化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)熱1.化學(xué)反應(yīng)概述化學(xué)反應(yīng)是物質(zhì)之間相互作用的結(jié)果，表現(xiàn)為原有物質(zhì)消失，新物質(zhì)生成的過程。化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是原子、離子或分子之間的電子重新分布，從而形成新的化學(xué)鍵，生成新的物質(zhì)。1.1化學(xué)反應(yīng)的類型化學(xué)反應(yīng)可以根據(jù)反應(yīng)物和生成物的種類、反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)速度等不同特點(diǎn)進(jìn)行分類。常見的化學(xué)反應(yīng)類型有：合成反應(yīng)：兩種或兩種以上物質(zhì)反應(yīng)生成一種新物質(zhì)。如：(_2+_2_2)。分解反應(yīng)：一種物質(zhì)分解成兩種或兩種以上的物質(zhì)。如：(_2_2+_2)。置換反應(yīng)：一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物。如：(+_4_4+)。復(fù)分解反應(yīng)：兩種化合物相互交換成分，生成另外兩種化合物。如：(++_2)。氧化還原反應(yīng)：反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移。如：(+_2_4_4+_2)。1.2化學(xué)反應(yīng)的平衡化學(xué)反應(yīng)在一定條件下會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，即正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化?；瘜W(xué)平衡常數(shù)(K)描述了反應(yīng)物和生成物濃度比值的穩(wěn)定值。2.反應(yīng)熱反應(yīng)熱是指在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量。根據(jù)反應(yīng)熱與反應(yīng)物、生成物總能量的關(guān)系，化學(xué)反應(yīng)可以分為放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。2.1反應(yīng)熱的計(jì)算反應(yīng)熱可以通過熱化學(xué)方程式來表示。以燃燒反應(yīng)為例：[(s)+_2(g)_2(g)]反應(yīng)熱(H)為燃燒熱的負(fù)值，即：[H=-Q_{}]其中(Q_{})是放出的熱量。2.2反應(yīng)熱的單位反應(yīng)熱的單位通常為焦耳（J）或卡路里（cal）。在熱化學(xué)方程式中，反應(yīng)熱的單位為kJ/mol，表示每摩爾反應(yīng)物參與反應(yīng)放出或吸收的熱量。2.3反應(yīng)熱的測(cè)量反應(yīng)熱的測(cè)量方法有：量熱法：通過測(cè)定反應(yīng)過程中溫度的變化來計(jì)算反應(yīng)熱。量熱計(jì)：常用的量熱計(jì)有貝克曼溫度計(jì)和環(huán)形量熱計(jì)。3.反應(yīng)熱的性質(zhì)3.1熵變熵變(S)描述了反應(yīng)過程中系統(tǒng)混亂度的變化。當(dāng)反應(yīng)物的熵小于生成物的熵時(shí)，反應(yīng)為熵增反應(yīng)，反之則為熵減反應(yīng)。3.2自由能變化自由能變化(G)描述了反應(yīng)的自發(fā)性。當(dāng)(G<0)時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)(G=0)時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到熱力學(xué)平衡；當(dāng)(G>0)時(shí)，反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行。3.3化學(xué)勢(shì)化學(xué)勢(shì)是描述系統(tǒng)在恒壓條件下化學(xué)反應(yīng)方向的一個(gè)參數(shù)。當(dāng)反應(yīng)物的化學(xué)勢(shì)小于生成物的化學(xué)勢(shì)時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。4.反應(yīng)熱在實(shí)際應(yīng)用中的例子4.1能源轉(zhuǎn)換化學(xué)反應(yīng)在能源轉(zhuǎn)換過程中起著重要作用。例如，燃燒反應(yīng)可以將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和動(dòng)能，為人類提供生活和工作所需的熱量和動(dòng)力。4.2材料合成在材料合成過程中，反應(yīng)熱可以用來控制反應(yīng)速率、晶體生長(zhǎng)速度###例題1：計(jì)算以下合成反應(yīng)的反應(yīng)熱[2_2(g)+_2(g)2_2(l)]解題方法根據(jù)熱化學(xué)方程式，可以查表得到(H)的值。對(duì)于該反應(yīng)，燃燒熱為-571.6kJ/mol。例題2：判斷以下反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)[(OH)_28_2(s)+2_2_4(aq)_4(s)+2_2(l)]解題方法通過觀察反應(yīng)物和生成物的總能量，可以判斷反應(yīng)是放熱還是吸熱。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。例題3：計(jì)算以下分解反應(yīng)的反應(yīng)熱[_3(s)(s)+_2(g)]解題方法通過熱化學(xué)方程式和反應(yīng)熱的定義，可以計(jì)算出反應(yīng)熱。該反應(yīng)的反應(yīng)熱為+178.3kJ/mol。例題4：解釋為什么燃燒反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)解題方法燃燒反應(yīng)中，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，因此燃燒反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)。例題5：計(jì)算以下置換反應(yīng)的反應(yīng)熱[(s)+_2_4(aq)_4(aq)+_2(g)]解題方法通過熱化學(xué)方程式和反應(yīng)熱的定義，可以計(jì)算出反應(yīng)熱。該反應(yīng)的反應(yīng)熱為-98.0kJ/mol。例題6：解釋勒夏特列原理解題方法勒夏特列原理指出，在恒溫恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)會(huì)自發(fā)進(jìn)行，以達(dá)到化學(xué)平衡。例題7：計(jì)算以下復(fù)分解反應(yīng)的反應(yīng)熱[(aq)+(aq)(aq)+_2(l)]解題方法通過熱化學(xué)方程式和反應(yīng)熱的定義，可以計(jì)算出反應(yīng)熱。該反應(yīng)的反應(yīng)熱為-56.9kJ/mol。例題8：判斷以下反應(yīng)是否達(dá)到平衡[_2(g)+3_2(g)2_3(g)]解題方法通過觀察反應(yīng)物和生成物的濃度是否發(fā)生變化，可以判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡。例題9：解釋為什么有些化學(xué)反應(yīng)需要加熱才能進(jìn)行解題方法有些化學(xué)反應(yīng)需要加熱才能進(jìn)行，因?yàn)榧訜峥梢蕴峁┓磻?yīng)所需的活化能，使反應(yīng)速率增加。例題10：計(jì)算以下氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)熱[(s)+_2_4(aq)_4(aq)+_2(g)]例題11：1998年高考題-計(jì)算燃燒熱的反應(yīng)熱[(s)+_2(g)_2(g)]解題方法根據(jù)燃燒熱的定義，我們需要找到1mol碳完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物二氧化碳時(shí)的熱量變化。該反應(yīng)的燃燒熱為-393.5kJ/mol。例題12：2005年高考題-判斷反應(yīng)類型[_2_3(s)+2(aq)2(aq)+_2(g)+_2(l)]解題方法該反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng)，因?yàn)閮煞N化合物相互交換成分，生成另外兩種化合物。例題13：2010年高考題-計(jì)算中和熱的反應(yīng)熱[(aq)+(aq)(aq)+_2(l)]解題方法根據(jù)中和熱的定義，我們需要找到強(qiáng)酸和強(qiáng)堿在稀溶液中反應(yīng)生成1mol水時(shí)的熱量變化。該反應(yīng)的中和熱為-56.9kJ/mol。例題14：2012年高考題-解釋化學(xué)平衡[_2(g)+3_2(g)2_3(g)]解題方法化學(xué)平衡是指在封閉系統(tǒng)中，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化。例題15：2015年高考題-計(jì)算反應(yīng)熱[_3(s)(s)+_2(g)]解題方法根據(jù)熱化學(xué)方程式和反應(yīng)熱的定義，可以計(jì)算出反應(yīng)熱。該反應(yīng)的反應(yīng)熱為+178.3kJ/mol。例題16：2018年高考題-判斷放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)[(OH)_28_2(s)+2_2_4(aq)_4(s)+2_2(l)]解題方法該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因?yàn)榉磻?yīng)物總能量大于生成物總能量。例題17：2003年高考題-解釋勒夏特列原理[]解題方法勒夏特列原理指出，在恒溫恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)會(huì)自發(fā)進(jìn)行，以達(dá)到化學(xué)平衡。例題18：2008年高考題-計(jì)算氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)熱[(s)+_2_4(aq)_4(aq)+_2(g)]解題方法根據(jù)熱化學(xué)方程式和反應(yīng)熱的定義，可以計(jì)算出反