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第1课时 反应热 焓变
第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热
一、导入新课
【交流讨论】
1.化学反应的本质是原子(或原子团)的重新组合，即反应物中 和生成物中 。
旧化学键的断裂
新化学键的形成
2.物质中的原子之间是通过________结合的。断开反应物中的化学键要__ _能量，形成生成物中的化学键要 能量。
化学键
放出
3.断开或形成1 mol H2中化学键的能量变化
(1)在1 mol氢分子中，含有____ mol氢原子，含有___ mol H—H键。
(2)已知在25 ℃和101 kPa的条件下，由2 mol H原子形成1 mol H—H键时，____436 kJ的能量。若要使1 mol氢分子变为2 mol氢原子时，需要断开1 mol H—H键，其能量变化是____436 kJ的能量。
2
1
放出
吸收
吸收
4.在CH4中，断开1 mol C—H键要 415 kJ的能量。若要形成1 mol CH4中的C—H键，其能量变化是 的能量。
吸收
放出1 660 kJ
5.判断放热/吸热反应的依据：
（1）放热反应：即 的化学反应，其反应物的总能量 生成物的总能量。
（2）吸热反应：即 的化学反应，其反应物的总能量 生成物的总能量。
化学反应中放出热量
大于
化学反应中吸收热量
小于
一、导入新课
【交流讨论】
一、导入新课
6.常见的放热反应和吸热反应
（1）常见的放热反应：
①活泼金属与H2O或酸的反应，如2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑；
②所有酸碱中和反应，如2KOH＋H2SO4=K2SO4＋2H2O；
③所有燃烧反应，如2CO＋O2=2CO2；
④绝大多数化合反应，如CaO＋H2O=Ca(OH)2；
⑤部分特殊反应，如铝热反应、过氧化钠与水或CO2的反应、氨的催化氧化等。
（2）常见的吸热反应：①绝大多数分解反应，如CaCO3 =CaO＋CO2↑②铵盐与碱的反应，如2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O；③以C、CO和H2为还原剂的氧化还原反应，如C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)。
【交流讨论】
二、反应热及其测定
1.体系与环境
被研究的物质系统成为体系，体系以外的其他部分称为环境。
二、反应热及其测定
2.反应热
(1)反应热定义：在 条件下，化学反应体系向环境 或从环境 的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。
等温
释放
吸收
等温条件指化学反应发生后，使反应后体系的温度恢复到反应体系前的温度，即反应前后体系的温度相等。
（2）“反应热”与“热量”的区别：反应热有 之分；而热量是标量，但要注明是 、还是 。
“+”、“-”
吸收
放出
3.中和反应反应热的测定
（1）中和反应反应热(简称中和热)
概念：在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol水所放出的热量。
（2）中和反应反应热的测定
①实验用品
仪器 大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒
试剂 0.50 mol·L－1盐酸、0.55 mol·L－1NaOH溶液
二、反应热及其测定
②实验装置 设计实验装置如下图：
③测定步骤
⑴用一个量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表，并将温度计上的酸用水冲洗干净。
⑵用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。
⑶把套有盖板的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(注意不要洒到外面)，盖好盖板，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，测量混合溶液的最高温度，记入下表。
⑷重复步骤⑴～⑶三次。
二、反应热及其测定
实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温度差
(t2－t1)/℃
HCl溶液 NaOH溶液 平均值
1
2
3
④数据处理ΔH＝－[(m1＋m2)·c·(t2－t1)×10－3 ]/n(H2O)kJ·mol－1其中(m1＋m2)表示溶液质量，c为比热容，c＝4.18 J·(g·℃)－1。代入数据可得ΔH＝－0.418
(t2－t1)/0.025kJ·mol－1
二、反应热及其测定
⑤注意事项
(1)要提高反应热测定的准确性，应注意“快”(实验操作要快，尽量减小热量散失)、“准”(准确测量液体温度和液体体积)、“稀”(浓度不宜过大，避免稀释放热，也要避免浓度过小)。
(2)酸、碱溶液须用强酸、强碱的稀溶液[因为浓酸(或浓碱)稀释时一般要放热，弱酸(或弱碱)在水溶液中不能全部电离且电离时要吸收一部分热量。]
(3)要使用同一支温度计，温度计的水银球要完全浸入溶液中，读出变化过程中的最高温度。
二、反应热及其测定
⑤注意事项
(4)环形玻璃搅拌棒不能用铁丝代替，若用铁丝代替，会因铁丝与酸反应放出热量，且铁丝传热快使测定结果不准确。
(5)为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L的NaOH溶液，使碱稍过量。
(6)对于定量实验，需重复实验步骤，取2～3次实验数据的平均值，但相差太大的数据应舍弃。
二、反应热及其测定
二、反应热及其测定
【学生实验】学生按课本步骤做实验，记录相应数据
实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温度差
(t2－t1)/℃
HCl溶液 NaOH溶液 平均值
1
2
3
【总结】通过实验我们得知，中和反应反应热为△H = -57.3kJ/mol
【课堂练习】实验室用50 mL 0.50 mol/L盐酸、50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液和如图所示装置进行测定中和反应反应热的实验，得到下表中的数据。
实验次数 起始温度T1/℃ 终止温度T2/℃ 温度差
(T2－T1)/℃
盐酸 NaOH溶液 平均值
1 20.2 20.3 23.7
2 20.3 20.5 23.8
3 21.5 21.6 24.9
二、反应热及其测定
完成下列问题：(1)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是 ，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是_ __ __，烧杯内填满碎泡沫塑料的作用是 。(2)经数据处理得T2－T1＝3.4 ℃，则该实验测得中和反应反应热ΔH＝_ _ [设盐酸和NaOH溶液的密度为1 g/cm3，反应后混合溶液的比热容(c)为4.18 J/(g·℃)。(3)若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水，测得中和反应反应热为ΔH1，则ΔH1与ΔH的关系为：ΔH1_____(填“<”“>”或“＝”)ΔH，理由是_ _ _。
上下搅动(或轻轻搅动)
Cu传热快，热量损失大
保温、隔热，减少热量的损失
－56.8kJ/mol
>
NH3·H2O电离吸热
二、反应热及其测定
三、反应热与焓变
1.概念的理解
（1）内能：内能是体系内物质的各种能量的总和，符号“U”，受T、P和物质聚集状态影响
（2）焓：焓是与内能有关的物理量，符号“H”，不可测量。
（3）焓变：焓变是生成物与反应物的焓值差，符号“ ΔH ”，常用单位“ kJ/mol ” 。
（4）反应热：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变化全部转化为热能（同时可能伴随着反应体系体积的改变），而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就为焓变。但焓变与反应热是不同含义两个的概念。
（1）表示形式：放热反应，ΔH 为“ - ”或 ﹤ 0； 吸热反应，ΔH 为“ + ”或 ﹥0；
（2）图形表示
（3）实例：1 mol H2与0.5 mol O2完全反应生成1 mol液态水时放出 285.8 kJ的热量，则该反应的焓变ΔH＝ -285.8 kJ/mol
2.ΔH与吸热反应、放热反应的关系
三、反应热与焓变
3.反应热的实质
（1）微观角度以1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)的能量转化为例
由图可看出，
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热
ΔH=436+243-2×431= -183 kJ/mol
即放出183 kJ/mol的能量
三、反应热与焓变
a表示断裂旧化学键吸收的能量；b表示形成新化学键放出的能量；c表示反应热
结论：若化学反应中生成物分子中的化学键形成时释放的总能量比反应物分子中的化学键断裂时吸收的总能量大，则为放热反应；反之则为吸热反应。ΔH ＝ 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量 ＝反应物的键能和－生成物键能和
三、反应热与焓变
（2）宏观角度从反应物、生成物能量角度来说，化学变化过程中的能量变化如图所示。
ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量
三、反应热与焓变
3.反应热的实质
【交流讨论】放热反应与吸热反应对比
注：用E(反应物)、E(生成物)分别代表反应物、生成物的总能量；Q(吸)、Q(放)分别代表反应物断键吸收的热量、生成物成键放出的热量。
类别项目 放热反应 吸热反应
定义
宏观角度 比较
图示
微观角度
表示方法
放出能量的化学反应
吸收能量的化学反应
E(反应物)>E(生成物)
E(反应物)Q(吸)Q(吸)>Q(放)
ΔH < 0
ΔH > 0
三、反应热与焓变
【课堂练习】
1.CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)过程中的能量变化如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．该反应为吸热反应
B．1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)具有的总能量大于
1 mol CO2(g)和1 mol H2(g) 具有的总能量
C．该反应不需要加热就能进行
D．1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)的键能总和比1 mol
CO(g)与1 mol H2O(g)的键能总和小41 kJ
B
四、课堂练习
五、课堂小结
1．下列说法不正确的是(　　)
A．化学变化过程是原子的重新组合过程
B．根据化学反应中的能量变化情况，化学反应可分为吸热反应和放热反应
C．化学反应中的能量变化多少与其反应物用量有关
D．化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的
解析：化学反应中的能量变化通常以热能形式表现出来，还有的以光能、电能等形式表现出来，D不正确。
D
六、课堂检测
2．关于化学反应的说法错误的是(　　)
A．上图所示的反应为放热反应
B．化学反应中有物质变化也有能量变化
C．需要加热的化学反应不一定是吸热反应
D．化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量
A
解析：由题图知，反应物总能量小于生成物总能量，故图中表示的反应为吸热反应。
六、课堂检测
3．下列说法正确的是(　　)
A．反应热是1 mol物质参加反应时的能量变化
B．当反应放热时，ΔH>0；反应吸热时，ΔH<0
C．任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
D．在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓的差值来决定
D
解析：化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所释放或吸收的热量称为反应热，A项错误；当反应放热时，ΔH<0，反应吸热时，ΔH>0，B项错误；只有在等压条件下，化学反应的焓变才等于化学反应的反应热，C项错误；
六、课堂检测
4．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如下图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法中正确的是(　　)
A．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJ
B．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol
NO(g)具有的总能量
C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
B
六、课堂检测
解析：焓变＝反应物断裂化学键吸收的能量－生成物形成化学键放出的能量，ΔH＝946 kJ/mol＋498 kJ/mol－2×632 kJ/mol＝180 kJ/mol，反应是吸热反应，1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量，A错误，B正确；
5．“即食即热型快餐”适用于外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的并加工好的真空包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质。使用时拉动预留在外的拉线使这两种化学物质反应，放出的热量便可对食品进行加热，这两种化学物质最合适的选择是(　　)
A．浓硫酸和水　　　　 B．生石灰和水
C．熟石灰和水 D．氯化钠和水
B
六、课堂检测
6．最新报道科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图所示：
下列说法正确的是(　　)
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
C
六、课堂检测
解析：由图可知反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，不存在CO的断键过程。
再 见

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