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第一節 反應熱
第1課時 反應熱及其測定
第一章 化學反應的熱效應
化學反應的本質 能量變化的原因
宏觀
微觀
舊物質反應生成新物質
反應物和生成物能量不同
舊鍵的斷裂和新鍵的形成
斷鍵吸收能量和成鍵釋放能量不同
能量守恒
質量守恒
放熱反應
吸熱反應
反應物的總能量 > 生成物的總能量
反應物的總能量 < 生成物的總能量
斷鍵吸收的能量E1＜成鍵釋放的能量E2
斷鍵吸收的能量E1＞成鍵釋放的能量E2
定性描述
定量描述
必修2
選擇性必修1
【研究鹽酸與NaOH溶液的反應】
任務一 反應熱及基本概念
體系(系統)
試管中的鹽酸、NaOH溶液及發生的反應等看作一個反應體系
被研究的物質系統
環境
盛溶液的試管和溶液之外的空氣等看作環境
與體系相互影響的其他部分
熱量
因溫度不同而在體系與環境之間交換或傳遞的能量
化學反應的熱效應(反應熱)
反應前后體系的溫度相等
等溫條件下，化學反應體系向環境釋放或從環境吸收的熱量
問題：如何定量地描述一個化學反應釋放或吸收的熱量呢？
任務二 中和反應熱的測定
問題：如何準確地測量一個化學反應反應熱呢？以酸堿中和反應為例。
反應熱計算公式 Q ＝ m c Δt
中和反應放出的熱量
反應混合液的質量
反應混合液的比熱容
反應前后溶液溫度的差值
HCl + NaOH === NaCl + H2O
HCl(aq)、NaOH(aq)用量越多，產生的水越多，放熱就越多，即生成水的量與放熱成正比，所以計算生成1 mol水放出的熱量即為中和熱。
測定原理
計算式
中和熱＝
Q
n(H2O)
＝
[m(HCl(aq)) +m(NaOH(aq))] c(t2-t1)
n(H2O)
t2為反應結束時溫度,t1為反應前溫度，因m(aq)＝V(aq)·ρ，V (aq)可直接測量，本實驗在反應過程中要測得的數據就是t1、t2
任務二 中和反應熱的測定
2. 實驗設計
保證絕熱環境，減少熱量散失
重復實驗，減小實驗誤差
使反應物迅速混合，反應充分進行，保持體系的溫度均勻。不能用金屬代替。
測量反應前后體系的溫度
反應容器
減少熱量散失，
降低實驗誤差。
減少熱量散失，降低實驗誤差。
任務二 中和反應熱的測定
3. 實驗步驟
防止殘留的酸與堿反應，
導致測量的t2 數據不準。
NaOH稍過量，確保鹽酸完全反應
減少熱量散失
任務二 中和反應熱的測定
4. 數據處理
實驗次數 反應物的溫度/℃ 反應前體系的溫度 反應后體系的溫度 溫度差
鹽酸 NaOH溶液 t1 / ℃ t2/ ℃ （t2 - t1）/ ℃
1 29.5 29.5 32.5
2 29.3 29.9 32.5
3 29.4 29.6 32.6
29.5
29.6
29.5
3
2.9
3.1
取三次測量所得溫度差的平均值Δt=3℃
Q =mcΔt=(m1+m2)c(t2-t1)=4.18 ×10-3 ×(50+50)×(t2 - t1)kJ = 0.418(t2 - t1)kJ
生成1 mol H2O放出的熱量為:
Q =
0.418(t2 - t1)
0.025
kJ
m = V酸 ρ酸＋V堿 ρ堿
V酸=V堿 =50 mL
ρ酸=ρ堿=1 g/cm3
=50.16kJ
任務二 中和反應熱的測定
5. 誤差分析
①裝置本身缺陷：
②實驗操作：
③數據處理：
如實驗時間過長，造成熱量損失
裝置保溫性能差，熱量散失較多
酸堿溶液的比熱容和密度均大于水
采用近似值計算，
大量實驗測得，在25℃和101 kPa下，強酸稀溶液與強堿稀溶液發生中和反應生成1 mol水時，放出57.3 kJ的熱量，即中和熱為57.3kJ/mol。——中和熱定義
思考：上述過程中，測得的數據小于57.3，分析產生誤差的可能原因是什么？
任務二 中和反應熱的測定
思考：下列溶液混合后，生成生成1mol液態H2O放出的熱量為定值57.3kJ嗎？
濃H2SO4
NaOH溶液
HNO3溶液
NaOH溶液
H2SO4溶液
HNO3溶液
NaOH固體
Ba(OH)2溶液
CH3COOH溶液
NaOH溶液
1
2
3
4
5
濃H2SO4
NaOH（s）
CH3COOH
放熱
稀釋
溶解
放熱
電離
吸熱
BaSO4
生成
放熱
中和熱是強酸、強堿的稀溶液反應生成1 mol H2O放出的熱量，為57.3 kJ，
弱酸、弱堿電離時吸熱，中和反應生成1 mol H2O(l)時放出的熱量小于57.3 kJ。
濃硫酸稀釋、固體溶解時放熱，與堿反應生成1 mol H2O(l)時放出的熱量大于57.3 kJ。
當中和反應有沉淀生成時，生成1 mol H2O(l)放出的熱量大于57.3 kJ。
課堂練習
判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。
(1)中和反應反應熱與酸的強弱有關，而與濃度無關。
(2)10 mL 1.0 mol·L－1的NaOH溶液與10 mL 1.0 mol·L－1的鹽酸混合，20 mL 1.0 mol·L－1的NaOH溶液與20 mL 1.0 mol·L－1的鹽酸混合，反應熱后者是前者的2倍。
(3)中和熱為57.3kJ/mol，若將含0.5 mol H2SO4的濃H2SO4與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3 kJ。
(4)測定中和反應的反應熱時,將堿緩慢分次倒入酸中,所測溫度值偏小。
×
√
√
√
課堂練習
用如圖所示的裝置進行中和反應反應熱的測定。下列說法正確的是
A．如圖條件下實驗過程中沒有熱量損失
B．玻璃攪拌器可用銅質材料代替
C．為了使反應均勻進行，藥品可以分幾次加入
D．分別測量NaOH與醋酸和硫酸中和反應的反應熱，數值不同
D

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