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高三化学复习知识清单（通用版） 知识清单19 化学能与热能
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这是一份高三化学复习知识清单（通用版） 知识清单19 化学能与热能，共7页。学案主要包含了知识网络，知识归纳等内容，欢迎下载使用。
【知识归纳】
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
①放热过程：浓硫酸、NaOH固体溶于水
②吸热过程：NH4NO3固体溶于水
（2）状态变化：发生物理变化
①放热过程：凝固、液化、凝华等
②吸热过程：升华、汽化、熔化等
（3）化学键的变化
①放热过程：化学键的形成过程，如2H→H2，Na++Cl－＝NaCl
②吸热过程：化学键的断裂过程，如H2→2H，NaCl＝Na++Cl－
2．本质判据
（1）能量角度
①放热反应：反应物的能量总和＞生成物的能量总和
②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
①放热反应：反应物的键能总和＜生成物的键能总和
②吸热反应：反应物的键能总和＞生成物的键能总和
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
①体系的温度升高：放热反应
②体系的温度降低：吸热反应
（2）密闭体系的压强变化
①体系的压强增大：放热反应
②体系的压强减小：吸热反应
（3）液体的挥发程度
①液体的挥发程度增大：放热反应
②液体的挥发程度减小：吸热反应
（4）催化剂的红热程度
①停热后催化剂继续红热：放热反应
②停热后催化剂不再红热：吸热反应
5．经验判据
（1）放热反应
①金属、金属氧化物与酸或水的反应
②可燃物的燃烧反应及缓慢氧化
③酸和碱的中和反应
④铝热反应，如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
⑤大多数的化合反应。如2NO2N2O4
（2）吸热反应
①大多数的分解的反应（2H2O22H2O+O2↑除外）
②铵盐和碱反应，如Ba（OH）2•8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3•H2O+8H2O
③盐的水解反应
④两个特殊反应：C+CO22CO、C+H2O（g）CO+H2
⑤碳酸氢钠与柠檬酸的反应
6．自发判据：△H－T△S＜0
（1）A（g）+B（l）＝C（l）自发进行，ΔH＜0
（2）2AB（g）C（g）+3D（g）高温自发，ΔH＜0
7．注意事项
（1）反应的热效应与反应条件无必然关系
①在高温下才能进行的化学反应不一定是吸热反应
②在常温下进行的化学反应不一定是放热反应
③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
①化合反应不一定是放热反应
②分解反应不一定是吸热反应
8．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＝（E1－E2）kJ·ml－1
（4）活化能和反应热效应的关系
①放热反应：Ea正＜Ea逆
②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）
①反应的活化能越大，反应速率越慢
②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：1ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的反应热
（2）稳定氧化物：C→CO2（g）、H→H2O（l）、S→SO2（g）、P→P2O5（s）
（3）单位：kJ/ml
（4）表示：C的燃烧热为－393.5kJ/ml
（5）表示燃烧热的热化学方程式：可燃物的化学计量数为1
2．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1ml水时的反应热
（2）单位：kJ/ml
（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－57.3kJ·ml－1
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．各类中和热的比较
（1）强酸与强碱的中和热的数值等于57.3kJ·ml－1
（2）有浓酸或浓碱参加的中和热的数值大于57.3kJ·ml－1
（3）有弱酸或弱碱参加的中和热的数值小于57.3kJ·ml－1
（4）有沉淀生成的中和热的数值等于57.3kJ·ml－1
3．根据稳定性判断能量高低
（1）微粒稳定性的判断
①能量角度：微粒所含的能量越低越稳定
②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
3．能量高低的判断
（1）金属性和非金属性强弱判据
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
（2）微粒稳定性判据：能量越低越稳定
（3）键能大小判据：断裂1个键的键能越大，物质越稳定，所含能量越低
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．反应吸热或放热数的判断：看反应物和生成物能量和的差值｜△H｜
3．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
①峰前的峰谷：表示该中间反应反应物的能量
②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及正误判断
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） △H＝－akJ·ml－1
（1）化学计量数
①含义：只表示物质的量，不表示分子个数
②特点：可以是整数也可以是分数
（2）热化学方程式的意义：2mlA（g）和1mlB（g）完全反应生成3ml C（g）时释放akJ的热量。
（3）热化学方程式中的△H
①△H＝－akJ·ml－1中ml－1的含义：每摩尔反应
②单位：kJ·ml－1，与化学计量数无关
③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
4．热化学方程式的正误判断
（1）注意标明物质的聚集状态：方程式中每种物质的化学式后面用括号注明物质的聚集状态（g、l、s），不用标“↑”或“↓”，水溶液用aq表示。
（2）注意注明必要的反应条件：焓变与温度等测定条件有关，所以书写时必须在ΔH后指明反应的温度（298K时可不注明）。
（3）注意明确化学计量数的含义：化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子个数或原子个数，因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。
（4）注意ΔH的单位及符号：ΔH的单位是J·ml－1或kJ·ml－1，ΔH只能写在化学方程式的右边，表示正向反应的焓变。ΔH＜0表示为放热反应；ΔH≥0表示为吸热反应。
（5）注意同一反应中化学计量数与ΔH数值的对应关系：化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则ΔH数值的绝对值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH的数值改变符号，但绝对值不变。
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∶Q＝a∶b∶c∶d∶│⊿H│
2．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
①常见分子：根据成键原则画出结构式即可判断
②信息分子：根据分子结构示意图数共价键个数
③特殊物质：选修物质结构内容
4．根据燃烧热和热值计算
（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：H燃烧热＝－kJ/ml
（2）计算热值：H热值＝－kJ/g
（3）计算中和热：H中和热＝－kJ/ml
6．根据比热公式进行计算：Q＝cmΔT。
（1）水的比热容：c＝4.18×10－3kJ/（g·℃）
（2）m代表液体或混合液的总质量
（3）ΔT表示反应前后温度的变化值，ΔT＝T2－T1
7．利用活化能计算：反应热＝正反应活化能－逆反应的活化能
8．根据盖斯定律进行计算
（1）计算步骤
（2）ΔH与书写方式的关系
①正逆反应的△H、K的关系：△H正+△H逆＝0，K正·K逆＝1
②化学计量数变成n倍，△H变为n倍，K变为n次方倍
③反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝△H1+△H2，K3＝K1·K2
④反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝△H1－△H2，K3＝
⑤反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝a△H1－△H2，K3＝
（3）反应举例
①A+B＝C+D ⊿H1
②2E+F＝2C ⊿H2
③3D＝M+2N ⊿H3
则：6A+6B＝6E+3F+ 2M+4N △H＝6△H1－3△H2+2△H3
（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
①Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）△H1
②3Fe2O3（s）+CO（g）2Fe3O4（s）+CO2（g）△H2
③Fe3O4（s）+CO（g）3FeO（s）+CO2（g）△H3
则反应：FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g）△H＝－3△H3+2△H1－△H2。
六、能源
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
3．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。
分子式
Cl2
O2
N2
H2O
结构式
Cl－Cl
O＝O
N≡N
H－O－H
分子式
H2O2
CO2
HCN
NH3
结构式
H-O-O-H
O＝C＝O
H－C≡N
分子式
CH4
C2H4
C2H6
N2H4
结构式
物质
硫化磷
雄黄（As4S4）
P4O10
结构
键数
12个P-S键
2个P＝S键
2个As-As键
8个S-As键
4个P＝O键
12个P－O键
物质
S8单质
N4分子
P4O6
结构
键数
8个S－S键
8个N－N键
12个P－O键
物质/ml
白磷
金刚石
晶体硅
SiO2
石墨
结构
键数/ml
6
2
2
4
1.5
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
【知识归纳】
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
①放热过程：浓硫酸、NaOH固体溶于水
②吸热过程：NH4NO3固体溶于水
（2）状态变化：发生物理变化
①放热过程：凝固、液化、凝华等
②吸热过程：升华、汽化、熔化等
（3）化学键的变化
①放热过程：化学键的形成过程，如2H→H2，Na++Cl－＝NaCl
②吸热过程：化学键的断裂过程，如H2→2H，NaCl＝Na++Cl－
2．本质判据
（1）能量角度
①放热反应：反应物的能量总和＞生成物的能量总和
②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
①放热反应：反应物的键能总和＜生成物的键能总和
②吸热反应：反应物的键能总和＞生成物的键能总和
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
①体系的温度升高：放热反应
②体系的温度降低：吸热反应
（2）密闭体系的压强变化
①体系的压强增大：放热反应
②体系的压强减小：吸热反应
（3）液体的挥发程度
①液体的挥发程度增大：放热反应
②液体的挥发程度减小：吸热反应
（4）催化剂的红热程度
①停热后催化剂继续红热：放热反应
②停热后催化剂不再红热：吸热反应
5．经验判据
（1）放热反应
①金属、金属氧化物与酸或水的反应
②可燃物的燃烧反应及缓慢氧化
③酸和碱的中和反应
④铝热反应，如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
⑤大多数的化合反应。如2NO2N2O4
（2）吸热反应
①大多数的分解的反应（2H2O22H2O+O2↑除外）
②铵盐和碱反应，如Ba（OH）2•8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3•H2O+8H2O
③盐的水解反应
④两个特殊反应：C+CO22CO、C+H2O（g）CO+H2
⑤碳酸氢钠与柠檬酸的反应
6．自发判据：△H－T△S＜0
（1）A（g）+B（l）＝C（l）自发进行，ΔH＜0
（2）2AB（g）C（g）+3D（g）高温自发，ΔH＜0
7．注意事项
（1）反应的热效应与反应条件无必然关系
①在高温下才能进行的化学反应不一定是吸热反应
②在常温下进行的化学反应不一定是放热反应
③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
①化合反应不一定是放热反应
②分解反应不一定是吸热反应
8．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＝（E1－E2）kJ·ml－1
（4）活化能和反应热效应的关系
①放热反应：Ea正＜Ea逆
②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）
①反应的活化能越大，反应速率越慢
②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：1ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的反应热
（2）稳定氧化物：C→CO2（g）、H→H2O（l）、S→SO2（g）、P→P2O5（s）
（3）单位：kJ/ml
（4）表示：C的燃烧热为－393.5kJ/ml
（5）表示燃烧热的热化学方程式：可燃物的化学计量数为1
2．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1ml水时的反应热
（2）单位：kJ/ml
（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－57.3kJ·ml－1
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．各类中和热的比较
（1）强酸与强碱的中和热的数值等于57.3kJ·ml－1
（2）有浓酸或浓碱参加的中和热的数值大于57.3kJ·ml－1
（3）有弱酸或弱碱参加的中和热的数值小于57.3kJ·ml－1
（4）有沉淀生成的中和热的数值等于57.3kJ·ml－1
3．根据稳定性判断能量高低
（1）微粒稳定性的判断
①能量角度：微粒所含的能量越低越稳定
②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
3．能量高低的判断
（1）金属性和非金属性强弱判据
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
（2）微粒稳定性判据：能量越低越稳定
（3）键能大小判据：断裂1个键的键能越大，物质越稳定，所含能量越低
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．反应吸热或放热数的判断：看反应物和生成物能量和的差值｜△H｜
3．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
①峰前的峰谷：表示该中间反应反应物的能量
②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及正误判断
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） △H＝－akJ·ml－1
（1）化学计量数
①含义：只表示物质的量，不表示分子个数
②特点：可以是整数也可以是分数
（2）热化学方程式的意义：2mlA（g）和1mlB（g）完全反应生成3ml C（g）时释放akJ的热量。
（3）热化学方程式中的△H
①△H＝－akJ·ml－1中ml－1的含义：每摩尔反应
②单位：kJ·ml－1，与化学计量数无关
③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
4．热化学方程式的正误判断
（1）注意标明物质的聚集状态：方程式中每种物质的化学式后面用括号注明物质的聚集状态（g、l、s），不用标“↑”或“↓”，水溶液用aq表示。
（2）注意注明必要的反应条件：焓变与温度等测定条件有关，所以书写时必须在ΔH后指明反应的温度（298K时可不注明）。
（3）注意明确化学计量数的含义：化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子个数或原子个数，因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。
（4）注意ΔH的单位及符号：ΔH的单位是J·ml－1或kJ·ml－1，ΔH只能写在化学方程式的右边，表示正向反应的焓变。ΔH＜0表示为放热反应；ΔH≥0表示为吸热反应。
（5）注意同一反应中化学计量数与ΔH数值的对应关系：化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则ΔH数值的绝对值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH的数值改变符号，但绝对值不变。
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∶Q＝a∶b∶c∶d∶│⊿H│
2．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
①常见分子：根据成键原则画出结构式即可判断
②信息分子：根据分子结构示意图数共价键个数
③特殊物质：选修物质结构内容
4．根据燃烧热和热值计算
（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：H燃烧热＝－kJ/ml
（2）计算热值：H热值＝－kJ/g
（3）计算中和热：H中和热＝－kJ/ml
6．根据比热公式进行计算：Q＝cmΔT。
（1）水的比热容：c＝4.18×10－3kJ/（g·℃）
（2）m代表液体或混合液的总质量
（3）ΔT表示反应前后温度的变化值，ΔT＝T2－T1
7．利用活化能计算：反应热＝正反应活化能－逆反应的活化能
8．根据盖斯定律进行计算
（1）计算步骤
（2）ΔH与书写方式的关系
①正逆反应的△H、K的关系：△H正+△H逆＝0，K正·K逆＝1
②化学计量数变成n倍，△H变为n倍，K变为n次方倍
③反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝△H1+△H2，K3＝K1·K2
④反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝△H1－△H2，K3＝
⑤反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝a△H1－△H2，K3＝
（3）反应举例
①A+B＝C+D ⊿H1
②2E+F＝2C ⊿H2
③3D＝M+2N ⊿H3
则：6A+6B＝6E+3F+ 2M+4N △H＝6△H1－3△H2+2△H3
（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
①Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）△H1
②3Fe2O3（s）+CO（g）2Fe3O4（s）+CO2（g）△H2
③Fe3O4（s）+CO（g）3FeO（s）+CO2（g）△H3
则反应：FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g）△H＝－3△H3+2△H1－△H2。
六、能源
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
3．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。
分子式
Cl2
O2
N2
H2O
结构式
Cl－Cl
O＝O
N≡N
H－O－H
分子式
H2O2
CO2
HCN
NH3
结构式
H-O-O-H
O＝C＝O
H－C≡N
分子式
CH4
C2H4
C2H6
N2H4
结构式
物质
硫化磷
雄黄（As4S4）
P4O10
结构
键数
12个P-S键
2个P＝S键
2个As-As键
8个S-As键
4个P＝O键
12个P－O键
物质
S8单质
N4分子
P4O6
结构
键数
8个S－S键
8个N－N键
12个P－O键
物质/ml
白磷
金刚石
晶体硅
SiO2
石墨
结构
键数/ml
6
2
2
4
1.5
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
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化石燃料
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太阳能、风能、氢能、生物质能等
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