(讲义)第1章 第1节 基础课时1 反应热 焓变-【提分教练】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 基础课时1　反应热　焓变 1．分析物质化学变化和伴随发生的能量转化与物质微观结构之间的关系，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。 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，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。 一、反应热及其测定 1．认识体系与环境(以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例) 2．热量：指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。 3．反应热 (1)含义：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。 (2)测定方法：通过量热计直接测定。 注意：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，即反应前后体系的温度相等。 4．中和反应反应热的测定 (1)实验装置如图 (2)实验测量数据 ①反应物温度(t1)的测量 用一个量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，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；用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度，取两温度平均值为t1。 ②反应后体系温度(t2)的测量 打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。并准确读取混合溶液的最高温度，并记录为t2。 ③重复上述步骤①至步骤②两次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。 ④实验数据处理 盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1 g·cm－3，反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是0.418(t2－t1) kJ，中和热为 kJ·mol－1。 (1)装置中的玻璃搅拌器能否用金属(不与酸、碱反应)质搅拌器代替？为什么？ [提示]　不能。原因是金属质搅拌器易导热，造成实验过程中热量损失。 (2)实验中为何使用0.55 mol·L－1 NaOH溶液与0.50 mol·L－1盐酸反应，而不是选用0.50 mol·L－1 NaOH溶液？ [提示]　碱过量的目的是保证盐酸完全被中和。 (3)能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？ [提示]　否。浓硫酸溶解于水时放热，所测中和热数值会偏大。 二、反应热与焓变 1．内能、焓、焓变 (1)内能(符号为U)：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(符号为H)：与内能有关的物理量。 (3)焓变：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，符号：ΔH，单位：kJ/mol(或kJ·mol－1)。 (4)反应热与焓变的关系 2．从微观角度认识反应热的实质 (1)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 断裂或形成1 mol A—B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)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。 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。 (×) (2)物质发生化学变化都伴有能量的变化。 (√) (3)焓变和反应热虽然说法不同但意义完全相同。 (×) 实验探究中和反应反应热的测定 某学校化学兴趣小组的同学利用如图装置测定中和反应反应热，实验步骤如下： ①用量筒量取50 mL 0.25 mol·L－1硫酸倒入小烧杯中，用温度计测出硫酸温度；用水把温度计上的酸冲洗干净。 ②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用温度计测出其温度； ③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测出混合液最高温度。 回答下列问题： [问题1]　实验步骤③倒入NaOH溶液的正确操作是什么？ [提示]　实验中为了减少热量的散失，应将NaOH溶液一次迅速倒入。 [问题2]　实验中使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是怎样的？ [提示]　用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动。 [问题3]　该实验小组获得实验数据如下表，请填写下表中的空白，并思考应如何处理实验数据？ 温度 实验 次数 起始温度t1℃ 终止温度t2/℃ 温度差/℃ 温度差平 均值(t