化学反应的反应热

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生成溶液的比热容 c＝4.18 J· (g· ℃) 1， 起始温度的平均值为 t1，
－
终 止 温 度 的 平 均 值 为 t2 ， 则 该 中 和 反 应 放 出 热 量 为 ________kJ(填表达式)，Q＝________kJ· mol 1(填表达式)。
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解析： (1)中和热的测定实验是用量筒量取一定量已知浓度的酸 与碱，放于烧杯中反应，用环形玻璃搅拌棒搅拌，用温度计测 量出反应前后的温度变化，根据生成溶液的比热容，计算得出 数值。在整个实验过程中关键是准确测量出温度的变化，这就 要求装置的保温性能要好。 (2)为保证反应进行完全， 提高实验 的准确度， 常使碱适当过量， 确保酸全部反应。 当室温较低时， 装置向环境中散热太快， 会造成较大的实验误差。(3)放出的热 量等于生成溶液的比热容、 生成溶液的质量和溶液温度的上升 值三者的乘积，再根据反应所生成的水的物质的量，求出中和 热。
2．下列关于反应热的说法正确的是(
)
①通常情况下， 化学反应中能量的转化主要是化学能和热能之 间的转化 不同 ②同一化学反应在不同温度下进行， 反应热的数值
③反应热通常用 Q 表示，反应放热时 Q 为负值；反应 ④反应热的数据可通过实验测得，也可运
吸热时 Q 为正值 用理论计算求得 A．只有③ C．只有①③④
高温、高压 反应 C(石墨，s) ===== C(金刚石，s)是吸收能量 催化剂 的反应，由此可知( A．石墨比金刚石稳定 B．金刚石和石墨可以相互转化 C．金刚石比石墨稳定 D．金刚石和石墨不能相互转化 )
解析：石墨转化为金刚石吸热，则金刚石的能量比石墨的能量 高，故不稳定。
答案：AB
下列有关能量转换的说法正确的是( A．煤燃烧是化学能全部转化为热能的过程
⑦操作所需的时间 A．①②③⑥ C．③④⑤⑥ B．①③④⑤ D．全部
cmΔt 解析：根据中和热的计算关系式 Q＝－ 可确定答案。 nH2O
答案：C
中和热的测定实验的关键是要比较准确地配制一定物 质的量浓度的溶液，量热器要尽量做到绝热；在量热的过程中 要尽量避免热量的散失， 要求比较准确地测量出反应前后溶液 温度的变化。回答下列问题： (1) 中 学 化 学 实 验 中 的 中 和 热 的 测 定 所 需 的 玻 璃 仪 器 有 ____________________________，在大小烧杯之间填满碎泡 沫(或纸条)的作用是_________________________。 结合日常生活的实际，该实验改在 ________ 中进行效果会更 好。 (2)该实验常用 0.50 mol· L
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引起中和热误差的因素有：①溶液的浓度不准确；②量取溶液 的体积不准确；③量热计的隔热效果差；④温度未到达最高点 就停止观察温度计；⑤不做重复实验等。
为了测某酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据 是( ) ②碱的浓度和体积 ③比热容 ④反应
①酸的浓度和体积 后溶液的质量
⑤生成水的物质的量
⑥反应前后温度变化
反应吸热 ；Q ＜0，表
2．确定反应热的方法 确定某一反应的反应热的方法有两种，一种是通过实验 测得， 称为 实验 方法；另一种是运用 理论计算 求得，称为理论 方法。
3．测量反应热的方法 用于测定反应热的仪器称为 量热计 ， 大致可分为 定压 式量热 计和 定容 式量热计两类，使用时，将两种反应物加入 内筒
第一节
化学反应的热效应
课时1 化学反应的反应热
图
片
导
入
目
标
定
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位
人们利用化学反应制备新 物质，也利用化学反应中释放 出的能量，例如：铝热反应冶 炼难熔金属，煤、天然气的燃 1.了解反应热效应的定量描述 烧等，你还了解化学反应中有 与反应条件有关。 哪些能量变化形式呢？ 2.通过中和热的测定实验，使 学生了解反应热定量测定的原 理和方法，培养学生动手动脑 的能力，以及分析、处理数据 的能力。
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(4)小
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3．实验步骤 (1)制作简易的量热器
(2)用量筒准确量取反应溶液，准确测量温度(精确到 0.1℃)。
起始温度t1/℃ 实验次数 HCl NaO 平均值 H
终止温度 t2/℃
温度差 (t2－ t1)/℃
1
2 3
(3)将溶液混合反应，记录终止温度。 (4)重复实验步骤(2)～(3)三次。
点睛之笔——引起测定误差的因素 根据计算关系式：中和反应时放出的热量为 [m(酸液 )＋ m(碱 液)]· c· [t(后)－t(前)]。式中的比热容 c 是常数， m 由溶液体积确 定， t 由实验测量出来。这样计算出的中和热是否接近 57.3 kJ· mol 1，取决于溶液的浓度和体积及其温度的变化。因此，
)
解析：化学反应过程中物质与能量的变化只是外在特征。 答案：C
5．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是( A．铝片与稀盐酸反应 B．灼热的碳与 CO2 反应 C．Ba(OH)2· 8H2O 与 NH4Cl 反应 D．甲烷在氧气中的燃烧反应
)
解析：金属与酸的反应，所有的燃烧均属于氧化还原反应且均 放热，而 C 项中属于吸热反应，但不是氧化还原反应。
点睛之笔——常见的吸热反应和放热反应 1．常见的吸热反应 多数分解反应，如石灰石分解；铵盐与碱反应，如： NH4Cl 与 Ba(OH)2 反应。 以 C、H2、CO 作还原剂的氧化还原反应，如：制水煤气。 2．常见的放热反应 多数化合反应，如：CaO 与水反应。 活泼金属与酸反应，如：Mg 与稀 H2SO4 反应。 酸碱中和反应，如：NaOH 与稀盐酸反应。 燃烧反应，如：C、CO、H2 的燃烧。
答案：(1)大烧杯、小烧杯、温度计、量筒、环形玻璃搅拌棒 保温、隔热、减少实验过程中热量的损失 (2)保证盐酸完全被中和 (3)0.418(t2－t1) 散热太快 保温杯
0.418t2－t1 － 0.025
创新探究
某学习小组设计以右图实验，探究化学反应中的热效 应，把试管放入盛有 25℃的饱和石灰水的烧杯中，试 管中开始放入几小块锌片， 再用滴管往其中滴加 5 mL 盐酸。试回答下列问题： (1)实验中观察到的现象是 ______________________________ 。 (2)产生上述现象的原因是 _________________________。 (3)写出有关反应的离子方程式_______________。 (4)由实验推知， ZnCl2 和 H2 的总能量________(填“大 于”、“小于”或“等于”)锌片和盐酸的总能量。
B．只有③④ D．全部正确
解析：通常情况下，化学反应中能量的转化主要是化学能和热 能之间的转化， 几乎所有的化学反应都伴随着热量的释放或吸 收，故①正确。反应热是定量描述一定温度下化学反应释放或 吸收的热量，一般规定，吸热为正值，放热为负值，可通过实 验测得，也可利用理论计算求得，故②③④正确。
答案：D
3．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离 层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是 ( ) B．固体硝酸铵 D．蔗糖
A．氯化钠 C．生石灰
解析：硝酸铵溶解过程为吸热过程。 答案：B
4．关于化学反应的本质的说法正确的是( A．化学反应都有新物质生成 B．化学反应都有能量变化 C．化学反应是旧键断裂新键形成的过程 D．化学反应都需要在敞口容器中进行
解析：活泼金属与水或酸的置换反应是放热反应 (从钠和水反 应中可得到直观的结论)然后要了解 Ca(OH)2 的溶解度与温度 变化的关系。
答案：(1)试管中锌片溶解，并有气体产生，烧杯中石灰水变浑 浊 (2)锌与稀盐酸反应是放热反应， 该反应放出的热量使石灰
水温度升高，Ca(OH)2 的溶解度随温度升高而降低，故析出部 分 Ca(OH)2 固体变浑浊 于 (3)Zn＋2H ===Zn2 ＋H2↑
解析：化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热。反应是放 热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相 对大小。放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。反应 开始时需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。 吸热反应开始加热， 反应后需不断加热才能使反应继续进行下 去；放热反应开始加热，反应后会放出一定的热量，如果此热 量足够大可使反应维持下去，则反应过程不需要再加热，如煤 的燃烧，一旦加热使煤燃烧起来后就可继续燃烧下去，不需外 界再加热。 答案：CD
温 故
1．什么是化学键？
提示：相邻原子间强烈的相互作用。 2．化学反应中的能量变化形式有哪些？
提示：化学反应中的能量变化形式有热量变化(放热、吸热)、 光、声、电、波等多种形式。
知 新
学案导学
1．反应热 (1)概念：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， 简称为反应热。 (2)符号：用 Q 表示，Q＞0，表示 示 反应放热 。
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5．反应热的测定 (1)仪器——量热计 用于测定反应热的仪器称为 量热计 ，如图所示，量热计由内、 外两个筒组成，内筒是 反应容器 ，外筒起 保温 作用。将反 应物加入内筒并使之迅速混合， 测量反应后溶液温度的变化值。
(2)计算 ①热容：当物质吸收热量温度升高时，温度每升高 1 K 所吸收
K－ 1 。 的热量，称为该物质的热容，用符号 C 表示，单位 J· K－ 1 · kg－1 。常温 ②比热：单位 质量 的物质的热容，单位是 kJ·
答案：B
探究 2：怎样测定中和反应的反应热？引起测定误 差的因素有哪些？ 测定中和热的实验方法 1．实验目的 测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。 2．实验用品 仪器：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、环形玻璃搅拌棒、 温度计、量筒(2 个)、碎泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸 板； 药品：盐酸(0.50 mol· L 1)、氢氧化钠溶液(0.55 mol· L 1) 。
答案：B
名师点睛
探究 1：怎样理解化学反应中的能量变化？常见的 吸热反应和放热反应有哪些类型？ 1．化学反应中的能量通常是以热能的形式表现出来的，但不 全是，也有其他的表现形式，如光能、电能等。 2．反应热的提出是为了定量描述化学反应中释放或吸收的热 能。 3．化学反应中的能量变化可用图示法表示：
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HCl 和 0.55 mol· L 1 的 NaOH 溶液
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各 50 mL。NaOH 的浓度大于 HCl 的浓度作用是________。 当室温低于 10℃时进行，对实验结果会造成较大的误差其原 因是______________________________。
(3)若上述 HCl、NaOH 溶液的密度都近似为 1 g· cm 3，中和后
K－1· kg－1 。 下，液态水的比热为：4.18 kJ·
③计算公式：Q＝ －C(T2－T1) 。
C 表示溶液及量热计的热容，T1、T2 分别表示反应前后体系的 温度，T 为热力学温度，单位为 K，T(K)＝t(℃)＋273.15。
自我检测
1．下列说法中正确的是( ) A．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B．放热的反应在常温下一定很易发生 C．反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能 量的相对大小 D．吸热反应在一定的条件下也能发生
)
B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能 C．动物体内葡萄糖被氧化成 CO2 是热能转变成化学能的过程 D．植物通过光合作用将 CO2 转化为葡萄糖是太阳能转变成热 能的过程
解析：煤燃烧时也转化为光能，A 错；葡萄糖氧化放出热量， 化学能转化为热能，C 错；选项 D 应该太阳能转化为化学能， D 错。
并使之迅速混合，测量 反应前后溶液温度的变化值 ，即可根 据溶液及量热计的热容C， 利用式子 Q＝－C(T2－T1) 计算出反 应所释放或吸收的热量 Q。 4．中和热 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应而生成 1 mol 水，这 时的反应热(即所放出的热量)叫做中和热。
特别提醒：燃烧热和中和热都是反应热的一种类型，单位都是 kJ· mol 1，对以上两个概念要准确掌握其限定条件。