一对一讲义化学能与热能.doc

树人教育集团 专业中小学文化课辅导 树人教育暑期班新高一化学个性化辅导第七次讲义高一化学强化 第七讲 化学能与热能一、化学反应中能量变化的原因1、微观上来看化学反应中能量的变化-化学键氢气和氯气的反应： H2(g) Cl2(g) = 2HCl(g)断开1mol H2 分子中的 HH 键时需要吸收436kJ的热量 断开1molCl2分子中的 ClCl键时需要吸收243kJ的热量形成2molHCl分子中的HCl 键时要释放2431kJ的热量则：(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为：436kJ243kJ679 kJ， (2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ431kJ862 kJ， (3)反应中放出的热量的计算：862kJ679kJ=183kJ总结：化学反应的本质：化学键的断开与形成任何化学反应都有反应热，这是由于反应物中旧键断裂的时候需要吸收能量，当原子重新组成生成物、新化学键形成的时候，又要放出热量。新化学键形成的时候，所释放的总能量与反应物中旧键的断裂时所吸收的能量的差就是此反应的反应热反应物中化学键断裂吸收的能量大于形成化学键放出的能量，则为吸热反应。反应物中化学键断裂吸收的能量小于形成化学键放出的能量，则为放热反应。键能：拆开气态物质中1mol某种共价键需要吸收的能量或合成气态物质中1mol某种共价键放出的能量，就是该共价键的键能。2、宏观上看化学反应中能量的变化-物质所含能量的大小在化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差。实质：一个化学反应是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。反应物的总能量大于生成物的总能量时，放出能量，该反应为放热放应反应物的总能量小于生成物的总能量时，吸收能量，该反应为吸热放应二、吸热反应与放热反应的比较：1、 化学反应中的能量变化与键能变化及反应热的关系 类型比较吸热反应放热反应定义吸收热量的化学反应放出热量的化学反应实质总能量E(反应物)E(生成物)E(反应物)E(生成物)总键能反应物的总键能生成物的总键能反应物的总键能生成物的总键能表示方法H 0H 0图示反应物的能量生成物的能量吸收能量反应过程能量放出能量反应物的能量生成物的能量反应过程能量联系键能越 大 ，物质能量越 低 ，越 稳定 ；反之键能越 小 ，物质能量越 高 ，越 不稳定 。总结：1、化学反应的实质：旧化学键断裂，新化学键形成的过程。2、任何化学反应都伴随着能量的变化！引起化学反应中的能量变化：（1） 微观：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；化学键的断裂吸收能量；化学键的形成放出能量。（2）宏观：在化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差2、反应热H的基本计算公式： 方法一：H =生成物的总能量反应物的总能量。方法二：H = 反应物的总键能生成物的总键能3、常见的吸热放热反应常见放热反应可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟酸的置换反应；物质的缓慢氧化。常见吸热反应大多数分解反应；盐的水解和弱电解质的电离；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳和水蒸气、C和CO2的反应。 放出热量：浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等（强酸、强碱的水化热大）溶解过程 吸收热量：铵盐溶解等。注意：吸热反应不一定需要加热才能进行；放热反应不一定不加热就能进行！三、 化学能与热能的相互转化1.质量守恒和能量守恒定律（两条基本自然定律）：（1）质量守恒定律：参加反应的各物质的质量总和等于生成物的各物质的质量总和。 （2）能量守恒定律：能量可以互相转化，但是体系包含的总能量不变。2. 化学能与热能的相互转化： 转化化学能 热能 化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化吸热或放热（反应热）四;热化学方程式：2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) H+571.6kJ2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) H+483.6kJH2(g)+ O2(g) H2O(l) H+285.8kJ1概念表示参与化学反应的物质的物质变化和能量变化的关系的化学方程式。2意义表明了化学反应中的物质变化和能量变化。如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。3书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用_s_、_l_、_g_、_aq_分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号单位：H应包括“”或“”、数字和单位(kJmol1)。(4)注意守恒关系：原子守恒和得失电子守恒；能量守恒。(H与化学计量数相对应)(5)区别于普通方程式：一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。注意： 热化学方程式指明了反应时的温度和压强 热化学方程式标明了反应物和生成物的状态 热化学方程式注明了反应的反应热反思归纳：(1)热化学方程式表示已完成的数量，计算可逆反应的反应热时要注意其不能进行到底。(2)反应逆向进行时，其反应热数值不变，符号相反。(3)“五看”法判断热化学方程式的正误：看方程式是否配平；看各物质的聚集状态是否正确；看H的“”、“”符号是否正确；看反应热的单位是否为kJmol1；看反应热的数值与化学计量数是否对应。1氢氧化钠与盐酸的反应属于( ) A吸热反应 B放热反应 C既是吸热反应也是放热反应 D都不是2 “摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质可能是( )。 A氯化钠 B固体硝酸铵 C生石灰 D蔗糖3下列物质加入水中显著放热的是( )。 A生石灰 B固体NaCl C无水乙醇 D固体NH4N034对于放热反应，下列说法正确的是( ) A产物H20所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量 B反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量 C反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量 D反应物H2和02具有的能量相等5关于吸热反应的说法正确的是( )A凡需加热的反应一定是吸热反应 B只有分解反应才是吸热反应C使用催化剂的反应是吸热反应 DC02与CaO化合是放热反应，则CaC03分解是吸热反应6已知金刚石在一定条件下转化成石墨是放热的。据此，以下判断或说法正确的是( )。 A需要加热方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反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 D吸热反应在一定条件下也能发生7近年来，广州市的大部分公交车及部分出租车已采用LPG(液化石油气)作为汽车的燃料，其主要目的在于( ) A防止石油短缺 B降低成本 C减少对大气的污染 D加大发动机的动力8下列情况不造成环境污染的是( ) A燃烧液化石油气 B燃烧管道煤气 C燃烧氢气 D燃烧木材9“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰。1体积“可燃冰”可贮载100200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是( ) A“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源 B“可燃冰”是一种比较洁净的能源 C“可燃冰”提供了水可能变成油的例证 D“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷10已知：1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431kJ的能量下列叙述正确的是A氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)Cl2(g)2HCl(g)B氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的H183kJ/molC氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的H183kJ/molD氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的H183kJ/mol11.(04全国)已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨) + O2(g) = CO2(g) H = -393.51kJ mol-1C(金刚石) + O2(g) = CO2(g) H = -395.41kJ mol-1据此判断，下列说法中正确的是 （ ）A由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的低B由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的高C由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的低D由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的高12白磷与氧气可发生如下反应：P45O2=P4O10.已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP a kJ/mol、PO b kJ/mol、P=O c kJ/mol、O=O d kJ/mol根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是 A(6a5d4c12b) kJ/molB(4c12b6a5d) kJ/molC(4c12b4a5d) kJ/molD(4a5d4c12b) kJ/mol13化学反应N23H2=2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是()AN2(g)3H2(g)=2NH3(l)；H2(abc) kJ/molBN2(g)3H2(g)=2NH3(g)；H2(ba) kJ/molC.N2(g)H2(g)=NH3(l)；H(bca) kJ/molD.N2(g)H2(g)=NH3(g)；H(ab) kJ/mol14. 某反应过程中能量变化如下图，则该反应的H值为( ) A.H0 B.H0 C.H=0 D.无法判断二、填空题15从能量的角度看，断开化学键要 ，形成化学键要 。化学反应是释放能量还是吸收能量取决于 。16当反应物的总能量高于生成物时，该反应为 反应；当反应物的总能量低于生成物时，该反应为 反应。17下列反应中，属于放热反应的是 ，属于吸热反应的是 。煅烧石灰石(主要成分是CaC03)制生石灰(CaO) 燃烧木炭取暖 炸药爆炸 酸与碱的中和反应 生石灰与水作用制熟石灰 食物因氧化而腐败15.吸收能量 放出能量 反应物和生成物所具有的总能量的相对大小16、放热 吸热 17. 一、选择题(每题只有一个正确答案)1下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是( )。 A锌粒与稀硫酸的反应 B灼热的木炭与COz反应 C甲烷在氧气中的燃烧反应 DBa(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应2能源可划分为一级能源和二级能源，自然界以现成方式提供的能源称为一级能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由在自然界中大量存在的水来制取：，该反应需要吸收大量的热。根据以上内容回答下列问题： (1)下列叙述正确的是( )。A风力是二级能源 B水力是二级能源 C天然气是一级能源 D. 电能是一级能源 (2)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不可行的是( )。 A构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢气成为二级能源B设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生氢气 C寻找高效催化剂，利用太阳能使水分解产生氢气 D寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气3航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4C104)的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应。其方程式可表示为： 下列对此反应的叙述中错误的是( )。 A上述反应属于分解反应 B上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行 C反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能 D在反应中高氯酸铵起氧化剂作用二、填空题42 g H2燃烧时约放热286 kJ，而每千克汽油燃烧时约放热46 000 kJ。氢气被公认为21世纪替代矿物燃料的理