1.1.1反應(yīng)熱與焓變-高二化學(xué)人教版2019選擇性必修1

第一節(jié)

反應(yīng)熱第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第一課時(shí)

反應(yīng)熱與焓變1.能從體系和環(huán)境的角度認(rèn)識反應(yīng)熱的概念。2.能利用簡易量熱計(jì)測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。3.能從體系內(nèi)能變化的角度認(rèn)識反應(yīng)熱。4.能從化學(xué)鍵斷裂和形成時(shí)的能量變化認(rèn)識反應(yīng)熱的微觀實(shí)質(zhì)。放熱反應(yīng)【思考】1、燃燒反應(yīng)2、活潑金屬與水或酸的反應(yīng)3、酸堿中和反應(yīng)4、多數(shù)化合反應(yīng)5、緩慢氧化反應(yīng)吸熱反應(yīng)1、氫氧化鈣與氯化銨晶體的反應(yīng)2、以C、CO、H2為還原劑的氧化還原反應(yīng)：3、大多數(shù)分解反應(yīng)4、碳酸氫鈉與稀鹽酸的反應(yīng)實(shí)際中，如何定量地測定化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量？常見放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)一、體系與環(huán)境——以HCl溶液與NaOH溶液反應(yīng)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(fā)生的中和反應(yīng)：HCl+NaOHNaCl+H2O)體系環(huán)境熱量1.體系(系統(tǒng))：試管中的溶液及發(fā)生的反應(yīng)等。2.環(huán)境：與體系相互影響的其它部分3.反應(yīng)熱：反應(yīng)前后體系的溫度相等，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量，稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡稱反應(yīng)熱。二、如何測定鹽酸與氫氧化鈉溶液中和反應(yīng)的反應(yīng)熱呢問題1:在測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí)，什么原理?用到的儀器是什么?測量儀器：量熱計(jì)測量原理：在反應(yīng)前后,如果環(huán)境的溫度沒有變化，則反應(yīng)放出的熱量就會使體系的溫度升高，這時(shí)可以根據(jù)測得的體系的溫度變化和有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來計(jì)算反應(yīng)熱。Q=cmΔt保溫杯式量熱計(jì)應(yīng)測得數(shù)據(jù):問題2:在測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí)，應(yīng)該測量哪些數(shù)據(jù)?m:體系的質(zhì)量

c:體系的比熱容

Δt:反應(yīng)前后體系溫度的差值【1】反應(yīng)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(jì)的內(nèi)筒，蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，測量并記錄鹽酸的溫度(數(shù)據(jù)填入下表)。用水把溫度計(jì)上的酸沖洗干凈，擦干備用。②用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol·L－1

NaOH溶液，用溫度計(jì)測量并記錄NaOH溶液的溫度(數(shù)據(jù)填入下表)【2】反應(yīng)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(jì)的內(nèi)筒，立即蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，用玻璃攪拌器勻速攪拌。密切關(guān)注溫度不變化，將最高溫度記為反應(yīng)后體系的溫度(t2)

【3】重復(fù)上述步驟(1)至步驟(2)兩次防止殘留的酸與堿反應(yīng)，導(dǎo)致測量的t不準(zhǔn)防止熱量散失數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確問題3:該如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，哪些措施可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度?為了保證HCl被完全中和實(shí)驗(yàn)次數(shù)反應(yīng)物的溫度/℃反應(yīng)前體系的溫度反應(yīng)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(yīng)混合液的比熱容c=4.18×10-3kJ/(g·℃)。m：反應(yīng)混合液的總質(zhì)量50mL0.5mol/L鹽酸的質(zhì)量

m1=50g50mL0.55mol/LNaOH溶液的質(zhì)量

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

為了計(jì)算簡便，可以近似地認(rèn)為實(shí)驗(yàn)所用酸、堿稀溶液的密度、比熱容與水的相同，并忽略量熱計(jì)的比熱容則反應(yīng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如何處理?問題5:為了提高測定的準(zhǔn)確度，應(yīng)該注意哪些方面?有什么改進(jìn)?不可將溫度計(jì)當(dāng)攪拌器使用；玻璃攪拌器應(yīng)上下移動應(yīng)使用玻璃攪拌器，不能用金屬質(zhì)攪拌器代替，因?yàn)榻饘儋|(zhì)環(huán)形攪拌棒易導(dǎo)熱，造成實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失為保證鹽酸被完全中和，堿的濃度應(yīng)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(jì)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(jì)的表面反應(yīng)放熱而影響測量結(jié)果數(shù)據(jù)處理時(shí)，相差較大的數(shù)據(jù)可能是偶然誤差引起的，應(yīng)舍去電動攪拌器磁力攪拌器電子溫度計(jì)溫度傳感器實(shí)驗(yàn)改進(jìn)(1)濃硫酸與NaOH溶液反應(yīng)生成1molH2O(l)，放出的熱量為57.3kJ()(2)同一中和反應(yīng)的反應(yīng)熱與酸堿的用量有關(guān)()(3)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實(shí)驗(yàn)中的玻璃攪拌器換成銅質(zhì)攪拌器效果更好()(4)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)將50mL0.55mol·L－1NaOH溶液分多次倒入小燒杯()(5)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實(shí)驗(yàn)中，測定鹽酸后的溫度計(jì)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(xué)反應(yīng)為什么會產(chǎn)生反應(yīng)熱？因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)前后體系的總能量（即內(nèi)能符號為U）發(fā)生了變化。三、焓用來描述物質(zhì)所具有的內(nèi)能的物理量。①定義：H②符號：③單位：kJ·mol－1或kJ/mol物質(zhì)的焓與內(nèi)能有關(guān)，不同的物質(zhì)所具有的內(nèi)能不同，其焓也不同④說明：

在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中，化學(xué)反應(yīng)通常是在等壓條件下進(jìn)行的。為了描述等壓條件下的反應(yīng)熱，科學(xué)上引入了一個(gè)與內(nèi)能有關(guān)的物理量——焓。⑤影響因素1、物質(zhì)的量：2、物質(zhì)狀態(tài)：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(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)熱等于反應(yīng)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(yīng)物的總焓之差。①定義：②符號：△H③單位：kJ·mol－1或kJ/mol④數(shù)學(xué)表達(dá)式：ΔH＝

H(生成物)-H(反應(yīng)物)焓變不為0反應(yīng)物反應(yīng)過程焓(H)Δ

H＜0生成物△H為“-”，即△H<0，放熱反應(yīng)反應(yīng)物反應(yīng)過程焓(H)Δ

H＞0生成物△H為“+”，即△H>0，吸熱反應(yīng)⑤圖像：宏觀角度據(jù)此判斷下列說法中正確的是A.石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻?yīng)B.白磷比紅磷穩(wěn)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(guān)反應(yīng)的反應(yīng)過程與能量變化的關(guān)系。A①焓(H)是與內(nèi)能有關(guān)的物理量，內(nèi)能描述的是物質(zhì)所具有的能量，是物質(zhì)固有的性質(zhì)之一。不同的物質(zhì)，其焓不同；相同的物質(zhì)，如果溫度或壓強(qiáng)不同，物質(zhì)的狀態(tài)不同，其焓是相同的【

】

②焓、焓變、反應(yīng)熱代表的意義不同；焓只有正值，而焓變有正值、負(fù)值之分【

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

】④任何化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)都伴隨著能量的變化，只表現(xiàn)為熱量變化【

】⑤化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)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(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)一定伴隨著能量變化，但伴隨能量變化的物質(zhì)變化一定是化學(xué)變化【

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

H＜0生成物放熱反應(yīng)ΔH＝E(斷鍵吸收)－E(成鍵放出)斷鍵時(shí)吸收的總能量成鍵時(shí)放出的總能量＜吸熱反應(yīng)反應(yīng)物焓(H)生成物>斷鍵時(shí)吸收的總能量成鍵時(shí)放出的總能量反應(yīng)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(yīng)熱ΔH＝

。

宏觀角度微觀角度Δ

H=H(生成物)–H(反應(yīng)物)Δ

H=反應(yīng)物的總鍵能–生成物的總鍵能ΔH<0放熱反應(yīng)

ΔH>0吸熱反應(yīng)【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(gòu)型為正四面體，則反應(yīng)2N2=N4(g)的反應(yīng)熱為

?！纠?】某反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理、能量與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系如圖所示，已知S2O82－中硫的化合價(jià)為＋6價(jià)，下列說法正確的是(

)A．Fe2＋是該反應(yīng)的催化劑

B．第一步反應(yīng)的反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量比第二步反應(yīng)的小C．S2O82－在第一步反應(yīng)中作還原劑

D．兩步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)A【例4】2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)反應(yīng)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(yīng)屬于

反應(yīng)(填“放熱”或“