第一单元 化学反应的热效应【知识清单】-2024-2025学年高二化学单元速记·巧练（沪科版2020选择性必修1）

第一单元   化学反应的热效应

课题1   化学反应与能量变化

一．   反应的分类及能量的变化原因

1.反应热

化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热能的形式表现出来，叫做反应热。

2.常见的放热反应和吸热反应

（1）常见的放热反应：能自发进行的氧化还原反应（较活泼的金属与酸反应、燃烧反应、中和反应、金属的氧化反应）、铝热反应、由不稳定物质变为稳定物质的反应、多数化合反应、氯酸钾的分解、高压下石墨转化为金刚石。

（2）常见的吸热反应：多数的分解反应，氯化铵和氢氧化钡晶体的反应，碳、一氧化碳和氢气作还原剂的反应，电离和水解，常压下石墨转化为金刚石。

二、反应热与焓变

1、化学反应前后反应热产生的原因：化学反应前后体系的内能发生了变化

2、内能：∆U，是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

3、焓变:

（1）焓的由来：为了描述等压条件下的反应热，科学上引入了一个与内能有关的物理量——焓（符号为H）

（2）焓变与反应热的关系：在等压条件下进行的化学反应，其反应热就等于反应的焓变

（3）焓变的符号和单位：ΔH，kJ/mol或kJ·mol-1

（4）焓变与焓的关系：ΔH=H生成物─H反应物

4、焓变产生的原因：

（1）微观：化学键的断裂与形成

反应物→断键→吸收能量 >  生成物→成键→释放能量     吸收能量→吸热反应→焓变为正值

反应物→断键→吸收能量 < 生成物→成键→释放能量      释放能量→放热反应→焓变为负值

（2）宏观：反应物与生成物的总能量

反应物的总能量>生成物的总能量→放热反应→焓变为负值

反应物的总能量<生成物的总能量→吸热反应→焓变为正值

5、焓变（或反应热）与吸、放热反应的关系

（1）关系：放热反应：ΔH为“-”，即ΔH<0（放热→体系能量降低）

           吸热反应：ΔH为“+”，即ΔH>0（吸热→体系能量升高）

（2）比较大小：比较ΔH大小时，要带上“+”、“-”号，即所有放热反应的焓变小于所有

吸热反应的焓变

注：常见的吸放热反应：

放热反应：燃烧反应、酸碱中和反应、大多数化合反应、铝热反应、活泼金属与水或酸的反应、少数分解反应（例如过氧化氢分解制备氧气）

吸热反应：大多数的分解反应、C+CO22CO、C+H2O(g)CO+H2、NaHCO3+HCl=H2O+CO2↑+NaCl

Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3·H2O+8H2O

（3）计算方法：宏观：ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量

              微观：ΔH=断键吸收的能量-成键释放的能量

                   ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和

注：①在描述ΔH时，符号、数值、单位三者缺一不可，是个整体

    ②键能：拆开化学键所需要的能量

③键能与能量的关系：物质的键能越大，物质本身所具有的能量越低，物质越稳定

④常见物质化学键的键数

1mol物质	CO2(C=O)	CH4(C-H)	P4(P-P)	SiO2(Si-O)	石墨(C-C)	金刚石(C-C)	Si(Si-Si)
键数	2	4	6	4	1.5	2	2

三、焓变示意图

 

课题2 反应热的测量和计算

一、   反应热的测量计算

（一）反应热及其测定

1、定义：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。

说明：热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量

燃料充分利用的意义：

    世界各国所需的燃料几乎全部来自化石燃料，而在自然界经历几百万年才形成的化石燃料，极有可能在几百年内全部被耗尽。故充分利用燃料，节约能源具有非常重要的意义。

另外，大量使用化石燃料：(1)能引起温室效应；(2)煤燃烧排放二氧化硫，导致酸雨；(3)煤燃烧会产生大量的烟尘；(4)会造成化石燃料蕴藏量的枯竭。所以，如何节约能源，提高能源的利用率和减少污染是世界各国能源研究的主要目标之一。

燃烧充分利用的方法：(1)燃料充分燃烧。(2)热能充分利用。

使燃料充分燃烧的方法：

    (1)鼓入适量的空气。

    空气不足，燃料燃烧得不充分，放出的热量少，且还会造成空气污染。空气太多，冷空气会带走一部分热量，造成热量损失。

    (2)将燃料与空气充分接触。

    增加接触面积有利于燃料充分燃烧。大块的固体燃料和液体燃料与空气接触面有限，燃烧不充分。将固体燃料粉碎，把液体燃料雾化，均可增加与空气的接触面，提高燃料的利用率。

    (3)进行燃料加工。

    煤直接燃烧不仅燃烧不充分，热值不高，且会产生大量的粉尘和二氧化硫，造成环境污染。将煤液化或汽化，可提高煤的利用率，并能改善生活环境。

5．使热能充分利用的方法：

 (1)利用余热。如在灶具上增加一个利用余热加热水的装置。

 (2)防止热量损失。如在燃料燃烧时加一个挡风罩。

 (3)进行热交换。工厂里常用热交换器将化学反应放出的热量加热反应物或加热生活用水等。

6．新能源的开发措施主要有两个方面：

  (1)调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比例，节约煤气资源；

  (2)加快开发水电、热电和新能源。其中最有希望的是太阳能、燃料电池、风能和氢能。