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第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第1课时 反应热 焓变
Contents
认识体系和环境,反应热的概念
掌握中和反应反应热的测定
了解内能、焓、焓变
1
2
3
从微观角度认识反应热的实质
4
教学及评价目标
【情境导入】
【交流讨论】
为什么加入常温水后就可以发热了呢?
【新知梳理】
一、反应热及其测定
(1)体系
我们将试管中的盐酸、氢氧化钠溶液及发生的反应等看作一个反应体系,简称体系(又称系统)。
(2)环境
与体系相互影响等其他部分,如盛溶液等试管和溶液之外等空气等看作环境。
1.相关概念
(3)热量
指因为温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
(4)反应热
在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
体系与环境间有能量交换
因温度不同产生的能量交换
等温条件下的热交换
【新知梳理】
【新知梳理】
一、反应热及其测定
2.反应热的测定
许多反应热通过量热计直接测定
图1-3简易量热计示意图
中和反应反应热的测定
【实验演示】
3. 中和反应反应热的测定
【新知梳理】
【1】实验原理
反应前后如果环境的温度没有变化,则反应放出的热量就会使体系温度升高,这时可以根据测得的体系温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热
【2】实验步骤
【新知梳理】
(1)反应物温度的测量。
①用量简量取 50 mL 0.50 mol/L监酸,打开杯盖,例入量热计的内简中,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。
②用另一个量筒量取 50 mL0.55 moI/L NaOH溶液中,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据填入下表)。
【2】实验步骤
(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
(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。
【新知梳理】
【3】实验数据记录与处理
(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/ ℃ (t2-t1)/ ℃
1
2
3
(2)取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
【新知梳理】
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液,其密度近似地认为都是1g·cm3,反应后生成的溶
液的比热容 c=4.18 J/(g·℃)。该实验中盐酸和NaOH反应发出的热量
为 ,中和热为 。
【3】实验数据记录与处理
(3)根据温度差和比热容等计算反应热。
【交流讨论】
(1)使用同一支温度计,测定一种溶液温度后温度计必须用水冲洗干净并用滤
纸擦干;
(2)减少热量损失∶ 量热过程中操作要快(将NaOH溶液迅速倒入量热计内筒,
立即盖上杯盖);量热计杯盖上的孔不要太大,能正好使温度计和玻璃搅拌器通过即可;
(3)操作规范、读数准确。
上述实验中,为提高测定准确度应采取的措施
大量实验测得,在25℃和101kpa下强酸稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol水时,放出57.3 kJ的热量
如果所测得的数据不是为57.3 kJ/mol,分析产生误差的原因
1.量取溶液的体积有误差(测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算,若实际量取时,多于50 mL或小于50 mL都会造成误差)
2.温度计的读数有误。
3.实验过程中有液体洒在外面。
4.混合酸、碱溶液时,动作缓慢,导致实验误差。
5.隔热操作不到位,致使实验过程中热量损失而导致误差。
6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度,致使热量损失而引起误差。
【4】实验误差分析
【交流讨论】
某同学用一定浓度的 溶液与稀盐酸进行中和反应反应热的测定
实验时,测得生成 液态水时的热量小于 放出的热量 ,产生这种偏差
的原因不可能是( )
A.实验用 溶液的浓度过大
B.实验时搅拌速率小
C.分 次把 溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
D.用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液
√
【经典例题】
二、反应热与焓变
(1)内能(符号为 U):
体系内物质的各种能量的总和,受_______和________________等影响。
1.内能、焓、焓变
(2)焓(符号为 H): 与内能有关的物理量。
(3)焓变∶在______ 条件下进行的化学反应(严格地说,对反应体系做功还有限定,
中学阶段一般不考虑),其反应热等于反应的焓变,符号∶___,单位____________
(或____________)
温度
物质的聚集状态
等压
kJ/mol
【新知梳理】
【新知梳理】
即:
当 H为“-”( H<0)时,为放热反应
当 H为“+”( H>0)时,为吸热反应
(4)规定
反应体系的能量降低(即放热反应),则 H为“-”;
反应体系的能量升高(即吸热反应),则 H为“+”;
【新知梳理】
(5)反应热和焓变的关系(从生成物和反应物的总能量角度分析)
反应热
焓变
热效应
生成物总能量-反应物总能量
放热反应
ΔH<0
吸热反应
ΔH>0
恒压条件
2.从微观角度认识反应热的本质
以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)(25℃,101KPa下)的能量变化为例。
【新知梳理】
化学反应的本质是旧键的断裂(吸收能量)和新键的生成(释放能量)
【新知梳理】
如下表格
436
243
679
431
862
大量实验数据表明:化学键的断裂和形成时的能量变化是
化学反应中能量变化的主要原因
【经典例题】
根据键能数据计算 的反应热 为
( )
化学键
键能/ 414 489 565 155
A. B.
C. D.
√
【课堂小结】
【当堂巩固】
1.下列说法正确的是( )
A.干冰汽化需要吸收大量的热,这个变化是吸收能量的化学反应
B.木炭需要加热到一定温度才能燃烧,所以木炭燃烧是吸收能量的反应
C.酒精可用作燃料,酒精燃烧是放出能量的反应
D.铝热反应放出大量的热(金属熔化),说明该反应在常温下即可发生
√
【当堂巩固】
2.在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是( )
A.使用玻璃搅拌器是为了增大反应速率,减小实验误差
B.为了准确测定反应混合液的温度,实验中温度计水银球应与量热计的内
筒底部接触
C.用 溶液分别与 的盐酸、醋酸溶液反应,
所取的溶液体积相同,测得的中和反应反应热数值也相同
D.在测定中和反应反应热实验中需要使用的仪器有量筒、烧杯、酒精灯、
温度计等
√
【当堂巩固】
3.(双选)已知
,该过程的焓变
。对于下图所
示能量变化示意图的有关说法正确的
是( )
A.断开 中的化学键需要吸收 能量
B.断开 中所有化学键需要吸收 能量
C. 转化为 需要吸收 能量
D. 和 反应生成 共放热572 <
√
√
【课后作业】
1.完成课后分层巩固
2.预习第二课时
谢谢各位同学合作
谢谢各位老师指导
学习的道路上不要轻言放弃希望就在前方