第一節(jié)　反應(yīng)熱

一、反應(yīng)熱與焓變

1.體系與環(huán)境——以鹽酸與NaOH溶液之間的反應(yīng)為例

(1)體系(又稱系統(tǒng)):試管中的鹽酸、NaOH溶液及發(fā)生的反應(yīng)等看作一個(gè)反應(yīng)體系。

(2)環(huán)境:盛溶液的試管和溶液之外的空氣等看作環(huán)境。

2.反應(yīng)熱: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),簡稱反應(yīng)熱。

3.中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

(1)實(shí)驗(yàn)裝置

(2)實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)

a.反應(yīng)物溫度(℃)的測量:用一量筒量取50 mL 0.50 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;用另一量筒量取50 mL 0.55 NaOH溶液,用溫度計(jì)測量并記錄NaOH溶液的溫度,取兩溫度平均值為℃。

b.反應(yīng)后體系溫度(℃)的測量

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),用攪拌器勻速攪拌。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 ℃。

c.重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作3次,記錄每次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),取其平均值作為計(jì)算依據(jù),其中如果有數(shù)據(jù)明顯偏離正常值,該數(shù)據(jù)應(yīng)舍去。

d.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

所用鹽酸、氫氧化鈉溶液均為稀溶液,其密度近似地認(rèn)為都是1g·cm-3,反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c=4.18J/(g·℃)。 該實(shí)驗(yàn)中鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)放出的熱量是③　0.418(-)kJ? ? ,中和反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=kJ·mol-1? ? 。

4.反應(yīng)熱與焓變

(1)焓(H)是與內(nèi)能有關(guān)的物理量,焓變(ΔH)是生成物與反應(yīng)物的焓值差。

(2)從微觀角度認(rèn)識(shí)反應(yīng)熱的實(shí)質(zhì)

二、熱化學(xué)方程式

1.熱化學(xué)方程式

(1)概念:能表明反應(yīng)所釋放或吸收的熱量的化學(xué)方程式。

(2)注意問題

a.指明了反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng),若在25 ℃、101 kPa條件下進(jìn)行的反應(yīng),可不注明。

b.注明了各物質(zhì)的狀態(tài): s (固體)、l (液體)、g?(氣體)或 aq (液體)。

c.在方程式的右邊注明了ΔH的“+”或“-”及數(shù)值和單位。

d.注意可逆反應(yīng)的ΔH和實(shí)際吸收或放出熱量的區(qū)別:不論化學(xué)反應(yīng)是否可逆,熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱ΔH都表示反應(yīng)進(jìn)行到底時(shí)的能量變化。

2.熱化學(xué)方程式的書寫步驟及要求

三、燃燒熱

1.燃燒熱的概念:25 ℃、101 kPa時(shí),1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量。燃燒熱的單位是kJ·mol-1。

2.注意事項(xiàng):“完全燃燒生成指定產(chǎn)物”是指單質(zhì)或化合物燃燒后變?yōu)橄鄬?duì)穩(wěn)定的物質(zhì)。完全燃燒時(shí),可燃物中的碳元素變?yōu)镃O2(g),氫元素變?yōu)镠2O(g),硫元素變?yōu)镾O2(g),氮元素變?yōu)镹2(g)等。

3.燃燒熱的意義:甲烷的燃燒熱ΔH=-890.3 kJ·mol-1,它表示25 ℃、101 kPa時(shí),1 mol CH4(g)完全燃燒生成CO2(g)和液態(tài)H2O時(shí)放出890.3 kJ的熱量。

4.燃燒熱的計(jì)算:由燃燒熱定義可知,25 ℃、101 kPa時(shí),可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量×燃燒熱,即。此公式中的ΔH是指表示物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式對(duì)應(yīng)的反應(yīng)熱,而不是指一般反應(yīng)的反應(yīng)熱。