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文档简介
第一章化学反应的热效应
第一节反应热
第1课时反应热焰变
素养目标,
1.了解反应热的定义,知道化学反应、热效应与反应熔变之间的关系。
2.通过微观探析,认识宏观意义上的反应热与化学键的关系,以及反应热与反应物、生成物总能量的关
系。
3.通过实验探究学会测定中和反应的反应热,初步学会测定化学反应反应热的实验方法,会分析测定反应
热时误差产生的原因,并能采取适当措施减小实验误差,培养学生的创新意识。
知识点一、反应热及其测定
1.反应热:在条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的,称为化学反应的
简称反应热。
2.反应热测定
(1)仪器:O
(2)原理:根据体系的和有关物质的来计算反应热。
3.中和反应反应热的测定
(1)实验装置
(2)实验测量数据
①反应物温度&)的测量:用一个量筒量取50mL0.50molLi盐酸,打开杯盖,倒入量热计的内筒中,盖上
杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用;用另一个量筒量
取50mL0.55mol-L-iNaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度,取两温度平均值为
②反应后体系温度区)的测量
打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒中,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速
搅拌。
并准确读取混合溶液的,并记录为餐
③重复实验操作,记录每次的实验数据,取其平均值作为计算依据
④实验数据处理
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液,其密度近似地认为都是lg-cm-3,反应后生成的溶液的比热容
c=4.18J/(g-℃)o
该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是,中和热为o
4.25C和lOlkPa下,强酸的稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成ImolJO时,放出的热量。
知识点二、反应热与熔变
1.化学反应产生反应热的原因:化学反应前后体系的内能发生了变化。内能受、和物质
的等影响。
2.熔变:条件下进行的化学反应,其反应热等于焰变。符号为,单位是。
3.A8的正、负规定
(1)放热反应焰值,AH为,即AH0。
(2)吸热反应熔值,△”为,即0„
4.微观角度认识反应热实质
(1)实例
(l)以H2(g)+C12(g)=2HCl(g)(25℃,101kPa下)的能量变化为例,填写下表中的空白。
4…36kJI,molI0/-0~晶i4-0o
侬想的中
值H'同物质
O~O晨।9O
243kJ/mol,
能量)键
形形
成成,
o-Oo-O
431kj/mol1〜431kj/mol
化学键反应中能量变化
ImolA-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)+C12(g)=2HCl(g)的反应热△止____kJ/mol
(2)结论:时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
任务探究
探究任务一从宏观和微观的角度理解反应热产生的原因探究任务
1.从反应物和生成物熔(H)的变化角度分析
焙变与反应物、生成物能量的关系:岫=生成物的总能量-反应物的总能量。
2.焙变与化学键的关系
3.根据化学键断裂和形成时的能量变化计算反应热
化学键的断裂要吸收能量,形成新化学键要释放能量,若反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所释
放的总能量,则为吸热反应,反之,则为放热反应。
即E*(断键)>£.(成键),为吸热反应;£.(断键)</(成键),为放热反应。&〃=£*(断键)-£.(成键)。
利用化学键断裂和形成时的能量变化计算反应热,要准确判断化学键断裂或生成的数量。
【典例1】已知断裂1molH—H需吸收的能量为436kJ,形成1molN—H放出的能量为391kJ,根据化
学方程式N2+3H22NH3,1molN2完全反应放出92.4kJ能量。则断裂1molN三N所需吸收的
能量为()
A.431kJB.945.6kJ
C.649kJD.896kJ
【变式训练】某些化学键的键能(kJ.moU)如下表:
化学键H—HBr—BrI—ICl—ClHY1H—IH—Br
键能436193151243431299366
(1)1mol与在2moicU中燃烧,放出的热量为kJ。
(2)在一定条件下,ImolH2分别与足量的Cl?、Brr匕反应,放出热量由多到少的顺序是(填字
母)。
A.Cl2>Br2>I2B.I2>Br2>Cl2
探究任务二中和反应反应热的测定
1.中和反应反应热测定原理的理解
(1)中和反应的对象为酸、碱的稀溶液。这是因为浓酸和浓碱相互混合时因稀释会放出热量。
⑵强酸与强碱发生中和反应生成可溶性盐的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)AH=-57.3
kJ-mol-1;中和热与参加反应的强酸、强碱的种类、用量无关。
(3)弱酸或弱碱在溶液中不能完全电离,随着反应的进行,继续电离并吸收热量,所以它们的中和热数值小
于57.3kJ-mol-io例如:利用同样的方法测定氨水与盐酸、NaOH溶液与醋酸的反应热,则所测△”>—
57.3kJ-mol-i,即中和热数值小于57.3kJmol-u
⑷若测定硫酸与BalOH%溶液的反应热,则所测偏小,即中和热数值大于57.3kJ-mol-i,这主要是因
为Ba2+和SO厂生成难溶物BaSC>4也会放出热量。
2.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;为保证盐酸完全被氢氧化钠中和,要使氢氧化钠稍过量。
(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,且要稳定一段
时间后再读数,以提高测量的精度;两次读数的时间间隔要短,这样才能读到最高温度,即最终温度。
(5)实验中若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中弱酸或弱碱的电离吸热,会使测得的反应
热数值的绝对值偏小。
(6)可采用多次测量取平均值的方法,减小实验误差。
【典例2]50mL0.50molLi盐酸与50mL0.55moLL-iNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通
过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热(101kPa下,强酸稀溶液与强碱稀溶液反应生成
时放出的热量叫中和热)。回答下列问题:
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是_。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得中和热的绝对值(填“偏大”"偏小''或"无影响”)。
(3)实验中改用60mLe).50molLi盐酸与50mL0.55molLiNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放
出的热量(填''相等"或“不相等”),所求中和热(填“相等”或"不相等”),简述理
由:O
【变式训练2】在做中和反应反应热的测定实验时,关键是要比较准确地配制一定物质的量浓度的溶液,
量热计要尽量做到绝热;在量热的过程中要尽量避免热量的散失,要求比较准确地测量出反应前后溶液温
度的变化。回答下列问题:
(1)该实验常用0.50mol-L-i盐酸和0.55mol-Li的NaOH溶液各50mL。NaOH溶液的浓度大于盐酸的浓度
的目的是。当室温低于10℃时进行,对实验结果会造成较大误差的原因
是=
(2)若上述盐酸、NaOH溶液的密度都近似为1g-cm-3,中和后生成的溶液的比热容c=4.18J-g小℃-1,实验
前后的温度差为(54)则该中和反应放出热量为kJ(填表达式)。
达标演练
1.右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混合,杯内食物温度逐渐上升。制造
此加热杯可选用的固体碎块是()
A.硝酸锭B.生石灰C.氯化镁D.食盐
2.下列说法正确的是()
A.反应热是1mol物质参加反应时的能量变化
B.A"越大,说明反应放出的热量越多
C.任何条件下,化学反应的焰变都等于化学反应的反应热
D.在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的熔的差值来决定
3.下列各组变化中,前者是放热反应,后者是吸热反应的是()
A.生石灰溶于水;锌粒和稀硫酸反应
B.干冰升华;金属或金属氧化物熔化
C.氨水与醋酸反应;二氧化碳与碳反应
D.工业燃烧石灰石;化石燃料燃烧
4.在进行中和热的测定中,下列操作错误的是()
A.反应前酸、碱溶液的温度要相同
B.测量溶液的温度计要一直插在溶液中
C.为了使反应均匀进行,可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)
D.为了使反应更完全,可以使酸或碱适当过量
5.已知某反应A(g)+B(g)L*C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,回答问题。
该反应是(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的kJ.moH(用含纥、々的代
数式表示)。Imol气体A和Imol气体B具有的总能量(填“或"=")1mol气体C和1mol气体D
具有的总能量。
6.已知断裂1molN三N、H—H需吸收的热量分别为945.6kJ、436kJ,形成1molN—H放出的热量为391
kJo计算可知1molN2完全反应生成NH3的反应热为,1mol与完全反应生成
NH3的反应热为O
1.(2023•山东枣庄八中月考)下列说法正确的是()
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定相同
D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
2.如图是化学反应中物质变化和能量变化的示意图。若片〉々,则下列反应符合该示意图的是()
吸收能最g
t
后击,旧化学区断裳
反应物新化学*形成.生成物
I
释放能量与
A.NaOH溶液与稀盐酸的反应
B.锌与稀盐酸的反应
C.氢氧化领与氯化核固体的反应
D.一氧化碳在空气中的燃烧反应
3.已知:①能量越低的物质就越稳定;②白磷转化成红磷是放热反应。据此分析下列判断或说法中正确的
是()
A.在相同的条件下,红磷比白磷能量高
B.在相同的条件下,白磷比红磷稳定
C.红磷和白磷的结构不同
D.红磷容易发生自燃而白磷则不会自燃
4.已知化学反应2c(SHO?©2co(g)和2co(gHOJg)2co2(g)都是放热反应。据此推断在相同条件下
的下列说法不正确的是()
A.56gC0(g)和32gC)2(g)所具有的总能量大于88gCC^g)所具有的总能量
B.12gC所具有的能量一定大于28gCO所具有的能量
C.12gC⑸和32gC\(g)所具有的总能量大于44gCC)2(g)所具有的总能量
D.将两份质量相等的碳全部燃烧,生成CO?的反应比生成CO的反应放出的热量多
5.由图分析,有关叙述正确的是()
A.相同条件下,A==B+C和B+C==A两个反应吸收或放出的能量不等
B.A==B+C是放热反应
C.lmolA具有的能量高于ImolB和1molC具有的能量总和
D.A==B+C是吸热反应,则B+C==A必然是放热反应
6.用50mL050mol・L-i盐酸和50mL0.55mol・L-iNaOH溶液反应,实验中测得起始温度为20.1℃,终止
温度为23.4℃,反应后溶液的比热容为4.18盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1g-cm-3,
则中和反应生成1mol水时放热()
A.55.2kJB.391kJ
C.336kJD.1.38kJ
7.根据图中的能量关系,可求得C—H键的键能为()
C(g)—1―4H(g)
产1
+717kJ•mol!]AH2=+864kJ•mol"
CW—1—.—2Hz(g)
;A/7j=-75kJ•moE1
A.414kJ-mol-1
B.377kJ-mol-i
C.235kJmol-i
D.197kJ-mol-i
8.下图所示是一个测量化学反应是吸热还是放热的简易实验装置,利用此装置可以很方便地测得某反应是
放热反应还是吸热反应。将铝片加入小试管内,然后注入足量的盐酸,请根据要求完成下列问题:
(1)有关反应的离子方程式是,小试管中看到的现象是o
(2)S形导管中液面A(填“上升”或“下降)原因是;
说明此反应是(填“放热”或“吸热”)反应。
9.(2023•山东兖州高二上学期期中)某反应由两步反应ABC构成,它的反应能量曲线如图,下列叙
述正确的是()
能量
B
A
反应进程
A.三种化合物中C最稳定
B.两步反应均为吸热反应
C.A与C的能量差为与
D.AB反应,反应条件一定要加热
10.朋(H2NNHJ是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂11noi化学键所需的能量
(kJ):N三N为942、0==0为500、N—N为154,则断裂1molN—H所需的能量(日)是()
A.194B.391
C.516D.658
11.(双选)将匕mL1.00mol-L-iHC1溶液和匕mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温
度,实验结果如图所示(实验中始终保持匕+匕=50)。下列叙述正确的是()
A.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
CNaOH溶液的浓度约为1.50moLL-i
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
12.某化学兴趣小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究,在除了用手触摸试管壁感觉发热
外,还设计了下列几
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