化学能与热能

1化学能与热能一、反应热1、化学反应中存在的变化：能量变化主要体现的变化上。2、反应热定义：在恒温、恒压下，化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应热（焓变）。3、符号：△H单位：4、规定：放热：△H0吸热:△H05、反应中为什么会有能量的变化？宏观：能量（E）守恒作用微观：断键吸热，成键放热（1）从宏观角度去考虑：一个化学反应是吸收能量还是放出能量，取决于。即△H=当E生总能量E反总能量→反应△H0当E反总能量E生总能量→反应△H0一般，不同的物质具有不同的能量，同一物质不同状态时能量高低比较为：E气态＞E液态＞E固态图示：化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程[思考]物质越稳定，物质自身的能量是越低还是越高？键能是越大还是越小？（2）从微观角度去考虑：断裂化学键能量,形成化学键能量。化学反应中,化学键的是反应过程中有能量变化的本质原因。即△H=反应物断键时吸收的能量生成物成键时释放的能量→放热反应→△H0反应物断键时吸收的能量生成物成键时释放的能量→吸热反应→△H0[思考]拆开1molH2吸热436kJ，拆开1molCl2吸热243kJ，形成1molHCl放热431kJ，试推测氢气和氯气反应生成氯化氢的反应是吸收热量还是放出热量？二、常见放热反应和吸热反应1．吸热反应(1)大多数的分解反应，如NH4Cl=====△HCl↑＋NH3↑；(2)一些晶体的反应，如Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3·H2O＋8H2O；(3)C＋CO2=====高温2CO；(4)以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C＋2CuO=====高温2Cu＋CO2↑，C＋H2O=====高温CO＋H2。22．放热反应(1)一切燃烧反应；(2)活泼金属与酸或水的反应；(3)酸碱中和反应；(4)大多数化合反应(但有些化合反应是吸热反应，如N2＋O2=====高温或放电2NO等)；(5)物质的缓慢氧化。【典型例题透析】例1已知反应A2＋B2===2AB，破坏1molA2中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molB2中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1molAB中的化学键释放的能量为Q3kJ，则下列说法正确的是()A．若A2和B2的总能量之和大于生成的AB的总能量，则反应放热B．若A2和B2的总能量之和小于生成的AB的总能量，则反应放热C．若该反应为放热反应，则Q1＋Q2Q3D．若该反应为吸热反应，则Q1＋Q22Q3例2下列对化学反应的认识错误的是()A．会引起化学键的变化B．会产生新的物质C．必然引起物质状态的变化D．必然伴随着能量的变化例3下列变化中属于吸热反应的是()①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③苛性钠固体溶于水④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥干冰升华⑦Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应A．①④⑦B．②④⑦C．③⑤D．④⑥⑦例4金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质。在100KPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895KJ的热能。据此在100KPa压强下，下列结论正确的是（）A.石墨比金刚石稳定B.金刚石比石墨稳定C.1mol石墨比1mol金刚石的总能量高D.1mol石墨比1mol金刚石的总能量低例5下列说法中不正确的是()A．任何化学反应都伴随着热量的变化B．化学反应的特征是有新物质生成C．经过加热而发生的化学反应不一定都是吸热反应D．只要有化学键的断裂，一定发生化学反应例6下列说法正确的是（）A.化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化B.需要加热才能发生的反应是吸热反应C.反应放出的热量的多少与反应物的质量和状态无关D.对放热反应A+BC+D，A、B的能量总和小于C、D的能量总和【练习题】1、如下图，表示正反应是吸热反应的是()32、研究物质变化时，人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化。据此判断以下叙述中错误的是()A．金属钠与氯气反应生成氯化钠后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低B．物质燃烧可看作是储存在物质内部的能量(化学能)转化为热能释放出来C．氮气分子内部存在着很强的化学键，故通常情况下氮气的化学性质很活泼D．需要加热才能发生的反应不一定是吸收能量的反应4、已知2SO2+O22SO3为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（）A．O2的能量一定高于SO2的能量B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量C．SO2的能量一定高于SO3的能量D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生5、已知拆开1molH—H键、1molN≡N、1molN—H键分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ、391kJ。则由氢气和氮气反应生成1molNH3需要（填“放出”或“吸收”）kJ的热量。（N2+3H2=2NH3）6．把下列物质分别加入装有水的锥形瓶里立即塞紧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型管右边液面升高，则加入的物质可能是()①NaOH固体②浓H2SO4③NH4NO3晶体④Na2O2⑤生石灰A．①②④⑤B．①②③C．②③⑤D．③④⑤7、下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()A．锌粒与稀硫酸的反应B．灼热的木碳与CO2反应C．甲烷在氧气中的燃烧反应D．Ba(OH)2·H2O晶体与NH4Cl晶体的反应8．下列过程一定释放能量的是()A．化合反应B．分解反应C．分子拆成原子D．原子组成分子9.绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源,如一级能源中的水能、地热、天然气等;二级能源中电能、氢能等。下列能源属于绿色能源的是（）①太阳能②风能③石油④煤⑤潮汐能⑥木材A．①②B.①②⑤C.①②⑥D.①②⑤⑥10.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，电能转化成化学能B．煤燃烧时化学能主要转变成热能C．绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能D．白炽灯工作时电能全部转变成光能11、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO=O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（）A.2Q1+Q24Q3B.2Q1+Q24Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q2=Q312、航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)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：2NH4ClO4====N2↑+4H2O↑+Cl2↑+2O2↑(该反应为放热反应)下列对此反应的叙述中错误的是()4A.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.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用13．通常人们把拆开1mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以估计化学反应的反应热（ΔH），化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下列是一些化学键的键能。化学键C—HC—FH—FF—F键能/（kJ·mol1）414489565155根据键能数据估算下列反应的反应热ΔH为：CH4(g）+4F2(g)＝CF4+4HF(g）()A.–1940kJ·mol－1B.1940kJ·mol－1C.–485kJ·mol－1D.485kJ·mol－114．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷(P4)和P4O6的分子结构如下图所示；现提供以下化学键的键能:P-P198kJ·mol—1、P-O360kJ·mol—1、氧气分子内氧原子间的键能为498kJ·mol—1。则P4+3O2=P4O6的反应热∆H为()A．+1638kJ·mol—1B．-1638kJ·mol—1C．-126kJ·mol—1D．+126kJ·mol—115.如图所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL稀盐酸于试管中，试完成下列问题：(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，MgCl2溶液和H2的总能量________镁片和稀盐酸的总能量。(填“大于”、“小于”或“等于”)(5)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________。