高二化学-知识讲解_化学反应的反应热和焓变_提高.doc

化学反应的反应热和焓变编稿：于冬梅 审稿:张灿丽【学习目标】　　1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；知道反应热和焓变的含义　　2、掌握热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式要点梳理】要点一、化学反应的反应热1、反应热　（1）定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量　　符号：用Q表示　　　　　Q>0，表示吸热；Q<0，表示放热　　单位： kJ/mol（2）反应热的测定 仪器——量热计 量热计由内、外两个筒组成，外筒的外壁覆盖着保温层，测定时，将反应物加入内筒，并使之迅速混合，测量反应前后溶液的温度变化值2、测定中和反应的反应热　（1）实验的要点：　①测定中和热的实验中酸碱溶液一定用稀溶液的原因是：酸和碱的电离是吸热过程，在稀溶液中强酸与强碱已经完全电离，不会影响产生水的反应所产生的热量测定另外，稀溶液的比热接近于水，密度与水相差不大，在粗略计算时误差小同时，也不能太稀，因温度改变量太小，测量时很困难，且测得的误差很大　②简易的量热计（如图所示）中大小烧杯间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失　③实验时碱略过量，原因是要使酸完全反应生成水，由于酸反应完全，所以可根据酸完全反应生成的水量进行中和反应的反应热计算（2）实验原理：Q=mcΔt 　 ①Q:中和反应放出的热量。

m:反应混合液的质量c：反应混合液的比热容Δt：反应前后溶液温度的差值Q=（V酸ρ酸＋V碱ρ碱）·c·（t2－t1） ②V酸=V碱=50 mLc酸=0.50 mol/L c碱=0.55 mol/Lρ酸=ρ碱=1 g/cm3c=4.18 J/（g·℃）Q=0.418（t2－t1）kJ ③　（3）中和热的测定步骤：①用大、小烧杯、泡沫塑料、温度计和环形搅拌棒组装反应装置也可在保温杯中进行)②用量筒量取50mL0.5mol/L的盐酸倒入小烧杯中并用温度计测量温度，记入下表③用另一量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液并测量温度，记入下表④把温度计和环形搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯，用环形搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为最终温度，记入下表⑤重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据温度次数起始温度t1/℃终止温度t2/℃温度差(t2-t1)/℃HClNaOH平均值124.024.024.027.43.4223.924.124.027.33.3324.123.924.027.53.5⑥根据实验数据计算中和热具体计算不要求）（4）注意点要精确地测定反应中的能量变化，一是要注重“定量”，二是要最大限度地减小实验误差。

①所用装置要尽可能做到保温、隔热②所用药品溶液浓度的配制必须准确，且浓度尽可能的要小③为保证盐酸完全被氢氧化钠中和，须使氢氧化钠溶液稍大于盐酸的浓度④温度计刻度要小点，读数要尽可能准确，且估读至小数点后两位⑤水银球部位一定要完全浸没在溶液中，且要稳定一段时间后再读数，以提高测量的精度⑥两次读数的时间间隔要短，这样才能读到最高温度，即最终温度⑦实验操作时动作要快，以尽量减少热量的损失⑧加强搅拌，使反应容器中液体温度分布均匀要点二、化学反应的焓变1、焓变　　含义：焓是表述物质所具备的能量大小的物理量，符号为H△H为生成物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变△H＝H（生成物）－H（反应物）　　说明：　　（1）反应热与焓变的关系　　热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只转化成热能，而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变数学表达式：QP=∆H，其中：Qp表示在压强不变的条件下化学反应的反应热　　（2）△H的正负与吸放热的关系　　　 　当△H为“－”或小于0，为放热反应；当△H为“+”或大于0，为吸热反应　　（3）吸放热与物质能量的关系　　　 　放热反应中：反应物总能量大于生成物总能量，反应后体系能量降低；即△H＜0。

　　　 　吸热反应中：反应物总能量小于生成物总能量，反应后体系能量升高；即△H＞0　　（4）吸放热与化学键的关系　 　　　反应物分子断键时吸收的能量＞生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为吸热反应　　　　 反应物分子断键时吸收的能量＜生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为放热反应2、热化学方程式【高清课堂：化学反应与能量变化#热化学方程式】　　（1）概念：能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式　 　　例如： H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；△H= -184.6 kJ/mol　　（2）意义：既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化 要点诠释：　　A、热化学方程式必须标出能量变化　　B、热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关　　C、热化学方程式中加各物质的化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应热也发生相应变化要点三、正确理解和应用热化学方程式的注意事项　　1、普通化学方程式只表明了化学反应中的物质变化；热化学方程式是表示反应所放出或吸收热量的化学方程式，它既表明了化学反应中的物质变化，又表明了化学反应中的能量变化。

　　2、△H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右（后）边，即只有在热化学方程式中出现若为放热反应，△H为“－”；若为吸热反应，△H为“＋”△H的单位一般为kJ/mol　　3、反应热△H与测定条件（温度、压强等）有关书写热化学方程式时，应注明△H的测定条件（温度、压强），未指明温度和压强的反应热△H，指25℃（298K）、101kPa时的反应热△H（绝大多数反应热△H是在25℃、101kPa时测定的）　　4、物质本身具有的能量与物质的聚集状态有关反应物和生成物的聚集状态不同，反应热△H的数值以及符号都可能不同因此，必须注明物质（反应物和生成物）的聚集状态（气体：g　 液体：l　 固体：s　 稀溶液：aq），才能完整地体现出热化学方程式的意义热化学方程式中，不用“↑”和“↓”　　5、普通化学方程式中，各物质化学式前的化学计量数可以表示物质的分子数、物质的量等含义；但是在热化学方程式中，只表示该物质的物质的量，所以可以是整数、分数、或小数对相同化学反应，化学计量数不同，反应热△H也不同如：　　　　　　　　　　6、相同条件（温度、压强），相同物质的化学反应（互逆反应，不一定是可逆反应），正向进行的反应和逆向进行的反应，其反应热△H数值相等，符号相反。

如：　　　　　　　　　　7、反应热△H的单位kJ/mol中的“/mol”是指化学反应整个体系（即指“每摩化学反应”），而不是具体指该反应中的哪一种物质如　　指“每摩反应”，放出571.6kJ的能量，而不是指反应中各物质的物质的量　　8、不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热△H表示反应进行到底（完全转化）时的能量变化　　如：是指2mol SO2(g)和1mol O2(g)完全转化为2mol SO3(g)时放出的能量若在相同的温度和压强时，向某容器中加入2mol SO2(g)和1mol O2(g)反应达到平衡时，放出的能量为Q，因反应不能完全转化生成2mol SO3(g)，故Q＜197kJ　　9、关于反应热的大小比较问题，注意理解：有两种情况，其一是比较Q（热量值），那么就只与反应热的数值有关，与“＋”“－”符号无关，“＋”“－”只表示吸热或放热；其二是比较△H，那么就与“＋”“－”符号有关　　　　如　　　　　　　　　两反应的反应热的关系为a

反应热的符号为Q，反应吸热时，Q为正值（Q＞0）；反应放热时，Q为负值（Q＜0）　　【答案】BC　　【解析】在化学反应中有新物质生成的同时，必然伴有能量的变化因为各种物质中所具有的能量不一定相等反应物具有的能量与生成物具有的能量不相等，导致了反应中能量的变化因此A、D的叙述是错误的，正确的是B、C举一反三：　　【变式1】（2015 成都模拟）已知H2(g)+Br2(l)====2HBr(g)　ΔH＝-72kJ·mol-1蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436a369则表中a为(　　)A.404 B.260 C.230 D.200 　　【答案】D【解析】由题意知H2(g)+Br2(l)====2HBr(g)　ΔH＝-72 kJ·mol-1①，Br2(l)====Br2(g)　ΔH＝+30 kJ·mol-1②；①-②得H2(g)+Br2(g)====2HBr(g)　ΔH＝-102 kJ·mol-1；根据反应热：ΔH＝反应物的键能之和-生成物的键能之和＝436 kJ·mol-1+akJ·mol-1-369 kJ·mol-1×2＝-102 kJ·mol-1。

解得：a＝200，由此可知D项正确高清课堂：化学反应与能量变化#例1】【变式2】白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为： P—P a kJ·mol—1、P—O b kJ·mol—1、P=O c kJ·mol—1、O=O d kJ·mol—1 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是 A．(6a+5d－4c－12b)kJ·mol—1 B．(4c+12b－6a－5d)kJ·mol—1 C．(4c+12b－4a－5d)kJ·mol—1 D．(4a+5d－4c－12b)kJ·mol—1 　　【答案】A 类型二： 热化学方程式的意义及书写　　例2  热化学方程式C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；△H ＝+131.3kJ/mol表示（　　 ）　　A．碳和水反应吸收131.3kJ能量　　B．1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3kJ热量　　C．1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3kJ　　D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ　　【答案】C【解析】热化学方程式既表示物质的变化同时表示能量的变化。

方程式中，系数只表示物质的量；物质的能量变化与物质的状态有关，所以必须注明反应物、产物的状态；△H 中kJ/mol表示的是在一定条件下，物质的状态确定时，按照每摩尔反应进行时的能量变化。