高中化学第二章 化学能与热能知识点

第一节化学能与热能

青海一中李清

一、化学键与化学反应中能量变化的关系

1.化学反应的本质是：旧化学键的断裂与新化学键的形成。

2.物质中的原子之间是通过化学键结合的。

3.断开旧化学键需要吸收能量，生成新化学键需要放出能量。

4.任何化学反应都伴随着能量的变化。

5.一个化学反应结果是放出能量还是吸收能量取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。

反应物总能量 > 生产物的总能量 ---化学反应放出能量。

反应物总能量 < 生成物的总能量 ---化学反应吸收热量。

二、化学能与热能的相互转化

1.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，转化的途径和能量形式可以不同，但是形式包含的总能量不变，亦即总能量也是守恒的。

2.化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化，吸热或放热。

①所有的燃烧反应

②中和反应

3.常见的放热反应：③多数化合反应

④溶液里的置换反应

⑤特别剧烈的反应，如电石和水。

①高温下C还原氧化物

②电离、水解

4.常见的吸热反应：③大多数分解反应

④少数化合2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2+2NH3↑+10H2O

三、化学反应热的计算

1.反应热:化学反应都伴有能量的变化，常以热能的形式表现出来，有的反应放热，有的反应吸热。反应过程

中放出或吸收的热叫做反应热。反应热用符号△H表示，单位是

kJ/mol或（kJ·mol-1）。放热反应的

△H为“－”，吸热反应的△H为“＋”。反应热（△H）的确定常常是通过实验测定的。

注意：反应热和△H的大小比较:反应热只比较数值的大小，没有正负之分；而比较△H大小时，

则要区别正与负。

2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) △H1＝－483.6 kJ·mol-1 反应热：483.6 kJ·mol－1，△H：- 483.6kJ·mol-1

2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) △H2＝－371.6 kJ·mol-1 反应热：371.6 kJ·mol－1，△H：-371.6 kJ·mol-1

反应热的意义：热化学方程式中的反应热表示某状态的反应物按反应方程式中的物质的量（反应物的系数）

完全反应时的热效应，而不论该反事实上是否完全行。

2.影响反应热大小的因素

①反应热与测定条件（温度、压强等）有关。不特别指明，即指25℃，

1.01×105 Pa（101kPa）测定的。中

学里热化学方程式里看到的条件（如：点燃）是反应发生的条件，不是测量条件。

②反应热的大小与物质的集聚状态有关。

③反应热的大小与物质的计量数有关。

3.化学反应的焓变

（1）．定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或转换成相应的热量）来表示，称为焓变（ΔH），单位：kJ/mol 或 kJ•mol-1 在化学反应中，旧的断裂需要吸能量，而新键的形成则放出能量。

总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。

（2）. 反应焓变与反应条件的关系

①焓是科学家们为了便于计算反应热而定义的一个物理量，它的数值与物质具有的能量有关。

②对于一定量的纯净物质，在一定的状态（如温度压强）下，有确定的数值。在同样的条件下，不

同的物质具有的能量也不同，焓的数值也就不同；

③同一物质所处的环境条件（温度、压强）不同，以及物质的聚集状态不同，焓的数值也不同。

④焓的数值的大小与物质的量有关，在相同条件下当物质的物质的增加倍时，焓的数值也增加

一倍。因此，当一个化学反应在不同的条件下进行，尤其是物质的聚集状态不同时，反应焓变不同。

（3）. 化学反应中的能量变化示意图对于该“示意图”可理解为下列形式：

由能量守恒可得：

反应物的总能量 = 生成物的总能量+热量(放热反应)

反应物的总能量 = 生成物的总能量-热量(吸热反应)

通过化学键的能计算反应热。

（键能：断开1mol 理想气体分子AB 为中性气态原子A 和B 时，需要吸收的能量。）

如：反应H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)；△H 。△H == E(H －H)＋E(Cl －Cl)－2E(H －Cl)。 反应热和键能的关系：△H = 反应物的键能总和—生成物的键能总和

4.放热反应：△H < 0 化学上把放出热量的化学反应叫做放热反应。 常见的放热反应：

(1) 所有的燃烧反应(剧烈的发光发热的化学反应)；(2) 酸碱中和反应； 能量 反应过程 反应过程

反应物

生成物

能

量 △H<0

△H>0 反应物 生成物

(3) 大多数的化合反应；注意：C+CO2==2CO和H2+I2==2HI是吸热反应。

(4) 铝热反应；(5) 金属跟酸反应

2.吸热反应：△H > 0化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。

常见的吸热反应：

(1) 大多数的分解反应；(2)以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应；

(3) Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl == BaCl2 + 2NH3↑ + 10 H2O。

（4）水解反应、结晶水合物失水的反应

化学反应是吸热还是放热取决于反应物和生成物所具有的总能量，与外界条件无关。而化学反应的发生一

般需要一定的外界条件，如点燃、加热、加压等，而这些条件一般与反应是否放热还是吸热无关。

3.中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O，这时的反应热叫做中和热。

中和热强调热化学方程式中水前的计量数为1。

强酸、强碱中和反应的实质是：H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)，酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O，这时的

中和热相同，均为- 57.3 kJ·mol-1。

稀的强酸与稀的强碱溶液发生中和反应而生成1mol水时所放出的热量为

57.3 kJ·mol-1；若为弱酸或弱碱溶液，则由于弱酸或弱碱溶液中还有未

电离的分子，它们在电离时要吸热，所以较强酸强碱中和释放的热要少，产生误差；若为浓溶液的中和反应，则由于浓的强酸或强碱稀释时要放

热，故中和时较稀溶液的中和释放的热要多。

（1）中和热的测定:

实验原理：Q = mc△t。Q：中和反应放出的热量；m：反应混合液的质量；

c：反应混合液的比热容；△t：反应前后溶液温度的差值。