(讲义)第1章 第1节 新知探究课1 化学反应的反应热 内能变化与焓变-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1(鲁科版2019)

第1节　化学反应的热效应 新知探究课1　化学反应的反应热　内能变化与焓变 1．通过对日常生活生产常见化学反应的放热、吸热现象的认知，能辨识化学反应中能量变化的本质；认识反应热、放热反应、吸热反应的含义。能从宏观和微观结合上收集证据，分析化学变化中的能量吸收或释放的原因。 2．能从内能变化角度认识反应热、焓变。通过对反应热和内能概念的理解，逐步养成严谨求实的科学态度。 3．通过中和反应的反应热测定实验，明确反应热测定的原理和方法。 一、化学反应的反应热 1．反应热 (1)定义 化学上规定：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。 (2)表示符号 用Q表示 (3)单位 kJ·mol-1或 J·mol-1。 2．反应热的测定 (1)仪器——量热计 (2)原理 Q＝－C(T2－T1)，其中C表示溶液及量热计的热容，其单位为J·K-1；T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。 (3)操作：将反应物加入内筒并搅拌使之迅速反应，测量反应前后溶液温度的变化值。 二、化学反应的内能变化与焓变 1．内能 (1)定义：是体系内物质所含各种微观粒子的能量总和。符号：U。 (2)内能大小的影响因素 内能的大小除了与物质的种类、数量及聚集状态(即气态、液态或固态等)有关外，还与体系的温度、压强有关。 2．化学反应的内能变化 (1)内能变化与能量变化的关系： 化学反应中内能的变化可写作：ΔU＝U(反应产物)－U(反应物)。 U(反应产物)＞U(反应物) 反应吸收能量 U(反应产物)＜U(反应物) 反应释放能量 (2)呈现形式：热和功。 (3)与反应热的关系：ΔU＝Q＋W。 3．等压反应的反应热——焓变 (1)焓：用它的变化来描述等压反应的反应热，符号为H，单位为J或kJ。 (2)焓变： ① 定义：反应产物的焓与反应物的焓之差。 ② 表达式：ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)＝Qp (Qp表示等压条件下化学反应的反应热)。 ③单位：kJ·mol-1或J·mol-1。 (3)化学反应的焓变示意图 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)反应热、焓变均指化学反应中的热量变化，单位为kJ或J。 (　　) (2)化学反应中反应物总能量一定大于反应产物总能量。 (　　) (3)吸热反应的ΔH＜0，放热反应的ΔH＞0。 (　　) (4)反应体系的内能变化就是反应热。 (　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 中和反应的反应热的测定 在实验室用如图所示装置测定中和反应的反应热。 1．两个装置测定结果哪个更接近于真实值？为什么？ 提示：用图2装置测定中和反应的反应热更接近于真实值。因为图2装置热量损失少。 2．在实验室中有玻璃搅拌器和金属搅拌器，在进行测定反应热的实验时应选择哪种搅拌器？ 提示：应选择玻璃搅拌器。因为金属是热的良导体而玻璃不是，选用金属搅拌器会增大反应过程中热量的散失，造成实验误差。 3．实验操作一般重复两到三次的目的是什么？ 提示：多次计算求平均值，减少实验过程中的误差。 1．中和反应与中和反应的反应热 中和反应 实质是H＋和OH－反应生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质、难电离物质等)，这部分反应热不在中和反应反应热之内 中和反应的反应热 中和反应的反应热是指稀的强酸和稀的强碱生成1 mol液态水时放出的热量，其计算公式是ΔH＝－ kJ·mol-1 t1—起始温度，t2—终止温度，n—生成水的物质的量，c—比热容 2．中和反应的反应热测定的注意事项 稀 酸、碱溶液应当用稀溶液。因浓度过大，电离程度就不能达到100%，这样使酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分补偿电离时所需的热量，造成较大的误差 同 要使用同一支温度计。分别先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液的温度后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干 快 操作时动作要快，尽量减少热量的散失 过 酸或碱溶液中的一种要稍过量，以确保另一种完全反应 保 量热计必须具有良好的保温效果，减少热量的损失 准 测量终止温度要准，当温度计的液柱达到最高点刚开始下降时准确记录终止温度 3．中和反应的反应热测量的误差分析 分析 误差 原理 根据中和反应的反应热ΔH(即生成1 mol水时的反应热)计算公式：ΔH＝，若实验操作导致放热(Q)变小，则中和热(ΔH)偏大；反之若实验过程导致放热(Q)变大，则中和热(ΔH)偏小 产生 误差 原因 ①量取溶液的体积不准确。②温度计的读数有误。③实验过程中有液体溅在外面。④混合酸、碱溶液时，动作缓慢。⑤隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失。⑥测过盐酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度。 1．50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55