专题05 化学反应与热能（知识串讲）-2022-2023学年高一化学下学期期中期末考点大串讲（人教版2019必修第二册）

专题05 化学反应与热能 【知识串讲】 一、化学反应与热能的转化 化石燃料燃烧会放出大量的热，除了燃烧，其它化学反应也伴随着放热或吸热现象。 1.两条基本规律 质量守恒定律： 化学反应前后物质的总质量保持不变。 能量守恒定律： 一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，转化的途经和能量的形式不同， 但是体系包含的总能量不变。 2.化学反应 一定 伴随有能量的变化，化学反应中能量变化主要表现为 热量 的变化，吸热或放热。 3.化学能与热能的实验探究 实验 操作 试管中加入2 mL 2 mol·L－1盐酸，并用温度计测量其温度，再向试管中放入打磨过的镁条 将20 g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与10 g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，玻璃片盖上烧杯 实验 现象 镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计的示数升高 有刺激性气味气体产生，用手触摸杯壁下部，烧杯壁变凉，试着用手拿起烧杯，木片黏在烧杯上 实验 结论 该反应放出热量 该反应吸收热量 化学反应发生时伴有热量的释放和吸收 二、化学键与化学反应中能量变化的关系 1、化学反应的实质 化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程，也就是反应物分子中化学键断裂和生成物分子中化学键形成的过程。 2、化学反应中能量变化的原因 （1）断开化学键吸收能量 　　例：1molH2中含有1molH—H键，常温常压下断开1molH—H键，需要吸收436kJ的热量。 （2）形成化学键放出能量 　　由2molH原子生成1molH2，有1molH—H键生成，生成过程中向外界释放436kJ的热量。 　　注：形成1molH—H键释放的能量与断开1molH—H键吸收的能量相等。 （3）化学键与化学反应中能量变化的关系 　　　　 　　当E1＞E2，反应吸收热量； 当E1＜E2，反应放出热量。 注：任何化学反应都要经历旧化学键断裂和新化学键形成的过程，因此，任何化学反应都伴随着能量的变化。在化学反应中，从反应物分子改变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，但原子间的结合方式发生了改变。在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏，生成物分子中的新化学键形成了，在破坏旧化学键时，需要能量来克服原子间的相互作用，在形成新化学键时，由于原子间的相互作用而放出能量。因此说化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 3、决定化学反应中能量变化的因素及反应能量变化的判定 　　化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。如下图所示： 反应物的总能量＜生成物的总能量，反应吸收能量（图1）； 反应物的总能量＞生成物的总能量，反应放出能量（图2）。 注意： 化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的根本原因。 (1)化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。 (2)化学键的断裂吸收能量，化学键的形成要放出能量，吸收能量和放出能量的数值不相等就造成了化学反应过程中的能量变化。 (3)一个化学反应是吸热还是放热，在宏观上取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，在微观上取决于旧化学键断裂所吸收的总能量和新化学键形成所放出的总能量的相对大小。 三、吸热反应和放热反应的判断 1.吸热反应和放热反应的比较 放热反应 吸热反应 定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 形成 原因 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 强弱的关系　 生成物分子成键时释放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的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量 反应 过程 图示 2.常见的吸热反应与放热反应 3.吸热反应和放热反应的判断方法 E1>E2 反应吸收能量(吸热反应) E1<E2 反应放出能量(放热反应) (1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素。 若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，反之是吸热反应。 (2)根据化学键断裂或形成时的能量变化判断——用于计算。 若断裂反应物中的化学键所吸收的总能量小于形成生成物中化学键所放出的总能量，属于放热反应，反之是吸热反应。 (3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。 由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应，反之为吸热反应。 (4)根据反应条件判断。 凡是持续加热才能进行的反应一般是吸热反应。 四、利用图像进行反应能量变化的计算 1．化学键与能量变化的关系 化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放