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三、按反应热效应

物质的量及其在化学计算中的应用 · 高三
讲清楚它是什么

定义 根据化学反应过程中体系是向环境释放热量还是吸收热量,将反应分为放热反应和吸热反应。

从哪来 本节为高三化学第1讲起点,无前置知识点记录,直接基于初中化学“燃烧放热”及“光合作用吸热”的生活经验与定性认知建立。

为什么 化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成。断键需要吸收能量,成键会释放能量。 若断键吸收的总能量 < 成键释放的总能量,多余的能量以热能形式释放,即为放热反应; 若断键吸收的总能量 > 成键释放的总能量,需要从环境补充能量,即为吸热反应。 这符合能量守恒定律:反应物与生成物所具有的总能量不同,能量差值表现为热效应。

微观能量守恒法** 适合**逻辑严密、擅长抽象思维**的学生。 **核心逻辑
引入“能量账本”概念。 1. 反应物断键是“支出”(吸热,+E断); 2. 生成物成键是“收入”(放热,-E成); 3. 若收入 > 支出,账户盈余,表现为放热(ΔH < 0); 4. 若支出 > 收入,账户亏损,需外部输血,表现为吸热(ΔH > 0)。 关键强调:不要只看“断键吸热”或“成键放热”的单一步骤,要看总和。
宏观能量高低法** 适合**形象思维强、擅长空间想象**的学生。 **核心逻辑
画“能量滑梯”。 1. 纵轴是能量,横轴是反应进程。 2. 放热反应:反应物在“山顶”,生成物在“山脚”,下滑过程释放能量。 3. 吸热反应:反应物在“山脚”,生成物在“山顶”,上坡过程吸收能量。 关键强调:反应热 ΔH = 生成物总能量 - 反应物总能量。放热反应 ΔH 为负值,吸热反应 ΔH 为正值。
典型反应归类法** 适合**记忆型、应试导向**的学生。 **核心逻辑
建立“反应类型-热效应”映射表。 1. 必放热:所有燃烧反应、绝大多数化合反应(如 CaO+H₂O)、酸碱中和反应、活泼金属与酸/水反应、铝热反应。 2. 必吸热:绝大多数分解反应(如 CaCO₃高温分解)、C/CO₂高温反应、Ba(OH)₂·8H₂O 与 NH₄Cl 反应。 3. 特例警示:不是所有化合都放热(如 C+CO₂=2CO 吸热),不是所有分解都吸热(如 2H₂O₂=2H₂O+O₂ 放热)。 关键强调:记忆典型例子,遇到陌生反应时,优先判断是否属于上述典型类别。
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练一道
基础题
已知反应 A(g) + B(g) → C(g) 的 ΔH = -100 kJ/mol。若该反应逆向进行,即 C(g) → A(g) + B(g),其热效应如何?
变式
已知: ① C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH₁ = -393.5 kJ/mol ② CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g) ΔH₂ = -283.0 kJ/mol 请判断反应 C(s) + ½O₂(g) → CO(g) 是放热还是吸热?并计算其 ΔH。
试试手自己判
检测题
下列说法正确的是( ) A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B. 放热反应在常温下一定很容易发生 C. 反应热的大小与反应物和生成物的总能量差有关 D. 吸热反应没有利用价值
看答案和判分标准
答案:C
判对标准:
- 选 C 且能解释:反应热 ΔH = 生成物总能量 - 反应物总能量,这是定义的本质。
- 排除 A:举反例,如铝热反应不需加热但放热;C+CO₂ 需加热且吸热,但“需加热”不是判断吸热的依据。
- 排除 B:举反例,如 2H₂+O₂ 点燃才反应,但放热;有些放热反应活化能高,常温下速率极慢。
- 排除 D:举反例,如 Ba(OH)₂·8H₂O 与 NH₄Cl 反应用于冷敷,C+CO₂ 用于高炉炼铁,均有重要价值。
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