第19講 化學(xué)能與熱能（講義）（原卷版）-2023年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)必做提升講義（夯基礎(chǔ)·再突破）

?第19講 化學(xué)能與熱能
一 反應(yīng)熱的相關(guān)概念
1． 焓變、反應(yīng)熱
常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
放熱反應(yīng)：
①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應(yīng)；③大多數(shù)化合反應(yīng)；④金屬跟酸的置換反應(yīng)；
⑤物質(zhì)的緩慢氧化等。
吸熱反應(yīng)：
①大多數(shù)分解反應(yīng)；②鹽的水解；③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)；
④碳和水蒸氣、C和CO2的反應(yīng)等。
(1)焓(H) 用于描述物質(zhì)所具有能量的物理量。
(2)焓變(ΔH) ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)，單位kJ·mol－1。
(3)反應(yīng)熱
指當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定溫度下進行時，反應(yīng)所放出或吸收的熱量，通常用符號Q表示，單位kJ·mol－1。
(4)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系
對于等壓條件下進行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則有如下關(guān)系：ΔH＝Qp。
特別強調(diào)：
①焓是與內(nèi)能有關(guān)的相對比較抽象的一種物理量，焓變的值只與始末狀態(tài)有關(guān)而與過程無關(guān)。
②物質(zhì)的焓越小，具有的能量越低，穩(wěn)定性越強。
2.放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的理解
(1)放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)與反應(yīng)條件的關(guān)系
①需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)，不一定是吸熱反應(yīng)，如木炭的燃燒是放熱反應(yīng)。
②常溫下不需要加熱就能發(fā)生的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)。
如：Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl常溫下的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。
(2)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的理解
①物質(zhì)能量高低的關(guān)系角度


3．焓變計算公式
(1)根據(jù)物質(zhì)具有的能量來計算
ΔH＝E(總生成物)－E(總反應(yīng)物)
(2)根據(jù)化學(xué)鍵的斷裂與形成計算
ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和
(3)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化來計算
圖示


意義
a表示正反應(yīng)的活化能；b表示逆反應(yīng)的活化能；c表示該反應(yīng)的反應(yīng)熱
ΔH
圖1：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1，表示放熱反應(yīng)
圖2：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝c kJ·mol－1，表示吸熱反應(yīng)
（4）活化能與反應(yīng)熱的關(guān)系

(1)催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，但不影響焓變的大小。
(2)在無催化劑的情況下，E1為正反應(yīng)的活化能，E2為逆反應(yīng)的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。
4.熱化學(xué)方程式
(1)概念
表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。
(2)意義
表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。
如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
表示：2 mol氫氣和1 mol氧氣反應(yīng)生成2 mol液態(tài)水時放出571.6 kJ的熱量。
(3)熱化學(xué)方程式的書寫要求及步驟

特別強調(diào)：
①熱化學(xué)方程式不注明反應(yīng)條件。
②熱化學(xué)方程式不標(biāo)“↑”“↓”，但必須用s、l、g、aq等標(biāo)出物質(zhì)的聚集狀態(tài)。而在書寫同素異形體轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式時，由于不同單質(zhì)可能用同一元素符號表示(如金剛石與石墨都用C表示)除了注明狀態(tài)外，還要注明名稱。
③熱化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)只表示物質(zhì)的量，其ΔH必須與化學(xué)方程式及物質(zhì)的聚集狀態(tài)相對應(yīng)。
④ΔH表示反應(yīng)完全反應(yīng)時的熱量變化，與反應(yīng)條件及反應(yīng)是否可逆無關(guān)。

課堂檢測01
1.下列說法正確的是(　　)
A．任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化
B．升高溫度或加入催化劑，可以改變化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱
C．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都是以熱量的形式體現(xiàn)
D．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH”“＜”或“＝”，下同)ΔH2。
(2)同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＜0
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＜0
則ΔH1 ΔH2。
(3)兩個有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＜0
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2＜0
則ΔH1 ΔH2。
2.已知室溫下，將CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，將CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，則下列能量轉(zhuǎn)化關(guān)系的判斷不正確的是(　　)

A．ΔH1＞0 B．ΔH2＜ΔH3
C．ΔH3＞ΔH1 D．ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
3.已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1
3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2
2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3
2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4
2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5
下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是(　　)
A．ΔH10 B．ΔH5