《1.1.1 反应热 焓变》参考课件

第一章

化学反应的热效应第一节

反应热第1课时

反应热焓变自热食品利用化学反应放出的热量加热食物目前市面上的“即热饭盒”，其原理是在饭盒底部有两层，一层存放水，另一层存放镁和铁的混合物（发热包主要成分）。使用时打开隔离层，即发生以下反应：Mg+2H2O═Mg(OH)2+H2↑。实际生产中需要严格把控发热包中有效成分的含量。发热包中有效成份含量过少，放热不足；含量过多占用空间，且有安全隐患。

化学能热能如何定量描述?

学习

目标第1课时反应热焓变PART01PART02了解反应热的概念；能解释中和反应反应热的测定原理；能根据实验中测定并记录的数据计算反应热。能从宏观和微观两个角度建构模型，并解释反应热产生的原因。环境∶与体系相互影响的其他部分，如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。体系：在热学中，体系是与周围其他部分区分开来的根据需要所研究的对象。如我们可蒋盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系，简称体系（又称系统）体系与环境之间存在物质交换或能量交换

1.认识体系和环境（以HCl溶液和NaOH溶液反应为例）一.反应热及其测定

2.反应热在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。等温：指化学反应发生后,使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度,即反应前后体系的温度相等。3.反应热的测定方法测量仪器量热计

测定原理用温度计测量反应前后体系的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热保温杯式量热计4.中和反应反应热的测定在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据?如何根据测得的数据计算反应热?1.反应前体系温度2.反应后的体系温度3.体系的比热容4.体系的质量为了计算简便，可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容，则:①50mL0.50mol/L盐酸的质量m1=50g,50mL0.55mol/LNaOH溶液的质量m2=50g。②反应后生成的溶液的比热容c=4.18J/(g.0C)。50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为:Q=cm△t使反应物迅速混合，使反应充分进行，保持体系的温度均匀。测量反应前后体系的温度反应容器减少热量散失，降低实验误差。减少热量散失，降低实验误差。【实验测量】（1）反应物温度的测量①用量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度（数据填入下表）。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。②用另一个量简量取50mL0.55mol/L.NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度（数据填入下表）。（2）反应后体系温度的测量打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内简中，立即盖上杯盖，插入温度计，用玻璃搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度（t2）。（3）重复上述步骤（l）至步骤（2）两次。2.实验中是否可以更换温度计？不能，会存在仪器误差3.能否测完酸后直接测量碱的温度？那如何操作？不能，残留的酸与碱反应，造成酸碱消耗，热量损失。测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干再测别的溶液。4.能否将NaOH分多次倒入热量计中？为了保证盐酸完全被中和不能，操作时动作要快，尽量减少热量的散失5.为什么NaOH的浓度稍稍比酸大？6.玻璃搅拌棒能否用金属搅拌棒代替？不能。原因是金属质搅拌器易导热，造成实验过程中热量损失。1.能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测数值会偏大。数据处理：某小组用50mL0.5mol·L－1的盐酸与50mL0.55mol·L－1的NaOH溶液进行实验。实验次数反应物的温度/℃反应前体系的温度反应后体系的温度温度差盐酸NaOH溶液t1/℃t2/℃(t2－t1)/℃125.025.2_____28.5____224.925.1_____28.3____325.625.4_____29.0____25.13.43.325.025.53.5（2）取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。（3）根据温度差和比热容等计算反应热。设溶液的密度均为1g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1，则反应放出的热量Q＝cmΔt＝c·[m(盐酸)＋m(NaOH溶液)]·(t2－t1)≈

kJ，那么生成1molH2O放出的热量为

＝

＝

。特别提醒大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时，放出57.3kJ的热量。1.4256.8kJ中和反应反应热（中和热）中和热定义：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应，生成1mol水时的反

应热叫做中和热。要点：

Ⅰ、条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子

Ⅱ、反应物：（强）酸与（强）碱。

Ⅲ、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内

Ⅳ、放出的热量：57.3kJ12【思考讨论】中和反应热测定实验中产生实验误差的原因有哪些？上述过程中，提高测定反应热准确度的措施有哪些？【注意事项】使用同一支温度计，测定一种溶液温度后温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干减少热量损失：量热过程中操作要快(将NaOH溶液迅速倒入量热计内筒，立即盖上杯盖)；量热计杯盖上的孔不要太大，能正好使温度计和玻璃搅拌器通过即可；操作规范、读数准确。注意事项①防止热量散失的方法:a.两个烧杯口要相平;b.在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸片;c.用玻璃搅拌器搅拌,而不能用金属棒(丝)搅拌;②加过量碱液使酸完全反应,碱过量对中和热测定没有影响;③数据处理时,相差较大的数据可能是偶然误差引起的,应舍去。1.某同学通过实验测出稀盐酸与稀NaOH溶液(碱稍微过量)反应的中和热ΔH=-52.3kJ·mol,造成这一结果的原因不可能是 (

)A.实验装置保温、隔热效果差B.用量筒量取盐酸时仰视读数C.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中D.用温度计测定盐酸初始温度后,直接测定氢氧化钠溶液的温度B2.将V1mL1.0mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。下列叙述正确的是(

)A.做该实验时环境温度为22℃B.该实验表明化学能可以转化为热能C.NaOH溶液的浓度约是1.00mol·L-1D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应B3.当50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在图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。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是

。（2）烧杯间填满碎纸条的作用是

。（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值

（填“偏大”“偏小”“无影响”）。环形玻璃搅拌棒减少实验过程中的热量损失偏小（4）实验中改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH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-------------

（5）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

。（均填“偏大”“偏小”“无影响”）不相等相等

因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的能量，与酸碱的用量无关偏小【思考与交流】

化学反应过程中为什么会产生反应热？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？

化学反应之所以会产生反应热是因为化学反应前后体系的内能（符号为U）发生了变化。内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。【思考】在科学研究和生产实践中，化学反应通常是在等压条件下进行的。如何描述等压条件下的反应热？

(1)内能（符号为U）：体系内物质的各种能量的总和，受温度和物质的聚集状态等影响。能量越低,物质越稳定。1.内能、焓、焓变（2）焓（符号为H）：是物质所具有的能量，与内能有关的物理量。单位：kJ·mol－1二.反应热焓变决定因素：反应物本身的性质物质的状态：g>l>s温度：T↑→H↑压强：P↑→H↑（3）焓变：对于一个化学反应，生成物的总焓与反应物的总焓之差称为焓变，符号是△H。①数学表达式：△H=H（生成物）-H（反应物）。②常用单位：kJ/mol（或kJ·mol-1）。

一般反应都是在敞口容器中进行的，系统的压力等于外界压力，是在恒压条件下进行的反应，化学反应的反应热等于焓变。（4）反应热和焓变的关系（从生成物和反应物的总能量角度分析）反应热恒压条件热效应焓变放热反应ΔH＜0吸热反应ΔH＞0ΔH=生成物总能量-反应物总能量【例1】在25°C和101kPa下，1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时放出184.6kJ的热量，则该反应的反应热为:△H=-184.6kJ/mol注：右端的+或-不要省略，单位kJ/mol必须标出。在25°C和101kPa下，1molC(如无特别说明，C均指石墨)与1molH2O(g)反应，生成1molCO和1molH2,需要吸收131.5kJ的热量，则该反应的反应热为:△H=+131.5kJ/mol大量实验测得，在250C和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时，放出57.3kJ的热量。△H=-57.3kJ/mol

中和热的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)在相同条件下，由原子形成1mol化学键时所

，与断开1mol相同化学键所

是相等的。放出的能量吸收的能量2.反应热的实质H2+Cl2=2HClQ吸收=436+243=679kJ/molQ放出=431×2=862kJ/mol

H（kJ/mol）反应历程H2+Cl22H+2Cl2HCl-183kJ/mol436kJ/mol(H2)243kJ/mol(Cl2)2×(-431kJ)=862kJ/mol反应热△H=679-862=-183kJ/mol化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示：其中，E1可看作反应物断裂化学键吸收的总能量，E2可看作生成物形成化学键放出的总能量，E1与E2的差值表示

。反应热（焓变）△H的计算方法(1)ΔH＝H(生成物)－H(反应物)。(2)ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)。(3)ΔH>0为吸热反应，ΔH<0为放热反应。化学反应的实质反应物旧化学键断裂生成物新化学键形成化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。化学反应的能量变化的本质例2：断开1molH－H键、1molN－H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3的反应热为

，则1molH2生成NH3的反应热为

。－92.0kJ/mol－30.67kJ/mol例题3：已知C（石墨，s）=C（金刚石，s）ΔH

=+1.9kJ/mol

判断石墨、金刚石哪个更稳定？金刚石石墨物质能量、键能与稳定性的关系：1.键能越大，破坏该化学键需要的能量越高，该化学键越难断裂，所以物质越稳定2.物质能量越低，物质越稳定石墨更稳定1.化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是(

)A．每生成2个AB分子吸收(a－b)kJ热量B．该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D．断裂1molA—A和1molB—B键，放出akJ能量【解析】：每生成2molAB吸收(a－b)kJ热量，A项错误，B项正确；由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，C项错误；断裂1molA—A和1molB—B键，吸收akJ能量，D项错误。B2.已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放