高一化学化学能与热能

Xupeisen110高一化学基础知识第1页共5页高一化学化学能与热能【知识整理】一．化学反应中能量变化原因1．微观上——旧键断裂同时新键形成中能量的比较（实质）2．宏观上——反应物能量和生成物能量大小的比较（特征）物质的键能越大，能量越低，越稳定例1．已知：①．1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量②．①1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量③．由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量下列叙述正确的是A．氢气与氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应吸收热量为183kJB．氢气与氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应放出热量为366kJC．氢气与氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应放出热量为183kJD．氢气与氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应吸收热量为366kJ例2．化学反应N2＋3H22NH3的能量变化如题图所示。该反应中生成2molNH3（l）的能量变化为Xupeisen110高一化学基础知识第2页共5页例3．下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所吸收的能量（kJ）。这一数据的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热，反应热等于反应中断裂旧化学键消耗的能量之和与反应中形成新化学键放出的能量之和的差。回答下列问题：化学键Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量（kJ）243193151432366298436（1）在HCl、HBr、HI中，最稳定的是__________；（2）对于反应X2+H2＝2HX（X2代表Cl2、Br2、I2），相同条件下，消耗等量氢气时，放出热量最多的是__________；（3）反应Br2+H2＝2HBr，当生成2molHBr时放出_________kJ能量。二．化学能与热能的相互转化1．质量与能量是相互联系的，统称为质能守恒定律。2．对放热反应和吸热反应的定义（1）吸热反应（△H0）Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=（2）放热反应（△H0）中和热H++OH-=H2O燃烧热例4．已知H2(g)和F2(g)化合生成40gHF(g)放出热量为270kJ。下列说法正确的是A．2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气吸收270kJ热量B．1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出热量小于270kJC．在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270kJ热量例5．将V1mL1.0mol/LHCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如右图所示（实验中始终保持V1＋V2＝50mL）。下列叙述正确的是A．做该实验时环境温度为22℃B．该实验表明化学能可能转化为热能C．NaOH溶液的浓度约为1.0mol/LD．该实验表明有水生成的反应都是放热反应例6．C、CO、CH4、C2H5OH是常用的燃料，它们每1mol分别完全燃烧生成CO2（g）及H2O（l）时，放出的热量依次为393.5kJ、283.0kJ、890.3kJ、1366.8kJ。相同质量的这4种燃料，完全燃烧时放出热量最多的是A．CB．COC．CH4D．C2H5OH例7．长征二号F型火箭用的燃料是液态的偏二甲基肼(C2H8N2)，氧化剂是液态的N2O4，已知1.5g火箭燃料偏二甲基肼完全燃烧生成N2、CO2和液态H2O放出热量50kJ。下列说法不正确．．．的是A．燃料在火箭发动机中燃烧是将化学能主要转变为热能和机械能B．偏二甲基肼在N2O4中的燃烧反应是放热反应C．该反应中偏二甲基肼和N2O4总能量低于CO2、N2和H2O的总能量D．燃烧时的总反应为：C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4H2O3．由键能估算反应热例8．（2011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：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)＋3F2(g)=SF6(g)20222426283001020304050V1/mL温度/℃点燃Xupeisen110高一化学基础知识第3页共5页N4分子结构示意图的反应热△H为A．-1780kJ/molB．-1220kJ/molC．-450kJ/molD．+430kJ/mol例9．（2010天津卷）硒（Se）是人体必需的微量元素，与氧元素同一主族，Se原子比O原子多两个电子层，则Se的原子序数为_______，其最高价氧化物对应的水化物化学式为_______。该族2~5周期元素单质分别与H2反应生成lmol气态氢化物的反应热如下，表示生成1mol硒化氢反应热的是__________。A．+99.7mol·L－1B．+29.7mol·L－1C．－20.6mol·L－1D．－241.8kJ·mol－1例10．有关键能数据如下表：化学键Si—OO=OSi—Si键能/kJ·mol－1x498.8176已知晶体硅在氧气中燃烧的化学方程式为：Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)；生成1molSiO2(s)放出989.2kJ的热量，则x的值为A．460B．920C．1165.0D．423.3【综合练习】1．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是A．碳酸钙受热分解B．乙醇燃烧C．铝粉与氧化铁粉末反应D．氧化钙溶于水2．右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是A．硝酸铵B．生石灰C．氯化镁D．食盐3．已知N2+3H22NH3为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是A．N2的能量一定高于NH3B．N2和H2的总能量一定高于NH3的总能量C．H2的能量一定高于NH3D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生4．已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ。且氧气中1molO＝O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH－O键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molH－H键断裂时吸收热量为A．920kJB．557kJC．436kJD．188kJ5．意大利罗马大学的FuNvioCacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示，已知断裂1molN—N键吸收167kJ热量，生成1molN≡N键放出942kJ热量。A．N4属于一种新型的化合物B．N4与N2互为同素异形体C．N4沸点比P4（白磷）高D．1molN4气体转变为N2吸收882kJ热量6．（2008广东）下列有关能量转换的说法正确的是A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程7．能源可分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为—级能源，需利用其他能源的能量来间接制取的能源称为二级能源。氢气就是一种高效而没有污染的二级能源。下列叙述正确的是A．天然气是二级能源B．石油是二级能源C．煤是一级能源D．焦炉煤气是一级能源8．关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是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．设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取H29．石油是一种重要能源，人类正面临着石油短缺、油价上涨的困惑。以下解决能源问题的方法不当的是A．用木材作燃料B．用液氢替代汽油C．开发风能D．开发地热Xupeisen110高一化学基础知识第4页共5页10．下列选项中：①燃烧时发生氧化反应②充分燃烧的产物不污染环境③乙醇是一种再生能源④燃烧时放出大量热量。说明乙醇作为燃料的优点的是A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④11．某人设想利用①FeCl2+4H2O=Fe3O4+6HCl+H2②Fe3O4+1.5Cl2+6HCl=3FeCl3+3H2O+0.5O2③3FeCl3=3FeCl2+1.5Cl2这三个反应（反应条件均略去)的联合与循环，来生产能解决环境和能源问题的某种气体，该气体是A．O2B．Cl2C．HClD．H212.（2010·天津）以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是A．发展氢能和太阳能B．限制塑料制品的使用C．提高原子利用率，发展绿色化学D．尽量用纯液态有机物代替水作溶剂13．（2009·广东理基）下列措施不符合节能减排的是A．大力发展火力发电，解决广东电力紧张问题B．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水C．用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏D．用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气14．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。化学键Si－OSi－ClH－HH－ClSi－SiSi－C键能/kJ·mol－1460360436431176347工业上用高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)。试分析该反应是反应（放热或吸热），当生成1molSi(s)时的热量变化为。15．白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应生成1molP4O10的反应热为16．最近，新华社的一条消息中披露：我国南海海底发现巨大的“可燃冰”带，能源总量估计相当于中国石油总量的一半；而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观……“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体（CH4·H2O）。请结合初中化学知识回答下列问题：（1）下列说法中正确的是（填序号）___________________________．A．晶体中CH4和H2O以强烈氢键结合B．CH4·H2O的组成元素有3种C．CH4·H2O中CH4和H2O的质量比为1:D．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性（2）可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景．你认为能开发利用的新能源还有（至少填写二种）__________________，__________________．17．美国《科学美国人》杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中提供了如下数据：到达地球表面的太阳辐射能的几条主要去路直接反射191052000skJ以热能方式离开地球191081000skJ水循环191040000skJ大气流动1910370skJ光合作用191040skJ请选用以上数据计算：（1）地球对太阳能的利用率约为_____________________。Xupeisen110高一化学基础知识第5页共5页（2）通过光合作用，每年有________________kJ的太阳能转化为化学能(每年按365天计)。（3）每年由绿色植物通过光合作用：6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2为我们生存的环境除去CO2的质量为A．试根据质量关系列出A的计算式（列出式中缺少的数据用符号表示）：A＝__________________kg。