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 体系 ，与体系相互影响的其他部分称为 环境 。 2、反应热 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 。 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 温度 变化和有关物质的 比热容 等来计算反应热。即利用公式： Q＝cmΔt 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 使反应物混合均匀充分接触 。 隔热层的作用是 减少热量的散失 。 温度计的作用是测定反应前后 反应体系 的温度。 (3)实验步骤 ①反应物温度测量(t1)：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，取两温度平均值 ，记录为起始温度t1。 ②反应后体系温度测量(t2)：将 酸碱 溶液迅速混合，用 玻璃搅拌器 轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度 ，记录为终止温度t2。 ③重复实验操作两次，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 设溶液的密度均为1 g·cm－3，中和后溶液的比热容c＝ 4.18 J·g－1·℃－1 ，根据实验数据计算出该反应放出的热量Q≈ 1.42 kJ，则生成1 mol H2O时放出的热量为 56.8 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 1 mol H2O时，放出 57.3 kJ 的热量。 (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、压强和物质的聚集状态等影响。 3、焓与焓变 (1)焓(H)：是一个与内能有关的 物理量 。 (2)焓变(△H)：在恒压下，化学反应过程中 吸收或释放 的热量称为该反应的焓变。常用单位kJ/mol 或 kJ·mol-1。 (3)反应热与焓变的关系 在 等压 条件下进行的化学反应的反应热等于反应的 焓变 ，因此常用 ΔH 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 释放 能量，反应体系的焓 减小 ，ΔH为负值，即ΔH<0。 ②吸热反应：反应体系从环境中 吸收 能量，反应体系的焓 增大 ，ΔH为正值，即ΔH>0。 4、从微观角度理解反应热的实质 以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明，如图所示： 由图可知： 化学键 反应中能量变化 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 436 kJ 共吸收 679 kJ Cl—Cl 吸收 243 kJ H—Cl 放出 431 kJ 共放出 862 kJ 结论 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH＝ －183 kJ·mol－1 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， E1 表示反应物断裂化学键吸收的总热量， E2 表示生成物形成化学键放出的总热量，E1与E2的差值表示 反应热 。上述反应过程表示该反应为 放热 反应。 ②焓变计算公式：ΔH＝E总(断键)－E总(成键) 二、热化学方程式 1、定义：表明反应所 释放 或 吸收 的热量的化学方程式。 2、意义：不仅表示化学反应中的 物质 变化，也表明了化学反应中的 能量 变化。 实例：已知25 ℃、101 kPa下，热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，其表示在25 ℃、101 kPa， 2 mol H2 与 1 mol O2 完全反应生成 2 mol 液态水 时放出的热量是 571.6 kJ 。 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 物质的量 ，可以是整数或分数。 (2)标注反应的 温度 和 压强 。没有特殊说明是指 25 ℃、101 kPa 。不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。 (3)标注各物质 聚集状态 。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态： 气体 用“ ... ...
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