1、专题07 化学能与热能必背知识手册一、放热反应和吸热反应1前提条件：必须是化学反应（1）物质的溶解过程：主要发生物理变化放热过程：浓硫酸、NaOH固体溶于水吸热过程：NH4NO3固体溶于水（2）状态变化：发生物理变化放热过程：凝固、液化、凝华等吸热过程：升华、汽化、熔化等（3）化学键的变化放热过程：化学键的形成过程，如2HH2，Na+ClNaCl吸热过程：化学键的断裂过程，如H22H，NaClNa+Cl2本质判据（1）能量角度放热反应：反应物的能量总和生成物的能量总和吸热反应：反应物的能量总和生成物的能量总和（2）键能角度放热反应：反应物的键能总和生成物的键能总和吸热反应：反应物的键能总和生成
2、物的键能总和3条件判据（1）需要持续加热才能进行的反应一般是吸热反应（2）反应开始需要加热，停热后仍能继续进行，一般是放热反应4现象判据（1）反应体系的温度变化体系的温度升高：放热反应体系的温度降低：吸热反应（2）密闭体系的压强变化体系的压强增大：放热反应体系的压强减小：吸热反应（3）液体的挥发程度液体的挥发程度增大：放热反应液体的挥发程度减小：吸热反应（4）催化剂的红热程度停热后催化剂继续红热：放热反应停热后催化剂不再红热：吸热反应4经验判据（1）放热反应金属和金属氧化物与酸或水的反应可燃物的燃烧反应及缓慢氧化酸和碱的中和反应铝热反应，如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3大多数的化合反应。
3、如2NO2N2O4（2）吸热反应大多数的分解的反应（2H2O22H2O+O2除外）铵盐和碱反应，如Ba（OH）28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3H2O+8H2O盐的水解反应两个特殊反应：C+CO22CO、C+H2O（g）CO+H2碳酸氢钠与柠檬酸的反应5自发判据：HTS0（1）A（g）+B（l）C（l）自发进行，H0（2）2AB（g）C（g）+3D（g）高温自发，H06注意事项（1）反应的热效应与反应条件无必然关系在高温下才能进行的化学反应不一定是吸热反应在常温下进行的化学反应不一定是放热反应使用催化剂的反应不一定是吸热反应（2）反应的热效应与反应是化合还是分解无必然关系化合反应不一
4、定是放热反应分解反应不一定是吸热反应7反应的活化能（1）正反应的活化能为：E1（2）逆反应的活化能为：E2（3）正反应的反应热为：H（E1E2）kJmol1（4）活化能和反应热效应的关系放热反应：Ea正Ea逆吸热反应：Ea正Ea逆（5）催化剂能降低反应所需的活化能，但不影响反应热的大小（6）活化能和反应速率的关系（相同温度）反应的活化能越大，反应速率越慢若Ea正Ea逆，则v正v逆二、三个重要概念1燃烧热（25、101kPa）（1）概念：1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的反应热（2）稳定氧化物：CCO2（g）、HH2O（l）、SSO2（g）、PP2O5（s）（3）单位：kJ/mol（4）表示
5、：C的燃烧热为393.5kJ/mol（5）表示燃烧热的热化学方程式：可燃物的化学计量数为12热值（25、101kPa）（1）概念：1g可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的反应热（2）单位：kJ/g（3）表示：C的热值为32.8kJ/g（4）燃烧热和热值的换算关系：燃烧热热值摩尔质量3中和热（1）概念：稀溶液中酸跟碱反应生成1mol水时的反应热（2）单位：kJ/mol（3）表示中和热的热化学方程式：H2O的化学计量数为1（4）表示：强酸与强碱的中和热为57.3kJmol1三、反应过程中热量大小的比较1燃烧过程中热量大小的比较（1）物质完全燃烧时放出的热量多（2）物质在O2中完全燃烧放出的热量比在空气中
6、的少（光能多）（3）物质完全燃烧生成固态产物时放出的热量最多（4）气态的物质完全燃烧放出的热量最多2金属性和非金属性的强弱与能量的关系（1）金属性越强，越容易失电子，吸收的能量越少（2）非金属性越强，越容易得电子，释放的能量越多（3）非金属单质与H2化合时生成的气态氢化物越稳定，放出的能量越多3根据稳定性判断能量高低（1）微粒稳定性的判断能量角度：微粒所含的能量越低越稳定键能角度：微粒所含的化学键键能越大越稳定（2）生成稳定性强的物质，放热多四、能量-反应过程图像1反应热性质的判断（1）放热反应：反应物的能量和大于生成物的能量和（2）吸热反应：反应物的能量和大于生成物的能量和2反应吸热或放热数
7、的判断：看反应物和生成物能量和的差值H3催化剂和中间产物（过渡态物质）的判断（1）催化剂：第一步反应的反应物，第二步反应的生成物（2）过渡物：第一步反应的生成物，第二步反应的反应物4曲线上的峰（1）峰的个数表示中间反应的个数（2）峰谷峰前的峰谷：表示该中间反应反应物的能量峰后的峰谷：表示该中间反应生成物的能量四、热化学方程式的书写1热化学方程式的书写方法2热化学方程式中各量的含义2A(g)+B(g)3C(g) HakJmol1（1）化学计量数含义：只表示物质的量，不表示分子个数特点：可以是整数也可以是分数（2）热化学方程式的意义：2molA（g）和1molB（g）完全反应生成3mol C(g)
8、时释放akJ的热量。（3）热化学方程式中的HHakJmol1中mol1的含义：每摩尔反应单位：kJmol1，与化学计量数无关正负：正逆反应的数值相等，符号相反3写热化学方程式的注意问题（1）反应物的量都已知，根据量少的计算反应热（2）需要判断反应是可逆反应还是完全反应（3）需要判断反应物和生成物的聚集状态五、反应热的有关计算1根据热化学方程式计算（1）化学计量数H反应的物质的量热量（Q）（2）n（A）反应n（B）反应n（C）生成n（D）生成QabcdH2根据反应物和生成物的总能量计算（1）H生成物的能量和反应物的能量和（2）H生成物的相对能量和反应物的相对能量和3根据键能计算焓变（1）H反应物
9、的键能和生成物的键能和（2）计算关键：弄清物质中化学键的数目常见分子：根据成键原则画出结构式即可判断分子式Cl2O2N2H2O结构式ClClOONNHOH分子式H2O2CO2HCNNH3结构式H-O-O-HOCOHCN分子式CH4C2H4C2H6N2H4结构式信息分子：根据分子结构示意图数共价键个数物质硫化磷雄黄（As4S4）P4O10结构键数12个P-S键2个PS键2个As-As键8个S-As键4个PO键12个PO键物质S8单质N4分子P4O6结构键数8个SS键8个NN键12个PO键特殊物质：选修物质结构内容物质/mol白磷金刚石晶体硅SiO2石墨结构键数/mol62241.54根据燃烧热和
10、热值计算（1）根据燃烧热计算：Q（放）n（可燃物）|燃烧热|（2）根据热值计算：Q（放）m（可燃物）|热值|5计算燃烧热、热值、中和热（1）计算燃烧热：DH燃烧热kJ/mol（2）计算热值：DH热值kJ/g（3）计算中和热：DH中和热kJ/mol6根据比热公式进行计算：QcmT。（1）水的比热容：c4.18103kJ/（g）（2）m代表液体或混合液的总质量（3）T表示反应前后温度的变化值，TT2T17根据盖斯定律进行计算（1）计算步骤（2）H与书写方式的关系正逆反应的H、K的关系：H正+H逆0，K正K逆1化学计量数变成n倍，H变为n倍，K变为n次方倍反应反应+反应，则：H3H1+H2，K3K1
11、K2反应反应反应，则：H3H1H2，K3反应a反应反应，则：H3aH1H2，K3（3）反应举例 A+BC+D H12E+F2C H2 3DM+2N H3则：6A+6B6E+3F+ 2M+4N H6H13H2+2H3（4）若按照正常程序，不能将条件全部用完，则将用过和没有用过的反应中有的物质，而目标反应中没有的物质消去即可 Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）H1 3Fe2O3（s）+CO（g）2Fe3O4（s）+CO2（g）H2 Fe3O4（s）+CO（g）3FeO（s）+CO2（g）H3则反应：FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g）H3H3+2H1H2。六、能
12、源1定义：自然界中，能为人类提供热、光、电等有用能量的物质或物质运动统称为能源。2分类分类依据种类举例转换过程一次能源太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等二次能源电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等使用历史常规能源化石燃料新能源太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等性质可再生能源太阳能、风能、氢能、生物质能等不可再生能源化石燃料、核能3常规能源（传统能源）（1）人类目前使用的主要能源：三大化石燃料被称为“工业的血液”的是石油被称为“工业的粮食”的是煤属于清洁能源的是天然气（2）化石燃料面临的问题不可再生：形成时间长，储量有限环境污染严重：酸雨、雾霾、温室效应加剧4非常规能源（新能源）（1
13、）最环保能源：氢能（2）自然能源：太阳能、风能、潮汐能、地热能等（3）非物理变化和化学变化所得能源：核能（4）生物质能多糖先水解后发酵所得能源：酒精植物秸秆、动物粪便等发酵所得能源：沼气木材干馏所得能源：甲醇（俗称木醇）（5）特点资源丰富，普遍具备可再生特性不含碳或含碳量少，对环境没有污染或污染少5氢能的开发和利用（1）氢能的优点完全燃烧放出的热量多原料是水，来源广燃烧产物是水，无污染（2）困难：成本高、储存和运输困难等（3）方法：在光催化剂存在下利用太阳能分解水6我国能源现状（1）我国目前使用最多的能源是化石燃料，包括煤、石油、天然气等，属于不可再生能源，并且能源利用率总体偏低。（2）开源节流：即一方面开发核能、风能、太阳能等新能源，另一方面大力实施节能减排，提高能源利用效率。7常见的能量转化
