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1、第1节 化学反应的热效应（第1课时 化学反应的反应热）第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化核心素养发展目标1.认认识识化化学学能能可可以以转转化化为为热热能能，并并能能解解释释化化学学变变化化、能能量量变变化化的的本本质。质。2.知道体系与环境、反应热的概念。知道体系与环境、反应热的概念。3.通通过过中中和和反反应应的的反反应应热热测测定定实实验验，明明确确反反应应热热测测定定的的原原理理、方方法法和和注注意事项。意事项。任何一个化学反应，都既有物质变化，又有能量变化。任何一个化学反应，都既有物质变化，又有能量变化。1.1.化学反应中的能量变化形式有哪些？化学反应中的能量变化形式
2、有哪些？2.2.哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？3.3.化学反应中能量变化的原因是什么？（化学反应的实质）化学反应中能量变化的原因是什么？（化学反应的实质）温故知新温故知新化学能化学能热能热能（主要）（主要）光能光能 电能电能 机械能机械能放放热反应热反应吸热反应吸热反应2.2.哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？大多数化合反应；酸碱中和反应；所有燃烧反应；活泼金属跟水或酸的反应；物质的缓慢氧化(钢铁腐蚀、食物腐败)；铝热反应常见的放常见的放常见的放常见的放热反应热反应热反应热反应：大多数分解反应；铵
3、盐 与 碱 的 反 应，如Ba(OH)28H2O或Ca(OH)2与NH4Cl的反应；以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C与H2O(g)的反应，C与CO2的反应；NaHCO3与柠檬酸、盐酸的反应。常见的常见的常见的常见的吸热反应吸热反应吸热反应吸热反应：吸热反应、放热反应与反应条件无必然联系。吸热反应、放热反应与反应条件无必然联系。吸热反应、放热反应与反应条件无必然联系。吸热反应、放热反应与反应条件无必然联系。化学反应一定伴随能量变化，化学反应一定伴随能量变化，化学反应一定伴随能量变化，化学反应一定伴随能量变化，有能量变化的不一定是有能量变化的不一定是有能量变化的不一定是有能量变化的不一
4、定是化学反应。（化学反应。（化学反应。（化学反应。（如三态变化、如三态变化、如三态变化、如三态变化、浓硫酸稀释、强碱溶解浓硫酸稀释、强碱溶解）吸收吸收 释放释放旧键的断裂旧键的断裂（_能量能量）和新键的形成和新键的形成（_能量能量）3.3.化学反应中能量变化的原因是什么？（化学反应的实质）化学反应中能量变化的原因是什么？（化学反应的实质）放热反应放热反应吸热反应吸热反应微观微观认识认识断裂旧化学键吸收的总能量断裂旧化学键吸收的总能量a a形成新化学键释放的总能量形成新化学键释放的总能量b b断裂旧化学键吸收的总能量断裂旧化学键吸收的总能量a a形成新化学键释放的总能量形成新化学键释放的总能量b
5、 b(一一)反应热反应热1、定义：、定义：2、符号：、符号：3、单位：、单位：一、化学反应的反应热一、化学反应的反应热 当化学反应在一定的温度下进行时，反应所当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量为该反应在此温度下的热效应，释放或吸收的热量为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。简称反应热。QQ 0，表示吸热，表示吸热Q 0，表示放热，表示放热J 或或 kJ反应热的数值可以通过实验测得，也可以通过理论计算求得。反应热的计算反应热的计算2.SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF需
6、吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则常温下1 mol硫单质与3 mol F2发生下列反应：S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热Q ，该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。应用体验应用体验应用体验应用体验Q280 kJ3160 kJ330 kJ61 220 kJ放热Q反应物键能反应物键能反应产物键能反应产物键能 键能：断裂1 mol化学键吸收的能量或形成1 mol化学键释放的能量。注意系数和化学键数目注意系数和化学键数目(二二)反应热的测定（中和反应）反应热的测定（中和反应）1、装置：、装置：量热计量热计内筒：反应容器内筒：反应容器外筒：起保温作用外筒：起保温作用测量反应前后溶
7、测量反应前后溶液温度的变化值液温度的变化值使反应充分进行，使反应充分进行，体系的温度均匀体系的温度均匀保温、隔热，保温、隔热，减少热量损失减少热量损失 金属是热的良导体而玻璃不是，选用玻璃材质搅拌器可减少金属是热的良导体而玻璃不是，选用玻璃材质搅拌器可减少反应过程中热量的损失，减少实验误差。反应过程中热量的损失，减少实验误差。2.2.实验操作实验操作（1）要要使使用用同同一一支支温温度度计计，这这是是因因为为不不同同温温度度计计产产生生的的系系统统误误差差不不同同。且且测测定定一一种种溶溶液液后后必必须须洗洗净净并并用用滤滤纸纸擦擦干干，以以便便于于下下次测量。次测量。（2）实验动作要快，隔热
8、和保温效果要好，以减少热量损失。）实验动作要快，隔热和保温效果要好，以减少热量损失。（3 3）重复测量）重复测量2-32-3次，次，取温度差值的平均值取温度差值的平均值。注意事项：注意事项：想一想：想一想：1、环形玻璃搅拌棒是怎样搅拌溶液的？、环形玻璃搅拌棒是怎样搅拌溶液的？2、加入、加入NaOH溶液时应分多次加入还是一次全部加入？溶液时应分多次加入还是一次全部加入？3、终止温度应记录溶液达到的最高温度还是最终温度？、终止温度应记录溶液达到的最高温度还是最终温度？Q=-C(T2-T1)C：热容：热容 温度每升高温度每升高1K所吸收的热量所吸收的热量 JK-1 或或kJK-1c:比热容（比热）比
9、热容（比热）单位质量的物质的热容单位质量的物质的热容 kJK-1kg-1（常温下，液态（常温下，液态H2O的比热：的比热：4.18 kJK-1kg-1）4.18 JK-1g-1T：热力学温度：热力学温度 单位：单位：K T(K)=t()+273.15=-cm(T2-T1)3、计算：、计算：温度差温度差T=T=T2-T1=t=t=t2-t1Q=-cmT T起始温度起始温度t/c终止温度终止温度t/c温度差温度差t/c温度差平均值温度差平均值t/c126.130.4227.233.3326.630.7425.629.8 取取50mL 0.5mol/L NaOH溶液和溶液和30mL 0.5mol/L
10、 H2SO4进行实验，进行实验，实验数据如下：求反应放出的热量实验数据如下：求反应放出的热量Q和中和热和中和热Q(中和热中和热)。4.36.14.14.24.2误差较大，误差较大，应舍弃应舍弃中和热中和热：酸与碱的稀溶液发生中和反应，生成酸与碱的稀溶液发生中和反应，生成1mol液液态态水水时所放出的热叫做中和热。时所放出的热叫做中和热。HOH=H2OQ(中和热中和热)=Q/n(H2O)=-1.404kJ/0.025mol=-56.2 kJ/molQ=-cmT T=-4.18 kJK-1kg-14.2K80g10-3=-1.404kJ溶液的质量溶液的质量m=1g/mL3(50+30)mL80 g
11、近似处理：近似处理：a、认为、认为稀溶液的密度、稀溶液的密度、比热比热与水相同与水相同；b、忽略量热计的热容、忽略量热计的热容温度差温度差T=4.2 KT=4.2 K 取取50mL 0.5mol/L NaOH溶液和溶液和30mL 0.5mol/L H2SO4进行实验，进行实验，实验数据如下：求反应放出的热量实验数据如下：求反应放出的热量Q和中和热和中和热Q(中和热中和热)。HOH=H2O n(H)=0.03mol 过量过量 n(OH)=0.025mol 常温下，液态常温下，液态H2O的比热：的比热：4.18 kJK-1kg-1思考：思考：1.按照下列量按照下列量完成中和反应反应热的测定实验完成
12、中和反应反应热的测定实验50mL 0.5mol/L NaOH溶液和溶液和50mL 0.5mol/L HCl反应反应50mL 0.5mol/L NaOH溶液和溶液和30mL 0.5mol/L HCl反应反应测得的反应热数值两者是否相同？中和热数值两者是否相同？测得的反应热数值两者是否相同？中和热数值两者是否相同？n(OH)=0.025mol n(H)=0.025mol n(H2O)=0.025moln(OH)=0.025mol n(H)=0.015mol n(H2O)=0.015mol 同一中和反应的反应热与酸碱的用量有关。同一中和反应的反应热与酸碱的用量有关。反应生成水的量不反应生成水的量不同
13、，反应热数值两者不相同；同，反应热数值两者不相同；HOH=H2O但中和热数值两者相同。但中和热数值两者相同。思考：思考：2.按照下列量按照下列量完成中和反应反应热的测定实验完成中和反应反应热的测定实验50mL 0.5mol/L NaOH溶液和溶液和50mL 0.5mol/L HCl反应反应55mL 0.5mol/L NaOH溶液和溶液和50mL 0.5mol/L HCl反应反应测得的反应热数值两者是否相同？测得的反应热数值两者是否相同？HOH=H2On(OH)=0.025mol n(H)=0.025mol n(H2O)=0.025moln(OH)=0.0275mol过量过量 n(H)=0.02
14、5mol n(H2O)=0.025mol 常使稀碱溶液稍过量，可使中和反应进行彻底，所常使稀碱溶液稍过量，可使中和反应进行彻底，所测反应热数值更准确。测反应热数值更准确。生成的水的量生成的水的量相同，故反应放热相同。相同，故反应放热相同。相同。相同。参参加加反反应应的的物物质质都都是是强强酸酸、强强碱碱，它它们们在在水水中中完完全全电电离离，中中和和反反应应的的离离子子方方程程式式都都是是HOH=H2O，反反应应都都在在室室温温下下进进行行，且参加反应的且参加反应的n(H)和和n(OH)都相同，所以反应热也相同。都相同，所以反应热也相同。思考：思考：3.用用同同体体积积、同同浓浓度度的的KOH
15、代代替替NaOH完完成成中中和和反反应应反反应应热热的的测测定定实实验验，用用同同体体积积、同同浓浓度度的的硝硝酸酸代代替替盐盐酸酸完完成成中中和和反反应应反反应应热热的测定实验，测得的反应热数值两者是否相同？的测定实验，测得的反应热数值两者是否相同？思考：思考：4.用用浓浓硫硫酸酸代代替替稀稀硫硫酸酸完完成成中中和和反反应应反反应应热热的的测测定定实实验验，用用同同体体积积、同同浓浓度度的的醋醋酸酸代代替替盐盐酸酸完完成成中中和和反反应应反反应应热热的的测测定定实实验验，测测得的反应热数值两者是否相同？得的反应热数值两者是否相同？信息：信息：浓酸、浓碱稀释放热浓酸、浓碱稀释放热；弱电解质电离
16、吸热弱电解质电离吸热 若若用用浓浓硫硫酸酸，由由于于浓浓硫硫酸酸和和碱碱混混合合时时因因稀稀释释而而放放热热，造造成成反反应放热偏多，测得的反应热的值偏小；应放热偏多，测得的反应热的值偏小；若若用用醋醋酸酸，由由于于弱弱酸酸在在水水溶溶液液中中不不能能完完全全电电离离，电电离离需需要要吸吸热，会导致反应放热偏小，测得的反应热的值偏大。热，会导致反应放热偏小，测得的反应热的值偏大。要点要点：强酸与强碱的中和热强酸与强碱的中和热数值数值：57.3kJ/mol（注意：弱电解质电离吸热）（注意：弱电解质电离吸热）稀稀溶液（注意：浓硫酸稀释放热）溶液（注意：浓硫酸稀释放热）生成生成1mol水（无其他难溶物生成）水（无其他难溶物生成）（中和反应的实质是（中和反应的实质是H+和和OH化合生成化合生成 H2O，若反，若反应过程中有难溶物生成，这部分沉淀生成热会影响反应过程中有难溶物生成，这部分沉淀生成热会影响反应热的数值。）应热的数值。）大量实验测得，大量实验测得，25 和和101 kPa下，强酸和强碱稀溶下，强酸和强碱稀溶液发生中和反应生成液发生中和反应生成1 mol水时，放出水时，放出57.3 kJ的热量。的热量。