内容正文:
第一节 反应热
第1课时 反应热 焓变
课程解读
课标要点
学科素养
1. 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
2. 认识化学能与热能的相互转化,恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示
3. 能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学变化中能量变化的本质
1. 理解反应热测定的原理和方法,会分析产生误差的原因,不断完善和改进测定方法
2. 能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质,正确认识和判断放热反应和吸热反应
3. 能辨识化学反应中的能量转化形式,形成能量可以相互转化的观念,正确理解反应热和焓变的概念
(见学生用书P1)
知识点一 反应热及其测定
1.体系与环境(以盐酸与NaOH溶液的反应为例)
2.体系与环境的热量交换——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
①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。
②许多反应热可以通过__量热计__直接测定。
3.中和反应反应热的测定
(1)测定原理及数据处理
①反应原理:NaOH+HCl===__NaCl+H2O__。
②实验测量
反应物温度的测量(t1):反应前盐酸和NaOH溶液的__平均温度__;
反应后体系温度的测量(t2):反应后混合溶液的__最高温度__。
③计算公式:反应放出的热量Q=__m·c·Δt__,其中m为酸、碱溶液的总质量;c为比热容,c=__4.18__J/(g·℃);Δt=t2-t1。
(2)实验结论
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.判断正误(正确的打“√”,错误的打“”)。
(1)浓硫酸与NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l),放出的热量为57.3 kJ。( × )
(2)同一中和反应的反应热与酸、碱的用量有关。( × )
(3)中和反应反应热的测定实验中,玻璃搅拌器换成铜质搅拌器效果更好。( × )
(4)中和反应反应热的测定实验中,应将50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液分多次倒入小烧杯。( × )
(5)中和反应反应热的测定实验中,测定盐酸后的温度计没有冲洗干净,立即测NaOH溶液的温度。( × )
2.中和反应反应热的测定实验中,若用0.55 mol·L-1 KOH溶液代替0.55 mol·L-1 NaOH 溶液,对反应热的测定结果会产生影响吗?为什么?
答: 无影响。因为强酸、强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量是相同的,与用KOH溶液还是用NaOH溶液以及酸、碱的用量无关。
3.用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响?用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响?若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反应的反应热,对结果会产生什么影响?
答: 浓硫酸溶于水时放热,所测反应热的数值偏大;醋酸是弱酸,电离吸热,所测反应热的数值偏小;若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反应的反应热,生成BaSO4沉淀还会多放出一部分热量,所测反应热的数值偏大。
[易错提醒]
(1)为了保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液。
(2)测量完盐酸的温度后,温度计应冲洗干净并擦干。
(3)酸、碱溶液一次迅速混合。
知识点二 反应热与焓变
1.内能与焓变
(1)内能:体系内物质的各种__能量__的总和,符号为U,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
(2)焓:一个与内能有关的物理量,符号为__H__。
(3)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__。
(4)焓变与放热反应、吸热反应的关系
①放热反应的ΔH为__负__值,ΔH__<__0;
②吸热反应的ΔH为__正__值,ΔH__>__0。
2.从微观角度认识反应热的实质
(1)实例分析
以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)(25 ℃,101 kPa下)的能量变化为例,填写下表中的空白。
化学键
反应中能量变化
1 mol 化学键
反应中能量变化
H—H
吸收__436__kJ
共吸收__679__kJ
Cl—Cl
吸收__243__kJ
H—Cl
放出__431__kJ
共放出__862__kJ
结论
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH=-183 kJ·mol-1
(2)结论:化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
1. 判断正误(正确的打“√”,错误的打“”)。
(1)化学变化中的能量变化都是化学能与热能间的相互转化。