反應(yīng)熱與焓變

南昌十中高中化學(xué)備課組

執(zhí)教：吳歡

在寒冷的冬天……

暖寶寶發(fā)熱原理:

暖寶寶內(nèi)含高純度鐵粉，在催化劑作用下，與空氣發(fā)生氧化還原

反應(yīng)，放出熱量

（1）體系與環(huán)境

被研究的物質(zhì)系統(tǒng)稱為

與體系相互影響的其他部分稱為

一、反應(yīng)熱及其測(cè)定

熱量

——以鹽酸與NaOH溶液的反應(yīng)為例

在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱

量，稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡(jiǎn)稱反應(yīng)熱。

等溫：指反應(yīng)前后體系的溫度相等。

（2）反應(yīng)熱

（3）【探究】中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定

① 50 mL 0.50 mol/L鹽酸的質(zhì)量m1=50 g

50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液的質(zhì)量m2=50 g

② 反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c=4.18 J/(g·℃)。

2.實(shí)驗(yàn)試劑：50 mL 0.50 mol/L鹽酸與50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液

1.實(shí)驗(yàn)原理 Q=cm△t

Q=

使反應(yīng)物迅速混合，使

反應(yīng)充分進(jìn)行，保持體

系的溫度均勻。

測(cè)量反應(yīng)前后體系的溫度

反應(yīng)容器

減少熱量散失，

降低實(shí)驗(yàn)誤差。

減少熱量散失，

降低實(shí)驗(yàn)誤差。

3.實(shí)驗(yàn)儀器：簡(jiǎn)易的量熱計(jì)

4.實(shí)驗(yàn)步驟

（1）反應(yīng)物溫度的測(cè)量

①用量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，打開杯蓋，倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒中，蓋上杯蓋，

插入溫度計(jì)，測(cè)量并記錄鹽酸的溫度。用水把溫度計(jì)上的酸沖洗干凈，擦干備用。

②用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，用溫度計(jì)測(cè)量并記錄NaOH溶液

的溫度。

（2）反應(yīng)后體系溫度的測(cè)量

打開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒中，立即蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，

打開磁力攪拌器勻速攪拌。密切關(guān)注溫度變化，將最高溫度記為反應(yīng)后體系的溫度（t2）。

（3）重復(fù)上述步驟（l）至步驟（2）兩次。

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)分工建議：

1人負(fù)責(zé)用量筒量取酸堿溶液

1人負(fù)責(zé)用溫度計(jì)測(cè)溫

1人負(fù)責(zé)操作電腦

1人負(fù)責(zé)記錄讀數(shù)

5.數(shù)據(jù)處理：

某小組用50 mL 0.5 mol·L－1的鹽酸與50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)

次數(shù)

反應(yīng)物的溫度/℃

反應(yīng)前體系的

溫度

反應(yīng)后體系的

溫度

溫度差

鹽酸 NaOH溶液 t1

/℃ t2

/℃ (t2－t1

)/℃

1

2

3

（2）取三次測(cè)量所得溫度差的平均值作為計(jì)算依據(jù)。

（3）根據(jù)溫度差和比熱容等計(jì)算反應(yīng)熱。

貝特羅 法國(guó)化學(xué)家 1827-1907

1881年，法國(guó)化學(xué)家貝特羅，在法蘭西學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室中，發(fā)明了彈式

量熱計(jì)，精確測(cè)出在25 ℃和101 kPa下，強(qiáng)酸的稀溶液與強(qiáng)堿的稀溶

液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)，放出57.3 kJ的熱量，即中和熱

為57.3 kJ/mol

彈式量熱計(jì)

二.反應(yīng)熱與焓變

（1）焓（ H ）：

焓是與內(nèi)能有關(guān)的物理量

（2）焓變（ ΔH ）：

①△H=H(生成物)—H(反應(yīng)物)。

②常用單位：kJ/mol（或kJ·mol-1）

等壓條件下，反應(yīng)熱等于焓變

內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、壓強(qiáng)和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。

【思考與交流】

化學(xué)反應(yīng)中為什么會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)熱？

體系內(nèi)能

改變

產(chǎn)生

反應(yīng)熱

等壓

反應(yīng)熱 = 焓變

宏觀分析：

△H=H(生成物)—H(反應(yīng)物)

反應(yīng)物

生成物

生成物

反應(yīng)物

H H

放熱反應(yīng)

△H<0 為負(fù)值 “-”

吸熱反應(yīng)

△H>0 為正值 “+”

H(反應(yīng)物) > H(生成物) H(反應(yīng)物) < H(生成物)

大量實(shí)驗(yàn)測(cè)得，在25 0C和101 kPa下，強(qiáng)酸的稀溶液與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生

中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)，放出57.3 kJ的熱量。

中和熱為： ΔH = -57.3 kJ/mol

在25° C和101 kPa下，1 mol石墨與1mol H20(g)反應(yīng)，生成1molCO和

1molH2,需要吸收131.5kJ的熱量，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為:

ΔH = +131.5 kJ/mol

注：右端的+或-不要省略，單位kJ/mol必須標(biāo)出。

2.反應(yīng)熱的實(shí)質(zhì)

鍵斷裂，吸收能量

鍵形成，釋放能量

H

436KJ/mol

436KJ/mol

鍵能：在25 ℃和101kPa下，斷開1mol氣態(tài)分子AB（g）中的共價(jià)鍵，

使其生成氣態(tài)原子A（g）和B（g）所吸收的能量

H H H

微觀分析：

H2

(g)+ Cl2

(g) = 2 HCl(g) ΔH=?

反應(yīng)物總鍵能：

生成物總鍵能：

ΔH＝?183 kJ/mol

679 kJ

862 kJ

（吸收能量）

（放出能量）

H2

(g)+ Cl2

(g) = 2 HCl(g) ΔH=?

反應(yīng)物總鍵能：

生成物總鍵能：

ΔH＝?183 kJ/mol

679 kJ

862 kJ

（吸收能量）

（放出能量）

H

H2

(g)+ Cl2

(g)

2 HCl(g)

2H(g)+ 2Cl(g)

ΔH＝?183 kJ/mol

E(反鍵)＝679kJ/mol

E(生鍵) ＝862kJ/mol

ΔH＝E(反鍵)－E(生鍵)

H2

(g)+ Cl2

(g) = 2 HCl(g) ΔH=?

反應(yīng)物總鍵能：

生成物總鍵能：

ΔH＝?183 kJ/mol

679 kJ

862 kJ

（吸收能量）

（放出能量）

H

H2

(g)+ Cl2

(g)

2 HCl(g)

2H(g)+ 2Cl(g)

ΔH＝?183 kJ/mol

E(反鍵)＝679kJ/mol

E(生鍵) ＝862kJ/mol

實(shí)驗(yàn)測(cè)得：ΔH＝?184.6 kJ/mol

H2

(g)+ Cl2

(g) = 2 HCl(g) ΔH=?

反應(yīng)物總鍵能：

生成物總鍵能：

ΔH＝?183 kJ/mol

679 kJ

862 kJ

（吸收能量）

（放出能量）

H

H2

(g)+ Cl2

(g)

2 HCl(g)

2H(g)+ 2Cl(g)

ΔH＝?183 kJ/mol

E(反鍵)＝679kJ/mol

E(生鍵) ＝862kJ/mol

結(jié)論：化學(xué)鍵斷裂和形成時(shí)的能量變化是化學(xué)反應(yīng)中能量變化

的主要原因。

計(jì)算1molN2

(g)與3molH2

(g)轉(zhuǎn)化為2molNH3

(g)的反應(yīng)熱？

共價(jià)鍵 H-H N-H N三N

鍵能(kJ/mol) 436 391 946

Δ H=946+ 3×436 - 6×391

=-92 KJ/mol

ΔH＝E(反鍵)－E(生鍵)

滄海可填山可移，男兒志氣當(dāng)如斯。

兒童有無抱負(fù)，這無關(guān)緊要，可成年人則不可胸?zé)o大志。

不怕路遠(yuǎn)，就怕志短。

在年輕人的頸項(xiàng)上，沒有什么東西能比事業(yè)心這顆燦爛的寶珠。

不要志氣高大，倒要俯就卑微的人。不要自以為聰明。

窮人的孩子早當(dāng)家。

天才是由于對(duì)事業(yè)的熱愛感而發(fā)展起來的，簡(jiǎn)直可以說天才。

人生志氣立，所貴功業(yè)昌。

立志難也，不在勝人，在自勝。

雄心志四海，萬里望風(fēng)塵。

不怕路遠(yuǎn)，就怕志短。

經(jīng)典勵(lì)志短句(二)

古之立大事者，不惟有超世之材，亦必有堅(jiān)忍不撥之志。

志，氣之帥也。

窮人的孩子早當(dāng)家。

丈夫志氣薄，兒女安得知?

在年輕人的頸項(xiàng)上，沒有什么東西能比事業(yè)心這顆燦爛的寶珠。

有志登山頂，無志站山腳。

生無一錐土，常有四海心。

窮人的孩子早當(dāng)家。

有志者，事竟成。

天才是由于對(duì)事業(yè)的熱愛感而發(fā)展起來的，簡(jiǎn)直可以說天才。

窮人的孩子早當(dāng)家。

雖長(zhǎng)不滿七尺，而心雄萬丈。

三.研究反應(yīng)熱的意義

ΔH>0 吸熱反應(yīng)

ΔH<0 放熱反應(yīng)

選擇工藝操作條件 保證生產(chǎn)進(jìn)行

如果不設(shè)法把這些熱量

移走，反應(yīng)器內(nèi)的溫度

就會(huì)過高，不僅會(huì)燒毀

催化劑，還會(huì)使產(chǎn)量降

低，還可能會(huì)發(fā)生爆炸

事故。

如果提供的熱量

不足，反應(yīng)就不

能順利進(jìn)行，甚

至?xí)Ｖ埂?/p>