化学反应的热效应 · 一 · 「反应热与焓变」

热化学方程式

热化学方程式

(1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。

(2)意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。

在25 ℃、101 kPa下，$\ce{2H2}(g)＋O2(g)=2H2O(l)$　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，其表示在25 ℃、101 kPa下，2 mol气态$\ce{H2}$与1 mol气态$\ce{O2}完全反应生成2 mol 液态$$\ce{H2O}$时放出571.6 kJ的热量。

书写热化学方程式的注意事项

（1）ΔH 写在方程式右边并用空格隔开，注意==吸热:“+”，放热:“－”==

（2）需注明反应时的温度和压强。如不注明，即专指 25℃， 101kPa。

（3）不用写加热、加压、催化剂、沉淀、气体等反应条件或符号。==但必须注明各物质的状态：固体—s，液体—l，气体—g，溶液—aq==

（4）热化学方程式中化学计量数可为整数或分数,其表示参加反应的各物质的物质的量，因此**==ΔH与化学计量数成比例==**。

（5）若反应逆向进行，则ΔH 改变符号，但绝对值不变。

（6）若反应为可逆反应，ΔH指的是完全发生反应所吸收或者放出的热量。

燃烧热

1.定义：101 kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ/mol。

2.熟记常见元素完全燃烧生成的指定产物

元素	C	H	S	N
指定产物及状态	$\ce{CO2(g)}$	$\ce{H2O(l)}$	$\ce{SO2(g)}$	$\ce{N2(g)}$

$\ce{CO(g)+O2(g)=CO2(g)}$ ∆H＝−283 kJ/mol

$\ce{2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)}$ ∆H＝−566 kJ/mol

3.25 ℃、101 kPa时甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1，解释其表示的意义：==表示25 ℃、101 kPa时， 1 mol $\ce{CH4}$完全燃烧生成 $\ce{CO2}$气体和液态 $\ce{H2O}$时放出890.3 kJ的热量。==

4.燃烧热的热化学方程式 书写燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。 例如：在101 kPa下，汽油的成分之一辛烷($\ce{C8H18}$)燃烧的热化学方程式为$\ce{2C8H18(l)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)}$　ΔH＝－11 036 kJ·mol－1。则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为$\ce{C8H18(l)＋\frac{25}{2}O2(g) = 8CO2(g)＋9H2O(l)}$ ΔH=-5 518 kJ·mol－1

燃烧热的测量

测定原理：将待测物质放在一个充满氧气的密封金属容器（称为氧弹）内，再将此容器置于盛有一定量水的量热计内筒中，通过点火装置使氧弹中物质燃烧，反应放出的热量会使氧弹外面的水温升高。用温度计测量水温的变化，即可计算出此反应放出的热量。

中和反应反应热的测定实验

请按照下列步骤，用简易量热计 (如图) 测量盐酸与NaOH溶液反应前后的温度

1.反应物温度的测量

​ (1) 用量筒量取50mL 0.50mol/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度.用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用

​ (2) 用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度

​ 2.反应后体系温度的测量打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌.密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度 (t2)

​ 3.重复上述步骤1至步骤2两次.

【数据处理】

(1) 取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度 (t1).计算温度差 (t2-t1)，将数据填入下表

实验次数	反应物的温度 /℃	反应物的温度 /℃	反应前体系的温度	反应后体系的温度	温度差
	盐酸	NaOH溶液	t1/℃	t2/℃	(t2-t1)/℃
1
2
3

(2) 取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据

(3) 根据温度差和比热容等计算反应热

(4) 实验数据处理

数据处理计算

​ 1.反应原理:Q=m×C×Δt

​ Q:中和反应放出的热量； m:反应混合液的质量； C:反应混合液的比热容； Δt:反应前后溶液温度的差值

​ 2.为了计算简便，可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容，

则:① 50mL 0.50mol/L盐酸的质量m1=50g， 50mL 0.55mol/L NaOH溶液的质量m2=50g.

​ ②反应后生成的溶液的比热容c=4.18J/(g∙℃)

Q=4.18×10-3×(50+50)×(t2-t1)kJ=0.418(t2-t1)kJ

为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施?

1.隔热层、杯盖等的使用是为了减少热量散失，降低实验误差.

2.要使用同一支温度计，避免仪器误差.注意测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干.

3.使用不同的量筒分别量取酸碱溶液

4.正确读取体积和温度，多次试验求平均值时，若有某一组的实验数据有明显偏差，应直接舍去.

5.操作时动作要快，尽量减少热量的散失

6.为了保证盐酸完全被中和，采用稍过量的NaOH溶液.