第一章 化學反應(yīng)的熱效應(yīng)
第一課時 反應(yīng)熱 焓變
1.了解化學反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式；2.認識化學反應(yīng)過程中同時存在著物質(zhì)和能量的關(guān)系3.理解反應(yīng)熱、放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)、焓及焓變等概念。4.理解中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定的實驗原理5.掌握中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定的操作步驟、注意事項和數(shù)據(jù)處理
　　熱量的釋放或吸收是化學反應(yīng)中能量變化的常見形式。例如，燃料的燃燒、酸與堿的中和反應(yīng)等會放出熱量，屬于放熱反應(yīng)。而有些反應(yīng)，如工業(yè)上煅燒石灰石的反應(yīng)等會吸收熱量，屬于吸熱反應(yīng)?；瘜W反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量在生活、生產(chǎn)和科學研究中具有廣泛的應(yīng)用。那么，在實際應(yīng)用中，人們?nèi)绾味康孛枋龌瘜W反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量呢？
　　　　　在等溫條件下，化學反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量，稱為化學反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡稱反應(yīng)熱。
與體系相互作用的其他部分
如ＮaＯＨ溶液與鹽酸在試管中反應(yīng)
體系為ＮaＯＨ溶液、鹽酸及它們發(fā)生的反應(yīng)
環(huán)境為盛裝溶液的試管及溶液之外的空氣。
★注：等溫條件指化學反應(yīng)發(fā)生后，使反應(yīng)后體系的溫度恢復(fù)到反應(yīng)前體系的溫度，即反應(yīng)前后體系的溫度相等。
[提出問題]　　在測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時，應(yīng)該測量哪些數(shù)據(jù)？如何根據(jù)測得的數(shù)據(jù)計算反應(yīng)熱？為了提高測定的準確度，應(yīng)該采取哪些措施？
[實驗測量]請按照下列步驟，用簡易量熱計測量鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)前后的溫度。
（1）反應(yīng)物的溫度的測量
①用量筒量取50mL0.50ml/L鹽酸，打開杯蓋，倒入量熱計的內(nèi)筒中，蓋上杯蓋，插入溫度計，測量并記錄鹽酸的溫度。用水把溫度計的酸沖洗干凈，擦干備用。
②用另一個量筒量取50mL0.55ml/LNaOH溶液，用溫度計測量并記錄NaOH溶液的溫度。
（2）反應(yīng)后體系溫度的測量。打開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液速倒入量熱計的內(nèi)筒中，立即蓋上杯蓋，插入溫度計，用攪拌器勻速攪拌。密切關(guān)注溫度變化，將最高溫度記為反應(yīng)后的體系的溫度（t2）（3）重復(fù)上述步驟（1）至步驟（2）兩次。
[數(shù)據(jù)處理]　?。?）取鹽酸溫度和NaOH溶液溫度的平均值記為反應(yīng)前體系的溫度（t1）。計算溫度差（t2-t1）,將數(shù)據(jù)填入下表。
（2）取三次測量所得溫度差的平均值作為計算依據(jù)。（3）根據(jù)溫度差和比熱容等計算反應(yīng)反應(yīng)熱。
50ml0.5ml/L鹽酸質(zhì)量:
50ml0.55ml/L氫氧化鈉溶液質(zhì)量:
①稀溶液的密度近似看作1g/cm3(即1g/ml)
m1=50ml× 1g/ml=50g
m2=50ml× 1g/ml=50g
m=m1+m2=50g+50g=100g
c=4.18J/(g · ℃)=4.18 ×10-3 KJ/(g · ℃)
[問題與討論]　　在上述過程中，提高測定反應(yīng)熱準確度的措施有哪些？
NaOH＋HCl=NaCl＋H2O
②Q放＝m·c · △t=100g × 4.18 ×10-3 KJ/(g · ℃)×（t2－t1）℃
=0.418（t2－t1）kJ
③生成1mlH2O時放出的熱量為：
n(H2O)=n(HCl)=
0.05L × 0.5ml/L
=-56.8kJ/ml
①提供的酸和堿溶液的濃度與體積必須準確
②盡可能減少熱量的損失
③準確測定出反應(yīng)前 后的溫差
④攪拌器攪拌，保證溶液溫度均勻等
大量實驗測得，在25℃和101KPa下，強酸的稀溶液與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1mlH2O時，放出57.3kJ的熱量。
弱酸弱堿稀溶液，因為電離吸熱，故生成1mlH2O放熱 < 57.3 kJ
強酸強堿濃溶液，因為稀釋放熱，故生成1mlH2O放熱 >57.3 kJ
強酸、強堿的稀溶液反應(yīng)生1mlH2O時的熱效應(yīng)（即放出的熱量）
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/ml
在25℃和101KPa下
化學反應(yīng)為什么產(chǎn)生反應(yīng)熱？這是因為化學反應(yīng)前后體系的_____ (符號是U)發(fā)生變化。內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種___________，受____、和____物質(zhì)的_________等影響。
在科學研究和生產(chǎn)實踐中,化學反應(yīng)通常是在等壓條件下進行的。為了描述等壓條件下的反應(yīng)熱,科學上引入了一個與內(nèi)能有關(guān)的物理量——____(符號為H)
等壓條件下，反應(yīng)熱等于焓變。
kJ/ml 或 kJ?ml-1
?H＝ H生總－ H反總
3.反應(yīng)熱(焓變?H )的原因
?H＝ E生總－ E反總＜ 0
?H＝ E生總－ E反總＞ 0
體系焓(能量)減小，?H為負
體系焓(能量)增加，?H為正
在25 ℃和101 kPa下，解離氣態(tài)分子中的1 ml化學鍵成氣態(tài)原子所吸收的能量，單位：kJ/ml。
例如，在25℃和101KPa下，1mlH2與1mlCl2反應(yīng)生成2mlHCl時放出184.6kJ的熱量，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為： ?H＝-184.6kJ/ml
在25℃和101KPa下，1mlC(石墨)與1mlH2O反應(yīng)生成1mlCO和1mlH2時吸收131.5kJ的熱量，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為： ?H＝+131.5kJ/ml
在25℃和101KPa下，1mlH2中的化學鍵斷裂時需要吸收436kJ能量，1mlCl2中的化學斷裂時需要吸收243kJ能量，而2mlHCl中的化學鍵形成時要釋放431kJ/ml×2ml=862kJ的能量。
放出436 kJ/ml
吸收436 kJ/ml
?H＝ E反鍵總－ E生鍵總
＝(436kJ/ml+ 243kJ/ml)-431kJ/ml×2
分析結(jié)果與實驗測得的該反應(yīng)的反應(yīng)熱?H＝ -184.6kJ/ml很接近（一般用實驗數(shù)據(jù)表示反應(yīng)熱）?；瘜W鍵斷裂和形成的能量變化是化學反應(yīng)中能量變化的主要原因。
?H＝ E吸－ E放＝ E反鍵總－ E生鍵總
＝679kJ/ml-862kJ/ml
例1. 2.00gC2H2完全燃燒生成液態(tài)水和CO2,放出99.6KJ熱量，求該反應(yīng)的反應(yīng)熱。
＝ -99.6×13kJ/ml
＝ -1294.8kJ/ml
=（436kJ/ml×2 + 496kJ/ml） - 463kJ/ml×4= -484kJ/ml
例2.已知鍵能H-H、O=O、O-H分別為436 kJ/ml,496 kJ/ml，463kJ/ml，試說明 2H2+ O2 = 2H2O中的能量變化。
2H-H + O=O = 2H-O-H
△H =E反鍵總 - E生鍵總
例3.已知 H?H鍵、N?H鍵、N?N鍵鍵能分別是436 kJ/ml、391 kJ/ml、946 kJ/ml，則1 ml N2(g)轉(zhuǎn)化為NH3(g)時的反應(yīng)熱是多少？
＝ 946 kJ/ml + 3×436 kJ/ml ? 6×391 kJ/ml
＝ ?92 kJ/ml
?H＝E (反鍵總）－E (生鍵總）
例2、白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng)：P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為：P—P akJ/ml、P—O bkJ/ml、 P=O ckJ/ml、O=O dkJ/ml，根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的△H為 。
－(4c + 12b －6a －5d ) kJ/ml
△H 0或△H為“ ”
△H 0或△H為“ ”
小結(jié)1：放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)對比

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第一節(jié) 反應(yīng)熱

版本： 人教版 (2019)

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