人教版高中化學(xué)選修4知識點總結(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量

1、第一章化學(xué)反應(yīng)與能量一、化學(xué)反應(yīng)與能量的變化課標(biāo)要求1、了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式2、了解反應(yīng)熱和焓變的含義3、認(rèn)識熱化學(xué)方程式的意義并能正確書寫熱化學(xué)方程式要點精講1、焓變與反應(yīng)熱（1）化學(xué)反應(yīng)的外觀特征化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵生成，從外觀上看，所有的化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的釋放或吸收、發(fā)光、變色、放出氣體、生成沉淀等現(xiàn)象的發(fā)生。能量的變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，但是化學(xué)反應(yīng)的能量變化還可以以其他形式的能量變化體現(xiàn)出來，如光能、電能等。（2）反應(yīng)熱的定義當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時，反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)，簡稱為反應(yīng)熱。通常用符號Q

2、表示。反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因：由于在化學(xué)反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)物分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂時，需要克服原子間的相互作用，這需要吸收能量；當(dāng)原子重新結(jié)合成生成物分子，即新化學(xué)鍵形成時，又要釋放能量。生成物分子形成時所釋放的總能量與反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量的差即為該反應(yīng)的反應(yīng)熱。（3）焓變的定義對于在等壓條件下進(jìn)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（同時可能伴隨著反應(yīng)體系體積的改變），而沒有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱就等于反應(yīng)前后物質(zhì)的烙的改變，稱為烙變，符號AHAH=H反應(yīng)產(chǎn)物）一H（反應(yīng)物）為反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物總焓之差，稱為反應(yīng)焓變。如果生成物的焓大于反應(yīng)物

3、的焓，說明反應(yīng)物具有的總能量小于產(chǎn)物具有的總能量，需要吸收外界的能量才能生成生成物，反應(yīng)必須吸熱才能進(jìn)行。即當(dāng)H（生成物）H（反應(yīng)物），AH0反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。如果生成物的始小于反應(yīng)物的崎，說明反應(yīng)物具有的總能量大于產(chǎn)物具有的總能量，需要釋放一部分的能量給外界才能生成生成物，反應(yīng)必須放熱才能進(jìn)行。即當(dāng)H（生成物）H（反應(yīng)物），AH0,反應(yīng)吸收熱量Q0反應(yīng)吸收熱量AH0反應(yīng)放出熱量二者的相互聯(lián)系A(chǔ)H是化學(xué)反應(yīng)在恒定壓強下（即敞口容器中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)）且不與外界進(jìn)行電能、光能等其他能量的轉(zhuǎn)化時的反應(yīng)熱（Qp）;AH：QP,中學(xué)階段二者通用與鍵能的關(guān)系A(chǔ)H=Q校應(yīng)物的鍵能總和一原生成物的鍵能總和2、熱

4、化學(xué)方程式（1）定義把一個化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變和能量的變化同時表示出來的學(xué)方程式，叫熱化學(xué)方程式。（2）表示意義不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的始變。（3）書寫熱化學(xué)方程式須注意的幾點只能寫在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊。若為放熱反應(yīng)，AH為-;若為吸熱反應(yīng)，AH為+。AH的單位一般為kJmol-1。焰變AH與測定條件（溫度、壓強等）有關(guān)。因此書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明AH的測定條件。熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，次含變AH不同。因此，

5、必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不用“T和”真：若涉及同素異形體，要注明同素異形體的名稱。熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的量。由于AH與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān)，所以方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)必須與AH相對應(yīng)，如果化學(xué)計量數(shù)加倍，則AH也要加倍。當(dāng)反應(yīng)向逆向進(jìn)行時，其始變與正反應(yīng)的烙變數(shù)值相等，符號相反。(4)熱化學(xué)方程式與化學(xué)方程式的比較化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式化學(xué)計量教是整數(shù),既表示微粒個數(shù)又表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量既可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)，只表土物質(zhì)的物質(zhì)的量狀態(tài)不要求注明必須在化學(xué)式后注明AH

6、正負(fù)號及單位無必須注明意義表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化， 也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化3、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定(1)實驗原理將兩種反應(yīng)物加入儀器內(nèi)并使之迅速混合，測量反應(yīng)前后溶液溫度的變化值，即可根據(jù)溶液的熱容C,利用下式計算出反應(yīng)釋放或吸收的熱量Q。Q=-C(T2-T1)式中：C表示體系的熱容；Ti、T2分別表示反應(yīng)前和反應(yīng)后體系的溫度。(2)實驗注意事項：作為量熱器的儀器裝置，其保溫隔熱的效果一定要好。鹽酸和NaOH溶液濃度的配制須準(zhǔn)確，且NaOH溶液的濃度須大于鹽酸的濃度。為了使測得的中和熱更準(zhǔn)確，所用鹽酸和NaOH的濃度宜小不宜大，如果濃度偏大，則溶液中陰陽

7、離子間相互牽制作用就大，電離度就會減少，這樣酸堿中和時產(chǎn)生的熱量勢必要用去一部分來補償未電離分子的離解熱，造成較大的誤差。宜用有0.1分度值的溫度計，且測量時盡可能讀準(zhǔn)，并估讀到小數(shù)點后第二位。溫度計的水銀球部分要完全浸沒在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時間后再讀數(shù)，以提高所測溫度的精度。(3)實驗結(jié)論所測得的三次中和反應(yīng)的反應(yīng)熱相同。(4)實驗分析以上溶液中所發(fā)生的反應(yīng)均為H+OH-=H2O。由于三次實驗中所用溶液的體積相同，溶液中H+OH-的濃度也是相同的，因此三個反應(yīng)的反應(yīng)熱也是相同的。I中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定、燃燒熱能源課標(biāo)要求(1)定義：在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O(l)時

8、所釋放的熱量為中和熱。中和熱是反應(yīng)熱的一種形式。(2)注意：中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離的吸收熱等。中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+與OH-化合生成H2O,若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)。5、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較能螢”反應(yīng)物的總能宣生成物的息能量就 出熱量生成物肚熱反應(yīng)比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義放出熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵變化的關(guān)系生成物分子成鍵時釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放出的總能量小于反應(yīng)物分子斷裂時吸收

9、的總能量本節(jié)知識樹,概念始變及反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)熱化學(xué)方程式中和熱的測定，熱化學(xué)方程式的書寫I熱化學(xué)方程式的應(yīng)用1、掌握燃燒熱的概念2、了解資源、能源是當(dāng)今社會的重要熱點問題3、常識性了解使用化石燃料的利弊及新能源的開發(fā)要點精講1、燃燒熱（1）概念：25，101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱，單位為kJmol-1。如果是1g物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱，就叫做該物質(zhì)的熱值。（2）對燃燒熱的理解燃燒熱是反應(yīng)熱的一種，并且燃燒反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)，其AH為了或AH025C,101kPa時，可燃物完全燃燒時，必須生成穩(wěn)定的化合

10、物。如果該物質(zhì)在燃燒時能生成多種燃燒產(chǎn)物，則應(yīng)該生成不能再燃燒的物質(zhì)。如C完全燃燒應(yīng)生成CO2（g），而生成CO（g）屬于不完全燃燒，所以C的燃燒熱應(yīng)該是生成CO2時的熱效應(yīng)。（3）表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式書寫燃燒熱是以員1mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義的，因此在書寫表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時，應(yīng)以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)，來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，故在其熱化學(xué)方程式中常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。（4）研究物質(zhì)燃燒熱的意義了解化學(xué)反應(yīng)完成時產(chǎn)生熱量的多少，以便更好地控制反應(yīng)條件，充分利用能源。2、能源能提供能量的自然資源，叫做能源。能量之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：(1)能源的分類一次能源與二次能源從自然界直

11、接取得的自然能源叫一次能源，如原煤、原油、流過水壩的水等；一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換后獲得的能源稱為二次能源，如各種石油制品、煤氣、蒸氣、電力、氫能、沼氣等。常規(guī)能源與新能源在一定歷史時期和科學(xué)技術(shù)水平下，已被人們廣泛利用的能源稱為常規(guī)能源，如煤、石油、天然氣、水能等。人類采用先進(jìn)的方法剛開始加以利用的古老能源以及利用先進(jìn)技術(shù)新發(fā)展的能源都是新能源，如核聚變能、風(fēng)能、太陽能、海洋能等?？稍偕茉磁c非再生能源可連續(xù)再生、永遠(yuǎn)利用的一次能源稱為可再生能源，如水力、風(fēng)能等；經(jīng)過億萬年形成的、短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源，稱為非再生能源，如石油、煤、天然氣等。(2)人類對能源利用的三個時代柴草能源時代：草木、人力、

12、畜力、大陽、風(fēng)和水的動力等?；茉磿r代：煤、石油、天然氣。多能源時代：核能、太陽能、氫能等。(3)燃料充分燃燒的條件要有足夠的空氣燃料與空氣要有足夠大的接觸面注意：足夠的空氣不是越多越好，而是通入量要適當(dāng)，否則過量的空氣會帶走部分熱量，造成浪費。擴大燃料與空氣的接觸面，工業(yè)上常采用固體燃料粉碎或液體燃料以霧狀噴出的方法，從而提高燃料燃燒的效率。(4)我國目前的能源利用狀況目前主要能源是化石燃料，它們蘊藏有限且不能再生，終將枯竭，且從開采、運輸、加工到終端的利用效率都很低。我們目前使用的最多的燃料，仍是化石燃料，它們都是古代動植物遺體埋在地下經(jīng)過長時間復(fù)雜變化形成的，除含有C、H等元素外，還有

13、少量S、N等元素，它們?nèi)紵a(chǎn)生SO2、氮的氧化物，對環(huán)境造成污染，形成酸雨。此外，煤的不充分燃燒，還產(chǎn)生CO,既造成浪費，也造成污染。(5)解決能源危機的方法：節(jié)約能源；開發(fā)新能源。3、有關(guān)燃燒熱的計算(1)計算公式：Q放=n(可燃物)XAH(2)含義：一定量的可燃物完全燃燒放出的熱量，等于可燃物的物質(zhì)的量乘以該物質(zhì)的燃燒熱。(3)應(yīng)用：熱量值與熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)(應(yīng)相對應(yīng))成正比”進(jìn)行有關(guān)計算。(4)應(yīng)用：總過程的反應(yīng)熱值等于各分過程反應(yīng)熱之和”進(jìn)行有關(guān)計算。4、燃燒熱和中和熱的比較燃燒熱中和熱相同點能量變化放熱反應(yīng)AHAH0單位常用kJmol-1小同點反應(yīng)物的量1mol不限量

14、生成物的量不限量1molH2O反應(yīng)熱的定義在101kPa時，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時放出的熱量；反應(yīng)物/、同， 燃燒熱/、同在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1molH2O時放出的熱量；強酸與強堿反應(yīng)的中和熱都相同，均約為57.3kJmol-1本節(jié)知識樹概念應(yīng)用：有關(guān)燃燒熱的計算燃燒熱能源/J常見的化石燃料能源柳美f新能源-1開發(fā)和應(yīng)用三、化學(xué)反應(yīng)熱的計算課標(biāo)要求1、從能量守恒角度理解并掌握蓋斯定律2、能正確運用蓋斯定律解決具體問題3、學(xué)會化學(xué)反應(yīng)熱的有關(guān)計算要點精講1、蓋斯定律（1）蓋斯定律的內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)的斤含變只與反應(yīng)體系的始態(tài)（各反應(yīng)物）和終態(tài)（各生成物）有關(guān)，而與反應(yīng)的

15、途徑無關(guān)。如果一個反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)始變之和與該反應(yīng)一步完成時的始變是相同的，這就是蓋斯定律。特點反應(yīng)熱效應(yīng)只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，與過程無關(guān)。反應(yīng)熱總值一定。（3）意義有些反應(yīng)很慢，有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生，有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生），給測定反應(yīng)熱造成了困難。應(yīng)用蓋斯定律，可以間接地把它們的反應(yīng)熱計算出來。2、反應(yīng)熱的計算（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似，可以移項（同時改變正、負(fù)號）；各項的系數(shù)（包括AH的數(shù)值）可以同時擴大或縮小相同的倍數(shù)。根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個或兩個以上的熱化學(xué)方程式（包括其AH相加或相減，從而得到一個新的熱化學(xué)方程式。可燃物完全燃燒產(chǎn)生

16、的熱量=可燃物的物質(zhì)的量燒熱。注：計算反應(yīng)熱的關(guān)鍵是設(shè)計合理的反應(yīng)過程，正確進(jìn)行已知方程式和反應(yīng)熱的加減合并。(2)計算方法列出方程或方程組計算求解。明確解題模式：審題一分析一求解。有關(guān)熱化學(xué)方程式及有關(guān)單位書寫正確。計算準(zhǔn)確。(3)進(jìn)行反應(yīng)熱計算的注意事項：反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)成正比，因此熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)改變時，其反應(yīng)熱數(shù)值需同時做相同倍數(shù)的改變。熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱，是指反應(yīng)按所給形式完全進(jìn)行時的反應(yīng)熱。正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。用某種物質(zhì)的燃燒熱計算反應(yīng)放出的總熱量時，注意該物質(zhì)一定要滿足完全燃燒且生成穩(wěn)定的氧化物這一條件。本節(jié)知識樹f內(nèi)容蓋斯定律

17、L實質(zhì):能量守恒原理應(yīng)用：化學(xué)反應(yīng)的婚變計算.反應(yīng)熱的概念反應(yīng)熱的計算蓋斯定律熱化學(xué)方程式四、本章知識網(wǎng)絡(luò)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)反能化學(xué)與變化應(yīng)量化學(xué)反應(yīng)與能規(guī)律反應(yīng)熱放熱反應(yīng)放出熱量的化學(xué)反應(yīng)斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量 形成化學(xué)鍵放出的總能量反應(yīng)物總能量生成物恿髓量貯存在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能吸熱反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量形成化學(xué)鍵放出的總能量反應(yīng)物總能量生成物總能量吸收外界能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能獷存在物質(zhì)內(nèi)部1f質(zhì)量守恒（能量守恒L 定義：在化學(xué)反應(yīng)過程中放用或吸收的熱量,用表示單位;kJ，分類,燃燒熱：在25二、101kP工時】口1物質(zhì)完全燃燒生或穩(wěn)定的化合物時所放Hi的熱量中和熱（溶解熱計算（熱化學(xué)方程式依據(jù)蓋斯定律I燃燒熱數(shù)據(jù)（求反應(yīng)熱類型求發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量I用蓋斯定津求某反應(yīng)的反應(yīng)熱定義能表示r反應(yīng)的物重的物看的量與反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式II（注舞集狀態(tài):【匕學(xué)方程式J2=化