《反應(yīng)熱 焓變》課件

《反應(yīng)熱焓變》課程標(biāo)準(zhǔn)素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)法指導(dǎo)了解反應(yīng)熱的定義，知道化學(xué)反應(yīng)、熱效應(yīng)與反應(yīng)焓變之間的關(guān)系變化觀念與平衡思想1．復(fù)習(xí)必修第二冊(cè)中已熟悉的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)實(shí)例，認(rèn)識(shí)在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系與環(huán)境之間的熱量變化——反應(yīng)熱2．從反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)試劑、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等方面，學(xué)會(huì)常見反應(yīng)熱——中和反應(yīng)反應(yīng)熱實(shí)驗(yàn)的測(cè)定方法3．認(rèn)識(shí)反應(yīng)熱與焓變的關(guān)系，并能利用有關(guān)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(特別是共價(jià)鍵的類型及物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式)，從化學(xué)鍵鍵能的角度計(jì)算ΔH認(rèn)識(shí)宏觀意義上的反應(yīng)熱與化學(xué)鍵的關(guān)系，以及反應(yīng)熱與反應(yīng)物、生成物總能量的關(guān)系宏觀辨識(shí)與微觀探析通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)會(huì)測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱，初步學(xué)會(huì)測(cè)定化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)方法，會(huì)分析測(cè)定反應(yīng)熱時(shí)誤差產(chǎn)生的原因，并能采取適當(dāng)措施減小實(shí)驗(yàn)誤差科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)課前·新知導(dǎo)學(xué)

反應(yīng)熱及其測(cè)定1．反應(yīng)熱在________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________，稱為化學(xué)反應(yīng)的________，簡(jiǎn)稱反應(yīng)熱。等溫?zé)崃繜嵝?yīng)

2．中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定(1)原理：根據(jù)體系的______________和有關(guān)物質(zhì)的_____________來計(jì)算反應(yīng)熱。(2)實(shí)驗(yàn)裝置：溫度變化比熱容

(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)量。①反應(yīng)物溫度(t1)的測(cè)量：用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸，打開杯蓋，倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒中，蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，測(cè)量并記錄鹽酸的溫度。用水把溫度計(jì)上的酸沖洗干凈，擦干備用；用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，用溫度計(jì)測(cè)量并記錄NaOH溶液的溫度。取兩溫度的平均值記為t1。②反應(yīng)后體系溫度(t2)的測(cè)量：打開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒中，立即蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，用攪拌器勻速攪拌。密切關(guān)注溫度變化，準(zhǔn)確讀取混合溶液的_________，記錄為t2。最高溫度③重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作，取三次測(cè)量所得溫度差的平均值作為計(jì)算依據(jù)。④實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：鹽酸、氫氧化鈉溶液為稀溶液，其密度近似地認(rèn)為都是1g·cm－3，反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c＝4.18J/(g·℃)。該實(shí)驗(yàn)中鹽酸和NaOH溶液發(fā)生中和反應(yīng)放出的熱量Q＝______________，生成1mol水時(shí)放出的熱量為__________________。(4)大量實(shí)驗(yàn)測(cè)得，在25℃和101kPa下，強(qiáng)酸的稀溶液與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)，放出_______的熱量。0.418(t2－t1)kJ

57.3kJ

25℃和101kPa下，濃硫酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)，放出的熱量還是57.3kJ嗎？【答案】放出比57.3kJ多的熱量，因?yàn)闈饬蛩嵊鏊♂尫艧帷?/p>

實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行中和反應(yīng)反應(yīng)熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用的量筒和試劑均正確的一組是 (

)A．50mL0.50mol·L－1鹽酸，50mL0.50mol·L－1NaOH溶液，100mL量筒1個(gè)B．50mL0.50mol·L－1鹽酸，50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，100mL量筒2個(gè)C．50mL0.50mol·L－1鹽酸，50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，50mL量筒1個(gè)D．50mL0.50mol·L－1鹽酸，50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，50mL量筒2個(gè)【答案】D

【解析】實(shí)驗(yàn)中為了保證50mL0.50mol·L－1的鹽酸完全被中和，應(yīng)采用50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，使堿稍過量。

反應(yīng)熱與焓變1．化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生反應(yīng)熱的原因：化學(xué)反應(yīng)前后體系的______發(fā)生了變化。內(nèi)能受________、________和物質(zhì)的____________等影響。2．焓變：________條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)熱等于焓變。符號(hào)為________，單位是___________________。3．ΔH的正、負(fù)規(guī)定(1)放熱反應(yīng)的焓值______，ΔH為______，即ΔH______0。(2)吸熱反應(yīng)的焓值______，ΔH為______，即ΔH______0。內(nèi)能溫度壓強(qiáng)聚集狀態(tài)

等壓ΔH

kJ/mol(或kJ·mol－1)

減小負(fù)值＜增大正值＞

4．微觀角度認(rèn)識(shí)反應(yīng)熱的實(shí)質(zhì)(1)實(shí)例：以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)(25℃，101kPa)(2)結(jié)論：____________________時(shí)的能量變化是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因?；瘜W(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－H①吸收________kJ③共吸收______kJCl－Cl②吸收________kJH－Cl④放出________kJ⑤共放出______kJ結(jié)論H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反應(yīng)熱ΔH＝_____________436

243

679

431

862

－183kJ/mol

化學(xué)鍵斷裂和形成

有化學(xué)鍵斷裂或形成的變化一定是化學(xué)變化嗎？【答案】不一定。如：氯化鈉晶體溶于水有離子鍵斷裂、氯化氫氣體溶于水有共價(jià)鍵斷裂，但二者溶于水都屬于物理變化。

下列過程中，需要吸收能量的是 (

)A．鈉與水的反應(yīng) B．H＋Cl—→HCl【答案】C課堂·重難探究重難點(diǎn)一從宏觀和微觀的角度理解反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因1．從化學(xué)反應(yīng)中焓(H)的變化角度分析焓變與反應(yīng)物、生成物能量的關(guān)系：ΔH＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量。[重難突破]2．焓變與化學(xué)鍵的關(guān)系

ΔH＝E總(斷鍵)－E總(成鍵)利用化學(xué)鍵斷裂和形成時(shí)的能量變化計(jì)算反應(yīng)熱，要準(zhǔn)確判斷化學(xué)鍵斷裂或生成的數(shù)量。A．431kJ

B．945.6kJC．649kJ

D．896kJ[典例精練]【答案】B

【解析】根據(jù)ΔH＝E總(斷鍵)－E總(成鍵)，設(shè)斷裂1molN≡N需要吸收的能量為E，則有E＋3×436kJ－6×391kJ＝－92.4kJ，E＝945.6kJ。

某些化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol－1)如下表：(1)1molH2在2molCl2中燃燒，放出的熱量為________kJ。(2)在一定條件下，1molH2分別與足量的Cl2、Br2、I2反應(yīng)，放出熱量由多到少的順序是__________(填字母)。

A．Cl2>Br2>I2

B．I2>Br2>Cl2化學(xué)鍵H—HBr—BrI—ICl—Cl鍵能436193151243化學(xué)鍵H—ClH—IH—Br

鍵能431299366

【答案】(1)183

(2)A【解析】(1)1molH2在2molCl2中燃燒，參加反應(yīng)的H2和Cl2的物質(zhì)的量都是1mol，生成2molHCl，則放出的熱量為431kJ·mol－1×2mol－(436kJ·mol－1×1mol＋243kJ·mol－1×1mol)＝183kJ。(2)反應(yīng)H2＋X2===2HX中，若1molH2和1molX2反應(yīng)生成2molHX，就有1molH—H和1molX—X斷裂，有2molH—X形成。放出的熱量Q(HX)＝2E(H—X)－E(H—H)－E(X—X)，將題中數(shù)據(jù)代入計(jì)算可得：Q(HCl)>Q(HBr)>Q(HI)。重難點(diǎn)二中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定

1．中和反應(yīng)反應(yīng)熱測(cè)定原理的理解(1)中和反應(yīng)的對(duì)象為酸、堿的稀溶液。這是因?yàn)闈馑岷蜐鈮A相互混合時(shí)因稀釋會(huì)放出熱量。(2)中和熱(在25℃、101kPa下，強(qiáng)酸的稀溶液與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)，生成1molH2O放出的熱量)與參加反應(yīng)的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的種類、用量無關(guān)。[重難突破](3)弱酸或弱堿在溶液中不能完全電離，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，繼續(xù)電離并吸收熱量，所以它們的中和熱數(shù)值小于57.3kJ·mol－1。例如：利用同樣的方法測(cè)定氨水與鹽酸、NaOH溶液與醋酸的反應(yīng)熱，則所測(cè)ΔH>－57.3kJ·mol－1。2．測(cè)定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)中需要注意的問題(1)所用裝置要盡可能做到保溫、隔熱；實(shí)驗(yàn)操作時(shí)動(dòng)作要快，盡量減少熱量的損失。(2)所用溶液的配制必須準(zhǔn)確，且濃度要小；為保證鹽酸完全被氫氧化鈉中和，要使氫氧化鈉稍過量。(3)實(shí)驗(yàn)中所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫，才能使用。(4)要使用同一支溫度計(jì)，溫度計(jì)讀數(shù)要盡可能準(zhǔn)確；水銀球部位一定要完全浸沒在溶液中，且要穩(wěn)定一段時(shí)間后再讀數(shù)，以提高測(cè)量的精度；兩次讀數(shù)的時(shí)間間隔要短，這樣才能讀到最高溫度，即最終溫度。(5)實(shí)驗(yàn)中若用弱酸代替強(qiáng)酸，或用弱堿代替強(qiáng)堿，因中和過程中弱酸或弱堿的電離吸熱，會(huì)使測(cè)得的反應(yīng)熱數(shù)值的絕對(duì)值偏小。(6)可采用多次測(cè)量取平均值的方法，減小實(shí)驗(yàn)誤差。 50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱(在25℃、101kPa下，強(qiáng)酸稀溶液與強(qiáng)堿稀溶液反應(yīng)生成1molH2O時(shí)放出的熱量叫中和熱)?；卮鹣铝袉栴}：[典例精練](1)燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是___________________。

(2)大燒杯上如不蓋硬紙板，求得中和熱的絕對(duì)值__________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

(3)實(shí)驗(yàn)中若改用60mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和熱________(填“相等”或“不相等”)，簡(jiǎn)述理由：________________________________________?！敬鸢浮?/p>

(1)減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失(2)偏小(3)不相等相等因?yàn)橹泻蜔崾侵冈谙∪芤褐袕?qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)的反應(yīng)熱，與酸和堿的用量無關(guān)

在做中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，關(guān)鍵是要比較準(zhǔn)確地配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，量熱計(jì)要盡量做到絕熱；在量熱的過程中要盡量避免熱量的散失，要求比較準(zhǔn)確地測(cè)量出反應(yīng)前后溶液溫度的變化。回答下列問題：(1)該實(shí)驗(yàn)常用0.50mol·L－1鹽酸和0.55mol·L－1NaOH溶液各50mL。NaOH溶液的濃度大于鹽酸的濃度的目的是____________________。當(dāng)室溫低于10℃時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)造成較大誤差的原因是__________________