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第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
一、反应热 焓变
(一)反应热及其测定
1、体系与环境
被研究的物质系统称为______________,与体系相互影响的其他部分称为__________________。
2、反应热
在等温条件下,化学反应体系向环境__________________或从环境__________________的热量,称为化学
反应的热效应,简称______________。
3、实验探究:中和反应反应热的测定
(1)测定原理:环境温度不变时,根据测得的体系的__________________变化和有关物质的
__________________等来计算反应热。即利用公式: _________________ _进行计算。
(2)实验装置
①实验装置中各仪器安装如图。
②各部分仪器的作用
玻璃搅拌器的作用是__________________。
隔热层的作用是__________________。
温度计的作用是测定反应前后__________________的温度。
(3)实验步骤
①反应物温度测量(t):测量混合前50 mL 0.50 mol·L-1盐酸、50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液的温度,取
1
__________________,记录为起始温度t。
1
②反应后体系温度测量(t):将__________________溶液迅速混合,用__________________轻轻搅动溶液,
2
并准确读取混合溶液的__________________,记录为终止温度t。
2
③重复实验操作两次,记录每次的实验数据,取其__________________作为计算依据。
(4)实验数据处理
设溶液的密度均为1 g·cm-3,中和后溶液的比热容c=__________________,根据实验数据计算出该
反应放出的热量 Q≈__________________kJ,则生成 1 mol H O 时放出的热量为 __________________
2
kJ。
(5)实验结论
大量实验测得,在 25 ℃和 101 kPa 下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液,发生中和反应生成
______________HO时,放出__________________的热量。
2
学科网(北京)股份有限公司(二)反应热与焓变
1、内能
内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强和物质的__________________等影响。
3、焓与焓变
(1)焓(H):是一个与内能有关的__________________。
(2)焓变( H):在恒压下,化学反应过程中__________________的热量称为该反应的焓变。常用单位
kJ/mol 或 k△J·mol-1。
(3)反应热与焓变的关系
在________________条件下进行的化学反应的反应热等于反应的__________________,因此常用
__________________表示反应热。
(4)焓变与吸热反应和放热反应的关系
①放热反应:反应体系向环境__________________能量,反应体系的焓__________________,ΔH为负值,
即ΔH<0。
②吸热反应:反应体系从环境中__________________能量,反应体系的焓__________________,ΔH为正
值,即ΔH>0。
4、从微观角度理解反应热的实质
以H(g)+Cl(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明,如图所示:
2 2
由图可知:
反应中能量变化
化学键
断裂或形成1 mol化学键的能量变化 断裂或形成化学键的总能量变化
H—H 吸收__________________ kJ
共吸收__________________ kJ
Cl—Cl 吸收__________________kJ
H—Cl 放出__________________kJ 共放出__________________kJ
结论 H(g)+Cl(g)===2HCl(g)的反应热ΔH=__________________
2 2
学科网(北京)股份有限公司①图示:化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示:
其中, ______________ _表示反应物断裂化学键吸收的总热量,________________表示生成物形成化学键
放出的总热量,E 与E 的差值表示_______________。上述反应过程表示该反应为________________反应。
1 2
②焓变计算公式:ΔH=E (断键)-E (成键)
总 总
二、热化学方程式
1、定义:表明反应所__________________或__________________的热量的化学方程式。
2、意义:不仅表示化学反应中的_________________变化,也表明了化学反应中的________________变化。
实例:已知25 ℃、101 kPa下,热化学方程式为2H(g)+O(g)===2HO(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,其表示
2 2 2
在25 ℃、101 kPa,__________________与__________________完全反应生成__________________时放出
的热量是__________________。
3、热化学方程式的书写方法
(1)热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其__________________,可以是整数或分数。
(2)标注反应的__________________和__________________。没有特殊说明是指 __________________ 。
不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。
(3)标注各物质__________________。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态:__________________
用“g”,__________________用“l”,__________________用“s”, _________________ _用“aq”。
(4)标注 ΔH 的__________________。化学方程式后面空一格标注 ΔH,若为放热反应,ΔH 为“
__________________”;若为吸热反应,ΔH为“ _________________ _”。
(5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的 _________________ _计算写出ΔH的数值。ΔH单位是kJ·mol-
1。
4、ΔH的单位中“mol-1”的含义
对 一 个 化 学 反 应 , ΔH 的 单 位 中 “ mol - 1” 不 是 指 每 摩 尔 具 体 ________________ , 而 是 指
“_________________”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。
三、燃烧热
1、概念:在101 kPa时,__________________纯物质完全燃烧生成__________________时所放出的热量。
2、单位:__________________。
3、意义:甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,或ΔH= __________________ ,它表示25 ℃、101 kPa时,
________________ mol 甲烷完全燃烧生成________________和_______________时_______________890.3 kJ
的热量。
4、热化学方程式的书写
学科网(北京)股份有限公司书写表示燃烧热的热化学方程式时,以燃烧__________________可燃物为标准来配平其余物质的化学计量
数,同时可燃物要完全燃烧且生成__________________。例如:
H(g)+O(g)===HO(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
2 2 2
5、燃烧热的热化学方程式是否正误
“一看”可燃物的化学计量数是否为1。
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物。
“三看”ΔH是否为“-”及单位是否正确。
第二节 反应热的热计算
一、盖斯定律
1、盖斯定律:一个化学反应,不管是__________________完成的还是__________________完成的,其反
应热是__________________的。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的__________________和
__________________有关,而与反应的__________________无关。
2、盖斯定律的计算方法
(1)“虚拟路径”法:若反应物A变为生成物D,可以有两个途径。
①由A __________________ 变成D,反应热为ΔH;
②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH、ΔH、ΔH。
1 2 3
如图所示:
则有ΔH= _________________ _。
(2)加合法:加合法就是运用所给热化学方程式通过__________________的方法得到所求的热化学方程
式。
例:根据如下两个反应,选用上述两种方法,计算出C(s)+O(g)===CO(g)的反应热ΔH。
2
Ⅰ:C(s)+O(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
2 2 1
Ⅱ:CO(g)+O(g)===CO(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
2 2 2
反应C(s)+O(g)====CO (g)的途径可设计如下:
2 2
则ΔH=__________________=__________________kJ·mol-1。
学科网(北京)股份有限公司二、反应热的计算
1、根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如,
aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
则====
2、根据反应物、生成物的键能计算
ΔH=反应物的 _________________ _-生成物的__________________。
3、根据物质的燃烧热数值计算
Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。
4、根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH________________,得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
5、ΔH大小比较时注意事项
(1)吸热反应的ΔH为“+”,放热反应的ΔH为“-”,所以 __________________ 的ΔH一定大于
__________________的ΔH。
(2)放热反应的ΔH为“-”,所以放热越多,ΔH越小。
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