第一章

化學反應的熱效應第一節第一課時反應熱

焓變能量變化物質變化基礎

化學反應的特征熱能電能光能……吸收釋放如何定量描述化學反應中釋放或者吸收的熱量體系(系統)：試管中的溶液及發生的反應等。(包括反應物、生成物、發生的反應)環境：與體系相互影響的其它部分(如試管、空氣等)體系環境熱量反應熱：在等溫條件下，化學反應體系向環境釋放或從環境吸收的熱量，稱為化學反應的熱效應，簡稱反應熱。體系環境熱量等溫：指化學反應發生后,使反應后體系的溫度恢復到反應前體系的溫度,即反應前后體系的溫度相等。運用量熱計直接測定反應熱。保溫杯式量熱計反應熱的測定工具中和反應熱的測定1、反應原理：Q=mCΔtQ：中和反應放出的熱量。

m：反應混合液的質量。

C：反應混合液的比熱容。

Δt：反應前后溶液溫度的差值在稀溶液中，強酸與強堿發生中和反應生成1molH2O(l)時的反應熱。【實驗測量步驟】熱量損失高【數據處理】3.223.220.019.920.133.223.220.019.920.112.022.020.019.920.12溫度差(t2－t1)／℃終止溫度t2／℃實驗次數起始溫度t1／℃

溫度實驗次數19.9NaOH20.0平均值23.13.120.1HCl4若該實驗中測得溫度的情況如下誤差較大，要舍去。m=V酸ρ酸＋V堿ρ堿

V酸=V堿

=50mL；為了計算方便，可近似認為實驗所用酸、堿稀溶液的密度與水的相同，并忽略量熱計的比熱容。ρ酸=ρ堿=1g/cm3、C=4.18J/(g·℃)。

Q=4.18×10-3

×(50+50)(t2-t1)kJ=0.418(t2-t1)kJ。生成1molH2O放出的熱量為：

kJ/mol0.418(t2-t1)0.025Qn=

n酸=0.025mol

n堿=0.0275mol中和熱：在25℃和101kpa下強酸稀溶液與強堿稀溶液發生中和反應生成1mol水時，放出57.3kJ的熱量【思考討論】中和反應熱測定實驗中產生實驗誤差的原因有哪些？【注意事項】①實驗中用溫度計先后測量酸溶液、堿溶液及混合溶液的溫度時,使用同一支溫度計可減小實驗誤差，且測量完一種溶液后，溫度計必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計的水銀球要完全浸入溶液中，且要穩定一段時間后再記下讀數。②反應物應一次性迅速加入，且避免有液體濺出。③實驗操作時動作要快，盡量減少熱量的損失。④重復實驗3次，取3次實驗數據的平均值。

kJ/mol0.418(t2-t1)0.025Qn=思考1：為什么不用環形鐵攪拌棒？鐵與鹽酸之間會發生反應，另外鐵的導熱性好，這樣都會造成熱量的損失。思考2：實驗中所用HCl和NaOH的物質的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？答：為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使堿稍稍過量。不宜用鹽酸過量：因為在空氣中鹽酸相對堿穩定，堿極易與空氣中CO2反應，故如果鹽酸過量，此時所用的堿很難保證完全與HCl反應本實驗中若把50mL0.50mol/L的鹽酸改為50mL0.50mol/L醋酸，所測結果是否會有所變化？為什么？若反應中有沉淀生成，測定結果又如何變化？否。因中和熱是指酸與堿發生中和反應生成1molH2O時放出的熱量，其數值與反應物的量的多少無關，故所測結果應基本和本次實驗結果相同（若所有操作都準確無誤，且無熱量損失，則二者結果相同）。

若改用100mL0.50mol/L的鹽酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所測中和熱的數值是否約為本實驗結果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？會有所變化。因為醋酸為弱電解質，其電離時要吸熱，故將使測得數值偏小。若有沉淀形成，數值偏大。【思考3】中和熱：在25℃和101kpa下強酸稀溶液與強堿稀溶液發生中和反應生成1mol水時，放出57.3kJ的熱量弱酸弱堿稀溶液，因為電離吸熱，故生成1molH2O放熱<

57.3kJ強酸強堿濃溶液，因為稀釋放熱，故生成1molH2O放熱>57.3kJ小結：中和反應反應熱

中和反應的本質是“H++OH-===H2O”,此處排除稀釋(或溶解)過程的熱量變化及弱酸(或弱堿)電離過程中的熱量變化,以及沉淀生成過程中的熱量變化。［練習］50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在圖示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。回答下列問題：（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是

。（2）燒杯間填滿碎紙條的作用是

。（3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數值

（填“偏大”“偏小”“無影響”）。（4）實驗中改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量

（填“相等”“不相等”），所求中和熱

（填“相等”“不相等”），簡述理由。（5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會

；（均填“偏大”“偏小”“無影響”）環形玻璃攪拌棒減少實驗過程中的熱量損失偏小不相等相等

因為中和熱是指酸跟堿發生中和反應生成1molH2O所放出的能量，與酸堿的用量無關偏小

【問題1】你能列舉常見的放熱、吸熱反應嗎？吸熱反應放熱反應物質與氧氣的反應中和反應金屬與水或酸生石灰和水反應鋁熱反應燃燒反應1.氫氧化鈣與氯化銨晶體的反應2.C(s)+CO2(g)==2CO(g)3.水煤氣制取：C(s)+H2O(g)＝＝CO(g)+H2(g)4.大多數分解反應△高溫一個化學反應是放熱反應還是吸熱反應與條件無任何關系。從能量角度分析，化學反應為什么會產生反應熱？內能：體系內物質的各種能量的總和，受溫度、壓強和物質的聚集狀態等影響。宏觀焓(H)：等壓條件下，與內能有關的物理量。單位kJ/mol或kJ·mol－1從反應物和生成物的總能量角度看：吸熱反應：ΔH為“＋”或ΔH＞0ΔH＝生成物能量－反應物能量反應物生成物能量放熱反應反應物生成物能量吸熱反應放熱反應：ΔH為“－”或ΔH＜0

宏觀分析反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小恒壓條件下，反應熱等于反應的焓變鍵能：斷裂1mol化學鍵吸收的能量或

形成1mol化學鍵放出的能量。從能量變化的原因角度分析，化學反應為什么會產生反應熱？微觀吸收能量679kJ釋放能量862kJH＝?183kJ/mol任務二探究化學反應中為什么會有反應熱微觀分析斷裂生成吸收放出能量變化原因總能量吸熱反應與放熱反應圖例放熱(吸熱)過程≠放熱(吸熱)反應;因為物理變化過程中也會有能量變化反應類型放熱反應吸熱反應化學反應中的能量變化與計算

反應類型放熱反應吸熱反應化學反應中的能量變化與計算①a表示斷裂舊化學鍵

吸收

的能量,也可以表示反應的

活化能

。

②b表示生成新化學鍵

放出

的能量,也可以表示活化分子變成生成物分子所

放出

的能量。

③c表示反應的

反應熱

ΔH=(a-b)kJ·mol-1=-c

kJ·mol-1

ΔH=(a-b)kJ·mol-1=+c

kJ·mol-1

ΔH=H(

生成物

)-H(

反應物

),單位kJ·mol-1

ΔH=

反應物

鍵能總和-

生成物

鍵能總和,單位kJ·mol-1

化學鍵N≡OCl—ClCl—NN==O鍵能/(kJ·mol－1)630243a6071.已知幾種化學鍵的鍵能數據如下表所示(亞硝酰氯的結構式為Cl—N==O)：則反應2NO(g)＋Cl2(g)

＝

2ClNO(g)的ΔH＝

kJ·mol－1(用含a的代數式表示)。289－2a根據ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能知，ΔH＝2×630kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－2×(akJ·mol－1＋607kJ·mol－1)＝(289－2a)kJ·mol－1。2.已知：P-P

P—OP=OO=O鍵能(kJ/mol)197360585498則：P4（s）+5O2（g）=P4O10（s）的焓變為多少？3．已知H—H鍵的鍵能為436kJ/mol，N—H鍵的鍵能為391kJ/mol，根據化學方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

ΔH＝－92.4kJ/mol，則N≡N鍵的鍵能是（