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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
核心素养发展目标
1.知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度压强物质的聚集状态的影响。
2.了解中和反应反应热测定的原理，实验仪器药品，实验过程与操作。
3.认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。
第1课时 反应热 焓变
液氢-液氧
煤油-液氧
长征五号推进剂
箭长56.97米
芯级直径5米
助推器直径3.35米
总质量870吨
物质
变化
基础
化学反应的特征
热能
电能
光能
……
吸收
释放
能量变化
热量
被研究的物质系统称为体系，
一.体系与环境
反应热及其测定
体系
环境
与体系相互影响的其他部分
称为环境。
是指因温度不同而在体系与环境之间交换和传递的能量。
二.反应热
1.热量：
是指因温度不同而在体系与环境之间交换和传递的能量。
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。
2.反应热
3.反应热的测定方法
中和热的定义
酸与碱
弱电解质的电离
稀溶液
稀溶液
中和热
强与强
只生成1molH2O
HCl NaOH
HNO3 KOH
HCl Ba(OH)2
H2SO4 Ba(OH)2
CH3COOH KOH
HCl NH3·H2O
57.3kJ·mol-1
三.中和反应反应热的测定
中和热，在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时所释放的热量。
测量热效应的仪器
微量热计
温度计
内筒
隔热层
玻璃搅拌器
杯盖
外壳
中和反应反应热的测定
图1-3简易量热计示意图
测量反应前后体系的温度
使反应物迅速混合，使反应充分进行，
保持体系的温度均匀
反应容器
防止热量损失
起保温作用
形成密闭体系--环境
1.实验装置分析：
中和反应反应热的测定
1.测量那些数据？
2.如何利用数据计算反应热？
3.如何提高实验的准确度？
2.测定原理：
通过量热计测得体系在反应前后的温度变化，再利用有关物质的比热容计算反应热。
以50 mL 0.5 mol·L－1 盐酸与50 mL
0.55 mol·L－1 NaOH溶液反应为例)
t1—起始温度，
t2—终止温度。
ΔH ＝－ kJ·mol－1
n(H2O)
(m1+m2)×4.18×(t2-t1)×10-3
3.测定步骤：
绝热装置的准备
量取反应物测
反应前温度
混合反应物测
反应后温度
重复实验3次
减少热量损失
用一个量筒量取50 mL 0.5mol/L盐酸，用另一个量筒量取50 mL 0.55mol/L NaOH溶液倒入小烧杯中，并用温度计分别测量盐酸的温度T1，NaOH溶液T2。然后取平均值，记为初始温度t1
把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液。待温度不再上升时，读取混合溶液的最高温度t2，记为终止温度。
减少实验误差
中和反应反应热的测定
4.数据处理
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
5.中和热测定的注意事项：
中和反应反应热的测定
①实验中要用强酸、强碱稀溶液
②操作动作要快，尽量减少热量的损失，使用绝热装置，避免热量散发到反应体系外。
③测量盐酸的温度后，要将温度计上的盐酸冲洗干净，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果
④读取中和反应的温度(t2)是反应混合液的最高温度。
⑤测定中和热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低。
⑥中和热的数值是57.3kJ·mol-1，测定时与强酸、强碱用量无关。
5.中和热测定的误差分析：
＝－ kJ·mol－1
0.025
0.418(t2-t1)
中和反应反应热的测定
ΔH ＝－ kJ·mol－1
n(H2O)
(m1+m2)×4.18×(t2-t1)×10-3
①量取溶液体积不准确
②温度计读数有误。
③实验过程中有液体溅出。
④酸碱混合时动作缓慢。
⑤隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失。
⑥测过盐酸后的温度计未用水清洗立即去测碱溶液的温度。
测量有误差，中和热值不变
2.焓（H ）：是一个与内能有关的物理量。内能受温
度、压强和物质的聚集状态等影响。
3.焓变（ H ）： H＝ H生成物－ H反应物
单位： kJ/mol 或 kJ mol-1
等压条件下，反应热等于焓变。
反应热 焓与焓变
1.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。
反应热与焓变
4.焓变与放热反应吸热反应的关系
① H ＝ ∑H生成物－ ∑H反应物
H ＞0 吸热反应
H ＜0 放热反应
② H ＝ ∑E反应物－ ∑E生成物
H ＞0 吸热反应
H ＜0 放热反应
微观：
宏观：
反应物的总能量高
生成物的总能量低
生成物的总能量高
反应物的总能量低
能量
﹢
﹢
能量
放热反应 H ＜0
吸热反应 H ＞0
反应物的总能量
生成物的总能量
反应过程
焓（H ）
反应过程
生成物的总能量
反应物的总能量
焓（H ）
化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程
∑H (反应物）＞ ∑H(生成物）
∑H (反应物）＜ ∑H(生成物）
宏观：
H ＝ E1 - E2﹥0
反应吸热
E2
E1
E2
E1键断裂吸收的能量
E
t
E2键生成释放的能量
H ＝ E1 - E2﹤0
反应放热
E1
E
t
旧键断裂所需总能量与新键形成所需总能量的相对大小
微观：
H
H
H
H
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
H
Cl
H
436KJ/mol
能量
243KJ/mol
能量
431KJ/mol
能量
431KJ/mol
能量
键断裂
键断裂
键形成
键形成
+
+
图1-5 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化示意图
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)
吸收能量243KJ
吸收能量436KJ
放出能量431KJ
放出能量431KJ
H ＝ E1 - E2 =（243+436）kJ/mol—2×431kJ/mol = -183kJ/mol﹤0
放热反应
E
E1
E2
t
E1键断裂吸收的能量
E2键生成释放的能量
化学反应特征及能量变化原因
化学
反应
新物质生成
原子重新组合
宏观
微观
物质变化
能量变化
旧键的断裂
新键的生成
吸收能量
释放能量
吸热反应
放热反应
算一算（1）依据信息估算2 mol H2(g) 和1 mol O2(g) 反应生成2 mol H2O(g) 的反应热 H＝？
2H2
O2
4H
2O
2H2O
1 mol H2(g)中的H－H键断裂吸收436 kJ能量
1 mol O2(g)中的化学键断裂吸收498 kJ能量
形成H2O(g)中1 mol H－O键释放463.4 kJ能量
2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) H＝？
H(估算)＝ ∑E (反应物键能）－∑E (生成物键能）
＝2×436 kJ/mol＋498 kJ/mol－4×463.4 kJ/mol
＝ 483.6 kJ/mol

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