专题1 化学反应与能量变化（知识串讲）-【复习帮】2023-2024学年高二化学期中期末一遍过（苏教版2019选择性必修1）

专题1 化学反应与能量变化 一、化学反应的焓变 1．内能、焓、焓变 (1)内能(符号为U)：体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。 (2)焓(符号为H)：与内能有关的物理量。 (3)焓变：在等压条件下进行的化学反应(严格地说，对反应体系做功还有限定，中学阶段一般不考虑)，其反应热等于反应的焓变，符号：ΔH，单位：kJ/mol(或kJ·mol－1)。 2．焓变(ΔH)与吸热反应和放热反应的关系 (1)化学反应过程中的能量变化。 一个化学反应是吸收能量还是释放能量，取决于反应物总能量和生成物总能量之间的相对大小。若反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应过程中吸收能量；若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应过程中释放能量。 (2)焓变(ΔH)与吸热反应和放热反应的关系。 ΔH＝生成物总能量－反应物总能量。 ①吸收热的反应称为吸热反应，ΔH＞0； ②放出热的反应称为放热反应，ΔH＜0。 用图示理解如下： 吸热反应　　　　放热反应 3．化学反应过程中能量变化的原因 (1)实例 以N2(g)＋O2(g)===2NO(g)反应的能量变化为例说明，如图所示： 由图可知：1 mol N2分子中的化学键断裂吸收的能量是946_kJ，1 mol O2分子中的化学键断裂吸收的能量是498_kJ，2 mol NO分子中的化学键形成释放的能量是1_264_kJ，则N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应吸收的热量为180_kJ。 (2)结论 1.化学反应中能量变化的本质：化学键的断裂和形成是化学反应过程中伴随能量变化的根本原因。化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键的形成，旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成需要放出能量，在化学键断裂和形成过程中能量变化不相等，则产生了化学反应的焓变。 2.任何化学反应在发生物质变化的同时都伴随着能量变化，化学反应是吸热反应还是放热反应，与反应条件和反应类型没有直接的因果关系。吸热反应可以不需加热常温下就能进行，如氢氧化钡晶体与氯化铵反应，放热反应有的需要加热才能发生如燃烧反应、铝热反应等。 【核心归纳】放热反应、吸热反应分析比较 放热反应 吸热反应 宏观 角度 ΔH＜0　体系的能量降低 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量(E反＞E生) ΔH＞0　体系的能量升高 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量(E反＜E生) 微观 角度 吸收能量E1 反应物 生成物 放出能量E2 反应物的键能总和＞生成物的键能总和 ，E1＞E2，吸收热量 反应物的键能总和＜生成物的键能总和，E1＜E2，放出热量 常见反 应类型 ①可燃物的燃烧； ②酸碱中和反应； ③大多数化合反应； ④金属与(水)酸的置换反应； ⑤铝热反应； ⑥酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应 ①大多数分解反应； ②Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应； ③碳和水、C和CO2的反应 例1．（2023·吉林·长春市第二实验中学高二期中）某反应由两步反应构成，它的反应能量曲线如图，下列叙述正确的是 A．两步反应均为吸热反应 B．加入催化剂会改变反应的能量变化 C．三种化合物中的稳定性 D．反应，反应条件一定要加热 例2．已知1 mol H2(g)与1 mol Br2(g)完全反应生成2 mol HBr(g)时放出72 kJ的热量，各物质的相关数据如表，则表中a为(　　) 化学键 H—H Br—Br H—Br 断裂1 mol化学键需要吸收的热量/kJ 436 a 369 A．404 B．260　　 C．230 D．200 二、热化学方程式 1．概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 2．示例：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下，1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O时，放出的热量是285.8 kJ。 3．下面是25 ℃、101 kPa下的四个热化学方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ•mol－1 ②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ•mol－1 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ•mol－1 ④H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝241.8 kJ•mol－1 ①②相比，反应热(焓变)数值不同的原因是生成物中水的状态不同。 ②③相比，若化学方程式的化学计量数扩大一倍，则反应热数值扩大一倍，符号不变。 ①④相比，可得出的结论是正向、逆向反应的焓变数值相同，符号相反。 4．热化学方程式书写的注意事项 (1)注意标明物质的聚集状态：方程式中每种物质