1.1.1反应热与焓变-高二化学人教版2019选择性必修1

第一节

反应热第一章化学反应的热效应第一课时

反应热与焓变1.能从体系和环境的角度认识反应热的概念。2.能利用简易量热计测定中和反应的反应热。3.能从体系内能变化的角度认识反应热。4.能从化学键断裂和形成时的能量变化认识反应热的微观实质。放热反应【思考】1、燃烧反应2、活泼金属与水或酸的反应3、酸碱中和反应4、多数化合反应5、缓慢氧化反应吸热反应1、氢氧化钙与氯化铵晶体的反应2、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应：3、大多数分解反应4、碳酸氢钠与稀盐酸的反应实际中，如何定量地测定化学反应过程中释放或吸收的热量？常见放热反应与吸热反应一、体系与环境——以HCl溶液与NaOH溶液反应为例(如试管、溶液之外的空气等)(如图中的盐酸、NaOH溶液、以及发生的中和反应：HCl+NaOHNaCl+H2O)体系环境热量1.体系(系统)：试管中的溶液及发生的反应等。2.环境：与体系相互影响的其它部分3.反应热：反应前后体系的温度相等，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。二、如何测定盐酸与氢氧化钠溶液中和反应的反应热呢问题1:在测定中和反应的反应热时，什么原理?用到的仪器是什么?测量仪器：量热计测量原理：在反应前后,如果环境的温度没有变化，则反应放出的热量就会使体系的温度升高，这时可以根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。Q=cmΔt保温杯式量热计应测得数据:问题2:在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据?m:体系的质量

c:体系的比热容

Δt:反应前后体系温度的差值【1】反应物温度的测量①用量筒量取50mL0.50mol·L－1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，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用另一个量筒量取50mL0.55mol·L－1

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】反应后体系温度测量打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒，立即盖上杯盖，插入温度计，用玻璃搅拌器匀速搅拌。密切关注温度不变化，将最高温度记为反应后体系的温度(t2)

【3】重复上述步骤(1)至步骤(2)两次防止残留的酸与碱反应，导致测量的t不准防止热量散失数据更准确问题3:该如何进行实验操作，哪些措施可以提高实验的准确度?为了保证HCl被完全中和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/℃Δt=(t2－t1)/℃120.120.3_____23.6____220.320.5_____23.8____320.420.6____24.9____20.220.420.33.43.34.6c：反应混合液的比热容c=4.18×10-3kJ/(g·℃)。m：反应混合液的总质量50mL0.5mol/L盐酸的质量

m1=50g50mL0.55mol/LNaOH溶液的质量

m2=50gm=m1+m2=100gΔt：三次测量所得温度差（t2-t1）的平均值

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反应放出的热量Q≈

kJ，1.42生成1molH2O放出的热量为

Q

’＝

＝

。57.3kJ问题4:实验数据如何处理?问题5:为了提高测定的准确度，应该注意哪些方面?有什么改进?不可将温度计当搅拌器使用；玻璃搅拌器应上下移动应使用玻璃搅拌器，不能用金属质搅拌器代替，因为金属质环形搅拌棒易导热，造成实验过程中热量损失为保证盐酸被完全中和，碱的浓度应稍大，若使盐酸过量，也是可以的酸碱溶液混合要迅速，防止热量散失测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果数据处理时，相差较大的数据可能是偶然误差引起的，应舍去电动搅拌器磁力搅拌器电子温度计温度传感器实验改进(1)浓硫酸与NaOH溶液反应生成1molH2O(l)，放出的热量为57.3kJ()(2)同一中和反应的反应热与酸碱的用量有关()(3)中和反应反应热的测定实验中的玻璃搅拌器换成铜质搅拌器效果更好()(4)中和反应反应热的测定实验中，应将50mL0.55mol·L－1NaOH溶液分多次倒入小烧杯()(5)中和反应反应热的测定实验中，测定盐酸后的温度计没有冲洗干净，立即测NaOH溶液的温度()×√×××正误判断【思考】请从宏观角度思考，化学反应为什么会产生反应热？因为化学反应前后体系的总能量（即内能符号为U）发生了变化。三、焓用来描述物质所具有的内能的物理量。①定义：H②符号：③单位：kJ·mol－1或kJ/mol物质的焓与内能有关，不同的物质所具有的内能不同，其焓也不同④说明：

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。为了描述等压条件下的反应热，科学上引入了一个与内能有关的物理量——焓。⑤影响因素1、物质的量：2、物质状态：3、温度：H(2molH2O)>H(1molH2O)1molH2O，H(g)>H(l)>H(s)升高温度，焓增大。

研究表明，在等温等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓的变化（即焓变），用符号△H表示。三、焓四、焓变生成物的总焓与反应物的总焓之差。①定义：②符号：△H③单位：kJ·mol－1或kJ/mol④数学表达式：ΔH＝

H(生成物)-H(反应物)焓变不为0反应物反应过程焓(H)Δ

H＜0生成物△H为“-”，即△H<0，放热反应反应物反应过程焓(H)Δ

H＞0生成物△H为“+”，即△H>0，吸热反应⑤图像：宏观角度据此判断下列说法中正确的是A.石墨转变为金刚石是吸热反应B.白磷比红磷稳定C.S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH1

S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH2则ΔH1>ΔH2D.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH>0【例1】下图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。A①焓(H)是与内能有关的物理量，内能描述的是物质所具有的能量，是物质固有的性质之一。不同的物质，其焓不同；相同的物质，如果温度或压强不同，物质的状态不同，其焓是相同的【

】

②焓、焓变、反应热代表的意义不同；焓只有正值，而焓变有正值、负值之分【

】③能量越低越稳定。同一物质能量由高到低：气体(g)＞液体(l)＞固体(s)；稳定性：气体(g)＜液体(l)＜固体(s)【

】④任何化学反应在发生物质变化的同时都伴随着能量的变化，只表现为热量变化【

】⑤化学反应的能量变化主要表现为热量变化，但并不完全是热量变化，还有光能、电能等【

】

⑥物质发生化学反应一定伴随着能量变化，但伴随能量变化的物质变化一定是化学变化【

】×√√×√×正误判断六、从微观角度分析化学反应中的焓变反应物反应过程焓(H)Δ

H＜0生成物放热反应ΔH＝E(断键吸收)－E(成键放出)断键时吸收的总能量成键时放出的总能量＜吸热反应反应物焓(H)生成物>断键时吸收的总能量成键时放出的总能量反应过程Δ

H>

0HHHH436kJ·mol－1243kJ·mol－1431kJ·mol－1431kJ·mol－1能量键断裂键断裂键形成键形成＋＋能量HH能量能量ClClClClClClH2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反应热ΔH＝

。

宏观角度微观角度Δ

H=H(生成物)–H(反应物)Δ

H=反应物的总键能–生成物的总键能ΔH<0放热反应

ΔH>0吸热反应【例2】N≡N键的键能为941kJ·mol-1，N一N键的键能为193kJ·mol-1，且N4的空间构型为正四面体，则反应2N2=N4(g)的反应热为

。【例3】某反应的反应机理、能量与反应进程的关系如图所示，已知S2O82－中硫的化合价为＋6价，下列说法正确的是(

)A．Fe2＋是该反应的催化剂

B．第一步反应的反应物断裂化学键吸收的能量比第二步反应的小C．S2O82－在第一步反应中作还原剂

D．两步反应都是放热反应A【例4】2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH1＝－99kJ·mol－1。⇌请回答下列问题：(1)该反应属于

反应(填“放热”或“