第一章第1节　第1课时　反应热　焓变

第一节反应热第1课时反应热焓变新课探究

课堂评价知识点一反应热及其测定知识点二反应热与焓变将试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系,简称

(又称

)

与体系相互影响的其他部分,如盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作

1.体系与环境(以研究盐酸与NaOH溶液之间的反应为例)知识点一反应热及其测定体系系统环境新课探究(1)定义在

条件下,化学反应体系向环境

或从环境

的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。

(2)测定方法许多反应热可以通过

直接测定。在反应前后,若环境的温度没有变化,则反应放出的热量会使体系的温度升高,可以根据测得的体系的

变化和有关物质的比热容等来计算反应热。

2.反应热等温释放吸收新课探究量热计温度(1)测定原理及数据处理3.中和反应反应热的测定NaCl+H2O平均温度最高温度新课探究mcΔt4.18(2)实验装置及作用(见下图)(3)实验结论在25℃和101kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时,放出

的热量。

57.3kJ新课探究[素养养成](1)若用0.55mol·L-1KOH溶液代替0.55mol·L-1NaOH溶液,对结果会产生影响吗?为什么?

[答案]提示:无影响。因为强酸、强碱的稀溶液反应生成1molH2O(l)时放出的热量是相同的,与用KOH溶液还是NaOH溶液以及酸碱的用量无关。新课探究(2)用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响?用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响?若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反应反应热,对结果会产生什么影响?[答案]提示:浓硫酸溶于水时放热,所测反应热的绝对值偏大;弱酸、弱碱电离吸热,所测反应热的绝对值偏小;若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定反应热,生成BaSO4沉淀还会多放出一部分热量,所测反应热的绝对值偏大。新课探究例1[2021·河南部分名校大联考期末]将温度为20.0℃、浓度为0.50mol·L-1的盐酸和0.55mol·L-1的NaOH溶液各50mL(溶液密度均为1g·mL-1)在简易量热计中混合,生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1,轻轻搅动,测得混合溶液的终止温度是23.4℃。下列说法错误的是(

)A.实验中测得的终止温度应是混合溶液的最高温度B.实验中测得生成1mol水时放出热量56.8kJC.如果用50mL0.25mol·L-1的浓硫酸代替盐酸进行实验,测得的中和反应放出热量会减小D.如果用等体积等浓度的醋酸溶液代替盐酸,其他均不变,则测得混合溶液的终止温度低于23.4℃C

新课探究[解析]实验中终止温度是充分反应后混合液的最高温度,A项正确;酸为0.025mol,碱是过量的,应根据酸的量进行计算,即反应生成了0.025molH2O,根据实验数据算出生成1molH2O时所放出的热量为[4.18×(50+50)×(23.4-20.0)×10-3]kJ÷0.025≈56.8kJ,B项正确;采用浓硫酸进行实验,放出的热量更多,C项错误;由于醋酸电离吸热,所以反应放出的热量会减少,混合溶液的终止温度会低于23.4℃,D项正确。新课探究[归纳小结]测定中和反应反应热的实验中需要注意的问题(1)所用装置要尽可能做到保温、隔热;实验操作时动作要快,尽量减少热量的损失。(2)所用溶液的配制必须准确,且浓度要小;为保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液。(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。(4)要使用同一支温度计,温度计读数要尽可能准确;水银球部位一定要完全浸没在溶液中,且要读取混合后的最高温度。(5)可采用多次测量取平均值的方法,减小实验误差。新课探究(1)内能体系内物质的各种能量的总和,受

、

和物质的

等影响。

(2)焓与焓变说明:等压条件下,反应热等于焓变。1.焓与焓变知识点二

反应热与焓变温度压强聚集状态新课探究H生成物反应物kJ·mol-1kJ/mol(3)ΔH与吸热反应和放热反应①放热反应:体系向环境中释放能量,反应体系的焓减小,ΔH为

,即ΔH

0。

②吸热反应:体系从环境中吸收能量,反应体系的焓增大,ΔH为

,即ΔH

0。

负值<正值新课探究>(1)实例分析:以反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化为例。2.反应热的计算新课探究化学键反应中能量变化1molA—B化学键反应中能量变化H—H吸收

kJ

共吸收

kJ

Cl—Cl吸收

kJ

H—Cl放出

kJ

共放出

kJ

结论

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热ΔH=

436243679新课探究431862-183kJ·mol-1(2)微观解释:化学反应中能量变化的主要原因是

时的能量变化。

(3)常见的吸热反应和放热反应①常见的吸热反应:大多数的分解反应,碳和二氧化碳、碳和水的反应,Ba(OH)2·8H2O与氯化铵的反应等。②常见的放热反应:中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应、大多数的化合反应、铝热反应等。新课探究化学键断裂和形成例2[2021·辽宁大连西岗区月考]下列说法中正确的是(

)A.焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化B.反应放热时,ΔH>0;反应吸热时,ΔH<0C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓总是高于生成物的总焓C

新课探究[解析]焓变是等温、等压条件下反应物和生成物的能量和的差值,与反应物、生成物多少有关,不一定是1mol物质反应,A错误。ΔH<0时,反应放热;ΔH>0时,反应吸热,B错误。例2[2021·辽宁大连西岗区月考]下列说法中正确的是(

)A.焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化B.反应放热时,ΔH>0;反应吸热时,ΔH<0C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓总是高于生成物的总焓C

新课探究因化学反应中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同,不是放热,就是吸热,C正确。根据化学反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量时,反应放热;反应物的总能量低于生成物的总能量时,反应吸热,D错误。例3[2021·河北张家口宣化一中月考](1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图,该反应的焓变ΔH=

kJ·mol-1。-234新课探究[解析]由图可知,1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO放出的热量为368kJ-134kJ=234kJ,则反应的焓变ΔH=-234kJ·mol-1。(2)下表是部分化学键的键能数据:已知1molP4(g)完全燃烧生成P4O10(g)放出的热量为dkJ,P4和P4O10的结构如图所示,则上表中x=

(用含有a、b、c、d的代数式表示)。

新课探究

化学键P—PP—OO=OP=O键能/

(kJ·mol-1)abcx[深化拓展]焓变与化学键的关系新课探究1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)化学变化中的能量变化都是化学能与热能间的相互转化(

)(2)所有的化学反应都伴有能量的变化 (

)(3)焓变就是反应热,焓、焓变的单位都是

kJ·mol-1(

)(4)中和反应反应热的测定实验中,应将50mL0.55mol·L-1NaOH溶液分多次倒入量热计的内筒(

)×

√××课堂评价(5)石墨转化为金刚石需要吸收能量,所以石墨更稳定(

)(6)浓硫酸与NaOH溶液反应生成1molH2O(l),放出的热量为57.3kJ(

)(7)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(

)(8)在一个化学反应中,当反应物总焓大于生成物的总焓时,反应放热,ΔH为负值(

)√

××√课堂评价课堂评价2.

某同学设计如图实验探究反应中的能量变化。下列判断正确的是(

)A.由实验可知,甲、乙、丙所涉及的反应都是放热反应B.将实验甲中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加C.实验丙中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响D.若用NaOH固体测定中和反应反应热,则生成1molH2O时放出热量的数值偏高D

课堂评价[解析]Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应,铝片与盐酸、NaOH与盐酸反应属于放热反应,A错误;铝粉和铝片都是固体,更换为等质量的铝粉后放出的热量不变,但铝粉与盐酸反应速率加快,B错误;铁是热的良导体,改为铁质搅拌器,造成热量损失增大,测得的中和反应反应热误差大,C错误;氢氧化钠固体溶解放出热量,因此生成1molH2O时,放出热量偏多,D正确。课堂评价3.化学反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的能量变化如图所示:已知断裂1molN≡N、1molN—H分别需吸收946kJ、391kJ的能量,试回答下列问题:(1)该反应为

(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)拆开1molH2中化学键所需能量为

kJ。

(3)该反应的反应热ΔH=

。

放热436-92kJ·mol-11.下列过程需要吸热的是(

)A.O2→O+O B.H+Cl→HClC.CaO+H2O=Ca(OH)2 D.浓硫酸稀释[解析]化学键的断裂是吸热过程,化学键的形成是放热过程,故O2→O+O需要吸热,H+Cl→HCl会放热;CaO溶于水、浓硫酸的稀释均会放热,A正确。A

备用习题2.下列反应中焓变与下图一致的是(

)A.CO和O2反应B.Na和H2O反应C.NaOH溶液和HNO3溶液反应D.碳和水蒸气反应制备水煤气[解析]反应物的总焓小于生成物的总焓,此反应是吸热反应,大多数的化合反应、所有的燃烧反应、金属钠与水反应、中和反应等都是放热反应,大多数分解反应、C和H2O(g)反应、C和CO2反应都属于吸热