第30讲 化学能与热能（热化学） -备战2024年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练

备战2024年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练 第30讲 化学能与热能（热化学） 本讲复习目标 1．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。 2．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。 3．掌握有关燃烧热、中和反应反应热的计算。 4．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。 夯基·知识精讲 一．反应热、焓变 1．化学反应的实质与特征 (1)实质：反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。 (2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化，能量的变化通常主要表现为热量的变化，也有光能和电能等。 2．反应热和焓变 (1)反应热：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)焓变：在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于焓变，其符号为ΔH，单位是kJ/mol(或kJ·mol－1)。 3．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 【注意】 ①过程(包括物理过程、化学过程)与化学反应的区别，有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应。如水结成冰放热，但不属于放热反应；稀释浓硫酸、氢氧化钠溶于水等过程虽然放热，但不是化学变化，因此属于放热过程而不是放热反应。同理，铵盐溶于水属于吸热过程。 ②化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O在常温常压下即可进行。 (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 4．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) 1 mol微粒所含键的物质的量 2 4 6 4 物质 (化学键) 石墨 (C—C) 金刚石 (C—C) S8 (S—S) Si (Si—Si) 1 mol微粒所含键数的物质的量 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。 ③由反应物A转化为生成物C，需经过两步反应，其反应过程与能量变化如图所示： a．E3>E1，即第二步决定化学反应速率。 b．能量越低越稳定，稳定性：C>A>B。 c．该反应的反应热为E1－E2＋E3－E4。 【例题1】已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表： 共价键 H—H H—O 键能/(kJ·mol－1) 436 463 热化学方程式 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－482 kJ·mol－1 则2O(g)===O2(g)的ΔH为(　　) A．428 kJ·mol－1　　 B．－428 kJ·mol－1 C．498 kJ·mol－1 D．－498 kJ·mol－1 【例题2】下列说法中正确的是(　　) A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化 B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应 C．生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH>0 D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关 【例题3】CH4与Cl2生成CH3Cl的反应历程中，中间态物质的能量关系如下图所示(Ea表示活化能)，下列说法不正确的是(　　) A．已知Cl·是由Cl2在光照条件下化学键断裂生成的，该过程可表示为 B．相同条件下，Ea越大反应速率越慢