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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==2AlC l +3H ↑
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【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 ) ·8H O 与 NH Cl 的反应为吸热反应
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化学反应方程式：Ba(OH) ·8H O+2NH Cl==BaCl +2NH↑+10H O
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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； (CO +C 2CO 为吸热反应 )
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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；
② Ba(OH ) ·8H O 与 NH Cl 反应；
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③ 以 C 、 CO 、 H 为还原剂一些高温反应： CO +C 2CO ； C+H O CO+H
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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 1mo l 气态分子 AB 断裂成理想气态原子所吸收的能量，单位（ KJ·mo l -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=862K J
反应中放出的热量： 862-679=183K J
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
反应物的总能量大于生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量
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、SO 、NO、CO等是大气污染物的主要来源。
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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
