1.1.1 反应热 焓变（教师用书Word）-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1（人教版2019）

第一节　反应热

第1课时　反应热　焓变

[学习目标]

1．认识化学能与热能的相互转化，能分析化学变化和伴随反应发生的能量转化与物质微观结构之间的关系。(宏观辨识与微观探析)

2．能解释化学反应中能量变化的本质，能定量分析化学变化的热效应，知道恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。(变化概念与平衡思想)

3．通过中和反应反应热测定实验，培养实验探究、勤于实践、善于合作的学科素养。(科学探究与创新意识)

知识点1　反应热及测定

1．体系与环境——以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例

环境：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。

体系：试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系。

2．反应热的概念

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

许多反应热可以通过量热计直接测定。在反应前后，如果环境的温度没有变化，则反应放出的热量就会使体系的温度升高，这时可以根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。

4．中和反应反应热的测定

(1)实验目的

测定强酸与强碱反应的反应热，感受化学反应的热效应。

(2)实验装置

(3)实验步骤

①反应物温度的测量

a．用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。

b．用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。

②反应后体系温度的测量

a．打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒中，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。

b．重复上述步骤①至步骤②两次。

(4)数据处理

①取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。计算温度差(t2－t1)。

②取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。

③根据温度差和比热容等计算反应热。

为了计算简便，可以近似地认为实验所用酸、碱溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容，则：

a．50 mL 0.50 mol·L－1盐酸的质量m1＝50 g，50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液的质量m2＝50 g。

b．反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J·(g·℃)－1，50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为(m1＋m2)·c(t2－t1)＝0.418(t2－t1)kJ。

c．生成1 mol H2O时放出的热量为0.418(t2－t1)/(0.025)kJ。

知识点2　反应热与焓变

1．内能

化学反应前后体系的内能(符号为U)发生了变化。内能是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．焓与焓变

(1)

(2)焓变与反应热的关系

在等压条件下进行的化学反应(严格地说，对反应体系做功还有限定，中学阶段一般不考虑)，其反应热等于反应的焓变。

(3)焓变与吸热反应和放热反应的关系

①放热反应：当反应体系放热时其焓减小，ΔH为负值，即ΔH<0。

②吸热反应：当反应体系吸热时其焓增大，ΔH为正值，即ΔH>0。

3．化学反应中能量变化的原因——以氢气和氯气反应生成氯化氢为例