鲁教版高中化学选修4课件化学反应的反应热

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1.上图中的“钻木取火”和燃气的燃烧都涉及到哪些能量间的转化？ 提示 “钻木”是机械能转化为内能，“取火”是化学能转化为内能；燃气的 燃烧是化学能转化为热能和光能。
2.化学反应中的反应热与化学键键能有什么关系？ 提示 反应热＝断裂化学键吸收的总能量－形成化学键放出的总能量。
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[实验步骤] 1.制作量热计
2.向量热计内筒中加入1.0 mol·L－1的盐酸100 mL，盖上杯盖，插入温度计，匀速 搅拌后记录初始温度T1。
3.向250 mL烧杯中加入1.0 mol·L－1的NaOH溶液100 mL，调节其温度，使之与量 热计中盐酸的温度相同。
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解析 要掌握实验操作要点：①量热计保温效果要好；②酸碱溶液的浓度要小； ③酸碱一方要过量；④操作迅速准确，减少热量损失；⑤及时准确记录数据。 中和热是在稀溶液中，1 mol H＋和1 mol OH－发生中和反应生成1 mol H2O时 所放出的热量，强酸与强碱反应的实质是H＋＋OH－===H2O，计算出来的中和 热是相同的。 答案 (1)减少实验过程中的热量损失 (2)偏小 保温杯 (3)不相等 相等 因 中和热是指在稀溶液中1 mol H＋和1 mol OH－发生中和反应生成1 mol H2O时 所放出的热量，与酸碱的用量无关 (4)偏小 偏小
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(1)大小烧杯间填满碎纸条的作用是_________________________________。 (2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将________(填“偏大”、“偏小” 或“无影响”)。结合日常生活的实际该实验在________中进行效果更好。 (3)实验中改用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸与 50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行 反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所 求 中 和 热 ________( 填 “ 相 等 ” 或 “ 不 相 等 ”) ， 简 述 理 由 __________________________________________________________________。 (4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数 值会________；用50 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热 的数值会________。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
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【典例1】 化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与 新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过 程中的能量变化，下列说法中正确的是( )
A.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJ B.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量 C.通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO D.NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
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学习任务二、测定中和反应的反应热 [实验探究]
测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。 [实验原理]
利用一定量的酸和碱的稀溶液发生反应，测出反应前后溶液温度差，根据公式Q ＝－C·ΔT＝－c·m·ΔT计算，其中：c＝4.18 J·g－1·K－1，m为酸碱溶液的质量和， ΔT＝T2－T1，T是酸溶液温度与碱溶液温度的平均值。然后换算成生成1 mol H2O放出的热量。
HCl与KOH
HNO3与NaOH
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[数据处理] 为了使计算简便一些，我们近似地认为 ①1.0 mol·L－1盐酸(或硝酸)和1.0 mol·L－1 NaOH(或KOH)溶液的密度都是 1 g·mL－1，所以可求出盐酸的质量m1、NaOH溶液的质量m2。 ②中和后生成的溶液的比热容4.18 J·g－1·K－1，则用100 mL 1.0 mol·L－1盐酸与 100 mL 1.0 mol·L－1 NaOH溶液发生中和反应放出的热量计算生成1 mol H2O时 放出的热量：Q＝－4.18 J·g－1·K－1×200 mL×1 g·mL－1×(T2－T1) ×10。
3. 计 算 公 式 ： Q ＝ _－__C__(T_2_－__T_1_)_ 。 其 中 C 表 示 溶 液 及 量 热 计 的 ___热__容___ ， 单 位 是 __J_·_K_－__1 _；T1、T2表示反应前和反应后体系的温度，单位是__K__。
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[自 我 检 测]
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【深度思考】 1.需要加热的反应不一定是吸热反应，吸热反应不一定需要加热条件。 2.对于可逆反应，若正反应是吸热反应，则逆反应必为放热反应。
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变式训练1 下列说法正确的是( ) A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.化学反应中的能量变化都表现为热量变化 C.任何放热反应在常温下一定能发生 D.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热反应还是吸热反应 解析 化学反应的能量变化可以表现为很多方面，如转化为热能、电能、光能等； 反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小；放 热反应和吸热反应都是在一定条件下发生的，反应开始需要加热的反应可能是吸 热反应，也可能是放热反应。 答案 D
(1)表示方法：用符号Q表示；Q__>__0，反应吸热；Q__<__0，反应放热。 (2)单位：___J_·_m__o_l－__1或__k_J_·_m__o_l－__1 ____。
4.常见的放热反应和吸热反应： 放热反应：①大多数化合反应 ②所有的燃烧反应 ③酸碱中和反应 ④较活泼 金属与酸的反应 ⑤活泼金属与 H2O 的反应 ⑥铝热反应 ⑦缓慢氧化反应 ⑧爆炸 吸热反应：①大多数分解反应 ②Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反应 ③C 和 CO2、 H2O(g)的反应 ④反应如 C＋CO2=高==温==2CO 少数化合。
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解析 反应热就是断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键所放出的能量的差值， 所以该反应的反应热是946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝ 180 kJ·mol－1，所以该反应是吸热反应，所以选项A不正确，B正确；氮气和氧 气反应需要放电或高温条件，选项C不正确；NO不是酸性氧化物，和氢氧化钠 溶液不反应，选项D不正确。 答案 B
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4.快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高 温度T2。
5.重复以上操作二到三次。 6.用同样的方法分别测定KOH溶液与盐酸反应、NaOH溶液与硝酸反应的反应热。
实验Βιβλιοθήκη 起始温度T1/ ℃ 终止温度T2/ ℃ 温度差(T2－T1)/ ℃ 反应热Q/J
HCl与NaOH
化学反应分为两类： (1)放热反应：___放__出__热__量___的化学反应。 (2)吸热反应：___吸__收__热__量___的化学反应。
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3. 反 应 热 的 概 念 ： 当 化 学 反 应 在 一 定 的 温 度 下 进 行 时 ， 反 应 所 ___释__放__或__吸__收__的__热__量___称为该反应在此温度下的热效应，简称为反应热。
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2.反应热与物质能量变化的关系
放热反应
吸热反应
反应物具有的总能量大于生成物具有 反应物具有的总能量小于生成物具有
的总能量
的总能量
【特别提示】 所有的化学反应都有热效应。反应热Q的正负与反应物总能量和 生成物总能量的相对大小有关，与反应是否需要加热无必然联系。
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1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×” (1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应( ) (2)物质发生化学变化都伴有能量的变化( ) (3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化( ) (4)吸热反应在任何条件都不能发生( ) (5)Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热( ) (6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
第1节 化学反应的热效应 第1课时 化学反应的反应热
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学业要求
素养对接
1.能辨识化学反应中能量的转化形式。 1.变化观念：化学反应中能量相互转化。 2.能解释化学反应中能量变化的本质。 2.守恒思想：能量变化遵循能量守恒。
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[知 识 梳 理]
知识点一、化学反应的反应热 1.化学反应中存在两大变化即___物__质___变化和___能__量___变化。 2.化学反应中的能量变化有多种形式，但通常主要表现为___热__量___的变化。因此
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【深度思考】 1.在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成 1 mol H2O，这时的反应热就是中和
热。 2.离子方程式符合H＋＋OH－===H2O的稀的强酸与强碱溶液反应的中和热均相等。
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【变式训练2】 在测定中和热的实验中，下列说法正确的是( ) A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差 B.为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接 触 C.用0.5 mol·L－1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取 的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同 D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、温度计 解析 在中和热的测定中，使用环形玻璃搅拌棒，目的是使反应物混合均匀，加 快反应，减小误差，A正确；温度计水银球不能接触烧杯底部，B错； CH3COOH为弱酸，电离时吸热，故测得的中和热比用盐酸时数值小，C错；实 验仪器中不需要天平，D错。 答案 A
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【典例2】 在一定温度下的稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O， 这时的反应热就是中和热。50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的 热量可计算中和热。试回答下列问题：
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知识点二、反应热的测定 1.反应热的数据可以运用理论计算求得，也可以通过实验测得。测定反应热的仪
器——量热计如下图所示。
测定反应前后溶液的温度
使反应充分进行，体系的温度均匀 保温作用 反应容器
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2.测定方法：将反应物溶液加入到__量__热__计__内__筒__并使之迅速混合，搅拌，测量反应 前后溶液___温__度___的变化值。
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2.有下列反应：①氧化钙与水反应 ②碳酸氢钠受热分解 ③硫酸与氢氧化钠溶液混合 ④燃烧煤炭取暖 ⑤钠与水反应 ⑥胆矾受热失 去结晶水，其中为吸热反应的是________，放热反应的是________。 答案 ②⑥ ①③④⑤
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学习任务一、反应热与物质能量及化学键的关系 【观图思考】
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【名师点拨】 1.反应热与化学键的关系
(1)化学反应的本质是反应物反应时旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成 的过程。 (2)反应热与化学反应过程中旧化学键断裂时吸收的能量和新化学键形成时释放 的能量的相对大小有关。
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放热反应：生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总 能量。 吸热反应：生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总 能量。