2022届高三化学一轮复习讲义：化学能与热能

化学能与热能 复习目标　1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4.了解焓变(ΔH)与反应热的含义。5.了解燃烧热、中和热的定义，中和反应反应热的测定。6.了解有关燃烧热、中和热的计算，燃烧热、中和热的热化学方程式的书写。7.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。8.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。 考点一　焓变　热化学方程式 1．反应热和焓变 (1)反应热：化学反应过程中吸收或放出的能量。 (2)焓变：恒压条件下的反应热，称之为焓变，符号为ΔH，单位为kJ·mol－1。 2．放热反应和吸热反应 (1)化学反应放热和吸热的原因 判断依据 放热反应 吸热反应 反应物总能量与生成物总能量的相对大小 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 与化学键的关系 生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量 ΔH的符号 ΔH<0(“－”号) ΔH>0(“＋”号) 反应过程图示 (2)记忆常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 常见反应 ①可燃物的燃烧 ②酸碱中和反应 ③金属与酸的置换反应 ④物质的缓慢氧化 ⑤铝热反应 ⑥大多数化合反应 ①弱电解质的电离 ②盐类的水解反应 ③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 ④C和H2O(g)、C和CO2的反应 ⑤大多数分解反应 3.反应焓变的计算 (1)计算方法 ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能 ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能 (2)注意事项 ①利用键能计算反应热的关键，是弄清物质中化学键的数目，清楚中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。 物质 (化学键) CO2 (C==O) CH4 (C—H) P4 (P—P) SiO2 (Si—O) 石墨 (C—C) 金刚石 (C—C) S8 (S—S) Si (Si—Si) 每个微 粒所含 键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2 ②活化能与焓变的关系 a．催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小及平衡转化率。 b．在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2，活化能大小影响反应速率。 c．起点、终点能量高低判断反应的ΔH，并且物质的能量越低，物质越稳定。 4．热化学方程式 (1)概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 (2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃和1.01×105 Pa下，1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1 mol液态水时放出285.8 kJ的热量。 (3)书写方法 (1)浓H2SO4稀释是放热反应(×) 错因：吸热反应、放热反应均指化学反应。 (2)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应(×) 错因：化学反应表现为吸热或放热，与反应开始时是否需要加热无关。 (3)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同(×) 错因：焓变与反应条件无关。 (4)石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定(×) 错因：物质能量越高，越不稳定。 (5)800 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，则其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1(×) 错因：该反应可逆，19.3 kJ的热量不是0.5 mol N2完全反应放出的，其次该反应热的数值也不是101 kPa、25 ℃条件下的反应热。 题组一　焓变的概念与计算 1．已知2H2(g)＋CO(g)===CH3OH(g)为放热反应，对该反应的下列说法正确的是(　　) A．因该反应为放热反应，故不加热就可发生 B．相同条件下，2 mol H2(g)的能量或1 mol CO(g)的能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量 C．相同条件下，2 mol H2(g)和1 mol CO(g)的总能量一定高于1 mol CH3OH(g)的总能量 D．达到平衡时，CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等 答案　C 解析　放热反应与反应条件无关，可能需要加热