1、第第 1 章章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 第第 1 节节 化学反应的热效应化学反应的热效应 第 1 课时 化学反应的反应热 化学反应的焓变 目标导航 预习导引 1.了解化学反应能量变化的实质,知道化学能与热能的转化是 化学反应中能量转化的主要形式,能举例说明化学反应的热效 应在生产生活中的广泛应用。 2.了解反应热和焓变的含义,明确焓变与键能的关系。 3.通过测定中和反应的反应热的实验,理解测定反应热的基本 原理,初步学会测定反应热的实验方法。 4.了解反应热效应的定量描述与反应条件的关系,能从能量角 度理解物质的稳定性和化学学科的重要性 1.了解化学反应能量变化与物质本身所具有的
2、能量及键能的 关系。 2.能够用“焓变”及其符号(H)来表示反应热。 3.理解中和反应的反应热实验测定的基本原理和实验方法 目标导航 预习导引 一 二 一、化学反应的热效应 1.当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量 称为在此温度下的热效应,简称为反应热,其符号为Q。当反应吸热 时,反应热为正值;当反应放热时,反应热为负值。用实验方法和理 论方法研究反应热的化学分支称为热化学。 2.反应热的测定 (1)测定反应热的仪器称为量热计,它由内、外两个筒组成,内筒 是反应容器,外筒起保温作用。测定时,将反应物加入内筒并使之 迅速混合,测量反应前后溶液温度的变化值。 (2)计算:用C表示
3、体系的热容,其单位是J K-1;用T1和T2分别表示反 应前后体系的温度,则反应热的计算公式为Q=-C(T2-T1)。 3.强酸、强碱发生中和反应的离子方程式可表示为 H+OH- H2O。 目标导航 一 二 预习导引 二、化学反应的焓变 1.焓 描述物质所具有的能量的物理量,符号是H。 2.反应焓变(H) (1)定义:反应产物的总焓与反应物的总焓之差。 (2)表达式:H= H(反应产物)-H(反应物)。 (3)与反应热的关系:热化学研究表明,对于在等压条件下进行的 化学反应,如果反应中物质的能量全部转化为热能(同时可能伴随 着反应体系体积的改变),则该反应的反应热就等于反应前后物质 的焓的改变
4、,即Qp=H。 目标导航 一 二 预习导引 如果H0,即反应产物的焓大于反应物的焓,说明反应是吸收能 量的,为吸热反应; 如果HH2 D.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H0 答案：A 问题导学 即时检测 一 二 三 物质发生化学反应一定伴随着能量变化,但伴有能量变化的物 质变化不一定都是化学变化。如液态水变成冰伴有能量变化,但是 物理变化。 化学反应的能量变化主要表现为热量变化,但并不完全是热量 变化,还有光能、电能等的变化,或者是热能、电能或光能等转化 为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。 反应条件与该反应的能量变化之间没有必然联系。放热反应 有时也需要加热才
5、能进行,如H2和O2的反应;有些吸热反应不需加 热也能进行,如Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl之间的反应。 问题导学 即时检测 一 二 三 二、反应热的测定 活动与探究 50 mL 0.50 mol L-1盐酸与50 mL 0.55 mol L-1 NaOH溶液在如图 所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可 计算中和反应的反应热。回答下列问题: 问题导学 即时检测 一 二 三 (1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是 。 (2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。 (3)若大烧杯上不盖硬纸板,求得的反应热 (填“偏大”“偏 小”或“无影响”)。 (4)实验中改用60 mL
6、 0.50 mol L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填 “相等”或“不相等”)。 (5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得 的反应热会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”,下同);用50 mL 0.50 mol L-1 NaOH溶液进行上述实验,测得放出的热量可能 会 。 问题导学 即时检测 一 二 三 解析：(5)NH3 H2O是弱碱,在反应过程中会发生电离,电离是吸 热过程;用50 mL 0.50 mol L-1 NaOH溶液进行上述实验,可能使酸没 有完全反应。 答案：(1)搅拌器 (2)保温隔热
7、,减少实验中的热量损失 (3)偏大 (4)不相等 (5)偏大 偏小 问题导学 即时检测 一 二 三 思考与交流 在测定中和反应的反应热的实验操作中可能的误差来源有哪些? 答案：量取溶液的体积有误差(测量结果是按100 mL的酸、碱 进行计算,若实际量取时,多于100 mL或小于 100 mL都会造成误差)。 温度计的读数有误。 实验过程中有液体洒在外面。混合 酸、碱溶液时,动作缓慢,导致实验误差。 隔热操作不到位,致使 实验过程中热量损失而导致误差。 测酸温度后的温度计未用 水清洗便立即去测碱的温度, 致使热量损失而引起误差。 问题导学 即时检测 一 二 三 三、焓变 活动与探究 1.焓变与键
8、能的关系 吸收能量 E1 反应物生成物 放出能量 E2 E1E2反应 能量 H 0 E1 放出 ”“ 温馨提示：(1)反应热等于旧化学键断裂吸收的能量与新化学键 生成放出的能量差。 (2)物质由气态转化成液态要放出热量。 (3)比较H的大小,要将“+”“-”号包括在内。 问题导学 即时检测 一 二 三 从能量储存和化学键变化的角度认识化学反应中的能量变化: 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量, 决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。反应物与 生成物的能量差若以热能形式表现,即为放热或吸热;如果反应物 所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,反应为放热反应;如 果反应
9、物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量,反应为吸热 反应。 放热反应 吸热反应 问题导学 即时检测 一 二 三 能量守恒是任何变化过程所必须遵守的。化学反应中的能量守 恒可用以下式子表示:H=H(生成物)-H(反应物)。若焓变H0,为 吸热反应;若焓变H0 D.H的大小与反应所处条件无关 解析：化学反应一定有能量变化,故A不正确;生成物的键能大于反 应物键能时,反应放热,故B不正确;H=H(生成物)-H(反应物),H(生 成物)H(反应物)则H0,反应吸热,C正确;H的大小与反应物的 量相关,也与反应所处的温度等有关。 答案：C 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 2.氢气在氧气中燃烧产
10、生蓝色火焰,在反应中,破坏1 mol HH键消 耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol O O键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol HO键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是( ) (导学号52160004) A.2Q1+Q24Q3 B.2Q1+Q2I2 b.I2Br2Cl2 预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中放热 。 键 H-H Br-Br I-I Cl-Cl H-Cl H-I H-Br 键能 436 193 151 247 431 299 356 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 解析：本题涉及键能与吸、放热的关系,考查了键能与反应热的定 量关系。(1)1 m
11、ol H2在2 mol Cl2中燃烧,参加反应的H2和Cl2都是1 mol,生成2 mol HCl,则放出热量:431 kJ mol-12 mol-436 kJ mol- 11 mol-247 kJ mol-11 mol=179 kJ。(2)反应H2+X2 2HX中, 若1 mol H2和1 mol X2反应生成2 mol HX,就有1 mol HH键和1 mol XX键断裂,2 mol HX键生成,放出的热量Q(HX)=2 molE(HX)-1 molE(HH)-1 molE(XX),将表中数据代入 可算得:Q(HCl)Q(HBr)Q(HI),故H2在Cl2中燃烧放热最多,在I2中 放热最少,选a;由此预测1 mol H2在足量F2中燃烧放热比在Cl2中放 热多。 答案：(1)179 (2)a 多
