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第一章 化学反映与能量
一、化学反映与能量的变化
课标规定
1、了解化学反映中能量转化的因素和常见的能量转化形式
2、了解反映热和焓变的含义
3、结识热化学方程式的意义并能对的书写热化学方程式
要点精讲
1、 焓变与反映热
（1）化学反映的外观特性
化学反映的实质是旧化学键断裂和新化学键生成，从外观上看， 所有的化学反映都随着着能量的释放或吸取、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象的发生。能量的变化通常表现为热量的变化，但是化学反映的能量变化还可以以其他形式的能量变化体现出来，如光能、电能等。
（2）反映热的定义
当化学反映在一定的温度下进行时，反映所释放或吸取的热量称为反映在此温度下的热效应，简称为反映热。通常用符号Q表达。
反映热产生的因素：由于在化学反映过程中，当反映物分子内的化学键断裂时，需要克服原子间的互相作用，这需要吸取能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。生成物分子形成时所释放的总能量与反映物分子化学键断裂时所吸取的总能量的差即为该反映的反映热。
（3）焓变的定义
对于在等压条件下进行的化学反映，假如反映中物质的能量变化所有转化为热能（同时也许随着着反映体系体积的改变），而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反映的反映热就等于反映前后物质的焓的改变，称为焓变，符号ΔΗ。
ΔΗ=Η（反映产物）—Η（反映物）
为反映产物的总焓与反映物总焓之差，称为反映焓变。假如生成物的焓大于反映物的焓，说明反映物具有的总能量小于产物具有的总能量，需要吸取外界的能量才干生成生成物，反映必须吸热才干进行。即当Η（生成物）>Η（反映物），ΔΗ>0，反映为吸热反映。
假如生成物的焓小于反映物的焓，说明反映物具有的总能量大于产物具有的总能量，需要释放一部分的能量给外界才干生成生成物，反映必须放热才干进行。即当Η（生成物）<Η（反映物），ΔΗ<0，反映为放热反映。
（4）反映热和焓变的区别与联系
反映热
焓变
含义
化学反映中吸取或放出的热量
化学反映中生成物所具有的焓与反映物所具有的焓之差
符号
Q
ΔΗ
单位
kJ·mol-1
kJ·mol-1
与能量变化的关系
Q>0，反映吸取热量
Q<0，反映放出热量
ΔΗ>0，反映吸取热量
ΔΗ<0，反映放出热量
两者的互相联系
ΔΗ是化学反映在恒定压强下（即敞口容器中进行的化学反映）且不与外界进行电能、光能等其他能量的转化时的反映热（Qp）；ΔΗ= Qp，中学阶段两者通用
与键能的关系
ΔΗ= Q=反映物的键能总和－原生成物的键能总和
2、热化学方程式
（1）定义
把一个化学反映中物质的变和能量的变化同时表达出来的学方程式，叫热化学方程式。
（2）表达意义
不仅表白了化学反映中的物质化，也表白了化学反映中的焓变。
（3）书写热化学方程式须注意的几点
①只能写在标有反映物和生成物状态的化学方程式的右边。
若为放热反映，ΔΗ为“-” ；若为吸热反映，ΔΗ为“+” 。ΔΗ的单位一般为kJ·mol-1。②焓变ΔΗ与测定条件（温度、 压强等）有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔΗ的测定条件。
③热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表达该物质的物质的量，并不表达物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。
④反映物和产物的聚集状态不同，焓变ΔΗ不同。因此，必须注明物质的聚集状态才干完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g” ，液体用“l” ，固体用“s” ，溶液用“aq” 。热化学方程式中不用“↑” 和“↓” 。若涉及同素异形体，要注明同素异形体的名称。
⑤热化学方程式是表达反映已完毕的量。
由于ΔΗ与反映完毕的物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔΗ相相应，假如化学计量数加倍，则ΔΗ也要加倍。当反映向逆向进行时，其焓变与正反映的焓变数值相等，符号相反。
（4）热化学方程式与化学方程式的比较
化学方程式
热化学方程式
化学计量数
是整数，既表达微粒个数又表达该物质的物质的量
既可以是整数，也可以是分数，只表达物质的物质的量
状态
不规定注明
必须在化学式后注明
ΔΗ正负号及单位
无
必须注明
意义
表白了化学反映中的物质变化
不仅表白了化学反映中的物质变化，也表白了化学反映
中的能量变化
3、 中和反映反映热的测定
（1）实验原理
将两种反映物加入仪器内并使之迅速混合，测量反映前后溶液温度的变化值，即可根据溶液的热容C，运用下式计算出反映释放或吸取的热量Q。
Q=-C(T2-T1)
式中：C表达体系的热容；T1、T2 分别表达反映前和反映后体系的温度。
（2）实验注意事项：
①作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。
②盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确，且NaOH溶液的浓度须大于盐酸的浓度。为了使测得的中和热更准确，所用盐酸和NaOH的浓度宜小不宜大，假如浓度偏大，则溶液中阴阳离子间互相牵制作用就大，电离度就会减少，这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离分子的离解热，导致较大的误差。
③宜用有0.1分度值的温度计，且测量时尽也许读准，并估读到小数点后第二位。温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中，并且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的
精度。
（3）实验结论
所测得的三次中和反映的反映热相同。
（4）实验分析
以上溶液中所发生的反映均为H++OH-=H2O。由于三次实验中所用溶液的体积相同，溶液中 H+和OH-的浓度也是相同的，因此三个反映的反映热也是相同的。
4.中和热
（1）定义： 在稀溶液中，酸与碱发生中和反映生成1mol H2O（l）时所释放的热量为中和热。中和热是反映热的一种形式。
（2）注意： 中和热不涉及离子在水溶液中的生成热、 物质的溶解热、电解质电离的吸取热等。中和反映的实质是H+与OH-化合生成H2O，若反映过程中有其他物质生成，这部分反映热也不在中和热内。
5、放热反映与吸热反映的比较
类型
比较
放热反映
吸热反映
定义
放出热量的化学反映
吸取热量的化学反映
形成因素
反映物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反映物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键变化的关系
生成物分子成键时释放出的总能量大于反映物分子断裂时吸取的总能量
生成物分子成键时释放出的总能量小于反映物分子断裂时吸取的总能量
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二、燃烧热 能源
课标规定
1、掌握燃烧热的概念
2、了解资源、能源是当今社会的重要热点问题
3、常识性了解使用化石燃料的利弊及新能源的开发
要点精讲
1、 燃烧热
（1）概念：25℃，101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ·mol-1。假如是1g物质完全燃烧的反映热，就叫做该物质的热值。
（2）对燃烧热的理解
①燃烧热是反映热的一种，并且燃烧反映一定是放热反映，其ΔΗ为“-” 或 ΔΗ<0。
②25℃，101kPa时，可燃物完全燃烧时，必须生成稳定的化合物。假如该物质在燃烧时能生成多种燃烧产物，则应当生成不能再燃烧的物质。如C完全燃烧应生成CO2（g），而生成 CO（g）属于不完全燃烧，所以C的燃烧热应当是生成CO2时的热效应。
（3）表达燃烧热的热化学方程式书写
燃烧热是以员1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表达燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准，来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程
式中常出现分数。
（4）研究物质燃烧热的意义
了解化学反映完毕时产生热量的多少，以便更好地控制反映条件，充足运用能源。
2、 能源
能提供能量的自然资源，叫做能源。能量之间的互相转化关系如下：
（1）能源的分类
①一次能源与二次能源
从自然界直接取得的自然能源叫一次能源，如原煤、原油、流过水坝的水等；一次能源通过加工转换后获得的能源称为二次能源，如各种石油制品、煤气、蒸气、电力、 氢能、沼气等。
②常规能源与新能源在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛运用的能源称为常规能源，如煤、石油、天然气、水能等。人类采用先进的方法刚开始加以运用的古老能源以及运用先进技术新发展的能源都是新能源，如核聚变能、风能、太阳能、海洋能等。
③可再生能源与非再生能源可连续再生、永远运用的一次能源称为可再生能源，如水力、风能等；通过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，称为非再生能源，如石油、煤、天然气等。
（2）人类对能源运用的三个时代
①柴草能源时代：草木、 人力、 畜力、 大阳、 风和水的动力等。
②化石能源时代：煤、 石油、 天然气。
③多能源时代：核能、 太阳能、 氢能等。
（3）燃料充足燃烧的条件
①要有足够的空气
②燃料与空气要有足够大的接触面
注意：足够的空气不是越多越好，而是通入量要适当，否则过量的空气会带走部分热量，导致浪费。扩大燃料与空气的接触面，工业上常采用固体燃料粉碎或液体燃料以雾状喷出的方法，从而提高燃料燃烧的效率。
（4）我国目前的能源运用状况
目前重要能源是化石燃料，它们蕴藏有限且不能再生，终将枯竭，且从开采、 运送、 加工到终端的运用效率都很低。我们目前使用的最多的燃料，仍是化石燃料，它们都是古代动植物遗体埋在地下通过长时间复杂变化形成的，除具有C、H等元素外，尚有少量S、N等元素，它们燃烧产生SO2、氮的氧化物，对环境导致污染，形成酸雨。此外，煤的不充足燃烧，还产生CO，既导致浪费，也导致污染。
（5）解决能源危机的方法：节约能源；开发新能源。
3、有关燃烧热的计算
（1）计算公式：Q放=n（可燃物）×ΔΗ
（2）含义：一定量的可燃物完全燃烧放出的热量，等于可燃物的物质的量乘以该物质的燃烧热。
（3）应用：“热量值与热化学方程式中各物质的化学计量数（应相相应）成正比” 进行有关计算。
（4）应用：“总过程的反映热值等于各分过程反映热之和”进行有关计算。
4、燃烧热和中和热的比较
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热反映
ΔΗ
ΔΗ<0，单位常用kJ·mol-1
不同点
反映物的量
1mol
不限量
生成物的量
不限量
1mol H2O
反映热的定义
在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量；反映物不同，燃烧热不同
在稀溶液中，酸与碱发生中和反映，生成1mol H2O 时放出的热量；强酸与强碱反映的中和热都相同，均约为57.3 kJ·mol-1
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三、化学反映热的计算
课标规定
1、从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律
2、能对的运用盖斯定律解决具体问题
3、学会化学反映热的有关计算
要点精讲
1、盖斯定律
（1）盖斯定律的内容
化学反映的焓变只与反映体系的始态（各反映物） 和终态（各生成物） 有关， 而与反映的途径无关。假如一个反映可以分几步进行，则各分步反映的反映焓变之和与该反映一步完毕时的焓变是相同的，这就是盖斯定律。
（2）特点
①反映热效应只与始态、终态有关，与过程无关。
②反映热总值一定。
（3）意义
有些反映很慢，有些反映不容易直接发生，有些反映的产品不纯（有副反映发生），给测定反映热导致了困难。应用盖斯定律，可以间接地把它们的反映热计算出来。
2、反映热的计算
（1）依据
①热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项（同时改变正、负号）；各项的系数（涉及ΔΗ的数值）可以同时扩大或缩小相同的倍数。
②根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式（涉及其ΔΗ）相加或相减，从而得到一个新的热化学方程式。
③可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×燃烧热。
注：计算反映热的关键是设计合理的反映过程，对的进行已知方程式和反映热的加减合并。
（2）计算方法
列出方程或方程组计算求解。
① 明确解题模式：审题→分析→求解。
②有关热化学方程式及有关单位书写对的。
③计算准确。
（3）进行反映热计算的注意事项：
①反映热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反映热数值需同时做相同倍数的改变。
②热化学方程式中的反映热，是指反映按所给形式完全进行时的反映热。
③正、 逆反映的反映热数值相等，符号相反。
④用某种物质的燃烧热计算反映放出的总热量时，注意该物质一定要满足完全燃烧且生成稳定的氧化物这一条件。
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四、本章知识网络
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