1.化学反应与热能讲义-

一、化学反应过程中的能量变化1.分类：从反应前后能量变化的角度，化学反应可分为放热反应和吸热反应。2.放热反应定义：化学上将释放热量的化学反应称为放热反应。3.常见的放热反应：①所有的燃烧反应和爆炸反应。②所有的酸碱中和反应。③大多数的化合反应。（特例：为吸热反应）④活泼金属与水或酸的反应。⑤缓慢氧化。⑥铝热反应。4.吸热反应定义：化学上将吸收热量的化学反应称为吸热反应。5.常见的吸热反应：①大多数分解反应。（特例：受热分解会爆炸，为放热反应；分解为放热反应）②以为还原剂与其他氧化物反应的氧化还原反应。③与反应。④盐酸与碳酸氢钠的反应。6.易错提醒：①反应条件需要加热的不一定是吸热反应，一般来说，需要持续加热的反应为吸热反应，反应开始后不需要持续加热的反应为放热反应。②化学反应一定伴随着能量的变化，可以是热能、机械能、声、光、电等多种形式，高中阶段认为主要是热量的变化，即化学反应分为吸热反应和放热反应。③有些物理变化也会伴随能量的变化，比如水蒸气变为液态水的放热、浓硫酸的稀释放热、氢氧化钠固体溶于水放热、铵盐溶于水吸热均不是化学变化。

二、化学反应过程中能量变化的原因1.宏观——从物质储存化学能的角度①反应特征：a反应：反应物分子所具有的能量低于生成物分子所具有的能量，即E反＜E生，在反应过程中要吸收能量，为吸热反应。b反应：反应物分子所具有的能量高于生成物分子所具有的能量，即E反＞E生，在反应过程中要释放能量，为放热反应。2.微观——从化学键变化的角度①反应特征：a反应：反应物的化学键断裂所吸收的能量大于生成物的化学键形成释放的能量，即E吸＞E放，根据能量守恒，在反应过程中要吸收能量，为吸热反应。b反应：反应物的化学键断裂所吸收的能量小于生成物的化学键形成释放的能量，即E吸＜E放，根据能量守恒，在反应过程中要释放能量，为放热反应。

三、焓变与反应热1.焓①定义：焓是与物质的内能密切相关的物理量，高中可理解为物质所具有的能量，符号，单位。②焓值：焓值是具体存在的，但焓值的绝对值无法测定，只有相对大小。2.焓变①定义：化学反应中，生成物和反应物的焓值差即为焓变，符号，单位。②意义：常用来描述化学反应前后物质能量的变化。3.反应热①定义：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。②反应热数值：化学反应的反应热一般是通过实验测量的。在恒压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变，因此常用表示反应热，单位为。4.易错提醒：①焓是与内能有关的物理量，内能描述的是物质所具有的能量，是物质固有的性质之一。不同的物质，其焓不同；同种物质，状态不同，其焓也不同，具有相同物质的量时，。②可以应用于任何有能量变化的过程，如；共价键的断裂，吸收能量，；原子间成共价键，放出能量，。③焓、焓变、反应热代表的意义不同。焓只有正值，焓变有正、负之分，反应热为吸收、放出热量。④物质发生化学反应一定伴随着能量的变化，但伴随能量的变化的物质变化不一定都是化学变化。

四、热化学方程式1.热化学方程式的概念及意义：热化学方程式是用来表示参加反应的物质的量和反应热的关系的方程式。它不仅表明了化学反应中的物质的变化，也表明了化学反应中的能量变化，还说明了物质的“物质的量”与“能量”之间的数量关系。2.特点：①热化学方程式仅有宏观意义而没有微观意义。②热化学方程式中各物质的化学计量数表示的是物质的量，所以可以是整数也可以是分数。③对于可逆反应的热化学方程式，其表示的意义我们一定要注意反应进行的程度，3.热化学方程式的书写方法：由于测定的条件不同、物质的状态不同、参加反应物质的物质的量不同，测得的反应热大小也不同，所以在热化学方程式的书写时要注意这些问题。①配平方程式化学计量数表示的是物质的量，可以是整数或分数。②要标注每个物质的聚集状态在物质的后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“”、液体用“”、固体用“”、溶液用“”。③标注测定时的温度和压强没有特殊说明是指，该条件可以不标注，其他条件必须标注。④标注在方程式后面空一格标注，包括三部分：ⅰ是正负号，放热反应为“-”、吸热反应为“+”。ⅱ是数值，数值大小要根据化学方程式中的化学计量数计算得出，表明反应吸放热的多少。ⅲ是单位，单位为，其中表示每摩尔反应，若化学计量数改变，数值也要改变相同倍数。4.注意事项：①热化学方程式中不用表明反应条件，如“加热”“高温”“电解”“催化剂”等。②热化学方程式中不再用“↑”“↓”来标记气体生成物和难溶的生成物。③热化学方程式一般用“＝”、可逆反应用“”，有机反应不用“→”。④对于同素异形体，其结构不同，焓也不同，发生反应时焓变也不同。所以化学式相同的同素异形体需要注明状态和名称。如、。

五、反应热的大小比较先比较吸放热数值Q大小，再看正负号，再比较大小（正号成正比、负号成反比）。1.与“符号”相关的反应热比较①同为吸热反应，，“＋”表示吸热的意思，在比较大小时可以将其看成真正意义上的“正号”，即吸热越多，越大。例如：则有，②同为放热反应，，虽然“－”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即放热越多，反而越小。例如：则有，③吸热和放热反应的相互比较，吸热反应的为正、放热反应的为负，则有正＞负。2.与“化学计量数”相关的反应热比较同一反应，当化学计量数变化时，反应吸收或放出的热量也要成倍变化。则有，则有，3.与“物质聚集状态”相关的反应热比较①同一反应，生成物状态不同时。由下图可知：②同一反应，反应物状态不同时。由下图可知：4.与“同素异形体”相关的反应热比较单质的同素异形体由于结构不同，其所含的能量也不相同，所以同一类型的反应，反应热也大小不同。例如：由下图可知：5.与“反应进行程度”相关的反应热比较由下图可知：六、中和反应的反应热1.中和热的概念：在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成液态时的反应热，叫中和热。2.表示方法：3.反应实质：中和反应的实质是和结合生成。4.概念理解：①反应条件：稀溶液（），浓酸或浓碱溶液稀释时会放出额外的热量。②反应物：强酸与强碱。强酸、强碱在水中全部电离出和，而弱酸、弱碱在电离出和时需要额外吸收热量（电离时是放热的）。③生成物及其物质的量：液态。④表述：用语言和文字描述中和热时，可以不带“－”；用表示时，必须带上“－”。5.易错提醒：①中和热与中和反应的反应热不是一个概念，中和热是中和反应的反应热的一种特殊情况，属于包含与被包含的关系。②中和热是一个定值，与酸、碱的用量无关。③浓的强酸或强碱发生中和反应时，同时还要发生溶解，溶解的过程是放出热量的，测量出中和热的热量大于，中和热要变小。④弱酸或弱碱在发生中和反应时，同时还要电离，电离要吸收热量，测量出中和热的热量小于，中和热要变大。⑤中和反应的实质是和结合生成。若反应过程中还有沉淀生成（放热），测量出中和热的热量大于57.3kJ，中和热要变小。

七、中和热的测定1.测定原理：通过一定量的强酸与强碱溶液反应前后的温度变化，计算反应放出的热量，进而求出中和热。热量计算公式：（c为溶液的比热容，m为溶液质量，为前后温度差）2.实验用品：两个量筒、温度计、盐酸、溶液、玻璃搅拌器、简易量热计。3.实验装置及步骤：①用量筒量取盐酸，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用另一个量筒量取溶液，用温度计测量并记录溶液的温度。③打开杯盖，将量筒中的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。④重复上述步骤两次。4.计算中和热：5.注意事项：①防止热量散失的方法：使用绝热装置、实验时动作迅速、用玻璃搅拌器而不用金属搅拌器。②使用同一温度计是为了减少温度计不同而造成的误差。先测盐酸后，要将温度计用水冲洗干净并用滤纸擦干，水银球部分要完全进入溶液也不能靠在容器内壁或者底部。③一般是过量，保证盐酸全部反应，用盐酸的量求出生成的物质的量。6.误差分析：引起误差的实验操作用浓硫酸代替稀盐酸偏大用同浓度的醋酸和氨水代替盐酸与氢氧化钠溶液偏小温度计上的盐酸未冲洗偏小温度计上的盐酸冲洗后的冲洗液倒入了内筒中偏小搅拌不充分偏小用金属搅拌棒代替玻璃搅拌棒偏小八、燃烧热1.概念：在时，纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，叫做该物质的燃烧热。2.意义：甲烷的燃烧热为，或在时，甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时，放出的热量。3.概念理解：①纯物质：对物质进行了限定，必须是的纯净的物质，可以是化合物也可以是单质。②“完全燃烧”：可燃物充分燃烧、完全反应。③生成物为“指定产物”：在时，可燃物的指定产物分别为：碳元素为、氢元素为、硫元素为、氮元素为、磷元素为。4.易错提醒：①燃烧反应都为放热反应，所以，但是我们描述或比较燃烧热时通常说的是“热量”的大小，即只比较绝对值的大小。如果比较焓变，则应考虑“－”号。②燃烧热和中和热相同，均为放热反应，用文字描述时可以不带“－”号，但是如果说则一定要带“－”号。③物质燃烧热的大小和物质燃烧时火焰温度的高低没有必然联系（还与燃烧的速率有关）。④燃烧热和燃烧反应的反应热并不是一个概念，属于包含与被包含关系。同样，“物质燃烧的热化学方程式”和“物质燃烧热的热化学方程式”也不是一个概念，应该加以区分。5.有关燃烧热的计算根据燃烧热的定义可知，一定量的物质燃烧放出的能量，则这些物质的物质的量为：若两种可燃物组成的混合物充分燃烧生成“指定物质”时，放出的热量为，可由十字交叉法快捷计算出混合物中可燃物的物质的量之比：

九、反应热的计算1.宏观①计算式：②公式分析：计算公式中涉及到每个物质的焓值，我们至今还没有测出每个物质具体的焓值，所以无法去计算，只能定性的去比较。题干中告诉我们物质的相对焓值或相对能量时，用此公式计算。③相对焓值：相对焓值我们一般叫做标准摩尔生成焓：下，在进行反应的温度时，由最稳定的单质合成单位量物质的反应焓变，叫做该物质的标准摩尔生成焓。我们将最稳定的单质的标准摩尔生成焓定为零，就可算出所有物质的标准摩尔生成焓，通过公式就可以求出反应的焓变。2.微观①计算式：②公式分析：指反应物断键时吸收的能量、指生成物成键时放出的能量，其大小均为物质的键能。③键能：键能是指在时，气态分子断裂化学键形成理想气态原子所吸收的能量或