高中化學蘇教版 (2019)選擇性必修1第一單元 化學反應(yīng)的熱效應(yīng)精品ppt課件

這是一份高中化學蘇教版 (2019)選擇性必修1第一單元 化學反應(yīng)的熱效應(yīng)精品ppt課件，共60頁。PPT課件主要包含了內(nèi)容索引，蓋斯定律及其應(yīng)用，課時對點練，中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測量，溫度計，環(huán)形玻璃攪拌棒，減少熱量的散失，兩溫度平均值，最高溫度，正誤判斷等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.科學探究：理解反應(yīng)熱測定的原理和方法，會分析產(chǎn)生誤差的原因，不斷完善和改進測定方法。
2.證據(jù)推理與模型認知：構(gòu)建蓋斯定律模型，理解蓋斯定律的本質(zhì)，形成運用蓋斯定律進行相關(guān)判斷或計算的思維模型。
3.科學態(tài)度與社會責任：了解蓋斯定律對反應(yīng)熱測定的重要意義，增強為人類科學發(fā)展而努力的意識與社會責任感。
一、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測量
1.量熱計和簡易量熱計的構(gòu)造(1)將下列實驗裝置中各儀器(或物品)的名稱填在橫線上。
(2)儀器各部分的作用①攪拌器或環(huán)形玻璃攪拌棒的作用是使 。②保溫層的作用是 。③溫度計的作用是測定反應(yīng)前后反應(yīng)體系的溫度。2.實驗原理用體積均為50 mL的一元強酸、一元強堿，它們的濃度均為0.50 ml·L－1。由于是稀溶液，且為了計算簡便，我們近似地認為，所用酸、堿溶液的密度均為1 g·cm－3，根據(jù)熱化學方程式H＋(aq)＋ OH－(aq)===H2O (l)　ΔH＝－Q kJ·ml－1，需計算稀的酸、堿中和生成1 ml水的反應(yīng)熱，而
反應(yīng)物混合均勻充分接觸
50 mL 0.50 ml·L－1的鹽酸與50 mL 0.50 ml·L－1 氫氧化鈉溶液反應(yīng)后生成的水只有0.025 ml。C＝(VHCl·ρHCl＋VNaOH·ρNaOH)×4.18 J·℃－1，生成1 ml H2O(l)時的反應(yīng)熱ΔH＝ kJ·ml－1，其中溶液的質(zhì)量m約為100 g。
3.實驗步驟及測量數(shù)據(jù)(1)初始溫度：測量混合前50 mL 0.50 ml·L－1鹽酸的溫度為T1 ℃、50 mL 0.50 ml·L－1氫氧化鈉溶液的溫度為T2 ℃，取 為(2)終止溫度(T3)：將酸、堿溶液迅速混合，用 不斷攪動溶液，并準確讀取混合溶液的 ，記錄為終止溫度T3。反應(yīng)體系的溫度變化為ΔT＝
(3)重復實驗操作三次，記錄每次的實驗數(shù)據(jù)，取其平均值作為計算依據(jù)。(4)實驗數(shù)據(jù)處理該實驗中鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出的熱量是 kJ，生成1 ml H2O(l)時的反應(yīng)熱為－16.72(T3－ )kJ·ml－1[或ΔH＝- kJ·ml－1]。
(1)將酸堿迅速混合后，待溫度計讀數(shù)穩(wěn)定后記錄終止溫度(　　)(2)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗中的環(huán)形玻璃攪拌棒換成銅質(zhì)攪拌器效果更好(　　)(3)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗中，應(yīng)將50 mL 0.50 ml·L－1 NaOH溶液分多次倒入小燒杯(　　)(4)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗中，測定鹽酸后的溫度計沒有沖洗干凈，立即測NaOH溶液的溫度(　　)
1.根據(jù)上述測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實驗，思考回答下列問題：(1)用同體積、同濃度的KOH代替NaOH完成上述實驗，用同體積、同濃度的硝酸代替鹽酸完成上述實驗，測得的反應(yīng)熱數(shù)值三者是否相同？簡述其中的原因。
提示　相同。參加反應(yīng)的物質(zhì)都是強酸、強堿，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。
(2)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？
提示　濃硫酸溶于水時放熱，所測ΔH偏??；弱酸電離吸熱，所測ΔH偏大。
2.為了測定酸堿中和反應(yīng)生成1 ml水時的反應(yīng)熱，計算時至少需要的數(shù)據(jù)是____________。①酸溶液的濃度和體積　②堿溶液的濃度和體積?、郾葻崛荨、芊磻?yīng)后溶液的質(zhì)量(單位：g)?、萆伤奈镔|(zhì)的量?、薹磻?yīng)前后溫度變化　⑦操作所需的時間
1.某同學通過實驗測出稀鹽酸和稀NaOH溶液(堿稍過量)反應(yīng)生成1 ml水的反應(yīng)熱ΔH＝－52.3 kJ·ml－1，比理論數(shù)值要小，造成這一結(jié)果的原因不可能的是A.實驗裝置保溫、隔熱效果差B.用量筒量取鹽酸時仰視讀數(shù)C.分多次將NaOH溶液倒入量熱計的內(nèi)筒中D.用測量鹽酸的溫度計直接測定NaOH溶液的溫度
若裝置保溫、隔熱效果差，會造成較多的熱量損失，測得的反應(yīng)熱數(shù)值偏小，A項可能；用量筒取液體，仰視讀數(shù)時，實際量取的溶液體積多于應(yīng)該量取的溶液體積，會導致放出的熱量變多，B項不可能；C項操作會導致較多的熱量損失，C項可能；D項操作會導致測得的NaOH溶液的初始溫度偏高，最后計算出的反應(yīng)放出的熱量比實際放出的熱量少，D項可能。
2.用如圖所示的量熱計測定醋酸溶液與氫氧化鈉溶液中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。將100 mL、0.50 ml·L－1 CH3COOH溶液與100 mL、0.55 ml·L－1 NaOH溶液混合，溫度從25.2 ℃升高到27.7 ℃。已知量熱計的熱容常數(shù)(量熱計各部件每升高1 ℃所需的熱量)是150 J·℃－1，0.250 ml·L－1 CH3COONa溶液的比熱容為4 J·g－1·℃－1，溶液的密度為1 g·cm－3。
(1)1 ml CH3COOH完全中和的反應(yīng)熱ΔH＝________________。
－47.5 kJ·ml－1
(2)實驗中NaOH溶液過量的目的是___________________________。(3)1 ml CH3COOH發(fā)生中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的文獻值為－56 kJ·ml－1，你認為(1)中測得的實驗值偏差的可能原因是______________________。
(4)你認為CH3COOH與NaOH中和反應(yīng)的ΔH1和HCl與NaOH中和反應(yīng)的ΔH2相比_____(填“ΔH1”“ΔH2”或“一樣”)大，原因是_______________________。
測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱需注意的幾個問題(1)簡易量熱計的保溫隔熱效果要好。(2)實驗中要用強酸和強堿的稀溶液。(3)堿液(或酸液)稍過量，以確保酸(或堿)完全反應(yīng)。(4)讀取的溫度(t)是反應(yīng)體系的最高溫度。(5)實驗操作動作要迅速，盡量減少熱量損失。
1.蓋斯定律的理解(1)大量實驗證明，一個化學反應(yīng)，不論是 完成，還是 完成，其總的熱效應(yīng)是 的。(2)化學反應(yīng)的焓變(ΔH)只與反應(yīng)體系的 和 有關(guān)，而與反應(yīng)的 無關(guān)。
始態(tài)和終態(tài)相同的某反應(yīng)途徑有如下三種：
則：ΔH＝ ＝________________
ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
2.蓋斯定律的意義應(yīng)用蓋斯定律可以間接計算以下情況(不能直接測定)的反應(yīng)熱：(1)有些反應(yīng)速率很慢。(2)有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生。(3)有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純(有副反應(yīng)發(fā)生)。
根據(jù)如下兩個反應(yīng)：Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·ml－1
(1)虛擬路徑法反應(yīng)C(s)＋O2(g)===CO2(g)的途徑可設(shè)計如下：
則ΔH＝ kJ·ml－1。
(2)加合法①寫出目標反應(yīng)的熱化學方程式，確定各物質(zhì)在各反應(yīng)中的位置：
____________________；
③將熱化學方程式相加，ΔH也相加，即Ⅰ＋Ⅲ得：
，則ΔH＝ kJ·ml－1。
②將已知熱化學方程式Ⅱ變形，得反應(yīng)Ⅲ：
(1)對一個化學反應(yīng)，如果反應(yīng)的途徑不同，其焓變也可能不同(　　)(2)化學反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，和反應(yīng)途徑及條件無關(guān)(　　)(3)可以通過實驗直接測定任一反應(yīng)的反應(yīng)熱(　　)(4)反應(yīng)熱的數(shù)值和熱化學方程式的化學計量數(shù)無關(guān)(　　)(5)同溫同壓下，H2和Cl2分別在光照條件下和點燃條件下發(fā)生反應(yīng)時ΔH不同(　　)
已知25 ℃、101 kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.51 kJ·ml－1②C(金剛石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.41 kJ·ml－1據(jù)此判斷，石墨、金剛石哪個更穩(wěn)定？寫出判斷依據(jù)。
提示　石墨。根據(jù)蓋斯定律，將①式減去②式，得到：C(石墨，s)===C(金剛石，s)　ΔH＝1.90 kJ·ml－1，說明由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)，吸收的熱量作為化學能的形式貯存在金剛石中，也就是等質(zhì)量的金剛石具有的能量比石墨高，能量低的穩(wěn)定，所以石墨更穩(wěn)定。
1.已知：P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH1；
設(shè)計成如下轉(zhuǎn)化路徑，請?zhí)羁眨?br/>則ΔH＝ 。
2.(2022·武漢新洲區(qū)檢測)黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學方程式為S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH22K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3則ΔH為__________________(寫出計算過程)。
答案　3ΔH1＋ΔH2－ΔH3根據(jù)已知熱化學方程式：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1①S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2②2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3③將方程式3×①＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)，則ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3
四步分析法應(yīng)用于蓋斯定律的計算(思維模型)(1)分析目標反應(yīng)和已知反應(yīng)的差異，明確：①目標反應(yīng)物和生成物；②需要消掉的中間產(chǎn)物。(2)將每個已知的熱化學方程式兩邊同乘以某個合適的數(shù)，使已知熱化學方程式中某種反應(yīng)物或生成物的化學計量數(shù)與目標熱化學方程式中的該物質(zhì)的化學計量數(shù)一致，熱化學方程式的焓變也進行相應(yīng)的計算。
(3)將已知熱化學方程式相加減消掉目標反應(yīng)熱化學方程式中沒有的物質(zhì)(同側(cè)相減，異側(cè)相加消去中間產(chǎn)物)。(4)得出目標熱化學方程式(目標熱化學方程式化學計量數(shù)不能存在公約數(shù)，應(yīng)為最簡形式)。以上步驟可以概括為找目標、看來源、調(diào)系數(shù)、相加減、得答案。
題組一　中和反應(yīng)的反應(yīng)熱及其測量1.(2022·浙江杭州西湖高級中學月考)下列有關(guān)測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱實驗的說法正確的是A.用銅絲代替環(huán)形玻璃攪拌棒，測得的ΔH偏大B.強酸的稀溶液與強堿的稀溶液反應(yīng)生成1 ml H2O的ΔH均為－57.3 kJ·ml－1C.測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實驗中，混合溶液的溫度不再變化時，該溫度為終止溫度D.某同學通過實驗測出稀鹽酸和稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 ml H2O的反應(yīng)熱ΔH ＝－52.3 kJ·ml－1，造成這一結(jié)果的原因不可能是用測量過稀鹽酸溫度的溫 度計直接測量稀NaOH溶液的溫度
銅為熱的良導體，容易導致熱量散失，使測得的ΔH偏大，A項正確；部分強酸的稀溶液與強堿的稀溶液反應(yīng)不僅生成H2O，還生成沉淀，如一定量的稀硫酸與稀Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成1 ml H2O時還有0.5 ml BaSO4沉淀生成，Ba2＋與 結(jié)合生成BaSO4時放熱，則該反應(yīng)的ΔH≠－57.3 kJ·ml－1，B項錯誤；測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱時，混合溶液的最高溫度為終止溫度，C項錯誤；用測量過稀鹽酸溫度的溫度計直接測量稀NaOH溶液的溫度會導致部分酸堿提前反應(yīng)，從而使測得的ΔH的絕對值偏小，D項錯誤。
2.下列有關(guān)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·ml－1的說法正確的是A. 代表所有的酸堿中和反應(yīng)B.反應(yīng)物一定是強酸與強堿C.強酸與強堿的中和反應(yīng)的熱化學方程式都可以這樣表示D.表示稀的強酸溶液與稀的強堿溶液反應(yīng)生成可溶性鹽和1 ml液態(tài)水 時放出57.3 kJ熱量
弱酸與弱堿在溶液中主要以分子形式存在，由于電離吸熱，生成1 ml液態(tài)水時放出的熱量小于57.3 kJ，A項錯誤；該熱化學方程式表示的反應(yīng)不一定是強酸與強堿的反應(yīng)，也可以是硫酸氫鈉與氫氧化鈉的反應(yīng)，B項錯誤；該熱化學方程式不能表示強酸與強堿生成難溶性鹽的反應(yīng)，如硫酸與氫氧化鋇的反應(yīng)，C項錯誤；H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·ml－1表示稀的強酸溶液與稀的強堿溶液反應(yīng)生成可溶性鹽和1 ml 液態(tài)水時放出57.3 kJ熱量，D項正確。
3.用50 mL 0.50 ml·L－1鹽酸和50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液測定H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的反應(yīng)熱(ΔH)的實驗時，下列說法不正確的是A.酸堿混合時，量筒中NaOH溶液應(yīng)緩緩倒入量熱計內(nèi)筒中，不斷用環(huán) 形玻璃攪拌棒攪拌B.裝置中的大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫隔熱，減少熱量損失C.用量筒量取NaOH溶液時，仰視取液，測得的反應(yīng)熱ΔH不變D.改用25 mL 0.50 ml·L－1鹽酸跟25 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液進行測定， ΔH數(shù)值不變
中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定實驗成敗的關(guān)鍵是做好保溫工作，B正確；用量筒量取NaOH溶液時，仰視取液，氫氧化鈉溶液體積高于所需量的體積，但生成水的量不變，放出的熱量不變，測得的中和反應(yīng)反應(yīng)熱ΔH不變，C正確；反應(yīng)放出的熱量與所用酸和堿的量有關(guān)，但生成1 ml水時中和反應(yīng)反應(yīng)熱的大小與參加反應(yīng)的酸堿用量無關(guān)，D正確。
4.利用如圖裝置測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實驗，下列說法錯誤的是A.若用醋酸代替HCl做實驗，會使測定結(jié)果偏大B.加入NaOH溶液的正確操作是分三次沿玻璃棒緩慢加入C.燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫隔熱，減少熱量的 損失D.該實驗測得的中和熱ΔH的數(shù)值比理論值偏低，其原因可能是測量完 硫酸溶液溫度的溫度計直接用來測NaOH溶液的溫度
醋酸是弱酸，電離吸熱，所以用醋酸代替HCl做實驗，放出熱量減少，但因ΔH為負值，所以會使測定結(jié)果偏大，故A正確；倒入氫氧化鈉溶液時，必須一次迅速的倒入，目的是
減少熱量的散失，故B錯誤；大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫、隔熱，減少實驗過程中的熱量散失，故C正確；
溫度計測定稀H2SO4溶液起始溫度后直接插入NaOH測溫度，NaOH的起始溫度偏高，測得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏低，故D正確。
5.將V1 mL 1.00 ml·L－1 HCl溶液和V2 mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結(jié)果如圖所示(實驗中始終保持V1＋V2＝50)。下列敘述正確的是A.做該實驗時環(huán)境溫度為22 ℃B.NaOH溶液的濃度約為1.5 ml·L－1C.該實驗中需要使用環(huán)形玻璃攪拌棒 在水平方向輕輕轉(zhuǎn)動攪拌D.該實驗可用相同物質(zhì)的量的氫氧化鈉固體投入鹽酸中測定中和反應(yīng)反 應(yīng)熱
該實驗開始時混合液溫度是22 ℃，故A錯誤；恰好完全反應(yīng)時參加反應(yīng)的鹽酸的體積是30 mL，由V1＋V2＝50可知，消耗的氫氧化鈉溶液的體積為20 mL，設(shè)恰好反應(yīng)時氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量是n，
HCl　　?。　　　　　aOH===NaCl＋H2O 1 　　　　　　　　　　　1 1.00 ml·L－1×0.03 L 　　 n
則n＝1.00 ml·L－1×0.03 L＝0.03 ml，所以濃度是 ＝1.5 ml·L－1，故B正確；該實驗中需要使用環(huán)形玻璃攪拌棒在上下方向輕輕轉(zhuǎn)動攪拌，故C錯誤；
該實驗不可用相同物質(zhì)的量的氫氧化鈉固體投入鹽酸中測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱，否則會因NaOH固體溶解放熱，使得測定數(shù)值偏大，故D錯誤。
題組二　蓋斯定律的內(nèi)容與本質(zhì)6.下列關(guān)于蓋斯定律的說法不正確的是A.不管反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱相同B.反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)C.有些反應(yīng)的反應(yīng)熱不能直接測得，可通過蓋斯定律間接計算得到D.根據(jù)蓋斯定律，熱化學方程式中ΔH直接相加即可得總反應(yīng)熱
熱化學方程式按一定系數(shù)比加和時其反應(yīng)熱也按系數(shù)比加和，D錯誤。
7.物質(zhì)A在一定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化，由圖判斷下列關(guān)系錯誤的是A.A→F　ΔH＝－ΔH6B.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1C.C→F　|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|D.|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|
由蓋斯定律可知：A→F　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝－ΔH6，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，故A項正確、B項錯誤；
由C→F可以判斷，ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝－(ΔH1＋ΔH2＋ΔH6)，故C項正確；由A→D知：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)，故D項正確。
8.已知煤轉(zhuǎn)化成水煤氣及其燃燒過程的能量變化如圖，下列說法不正確的是A.由ΔH3可知，該步反應(yīng)的反應(yīng)物鍵 能總和小于生成物的鍵能總和B.ΔH1－ΔH2＋ΔH3＝0C.ΔH1