内容正文:
第6章 第1节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
知识梳理
一、化学反应过程中存在热量变化
1.实验探究
实验操作
实验现象
结论
①看到有 产生
②用手触摸反应后的试管,
③用温度计测得反应后温度
该反应产生气体, 热量
闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯
①混合物呈 状
②闻到刺激性气味
③用手触摸杯壁下部, ,用手拿起烧杯,木片与烧杯
该反应产生NH3和H2O, 热量
【结论】化学反应中总会伴随着能量变化,通常主要表现为热能的变化,有的放出热量,有的吸收热量。
2.吸热反应和放热反应
(1)概念:把释放热量的化学反应称为 反应;把吸收热量的化学反应称为 反应。
(2)常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
①所有 反应
②酸碱中和反应
③大多数 反应
④活泼金属跟水或酸的反应
⑤物质的缓慢
①大多数 反应
②C+CO2(以C、H2为还原剂的氧化还原反应)
③Ba(OH)2·8H2O+ (固态铵盐与碱的反应)
④ 与盐酸的反应
二、化学反应中能量变化的原因
1.化学反应中能量变化的原因
(1)化学反应过程
(2)化学反应中能量变化的原因
化学键的 与 是化学反应中能量变化的主要原因。
E1 E2,反应吸收能量(吸热反应);E1 E2,反应放出能量(放热反应)。
2.化学反应中能量的决定因素
化学反应中能量变化决定于 的总能量和 总能量的相对大小。
(1)放热反应:化学能转化为 。
(2)吸热反应:热能转化为 被生成物“储存”
三、化学能与热能相互转化的应用
1.现阶段人类获取热能的主要途径是:物质的燃烧,使用最多的常规能源是: 燃料(煤、石油和天然气)。
2.化石燃料获取能量面临的问题
(1)储量有限,短期内不可再生。
(2)影响环境:煤、石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。
3.节能减排的措施
(1)燃料燃烧阶段提高燃料的 。
(2)能量利用阶段 的利用率。
(3)开发使用新能源,目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
典例分析
题型一:化学反应中能量变化的原因及能量的相互转化
【典例1】下列有关物质及其变化的说法中,正确的是( )
A.化学变化不产生新元素,产生新元素的变化不是化学变化
B.向煮沸的 NaOH溶液中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体
C.有沉淀析出的变化一定是化学变化
D.液氮、乙醇、NH3均属于非电解质
【变式练】
1.下列过程能将化学能转化为电能的是 ( )
A
B
C
D
冰雪融化
水利发电
太阳能集热
锂电池放电
A.A B.B C.C D.D
2.下列关于能量的叙述错误是( )
A.图是HCl和NaOH的反应能量变化图
B.石墨转化为金刚石是吸热反应,则石墨比金刚石不稳定
C.化学反应中能量变化的根本原因是化学键的断裂与生成
D.原电池是一种将化学能转化为电能的装置
题型二:化学键与化学反应中的能量关系
【典例2】反应NH3+HCl=NH4Cl的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应是吸热反应
B.该反应中生成物更稳定
C.放热反应一定不需要加热
D.反应物化学键断裂放出能量的能量大于生成物成键吸收的能量
【变式练】
1.已知断开1 mol H−H键吸收的能量为436 kJ,形成1 mol H−N键放出的能量为391 kJ,根据化学方程式N2+3H22NH3,反应完1 mol N2放出的能量为92.4 kJ,下列说法正确的( )
A.反应物的总能量小于生成物总能量
B.断开1 mol N≡N键需吸收的能量是945.6 kJ
C.氨气比氢气稳定
D.14克氮气和4克氢气在该条件下充分反应后放出46.2 kJ热量
2.已知:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,测得反应过程中溶液温度升高。下列关于该反应的说法中,不正确的是( )
A.属于放热反应 B.属于氧化还原反应
C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.能量变化与化学键的断裂和形成有关
题型三:吸热反应与放热反应
【典例3】如下图所示,有关化学反应和能量变化的说法正确的是( )
A.图a可以表示碳酸钙分解反应的能量变化
B.图b中反应物的总键能