高中化学选择性必修一第一节：化学反应的热效应

第一章化学反应的热效应 第一节反应热 一、反应热及其测定 1．认识体系与环境(以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例)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

• 1. 反应热 焓变
  • 体系和环境
  • 反应热
    • 等温条件下，向环境吸收或者放出热量
    • 量热计测定
    • 测量依据
      • Q=cm（t2-t1）
    • 计算公式
      • ∆ H=反应物的总键能-生成物的总键能
      • ∆H=生成物物的总能量-反应物的总能量
    • 常考题型
      • 1、计算公式的运用
      • 2、给你一个反应（各物质的键能都给你，让你计算反应热）， （给你某些物质的键能和总反应热，计算某一个物质的键能）
      • 3、图形题判断（金刚石和石墨与氧气分别反应，问你谁稳定），尤其小心多步进行的（先生成CO，后生成CO2）
  • 中和热
    • 定义
      • 强酸、强碱、稀溶液
      • 生成1mol液态水放出的热量
      • 放出热量57.3KJ/mol
      • 1、弱酸/弱碱的电离，吸热 2、浓溶液混合放热 3、若生成 BaSO4等沉淀，放热
    • 案例
      • HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）∆ H=-57.3KJ/mol
    • 中和热测定实验
      • 测量依据
        • Q=cm∆t
      • 实验仪器和药品
        • 量热计
        • NaOH
        • HCl
      • 实验方案
        • 1、测量t1
        • 2、测量t2
        • 3、数据处理
        • 4、得出结论
        • 多次测量求平均
      • 误差分析
        • 盐酸量取仰视
          • 质量偏高，数据偏高
        • 氢氧化钠多次倒入
          • t2偏小，数据偏低
        • 环形玻璃搅拌器换成铁制品
          • t2偏小，数据偏低
        • 测量盐酸后未洗涤直接测氢氧化钠
          • t1偏大，数据偏低
        • 隔热层保温效果不好
          • t2偏小，数据偏低
        • 环形玻璃搅拌器搅拌不均匀
          • 影响t2数据
        • 实验操作过于缓慢
          • t2偏小，数据偏低
        • 由于操作不当因其温差数据偏差太大，继续使用计算
          • 影响实际温差数据
      • 如何提高中和热 测定实验的准确度
        • 多次实验求平均
        • 量热计的保温效果要好
        • 实验操作要快
        • 碱要过量，保证酸完全中和
        • 实验操作步骤准确
        • 计算结果准确
      • 计算方法
        • 热化学方程式+概念
        • 键能和能量
  • 燃烧热
    • 定义
      • 1mol纯物质
      • 生成指定产物放出的热量
      • 指定产物：H（H2O(L)）、C（CO2(g)）、N（N2(g)）、S（SO2(g)）
    • 案例
      • C（S）+O2（g）=CO2（g）∆ H=-393.5KJ/mol
    • 计算方法
      • 热化学方程式+概念
      • 键能和能量
    • 题型
      • 1、生成气态水Q1和液态水Q2能量对比
        • Q2/Q1>1
      • 2、燃烧热值（求物质的燃烧热值最大的是哪一个物质）
      • 3、燃烧热定义的考察（某物质完全氧化后生成CO2与氢氧化钠生成 正盐/与澄清石灰水生成沉淀，让你计算1mol某物质的焓变）
  • 焓 焓变
    • 焓
      • 与内能有关的物理量
      • 符号：H
      • 单位：KJ/mol
      • 子主题
      • 内能是各种能量的总和
    • 焓变
      • 等压条件
      • 其反应热等于焓变
      • △H=H（生成物）-H（反应物）
      • 符号：∆ H
      • 单位：KJ/mol
      • 表达意义
        • ΔH>0
          • 吸热反应
          • 焓增过程
        • ΔH<0
          • 放热反应
          • 焓减过程
      • 可以理解为能量的变化
  • 补充知识
    • 常见的吸热反应
      • Ba（OH）2.8H2O和NH4Cl
      • 大多数的分解反应
      • C和水蒸气的反应
    • 常见的放热反应
      • 所有的燃烧反应
      • 大部分的化合反应
      • 铝热反应
      • 中和反应
      • 金属和水/酸的反应
    • 化学反应的本质
      • 旧键断裂、新键形成
    • 旧键断裂吸热，新键形成放热； 化学反应既有物质变化也有能量变化； 能量越低越稳定
• 2. 热化学方程式
  • 定义
    • 表明反应释放或吸收热量的化学方程式
  • 特点
    • 化学方程式
    • 各物质的状态
    • 焓变∆H
    • 缺一不可
  • 书写步骤
    • 一写方程式
    • 二标状态
    • 三标条件
    • 四标∆H
    • 五标数值
  • 判断正误
    • 一看——各物质的聚集状态是否正确
    • 二看——ΔH的符号“+”“-”是否与吸热或放热一致
    • 三看——反应热的单位是否是kJ·mol-1
    • 四看——反应热数值与化学计量数是否相对应
  • 注意事项
    • ΔH和热化学方程式的系数一一对应
    • 方程式的系数扩大或者缩小多少倍，ΔH扩大或缩小多少倍
    • 可逆反应中实际放出的热量小于理论值（不完全转化）
    • 热化学方程式颠倒方向，ΔH的前面加上-号
  • 与化学方程式的区别
    • 化学计量数只表示物质的量，不表示物质的个数
    • 聚集状态必须写
    • 沉淀和气体符号不必写
    • 反应条件（不注明出温度、压强以外的条件）
    • 焓变需要注明单位和数值
    • 表示化学反应的物质和能量的变化
• 3. 盖斯定律
  • 定义
    • 一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成，其反应热是相同的
      • 牵涉计算题，概念需要着重理解
  • 注意事项
    • 反应热只与始态和终态有关，与途径无关
  • 意义
    • 有些反应进行得很慢
    • 有些反应不容易直接发生
    • 有些反应的产品不纯（有副反应发生）
  • 利用盖斯定律书写热化学方程式的方法
    • 确定待求反应的热化学方程式
    • 找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)
    • 利用同侧相加、异侧相减进行处理
    • 根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物
    • 实施叠加并确定反应热的变化
• 4. 反应热计算方法
  • 计算依据一
    • 热化学方程式
      • 选择题和计算大题中常使用该方法
      • 反应热与各物质的物质的量成正比
      • 正、逆反应的反应热数值相等，符号相反
      • 热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减，所求之和为其代数和。
      • 将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”、“－”号必须随之改变
      • 在设计反应过程时，可能会遇到同一物质三态（固、液、气）间的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之，会放出热。
  • 计算依据二
    • 燃烧热
      • 燃烧热△H=-Q/n(可燃物）KJ/mol
  • 计算依据三
    • 盖斯定律
      • 虚拟路径法
        • (a)由A直接变成D，反应热为ΔH； (b)由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
        • ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
      • 加和法
        • 宗旨
          • 运用所给热化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。
        • 方法
          • 找出
            • 根据待求解的热化学方程式中的反应物和生成物找出可用的已知热化学方程式。
          • 调整
            • ①根据待求解的热化学方程式调整可用热化学方程式的方向，同时调整△H的符号。
            • ②根据待求解的热化学方程式将调整好的热化学方程式乘以某一个数以便后续消去无关物质
          • 加和
            • 将调整好的热化学方程式进行加和得到待求解的热化学方程式
          • 求焓
            • △H随热化学方程式的调整而进行相应的加、减、乘、除运算
  • 计算依据四
    • 键能
      • ∆H=反应物总键能-生成物总键能
  • 计算依据五
    • 图形计算
      • 放热反应
        • ∆H=(E2-E1)kJ/mol =(a-b) kJ/mol =-ckJ/mol
      • 吸热反应
        • ∆H=(E2-E1)kJ/mol =(a-b) kJ/mol =+ckJ/mol