這里火成為精神、文明的象征，并以此傳遞奧林匹克的偉大精神。事實上火在古代就是一種神圣的象征，火代表著創(chuàng)世、再生和光明，人們對火是又畏懼又崇拜。畏懼是因為她的威力，她能給人類帶來巨大的災(zāi)難；崇拜她是因為她能給人類帶來溫暖和光明，是她把人類從“茹毛飲血〞帶向文明。這里的“火〞實際上就是化學(xué)反響中產(chǎn)生的能量。盡管隨著科學(xué)開展，社會已逐步進入多能源時代，但是化學(xué)反響中的能量仍是目前主要的能量來源。自動加熱飯盒是在普通飯盒的根底上加制一個加熱盒而成的。在需要加熱時，取一包發(fā)熱粉倒入加熱盒內(nèi)，把飯盒按入加熱盒，從旁邊的縫中注入少量清水，在幾分鐘內(nèi)就可使食品到達80℃。你能解釋其中的原理是什么嗎？課前素能奠基

一、反響熱及其測定1．反響熱：在____________下，化學(xué)反響體系向環(huán)境________或從環(huán)境________的熱量，稱為化學(xué)反響的__________，簡稱反響熱。2．反響熱的測定：許多反響熱可以通過__________直接測定。在反響前后，如果環(huán)境的溫度沒有變化，那么反響放出的熱量就會使體系的溫度升高，這時可以根據(jù)測得的體系的____________和有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來計算反響熱。等溫條件新知預(yù)習(xí)釋放吸收熱效應(yīng)量熱計溫度變化3．中和熱的測定：(1)中和熱：稀溶液中，強酸與強堿發(fā)生中和反響生成______________時所釋放的熱量稱為中和熱。(2)實驗原理：通過一定量的強酸、強堿的稀溶液在反響前后溫度的變化，計算反響放出的熱量，由此求得中和熱。1molH2O

(3)實驗儀器裝置：將以下實驗裝置中各儀器(或物品)的名稱填在橫線上。玻璃攪拌器

溫度計

(4)實驗數(shù)據(jù)：測定反響的初始溫度和終止溫度，重復(fù)三次，代入公式Q＝____________計算，那么中和熱＝__________。cmΔt

二、反響熱與焓變1．反響熱產(chǎn)生的原因：化學(xué)反響前后體系的內(nèi)能(符號為U)發(fā)生了變化。內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、壓強和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。2．焓(H)：與________有關(guān)的物理量。內(nèi)能

3．焓變和反響熱：

焓變反應(yīng)熱概念一定條件下，__________與__________焓值差，決定某一化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。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________。符號及單位______________________恒壓條件下用________表示，單位：________________相互關(guān)系在________條件下進行的化學(xué)反應(yīng)(嚴(yán)格地說，對反應(yīng)體系作功還有限定，中學(xué)階段一般不考慮)，其反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變生成物

反響物熱量

ΔH，kJ·mol－1

ΔH

kJ·mol－1

等壓

三、化學(xué)反響中能量變化的原因1．微觀上：(1)化學(xué)反響的本質(zhì)。

(2)化學(xué)鍵變化與反響熱的關(guān)系。假設(shè)Q1＞Q2，反響吸收能量，ΔH______0，為________反響；假設(shè)Q1＜Q2，反響放出能量，ΔH______0，為________反響。＞

吸熱

＜

放熱

2．宏觀上：(1)圖示。

(2)結(jié)論。反響物的總能量大于生成物的總能量為________反響，體系能量________；反響物的總能量小于生成物的總能量為________反響，體系能量________。放熱

降低

吸熱

升高

預(yù)習(xí)自測1．以下反響既屬于放熱反響，又屬于氧化復(fù)原反響的是 ()A．Ba(OH)2溶液與硫酸溶液反響B(tài)．鋁片與稀硫酸反響C．灼熱的炭與CO2反響D．NH4NO3固體與Ba(OH)2·8H2O晶體反響解析：A不是氧化復(fù)原反響；B既是放熱反響，又是氧化復(fù)原反響，所以符合題意；C為吸熱反響；D為吸熱反響，而且是非氧化復(fù)原反響。B

2．根據(jù)如下圖的反響判斷以下說法中錯誤的選項是 ()A．CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量B．該反響的焓變大于零C．該反響中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，化學(xué)鍵生成放出能量D．由該反響可推出但凡需要加熱才發(fā)生的反響均為吸熱反響D

解析：反響吸熱，生成物總能量高于反響物，A正確；反響吸熱，焓變大于零，B正確；碳酸鈣中既有離子鍵又有共價鍵，其分解時既有離子鍵斷裂又有共價鍵斷裂，C正確；燃燒需要加熱，但都是放熱反響，D錯誤。A

課堂素能探究

知識點

問題探究：1．實驗中為何使用0.55mol·L－1NaOH溶液與0.50mol·L－1鹽酸反響，而不是選用0.50mol·L－1NaOH溶液？2．能否用濃硫酸代替鹽酸？對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？3．能否用醋酸代替鹽酸或用氨水代替NaOH溶液？對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？中和反響反響熱的測定探究提示：1．堿過量的目的是保證鹽酸完全反響。2．不能。濃硫酸溶解于水時放熱，所以放出的熱量偏多。3．不能。弱酸、弱堿電離吸熱，所以測得的反響熱數(shù)值偏小。知識歸納總結(jié)：1．實驗原理：根據(jù)中和熱的概念，通過自制量熱計，測量一定量的強酸、強堿的稀溶液在反響前后的溫度變化，計算反響放出的熱量，由此求得中和熱。2．實驗裝置：3．實驗步驟：(1)反響物溫度的測量。①用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸，翻開杯蓋，倒入量熱計的內(nèi)筒中，蓋上杯蓋，插入溫度計，測量并記錄鹽酸的溫度。用水把溫度計上的酸沖洗干凈，擦干備用。②用另一個量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，用溫度計測量并記錄NaOH溶液的溫度。(2)反響后體系溫度的測量。翻開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計的內(nèi)筒中，立即蓋上杯蓋，插入溫度計，用玻璃攪拌器勻速攪拌。密切關(guān)注溫度變化，將最高溫度記為反響后體系的溫度(t2)。(3)重復(fù)上述步驟(1)至步驟(2)兩次。4．?dāng)?shù)據(jù)處理：(1)取鹽酸溫度和NaOH溶液溫度的平均值記為反響前體系的溫度(t1)，計算溫度差(t2－t1)。(2)取三次測量所得溫度差的平均值作為計算依據(jù)。(3)根據(jù)溫度差和比熱容等計算反響熱。為了計算簡便，可以近似地認為實驗所用酸、堿稀溶液的密度、比熱容與水的相同，并忽略量熱計的比熱容，那么：我們將稀溶液中強酸與強堿發(fā)生中和反響生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱，在稀溶液中，強酸和強堿每生成1mol水放出57.3kJ的熱量。如圖是某化學(xué)小組組裝的中和熱簡易測定裝置。請答復(fù)有關(guān)中和反響的問題。典例1(1)用0.1molBa(OH)2配成稀溶液與足量稀硝酸反響，能放出_________kJ熱量。(2)如圖裝置中儀器A的名稱______________，作用是_________________________。(3)假設(shè)通過實驗測定中和熱的ΔH，其結(jié)果常常大于－57.3kJ·mol－1，其原因可能是__________________________________。(4)用相同濃度和體積的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液進行上述實驗，測得中和熱的數(shù)值會________(填“偏大〞“偏小〞或“無影響〞)。

玻璃攪拌器

攪拌，使

溶液充分混合

實驗中不可防止地有少量熱量損失偏小

解析：(1)根據(jù)中和熱的含義：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，所以0.1molBa(OH)2稀溶液與足量稀硝酸反響時生成0.2molH2O(l)，故放出的熱量為11.46kJ。(2)由實驗裝置知，A為玻璃攪拌器，作用是攪拌，使溶液充分混合。(3)在測定中和熱的實驗中，減少熱量損失是實驗的關(guān)鍵，而在實驗中會不可防止地有少量熱量損失，導(dǎo)致結(jié)果常常大于－57.3kJ·mol－1。(4)用氨水代替NaOH(aq)，會使測得的中和熱數(shù)值偏小，因為氨水(NH3·H2O)是弱堿，電離時需吸收熱量?！沧兪接?xùn)練1〕如圖是某興趣小組組裝的中和熱測定裝置，分別取40mL0.50mol·L－1鹽酸與40mL0.55mol·L－1氫氧化鈉溶液進行中和熱的測定，弱酸、弱堿電離需要吸熱。D

以下說法錯誤的選項是 ()A．稍過量的氫氧化鈉是為了確保鹽酸完全反響B(tài)．儀器A的名稱是玻璃攪拌器C．在測定中和熱的每次實驗中，至少需要測定并記錄3次溫度D．用氨水代替氫氧化鈉溶液，其結(jié)果也是相同的解析：稍過量的氫氧化鈉確保鹽酸完全反響，A正確；儀器A的名稱是玻璃攪拌器，用于攪拌，且不導(dǎo)熱，B正確；在測定中和熱的每次實驗中，第一次測鹽酸的起始溫度，第二次測氫氧化鈉溶液的起始溫度，第三次測混合溶液的最高溫度，C項正確；氨水電離時吸熱，用氨水代替氫氧化鈉溶液，測定結(jié)果偏小，D錯誤。知識點

放熱反響和吸熱反響問題探究：1．可燃物燃燒時，點燃后就不需要再加熱，而有些反響必須持續(xù)加熱，能否根據(jù)加熱條件判斷反響是吸熱反響還是放熱反響？放熱反響加熱的目的是什么？2．化合反響一定是放熱反響，分解反響一定是吸熱反響嗎？舉例說明。知識歸納總結(jié)：1．用E(反響物)、E(生成物)分別代表反響物、生成物的總能量；Q(吸)、Q(放)分別代表反響物斷鍵吸收的熱量、生成物成鍵放出的熱量。

放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義放出熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)宏觀角度比較E(反應(yīng)物)＞E(生成物)E(反應(yīng)物)＜E(生成物)2．常見的放熱反響、吸熱反響：放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)①大多數(shù)化合反應(yīng)②所有燃燒反應(yīng)③酸堿中和反應(yīng)④金屬與水或酸的置換反應(yīng)①大多數(shù)分解反應(yīng)②Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)③C和CO2或H2O(g)的反應(yīng)某化學(xué)反響A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(AB2的分子結(jié)構(gòu)為B—A—B)的能量變化如下圖，以下有關(guān)表達中正確的選項是 ()A．該反響的進行一定需要加熱B．該反響的ΔH＝－(E1－E2)kJ·mol－1典例2C

C．該反響為吸熱反響D．?dāng)嗔?molA—A鍵和2molB—B鍵，放出E1kJ能量解析：A項，由反響前后能量守恒可知，反響物能量之和小于生成物能量之和，反響是吸熱反響，吸熱反響不一定都要加熱，例如氫氧化鋇晶體和氯化銨在常溫下就能反響，故A項錯誤；B項，該反響的焓變＝斷裂化學(xué)鍵吸收能量－形成化學(xué)鍵放出能量，所以焓變ΔH＝＋(E1－E2)kJ·mol－1，故B項錯誤；C項，反響是吸熱反響，故C項正確；D項，斷裂化學(xué)鍵吸收熱量，所以斷裂1molA—A鍵和2molB—B鍵吸收E1kJ能量，故D項錯誤。規(guī)律方法指導(dǎo)：(1)反響是吸熱反響還是放熱反響，取決于反響物、生成物所具有的總能量的相對大小。(2)反響是吸熱反響還是放熱反響，與反響條件無必然關(guān)系。(3)E1為正反響活化能，E2為逆反響活化能，ΔH＝E1－E2。(4)催化劑能降低反響所需活化能，但不影響焓變的大小。C

解析：步驟1為舊化學(xué)鍵斷裂的過程，該過程吸收能量，步驟2為新化學(xué)鍵的形成過程，該過程放出能量，故三個狀態(tài)的能量E2最大；該反響可通過燃燒實現(xiàn)，為放熱反響，ΔH＜0；要實現(xiàn)步驟1的轉(zhuǎn)化可以通過點燃或光照等條件，故只有C項錯誤。知識點

化學(xué)反響中能量變化的原因問題探究：根據(jù)以下圖你能表示出Ⅰ、Ⅱ的反響熱嗎？探究提示：圖ⅠΔH＝E1－E2圖ⅡΔH＝E2－E1知識歸納總結(jié)：1．化學(xué)反響的根本特征：一是物質(zhì)發(fā)生了變化，二是能量發(fā)生了變化。2．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反響的能量變化(如下圖)：化學(xué)鍵反應(yīng)中能量變化1molA—B化學(xué)鍵反應(yīng)中能量變化H—H吸收436kJ共吸收679kJCl—Cl吸收243kJH—Cl放出431kJ共放出862kJ結(jié)論H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反應(yīng)熱ΔH＝－183kJ·mol－13．圖示：化學(xué)反響過程中的能量變化如下圖：其中，E1′表示活化能，E1′與E2′的差值表示反響熱。上述反響過程表示該反響為放熱反響。4．焓變的兩種計算方法：(1)根據(jù)物質(zhì)具有的能量來計算。ΔH＝E(總生成物)－E(總反響物)(2)根據(jù)化學(xué)鍵鍵能來計算。ΔH＝反響物的鍵能總和－生成物的鍵能總和＝反響物斷鍵吸收的總能量－生成物成鍵放出的總能量特別提醒：(1)斷裂化學(xué)鍵需要吸收能量(E1)，形成化學(xué)鍵能夠放出能量(E2)，判斷反響是放熱，還是吸熱，關(guān)鍵看E1與E2的相對大小，其中二者的差值即為反響熱。如下圖，ΔH1＝－393.5kJ·mol－1，ΔH2＝－395.0kJ·mol－1，以下說法或表示正確的選項是 ()A．金剛石與氧氣反響生成二氧化碳是吸熱反響B(tài)．石墨和金剛石的轉(zhuǎn)化是物理變化典例3C．石墨的穩(wěn)定性強于金剛石D．1mol石墨的總鍵能比1mol金剛石的總鍵能小1.5kJC

解析：由圖知，金剛石與氧氣反響，反響物的總能量大于生成物的總能量，故應(yīng)為放熱反響，A錯誤；石墨和金剛石是不同的物質(zhì)，二者之間的轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化，B錯誤；等物質(zhì)的量的石墨的總能量低于金剛石，那么石墨的穩(wěn)定性強于金剛石，C正確；物質(zhì)越穩(wěn)定，所具有的總鍵能越大，1mol石墨的總鍵能比1mol金剛石的總鍵能大1.5kJ，D錯誤。規(guī)律方法指導(dǎo)：(1)分析反響物與生成物能量相對大小，判斷反響為吸熱反響還是放熱反響。(2)明確ΔH的計算方法：ΔH＝E(生成物)－E(反響物)。D

解析：根據(jù)圖示，HCN的能量比HNC的能量低，因此HCN比HNC穩(wěn)定，A項正確；該異構(gòu)化反響中反響物總能量低于生成物總能量，為吸熱反響，反響物和生成物能量相差59.3kJ·mol－1，故ΔH＝＋59.3kJ·mol－1，B項正確；根據(jù)圖示，正反響的活化能為186.5kJ·mol－1，逆反響的活化能為127.2kJ·mol－1，C項正確；使用催化劑，可以改變反響的活化能，但不能改變反響熱，D項錯誤。名師博客呈現(xiàn)

課堂達標(biāo)驗收1．炭黑是霧霾中的重要顆粒物，研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子，生成活化氧，活化過程的能量變化模擬計算結(jié)果如下圖?；罨蹩梢钥焖傺趸趸?。以下說法不正確的選項是 ()A．每活化一個氧分子有0.29eV的能量釋放B．水可使氧分子活化反響的活化能降低0.42eVC．氧分子的活化是O—O鍵的斷裂與C—O鍵的生成過程D．炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的催化劑B

解析：根據(jù)能量變化圖分析，最終結(jié)果為活化氧，體系能量降低，那么每活化一個氧分子放出0.29eV能量，A正確；根據(jù)能量圖分析，整個反響的活化能為活化能較大者，那么沒有水參加的反響活化能為E＝0.75eV，有水參加的反響的活化能為E＝0.57eV，所以水可使氧分子活化反響的活化能降低0.75eV－0.57eV＝0.18eV，B錯誤；根據(jù)圖象分析，氧分子活化過程O—O鍵斷裂，生成C—O鍵，所以氧分子的活化是O—O鍵的斷裂與C—O鍵的生成過程，C正確；炭黑顆粒可作催化氧化反響的催化劑，炭黑顆粒是大氣中SO2轉(zhuǎn)為SO3的催化劑，D正確。2．反響A＋B―→C(ΔH＜0)分兩步進行：①A＋B―→X(ΔH＞0)，②X―→C(ΔH＜0)。以下示意圖中，能正確表示總反響過程中能量變化的是 ()解析：A＋B―→X為吸熱反響，A＋B的總能量小于X的總能量，排除選項A、C；X―→C為放熱反響，那么X的能量大于C的總能量，排除選項B，應(yīng)選D。D

3．在量熱計中(如下圖)將100mL0.50mol·L－1的CH3COOH溶液與100mL0.55mol·L－1NaOH溶液混合，溫度從298.0K升高到300.7K，量熱計的熱容常數(shù)(量熱計各部件溫度每升高1K所需要的熱量)是150.5J·K－1，溶液密度均為1g·mL－1，充分混合后溶液的比熱容c＝4.184J·(g·K)－1。(1)CH3COOH的中和熱ΔH＝__________________。(2)CH3COOH的中和熱的文獻值為56.1kJ·mol－1，你認為(1)中測得