1、 第一节 反应热 第一章 化学反应的热效应湖北省利川市第一中学一、反应热 焓变环境：与体系相互影响的其他部分体系：被研究的对象以盐酸与NaOH溶液反应为例物质交换物质交换热量交换热量交换热量：因温度不同而在体系与环境之间交换或传递能量1、体系和环境试管、空气等盐酸、NaOH溶液、发生的反应2、反应热(1)定义：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或者从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。等温条件：反应前后体系温度相等中和热：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol 液态水和可溶性盐时所释放的热量。(2)反应热的测定方法【探究】中和反应反应热的测定测量原理：用温度计测量反应前后体
2、系的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热。Q：中和反应放出的热量 m：体系的质量C：体系的比热容 t：反应前后体系温度的差值Q c m t测量仪器：简易量热计减少热量散失，降低实验误差。使反应物迅速混合并充分反应，保持体系的温度均匀。(以盐酸和NaOH溶液反应为例)测量步骤：(1)反应物温度的测量。用量筒量取50 mL 0.50 mol/L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(数据填入下表)。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50 mL0.55 mol/LNaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据填入下表)。
3、(2)反应后体系温度的测量。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。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。数据处理：(1)取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。计算温度差(t2-t1)，将数据填入下表。实验次数反应物的温度/反应前体系的温度反应后体系的温度温度差盐酸NaOH溶液t1/t2/(t2t1)/123t2-t1若异常要舍去若异常要舍去(2)取三次温度差的平均值作为计算依据。(3)根据温度差和比热容计算反应热。为了计算简便，可以近似的认为实
4、验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容，则：50mL 盐酸的质量m1=50g,50mL NaOH溶液质量m250g；反应后生成的溶液的比热容c4.18 J/(g.)，50 mL 0.50 mol/L盐酸与 50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：(m1+m2)c(t2-t1)=_。0.418(t2-t1)kJ生成1mol水时放出的热量为 。0.418(t2-t1)0.025kJ HCl(aq)+NaOH(aq)H2O(l)+NaCl(aq)1 1 1 Q1 0.025mol 0.025mol 0.025mol Q=0.418(t2-t1
5、)kJ量取溶液的体积不准确。温度计读数有误（如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度）。实验过程中有液体溅出。混合酸、碱溶液时，动作缓慢。隔热层隔热效果不好，实验过程中有热量损失。测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。溶液浓度不准确。没有进行重复实验。问题和讨论：实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时，使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间后再记下读数。反应物应一次性迅速加入，且避免有液体溅出。实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。重复实验3次，取3次实验数据的
6、平均值。1、能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测数值会偏大。2、实验中是否可以更换温度计？不能，会存在仪器误差。3、能否测完酸后直接测量碱的温度？那如何操作？不能，残留的酸与碱反应，造成酸碱消耗，热量损失。测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干再测别的溶液。4、能否将NaOH分多次倒入热量计中？不能，操作时动作要快，尽量减少热量的散失。5、为什么NaOH的浓度稍稍比酸大？为了保证盐酸完全被中和6、玻璃搅拌棒能否用金属搅拌棒代替？不能。原因是金属质搅拌器易导热，造成热量损失。(1)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，
7、避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果(2)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.10.5 molL1)(3)测定中和热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低(4)中和热的数值是57.3 kJmol1，测定时与强酸、强碱的用量无关(5)加过量碱液使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响(6)数据处理时，相差较大的数据可能是偶然误差引起的，应舍去归纳：中和热测定实验中应注意的事项归纳：中和热测定实验中应注意的事项（1）内能：体系内物质的各种能量的总和（2）焓：焓是物质所具有的能量，是与内能有关的物理量，符号是H。（3）焓变：在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的
8、焓变。数学表达式：H=H（生成物）-H（反应物）。常用单位：kJ/mol（或kJmol-1）。3、反应热与焓变受温度、压强和物质的凝聚状态等影响（4）焓、焓变与放热反应、吸热反应的关系）焓、焓变与放热反应、吸热反应的关系放热反应反应体系对环境放热，其焓减小H为“-”，即H0，【例1】在25和101 kPa下，1 molH2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量，则该反应的反应热为:H=184.6 kJ/mol【例2】在25 和101 kPa下，1 mol C(如无特别说明，C均指石墨)与1 mol H2O(g)反应，生成1 mol CO和1 mol H2,需
9、要吸收131.5 kJ的热量，则该反应的反应热为:H=+131.5 kJ/mol 【注意】H右端的+或-不可省略，单位kJ/mol必须标出。(5)焓变的表示方法从物质内能角度分析，若化学反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，则为放热反应。H=生成物的总能量-反应物的总能量(6)化学反应过程中能量变化的原因能量反应进程生成物反应物E放E吸能量反应进程反应物生成物E吸E放放热反应放热反应 H0H反应物的总键能(E吸)-生成物的总键能(E放)以1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)在在25和101kPa下反应生成2mol HCl(g)的能量变化为例。求H2(
10、g)Cl2(g)2HCl(g)反应的反应热？断键吸收能量：436 KJ+243 kJ=679 kJ成键放出能量：431 kJ+431 kJ=862 kJH=-183 kJ/molH反应物的总键能(E吸)-生成物的总键能(E放)（7）H的计算方法的计算方法H=生成物的总能量-反应物的总能量。H=反应物分子的化学键断裂时吸收的总能量-生成物分子的化学键形成时释放的总能量。【知识回顾】【思考】对于一个化学反应，用什么方法可以既能表示其物质变化又能表示其能量变化呢？1、定义：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。该反应表示1mol H2(g)和1mol Cl2(g)反应生成了2molHCl(g)时，
11、放出热量184.6kJ。2、意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了能量变化。【例如】H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184.6 kJ/mol物质变化能量变化【思考】如何书写热化学反应方程式呢？能表示能表示实际参加实际参加反应反应物质的量物质的量和和反应热反应热的的关系关系的化学方程式。的化学方程式。二、热化学方程式3、热化学方程式的书写方法(1)写出配平的化学方程式注意：热化学方程式中的化学计量数只表示其物质的量，可以是整数或分数。(2)注明反应的温度和压强注意：25、101 kPa(即常温常压)，可以不注明，不写点燃、加热、高温、催化剂等引发条件。H2(g)+I2(g)
12、=2HI(g)H=-14.9 kJ/mol200 101kPaH2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184.6 kJ/mol(3)注明物质的状态气体(g)，液体(l)，固体(s)，溶液(aq)。注意：不标、；同素异形体要注明名称，如C(金刚石，s)。H2(g)+O2(g)=H2O(g)H=241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)=H2O(l)H=285.8kJ/mol12同一物质的焓(能量)：g l s1g冰1g液态水1g水蒸气焓(H)增大熔化蒸发H2O(g)=H2O(l)H=44kJ/mol(4)H放方程式右边，注明“+、”、数值、单位：kJmol1。注意：化学计量数必须与H
13、相对应，化学计量数扩大或缩小，那么H的数值也同时扩大或缩小相同的倍数。H2(g)+O2(g)=H2O(g)H=241.8kJ/mol12 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=483.6kJ/mol注意：对于可逆反应，正逆反应的H数值相等，符号相反。2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H=-197kJ/mol2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H=+197kJ/mol【思考】怎样理解可逆反应的反应热？无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热H都表示反应进行到底时的能量变化，因此计算可逆反应的反应热时，要注意其不能进行到底。若在相同的温度和压强下，向某容器中加入2 mol SO2(
14、g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡时放出的能量为Q，因反应不能完全转化为SO3(g)，故Q196.64 kJ。【例如】2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H=196.64 kJmol1表示在25、101 kPa下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时放出196.64 kJ的热量。0.5 mol H2(g)和 0.5 mol Cl2(g)反应生成1 mol HCl(g)表示“每摩尔反应”，“每摩尔反应”放出92.3kJ的热量“五查五查”法判断热化学方程式正误法判断热化学方程式正误 看方程式是否配平；看方程式是否配平；看各物质的聚集状态是否
15、正确；看各物质的聚集状态是否正确；看看H 变化的变化的“”、“”是否正确；是否正确；看反应热的单位是否为看反应热的单位是否为 kJmol1；看反应热的数值与化学计量数是否相对应。看反应热的数值与化学计量数是否相对应。小结：一方程、二状态、三焓变（正负号、数值、单位）1、书写下列反应的热化学方程式1molC(固态)与适量H2O(气态)反应，生成CO(气态)和H2(气态)，吸收131.3kJ的热量；2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ热量；常温下28 g CO完全燃烧，放出283kJ的热量。2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)H=314kJ/molC(s)+H
16、2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+131.3kJ/molCO(g)+O2(g)=CO2(g)H283 kJ/mol122CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H566 kJ/mol2、判断热化学方程式是否正确，正确的打，错误的打。(1)4NH3+5O2=4NO+6H2O H=906.8 kJ/mol ()催化剂(2)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=183 kJ ()(3)已知强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol H2O放热57.3 kJ，则2KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l)H=57.3 kJ/mol ()(4)500、101kpPa下
17、，将2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热 a kJ，则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=a kJ/mol ()没标物质状态、不用写反应条件H 单位为kJ/mol化学计量数与H 不成正比热化学方程式中的H都表示反应进行到底时的能量变化由于反应的情况不同，反应热可分为燃烧热、中和热等，其中以燃烧热的实际应用最广泛。【思考】我们知道物质燃烧都会放出热量，那么不同物质燃烧放出的热量一样吗？是不是物质燃烧所放出的热量就叫燃烧热呢？1、概念：在25、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定的产物时所放出的热量。要点：(1)反应条件：
18、25、101 kPa；(2)纯物质即纯净物，可以是单质，也可以是化合物；(3)可燃物的用量：1 mol (4)完全燃烧时，不同元素对应的指定产物：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)，NN2(g)等。2、表述方法：燃烧热是反应热的一种，文字叙述燃烧热时用正值，用H表示时，要加“”。【例如】CH4的燃烧热为890.3 kJmol-1或CH4的燃烧热 H=890.3 kJmol-1。三、燃烧热3、燃烧热的计算【思考】燃烧热和中和热都是反应热的一种，他们之间有什么区别与联系？燃烧热中和热定义H标准表述方法在101 kPa 时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。在稀溶液中，
19、酸和碱发生中和反应生成1mol H2O时放出的热量。放热反应，H0,单位 kJ/mol1 mol可燃物1 mol产物水燃烧热为a kJmol-1或H-a kJmol-1中和热为57.3 kJmol-1或H-57.3 kJmol-1注意：写燃烧热的热化学方程式时，可燃物前面的系数为1；写中和热的热化学方程式时，产物水前面的系数为1。1、下列热化学方程式中能表示可燃物燃烧热的是()A.CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H-283 kJmol-1 B.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H-802.3 kJmol-1 C.2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H-571.6 k
20、Jmol-1 D.2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H-484.0 kJmol-1A2、下列说法正确的是()A.1molH2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量叫H2的燃烧热 B.25、101kPa时，1molS和2molS的燃烧热相等 C.已知S(s)+O2(g)=SO3(g)H=-269.8kJ/mol，表示硫生 成SO3的反应热为269.8kJ/mol D.25、101kPa时，碳的燃烧热为-393.5kJ/mol23B3、已知1.6g的CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出89.031kJ的热量，则CH4的燃烧热为()A.89.031kJ/mol B.89.031kJ C.890.31kJ/mol D.890.31kJC4、已知H2的燃烧热为 285.8 kJ/mol，则8g的H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量是()A.285.8 kJ B.571.6kJ C.857.4kJ D.1143.2 kJ D5、已知2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)H=11036KJ/mol；请写出C8H18(l)燃烧热的热化学方程式。C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)252H=-5518KJ/mol
