第1章 第1节 第1课时 化学反应的反应热-【高考领航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步核心辅导与测评（鲁科版）

第1节　化学反应的热效应

第1课时　化学反应的反应热

一、化学反应的反应热

1．通常情况下，化学反应中能量的转化主要是化学能与热能之间的转化。

2．化学反应几乎都伴随着热能的释放或吸收。

3．反应热

(1)概念：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。

(2)表示方法：用符号Q表示；Q>0，反应吸热；Q<0，反应放热。

4．热化学：用实验方法和理论方法研究化学反应热的化学分支称为热化学。

二、体系与环境

三、反应热的测定

1．测定反应热的仪器——量热计(如下图所示)

2．测定方法：将反应物溶液加入到量热计内筒中并使之迅速混合，搅拌，测量反应前后溶液温度的变化值。

3．计算公式：Q＝－C(T2－T1)。其中C表示溶液及量热计的热容，单位是J·K－1；T1、T2表示反应前和反应后体系的温度，单位是K。

4．比热容：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·K－1·kg－1。常温下，液态水的比热为4.18_kJ·K－1·kg－1或4.18_J·g－1·℃－1。

探究任务一　反应热与化学键键能的关系

 [问题探究]　“钻木取火”和燃气的燃烧都涉及哪些能量间的转化？

我的思考______________________________________________________

提示：“钻木”是机械能转化为内能，“取火”是化学能转化为热能和光能；燃气的燃烧是化学能转化为热能和光能。

　(1)化学反应的本质是反应物反应时旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。

(2)反应热与化学反应过程中旧化学键断裂时吸收的能量和新化学键形成时释放的能量的相对大小有关。

放热反应：生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量。

吸热反应:生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量。　　　

(3)反应热与化学键键能的定量关系

反应热＝(断裂化学键吸收的总能量)－(形成化学键放出的总能量)。

　计算1 mol H2 和1 mol Cl2完全反应的热效应。

(1)化学键断裂时需要吸收能量，吸收总能量为______；

(2)化学键形成时需要释放能量，释放总能量为____________；

(3)1 mol H2 和1 mol Cl2完全反应的热效应为__________________。

[解析]　(1)吸收的总能量为：436 kJ＋243 kJ＝679 kJ；(2)释放总能量为431 kJ＋431 kJ＝862 kJ；(3)1 mol H2 和1 mol Cl2完全反应的热效应＝679 kJ－862 kJ＝－183 kJ。

[答案]　(1)679 kJ　(2)862 kJ　(3)－183 kJ

　拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，试通过计算确定：

(1)N2与H2生成NH3的反应属于___________(填“放热”或“吸热”)反应。

(2)1 mol N2 完全反应生成2 mol NH3的热量变化值为___________。

解析：由化学方程式N2＋3H22NH3 知：1 mol N2 完全反应生成2 mol NH3的热效应为：946 kJ＋3×436 kJ－6×391 kJ＝－92 kJ，可知其为放热反应，热量变化值为92 kJ。

答案：(1)放热　 (2)92 kJ

探究任务二　测定中和反应的反应热

[探究任务]　测定稀的强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。

[实验原理]　利用一定量的酸和碱的稀溶液发生反应，测出反应前后溶液温度差，根据公式Q＝－C·ΔT＝－c·m·ΔT计算，其中：c＝4.18 J·g－1·℃－1，m为酸碱溶液的质量和，ΔT＝T2－T1，T是酸溶液温度与碱溶液温度的平均值。然后换算成生成1 mol H2O放出的热量。

[实验步骤]　(1)制作量热计