第1课时 反应热 焓变
发展目标 1.结合具体实例发展学生基于内能及内能变化认识物质所具有的能量和化学反应中能量变化的实质。 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。
一、反应热及其测定
1．认识体系与环境(以盐酸与NaOH溶液的反应为例)
体系构建
2．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：利用量热计直接测定。 3．中和反应反应热的测定 (1)实验装置
(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 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重复实验操作，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，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－
－3
－1
－1
t1)kJ，中和热为－0.418t2－t1－1
kJ·mol。
0.025 (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 NaOH溶液与0.50 mol·L盐酸反应，而不是选用0.50 mol·L NaOH溶液？
[提示] 碱过量的目的是保证盐酸完全反应。 (3)能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？
[提示] 不能。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)。
(4)反应热与焓变的关系
－1
－1
－1
－1
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 H—H Cl—Cl H—Cl 结论 反应中能量变化 1 mol A—B化学键 吸收436 kJ 吸收243 kJ 放出431 kJ 共放出862 kJ －1反应中能量变化 共吸收679 kJ H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH＝－183_kJ·mol (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。
1．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。
(×) (√) (×)
(4)中和反应反应热的测定实验中应作平行实验2到3次，记录实验数据，取平均值，然后带入计算，其中如果有数据明显偏离正常值，该数据应舍去。
(√)
2．下列过程一定释放出能量的是( ) A．化合反应 C．分子拆分成原子
B．分解反应 D．原子构成分子
D [原子构成分子过程为新化学键形成过程，一定释放能量。]
3．氮化硅陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得： 高温
SiO2＋C＋N2――→Si3N4＋CO(未配平)，该反应变化过程中的能量变化如图所示。回答以下问题。
该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，反应热ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
[答案] 放热 <
从宏观和微观的角度理解反应热产生的原因 (素养养成——宏观辨识与微观探析)
能量有各种不同的形式，它能从一种形式转化为另一种形式，或者从一物体传递给另一物体，但在转化和传递过程中，能量的总值是保持不变的(这叫能量守恒定律)。因此在化学反应过程中，与质量守恒一样，能量也是守恒的。
[问题1] 从能量变化的角度分析放热反应过程，如图所示：
E反应物总能量 E生成物总能量 热量
即反应前后化学反应除了遵循质量守恒外还要遵循能量守恒，如图所示：
，请从能量的角度分析化学反应中为什么一定存在能量变化？化学反应放
热还是吸热取决于什么因素？
[提示] 由于化学反应中反应物能量之和与生成物能量之和不相等，所以化学反应中一定有能量变化。一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于：反应物总能量与生成物总能量的相对大小。
[问题2] 如图是氢气与氧气反应的示意图，从化学键的角度分析本图并完成下列讨论。
从化学键的角度分析，为什么化学反应中一定存在能量的变化？
[提示] 旧键断裂时吸收的能量与新键形成时放出的能量均不相等，所以任何化学反应都有能量变化。
1．从反应物和生成物焓(H)的变化角度分析
2．从反应热的量化参数——键能的角度分析
1．生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12 000～20 000倍，在大气中的寿命可长达740年之久，以下是几种化学键的键能：
化学键 键能/(kJ·mol) 说法中正确的是( ) A．过程N2(g)―→2N(g)放出能量 B．过程N(g)＋3F(g)―→NF3(g)放出能量
－1N≡N 941.7 F—F 154.8 N—F 283.0
2021年高中化学第1章第1节第1课时反应热焓变教案人教版必修一.doc
