化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)時反應(yīng)熱與焓變課件(魯科選修)

第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第1課時反應(yīng)熱與焓變晨背關(guān)鍵語句理解教材新知應(yīng)用創(chuàng)新演練把握熱點考向考向一考向二第一部分第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化知識點二知識點一隨堂基礎(chǔ)鞏固課時跟蹤訓(xùn)練知識點三考向三1、定義：當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的

下進行時，反應(yīng)所

或

的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)，簡稱。

2、反應(yīng)熱的表示符號：溫度釋放吸收吸熱用Q表示放熱3、單位：

或

。

4、熱化學(xué)：用

方法和

方法研究反應(yīng)熱的化學(xué)分支稱為熱化學(xué)。kJ·mol－1J·mol－1實驗理論一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱反應(yīng)熱??í?ì

Q>0，表示

Q<0，表示

。

【思考】不是(2)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化通常是以熱能的形式體現(xiàn)出來，但也不全是，也有其他的表現(xiàn)形式如等。(3)加熱條件下進行的反應(yīng)可能是反應(yīng)，也可能是反應(yīng)，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)取決于反應(yīng)物總能量與生成物總能量的，與無關(guān)。(1)物理變化中的能量變化反應(yīng)熱。如NH4NO3溶于水吸熱、濃H2SO4的稀釋放熱等。

電能、光能吸熱放熱相對大小反應(yīng)條件5．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因

(1)微觀角度

①化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)

③結(jié)論

(2)宏觀角度

①圖示

1．判斷正誤(正確的打“√”號，錯誤的打“×”號)。

(1)化學(xué)反應(yīng)舊化學(xué)鍵斷裂時吸收能量，新化學(xué)鍵

形成時釋放能量。 (

)(2)當(dāng)反應(yīng)放熱時，Q>0。 (

)(3)NaOH固體溶于水時放出的熱量也屬于反應(yīng)熱。(

)(4)若形成新化學(xué)鍵釋放的能量小于斷裂舊化學(xué)鍵所需要

吸收的能量，則反應(yīng)放熱。 (

)

√××√1）．主要儀器

，它是由內(nèi)、外兩個筒組成的，內(nèi)筒是

，外筒起

作用(如圖)。

2）．操作將兩種反應(yīng)物的溶液加入內(nèi)筒并使之

混合，測量反應(yīng)前后溶液溫度的變化值，即可計算反應(yīng)熱。量熱計反應(yīng)容器保溫迅速6、反應(yīng)熱的測定3）．計算反應(yīng)熱的計算公式為Q＝

或式中C代表體系的

，T1、T2分別表示反應(yīng)前和反應(yīng)后體系的

，C′代表體系的。m代表體系的。

4．強酸、強堿的中和反應(yīng)的離子方程式

。當(dāng)參加反應(yīng)的n(H＋)或n(OH－)相同時，中和反應(yīng)的反應(yīng)熱是

的。－C(T2－T1)熱容溫度H＋＋OH－===H2O相同－c′m(T2－T1)比熱容簡稱比熱質(zhì)量測定鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱(即中和反應(yīng)的反應(yīng)熱）:（1）用量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入簡易量熱計中，測量并記錄鹽酸的溫度（t1）（2）用另一量筒量取50mL0.50mol/L氫氧化鈉溶液，測量并記錄氫氧化鈉溶液的溫度（t2）.（3）將量筒中的氫氧化鈉溶液迅速倒入盛有鹽酸的簡易量熱計中，立即蓋上蓋板，用環(huán)形玻璃攪拌棒不斷攪拌，觀察溫度計的溫度變化，準確讀出并記錄反應(yīng)體系的最高溫度（t3

）。（4）假設(shè)溶液的比熱與水的比熱相等，溶液的密度與水的密度相等，忽略量熱計的比熱，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值，計算中和反應(yīng)的反應(yīng)熱并寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式?；顒优c探究P3所需儀器與試劑:大燒杯（500mL）、小燒杯（100mL）溫度計、量筒（50mL）兩個、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）、環(huán)形玻璃攪拌棒。0.50mol/L鹽酸、0.50mol/L

NaOH溶液大燒杯（500mL）、小燒杯（100mL）、溫度計、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）、環(huán)形玻璃攪拌棒。觀察簡易量熱計的構(gòu)造思考:1、量熱計直接測得的數(shù)據(jù)是什么？是體系溫度的變化2、根據(jù)體系溫度變化可以求得什么物理量？可以求得反應(yīng)吸收或放出的熱量Q=mcΔtQ=mcΔt①Q(mào):中和反應(yīng)放出的熱量。m：反應(yīng)混合液的質(zhì)量。c：反應(yīng)混合液的比熱容。Δt：反應(yīng)前后溶液溫度的差值。［問］酸、堿反應(yīng)時，我們用的是它的稀溶液，它們的質(zhì)量應(yīng)怎樣得到？量出它們的體積，再乘以它們的密度即可。Q=（V酸ρ酸＋V堿ρ堿）·c·（t2－t1）

②Q=（V酸ρ酸＋V堿ρ堿）·c·（t2－t1）

②

本實驗中，我們所用一元酸、一元堿的體積均為50mL,它們的濃度均為0.50mol/L。由于是稀溶液，且為了計算簡便，我們近似地認為，所用酸、堿溶液的密度均為1g/cm3，且中和后所得溶液的比熱容為4.18J/（g·℃)已知

V酸=V堿=50mL。

c酸=c堿=0.50mol/L。

ρ酸=ρ堿=1g/cm3c=4.18J/（g·℃）請把以上數(shù)據(jù)代入式②,得出Q的表示式。其中熱量的單位用kJ。得出結(jié)果。

Q

=0.418（t2－t1）kJ③思考：③式表示的是不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱？為什么？③式不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱，因為反應(yīng)熱是有正負的，中和反應(yīng)放熱，故其ΔH為“－”。［問題］該反應(yīng)的中和熱應(yīng)怎樣表示呢？ΔH=

－

0.418（t2－t1）0.025kJ/mol中和熱是稀的酸、堿中和生成1mol水的反應(yīng)熱，而50mL0.50mol/L的鹽酸與50mL0.55mol/L氫氧化鈉反應(yīng)后生成的水只有0.025mol，故③式表示的也不是中和熱。

中和熱:在稀溶液中,發(fā)生中和反應(yīng)而生成

水,這時的反應(yīng)熱叫做中和熱.思考：③式表示的是中和熱嗎？為什么？強酸跟強堿1mol實驗步驟：1.在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如下圖所示。中和熱的測定大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？答案：兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達到保溫隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會使實驗結(jié)果更準確。2.用一個量筒最取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。

溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？

因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實驗結(jié)果誤差。3.用另一個量筒量取50mL0.50mol/LNaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，記入下表。思考：酸、堿混合時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次快速倒入小燒杯而不能緩緩倒入？.

因為本實驗的關(guān)鍵是測反應(yīng)的反應(yīng)熱，若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。4.把溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。實驗中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為1∶1,但在實際操作過程中往往會取0.55mol/L的NaOH，你知道為什么嗎？HCl過量行嗎？

為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使堿稍稍過量。若使鹽酸過量，亦可。5.重復(fù)實驗兩次，取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)。次數(shù)123起始溫度t/oc終止溫度溫度差t/oct/oc鹽酸氫氧化鈉平均值24.525.022.022.425.025.424.7522.225.226.525.528.61.753.33.4但強酸、強堿反應(yīng):H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=—57.3kJ/moLΔH=

－

0.418（t2－t1）0.025kJ/mol［議一議］為何所測得的數(shù)據(jù)不是57.3kJ/mol，分析產(chǎn)生誤差的原因？=—56.0kJ/moL可能的原因有：1.量取溶液的體積有誤差（測量結(jié)果是按50mL的酸、堿進行計算，若實際量取時，多于50mL或小于50mL都會造成誤差）2.溫度計的讀數(shù)有誤。3.實驗過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時，動作緩慢，導(dǎo)致實驗誤差。5.隔熱操作不到位，致使實驗過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。6.測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。誤差分析:討論下列問題2.本實驗中若把50mL0.50mol/L的鹽酸改為50mL0.50mol/L醋酸，所測結(jié)果是否會有所變化？為什么？答案：2.會有所變化。因為醋酸為弱電解質(zhì)，其電離時要吸熱，故將使測得結(jié)果偏小。1.若改用100mL0.50mol/L的鹽酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所測中和熱的數(shù)值是否約為本實驗結(jié)果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？答案：1.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān)，故所測結(jié)果應(yīng)基本和本次實驗結(jié)果相同（若所有操作都準確無誤，且無熱量損失，則二者結(jié)果相同）。［練習(xí)］50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/L的NaOH溶液在圖示的裝置中進行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱?；卮鹣铝袉栴}：（1）從實驗裝置上看，圖中缺少的一種玻璃用品是

。（2）燒杯間填滿碎紙條的作用是

（3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值

（填“偏大”“偏小”“無影響”）。環(huán)形玻璃攪拌棒減少實驗過程中的熱量損失。偏小

（4）實驗中改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進行反應(yīng)，與上述實驗相比，所放出的熱量

（填“相等”“不相等”），所求中和熱

（填“相等”“不相等”），簡述理由：

不等相等

因為中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O所放出的能量，與酸堿的用量無關(guān)（5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會

；用50mL0.50mol/LNaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會

。（均填“偏大”“偏小”“無影響”）偏小偏小

(1)酸堿溶液應(yīng)當(dāng)用，且配好后要充分

(2)要使用同一支溫度計分別先后測量酸、堿及混合液的溫度；測量時溫度計的水銀球部要且穩(wěn)定一段時間后再記下讀數(shù)；溫度計測定一種溶液后要用備用。稀溶液冷卻至室溫才能使用。完全浸入溶液中水沖洗干凈并用濾紙擦干(3)操作時動作要快，盡量的散失。

(4)實驗時亦可選用酸堿溶液進行中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的測定，但在計算時，應(yīng)取二者中完全反應(yīng)的一個，因為過量的反應(yīng)。

(5)重復(fù)實驗三次，取其，以減小誤差。減少熱量平均值濃度、體積都不同的酸堿并不參與中和2．下列有關(guān)敘述正確的是

(

)A．如上圖所示，測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時，大小

兩燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是固定小燒杯B．若用50mL0.55mol·L－1的氫氧化鈉溶液，分別與

50mL0.50mol·L－1的鹽酸和50mL0.50mol·L－1的硝酸充分反應(yīng)，兩反應(yīng)測定的反應(yīng)熱不相等C．實驗時需要記錄初始溫度T1和最高溫度T2D．做一次實驗根據(jù)公式即可得出中和反應(yīng)的反應(yīng)熱C1．焓

(1)概念：用來描述物質(zhì)所具有的

的物理量，用符號

表示。

(2)意義：相同量的不同物質(zhì)所具有的能量

，其焓，用它的來描述化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。

2．焓變

(1)定義：

總焓與

總焓之差。

(2)表達式：ΔH＝

，單位：

。能量H不同不同反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)物H(反應(yīng)產(chǎn)物)－H(反應(yīng)物)kJ·mol－1二、化學(xué)反應(yīng)的焓變變化(3)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系：

條件下，反應(yīng)中的能量變化

（除體積功外，沒有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能），焓變與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱相等，數(shù)學(xué)表達式為

。

3．ΔH與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系等壓全部轉(zhuǎn)化為熱能ΔH＝Qp(1)焓是，具有能量的單位，但沒有確切的物理意義，體系的焓的絕對值目前還無法知道。

(2)同一物質(zhì)的不同，所具有的能量也不同，“焓”也不同，一般來說。

(3)反應(yīng)熱等于反應(yīng)焓變的條件是：；反應(yīng)的能量變化只轉(zhuǎn)化為而沒有轉(zhuǎn)化為等其他形式的能，但可以有體積改變。狀態(tài)函數(shù)聚集狀態(tài)氣態(tài)>液態(tài)>固態(tài)等壓反應(yīng)熱能電能、光能3．已知某反應(yīng)的焓變小于零，下列說法正確的是(

)A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

B．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

C．反應(yīng)產(chǎn)物的焓大于反應(yīng)物的焓

D．反應(yīng)物的總能量小于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量解析：ΔH＝H(反應(yīng)產(chǎn)物)－H(反應(yīng)物)，ΔH<0時，

為放熱反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物的總焓小于反應(yīng)物的總焓，

反應(yīng)物的總能量大于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量。A[例1]

CO(g)與H2O(g)反應(yīng)的能量變化如圖所示，有關(guān)兩者反應(yīng)的說法正確的是(

)A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．CO(g)和H2O(g)具有的總能量大于CO2(g)和H2(g)具有的總能量C．該反應(yīng)不需要加熱就能進行D．1molCO2(g)和1molH2(g)反應(yīng)生成1molCO(g)和1molH2O(g)要放出41kJ熱量B(1)反應(yīng)物總能量大于反應(yīng)產(chǎn)物總能量的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其逆過程為吸熱反應(yīng)，與反應(yīng)條件無必然的聯(lián)系。

(2)化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的生成，斷鍵吸收能量，成鍵釋放能量，反應(yīng)是吸熱還是放熱取決于二者的相對大?。篞＝斷鍵吸收的能量－成鍵釋放的能量。(3)常見的放熱反應(yīng)：①燃燒反應(yīng)；②中和反應(yīng)；③物質(zhì)的緩慢氧化反應(yīng)；④原電池反應(yīng)；⑤活潑金屬與水或酸的反應(yīng)；⑥大多數(shù)化合反應(yīng)；⑦大多數(shù)置換反應(yīng)。

(4)常見的吸熱反應(yīng)：①銨鹽與堿反應(yīng)，如Ca(OH)2與NH4Cl晶體的反應(yīng)；②CO2＋C=====高溫2CO；③大多數(shù)分解反應(yīng)；④C和水蒸氣的反應(yīng)。

1．下列關(guān)于反應(yīng)熱的說法正確的是 (

)①通常情況下，化學(xué)反應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化主要是

化學(xué)能和熱能之間的轉(zhuǎn)化②同一化學(xué)反應(yīng)在不同溫度下進行，反應(yīng)熱的

數(shù)值不同③反應(yīng)熱通常用Q表示，反應(yīng)放熱時，Q為負值，

反應(yīng)吸熱時，Q為正值

A．只有③

B．只有①②

C．只有①③ D．全部正確D

[例2]化學(xué)上規(guī)定：中和熱是在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1molH2O時放出的熱量。現(xiàn)用50mL0.50mol·L－1的鹽酸與50mL0.55mol·L－1的NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱?；卮鹣铝袉栴}：(1)從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是______________________。

(2)燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用

。

(3)大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值會______(填“偏大”、“偏小”，或“無影響”)。環(huán)形玻璃攪拌棒減少實驗過程中的熱量損失偏小(4)實驗中改用60mL0.50mol·L－1鹽酸跟50mL0.55mol·L－1

NaOH溶液進行反應(yīng)，與上述實驗相比，所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和熱________(填“相等”或“不相等”)，簡述理由______________________________________________。

(5)用50mL0.50mol·L－1

NaOH溶液進行上述實驗，測得中和熱的數(shù)值會________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。不相等相等因為中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O所放出的熱量，與酸堿的用量無關(guān)無影響在中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定的實驗中有兩個關(guān)鍵，一是“隔熱關(guān)”，盡可能減少實驗過程中熱量的損失，二是“準確關(guān)”，配制的鹽酸和NaOH溶液的濃度要準確，量取溶液的體積要準確，反應(yīng)前的溫度和反應(yīng)后的最高溫度的讀數(shù)要準確。提示：(1)不可以。實驗用環(huán)形玻璃攪拌棒是為了防止熱量的傳遞，盡量減少熱量散失，銅是熱的良導(dǎo)體，若用銅絲作攪拌棒，會有熱量散失，增大實驗誤差。(1)在實驗過程中，某同學(xué)

沒有,找到缺少的那一件物品，就用

細銅絲自己做了一個，你認為可以嗎？闡明你的觀點。

(2)若實驗所用NaOH

溶液因吸收少量,

CO2而變質(zhì)，

則該NaOH是否影響,中和熱

的測定？(2)影響。因為加入的鹽酸會