第1章

化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第一節(jié)第1課時

反應(yīng)熱焓變化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用制備物質(zhì)提供能量物質(zhì)變化

能量變化

【思考】生活中有哪些常見的能量轉(zhuǎn)化方式？化學(xué)能→熱能、光能、電能等創(chuàng)設(shè)情境乙炔與氧氣反應(yīng)放出的熱量用于切割金屬

通過實驗6-1、6-2，感受反應(yīng)中的能量變化【實驗6-1】鎂條與鹽酸的反應(yīng)實驗現(xiàn)象結(jié)論鎂條逐漸溶解、有大量氣泡產(chǎn)生、溫度升高反應(yīng)放熱【實驗6-2】Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)實驗現(xiàn)象結(jié)論有刺激性氣味，混合物呈糊狀、燒杯和木片凍在一起，手觸摸燒杯壁變涼反應(yīng)吸熱Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2OMg＋2HCl===MgCl2＋H2↑放熱反應(yīng)：放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)能量角度特別提醒：

吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)，物質(zhì)的三態(tài)變化有能量變化但為物理變化NaOH固體溶于水、濃H2SO4溶于水，屬于放熱過程，不屬于放熱反應(yīng)；NH4NO3等銨鹽固體溶于水，升華、蒸發(fā)屬于吸熱過程，不屬于吸熱反應(yīng)。伴隨熱量變化的都是吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)？1.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)2.常見的吸、放熱反應(yīng)的類型①大多數(shù)分解反應(yīng)(H2O2分解除外)②銨鹽與堿的反應(yīng)③C、H2、CO還原金屬氧化物④NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)⑤需要持續(xù)高溫的反應(yīng)①所有燃燒反應(yīng)②所有酸堿中和反應(yīng)③大多數(shù)化合反應(yīng)，除了

④活潑金屬與水或酸反應(yīng)⑤物質(zhì)的緩慢氧化⑥鋁熱反應(yīng)注意：吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)與反應(yīng)是否需要加熱等條件沒有直接聯(lián)系，有些放熱反應(yīng)需要加熱的條件，有些吸熱反應(yīng)在常溫下就可發(fā)生?！揪毩?xí)】判斷下列反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？1.鎂條的燃燒。2.高溫下木炭與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳。3.氧化鈣與水的反應(yīng)。4.高溫煅燒石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)。5.NaOH、Na2CO3固體溶于水6.Ba(OH)2和NH4Cl的反應(yīng)7.NaHCO3、NH4NO3固體溶于水8.鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)9.鹽酸與NaHCO3溶液反應(yīng)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)放熱過程放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)【總結(jié)歸納】判斷某反應(yīng)為放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)與反應(yīng)條件（加熱、光照等）無關(guān)。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)均為化學(xué)變化。吸熱過程吸熱反應(yīng)實際應(yīng)用中，如何定量地描述化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的能量？一反應(yīng)熱及其測定1、體系與環(huán)境——以鹽酸與NaOH反應(yīng)為例環(huán)境：與體系相互影響的其它部分(如試管、溶液之外的空氣等)體系環(huán)境熱量體系(系統(tǒng))：試管中的溶液及發(fā)生的反應(yīng)等。

(如圖中的鹽酸、NaOH溶液、以及發(fā)生的中和反應(yīng)：HCl+NaOHNaCl+H2O)熱量：是指因溫度不同而在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的能量?！局R拓展】敞開系統(tǒng)封閉體系孤立體系物質(zhì)交換能量交換√√√×××一反應(yīng)熱及其測定2、反應(yīng)熱概念：在等溫條件下，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。等溫：指化學(xué)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。一反應(yīng)熱及其測定3、反應(yīng)熱的測定1881年，法國化學(xué)家貝特羅（PieltteEngeneMarceiinBerthelot），在法蘭西學(xué)院的實驗室里，利用自己發(fā)明彈式量熱計測出了不同反應(yīng)的反應(yīng)熱。1827年-1907年法國化學(xué)家貝特羅一反應(yīng)熱及其測定3、反應(yīng)熱的測定測量儀器：量熱計測量原理：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)的比熱容等來計算反應(yīng)熱。保溫杯式量熱計Q=cm△t計算公式：一反應(yīng)熱及其測定【實驗探究】中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定材料名稱導(dǎo)熱系數(shù)（W/mK）玻璃0.12鐵80銀429銅401泡沫塑料0.045紙板0.06～0.14木屑0.05思考：為了提高測定的準(zhǔn)確度，可以采取哪些措施，使用哪些材料來制作量熱計？1、實驗裝置一反應(yīng)熱及其測定【實驗探究】中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定1)使用絕熱裝置，減少熱量向環(huán)境傳遞。2)溫度計浸沒液面測量反應(yīng)前后體系溫度的變化。3)使用玻璃攪拌器，保證反應(yīng)物混合均勻,充分反應(yīng)。1、實驗裝置一反應(yīng)熱及其測定【實驗探究】中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定2、實驗試劑【思考】實驗中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1而是NaOH稍過量？為了保證鹽酸完全被中和，需要采用稍過量的NaOH溶液。0.5mol/L的稀鹽酸0.55mol/L的NaOH溶液H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)50mL50mL一反應(yīng)熱及其測定【實驗探究】中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定3、數(shù)據(jù)收集重復(fù)三次實驗，減少實驗誤差。若實驗數(shù)據(jù)有明顯偏差，應(yīng)直接舍去酸堿混合充分反應(yīng)后體系最高溫度t2反應(yīng)前酸、堿的溫度，取平均值t1，測定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干酸堿混合時動作要快，一次全部倒入，不能分多次，盡量減少熱量的散失取平均值用于計算取反應(yīng)物t初的平均值一反應(yīng)熱及其測定【實驗探究】中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定4、數(shù)據(jù)處理熱量的計算公式：Q=cmΔtm：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=100gc：反應(yīng)混合液的比熱容c=4.18×10-3kJ/(g·℃)。Δt：三次測量所得溫度差（t2-t1）的平均值H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)0.025mol0.025mol0.418×Δt1molQ(kJ)

大量實驗測得，在25℃和101kPa下，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時，放出57.3kJ的熱量。

弱酸和弱堿的電離會吸熱，在發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時，放出的熱量小于57.3kJ。一反應(yīng)熱及其測定【實驗探究】中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定5、誤差分析思考1：為了準(zhǔn)確測出升高的溫度，實驗過程中已采取了哪些措施？1.使用碎泡沫塑料、蓋板等做隔熱材料，減少熱量損失;2.使用玻璃攪拌棒勻速攪拌，保證反應(yīng)完全;3.混合兩種反應(yīng)物時動作迅速、操作規(guī)范；4.重復(fù)三次實驗，減少誤差。思考2：如何進(jìn)一步改進(jìn)本實驗？一反應(yīng)熱及其測定【實驗探究】中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定6、實驗改進(jìn)電動攪拌器電子溫度計現(xiàn)代量熱計【練習(xí)】1．下列有關(guān)中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定實驗的說法正確的是(

)A．酸、堿溶液混合后，應(yīng)立即測量最高溫度B．向內(nèi)筒中加入稀堿時，應(yīng)當(dāng)緩慢而勻速地加入C．測量鹽酸后的溫度計迅速再測量NaOH溶液的溫度D．任何酸、堿之間發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O(l)時，放出的熱量都是57.3kJ√正誤判斷(1)濃硫酸與NaOH溶液反應(yīng)生成1molH2O(l)，放出的熱量為57.3kJ(

)(2)稀鹽酸與氨水反應(yīng)生成1molH2O(l)，放出的熱量為57.3kJ(

)(3)同一中和反應(yīng)的反應(yīng)熱與酸堿的用量有關(guān)(

)(4)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗中的玻璃攪拌器換成銅質(zhì)攪拌器效果更好(

)(5)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗中，應(yīng)將50mL0.55mol·L－1NaOH溶液分多次倒入小燒杯(

)(6)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗中，測定鹽酸后的溫度計沒有沖洗干凈，立即測NaOH溶液的溫度()×√××××1.弱酸、弱堿電離時吸收熱量而使測量熱量數(shù)值偏低2.濃酸、濃堿溶液稀釋時放熱，測量熱量數(shù)據(jù)偏大二反應(yīng)熱與焓變因為化學(xué)反應(yīng)前后體系的內(nèi)能（符號為U）發(fā)生了變化。內(nèi)能（符號為U）：體系內(nèi)物質(zhì)各種能量的總和，受溫度、壓強(qiáng)和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定。內(nèi)能的絕對值無法測量，只能測出前后變化的差值問題：內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、壓強(qiáng)和物質(zhì)聚集狀態(tài)的影響。不同物質(zhì)在同一條件下內(nèi)能不同；同一物質(zhì)在不同狀態(tài)的內(nèi)能也不同。據(jù)此回答，為什么化學(xué)反應(yīng)一定會伴隨能量的變化？二反應(yīng)熱與焓變2、焓用來描述物質(zhì)所具有的能量的物理量。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)所具有的能量不同，其焓也不同，一般用焓的變化來描述化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱

。④說明：在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中，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)上引入了一個與內(nèi)能有關(guān)的物理量——焓。二反應(yīng)熱與焓變2、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。提示：焓是物質(zhì)固有的性質(zhì)，焓的絕對數(shù)值無法確定，只能判斷相對大?。坏首兛梢灾苯訙y量。二反應(yīng)熱與焓變3、焓變生成物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差。①定義：②符號：③單位：④數(shù)學(xué)表達(dá)式：ΔH＝

表示1mol反應(yīng)的焓變！H(生成物)-H(反應(yīng)物)1、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)的焓變，用符號△H表示。2、焓變不為0；焓變只與反應(yīng)物和生成物的能量有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)。△HkJ·mol－1或kJ/mol二反應(yīng)熱與焓變從宏觀角度分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化反應(yīng)物反應(yīng)過程焓(H)Δ

H＜0生成物反應(yīng)物反應(yīng)過程焓(H)Δ

H＞0生成物△H為“-”，即△H<0，反應(yīng)體系對環(huán)境放熱，焓減小△H為“+”，即△H>0，反應(yīng)體系從環(huán)境吸熱，焓增加ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)★書本p7實例分析吸收679kJ能量E1

從微觀角度分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化HHHH436kJ·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ClClClClClCl(2)H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反應(yīng)熱ΔH＝

。

2H

(g)＋2Cl(g)能量H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)釋放862kJ能量E2

H=(679-862）kJ/mol?183kJ/mol(1)E1的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響？

。無影響二反應(yīng)熱與焓變

放熱反應(yīng)：斷鍵吸收的總能量<成鍵放出的總能量

能量反應(yīng)進(jìn)程斷鍵吸收能量成鍵放出能量放出能量放熱反應(yīng)反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)進(jìn)程成鍵放出能量吸收能量斷鍵吸收能量吸熱反應(yīng)

吸熱反應(yīng)：斷鍵吸收的總能量>成鍵放出的總能量

從微觀角度分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化二反應(yīng)熱與焓變

ΔH>0ΔH<0

反應(yīng)物生成物二反應(yīng)熱與焓變ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)物舊化學(xué)鍵斷裂生成物新化學(xué)鍵形成物質(zhì)變化能量變化吸收能量釋放能量宏觀角度微觀角度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)練一練例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。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√練一練例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

。+724kJ·mol-1(2×941-6×193)kJ·mol-1中和熱的概念及辨析1.中和熱的概念在稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)水和可溶性鹽時所釋放的熱量。稀溶液，表示符號為aq反應(yīng)物

：強(qiáng)酸和強(qiáng)堿標(biāo)準(zhǔn)：生成1molH2O(l)產(chǎn)物必須為可溶性鹽注意：①中和熱不包括物質(zhì)溶解或電離所伴隨的熱效應(yīng)。②中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+和OH-生成液態(tài)水，若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)。H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)