1.1.2化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)（反應(yīng)熱的測量與計(jì)算）（同步課件）-第二輯：蘇教版2019選擇性必修1高二化學(xué)課件+練習(xí) 特供省重點(diǎn) 2021-2022學(xué)年高中化學(xué)蘇教版（2019）選擇性必修一課件+練習(xí)

第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

課時2

反應(yīng)熱的測量與計(jì)算

第一章

化學(xué)反應(yīng)與能量變化授課人：學(xué)習(xí)目標(biāo)1．理解反應(yīng)熱測定的原理和方法，分析產(chǎn)生誤差的原因，完善和改進(jìn)測定方法。2．構(gòu)建蓋斯定律模型，理解蓋斯定律的本質(zhì)，形成運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行相關(guān)判斷或計(jì)算的思維模型。課程導(dǎo)入如何獲得火箭推進(jìn)劑燃燒時的反應(yīng)熱呢?現(xiàn)代火箭火箭發(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)。實(shí)驗(yàn)測定理論計(jì)算許多反應(yīng)熱可以通過量熱計(jì)直接測定。一、反應(yīng)熱的測量簡易量熱計(jì)一、反應(yīng)熱的測量實(shí)驗(yàn)探究用簡易量熱計(jì)測定鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱。一、反應(yīng)熱的測量實(shí)驗(yàn)過程測定反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)記錄一、反應(yīng)熱的測量通常情況下，一定量的物質(zhì)溫度升高1℃所需吸收的熱量稱為熱容。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵及其注意事項(xiàng)迅速反應(yīng)，防止熱量散失。在測量反應(yīng)混合液的溫度時要隨時讀取溫度值，記錄下最高溫度值。溫度計(jì)不要靠在容器壁上或插入容器底部。不可將溫度計(jì)當(dāng)攪拌棒使用；環(huán)形玻璃攪拌棒應(yīng)上下移動。為保證鹽酸被完全中和，堿的濃度稍大。一、反應(yīng)熱的測量一、反應(yīng)熱的測量總結(jié)測定反應(yīng)熱的過程一次實(shí)驗(yàn)過程，溫度計(jì)使用3次例1：各稀溶液的密度均近似為1g?mL－1，又知中和反應(yīng)后溶液的比熱容c＝4.18J?g－1?℃－1。為了計(jì)算中和熱，某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：依據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，該實(shí)驗(yàn)測得ΔH＝_________

kJ?mol－1(結(jié)果保留一位小數(shù))。

實(shí)驗(yàn)序號起始溫度T1/℃終止溫度T2/℃鹽酸NaOH溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6－51.8典例解析一、反應(yīng)熱的測量思考1、在實(shí)驗(yàn)室中有環(huán)形玻璃攪拌棒和環(huán)形金屬攪拌棒，在進(jìn)行測定反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)時應(yīng)選擇哪種攪拌棒？應(yīng)選用環(huán)形玻璃攪拌棒。因?yàn)榻饘偈菬岬牧紝?dǎo)體而玻璃不是，選用金屬攪拌棒會增大反應(yīng)過程中熱量的損失，造成實(shí)驗(yàn)誤差。一、反應(yīng)熱的測量思考2、用同體積、同濃度的KOH代替NaOH完成上述實(shí)驗(yàn)，用同體積、同濃度的硝酸代替鹽酸完成上述實(shí)驗(yàn)，測得的反應(yīng)熱數(shù)值三者是否相同？

相同。參加反應(yīng)的物質(zhì)都是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，它們在水中完全電離，中和反應(yīng)的離子方程式都是H＋＋OH－===H2O，反應(yīng)都在室溫下進(jìn)行，且參加反應(yīng)的n(H＋)和n(OH－)都相同，所以反應(yīng)熱也相同。大量實(shí)驗(yàn)證明：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液態(tài)水時，放出57.3kJ的熱量。中和熱一、反應(yīng)熱的測量H＋(aq)＋OH－(aq)==H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol一、反應(yīng)熱的測量1、用濃硫酸代替鹽酸對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？用醋酸代替鹽酸對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？濃硫酸溶于水時放熱，所測ΔH偏小；醋酸是弱酸，弱酸電離吸熱，所測ΔH偏大。思考一、反應(yīng)熱的測量010302中和熱定義中的“稀溶液”一般是指酸、堿的物質(zhì)的量濃度均小于或等于1mol/L的溶液中和熱以生成1molH2O為基準(zhǔn)，是一個定值中和熱不包括其他離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離時所伴隨的熱效應(yīng)。中和熱理解注意事項(xiàng)典例解析例2：向1L0.5mol?L－1的NaOH溶液中分別加入下列物質(zhì)：①稀醋酸、②濃硫酸、③稀硝酸，恰好完全反應(yīng)的熱效應(yīng)分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，三者的關(guān)系正確的是(

)A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3<ΔH2C．ΔH1＝ΔH3>ΔH2 D．ΔH1>ΔH3>ΔH2D有些反應(yīng)熱無法通過實(shí)驗(yàn)直接測定

難以控制反應(yīng)的程度不能直接測定反應(yīng)熱二、蓋斯定律及其應(yīng)用1840年，俄國化學(xué)家蓋斯在分析了許多化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出一條規(guī)律：“一個化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分幾步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相等的。”這個規(guī)律被稱為蓋斯定律。

H2SO4H2SO4·H2OH2SO4·2H2OH2SO4·3H2O

ΔH1ΔH2ΔH3ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3ΔHG.H.Hess,1802-1850在恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)等于焓變（ΔH），而ΔH僅與反應(yīng)的起始狀態(tài)和反應(yīng)的最終狀態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。h=300m始態(tài)終態(tài)反應(yīng)熱ΔH1ΔH2二、蓋斯定律及其應(yīng)用ΔH＝

＝ΔH1＋ΔH2ΔH3＋ΔH4＋ΔH5二、蓋斯定律及其應(yīng)用利用蓋斯定律間接計(jì)算其反應(yīng)熱速率很小伴隨副反應(yīng)不容易直接發(fā)生蓋斯定律的提出，為反應(yīng)熱的研究提供了極大的方便，使一些不易測定或無法測定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過推算間接求得。二、蓋斯定律及其應(yīng)用熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，ΔH也相應(yīng)加倍。熱化學(xué)方程式相加減，同種物質(zhì)之間可加減，反應(yīng)熱也相應(yīng)加減。將熱化學(xué)方程式顛倒時，ΔH的正負(fù)必須隨之改變。二、蓋斯定律及其應(yīng)用運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的關(guān)鍵加合法就是運(yùn)用所給熱化學(xué)方程式通過加減乘除的方法得到所求的熱化學(xué)方程式。二、蓋斯定律及其應(yīng)用加合法運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的方法01

ΔH3

=ΔH1?

ΔH2=?110.5kJ/mol

已知

二、蓋斯定律及其應(yīng)用虛擬路徑法若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩個途徑①由A直接變成D，反應(yīng)熱為ΔH；②由A經(jīng)過B變成C，再由C變成D，每步的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。如圖所示：則有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。二、蓋斯定律及其應(yīng)用運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的方法02

CO2(g)C(s)+O2(g)

ΔH2ΔH3=?ΔH1路徑I路徑IIΔH1

=ΔH2+ΔH3ΔH3

=ΔH1?

ΔH2=?393.5kJ/mol?(?283.0kJ/mol)=?110.5kJ/mol物質(zhì)燃燒熱ΔH(kJ/mol)C(s)?393.5CO(g)?283.0二、蓋斯定律及其應(yīng)用虛擬路徑法運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的方法02如何獲得火箭推進(jìn)劑燃燒時的反應(yīng)熱?二、蓋斯定律及其應(yīng)用例3：已知：①S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH1；②S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH2；③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)

ΔH3；④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)

ΔH4；⑤SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l)

ΔH5。下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷不正確的是(

)A．ΔH1<ΔH2 B．ΔH3<ΔH4C．ΔH5＝ΔH3－ΔH2 D．2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4B典例解析課堂小結(jié)反應(yīng)熱的測量蓋斯定律及其應(yīng)用不良反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作及注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中和熱及理解概念運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的方法加合法虛擬路徑法隨堂練習(xí)1.已知反應(yīng)：A.2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3

B.ΔH1＋ΔH2－ΔH3C.3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3

D.3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3D隨堂練習(xí)2.根據(jù)下列熱化學(xué)方程式：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1＝－393.5kJ·mol－1③CH3COOH(l)＋2O2(g)=