化学能与热能 从化学键角度计算化学反应热

反应热和键能之间存在密切的关系。

反应热，也称为焓变，是指在一定温度下，化学反应从反应物到生成物所吸收或释放的热量。

反应热可以通过测量化学反应的热效应来计算。

而键能，是指化学键形成或断裂时所需或放出的能量。

键能的大小可以用来描述化学反应中化学键的能量变化。

反应热与键能之间的关系可以通过以下几点来理解：
1. **热效应与键能的关系**：当化学键形成时，会释放能量，键能会小于键断裂时所需的能量，即键能>键断裂能。

反之，化学键断裂时，需要吸收能量，键断裂能>键形成能，即键形成能<键断裂能。

化学反应的热效应就是这两个能量差值的代数和。

2. **反应热与键能的数值计算**：反应热可以通过测量化学反应的热效应来计算，热效应等于生成物的键能总和减去反应物的键能总和。

反之，键能也可以通过测量化学反应的热效应来得到，键能等于反应热除以反应物质的摩尔数。

3. **反应热与键能的实验测定**：通过实验测定化学反应的热效应和键能，可以比较它们的数值，从而评估化学反应的能量变化。

因此，反应热和键能之间存在着复杂而密切的关系，它们在描述和量化化学反应的能量变化方面发挥着重要作用。

化学反应热的常用计算方法是什么化学反应热是指一个化学反应在标准状态下吸收或释放的热量。

热量是一种能量形式，通常以焦耳(J)为单位表示。

在化学反应过程中，化学键的形成与断裂会引起能量的变化，从而产生热量。

因此，化学反应热是反应前后能量变化的差值，可以根据化学反应方程式计算出来。

目前，化学反应热的常用计算方法包括：物理法、热量计定量法、焓变计量法和燃烧热法等。

下面将逐一介绍这些方法。

一、物理法物理法的基本原理是根据热力学第一定律的能量守恒原理，用热量平衡来计算化学反应热。

该方法常用于高温下的物理化学反应，如固态反应、化学气相传递和放热物质的熔融等反应。

物理法的优点是测量简单，不需要专门的化学实验室，成本低廉。

但是该方法需要一定的实际经验和专业知识，实验操作不太方便，误差较大。

二、热量计定量法热量计定量法是一种直接测量化学反应热的方法。

该方法基于热量计原理，将反应物与试剂混合后，通过测量它们间产生的热量来计算化学反应热。

常用的热量计包括恒温容器热量计、差示扫描量热法和大气压缩量热计。

其中，恒温容器热量计是最常用的测量化学反应热的设备。

该方法测量精度较高、可靠性较强，也比较容易操作。

但是该方法需要专业的实验室和设备，成本较高。

三、焓变计量法焓变计量法是一种定量测量化学反应热的方法。

该方法通过测量反应物的吉布斯自由能变化量，并利用焓—吉布斯定理计算化学反应热。

焓变计量法的优点是测量精度高，误差较小，不受外部环境影响。

同时，该方法还可以用于热力学性质的研究，具有一定的理论意义。

但是，该方法需要专业的实验室和设备，成本较高。

四、燃烧热法燃烧热法是一种常用的测量有机化合物化学反应热的方法。

该方法基于燃烧产生的热量计算化学反应热。

通常将样品在氧气中燃烧，产生的热量通过水进行吸收，利用热量平衡计算化学反应热。

燃烧热法的优点是该方法测量简单，误差较小，可以比较准确地测量化学反应热。

但是该方法需要针对具体样品和反应方程式进行一定的优化，不适用于水溶液反应，且能耗较高。

化学反应热的计算知识点
化学反应热的计算主要涉及到几个关键知识点：
反应热的概念：化学反应的热效应，通常称为反应热，其符号为Qp。

当反应在恒压下进行时，反应热称为等压热效应。

反应热的计算公式：Qp = △U + p△V = △U + RT∑vB。

其中，△U表示反应产物的内能减去反应物的内能，p是压力，△V是反应产物的体积减去反应物的体积，R是气体常数，T 是绝对温度，∑vB(g) = △n(g)/mol，即发生1mol反应时，产物气体分子总数与反应物气体分子总数之差。

焓的定义：由于U、p、V都是状态函数，因此U+pV也是状态函数，我们将其定义为焓，符号为H。

于是，反应热可以表示为：Qp = △H = H终态- H始态。

反应热的测量与计算：反应热可以通过实验测量得到，也可以通过化学反应方程式和比热容公式进行计算。

另外，反应热与反应物各物质的物质的量成正比。

利用键能计算反应热：通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能，键能通常用E表示，单位为kJ/mol。

反应热等于反应物的键能总和与生成物键能总和之差，即△H = ΣE(反应物) - ΣE(生成物)。

由反应物和生成物的总能量计算反应热：△H = 生成物总能量- 反应物的总能量。

化学反应的热效应计算方法化学反应的热效应是指在化学反应过程中伴随着的能量变化。

在实际应用中，准确计算化学反应的热效应对于工业生产和科学研究至关重要。

本文将介绍化学反应热效应计算的方法。

1. 基于燃烧热计算的方法基于燃烧热计算的方法是通过将反应物完全燃烧所释放的能量来计算化学反应的热效应。

该方法适用于涉及有机化合物的燃烧反应。

燃烧热可以由实验测定或从参考书中获取。

计算公式如下：ΔH = ΣnΔHf(产物) - ΣmΔHf(反应物)其中，ΔH表示热效应，ΔHf表示标准生成焓，n和m分别表示产物和反应物的摩尔数。

2. 基于键能计算的方法基于键能的计算方法是通过计算反应物和产物中键的形成和断裂来估算热效应。

该方法适用于无机化学反应和有机反应。

该方法的步骤如下：- 统计反应物和产物中每一种键的数量，并计算生成或断裂每种键所需要的能量；- 计算反应物中断裂掉的键的能量总和和产物中生成的键的能量总和；- 根据反应物和产物中每种键的能量变化，计算总的热效应。

3. 基于热力学数据计算的方法基于热力学数据计算的方法是通过利用物质的标准生成焓和标准摩尔熵来计算热效应。

该方法适用于各种化学反应。

计算公式如下：ΔG = ΔH - TΔS其中，ΔG表示自由能变化，ΔH表示热效应，ΔS表示标准摩尔熵，T表示反应温度。

通过测定或查阅热力学数据手册，将反应物和产物的热力学数据带入公式中，即可计算热效应。

4. 利用卡路里计算热效应卡路里（calorie）是热量的单位，也可以用来衡量化学反应的热效应。

在实验室实际操作中，可以使用卡路里计热计或热流量计来测定反应产生的热量。

通过测定装置在反应前后的温度变化和物质的质量变化，可以计算出热效应。

以上是几种常见的化学反应热效应计算方法。

不同的方法适用于不同类型的化学反应，根据实际情况选择合适的方法进行计算可以提高计算结果的准确性。

在实际应用中，还需考虑到实验条件和实验设计的影响，以确保计算结果的可靠性和准确性。

高考试题类型之一——利用键能计算反应热试题分析及复习建议一、新课程高考考纲对于“反应热”的要求：（1）了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。

（2）了解化学能与热能的相互转化。

了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。

（3）了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

二、利用键能计算反应热试题的分析方法：理解化学键的断裂和形成是化学反应的本质；反应物旧键断裂要吸收能量，生成物新键形成要放出能量。

利用ΔH=∑E(反应物)－∑E（生成物），即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。

或△H==E（反应物断键吸收的总能量）- E（生成物成键放出的总能量）或△H==E（吸收的总能量）- E（放出的总能量）进行计算和判断。

通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。

键能常用E表示，单位是kJ/mol。

三、近几年典型高考试题分析1．【2007年重庆】13、已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ.且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H-O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为（）A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ【分析】设H-H的键能为x由热化学方程式2H2(g) +O2(g)==2H2O(g) 可知：2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时的反应热△H== -484kJ•mol-1，则据△H==E（反应物断键吸收的总能量）- E（生成物成键放出的总能量）- 484 kJ•mol-1==[(2x + 496)- (4×463)] kJ•mol-1x==436 kJ•mol-1【答案】C2．【2011年重庆】SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F 键。

已知：1 molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 molF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ，则S(s)＋3F2(g)＝SF6(g)的反应热△H为A．-1780 kJ·mol-1B．-1220kJ·mol-1C．-450 kJ·mol-1 D．+430 kJ·mol-1【分析】利用△H==E（吸收的总能量）- E（放出的总能量）可得：△H==[(280 +3×160) - 6×330] kJ·mol-1==-1220 kJ·mol-1【答案】B3．【2012年重庆】肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。

第二单元化学反应中的热量[课标要求]1．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。

2．知道吸热反应和放热反应的涵义和常见的放热反应、吸热反应。

3．知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

1．吸热反应和放热反应：吸收热量的化学反应叫吸热反应，有热量放出的化学反应叫放热反应。

2．反应吸热或放热的原因：(1)微观上：断开化学键吸收的能量与形成化学键放出的能量不同，若前者大为吸热反应，后者大为放热反应；(2)宏观上：反应物的总能量与生成物的总能量不同，若前者小于后者为吸热反应，前者大于后者为放热反应。

3．常见的放热反应和吸热反应：(1)放热反应：①燃烧②中和反应③活泼金属与H2O或酸的反应④大多数化合反应。

(2)吸热反应：①CO、H2还原金属氧化物的反应②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应③大多数分解反应。

4．书写热化学方程式的“三步骤”：(1)写出配平的化学方程式；(2)标明物质的状态；(3)计算并写出对应的反应热ΔH。

化学反应中的热量变化1．化学反应中的能量变化(1)化学反应的基本特征都有新物质生成，常伴随着能量变化及发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象。

①能量的变化主要表现为热量的放出或吸收。

②在化学反应中，反应前后能量守恒。

(2)反应热①含义：在化学反应中放出或吸收的热量通常叫做反应热。

②符号与单位：反应热用符号ΔH 表示，单位一般采用kJ·mol －1。

2．放热反应与吸热反应 (1)化学能与热能转化的实验探究 ①镁与盐酸反应②Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 晶体反应由上述实验可知，化学反应都伴随着能量变化，有的放出能量，有的吸收能量。

(2)放热反应：有热量放出的化学反应； 吸热反应：吸收热量的化学反应。

[特别提醒] 需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应(如炭的燃烧)，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应[如Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应]。

化学反应与热能的知识逻辑关系及素养(一)教学目标1.理解化学反应中能量变化的主要原因——化学键的断裂和形成2.知道化学反应中的能量变化和物质之间的关系3.了解吸热反应和放热反应的概念，熟知常见的吸热反应和放热反应(二)核心素养1.宏观辨识：理解化学反应中能量的变化取决于反应物与生成物的总能量的相对大小2.微观探析：从化学键的断裂和形成上认识化学能量与化学变化的本质(三)知识逻辑1.焓变和反应热●反应热：化学反应中吸收或放出的热量。

●焓变：生成物与反应物的内能差，ΔH＝H(生成物)－H(反应物)。

在恒压条件下化学反应的热效应等于焓变，其符号为ΔH，单位是kJ·mol－1或kJ/mol。

2.吸热反应和放热反应●从能量守恒的角度理解ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。

●从化学键变化角度理解ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。

●常见的放热反应和吸热反应●放热反应：大多数化合反应、中和反应、金属与水或酸的反应、所有的燃烧反应、铝热反应及物质缓慢氧化●吸热反应：大多数分解反应、盐的水解反应、Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应、C与H2O(g)反应、C与CO2反应。

3.化学反应中的能量变化的关系●4.热反应方程式●概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。

●意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

例如：ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃和1.01×105 Pa下，1 mol氢气和0.5 mol氧气完全反应生成1 mol液态水时放出285.8 kJ的热量。

●热化学方程式的书写●5.燃烧热与中和热，能源●燃烧热●●中和热●中和热的概念及表示方法●中和热的测定●装置●●注意事项●泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量散失。

●为保证酸完全中和，采取的措施是使碱稍过量。

●能源●●按能源的基本形态，还可以把能源分为一次能源和二次能源。

化学反应热计算一、化学反应热的原理化学反应热是由化学反应过程中的键能变化引起的。

在化学反应中，化学键的形成或断裂都会伴随着能量的变化。

当反应物中的键断裂时，吸收能量，反应物吸热；当产物中的键形成时，释放能量，产物放热。

化学反应热可正可负，取决于反应的特性。

二、化学反应热的计算方法1. 基于焓变的计算方法化学反应热可通过焓变计算得到，即反应物与产物之间的焓差。

焓变是物质在恒压下发生化学反应时吸热或放热的能力。

根据热力学第一定律，焓变等于系统对外界做的功加上吸收或释放的热量。

2. 基于反应热量计的计算方法反应热量计是一种专门用于测量化学反应热的仪器。

它包括一个反应容器和一个热量计，通过测量反应容器内的温度变化来计算反应热。

这种方法适用于无法直接测量焓变的情况。

三、化学反应热的应用1. 燃烧热燃烧热是指物质完全燃烧所释放的热量。

燃烧热的计算可以帮助我们了解燃料的热效应，对于选择和优化燃料具有重要意义。

2. 反应热的热力学性质化学反应热是研究反应的热力学性质的重要参数。

通过测量反应热，可以确定反应的放热或吸热性质，进而分析反应的热力学特征。

3. 工业过程优化在工业生产中，热量的释放和吸收对工艺过程的控制至关重要。

通过计算和控制化学反应热，可以优化工业过程，提高生产效率和经济效益。

4. 新材料研究化学反应热的计算对于新材料的研究也具有重要意义。

通过计算反应热，可以评估新材料的热稳定性和热分解特性，为新材料的设计和应用提供理论依据。

化学反应热计算是研究化学反应热力学性质的重要手段。

通过计算和测量反应热，可以了解反应的能量变化和热力学特性，为工业生产和新材料研究提供理论依据和技术支持。

化学反应热计算的应用前景广阔，有助于推动化学工程和材料科学的发展。

化学能与化学反应热的计算在学习化学的过程中，我们经常会接触到化学能和化学反应热的计算。

化学能是指物质在化学反应中释放或吸收的能量，它是化学反应过程中的重要参量。

而化学反应热则是指化学反应过程中放出或吸收的能量。

本文将围绕这两个主题展开讨论。

首先，化学能是用于描述化学反应能量变化的量。

在计算化学能时，我们常用的方法之一是利用热力学公式计算。

根据热力学第一定律，能量守恒原理，我们可以得出化学反应过程中的能量变化等于反应前后系统的能量差。

其中，能量的单位为焦耳（J）或千焦耳（kJ）。

在计算化学能时，我们经常会用到化学方程式。

化学方程式中的化学式表示的是物质的摩尔比，而摩尔质量则是描述摩尔物质质量的参数。

我们可以通过给定物质的摩尔质量和化学式的摩尔比，通过计算得出化学反应的化学能。

除了热力学公式外，还有其他一些方法可以计算化学反应的化学能。

例如，利用燃烧热或者溶解热等数据来计算反应的能量变化。

这些数据是通过实验测定得出的，可以用于计算物质的燃烧或溶解能力。

其次，化学反应热是化学反应中放出或吸收的能量。

在实际操作中，我们经常需要计算化学反应的热效应，以便了解化学反应过程中的能量变化。

常见的计算化学反应热的方法有热量平衡法和焓变法。

热量平衡法是通过测定反应物和生成物的温度变化，以及反应物和生成物的热容来计算化学反应的热效应。

根据热学定律，系统的热量变化等于反应物和生成物的热量之和。

通过测定温度变化或者直接测定反应物和生成物的热量，可以得出化学反应的热效应。

焓变法是通过测定反应物和生成物的焓变来计算化学反应的热效应。

焓是指系统的热力学参数，可以用于表示系统的能量变化。

通过测定反应物和生成物的焓变，我们可以据此计算化学反应的热效应。

总结起来，化学能和化学反应热的计算是描述化学反应能量变化的重要方法。

通过热力学公式、燃烧热和焓变等方法，我们可以计算出化学反应过程中的化学能和化学反应热。

这些计算可以帮助我们了解和研究化学反应的能量变化，进一步推动化学领域的发展和应用。