1.1 化学反应的热效应（图文版知识清单，不可编辑）化学苏教版选择性必修1

专题1化学反应与能量变化|第一单元化学反应的热效应 知识01化学反应的焓变 1. 体系、内能和焓 (1)体系和环境： 被研究的物质系统称为体系，体系以外的其他部分称 环境 为环境或外界。 体系 (2)内能： ①概念：物质的量确定的体系中，物质的各种能量总 和称为内能。 ②内能的影响因素：内能受温度、压强、物质的聚集 状态和组成的影响。状态发生改变时，内能就会发生 变化。 微观粒子能量 (动能+势能) [特别提醒】 ③内能的特点：内能的绝对值无法直接测得，内能的 我们关注的是 变化量△U,而 变化可以通过变化过程中体系吸收（或放出）的热对 非绝对值U。 内（或外）所做的功的形式表现出来。 (基铂知遵知道) (3)焓和焓变 H=U+PV ①焓是与内能有关的物理量，用符号H表示。 ②焓的数值的变化称为焓变，用符号△H表示。 △H 变化量 2.化学反应的焓变 之放出热量 (1)反应热： 在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度 度时，吸收或放出的热量称为化学反应的热效应，也 吸收热量 称反应热。 (2)化学反应的焓变 反应物 [特别提眼】 △HK0高中阶段常研 ①概念：在恒压条件下，化学反应过程中吸收或放出 (版热) 究恒压反应热， 产品 的热称为反应的焓变。 此时Q,=△H。 ②焓变的符号：△H,常用单位：kJ.mol-。 【特别提醒】 mo1”指 产品 ③化学反应的焓变与温度、压强、反应物及 “每摩尔反应 生成物的聚集状态等因素有关。 需对应化学 △H0(吸热) 反应物 计量数。 3.化学反应中的能量变化 (1)能量变化与(2)放热反应 (1)能量变化与（2)吸热反应 能量 能 反应物总能量 生成物总能量 放出能量 吸收能量 生成物总能量 反应物总能量 若反应物的能量大于生成物的能量， 若反应物的能量小于生成物的能量， 则反应过程中放出能量。图中反应物 则反应过程中吸收能量。图中反应物 总能量大于生成物总物总能量为放热 总能量小于生成物总物总能量为吸热 反应，放热反应的△H*<O。 反应，吸热反应的△H*>O。 【批注】常见的放热反应 【批注】常见的吸热反应 ①燃烧反应；②中和反应； ①大多数分解反应； ③金属与水或酸反应放出氢气； ②需要持续加热的反应； ④大多数化合反应； ③C02+C高 2C0, ⑤铝热反应。 C+H,0商遇 C0+H2; ④铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2、 Ca(OH)2与NH,Cl的反应。 【特别提示】（2) 常见的放热过程和吸热过程 常见的放热过程 常见的吸热过程 物质在发生物理变化时，也会放出 物质在发生物理变化时，也会吸收 能量。 能量。 O浓硫酸稀释、Na0H溶于水目 ①NH4NO3溶于水 ②物态变化：气态→液态→固态 ②弱电解质的电离 ③物态变化：固态→液态→气体 4.热化学方程式 (1)概念 热化学方程式是指能够表示反应热的化学方程式。 能量变化反应热 (2)意义 热化学方程式不仅表示化学反应中的物质变化，也表示了能量变化。还说 明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。 H2(g)+202(g)=H20(0 △H=-285.8kJmo1 少 放出的热量 1mol气态H2 7mol气态02 1mol液态水 是285.8kJ 表示的意义是在25℃、101kPa下，1mol气态H,与号mol气态0，反应生 成1mol液态水时，放出的热量是285.8kJ。 (3)热化学方程式的书写 ①标明反应物和生成物的温度、压强和聚集状 25℃ 态。若不标明温度和压强，则表示在25℃， 101kPa条件时的反应热。 默认条件 ②标注反应物和生成物的聚集状态，固态、液 态、气态和溶液态分别用s、【、g和aq表示。 s(固)1（液） g(气)aq(洛液) ③化学式前面的化学计量数表示物质的量， 可以用整数和分数表示。 1 mol, mol ④同一化学反应，物质的化学计量数不同， A→B, △H=X 反应的△H也不同。 2A→2B,△H=2X ⑤在热化学方程式的右边注明△H的正负号 △H=-285.8 kJ-mol1 (正号常省略)、数值和单位。 285.8 k小mo时 ⑥若一个反应的焓变△H=akJ-mol1, △H=+a B 则其逆反应的焓变△H=-ak小mo1。 A △H=-a 5.化学键与化学反应能量变化的关系 (1)化学反应能量变化的本质 ①化学反应中的能量变化，本质上是由于 化学变化中旧化学键断裂时吸收的能量和 新化学键形成时释放的能量不同造成的。 吸收能量 释放能量 ②化学键与化学反应能量变化的关系： 旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成会释放能量； 若断裂反应物化学键吸收的总能量<形成生成物化学键释放的总能量， 反应放出能量，△H<0; 若断裂反应物化学键吸收的总能量>形成生成物化学键释放的总能量 反应吸收能量，△H>O。 吸收能量 释放能量 放热 吸收能量 释放能量 吸热 (断键) (成键) (断键) (成键) (△H<O) △H>0) (2)用键能数据计算化学反应的反应热 用键能计算△H时，△H=反应物的总键能一生成物的总键能，其中： 各物质的键能=该物质的物质的量×化学键数目之和。 【特别提醒】①键能的单 △H=∑E(反应物键能)-∑E(生成物键能) 位通常为kJ-mol-1,计算 时需注意单位统一。 例：H2(g)+C2(g)=2HCI(g) ②注意反应物和生成物的 状态，键能数据通常指气 H=E(Cl-CI)+E(H-H)-2E(H-CI) 态物质。 ③△H的符号与反应热的吸 放热性质直接相关，计算 结果为负值表示放热，正 值表示吸热。 反应热的测量与计算 知识02 反应热的测量与计算 1.反应热的测量 (1)实验原理 通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得反 应热。 (2)实验步骤 NaOH 50 mL 50 mL 0.50 mol-L-I 0.50molL-1 -HC HCI ①量取HCl,测温t1 ②量取NaOH,测温t2 ③迅速倒入，盖上盖板， (4)实验数据处理 环形搅拌，读最高温度t 假设溶液比热、密度与水相等，忽略量热计比热。 ⑧反应体系的温度查化：4=专-生泸（问 ②反应体系的热容：C=(VHCPHa+VNaOH'PNaOH)×4.18小℃-1) ③反应热△H=-C-Atx10-1(U-moF n(H20) (5)反应热的测量实验要点 ①使用隔热层（碎泡沫塑料或纸条）及杯盖—减少热量损失。 【特别提醒】隔热效果好，热量损失少，误差小。 盖板 ②量取反应物，测反应前温度—要用NaOH稀溶液、稀盐酸。 泡热层 ③混合反应物，测反应后温度—测反应后混合液的最高温度。 杯盖 ④重复实验2~3次，减小系统误差。 2.中和反应反应热 (1)中和反应的反应热： ①概念：中和反应的反应热是指酸和碱在稀溶液中反应生成1olHz0()时的反应热，不同 的酸和碱反应，中和热井不相同。 ②强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时，1molH和1 mol OH反应生成1mol液态H20, 放出573k的热量，表示为Ht(aq)+0H(aq)==H200△H=-57.3kmol1。 【特别提醒】中和热通常指强酸强碱反应生成1molH20时的反应热。 (2)中和反应的反应热的实质 ①中和反应的反应热的实质是H*、OH结合生成H0。若反应过程中有其他物质生成（如生 成沉淀或难电离的其他物质等)，这部分反应热不应计在中和热内。 @+@→⊙ ②如使用浓硫酸或浓碱反应时，浓硫酸或碱稀释要放出热 量，测得的放出的热量增加；如使用弱酸或弱碱反应时， 放热 吸热 弱酸或碱电离吸热，测得的放出的热量减少。 增加 减少 3.反应热的计算一 盖斯定律 (1)盖斯定律的内容 总热效应相同 一个化学反应，无论是一步完成， (△H=△H+△H,+…】 还是分几步完成，其总的热效应相 途径2 途径1 【特别提示】 同。应用盖斯定律，可以间接地把不（一步完成） (分几步完成) △H,+△H2+… (作为批注) 易测定的△H计算出来。 △H 利用盖斯定律 进行问题分析时， (2)盖斯定律的应用 常用加合法和虚 利用已知反应焓变求未知反应焓变。 拟途径法。 一个反应的化学方程式可由另外几个化学方程 △H1 式相加减得到，则该化学反应的焓变也可以由几个 B 化学反应焓变的相加减而得到。 恒压条件下，化学反应的反应热仅与反应的起始 △H2 状态和最终状态有关，而与反应的途径无关。 △H=△H1+△H 加合法 将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热 也作相应的变化。 举例：已知： 应用加合法计算反 ①2H2(g+02(g=2H20(g)△H,=-483.6 kJ.mol-1 应热时应注意： ②H20(g)=H200△H2=-44.0kJmo ①热化学方程式如 果相加（或相减），则 写出H,(g计与02(g=H,0)的热化学方程式 反应热就相应地相 根据盖斯定律：将0×+②便得出 加（或相减）。 ②反应热数值与各 AH=△H,×+△H,=(483.6kJmo)×2+(-44.0kJ-mo=-285.8kJ-mol-1 物质的化学计量数 成正比：化学计量 所求热化学方程式为：H(g+0,(g)FH,00△H=-285.8kJmo 乘以（或除以）某个 数，则反应热就相 虚拟途径法 应地乘以（或除以） 先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得 这个数。 待求的反应热。 ③可逆反应中，热 化学方程式中的反 竿例：若反应物A变为生成物D,可以有两个途径： 应热是指反应按所 ①由A直接娈成D,反应热为△H; 给形式完全进行时 的反应热；正、逆 ②由A经过B变成C,再由C变成D,每步 囚回@4回 应的反应热数值相 的反应热分别为△H、△H2△H0 等，符号相反。 则有：△H=△H,+△H2+△H △H 知识03能源的充分利用 1.标准燃烧热和热值 (1)标准燃烧热 ①定义：在101kPa下，1mol物质完全樽撩的反应热。 ②单位：k小mol1。 ③意义：如25℃、101kPa时，甲院的标准撼旆热△H=-890.3kJmo1的 意义是：101kPa时，1 mol CH完全撼烷生成C0,气体和液态H,0时放出 890.31kJ的粉量。 ④物质完全撕梳指物质中含有的氮元素转化为N,(g)、氢元素转化为H,0 CO CH ()、碳元秦转化为C0,(g)。 【特别提示】利用燃烧热计算化学反应的反应热 H20 (1)书写步骤： ①将燃烧热改写成热化学方程式。 (2)热值 ②报握差斯淀律，利用加合法或随任法进行计算。 ①定义：在101kPa,1g物质 (2)计算方法 完全燃燒所放出的热量。 反应热=反应物的傲烧热×化学计量数生成物的榔炼热×化学计量数。 ②单位：k小g。 ③热值与标准燃烧热的换算： 如甲烷的热值为55.6kJg1,甲烷摩尔质量为16g/mol,则甲烷的标准燃挠热为△H=一889.6kJmo1。 2.能源的分类 (1)概念：能源是指能提供能量的自然资源。 (2)分类 ①技产生分类 一次能源 一次能源是指在自然界现成存在的能讵，包括化石燃料（煤炭、石油， 天然气)、水能、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能等。 化学生物能类 二次能源是指由一次能源直接戏间接转换成其他种类和形试的能量资 二次能源 源，包括电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等。 次能源又分为可再生能源（水能、风能及生物质能）和非再生能源（煤炭、石油、天然气等） ②按污染分类 根据菲源消耗后是香造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源。 Vs 污染型能源包括煤炭、石油等，清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。 ③技使用类型分类 分为常规能源和新 常规能源包括水力资源和煤炭、石油、天然气等 型能源。 新型能菠包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能以及核电的 校燃料等。 3.新能源 (1)新能源的特点 新能源应頁有资源丰富、可再生、无污染或少污染等特点。 (2)能酒的充分利用 ①构建清洁低碳、安全高效的能源体系， ②新能源的开发：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能是最 有希望的新能源。 里尘幽生