内容正文:
第1章 化学反应与能量转化
第1节 化学反应的热效应
第1课时 化学反应的反应热、焓变
1.了解反应热的概念。
2.学习如何测定中和反应的反应热。
3.理解焓与焓变。
4.熟练掌握热化学方程式的书写特点。
常见的放热反应有哪些?
①所有可燃物的燃烧反应,例如H2在Cl2中燃烧;
②酸碱中和反应;
③金属与酸的反应;
④铝热反应;
⑤大部分化合反应,例如CaO+H2O====Ca(OH)2。
常见的放热反应:
常见的吸热反应有哪些?
①铵盐与碱的反应;
②C、H2、CO等还原金属氧化物的反应;
③大部分分解反应。
常见的吸热反应:
反应过程如图表示,则此反应是放热反应还是吸热反应?
反应物与生成物总能量的差值表示什么?
(放热反应)
用实验方法和理论方法研究反应热的化学分支——热化学。
反应热。
能量
反应物
生成物
反应过程
为了定量描述化学反应释放或吸收的热能,
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称为该反应在此温度下的热效应,简称 反应热 。
用Q表示
一、反应热
Q=-C(T2-T1)
C:表示体系的热容(J·K-1)
T:表示热力学温度(K)
Q= -cm(T2-T1)
c:表示比热容
(kJ·K-1·kg-1)
Q>0 吸热反应 Q<0 放热反应
化学反应的热效应Q是可以测量和计算的。
中和反应反应热的测定
1.向量热计内筒中加入1.0 mol·L-1的盐酸100 mL,盖上杯盖,插入温度计,匀速搅拌后记录初始温度T1。
2.向250 mL的烧杯中加入1.0 mol·L-1 NaOH溶液100 mL,调节其温度与量热计中盐酸的温度相同。
(为使中和反应充分进行,可以使酸或碱略过量)
简易量热
计示意图
已记录初始温度T1。
3.快速将烧杯中的碱液倒入量热计
中,盖好杯盖,匀速搅拌,记录体
系达到的最高温度T2。
4.假设 溶液的比热 等于 水的比热
(忽略量热计的热容),根据溶液温度
升高的数值,计算此中和反应的反应热。
简易量热计
用同样的方法测量2组与3组中的中和反应的反应热。
T2-T1相同
相同
实 验 初始温度T1 最高温度T2 反应热
1组 NaOH溶液与盐酸
2组 KOH溶液与盐酸
3组 NaOH溶液与硝酸
2.所用溶液的体积相同,溶液中H+和OH-的浓度相同,即H+和OH-的量相同。
1.反应的实质相同:H+ + OHˉ==== H2O。
为什么三个反应的热效应相同?
3.反应温度的变化值相同。
1.焓(H):是与体系的内能等有关的一种物理量。
二、焓与焓变
焓的单位:kJ·mol-1
物质具有能量,是物质固有的性质。
含义:物质具有焓的多少与物质的量的多少有关,与物质的状态和温度联系密切。
压强不变条件下的化学反应,如果不做非体积功
(即没有转化为电能、光能等其他形式的能),则该反应的反应热等于反应前后物质的焓变,即ΔH = Qp。
因为 Q >0为吸热反应,Q <0为放热反应,
所以 当ΔH >0时,为吸热反应。
当ΔH <0时,为放热反应。
2.焓变(ΔH):
用反应物总焓、产物总焓的差值表示的反应热。
单位:kJ·mol-1
ΔH 0
ΔH 0
正吸负放
<
>
ΔH =生成物总焓–反应物总焓
能量
能量
反应物
反应物
生成物
生成物
反应过程(I)
反应过程(II)
放热反应
吸热反应
Q<0
Q>0
H2(g)+ O2(g)====H2O(l) ΔH(298 K)=-285.8 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)==== 2H2O(l) ΔH(298 K)=-571.6 kJ·mol-1
下列方程式属于热化学方程式:
与化学方程式相比,热化学方程式有哪些不同?
2.既能表明反应中的物质变化,又能表明能量变化。
2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH(298 K)=-571.6 kJ·mol-1
1.要标明物质的状态,方程式后注明能量变化。
H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l) ΔH (298 K) =-285.8 kJ·mol-1
让我好好想想
*
2.每种物质后加括号注明物质的状态。
g:气态,l:液态,s:固态,aq:水溶液中的溶质。
注意事项:
1.反应方程式中各物质系数仅表示物质的量,不表示分子个数,可以是分数。
三、热化学方程式的含义和书写注意事项:
2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH(298 K)=-571.6 kJ·mol-1
含义:2 mol氢气和1 mol氧气充分反应生成2 mol