第二讲 化学反应中的热量 -2021-2022学年高一下化学同步讲解培优（苏教版必修第二册）

第二讲 化学反应中的热量 【知识导航】 知识点:1：化学反应中的热量变化 1．化学反应中常见能量转化方式 (1)物质的燃烧反应是化学能转化为热能和光能。 (2)植物光合作用是光能转化为化学能。 (3)高温加热分解CaCO3是热能转化为化学能。 (4)闪电时产生NO是电能转化为化学能。 (5)水的电解为电能转化为化学能。 2．化学反应的分类 (1)反应热 定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量 符号：用Q表示：Q>0，表示放热：Q<0，表示吸热，单位： kJ/mol (2)焓变 含义：焓是表述物质所具备的能量大小的物理量，符号为H。△H为生成物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变。△H＝H(生成物)－H(反应物) 说明： (1)反应热与焓变的关系 热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只转化成热能，而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变。数学表达式：QP=∆H，其中：Qp表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。 (2)△H的正负与吸放热的关系 当△H为“－”或小于0，为放热反应；当△H为“+”或大于0，为吸热反应。 （3） 吸放热与物质能量的关系　 放热反应中：反应物总能量大于生成物总能量，反应后体系能量降低；即△H＜0。 吸热反应中：反应物总能量小于生成物总能量，反应后体系能量升高；即△H＞0。 (4)吸放热与化学键的关系 反应物分子断键时吸收的能量＞生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为吸热反应。 反应物分子断键时吸收的能量＜生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为放热反应。 3．热化学方程式 (1)概念：能表示化学反应中放出或吸收热量的化学方程式。 (2)书写热化学方程式应注意的问题 与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外还应注意： ①ΔH的意义 ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用空格隔开。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ·mol-1。 ②反应的条件 书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件，一般情况下ΔH是在25 ℃、1.01×105pa下测定的，可不注明温度和压强。 ③化学计量数 注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。 ④物质的聚集状态 反应物和生成物的聚集状态不同，反应热ΔH不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”表示。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。 ⑤化学方程式中化学计量数与ΔH的关系： 由于ΔH与反应完成的物质的物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 4． 化学反应中能量变化的解释 以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应的本质过程。 H2 + Cl2 点燃 2HCl H—H Cl—Cl H—Cl 断开，吸收能量 断开，吸收能量 形成，放出能量 2H 2Cl 2HCl 在化学反应中，从反应物分子转化为生成物分子的过程中，各原子的内部并没有发生什么变化，但原子的结合方式发生了改变。在这个过程中反应物分子的化学键部分或全部遭到破坏，在生成物分子中形成新的化学键。实验证明，破坏旧的化学键时，需要从环境吸收能量来破坏原子间的相互吸引；在形成新的化学键时，由于原子间的相互吸引而对外释放能量。化学反应热就来源于旧化学键的破坏和新化学键的形成所发生的能量变化。 (1)能量变化与化学键的关系 ①若E1＞E2，为吸热反应。 吸收能量(E1) ②若E1＜E2，为放热反应。 ↑ 反应物生成物 ↓ 放出能量(E2) 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 (2)能量变化与物质总能量的关系 化学反应放出热量 ↑ 反应物的总能量生成物的总能量 ↓ 化学反应吸收热量 【规律总结】 (1)键能越大，化学键越牢固，含该键的分子越稳定。 (2)任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也遵循能量守恒。反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应或吸热反应。 能量公式化：E(反应物)＝E(生成物)＋Q (能量守恒定律) E(反应物)－E(生成物)＝Q Q>0为放热反应 Q<0为吸热反应 [思考探究] 已知下列物质的键能： H—H Cl