第1章 第1节 第1课时 反应热 焓变(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年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 (一)反应热及其测定 体系与环境 以盐酸与NaOH溶液的反应为例：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 [微点拨] 反应热概念中的“等温条件下”是指化学反应发生后，使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度，即反 热量 应前后体系的温度相等。因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量 反应热 定义 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 测定方法 通过量热计直接测定：反应前后如果环境温度没有变化，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 (二)反应热与焓变 内能 含义 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，符号为U [微提醒] 对于放热反应，反应物的焓越高，生成物的焓越低，焓变(ΔH)越小；对于吸热反应，反应物的焓越低，生成物的焓越高，焓变(ΔH)越大。 [微拓展] 物质的稳定性可利用能量高低来判断：能量越低越稳定，如石墨转化为金刚石需吸热，金刚石能量高，则金刚石的稳定性比石墨的差。 焓与焓变 焓 与内能有关的物理量，符号为H 焓变 在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变，符号为ΔH，单位为kJ/mol或kJ·mol－1 吸热反应和放热反应的焓变 放热反应 当反应体系放热时其焓减小，ΔH为负值，即ΔH<0 吸热反应 当反应体系吸热时其焓增大，ΔH为正值，即ΔH>0 化学反应中能量变化的主要原因 实例 1 mol H2中的化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量，1 mol Cl2中的化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量，2 mol HCl中的化学键形成时要释放862 kJ的能量，则1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出183 kJ的能量。分析结果与实验测得的该反应的反应热(ΔH＝－184.6 kJ·mol－1)很接近 原因 化学键断裂和形成时的能量变化 ———————[新知探究(一)]——————————————————— 中和反应反应热的测定 —————————————————————————— [探究活动] 1．实验装置——简易量热计示意图 2．实验步骤 以50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液反应为例，测定生成1 mol H2O的反应热。 (1)反应物温度的测量 用温度计测量稀盐酸的温度，用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干后再测量NaOH溶液的温度，取二者的平均值记为t1。 (2)反应后体系温度的测量 两溶液混合后，立即盖上杯盖，插入干净的温度计，用搅拌器匀速搅拌，将最高温度记为反应后体系的温度t2。 (3)重复(1)(2)步骤两次 3．问题讨论 (1)中和反应时放出的热量计算公式为 (m1＋m2)·c·(t2－t1)J。 (2)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，放出的热量是多少？ 提示：57.3 kJ。 (3)提高测定反应热准确度的措施有哪些？举例说明。 提示：①量热计要保温隔热。 ②实验过程中要防止损失热量，如溶液混合动作要快。 [生成认知] 1．实验过程 2．注意事项 (1)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5 mol·L－1)。 (2)操作时动作要快，尽量减少热量的损失，使用绝热装置以避免热量散发到反应体系外。 (3)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，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)读取中和反应后体系的温度(t2)，即读取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57.3 kJ·mol－1，与测定时强酸、强碱的用量无关。 热容和比热 在不发生化学反应和物质聚集状态不变的条件下，物质吸收热量，温度每升高1 ℃时所吸收的热量称为该物质的热容。热容用符号C表示，其单位为J·℃－1。 纯物质的热容与其质量成正比。单位质量的物质的热容称为该物质的比热容，简称比热。比热的单位为kJ·℃－1·kg－1。常温下，液态水的比热为4.18 kJ·℃－1·kg－1。 [跟踪训练] 1．在中和反应反应热测定的实验中，不需要用到的仪器是(　 ) A．胶头滴管 B．量筒 C．温度计 D．环形玻璃搅拌器 解析：选A　中和热测定的实验中需要温度计测定温度、环形玻