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文檔簡介
化學反應中的熱量____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________了解化學反應中伴隨著能量變化;理解吸熱反應和放熱反應,知道常見的吸熱反應和放熱反應有哪些;理解鍵能和能量變化的關系理解熱化學方程式的含義了解熱值的含義知識點一.反應熱焓變等相關概念1.反應熱定義:在化學反應過程中放出或吸收的熱量符號:用Q表示Q>0,表示放熱;Q<0,表示吸熱單位:kJ/mol2.焓變含義:焓是表述物質所具備的能量大小的物理量,符號為H?!鱄為生成物的總焓與反應物的總焓之差,稱為化學反應的焓變。△H=H(生成物)-H(反應物)說明:(1)反應熱與焓變的關系熱化學研究表明,對于等壓條件下進行的化學反應,如果反應中物質的能量變化只轉化成熱能,而沒有轉化為電能、光能等其他形式的能,則該反應的反應熱就等于反應前后物質的焓的改變。數(shù)學表達式:QP=?H,其中:Qp表示在壓強不變的條件下化學反應的反應熱。(2)△H的正負與吸放熱的關系當△H為“-”或小于0,為放熱反應;當△H為“+”或大于0,為吸熱反應。(3)吸放熱與物質能量的關系放熱反應中:反應物總能量大于生成物總能量,反應后體系能量降低;即△H<0。吸熱反應中:反應物總能量小于生成物總能量,反應后體系能量升高;即△H>0。(4)吸放熱與化學鍵的關系反應物分子斷鍵時吸收的能量>生成物分子成鍵時釋放的能量,則化學反應為吸熱反應。反應物分子斷鍵時吸收的能量<生成物分子成鍵時釋放的能量,則化學反應為放熱反應。知識點二.熱化學方程式1.概念:能夠表示反應熱的化學方程式叫做熱化學方程式。例如:
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-184.6kJ/mol2.意義:既表明了化學反應中的物質變化,也表明了化學反應中的能量變化。要點解釋:(1)熱化學方程式必須標出能量變化。(2)熱化學方程式中必須標明反應物和生成物的聚集狀態(tài),因為反應熱除跟物質的量有關外,還與反應物和生成物的聚集狀態(tài)有關。(3)熱化學方程式中各物質的化學計量數(shù)只表示物質的量,因此可以用分數(shù),但要注意反應熱也發(fā)生相應變化。知識點三.化學鍵與化學反應中能量變化的關系以氫氣在氯氣中燃燒為例,用化學鍵的觀點分析反應的本質過程。H2+Cl2點燃2HClH—HCl—ClH—Cl斷開吸收能量斷開吸收能量形成放出能量2H2Cl2HCl1.在化學反應中,從反應物分子轉化為生成物分子的過程中,各原子的內部并沒有發(fā)生什么變化,但原子的結合方式發(fā)生了改變。在這個過程中反應物分子的化學鍵部分或全部遭到破壞,在生成物分子中形成新的化學鍵。實驗證明,破壞舊的化學鍵時,需要從環(huán)境吸收能量來破壞原子間的相互吸引;在形成新的化學鍵時,由于原子間的相互吸引而對外釋放能量?;瘜W反應熱就來源于舊化學鍵的破壞和新化學鍵的形成所發(fā)生的能量變化。在25℃和101kPa的條件下,斷開1molH-H鍵要吸收436kJ的能量,斷開1molCl-Cl鍵要吸收242kJ的能量,而形成1molHCl分子中的H-Cl鍵會放出431kJ的能量。這樣,由于破壞舊鍵吸收的能量少于形成新鍵放出的能量,根據(jù)“能量守恒定律”,多余的能量就會以熱量的形式釋放出來。2.從化學鍵的觀點來分析能量的變化一個化學反應的的過程,本質上就是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程。吸收能量放出能量化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因知識點四.化學能與熱能的相互轉化1.探究化學反應過程中的能量變化實驗藥品:生石灰、水、Zn、鹽酸、Ba(OH)2·8H2O、NH4Cl、NaOH溶液實驗內容現(xiàn)象結論CaO與H2O固體溶解,放出大量熱該反應是放熱反應Al與鹽酸鋁與鹽酸反應,放出大量氣泡,溫度升高該反應是放熱反應Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl1、玻璃片(小木板)會與小燒杯粘結在一起2、少許刺激性氣味氣體產生3、有水生成該反應是吸熱反應NaOH溶液與鹽酸溫度升高該反應是是放熱反應?!咀ⅰ恐泻蜔幔核崤c堿發(fā)生中和反應生成1mol水所釋放的熱量稱為中和熱。2.常見的放熱反應和吸熱反應【規(guī)律總結】(1)鍵能越大,化學鍵越牢固,含該鍵的分子越穩(wěn)定。每一個化學反應都伴隨有能量的改變,有的對外釋放能量,有的從外界吸收能量。如果新化學鍵的形成所釋放的能量大于破壞舊化學鍵所吸收的能量,該反應就是放熱反應;如果新化學鍵的形成所釋放的能量小于破壞舊化學鍵所吸收的能量,該反應就是吸熱反應;(2)任何化學反應除遵循質量守恒外,同樣也遵循能量守恒。反應物與生成物的能量差若以熱量形式表現(xiàn)即為放熱反應或吸熱反應能量公式化:E(反應物)=E(生成物)+Q(能量守恒定律)E(反應物)-E(生成物)=QQ>0為放熱反應Q<0為吸熱反應類型一:化學鍵與化學反應中能量變化的關系例1.在反應H2+Cl2=2HCl中,已知:H-H鍵能為436kJ,Cl-Cl鍵能為247kJ,H-Cl鍵能為431kJ,判斷該反應是反應解析:(1)化學鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量為:436kJ+247kJ=683kJ,(2)化學鍵形成時需要釋放能量。釋放總能量為:431kJ+431kJ=862kJ,(3)反應中放出的熱量的計算:862kJ—683kJ=179kJ不難看出:生成物的鍵能大于反應物的鍵能,所以,為放熱反應。答案:放熱反應。例2.已知拆開1molH2中的化學鍵要吸收436kJ的能量,拆開1molO2中的化學鍵要吸收496kJ的能量,形成水分子中的1molH-O鍵要放出463kJ的能量,試說明2H2+O2=2H2O中的能量變化。解析:反應物鍵能=2×436kJ+496kJ=1368kJ生成物鍵能=2×2×463kJ=1852kJ生成物鍵能>反應物鍵能,放出能量=1852kJ-1368kJ=484kJ答案:該反應為放熱反應,化學能轉化為熱能,放出能量484kJ。類型二:熱化學方程式的意義及書寫例3熱化學方程式C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);△H
=+131.3kJ/mol表示()A.碳和水反應吸收131.3kJ能量B.1mol碳和1mol水反應生成一氧化碳和氫氣并吸收131.3kJ熱量C.1mol固態(tài)碳和1mol水蒸氣反應生成一氧化碳氣體和氫氣,并吸熱131.3kJD.1個固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應吸熱131.1kJ解析:熱化學方程式既表示物質的變化同時表示能量的變化。方程式中,系數(shù)只表示物質的量;物質的能量變化與物質的狀態(tài)有關,所以必須注明反應物、產物的狀態(tài);△H
中kJ/mol表示的是在一定條件下,物質的狀態(tài)確定時,按照每摩爾反應進行時的能量變化。答案:C類型三:化學能與熱能的相互轉化例4.已知金剛石在一定條件下轉化為石墨是放熱的。據(jù)此,以下判斷或說法正確的是()A.需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應B.放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生C.反應是放熱還是吸熱,必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小D.吸熱反應在一定條件下也能發(fā)生解析:需要加熱方能發(fā)生的反應不一定是吸熱反應,好多放熱反應也需要加熱如鋁熱反應,故A錯誤;放熱反應在常溫下不一定很容易發(fā)生,例如氫氣和氧氣常溫下不會反應,但點燃會瞬間完成,故B錯誤;反應物的總能量和生成物的總能量的相對大小決定反應是吸熱反應還是放熱反應,故C正確;在一定條件下吸熱反應也能發(fā)生,故D正確;答案:CD.例5.如右圖所示,把試管放入盛有25℃時飽和石灰水的燒杯中,試管中開始放入幾小塊鎂片,再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中.試回答下列問題:(1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是___________________。(2)產生上述現(xiàn)象的原因是___________________。(3)寫出有關反應的離子方程式___________________。(4)由實驗推知,MgCl2溶液和H2的總能量_____________。(填“大于”、“小于”、“等于”)鎂片和鹽酸的總能量.解析:鎂和鹽酸的反應產生氫氣并放熱,所以試管中有氣泡產生,燒杯中的飽和石灰水由于溫度升高而析出氫氧化鈣;由此可知鎂和鹽酸的總能量大于生成的氫氣和氯化鎂的總能量。答案:(1)試管中有氣泡產生、飽和石灰水中有白色固體析出(2)鎂片溶于稀鹽酸放出氫氣,且此反應為放熱反應,而溫度升高,Ca(OH)2的溶解度變小(3)Mg+2H+Mg2++H2↑(4)小于一.選擇題(非單選,存在一個或兩個正確答案)1.(雙選)下列物質溶于水中顯著放熱的是()A.固體NaOHB.生石灰C.無水乙醇D.固體NH4NO32.下列說法正確的是()A.需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應B.放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生C.是放熱反應還是吸熱反應主要由反應物與生成物所具有的總能量的相對大小決定D.是放熱反應還是吸熱反應只看某一反應物與某一生成物所具有的能量的相對大小3.下列反應屬于放熱反應的是()A.鐵與鹽酸B.C和CO2C.碳酸鈣的分解D.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體4.下列反應過程一定吸收能量的是()A.化合反應B.分解反應C.分子拆成原子D.原子組成分子5.(雙選)吸熱反應一定是()A.釋放能量B.儲存能量C.反應物的總能量低于生成物的總能量D.反應物的總能量高于生成物的總能量6.已知A(g)+B(g)=C(g)ΔH=-Q1kJ·mol-1,D(g)+B(g)=E(g)ΔH=-Q2kJ·mol-1,且Q1>Q2,若A和D的混合氣體1mol完全與B反應,放出熱量Q3kJ,則A和B的物質的量之比為()A.(Q2-Q1)∶(Q1-Q3)B.(Q3-Q2)∶(Q1-Q3)C.(Q3-Q2)∶(Q3-Q1)D.(Q1-Q2)∶(Q3-Q1)7.下列物質加入水中顯著放熱的是()A.生石灰B.固體NaClC.無水乙醇D.固體NH4N038.對于放熱反應,下列說法正確的是()A.產物H20所具有的總能量高于反應物H2和O2所具有的總能量B.反應物H2和O2所具有的總能量高于產物H20所具有的總能量C.反應物H2和O2所具有的總能量等于產物H20所具有的總能量D.反應物H2和O2具有的能量相等9.(2014-2015學年大興區(qū)高一期末)下列裝置中能將化學能轉化為熱能的是()A.太陽能集熱器B.風力發(fā)電C.鉛蓄電池D.燃氣灶二.填空題1.當物質發(fā)生化學變化時,斷開反應物中的化學鍵要能量,而形成生成物中的化學鍵要能量。1molH2中含有H—H鍵,在25℃和101kPa的條件下,使1molH2變?yōu)?molH斷開了H—H鍵,需要436kJ的熱量,而由2molH原子生成1molH2,有H—H鍵生成,需要436kJ的熱量。2.(2014-2015學年西城區(qū)高一期末)化學反應中伴隨著能量變化。(1)下列反應中,屬于吸熱反應的是_________(填序號)。a.燃燒COb.Ba(OH)2·8H2O晶體和NH4Cl晶體反應c.鋁和稀鹽酸反應d.NaOH溶液和稀鹽酸反應(2)按圖所示裝置進行實驗?!緦嶒灛F(xiàn)象】反應劇烈,火星四射,漏斗下方有紅熱熔融物流出。由此判斷該反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應,其反應的化學方程式是_____________________,其能量變化可用下圖中的___________(填“a”或“b”)表示。鞏固提高一.選擇題1.“搖搖冰”是一種即用即冷的飲料。吸食時將飲料罐隔離層中的化學物質和水混合后搖動即會制冷。該化學物質可能是()。A.氯化鈉B.固體硝酸銨C.生石灰D.蔗糖2.下列各組熱化學方程式中,化學反應的ΔH前者大于后者的是()①C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH1C(s)+1/2O2(g)=CO(g);ΔH2②S(s)+O2(g)=SO2(g);ΔH3S(g)+O2(g)=SO2(g);ΔH4③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);ΔH52H2(g)+O2(g)=2H2O(l);ΔH6④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g);ΔH7CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s);ΔH8A.① B.④C.②③④ D.①②③3.下列關于反應能量的說法正確的是 ()A.Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)ΔH=-216kJ·mol-1,E反應物<E生成物B.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH=+178.5kJ·mol-1,E反應物<E生成物C.HI(g)=1/2H2(g)+1/2I2(s)ΔH=-26.5kJ·mol-1,1molHI在密閉容器中分解后放出26.5kJ的熱量D.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.2kJ·mol-1,含1molNaOH水溶液與含0.5mol的濃硫酸混合后放熱57.2kJ4.若測得鹽酸和氫氧化鈉溶液反生成1mol水時放出的熱量為Q,則下列各反應在溶液中生成1mol水時,放出的熱量也為Q的是()①醋酸和氫氧化鈉溶液;②氨水和鹽酸;③氫氧化鉀溶液和硝酸A.①②③ B.①③ C.②③ D.③5.氫氯混合氣體在光照的條件下可以發(fā)生爆炸。在反應過程中,假設破壞1mol氫氣中的化學鍵需要消耗的能量為Q1kJ,破壞1mol氯氣中的化學鍵需要消耗的能量為Q2kJ,形成1mol氯化氫可以釋放出的能量為Q3kJ。下列關系正確的是()A.Q1+Q2>Q3 B.Q1+Q2>2Q3 C.Q1+Q2<Q3 D.Q1+Q2<2Q36.能夠用鍵能大小來解釋現(xiàn)象的是()A.常溫常壓下,溴為液態(tài),碘為固態(tài) B.氮氣的化學穩(wěn)定性比氧氣大C.稀有氣體一般情況下很難發(fā)生化學反應D.硝酸易揮發(fā)而硫酸難揮發(fā)7.如下圖,表示正反應是吸熱反應的是()8.已知化學反應2C(s)+O2(g)CO2(g)、2CO(g)+O2(g)2CO2(g)都是放熱反應,據(jù)此判斷,下列說法錯誤的是A.12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量B.56gCO和32gO2所具有的總能量大于44gCO2所具有的總能量C.12gC和32gO2所具有的總能量大于44gCO2所具有的總能量D.將一定質量的碳燃燒,生成CO2比生成CO時放出的熱量多二.填空題1.下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質中的化學鍵所消耗的能量(KJ):物質Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(KJ)243193151432366298436根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答:(1)下列物質本身具有的能量最低的是()A.H2B.Cl2C.Br2D.I2(2)下列氫化物中最穩(wěn)定的是()A.HClB.HBrC.HI(3)X2+H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反應是(填放熱或吸熱)反應。(4)相同條件下,X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應,當消耗等質量的氫氣時,放出或吸收的熱量最多的是。(5)若無上表中的數(shù)據(jù),你能正確回答出問題(4)嗎?你的依據(jù)是什么?_________________________________2.火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強氧化劑液態(tài)雙氧水.當它們混合反應時,即產生大量氮氣和水蒸氣,并放出大量熱.已知0.4mol液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應,生成氮氣和水蒸氣,放出256.652kJ的熱量。又已知H2O(l)===H2O(g),ΔH=+44kJ·mol-1,由16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應生成液態(tài)水時放出的熱量是__________kJ.選擇題1.(2014-2015學年二十四中高一期中)下列反應中生成物總能量高于反應物總能量的是()A.碳酸鈣受熱分解B.乙醇燃燒C.鋁粉與氧化鐵粉末反應D.氧化鈣溶于水2.(雙選)已知H-Cl鍵的鍵能是431.4kJ·mol-1,下列關于鍵能的敘述中正確的是()A.每生成1molH-Cl鍵就放出431.4kJ·mol-1的能量B.每生成1molH-Cl鍵就吸收431.4kJ·mol-1的能量C.每拆開1molH-Cl鍵就放出431.4kJ·mol-1的能量D.每拆開1molH-Cl鍵就吸收431.4kJ·mol-1的能量3.參考下表中鍵能的數(shù)據(jù),判斷下列分子受熱時最穩(wěn)定的是()化學能H-HH-FH-ClH-Br鍵能(kJ·mol-1)436565431368A.H2 B.HF C.HCl D.HBr4.(雙選)鉀可以跟水發(fā)生劇烈的反應,表現(xiàn)出多種實驗現(xiàn)象,其中與該反應放熱無關的是()A.鉀浮在水面上 B.鉀熔化成小球C.產生的氫氣燃燒,甚至發(fā)生輕微的爆炸 D.熔化的鉀球四處游動5.含1molBa(OH)2的稀溶液與足量稀鹽酸反應,放出熱量114.6kJ。下列熱化學方程式中,正確的是 ()A.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)ΔH=+114.6kJ/molB.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)ΔH=-114.6kJ/molC.1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/molD.1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l)ΔH=+57.3kJ/mol6.氫氣在氯氣中燃燒時發(fā)出蒼白色火焰,在反應過程中,破壞1mol氫氣中的化學鍵消耗的能量為akJ,破壞1mol氯氣中的化學鍵消耗的能量為bkJ,形成1molHCl中的化學鍵釋放的能量為ckJ,下列關系中正確的是()A.b>c B.a+b>2cC.a+b<c D.a+b<2c7.(2014-2015學年人朝分高一期中)下列變化屬于吸熱反應的是() A.將膽礬加熱變成白色粉末 B.葡萄糖在人體內氧化分解 C.干冰升華 D.生石灰與水反應生成熟石灰二.填空題1.下列反應中,屬于放熱反應的是,屬于吸熱反應的是。①煅燒石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)②燃燒木炭取暖③炸藥爆炸④酸與堿的中和反應⑤生石灰與水作用制熟石灰⑥食物因氧化而腐敗2.化學反應中的吸熱現(xiàn)象、放熱現(xiàn)象,實質取決于具有的能量;若反應是放熱反應,則證明反應物具有的能量(填>、=、<=生成物具有的能量.若反應是吸熱反應,則證明反應物具有的能量,生成物具有的能量。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________一.選擇題1.A+B=C+D是化學反應,已知該反應為放熱反應,對該反應的說法正確的是()A.A的能量一定高于C的能量B.B的能量一定高于D的能量C.反應物A與B的總能量一定低于生成物C與D的總能量D.反應物A與B的總能量一定高于生成物C與D的總能量2.下列反應屬于放熱反應的是()A.Al和鹽酸的反應 B.灼熱的碳與二氧化碳的反應C.石灰石的受熱分解 D.天燃氣的燃燒3.下列聯(lián)系實際的說法正確的是()A.可燃冰就是固態(tài)甲烷B.人類目前直接利用的能量大部分是由化學反應產生的C.煤、石油、天然氣都是可再生能源D.硫和碳的氧化物是形成酸雨的主要物質4.(2015春?西城區(qū)月考)下列說法中,錯誤的是()A.人類目前所直接利用的能量大部分是由化學反應產生的B.煤、石油、天然氣是當今世界最重要的三種化石燃料C.化學變化中的能量變化主要是由化學鍵變化引起的D.化學反應中能量變化的大小與反應物的質量
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