第一節

反應熱第一章化學反應的熱效應第一課時

反應熱與焓變1.能從體系和環境的角度認識反應熱的概念。2.能利用簡易量熱計測定中和反應的反應熱。3.能從體系內能變化的角度認識反應熱。4.能從化學鍵斷裂和形成時的能量變化認識反應熱的微觀實質。放熱反應【思考】1、燃燒反應2、活潑金屬與水或酸的反應3、酸堿中和反應4、多數化合反應5、緩慢氧化反應吸熱反應1、氫氧化鈣與氯化銨晶體的反應2、以C、CO、H2為還原劑的氧化還原反應：3、大多數分解反應4、碳酸氫鈉與稀鹽酸的反應實際中，如何定量地測定化學反應過程中釋放或吸收的熱量？常見放熱反應與吸熱反應一、體系與環境——以HCl溶液與NaOH溶液反應為例(如試管、溶液之外的空氣等)(如圖中的鹽酸、NaOH溶液、以及發生的中和反應：HCl+NaOHNaCl+H2O)體系環境熱量1.體系(系統)：試管中的溶液及發生的反應等。2.環境：與體系相互影響的其它部分3.反應熱：反應前后體系的溫度相等，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。二、如何測定鹽酸與氫氧化鈉溶液中和反應的反應熱呢問題1:在測定中和反應的反應熱時，什么原理?用到的儀器是什么?測量儀器：量熱計測量原理：在反應前后,如果環境的溫度沒有變化，則反應放出的熱量就會使體系的溫度升高，這時可以根據測得的體系的溫度變化和有關物質的比熱容等來計算反應熱。Q=cmΔt保溫杯式量熱計應測得數據:問題2:在測定中和反應的反應熱時，應該測量哪些數據?m:體系的質量

c:體系的比熱容

Δt:反應前后體系溫度的差值【1】反應物溫度的測量①用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸，打開杯蓋，倒入量熱計的內筒，蓋上杯蓋，插入溫度計，測量并記錄鹽酸的溫度(數據填入下表)。用水把溫度計上的酸沖洗干凈，擦干備用。②用另一個量筒量取50mL0.55mol·L－1

NaOH溶液，用溫度計測量并記錄NaOH溶液的溫度(數據填入下表)【2】反應后體系溫度測量打開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計的內筒，立即蓋上杯蓋，插入溫度計，用玻璃攪拌器勻速攪拌。密切關注溫度不變化，將最高溫度記為反應后體系的溫度(t2)

【3】重復上述步驟(1)至步驟(2)兩次防止殘留的酸與堿反應，導致測量的t不準防止熱量散失數據更準確問題3:該如何進行實驗操作，哪些措施可以提高實驗的準確度?為了保證HCl被完全中和實驗次數反應物的溫度/℃反應前體系的溫度反應后體系的溫度溫度差鹽酸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：反應混合液的比熱容c=4.18×10-3kJ/(g·℃)。m：反應混合液的總質量50mL0.5mol/L鹽酸的質量

m1=50g50mL0.55mol/LNaOH溶液的質量

m2=50gm=m1+m2=100gΔt：三次測量所得溫度差（t2-t1）的平均值

為了計算簡便，可以近似地認為實驗所用酸、堿稀溶液的密度、比熱容與水的相同，并忽略量熱計的比熱容則反應放出的熱量Q≈

kJ，1.42生成1molH2O放出的熱量為

Q

’＝

＝

。57.3kJ問題4:實驗數據如何處理?問題5:為了提高測定的準確度，應該注意哪些方面?有什么改進?不可將溫度計當攪拌器使用；玻璃攪拌器應上下移動應使用玻璃攪拌器，不能用金屬質攪拌器代替，因為金屬質環形攪拌棒易導熱，造成實驗過程中熱量損失為保證鹽酸被完全中和，堿的濃度應稍大，若使鹽酸過量，也是可以的酸堿溶液混合要迅速，防止熱量散失測量鹽酸的溫度后，要將溫度計上的酸沖洗干凈后，再測量NaOH溶液的溫度，避免酸、堿在溫度計的表面反應放熱而影響測量結果數據處理時，相差較大的數據可能是偶然誤差引起的，應舍去電動攪拌器磁力攪拌器電子溫度計溫度傳感器實驗改進(1)濃硫酸與NaOH溶液反應生成1molH2O(l)，放出的熱量為57.3kJ()(2)同一中和反應的反應熱與酸堿的用量有關()(3)中和反應反應熱的測定實驗中的玻璃攪拌器換成銅質攪拌器效果更好()(4)中和反應反應熱的測定實驗中，應將50mL0.55mol·L－1NaOH溶液分多次倒入小燒杯()(5)中和反應反應熱的測定實驗中，測定鹽酸后的溫度計沒有沖洗干凈，立即測NaOH溶液的溫度()×√×××正誤判斷【思考】請從宏觀角度思考，化學反應為什么會產生反應熱？因為化學反應前后體系的總能量（即內能符號為U）發生了變化。三、焓用來描述物質所具有的內能的物理量。①定義：H②符號：③單位：kJ·mol－1或kJ/mol物質的焓與內能有關，不同的物質所具有的內能不同，其焓也不同④說明：

在科學研究和生產實踐中，化學反應通常是在等壓條件下進行的。為了描述等壓條件下的反應熱，科學上引入了一個與內能有關的物理量——焓。⑤影響因素1、物質的量：2、物質狀態：3、溫度：H(2molH2O)>H(1molH2O)1molH2O，H(g)>H(l)>H(s)升高溫度，焓增大。

研究表明，在等溫等壓條件下進行的化學反應，其反應熱等于反應的焓的變化（即焓變），用符號△H表示。三、焓四、焓變生成物的總焓與反應物的總焓之差。①定義：②符號：△H③單位：kJ·mol－1或kJ/mol④數學表達式：ΔH＝

H(生成物)-H(反應物)焓變不為0反應物反應過程焓(H)Δ

H＜0生成物△H為“-”，即△H<0，放熱反應反應物反應過程焓(H)Δ

H＞0生成物△H為“+”，即△H>0，吸熱反應⑤圖像：宏觀角度據此判斷下列說法中正確的是A.石墨轉變為金剛石是吸熱反應B.白磷比紅磷穩定C.S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH1

S(s)＋O2(g)===SO2(g)

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

ΔH>0【例1】下圖表示有關反應的反應過程與能量變化的關系。A①焓(H)是與內能有關的物理量，內能描述的是物質所具有的能量，是物質固有的性質之一。不同的物質，其焓不同；相同的物質，如果溫度或壓強不同，物質的狀態不同，其焓是相同的【

】

②焓、焓變、反應熱代表的意義不同；焓只有正值，而焓變有正值、負值之分【

】③能量越低越穩定。同一物質能量由高到低：氣體(g)＞液體(l)＞固體(s)；穩定性：氣體(g)＜液體(l)＜固體(s)【

】④任何化學反應在發生物質變化的同時都伴隨著能量的變化，只表現為熱量變化【

】⑤化學反應的能量變化主要表現為熱量變化，但并不完全是熱量變化，還有光能、電能等【

】

⑥物質發生化學反應一定伴隨著能量變化，但伴隨能量變化的物質變化一定是化學變化【

】×√√×√×正誤判斷六、從微觀角度分析化學反應中的焓變反應物反應過程焓(H)Δ

H＜0生成物放熱反應ΔH＝E(斷鍵吸收)－E(成鍵放出)斷鍵時吸收的總能量成鍵時放出的總能量＜吸熱反應反應物焓(H)生成物>斷鍵時吸收的總能量成鍵時放出的總能量反應過程Δ

H>

0HHHH436kJ·mol－1243kJ·mol－1431kJ·mol－1431kJ·mol－1能量鍵斷裂鍵斷裂鍵形成鍵形成＋＋能量HH能量能量ClClClClClClH2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反應熱ΔH＝

。

宏觀角度微觀角度Δ

H=H(生成物)–H(反應物)Δ

H=反應物的總鍵能–生成物的總鍵能ΔH<0放熱反應

ΔH>0吸熱反應【例2】N≡N鍵的鍵能為941kJ·mol-1，N一N鍵的鍵能為193kJ·mol-1，且N4的空間構型為正四面體，則反應2N2=N4(g)的反應熱為

。【例3】某反應的反應機理、能量與反應進程的關系如圖所示，已知S2O82－中硫的化合價為＋6價，下列說法正確的是(

)A．Fe2＋是該反應的催化劑

B．第一步反應的反應物斷裂化學鍵吸收的能量比第二步反應的小C．S2O82－在第一步反應中作還原劑

D．兩步反應都是放熱反應A【例4】2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)反應過程中的能量變化如圖所示。已知1molSO2(g)氧化為1molSO3(g)的ΔH1＝－99kJ·mol－1。?請回答下列問題：(1)該反應屬于

反應(填“放熱”或“