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高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第1章 化学反应与能量转化第1节 化学反应的热效应课文内容ppt课件
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这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第1章 化学反应与能量转化第1节 化学反应的热效应课文内容ppt课件，共22页。PPT课件主要包含了知识回顾，联想质疑，问题一，问题二，中和热的测定，盖斯定律，问题三，资料在线，量热计，活动探究等内容，欢迎下载使用。
1.常见的放热反应有哪些？
2.常见的吸热热反应有哪些？
①所有可燃物的燃烧反应，例如H2在Cl2中燃烧; ②酸碱中和反应；③金属与酸的反应； ④铝热反应； ⑤大部分化合反应，例如CaO+H2O====Ca(OH)2。
①铵盐与碱的反应；②C、H2、CO等还原金属氧化物的反应；③大部分分解反应。
通常情况下，化学反应中能量的转化主要是化学能与热能之间的转化。化学反应几乎都伴随着热能的释放或吸收，而且在一定条件下，一个反应释放或吸收的热量是一定的。那么，应如何定量地描述一个化学反应释放或吸收的热能呢？用什么方法可以准确地测量一个化学反应释放或吸收的热量？通过理论方法能够计算出化学反应释放或吸收的热量吗？
铝粉与铁的氧化物反应（放热）
氯化铵与氢氧化钙的反应（吸热）
如何定量地描述一个化学反应释放或吸收的热能呢？
定量地描述化学反应释放或吸收的热能
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，简称反应热 。
Q＞0 反应吸热
Q＜0 反应放热
用什么方法可以获得一个化学反应的反应热呢？
1.反应热的数值可以通过实验测得。2.反应热的数值也可以通过理论计算求得。
热化学：用实验方法和理论方法研究反应热的化学分支。
用什么方法可以准确地测量一个化学反应释放或吸收的热量呢？
如果知道体系的热容，如何计算体系吸收或放出的热量？
热容和比热 在不发生化学反应和物质聚集状态变化的条件下,物质吸收热量，温度升高时,温度每升高1K所吸收的热量称为该物质的热容,用符号C表示。热容的单位是J·K-1。 纯物质的热容与其质量成正比。单位质量的物质的热容称为该物质的比热容,简称比热。比热的单位是KJ·K-1·kg-1 。常温下,液态水的比热为4.18KJ·K-1·kg-1。
反应热的实验测定仪器和原理
Q=-C（T2-T1）
表示体系的热容（J·K-1）
反应前体系热力学温度（K）
反应后体系热力学温度（K）
1.向量热计内筒中加入1.0 ml·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。
2.向250 mL的烧杯中加入1.0 ml·L-1 NaOH溶液100 mL，调节其温度与量热计中盐酸的温度相同。
3.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。
4.近似认为溶液的比热等于水的比热，根据溶液温度升高的数值计算此中和反应的反应热。
2.在实验室中有玻璃搅拌器和金属搅拌器,在进行测定反应热的实验时应选择哪种搅拌器?
1.根据实验原理分析，对实验结果造成影响的主要因素是什么？在第三步操作中快速将烧杯总的盐酸倒入量热计的目的是什么？
应选用玻璃搅拌器。因为金属是热的良导体而玻璃不是,选用金属搅拌器会增大反应过程中热量的散失,造成实验误差。
为什么三个反应的热效应相同?
2.所用溶液的体积相同，溶液中H＋和OH－的浓度相同，即H＋和OH－的量相同。
1.反应的实质相同：H+ + OHˉ== H2O
3.反应温度的变化值相同。
三个反应的热效应不完全相同，造成误差的原因是什么?
1.量取溶液的体积有误差2.温度计的读数有误。3.实验过程中有液体洒在外面。4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。6.测了酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。
在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 ml液态水时所释放的热量叫做中和热。
有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 ml·L-1的H2SO4溶液反应,放出11.46 kJ的热量,则该反应的中和热为 。
注意： 1．必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热． 2．强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)中和热均为57.3 kJ·ml－1，而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收热量，其中和热小于57.3 kJ·ml－1； 3．以生成1ml液态水为基准。 4. 反应不可以生成沉淀（如Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O)
化学反应能量变化的原因是什么？
1.化学反应的实质：旧化学键断裂和新化学键的形成
2.反应物和生成物所具有的能量不同
旧化学键断裂吸收能量＞新化学键的形成释放能量 反应吸收能量旧化学键断裂吸收能量＜新化学键的形成释放能量 反应释放能量
反应物总能量＞生成物总能量 反应释放能量反应物总能量＜生成物总能量 反应吸收能量
二、化学反应的内能变化与焓变
1.化学反应的内能变化
体系内所含各种微观粒子的能量总和
物质的种类、数量、聚集状态、温度、压强
△U=U(反应产物)-U(反应物)
物质内能与哪些因素有关？内能变化与能量变化什么关系？
内能变化与能量变化的关系
U(反应产物)＞U(反应物) 反应吸收能量
U(反应产物)＜U（反应物） 反应释放能量
内能变化与反应热是否相同？有什么关系？
体系与环境之间的能量交换 体系和环境之间能量的交换有两种形式:热和功。由于体系和环境的温度不同而在体系和环境之间交换的能量称为热,用符号Q表示;并且约定,体系吸热时Q取正值,体系放热时Q取负值。除热能外,体系与环境之间交换的其他形式的能(如电能、光能、机械能等)都称为功,用符号W表示;并且约定,环境对体系做功时W取正值,体系对环境做功时W取负值。 在一定的环境压强下,当体系的体积发生变化时,环境对体系(或体系对环境)做的功称为体积功。
内能变化与反应热的关系
化学反应体系与环境间能量交换的形式
因温度不同而传递的能量
符号：Q 单位：KJ或J
除热以外的其他能量形式
符号：W 单位：KJ或J
结论：根据能量守恒定律，化学反应中内能的变化等于反应热和功的加和。
若反应过程中体系没有做功，既W=0时，化学反应的反应热（Q）等于化学反应前后体系内能变化（△U）
U(反应产物)＞U(反应物) 反应吸热 Q＞0U(反应产物)＜U(反应物) 反应放热 Q＜0
Q＞0 反应吸热
U(反应产物)＞U(反应物)
U(反应产物)＜U(反应物)
反应热的测定：量热计 Q=-C（T2-T1）
1.常见的放热反应有哪些？
2.常见的吸热热反应有哪些？
①所有可燃物的燃烧反应，例如H2在Cl2中燃烧; ②酸碱中和反应；③金属与酸的反应； ④铝热反应； ⑤大部分化合反应，例如CaO+H2O====Ca(OH)2。
①铵盐与碱的反应；②C、H2、CO等还原金属氧化物的反应；③大部分分解反应。
通常情况下，化学反应中能量的转化主要是化学能与热能之间的转化。化学反应几乎都伴随着热能的释放或吸收，而且在一定条件下，一个反应释放或吸收的热量是一定的。那么，应如何定量地描述一个化学反应释放或吸收的热能呢？用什么方法可以准确地测量一个化学反应释放或吸收的热量？通过理论方法能够计算出化学反应释放或吸收的热量吗？
铝粉与铁的氧化物反应（放热）
氯化铵与氢氧化钙的反应（吸热）
如何定量地描述一个化学反应释放或吸收的热能呢？
定量地描述化学反应释放或吸收的热能
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，简称反应热 。
Q＞0 反应吸热
Q＜0 反应放热
用什么方法可以获得一个化学反应的反应热呢？
1.反应热的数值可以通过实验测得。2.反应热的数值也可以通过理论计算求得。
热化学：用实验方法和理论方法研究反应热的化学分支。
用什么方法可以准确地测量一个化学反应释放或吸收的热量呢？
如果知道体系的热容，如何计算体系吸收或放出的热量？
热容和比热 在不发生化学反应和物质聚集状态变化的条件下,物质吸收热量，温度升高时,温度每升高1K所吸收的热量称为该物质的热容,用符号C表示。热容的单位是J·K-1。 纯物质的热容与其质量成正比。单位质量的物质的热容称为该物质的比热容,简称比热。比热的单位是KJ·K-1·kg-1 。常温下,液态水的比热为4.18KJ·K-1·kg-1。
反应热的实验测定仪器和原理
Q=-C（T2-T1）
表示体系的热容（J·K-1）
反应前体系热力学温度（K）
反应后体系热力学温度（K）
1.向量热计内筒中加入1.0 ml·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。
2.向250 mL的烧杯中加入1.0 ml·L-1 NaOH溶液100 mL，调节其温度与量热计中盐酸的温度相同。
3.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。
4.近似认为溶液的比热等于水的比热，根据溶液温度升高的数值计算此中和反应的反应热。
2.在实验室中有玻璃搅拌器和金属搅拌器,在进行测定反应热的实验时应选择哪种搅拌器?
1.根据实验原理分析，对实验结果造成影响的主要因素是什么？在第三步操作中快速将烧杯总的盐酸倒入量热计的目的是什么？
应选用玻璃搅拌器。因为金属是热的良导体而玻璃不是,选用金属搅拌器会增大反应过程中热量的散失,造成实验误差。
为什么三个反应的热效应相同?
2.所用溶液的体积相同，溶液中H＋和OH－的浓度相同，即H＋和OH－的量相同。
1.反应的实质相同：H+ + OHˉ== H2O
3.反应温度的变化值相同。
三个反应的热效应不完全相同，造成误差的原因是什么?
1.量取溶液的体积有误差2.温度计的读数有误。3.实验过程中有液体洒在外面。4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。6.测了酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。
在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 ml液态水时所释放的热量叫做中和热。
有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 ml·L-1的H2SO4溶液反应,放出11.46 kJ的热量,则该反应的中和热为 。
注意： 1．必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热． 2．强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)中和热均为57.3 kJ·ml－1，而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收热量，其中和热小于57.3 kJ·ml－1； 3．以生成1ml液态水为基准。 4. 反应不可以生成沉淀（如Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O)
化学反应能量变化的原因是什么？
1.化学反应的实质：旧化学键断裂和新化学键的形成
2.反应物和生成物所具有的能量不同
旧化学键断裂吸收能量＞新化学键的形成释放能量 反应吸收能量旧化学键断裂吸收能量＜新化学键的形成释放能量 反应释放能量
反应物总能量＞生成物总能量 反应释放能量反应物总能量＜生成物总能量 反应吸收能量
二、化学反应的内能变化与焓变
1.化学反应的内能变化
体系内所含各种微观粒子的能量总和
物质的种类、数量、聚集状态、温度、压强
△U=U(反应产物)-U(反应物)
物质内能与哪些因素有关？内能变化与能量变化什么关系？
内能变化与能量变化的关系
U(反应产物)＞U(反应物) 反应吸收能量
U(反应产物)＜U（反应物） 反应释放能量
内能变化与反应热是否相同？有什么关系？
体系与环境之间的能量交换 体系和环境之间能量的交换有两种形式:热和功。由于体系和环境的温度不同而在体系和环境之间交换的能量称为热,用符号Q表示;并且约定,体系吸热时Q取正值,体系放热时Q取负值。除热能外,体系与环境之间交换的其他形式的能(如电能、光能、机械能等)都称为功,用符号W表示;并且约定,环境对体系做功时W取正值,体系对环境做功时W取负值。 在一定的环境压强下,当体系的体积发生变化时,环境对体系(或体系对环境)做的功称为体积功。
内能变化与反应热的关系
化学反应体系与环境间能量交换的形式
因温度不同而传递的能量
符号：Q 单位：KJ或J
除热以外的其他能量形式
符号：W 单位：KJ或J
结论：根据能量守恒定律，化学反应中内能的变化等于反应热和功的加和。
若反应过程中体系没有做功，既W=0时，化学反应的反应热（Q）等于化学反应前后体系内能变化（△U）
U(反应产物)＞U(反应物) 反应吸热 Q＞0U(反应产物)＜U(反应物) 反应放热 Q＜0
Q＞0 反应吸热
U(反应产物)＞U(反应物)
U(反应产物)＜U(反应物)
反应热的测定：量热计 Q=-C（T2-T1）
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