2017-2018学年高中化学 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

(√)
(4)测定中和反应的反应热时，将碱缓慢倒入酸中，所测温度值
偏小。
(√)
2．实验室利用如图装置进行中和反应反应热的测
解定析。：回该答实下验列的问关题键：是温度的测定，在操作正确的前提下提 高(中1)和为热 准确测测定定的实准验确数性据的，关起键始是时提盐高酸装与置烧的碱保温温效果。
解度析相：同所，测而温终度止2温.9 度℃与与起其始他温温度度之相差差(t1太－大t2)，分应舍去，代入计 算别式为的①温2度.3 差℃应，取②①2.4和℃②，的③平2均.9值℃。，则最终代
(3)与反应热的关系
等压条件下，反应中的能量变化全部转化为热能 时，焓变与化学 反应的反应热相等，数学表达式为 ΔH＝Qp 。
[特别提醒] 物质所聚集的状态不同，所具有的能量也不 同，“焓”也不同，一般来说气态>液态>固态。
1．焓变与反应吸热或放热的关系是什么？ 提示：ΔH>0 为吸热反应，ΔH<0 为放热反应。 2．化学键的形成和断裂时，与能量有什么关系？反应的焓 变与其又有什么关系？ 提示：化学键形成时放出能量，化学键断裂时吸收能量，反 应的焓变等于两者之差。 3．化学反应的焓变与反应条件有什么关系？
反应。反应产物的总焓小于反应物的总焓，反应物的总能
量大于反应产物的总能量。
答案：A
3．下表为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的能量变化，填写空白处。
反应中能量变化
化学键
1 mol A—B化学键
反应中能量变化
H—H Cl—Cl
吸收436 kJ 吸收243 kJ
共吸收_6_7_9__kJ
H—Cl
[三级训练·节节过关]
1．下列关于能量的变化及反应热的说法中正确的是 ( ) A．任何化学反应都有反应热 B．某些化学键形成时吸收能量，某些化学键断裂时放出能量 C．形成新化学键不一定放出能量 D．有热量变化的过程一定有化学键的断裂与形成 解析：断裂化学键一定吸收能量，形成化学键一定放出能量； 有热量变化的过程可能是物理变化，如浓硫酸溶于水放出热量。 答案：A
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)中和反应反应热与酸的强弱有关，而与浓度无关。
(×)
(2)10 mL 1.0 mol·L－1 的 NaOH 溶液与 10 mL 1.0 mol·L－1 的盐酸
混合，20 mL 1.0 mol·L－1 的 NaOH 溶液与 20 mL 1.0 mol·L－1 的
提示：焓变与物质的状态有关，与反应条件无关。
1．焓变与吸热反应、放热反应的关系
2．焓变与化学键变化的关系 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因(如下)。
吸收能量 E1 ↓
反应物―旧新―化化―学学――键键―断形―裂成→反应产物 ↓
放出能量 E2 E1>E2 反应吸收能量 ΔH>0 E1<E2 反应放出能量 ΔH<0 即：ΔH＝反应物的化学键断裂吸收的能量总和－反应产物的化 学键形成时放出的能量总和。
解入析计：算式因的为温固度体差N的aO平H均溶值于为水__放2_.3_热5__，__所℃以。如果用 0.50 mol·L－1 的(2盐)在酸操和作氢正氧确化的钠前固提体下进提行高实中验和，反则应实 反应验热中测所定测的出准的确“性中和 热的”关的键热是值__将提__偏高__大装__。置__的__保__温__效__果___。
化学反应的焓变
1．焓
(1)概念：用来描述物质所具有的能量的物理量，用符号 H表示。
(2)意义：相同量的不同物质所具有的能量不同，其焓不同。 2．焓变
(1)概念： 反应产物总焓与 反应物总焓之差。 (2)表达式：ΔH＝_H__(_反__应__产__物__)_－__H__(_反__应__物__)___ ， 单位：_k_J_·_m__o_l－__1 或 J·mol－1。
4.测定中和反应的反应热需注意的几个问题 (1)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5 mol·L－1)。 (2)操作时动作要快，尽量减少热量的损失，使用绝热装置， 避免热量散发到反应体系外。 (3)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测 量 NaOH 溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影 响测量结果。 (4)读取中和反应的温度(t2)是反应混合液的最高温度。 (5)不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测 量数值偏低。 (6)反应热的数值是 57.3 kJ·mol－1，测定时与强酸、强碱的用 量无关。
⑤用同样方法测定 KOH 溶液与盐酸反应、NaOH 溶液与
硝酸反应、盐酸与氨水的反应热。
(3)数据处理
一组
实验 NaOH＋HCl
溶液温度/K 温度变化 反应热 T1 T2 ΔT/K kJ·mol－1
二组 KOH＋HCl
三组 NaOH＋HNO3 四组 HCl＋NH3·H2O
1．以上四组实验，测得热效应相等吗？ 提示：实验测得前三组中和反应的反应热相同，第四 组中和反应的反应热最小。 2．实验操作一般重复 2～3 次的目的是什么？ 提示：多次计算求平均值，以减少实验过程中的误差。
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 [课标要求] 1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。 2．了解化学能与热能的相互转化。了解反应热、焓变的概念及表
示方法，了解焓变与反应热、物质的能量之间的关系。 3．了解定量测定反应热的基本原理和实验方法。
1．反应热是指当一个化学反应在一定温度下进行时，反应 释放或吸收的热量。
放出431 kJ
共放出_8_6_2_kJ
结论 1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)完全反应生成2 mol
HCl(g)放出__1_8_3_ kJ的热量
解析：共吸收能量：436 kJ＋243 kJ＝679 kJ； 共放出能量：2×431 kJ＝862 kJ， 共吸收能量－共放出能量＝679 kJ－862 kJ＝－183 kJ，即 反应生成2 mol HCl时放出183 kJ热量。
3．焓变与物质能量变化的关系
放热反应
பைடு நூலகம்
吸热反应
反应物具有的总能量大于 反应物具有的总能量小于 关系
反应产物具有的总能量 反应产物具有的总能量
表示 方法
ΔH<0
ΔH>0
图示
4．ΔH 的计算方法 (1)ΔH＝反应物断键吸收的总能量－生成物成键释放的总 能量。 (2)ΔH＝生成物所具有的总能量－反应物所具有的总能量。
1．“焓”是指 A．物质所具有的能量 B．反应热的变化 C．化学键所具有的能量 D．物质的一种化学性质
()
解析： “焓”描述的是物质所具有的能量，是物质固
有的性质。
答案：A
2．已知某反应的焓变小于零，下列说法正确的是
()
A．该反应为放热反应
B．该反应为吸热反应
C．反应产物的焓大于反应物的焓
D．反应物的总能量小于反应产物的总能量 解析：ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)，ΔH<0 时，为放热
2．反应热可用量热计测量，计算公式：Q＝－c(T2－T1)。 3．焓是用来描述物质具有的能量的物理量。焓变 ΔH＝
H 反应产物 _H 反应物，ΔH>0 时为吸热反应，ΔH<0 时为放热反应。 4．反应热与化学键能的关系：
ΔH＝反应物断键吸收的能量总和－反应产物成键放出的能 量总和
化学反应的反应热
1．概念：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。
1．强酸和强碱的稀溶液发生中和反应，其反应热是相等的， 都约是 57.3 kJ·mol－1。
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
2．强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液发生中和反应，反应 热一般小于 57.3 kJ·mol－1，因为弱电解质的电离是吸热的。
3．中和反应的实质是 H＋和 OH－化合生成 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。
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中和反应反应热的测定
1．主要仪器 用于测定反应热的仪器称为 量热计 ，由内、外两个筒组成， 内筒为 反应容器 ，外筒起 保温作用 。 2．原理 反应热的计算公式为 Q＝ －c(T2－T1) ，式中 C 代表体系的 _热__容_，T1、T2 分别表示反应前和反应后体系的 温度 。
3．利用简易量热计测定室温下中和反应的反应热 (1)实验药品 1．0 mol·L－1 盐酸，1.0 mol·L－1 NaOH 溶液，1.0 mol·L－1 硝酸， 1.0 mol·L－1 氨水，1.0 mol·L－1 KOH 溶液。 (2)实验步骤 ①向量热计内筒中加入盐酸 100 mL，搅拌后测初始温度 T1。 ②向烧杯中加入 NaOH 溶液 100 mL，调节温度为 T1。 ③快速将烧杯中碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记 录体系的最高温度 T2。 ④根据溶液温度升高的数值，计算中和反应的反应热， ΔH＝－0.418×02.×1 T2－T1 kJ·mol－1。
2．下列反应中生成物的总能量大于反应物总能量的是 ( ) A．氢气在氧气中燃烧 B．铁丝在氧气中燃烧 C．硫在氧气中燃烧 D．焦炭在高温下与水蒸气反应 解析：焦炭在高温下与水蒸气反应为吸热反应，则生成物总 能量大于反应物总能量。 答案：D
3．下列示意图能正确表示氢气与氯气反应生成氯化氢过程中能量变
(3)如果用 0.50 mol·L－1 的盐酸和氢氧化钠固体进行实验，则 实验中所测出的中和反应反应热的热值将__偏__大____(填“偏
大”“偏小”或“不变”)。
[方法技巧]
中和热测量的误差分析方法 (1)分析误差原理
根据中和热ΔH(即生成1 mol水时的反应热)计算公式：ΔH
－Q ＝ nH2O ，若实验过程导致放热(Q)变小，则中和热(ΔH)偏
返回
2．下列说法正确的是
()
A．化学反应都伴随着能量变化
B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C．化学反应可能发生颜色变化，有颜色变化的物质变化一
定是化学变化
D．碘升华时放出能量
解析
解析：物质发生化学变化时，光、电、热等能量可转化为化 学能，化学能也可转化为光、电、热等能量，A 项正确；有 些物理变化也伴随着能量变化，如物质三态之间的变化，B 项错误；化学反应可能发生颜色变化，如 H2＋I2===2HI,2NO ＋O2===2NO2，但有颜色变化的物质变化不一定是化学变 化，如活性炭使红墨水退色，C 项错误；碘升华吸收能量， 故 D 项错误。 答案：A
大；反之若实验过程导致放热(Q)变大，则中和热(ΔH)偏小。
[方法技巧] (2)产生误差的原因 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．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 ②同一化学反应在不同温度下进行，反应热的
数值不同 ③反应热通常用 Q 表示，反应放热时，Q 为负值，
反应吸热时，Q 为正值
A．只有③
B．只有①②
C．只有①③
D．全部正确
解析
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，吸热时 Q 为正值，放 热时 Q 为负值，并且可通过实验测得，故②③也正确。 答案：D
盐酸混合，反应热后者是前者的 2 倍。
(√)
(3) 在 稀 溶 液 中 ， H ＋ (aq) ＋ OH － (aq)===H2O(l) ΔH ＝ － 57.3
kJ·mol－1，若将含 0.5 mol H2SO4 的浓 H2SO4 与含 1 mol NaOH
的溶液混合，放出的热量大于 57.3 kJ。
2．符号：用 Q 表示，反应吸热时，Q 为正值；反应放热时， Q 为负值。
3．单位： kJ·mol－1 或 kJ·mol－1。 4．热化学：用实验方法和 理论 方法研究反应热的化学分支 称为热化学。
[特别提醒] (1)物理变化中的能量变化不是反应热。如物质的三态变 化、NH4NO3 溶于水吸热、浓 H2SO4 稀释放热等。 (2)反应放热或吸热与反应条件无关。