化学能与热能.doc

第二章化学反应与能量第一节化学能与热能一、知识体系 1. 化学键与化学反应中能量变化的关系 化学反应过程中伴随着能量的变化任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也遵循能量守恒。反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应或吸热反应(E反：反应物具有的能量；E生：生成物具有的能量)： 化学变化中能量变化的本质原因化学反应吸收能量或放出能量的决定因素：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。 放热反应和吸热反应放热反应吸热反应表现形式H0或H为“”H0或H为“+”能量变化生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能联系键能越大，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，图 示特别提醒物质具有的能量与其稳定性之间的关系：(1)物质具有的能量越低越稳定，参加反应时，化学键断裂吸收的能量就越多，而如果是通过新键形成而生成该物质，则放出的能量就越多。(2)物质具有的能量高，则其不稳定，参加反应时断键所需能量低，该物质性质活泼，而形成该物质时，放出的能量较少。 常见的放热反应： 所有的燃烧反应 酸碱中和反应 大多数的化合反应 金属与酸的反应 生石灰和水反应 常见的吸热反应： 晶体Ba(OH)28H2O与NH4Cl 大多数的分解反应 以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应 CCO22CO；特别提醒：一个化学反应是吸热还是放热，只与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关，而与反应开始前是否需要加热无关。吸热反应也可能不需加热，而放热反应也可能需在高温条件下才能进行。2中和热及其测定 (1)概念：强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量称为中和热。(2)中和热的特点中和热只适用于中和反应时热效应判别，且数值为生成1 mol 水时所释放的热量，注意以下特点：中和反应都放出热量。稀溶液中，强酸与强碱的中和热为定值：57.3 kJ/mol。弱酸与弱碱中和热偏低，因为弱酸或弱碱电离过程会吸热。提示设计实验装置和操作应注意的问题：(1)所用装置应尽可能做到保温、隔热。具体做法是：使用保温杯或用塑料泡沫或碎纸片填充在大小烧杯之间。(2)所用试剂的浓度配制要准确，且浓度不宜过大。(3)使用的酸或碱必须有一种试剂过量，以确保反应完全。(4)实验操作要迅速，以尽量减少热量的损失。实验设计及操作：(1)制简易的量热计，如下图：(2)往小烧杯中加注试剂用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒伸入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)，盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入表中。(3)重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。温度起始温度t1/终止温度温度差HClNaOH平均值123根据实验数据计算中和热。1化学反应A2B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是()A该反应是吸热反应B断裂1 mol AA键和1 mol BB键能放出x kJ能量C断裂2 mol AB键需要吸收y kJ的能量D2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量2(2011年广州高一检测)已知反应XY=MN为放热反应，对该反应的说法正确的是()AX的能量一定高于M BY的能量一定高于NCX和Y的总能量一定高于M和N的总能量 D因为该反应为放热反应，故不必加热就可发生3下列属于吸热反应的是()A金属钠与水的反应 B氢气燃烧 C浓硫酸的稀释 DBa(OH)28H2O和NH4Cl(固体)混合4对下列化学反应的热现象的说法不正确的是()化学反应中的能量变化都表现为热量变化 化学反应发生过程中一定有能量变化吸热反应需要加热后才能发生 化学反应吸收或放出热量的多少与参加反应的物质的多少有关A B C D5如图所示，把试管小心地放入盛有(20 )碳酸饮料的烧杯中，试管中开始放入几小块铝片，再用滴管滴加5 mL浓NaOH溶液于试管中，试回答下列问题：(1)实验中观察到的现象是_ (2)产生上述现象的原因是_ (3)写出有关反应的离子方程式：_。(4)由实验推知，反应所得溶液和氢气的总能量_(填“大于”、“小于”或“等铝和氢氧化钠溶液的总能量一、单项选择题1(2011年佛山高一检测)下列关于化学反应说法中不正确的是()A化学反应过程中一定有热量释放出来B化学反应的特征是有新物质生成C化学反应的过程实际上是一个旧键断裂，新键生成的过程D在一确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等2关于放热反应AB=CD，以下说法正确的是()(EA、EB、EC、ED分别代表A、B、C、D所具有的能量)AEAEB BEAECED CEAEBECED DEAEBECED3(2011年北京海淀区高一检测)下列各图中，表示吸热反应的图是()4根据下图所示的信息，判断下列叙述不正确的是()A1 mol H2的共价键形成放出436 kJ能量B氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量C1 mol H2(g)跟 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)释放能量245 kJD1 mol H2(g)与 mol O2(g)的总能量大于1 mol H2O(g)的能量5.把下列物质分别加入装有 水的锥形瓶里,立即塞紧带U形管的塞子,已 知U形管内预先装有少量水(为使水容易观 察,预先染成红色)，如图所示,结果U形管 左边液面升高,则加入的物质可能是() A.NaOH固体 B.浓H2SO4 C.NH4NO3晶体 D.Na2O2固体 6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CO2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7(2011年上海高一检测)已知化学反应2C(s)O2(g)2CO(g)，2CO(g)O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同)()A12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量B56 g CO 和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的能量C12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2 所具有的能量D将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多8电视上有一“自热米饭”的广告播得很火，它介绍在食用时，将一无色液体加入到一白色固体中，放上装米饭的盒子，过几分钟米饭马上就热气腾腾，可以食用了，非常方便。请你推测其白色固体和无色液体可能是如下哪个组合()A硝酸铵和水 B浓硫酸和水 C氧化钙和水 D固体酒精和水9有专家指出，如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合，使之变成CH4、CH3OH、NH3等的构想(如图)能够实现，那么不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机，在此构想的物质循环中太阳能最终转化为()A化学能 B热能 C生物能 D电能10下列关于能量转换的认识中不正确的是()A电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能C煤燃烧时，化学能主要转化为热能D白炽灯工作时，电能全部转化为光能112008年12月1日晚，陕西省榆林市一中学因取暖发生12名女学生一氧化碳中毒事故，致使11名学生死亡。一氧化碳的产生主要是因为煤炉中发生了以下反应：CO2C2CO，试分析下列有关叙述中不正确的是()AC在O2充足时，发生的反应主要是放热反应B煤燃烧时吹入的氧气越多炉火越旺CCO2C2CO这一反应属吸热反应D煤燃烧时，反应物自身总能量高于生成物总能量，所以放出热量12将V1ml 1.00moll-HCL溶液和V2 ml未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示（实验中始终保持V1+ V2=50 ml）。下列叙述正确的是( )A、做该实验时温度为220CB、该实验表明化学能可以转化为热能C、NaOH溶液的浓度约是1.00 mol/lD、该实验表明有水生成的都是放热反应13下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根据上述数据回答下列问题：(1)下列物质本身具有的能量最低的是_(填字母序号)。AH2 BCl2 CBr2 DI2(2)下列氢化物中最稳定的是_(填字母序号)。AHCl BHBr CHI(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？_。(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是_。14在研究化学反应中的能量变化时，我们通常做下面的实验：在一个小烧杯里，加入20 g已研磨成粉末的Ba(OH)28H2O，将小烧杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片上，然后向烧杯中加入约10 g NH4Cl晶体，根据实验步骤，填写下表，并回答问题。实验步骤实验现象及结论将晶体混合，立即快速搅拌有刺激性气味能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝的_产生用手摸烧杯下部感觉烧杯变凉说明此反应是_反应用手拿起烧杯烧杯下面的带有几滴水的玻璃片粘到了烧杯底部将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上玻璃片脱离上面烧杯底部反应后移走多孔塑料片观察反应物混合物成糊状，证明有_生成(1) 写出实验过程中发生反应的化学方程式：_(2) 实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_（3）浸有稀硫酸的棉花的作用是： 。15.如图所示:在800 mL的大烧杯中放入碎纸屑，把盛有50 mL 0.50 molL-1盐酸的200 mL烧杯放到大烧杯中，两只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖，通过盖子插入一根玻璃搅拌器（末端呈半圆环的玻璃棒）和一只温度计，测定溶液的温度。迅速往盐酸溶液中加入50 mL 0.55 molL-1烧碱溶液，盖好，搅拌溶液，观察温度的变化。当温度保持稳定时，记录读数，取出装反应液的烧杯，倒出溶液，清洗