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1、第一章化学反应的热效应第一章化学反应的热效应第一节 反应热及焓变第 一 课 时 反 应 热 010203从宏从宏,微观两个视角认识反应热微观两个视角认识反应热掌握中和反应反应热的测定及掌握中和反应反应热的测定及计算计算理解体系，环境的概念及其关系理解体系，环境的概念及其关系学习目标学习目标生活的化学生活的化学自热火锅木材的燃烧化学反应的发生往往伴随着物质变化，和能量变化，其产生的化学反应的发生往往伴随着物质变化，和能量变化，其产生的能量在日常生活中具有广泛的作用能量在日常生活中具有广泛的作用 新课导入新课导入对于同一个化学反应而言，对于同一个化学反应而言，能量变化的多少与参加反应的物质种类，能
2、量变化的多少与参加反应的物质种类，量的多少密切相关。量的多少密切相关。木炭在木炭在氧气里氧气里燃烧燃烧木炭在木炭在液氧里液氧里燃烧燃烧木炭在木炭在空气里空气里燃烧燃烧那那么么，如如何何定定量量描描述述化化学学反反应应中中释释放放或或者者吸吸收收的的热热量量呢呢？一：反应热及测量原理一：反应热及测量原理一、体系与环境一、体系与环境阅读课本阅读课本P4，了解体系与环境，了解体系与环境体系：体系：研究的对象。（反应物及发生的化学反应）研究的对象。（反应物及发生的化学反应）如我们可将盐酸、如我们可将盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个溶液及发生的反应等看作一个反应体系，简称体系反应体系，简称体系（
3、又称系统）。（又称系统）。环境：环境：与体系相互影响的其他部分。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。如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。温度不同温度不同存在能量交换存在能量交换热量热量一：反应热及测量原理一：反应热及测量原理二、反应热二、反应热1、定义：、定义：在在等温等温条件下条件下，化学反应化学反应体系体系向向环境环境释放或从环境吸收的释放或从环境吸收的热量热量，称为化学反应的热效应称为化学反应的热效应，简称反应热。，简称反应热。符号符号Q单位单位kj一：反应热及测量原理一：反应热及测量原理2、测量、测量（1)方法：通过量热计直接方法：通过量热计直
4、接测定测定如：盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程中会放出热量，导致如：盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程中会放出热量，导致体系与环境之间的体系与环境之间的温度温度产生差异。产生差异。1反应原理 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3 kJmol-1通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此得中和热。一：反应热及测量原理一：反应热及测量原理3、中和反应反应热的测定、中和反应反应热的测定阅读课本阅读课本P5探究：中和反应反应热的测定探究：中和反应反应热的测定【思考思考】在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据?如何根据
5、测得的如何根据测得的数据计算反应热数据计算反应热?Q=(m酸酸+m碱碱)CtQ：中和反应放出的热量：中和反应放出的热量 m：反应混合液的质量：反应混合液的质量C：反应混合液的比热容：反应混合液的比热容 t：反应前后溶液温度的差值：反应前后溶液温度的差值(1)实验原理实验原理(2)需要需要测量测量的的数据数据1.反应物反应物质量（通过体积、浓度和密度可计算）质量（通过体积、浓度和密度可计算）2.反应前体系的温度反应前体系的温度3.反应反应后体系温度后体系温度一：反应热及测量原理一：反应热及测量原理（4）实验数据处理：）实验数据处理：(实验视频播放实验视频播放)。注意：注意：1、取三次测量所得温度
6、差的平均值、取三次测量所得温度差的平均值 2、t2-t1若异常要舍去若异常要舍去 一：反应热及测量原理一：反应热及测量原理阅读课本阅读课本P5探究探究3、中和反应反应热的测定、中和反应反应热的测定【思考思考1】温度计上的酸为何要用水冲洗干净？温度计上的酸为何要用水冲洗干净？【思考思考2】实验中所用的实验中所用的HCl和和NaOH的量为何不是的量为何不是1:1，而是碱过量，而是碱过量?若用若用酸过量行吗酸过量行吗?【思考思考3】酸碱混合时，为何要把酸碱混合时，为何要把NaOH溶液迅速一次性的倒入量热计中而溶液迅速一次性的倒入量热计中而不能缓慢多次的倒入？不能缓慢多次的倒入？如果不冲洗干净，当测碱
7、液温度时，由于酸碱中和放热，导致所测温度偏高，如果不冲洗干净，当测碱液温度时，由于酸碱中和放热，导致所测温度偏高，增大了中和反应反应热的误差增大了中和反应反应热的误差为保证盐酸完全被中和，是结果更准确。为保证盐酸完全被中和，是结果更准确。本实验成功的关键在于尽可能的减少中和反应时的热量损失。若缓慢倒入本实验成功的关键在于尽可能的减少中和反应时的热量损失。若缓慢倒入或多次倒入，均会导致热量的损失，从而增大了实验误差。或多次倒入，均会导致热量的损失，从而增大了实验误差。一：反应热及测量原理一：反应热及测量原理【思考思考4】搅拌器用玻璃搅拌器而不用金属搅拌器？搅拌器用玻璃搅拌器而不用金属搅拌器？金属
8、的导热性远大于玻璃，若用金属搅拌器，会增大热量的损失，从而增大了实验金属的导热性远大于玻璃，若用金属搅拌器，会增大热量的损失，从而增大了实验误差。误差。【思考思考5】为何不能用浓的强酸，强碱来完成实验？为何不能用浓的强酸，强碱来完成实验？浓的强酸，强碱稀释会放出热量，使得测量的实验结果偏大，浓的强酸，强碱稀释会放出热量，使得测量的实验结果偏大，增大了实验误差。增大了实验误差。一：反应热及测量原理一：反应热及测量原理大量实验测得，在大量实验测得，在25和和101kpa下强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应下强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成生成1mol水时，放出水时，放出的的热量。为何刚才实验
9、中热量。为何刚才实验中所测得的数据小于所测得的数据小于57.3 kJ呢呢？（5）误差分析）误差分析可能的原因有：可能的原因有：1，量取溶液的体积有误差。量取溶液的体积有误差。2，温度计的读书误差温度计的读书误差3，混合液体时有液溅出，或动作缓慢。，混合液体时有液溅出，或动作缓慢。4，隔热装置保温效果不好。，隔热装置保温效果不好。5，温度计未清洗干净。，温度计未清洗干净。6，测酸后，温度计未清洗干净。，测酸后，温度计未清洗干净。（6）思考与讨论）思考与讨论1,本实验如把本实验如把50mL 0.50mol/L的盐酸改为的盐酸改为50mL 0.50 mol/L的醋酸，所测的的醋酸，所测的结果是否有所
10、变化？为什么？结果是否有所变化？为什么？有所变化，因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使得测得有所变化，因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使得测得的结果偏小。的结果偏小。2，若改用，若改用100mL 0.50mol/L的盐酸和的盐酸和100mL 0.55mol 的的NaOH溶液，测得溶液，测得的结果是否是原实验结果的二倍？（假设各步骤操作一样）的结果是否是原实验结果的二倍？（假设各步骤操作一样）否，中和反应的反应热是指酸碱发生中和反应生成否，中和反应的反应热是指酸碱发生中和反应生成1molH2O时所放时所放出的热量。其数值与反应物的量无关。故所测结果应相同。出的热量。其数值与反应物的
11、量无关。故所测结果应相同。课堂小练课堂小练1，50mL 0.50mol/L 的HCl和50mL 0.55mol/L 的NaOH溶液在如下图装置发生中和反应的反应热，回答下列问题。（1）图中装置上看，图中缺少一件玻璃用具，它是 。（2）烧杯间填充碎纸条的作用是 。（3）大烧杯上如果不盖硬纸板，求得的中和反应的反应热将（偏小，偏大，无影响）。（4）实验中改用60mL 0.50mol/L的HCl，50mL 0.55mol/L NaOH溶液，与上述实验相比，所放出的热量（相等，不等），所求的中和热（相等，不等）。理由;。玻璃搅拌器偏小减少热量损失不等 相等 中和反应的反应热是指酸碱反应生成1molH2
12、O所放出的能量 环节二：反应热与焓变环节二：反应热与焓变【思考】【思考】化学反应为什么会产生反应热？化学反应为什么会产生反应热？这是因为化学反应前后体系的这是因为化学反应前后体系的内能内能(符号为符号为U)发生了变化。发生了变化。体系内物质的各种能量的总和，受温体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的凝聚状态等影响度、压强和物质的凝聚状态等影响。【思考】【思考】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？反应热？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为了描述等压条件下的反应热，科学上引入了一
13、个与内能有关的物理量焓焓(符号为符号为H)。环节二：反应热与焓变环节二：反应热与焓变阅读课本阅读课本P6 反应热与焓变相关内容反应热与焓变相关内容三、焓变三、焓变 生成物生成物的总焓与反应物的总焓的总焓与反应物的总焓之差之差，符号为符号为H1、表达式：、表达式：H=H(生成物生成物)-H(反应物反应物)在在等压等压条件下进行的化学反应，反应热条件下进行的化学反应，反应热等于等于焓变。焓变。3、规定、规定当反应体系当反应体系放热放热时其焓时其焓减小减小，H为为“”，即，即H 0。2、单位：、单位：kJ/mol(或或kJmol-1)放热反应放热反应 H0宏观角度【例【例1】在在25和和101 kP
14、a下，下，2molH2与与2 mol Cl2反应生成反应生成4mol HCl时时放出放出369.2 kJ的热量，则该反应的反应热为的热量，则该反应的反应热为:H=369.2kJ/mol【例【例2】在在25 和和101 kPa下，下，1 mol C(如无特别说明，如无特别说明，C均指石墨均指石墨)与与1 mol H2O(g)反应，生成反应，生成1 mol CO和和1 mol H2,需要需要吸收吸收131.5 kJ的热量，的热量，则该反应的反应热为则该反应的反应热为:H=+131.5 kJ/mol 【注意注意】H右端的右端的+或或-不可省略，单位不可省略，单位kJ/mol必须标出。必须标出。H中中
15、“+”“-”仅仅表示反应仅仅表示反应“吸热吸热”“放热放热”，比较大小是，比，比较大小是，比 较其绝对值的相对大小较其绝对值的相对大小。4、焓变的表示方法焓变的表示方法环节二：反应热与焓变环节二：反应热与焓变【思考】【思考】微观角度分析，化学反应为何会释放或吸收能量呢？微观角度分析，化学反应为何会释放或吸收能量呢？以以1 mol H2(g)和和1 mol Cl2(g)在在在在25和和101kPa下反应生成下反应生成2mol HCl(g)的能的能量变化为例。量变化为例。求求H2(g)Cl2(g)2HCl(g)反应的反应热？反应的反应热？断键吸收能量断键吸收能量：436 KJ+243 kJ=679
16、 kJ成键放出能量成键放出能量：431 kJ+431 kJ=862 kJH=-183 kJ/mol环节二：反应热与焓变环节二：反应热与焓变微观角度微观角度;图示法标注其能量变化图示法标注其能量变化吸收能量吸收能量679 kJ释放能量释放能量862 kJ反应热反应热H183 kJ/mol反应热的实质：反应物中旧键的反应热的实质：反应物中旧键的断裂断裂(吸热吸热)，生成物中新键的，生成物中新键的形成形成(放热放热)。H断键吸收的总能量断键吸收的总能量(E吸吸)-成键放出的能量成键放出的能量(E放放)课堂练习课堂练习以上各自对应吸热反应还是放热反应？课堂练习课堂练习【例例2】依依据据信信息息估估算算
17、2 mol H2(g)和和1 mol O2(g)反反应应生生成成2 mol H2O(g)的的反反应应热热H？H(估算估算)E(反应物键能）反应物键能）E(生成物键能）生成物键能）2436 kJ/mol498 kJ/mol4463.4 kJ/mol483.6 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H？2H2O24H2O2H2O1 mol H2(g)中的中的HH键断裂吸收键断裂吸收436 kJ能量能量1 mol O2(g)中的化学键中的化学键断裂吸收断裂吸收498 kJ能量能量形成形成H2O(g)中中1 mol HO键释放键释放463.4 kJ能量能量中和反应反应热的测定中和反应反应
18、热的测定测量课堂小结课堂小结随随堂堂演演练练1下列说法正确的是下列说法正确的是()A吸热反应使环境的温度升高吸热反应使环境的温度升高B当反应放热时当反应放热时H0，反应吸热时，反应吸热时H0C化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，H为负值为负值D需要加热才能发生的反应一定是吸热反应需要加热才能发生的反应一定是吸热反应C2已知某化学反应已知某化学反应A2(g)2B2(g)=2AB2(g)(A2、B2、AB2的结构式分别为的结构式分别为A=A、BB、BAB)，反应过程中的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是（，反应
19、过程中的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是（）A该反应的进行一定需要加热或点燃该反应的进行一定需要加热或点燃B该反应若生成该反应若生成2 mol AB2(g)，则放出的热量为，则放出的热量为(E1-E2)kJC该反应断开化学键放出能量，形成化学键吸收能量该反应断开化学键放出能量，形成化学键吸收能量D形成形成4 mol BA键放出键放出E2 kJ能量能量D随随堂堂演演练练3SF6是是一一种种优优良良的的绝绝缘缘气气体体，分分子子结结构构中中只只存存在在SF。已已知知：1 mol S(s)转转化化为为气气态态硫硫原原子子吸吸收收能能量量280 kJ，断断裂裂1 mol FF、SF需需吸吸收收的
20、的能能量量分分别别为为160 kJ、330 kJ。则反应。则反应S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热的反应热H为为()A1 780 kJmol1 B1 220 kJmol1C450 kJmol1 D430 kJmol1B4将将V1 mL 1.00 molL-1 HCl溶溶液液和和V2 mL未未知知浓浓度度的的NaOH溶溶液液混混合合均均匀匀后后测测量量并并记记录录溶溶液液温温度度，实实验验结结果果如如图图所所示示(实实验验中中始始终终保保持持V1V250)。下下列列叙叙述述正正确确的是的是()A做该实验时环境温度为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该实验表明化学能
21、可以转化为热能CNaOH溶液的浓度约为溶液的浓度约为1.00 molL-1D该实验表明有水生成的反应都是放热反应该实验表明有水生成的反应都是放热反应B随随堂堂演演练练5下表是部分化学键的键能数据：下表是部分化学键的键能数据：(1)已已知知1 mol白白磷磷燃燃烧烧生生成成P4O10(s)的的反反应应热热H2 982 kJmol1，白白磷磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示，则上表中结构如图所示，则上表中x_。(2)0.5 mol白磷白磷(P4)与与O2完全反应生成固态完全反应生成固态P4O6放出的热量为放出的热量为_ kJ。化学键化学键PP PO O=OP=O键能键能/(kJmol1)198360498x585819感谢观看感谢观看