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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
学习目标 核心素养
1.认识化学能可以与热能、电能等其他形式能之间相互转化,能量的变化遵循能量守恒定律。
2.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。 1.变化观念:认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化。
2.证据推理与模型认知:知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系,建立认知模型,并能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。
第1课时 反应热 焓变
学习目标 核心素养
3.明确恒温恒压下化学反应的反应热可以用焓变表示。
4.了解反应热测定的原理、实验(包括仪器、药品、实验过程与操作)。 3.科学探究:依据探究目的,设计探究方案,运用化学实验、调查等方法进行实验探究。
第1课时 反应热 焓变
一、反应热及其测定
1.体系与环境(以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例)
体系与环境示意图 将试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系,简称体系(又称系统)
与体系相互影响的其他部分,如盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境
第1课时 反应热 焓变
2.体系与环境的热交换——反应热
(1)热量:因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
(2)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。
3.反应热的测定
(1)原理:反应热=-cmΔt。
①c:反应溶液的比热容,指单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。
②Δt:反应体系的温度变化。
向环境释放
从环境吸收
1℃
第1课时 反应热 焓变
(2)实验装置
将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称及作用填在横线上。
第1课时 反应热 焓变
(3)实验数据测定及处理
测定反应前体系的温度和反应后体系的温度,重复三次,代入公式Q=,计算生成1 mol H2O时放出的热量。
第1课时 反应热 焓变
4.中和热
(1)概念
在稀溶液中,酸与碱发生中和反应而生成1 mol H2O时的反应热叫做中和热。
(2)数值
在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量。
1 mol H2O
强酸
强碱
57.3
第1课时 反应热 焓变
1.在做中和热实验测定中和热时,可能用到下列仪器,其中应使用的仪器是 。
①托盘天平 ②量筒 ③烧杯 ④滴定管 ⑤温度计 ⑥试管 ⑦酒精灯
答案 ②③⑤
第1课时 反应热 焓变
二、反应热与焓变
1.内能:体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
2.焓:焓是与内能有关的物理量。
符号是H,单位是J或kJ。
3.焓变
(1)焓变的符号是ΔH,单位是kJ/mol或kJ·mol-1。
(2)焓变与反应热的关系
在等压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变。
能量
温度
压强
聚集状态
内能
H
J或kJ
ΔH
kJ/mol
kJ·mol-1
等压
等于
第1课时 反应热 焓变
4.焓变的符号与放热吸热的关系
(1)放热反应:ΔH为负值,即ΔH<0,体系能量降低。
(2)吸热反应:ΔH为正值,即ΔH>0,体系能量升高。
(3)图像
负值
<
降低
正值
>
升高
第1课时 反应热 焓变
2.“焓”是指 ( )
A.与内能有关的物理量
B.反应热的变化
C.化学键所具有的能量
D.物质的一种化学性质
答案 A
第1课时 反应热 焓变
三、化学反应中能量变化的原因
1.宏观上
反应物和生成物自身含有的能量不同,反应前后体系的能量(或内能)发生了变化。如图所示。
第1课时 反应热 焓变
(1)当反应物总能量>生成物总能量(选填“>”或“<”),反应放出热量,体系能量降低,ΔH<0,为放热反应。
(2)当反应物总能量<生成物总能量(选填“>”或“<”),反应吸收热量,体系能量升高,ΔH>0,为吸热反应。
>
放出
<
吸收
2.微观上
(1)化学反应的实质:旧化学键断裂,新化学键形成。
旧化学键断裂,新化学键形成
第1课时 反应热 焓变
(2)化学键变化与反应热的关系
已知:图中Q吸表示断裂化学键吸收的热量;
Q放表示形成化学键放出的热量。
第1课时 反应热 焓变
①若Q吸<Q放,反应放出能量,体系能量降低,为放热反应。
②若Q吸>Q放,反应吸收能量,体系能量升高,为吸热反应。
放出
降低
吸收
升高
第1课时 反应热 焓变
3.H2在O2中燃烧生成H2O的反应是放热反应,则 ( )
A.该过程中热能转化为化学能
B.反应物的总能量小于生成物的总能量
C.该过程中化学能转化为电能