化學(xué)能與熱能(精品)

第一節(jié)化學(xué)能與熱能(rènéng)精品資料化學(xué)變化(huàxuébiànhuà)的特征是什么?化學(xué)變化中除有新物質(zhì)生成(shēnɡchénɡ)外，常伴隨著放熱、發(fā)光、變色、放出氣體、生成(shēnɡchénɡ)沉淀等現(xiàn)象發(fā)生。生活中哪些事實(shí)說明了在化學(xué)反應(yīng)中伴隨著能量的變化？煤、石油、天然氣等可燃物質(zhì)燃燒時(shí)釋放熱量

煙花燃放、石灰溶于水時(shí)釋放熱量

石灰石分解需要加熱到高溫。思考：不同的燃料其組成不同，燃燒后放出的熱量也不相等。為什么不同的燃料燃燒時(shí)放出的熱量會(huì)不同？燃料在燃燒反應(yīng)中產(chǎn)生的熱能來自哪里？精品資料H2+Cl2===2HCl點(diǎn)燃討論1:(1)根據(jù)以上材料，你對(duì)化學(xué)反應(yīng)有什么認(rèn)識(shí)？(2)化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量(néngliàng)變化有何關(guān)系？HHClClHCl形成(xíngchéng)化學(xué)反應(yīng)化學(xué)鍵斷開斷開精品資料一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)中能量變化的關(guān)系1、從微觀(wēiguān)角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)中能量的變化吸收能量H2+Cl2====2HCl點(diǎn)燃(1)斷開化學(xué)鍵要吸收能量，形成化學(xué)鍵要放出能量。吸收能量放出能量斷開斷開形成H—HCl—ClH—Cl(2)化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的過程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過程。特別提醒：僅有化學(xué)鍵的斷裂，不能稱為化學(xué)反應(yīng)，如NaCl溶于水，NaCl離子鍵斷裂，但沒新化學(xué)鍵的形成精品資料從化學(xué)鍵的觀點(diǎn)(guāndiǎn)來分析能量的變化

一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的過程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過程。吸收能量放出能量所以：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)是否為放熱還是吸熱取決于什么呢？精品資料斷鍵吸收能量能量反應(yīng)進(jìn)程2H2Cl2HCl反應(yīng)過程(guòchéng)能量變化圖H2+Cl2釋放能量成鍵釋放能量H2+Cl22HCl點(diǎn)燃（反應(yīng)放出(fànɡchū)熱量）重要結(jié)論：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)為放熱還是吸熱取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對(duì)大小精品資料1、在反應(yīng)H2+Cl2＝2HCl中，已知H－H鍵能為436kJ/mol，Cl－Cl鍵能為247kJ/mol，H－Cl鍵能為431kJ/mol，判斷該反應(yīng)是反應(yīng)2、NaCl溶于水，化學(xué)鍵有沒有變化？如果僅從化學(xué)鍵的角度分析，NaCl溶于水是放熱還是(háishi)吸熱?

放熱課堂練習(xí)一則(1)化學(xué)鍵斷裂(duànliè)時(shí)需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ＋247kJ＝683kJ，(2)化學(xué)鍵形成時(shí)需要釋放能量。釋放總能量為：431kJ＋431kJ＝862kJ，(3)反應(yīng)中放出的熱量的計(jì)算：862kJ—683kJ=179kJ精品資料2摩H2和1摩O2生成2摩H2O的能量(néngliàng)變化。（H-H鍵能是436KJ/mol，O=O鍵能是496KJ/mol，H-O鍵能是463KJ/mol）舉例：拆開(chāikāi)1摩H2所需能量是436KJ，拆1摩O2需要能量是496KJ。算一算：通常，鍵能愈大，鍵愈牢固，由該鍵構(gòu)成的分子也愈穩(wěn)定,該分子本身所具有的能量就愈低。放出484KJ的能量ΔH=436×2+496-463×4=-484(KJ/mol)精品資料2、從宏觀的角度來判斷化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)的能量變化水由高至低，放出能量

（勢(shì)能——?jiǎng)幽埽╇娔苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為勢(shì)能水由低至高，將水由低處抽向高處外界提供能量（電能——機(jī)械能——?jiǎng)菽芫焚Y料化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收(xīshōu)能量還是放出能量，取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小吸收能量(E)＜E反E生E反E生釋放能量(E)＞反應(yīng)進(jìn)程能量生成物總能量(E生)反應(yīng)物總能量(E反)釋放能量精品資料規(guī)律(guīlǜ)精品資料放熱反應(yīng)(fànɡrèfǎnyìng)反應(yīng)物的總能量高生成物的總能量低生成物的總能量高反應(yīng)物的總能量低吸熱反應(yīng)放出能量吸收能量反應(yīng)物總能量生成物總能量放出能量生成物總能量反應(yīng)物總能量吸收能量能量守恒定律質(zhì)量(zhìliàng)守恒定律化學(xué)能其他形式的能量精品資料小結(jié)(xiǎojié)：能量(néngliàng)公式化E（生成物）－E（反應(yīng)物）＝△H△H<0為放熱反應(yīng)E（生成物）－E（反應(yīng)物）＝△H△H>0為吸熱反應(yīng)精品資料反應(yīng)物的能量(néngliàng)之和E反生成物的能量(néngliàng)之和E生（1）若E反>E生，（2）若E反<E生，放出能量吸收能量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)A、反應(yīng)物總能量與生成物總能量的相對(duì)大小放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)B、（1）形成化學(xué)鍵放出的能量＞斷開化學(xué)鍵吸收的能量（2）形成化學(xué)鍵放出的能量＜斷開化學(xué)鍵吸收的能量精品資料總結(jié)(zǒngjié)：放熱反應(yīng)(fànɡrèfǎnyìng)物質(zhì)與氧氣的反應(yīng)燃料的燃燒中和反應(yīng)活潑金屬與酸、水反應(yīng)生石灰和水反應(yīng)大部分化合反應(yīng)

吸熱反應(yīng)C+CO2、H2OH2+CuOFe+H2O（g）Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl大部分分解反應(yīng)常見的和放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)：注意：有些放熱反應(yīng)開始時(shí)需要加熱啟動(dòng)，但不需持續(xù)加熱；而有些吸熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，但大多數(shù)需持續(xù)加熱。以C、CO、H2為還原劑的氧化還原反應(yīng)精品資料特別(tèbié)提醒：

一個(gè)反應(yīng)(fǎnyìng)吸熱與放熱與生成物和反應(yīng)(fǎnyìng)物的總能量大小有關(guān)，而與反應(yīng)(fǎnyìng)是否加熱無關(guān)NaOH、濃H2SO4溶于水，是放熱過程，不屬于放熱反應(yīng)(fǎnyìng)。電離、升華、蒸發(fā)是吸熱過程，不是吸熱任何化學(xué)反應(yīng)(fǎnyìng)，均伴隨能量變化，化學(xué)反應(yīng)(fǎnyìng)不僅有新物質(zhì)生成，而且伴隨著能量變化精品資料放熱反應(yīng)(fànɡrèfǎnyìng)吸熱反應(yīng)大于小于小于大于金屬(jīnshǔ)與酸或水的反應(yīng)金屬氧化物與酸或水的反應(yīng)可燃物的燃燒或緩慢氧化酸堿中和，大部分的化合反應(yīng)大部分的分解反應(yīng)以C、CO、H2為還原劑的氧化還原反應(yīng)Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)總結(jié)精品資料二、化學(xué)能與熱能的相互(xiānghù)轉(zhuǎn)化質(zhì)量守恒定律能量守恒定律化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常(tōngcháng)主要表現(xiàn)為熱量的變化。熱量的變化：吸熱和放熱精品資料下面我們(wǒmen)一起通過實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識(shí)和感受一下化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化！[實(shí)驗(yàn)探究2—1]鋁片與鹽酸的反應(yīng)在一支試管中加入2-3mL６mol/L的鹽酸，再插入用砂紙打磨光的鋁條，觀察現(xiàn)象，并用溫度計(jì)測(cè)量溶液溫度的變化．實(shí)驗(yàn)2－1鋁與鹽酸(yánsuān)反應(yīng)，放出大量氣泡，溫度升高該反應(yīng)是放熱反應(yīng)精品資料有刺激性氣味氣體產(chǎn)生；玻璃片上的水結(jié)成(jiéchénɡ)冰，玻璃片與燒杯底被冰粘在了一起；用手觸摸杯壁下部，有涼的感覺。Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)的過程(guòchéng)吸收熱量。[實(shí)驗(yàn)2—2探究]：Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)精品資料思考：酸與堿的中和反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？實(shí)驗(yàn)(shíyàn)2－3反應(yīng)后溫度(wēndù)升高室溫室溫結(jié)論：中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)。實(shí)質(zhì)：H++OH－＝H2O中和熱：酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱精品資料中和熱的概念:酸與堿發(fā)生(fāshēng)中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。思考(sīkǎo)與交流：注：（1）中和反應(yīng)都放出熱量（2）稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和熱為定值：57.3KJ/mol精品資料中和熱放熱數(shù)值為57.3KJ/mol，下列酸、堿溶液混合產(chǎn)生的熱量(rèliàng)等于57.3KJ/mol的是（）A.1mol/L的稀HCl與1mol/L的稀NaOHB.1mol/L的稀H2SO4與1mol/L的稀Ba(OH)2C.1L1mol/L的稀HCl與2L1mol/L的稀NaOHD.1L1mol/L的稀H2SO4與1L1mol/L的稀Ba(OH)2C精品資料中和熱的測(cè)定(cèdìng)裝置在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，以達(dá)到保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程(guòchéng)中熱量損失的目的，如上圖所示。該實(shí)驗(yàn)也可在保溫杯中進(jìn)行。精品資料思考(sīkǎo)在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置(zhuāngzhì)和操作時(shí)應(yīng)該注意哪些問題？（1）用隔熱裝置，盡量減少熱量散失；（2）強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀溶液（3）溫度計(jì)越精確越好（4）注意控制反應(yīng)時(shí)間，動(dòng)作要快（6）多做幾次，取平均值（5）所用的酸和堿配好后要冷卻精品資料1L1mol/L的硫酸溶液與2L2mol/L的NaOH溶液完全反應(yīng)(fǎnyìng)，放出114.6KJ的熱量，有人由此得出強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)(fǎnyìng)的中和熱為114.6KJ/mol。這種結(jié)論是否正確，為什么？精品資料1、下列物質(zhì)加入(jiārù)水中，顯著放熱的是（）A、生石灰B、固體NaOHC、無水乙醇D、固體NH4NO32、下列反應(yīng)中，屬于放熱反應(yīng)的是（）屬于吸熱反應(yīng)的是（）A．實(shí)驗(yàn)室制H2的反應(yīng)B．硫的燃燒C．水的分解反應(yīng)D．石灰石分解的反應(yīng)E.碳與水蒸氣的反應(yīng)F.碳與二氧化碳的反應(yīng)G.鹽酸與氫氧化鈉的反應(yīng)ABABGCDEF精品資料【答案(dáàn)】A精品資料3.下列說法正確的是A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)(fǎnyìng)一定是吸熱反應(yīng)(fǎnyìng)B.放熱反應(yīng)(fǎnyìng)一定不需要加熱C.有的吸熱反應(yīng)(fǎnyìng)在不加熱的情況下也能發(fā)生D.任何放熱反應(yīng)(fǎnyìng)在常溫條件下一定能發(fā)生反應(yīng)(fǎnyìng)C4、已知反應(yīng)A＋B＝C＋D為放熱反應(yīng)，對(duì)該反應(yīng)的下列說法中正確(zhèngquè)的是（）A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的總能量一定高于C和D的總能量D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就一定能發(fā)生C精品資料5、已知金剛石在一定條件下轉(zhuǎn)化為石墨是放熱的。據(jù)此，以下判斷或說法不正確的是（）A石墨不如(bùrú)金剛石穩(wěn)定B金剛石不如(bùrú)石墨穩(wěn)定C金剛石和石墨互為同素異形體D這個(gè)反應(yīng)屬于化學(xué)變化A6、在反應(yīng)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(yīng)是（）A.吸熱反應(yīng)B.放熱反應(yīng)C.吸收(xīshōu)179kJ熱量D.放出179kJ熱量BD精品資料7、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，在反應(yīng)中，破壞1molH－H鍵消耗(xiāohào)的能量為Q1kJ，破壞1molO=O鍵消耗(xiāohào)的能量為Q2kJ，形成1molH－O鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中正確的是（）A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B8、下列說法中正確的是（）A.物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化B.所有物質(zhì)的內(nèi)部都“儲(chǔ)存”有能量，而且這些(zhèxiē)能量都是相等的C.在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量D.化學(xué)反應(yīng)的過程實(shí)質(zhì)是斷開舊化學(xué)鍵形成新化學(xué)鍵的過程AD精品資料9.下列說法正確的是()A.大多數(shù)的化合反應(yīng)(huàhéfǎnyīnɡ)是釋放能量的反應(yīng)B.大多數(shù)分解反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)C.釋放能量的反應(yīng)都不需要加熱D.吸收能量的反應(yīng)都需要加熱AB10.下列(xiàliè)反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又屬于吸熱反應(yīng)的是()A.鋁片與稀鹽酸的反應(yīng)B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反應(yīng)C.灼熱的炭與CO2的反應(yīng)D.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)C精品資料11、指出下列(xiàliè)說法的正誤Ａ、生物體內(nèi)進(jìn)行的緩慢氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)。Ｂ、化學(xué)鍵斷裂吸收的能量(néngliàng)越多，化學(xué)鍵越牢固。Ｃ、植物光合作用吸收太陽能，與化學(xué)能無關(guān)。Ｄ、柴草的燃燒與化學(xué)能無關(guān)。Ｅ、人類的文明程度與人均耗能無關(guān)。對(duì)對(duì)不對(duì)不對(duì)不對(duì)精品資料12、如右圖所示，把試管放入盛有25℃時(shí)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(shí)驗(yàn)中觀察(guānchá)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，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.①鎂片上有大量氣泡產(chǎn)生(chǎnshēng)；②鎂片逐漸溶解；③燒杯中析出晶體。

①鎂與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，Ca(OH)2在水中的溶解度隨溫度升高而減小，故析出Ca(OH)2晶體。Mg+2H+=Mg2++H2↑小于精品資料問題(wèntí)探究整個(gè)反應(yīng)過程（放出/吸收(xīshōu)）

kJ熱量4H+2O2H2+O22H2O吸收能量

kJ放出能量

kJ反應(yīng)坐標(biāo)能量

已知斷開1mol氫氣中的化學(xué)鍵需要消耗436kJ能量，斷開1mol氧氣中的化學(xué)鍵需要消耗496kJ能量，形成水分子中的1molH-O鍵能夠釋放463kJ能量。試說明反應(yīng)

2H2+O22H2O

發(fā)生時(shí)的能量變化情況，并將反應(yīng)中能量變化的數(shù)值標(biāo)注在右圖中。

點(diǎn)燃13681852放出484精品資料【答案(dáàn)】AD精品資料【答案(dáàn)】C精品資料【答案(dáàn)】C已知1g氫氣完全燃燒(ránshāo)生成水蒸氣時(shí)放出的121KJ的熱量，且氧氣中1molO=O鍵完全斷裂時(shí)需要吸收496KJ的熱量，水蒸氣中1molH--O鍵形成時(shí)放出463KJ的能量，則氫氣中1molH--H鍵斷裂時(shí)吸收的能量為（）A、920KJB、557KJC、436KJD、181KJ精品資料答案(dáàn)：B精品資料答案(dáàn)：A精品資料答案(dáàn)：C精品資料三、化學(xué)能的應(yīng)用(yìngyòng)利用熱量進(jìn)行生活、生產(chǎn)和科研。利用熱能使很多化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)得以發(fā)生。如：精品資料科學(xué)視野(shìyě)生物體中的能量轉(zhuǎn)化人體內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)與體外的燃燒本質(zhì)(běnzhì)相同，最終產(chǎn)物一樣（都是二氧化碳和水），都是放熱反應(yīng)，所放出的能量也相等。只是二者反應(yīng)條件不同?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】啟示：生物化學(xué)過程在利用“能源”上更為合理、有效。精品資料科學(xué)(kēxué)視野人類利用能源(néngyuán)的三個(gè)階段1、柴草時(shí)期：以樹枝雜草為主要能源2、化石能源時(shí)期：以煤、石油、天然氣為主要能源3、多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期：可再生能源、清潔能源精品資料1、物質(zhì)發(fā)生(fāshēng)化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)還伴隨著能量的變化,而這種能量變化又通常表現(xiàn)為熱能變化。2、化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要(zhǔyào)原因。3、化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化遵循能量守衡原則?！颈竟?jié)小結(jié)】精品資料1．已知斷開1molH—H鍵吸收的能量為436kJ，形成1molH—N鍵放出的能量為391kJ，根據(jù)化學(xué)(huàxué)方程式N2＋3H2==2NH3，反應(yīng)完1molN2放出的能量為92.4kJ，則斷開1molN≡N鍵需吸收的能量是()A．431kJB．945.6kJC．649kJD．869kJ變?cè)囶}(shìtí)解析：設(shè)斷開1molN≡N鍵需吸收的能量為x，根據(jù)反應(yīng)放出的能量＝形成新鍵放出的能量－斷開舊鍵吸收的能量，代入數(shù)據(jù)：92.4kJ＝6×391kJ－3×436kJ－x，x＝945.6kJ。精品資料2．下圖表示(biǎoshì)化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化，據(jù)圖判斷下列說法中合