专题04 化学反应与热能【知识梳理】-2020-2021学年高一化学下学期期中专项复习（人教版2019必修第二册）

专题04  化学反应与热能

知识梳理

一.化学反应与热能的转化

化石燃料燃烧会放出大量的热，除了燃烧，其它化学反应也伴随着放热或吸热现象。

1.两条基本规律

质量守恒定律：  化学反应前后物质的总质量保持不变。   

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，转化的途经和能量的形式不同，

  但是体系包含的总能量不变。     

2.化学反应 一定 伴随有能量的变化，化学反应中能量变化主要表现为  热量  的变化，吸热或放热。

3.化学能与热能的实验探究

【实验6-1】

现象：    铝片溶解，有气泡产生，试管外壁温度上升      

结论：     铝与盐酸的反应是放热反应  

化学反应方程式：    2Al+6HCl==2AlCl3+3H2 ↑              

【实验6-2】

现象：    有刺激性气味气体产生，烧杯外壁温度下降，拿起烧杯，玻璃片粘在烧杯底部 

结论：     Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应                               

化学反应方程式：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O

4.放热反应和吸热反应

化学上把释放热量的化学反应称为放热反应，吸收热量的化学反应称为吸热反应。

(1)常见的放热反应：

①所有的燃烧反应； 

②大多数的化合反应；(CO2+C2CO为吸热反应)

③酸碱中和反应； 

④金属与酸或水反应置换出氢气；  

⑤缓慢的氧化反应。

(2)常见的吸热反应：

①大多数的分解反应；

②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；

③以C、CO、H2为还原剂一些高温反应：CO2+C2CO ；C+H2OCO+H2

④盐类的水解

【注意】

有热量放出未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。

反应条件与热量变化没有必然的关系，既需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。

二.化学反应中能量变化的原因

1.化学键与化学反应中能量变化的关系 

（1）化学键与能量的关系

化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用，断开反应物中的化学键需要  吸收  能量，形成生成物中的化学键要   释放  能量。

（2）键能： 标况下，将1mol气态分子AB断裂成理想气态原子所吸收的能量，单位（KJ·mol-1）                                                        

氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开，氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。

         则：吸收总能量为：  436+243=679KJ         

         释放总能量为：  431×2=862KJ           

         反应中放出的热量：  862-679=183KJ      

这样，由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。

（3）化学键与化学反应中能量变化的关系

断开化学键要 吸收  能量，形成化学键要 释放 能量；  化学键的变化  是化学反应中能量变化的主要原因。

能量是守恒的，化学反应中的能量变化通常表现为  热量 的变化。

2.从物质储存化学能的角度理解化学反应过程中能量变化的关系   

（1）一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于    反应物总能量   和

   生成物总能量    相对大小。

（2）化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，吸热或者放热。吸热反应和放热反应与反应物和生成物总能量的关系如下： 

     吸热反应：反应物的总能量 小于 生成物的总能量

     放热反应：反应物的总能量 大于 生成物的总能量

（3）以能量为纵坐标，画出放热反应和吸热反应的简单示意图

放热反应                        吸热反应

三.化学反应与能源

1.现阶段人类获取热能的主要途径是：      物质的燃烧     

使用最多的常规能源是：化石燃料(煤、石油和天然气)。

2.化石燃料储量有限，短期内不可再生；

影响环境：煤、石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。

3.节能减排，提高能源的利用率；开发使用新能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。

4.一次能源：从自然界中直接获取的能源

   二次能源：一次能源转化获取的能源