化學(xué)能與熱能.doc

第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)能與熱能一、知識(shí)體系 1. 化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系 化學(xué)反應(yīng)過程中伴隨著能量的變化任何化學(xué)反應(yīng)除遵循質(zhì)量守恒外，同樣也遵循能量守恒。反應(yīng)物與生成物的能量差若以熱量形式表現(xiàn)即為放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)(E反：反應(yīng)物具有的能量；E生：生成物具有的能量)： 化學(xué)變化中能量變化的本質(zhì)原因化學(xué)反應(yīng)吸收能量或放出能量的決定因素：實(shí)質(zhì)：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是放出能量，決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。 放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表現(xiàn)形式H0或H為“”H0或H為“+”能量變化生成物釋放的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量生成物釋放的總能量小于反應(yīng)物吸收的總能量鍵能變化生成物總鍵能大于反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能小于反應(yīng)物總鍵能聯(lián)系鍵能越大，物質(zhì)能量越低，越穩(wěn)定；反之鍵能越小，物質(zhì)能量越高，越不穩(wěn)定，圖 示特別提醒物質(zhì)具有的能量與其穩(wěn)定性之間的關(guān)系：(1)物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定，參加反應(yīng)時(shí)，化學(xué)鍵斷裂吸收的能量就越多，而如果是通過新鍵形成而生成該物質(zhì)，則放出的能量就越多。(2)物質(zhì)具有的能量高，則其不穩(wěn)定，參加反應(yīng)時(shí)斷鍵所需能量低，該物質(zhì)性質(zhì)活潑，而形成該物質(zhì)時(shí)，放出的能量較少。 常見的放熱反應(yīng)： 所有的燃燒反應(yīng) 酸堿中和反應(yīng) 大多數(shù)的化合反應(yīng) 金屬與酸的反應(yīng) 生石灰和水反應(yīng) 常見的吸熱反應(yīng)： 晶體Ba(OH)28H2O與NH4Cl 大多數(shù)的分解反應(yīng) 以H2、CO、C為還原劑的氧化還原反應(yīng) CCO22CO；特別提醒：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱，只與反應(yīng)物總能量和生成物總能量的相對(duì)大小有關(guān)，而與反應(yīng)開始前是否需要加熱無關(guān)。吸熱反應(yīng)也可能不需加熱，而放熱反應(yīng)也可能需在高溫條件下才能進(jìn)行。2中和熱及其測(cè)定 (1)概念：強(qiáng)酸與強(qiáng)堿稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。(2)中和熱的特點(diǎn)中和熱只適用于中和反應(yīng)時(shí)熱效應(yīng)判別，且數(shù)值為生成1 mol 水時(shí)所釋放的熱量，注意以下特點(diǎn)：中和反應(yīng)都放出熱量。稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和熱為定值：57.3 kJ/mol。弱酸與弱堿中和熱偏低，因?yàn)槿跛峄蛉鯄A電離過程會(huì)吸熱。提示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作應(yīng)注意的問題：(1)所用裝置應(yīng)盡可能做到保溫、隔熱。具體做法是：使用保溫杯或用塑料泡沫或碎紙片填充在大小燒杯之間。(2)所用試劑的濃度配制要準(zhǔn)確，且濃度不宜過大。(3)使用的酸或堿必須有一種試劑過量，以確保反應(yīng)完全。(4)實(shí)驗(yàn)操作要迅速，以盡量減少熱量的損失。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作：(1)制簡易的量熱計(jì)，如下圖：(2)往小燒杯中加注試劑用一個(gè)量筒量取50 mL 0.50 mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。用另一個(gè)量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記入下表。把套有蓋板的溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒伸入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯(注意不要灑到外面)，蓋好蓋板。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入表中。(3)重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù)。溫度起始溫度t1/終止溫度溫度差HClNaOH平均值123根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算中和熱。1化學(xué)反應(yīng)A2B2=2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是()A該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B斷裂1 mol AA鍵和1 mol BB鍵能放出x kJ能量C斷裂2 mol AB鍵需要吸收y kJ的能量D2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量2(2011年廣州高一檢測(cè))已知反應(yīng)XY=MN為放熱反應(yīng)，對(duì)該反應(yīng)的說法正確的是()AX的能量一定高于M BY的能量一定高于NCX和Y的總能量一定高于M和N的總能量 D因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就可發(fā)生3下列屬于吸熱反應(yīng)的是()A金屬鈉與水的反應(yīng) B氫氣燃燒 C濃硫酸的稀釋 DBa(OH)28H2O和NH4Cl(固體)混合4對(duì)下列化學(xué)反應(yīng)的熱現(xiàn)象的說法不正確的是()化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化 化學(xué)反應(yīng)發(fā)生過程中一定有能量變化吸熱反應(yīng)需要加熱后才能發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)吸收或放出熱量的多少與參加反應(yīng)的物質(zhì)的多少有關(guān)A B C D5如圖所示，把試管小心地放入盛有(20 )碳酸飲料的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鋁片，再用滴管滴加5 mL濃NaOH溶液于試管中，試回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是_ (2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是_ (3)寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_。(4)由實(shí)驗(yàn)推知，反應(yīng)所得溶液和氫氣的總能量_(填“大于”、“小于”或“等鋁和氫氧化鈉溶液的總能量一、單項(xiàng)選擇題1(2011年佛山高一檢測(cè))下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)說法中不正確的是()A化學(xué)反應(yīng)過程中一定有熱量釋放出來B化學(xué)反應(yīng)的特征是有新物質(zhì)生成C化學(xué)反應(yīng)的過程實(shí)際上是一個(gè)舊鍵斷裂，新鍵生成的過程D在一確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不相等2關(guān)于放熱反應(yīng)AB=CD，以下說法正確的是()(EA、EB、EC、ED分別代表A、B、C、D所具有的能量)AEAEB BEAECED CEAEBECED DEAEBECED3(2011年北京海淀區(qū)高一檢測(cè))下列各圖中，表示吸熱反應(yīng)的圖是()4根據(jù)下圖所示的信息，判斷下列敘述不正確的是()A1 mol H2的共價(jià)鍵形成放出436 kJ能量B氫氣跟氧氣反應(yīng)生成水的同時(shí)吸收能量C1 mol H2(g)跟 mol O2(g)反應(yīng)生成1 mol H2O(g)釋放能量245 kJD1 mol H2(g)與 mol O2(g)的總能量大于1 mol H2O(g)的能量5.把下列物質(zhì)分別加入裝有 水的錐形瓶里,立即塞緊帶U形管的塞子,已 知U形管內(nèi)預(yù)先裝有少量水(為使水容易觀 察,預(yù)先染成紅色)，如圖所示,結(jié)果U形管 左邊液面升高,則加入的物質(zhì)可能是() A.NaOH固體 B.濃H2SO4 C.NH4NO3晶體 D.Na2O2固體 6下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又是吸熱反應(yīng)的是()A鋅粒與稀硫酸的反應(yīng) B灼熱的木炭與CO2反應(yīng)C甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng) DBa(OH)28H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)7(2011年上海高一檢測(cè))已知化學(xué)反應(yīng)2C(s)O2(g)2CO(g)，2CO(g)O2(g)2CO2(g)都是放熱反應(yīng)。據(jù)此判斷，下列說法不正確的是(其他條件相同)()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所具有的總能量大于88 g CO2所具有的能量C12 g C和32 g O2所具有的總能量大于44 g CO2 所具有的能量D將一定質(zhì)量的C燃燒，生成CO2比生成CO時(shí)放出的熱量多8電視上有一“自熱米飯”的廣告播得很火，它介紹在食用時(shí)，將一無色液體加入到一白色固體中，放上裝米飯的盒子，過幾分鐘米飯馬上就熱氣騰騰，可以食用了，非常方便。請(qǐng)你推測(cè)其白色固體和無色液體可能是如下哪個(gè)組合()A硝酸銨和水 B濃硫酸和水 C氧化鈣和水 D固體酒精和水9有專家指出，如果對(duì)燃燒產(chǎn)物如CO2、H2O、N2等利用太陽能使它們重新組合，使之變成CH4、CH3OH、NH3等的構(gòu)想(如圖)能夠?qū)崿F(xiàn)，那么不僅可以消除對(duì)大氣的污染，還可以節(jié)約燃料，緩解能源危機(jī)，在此構(gòu)想的物質(zhì)循環(huán)中太陽能最終轉(zhuǎn)化為()A化學(xué)能 B熱能 C生物能 D電能10下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換的認(rèn)識(shí)中不正確的是()A電解水生成氫氣和氧氣時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C煤燃燒時(shí)，化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為熱能D白熾燈工作時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為光能112008年12月1日晚，陜西省榆林市一中學(xué)因取暖發(fā)生12名女學(xué)生一氧化碳中毒事故，致使11名學(xué)生死亡。一氧化碳的產(chǎn)生主要是因?yàn)槊籂t中發(fā)生了以下反應(yīng)：CO2C2CO，試分析下列有關(guān)敘述中不正確的是()AC在O2充足時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)主要是放熱反應(yīng)B煤燃燒時(shí)吹入的氧氣越多爐火越旺CCO2C2CO這一反應(yīng)屬吸熱反應(yīng)D煤燃燒時(shí)，反應(yīng)物自身總能量高于生成物總能量，所以放出熱量12將V1ml 1.00moll-HCL溶液和V2 ml未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測(cè)量并記錄溶液溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示（實(shí)驗(yàn)中始終保持V1+ V2=50 ml）。下列敘述正確的是( )A、做該實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度為220CB、該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能C、NaOH溶液的濃度約是1.00 mol/lD、該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的都是放熱反應(yīng)13下表中的數(shù)據(jù)是破壞1 mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量(kJ)：物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答下列問題：(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是_(填字母序號(hào))。AH2 BCl2 CBr2 DI2(2)下列氫化物中最穩(wěn)定的是_(填字母序號(hào))。AHCl BHBr CHI(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？_。(4)相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí)，放出或吸收的熱量最多的是_。14在研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化時(shí)，我們通常做下面的實(shí)驗(yàn)：在一個(gè)小燒杯里，加入20 g已研磨成粉末的Ba(OH)28H2O，將小燒杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片上，然后向燒杯中加入約10 g NH4Cl晶體，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，填寫下表，并回答問題。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論將晶體混合，立即快速攪拌有刺激性氣味能使?jié)駶櫟淖仙镌嚰堊兯{(lán)的_產(chǎn)生用手摸燒杯下部感覺燒杯變涼說明此反應(yīng)是_反應(yīng)用手拿起燒杯燒杯下面的帶有幾滴水的玻璃片粘到了燒杯底部將粘有玻璃片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上玻璃片脫離上面燒杯底部反應(yīng)后移走多孔塑料片觀察反應(yīng)物混合物成糊狀，證明有_生成(1) 寫出實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_(2) 實(shí)驗(yàn)中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是_（3）浸有稀硫酸的棉花的作用是： 。15.如圖所示:在800 mL的大燒杯中放入碎紙屑，把盛有50 mL 0.50 molL-1鹽酸的200 mL燒杯放到大燒杯中，兩只燒杯間填滿碎紙屑。用泡沫塑料板做成大燒杯蓋，通過蓋子插入一根玻璃攪拌器（末端呈半圓環(huán)的玻璃棒）和一只溫度計(jì)，測(cè)定溶液的溫度。迅速往鹽酸溶液中加入50 mL 0.55 molL-1燒堿溶液，蓋好，攪拌溶液，觀察溫度的變化。當(dāng)溫度保持穩(wěn)定時(shí)，記錄讀數(shù)，取出裝反應(yīng)液的燒杯，倒出溶液，清洗