内容正文:
1.化学键与化学反应中能量变化的关系
(1)化学反应中能量变化的原因——从化学键断裂角度分析。(微观角度)。
①物质中的原子之间是通过化学键结合的。
②断开反应物中的化学键要吸收能量;形成生成物中的化学键要放出能量。
实例分析:
断裂1 mol H—H键(H—H→2H)吸收436 kJ能量,
形成1 mol H—H键(2H→H—H)放出436 kJ能量;
断裂4 mol C—H键(CH4→C+4H)吸收1 660 kJ能量,
形成1 mol C—H键(C—H→C+H)放出415 kJ能量。
③化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。
(2)从物质所含能量角度分析(宏观角度)。
一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
①反应物总能量大于生成物总能量,反应放热。
②反应物总能量小于生成物总能量,反应吸热。
(2)放热反应和吸热反应的实验探究
实验操作
实验现象
化学反应进行一段时间后溶液的温度会升高
有刺激性气味的气体产生,反应混合物逐渐成糊状,玻璃片与烧杯底黏在一起,触摸杯壁下部,有凉的感觉
中和反应后溶液的温度比反应前盐酸和NaOH溶液的温度高
实验结论
Al与稀盐酸反应的过程中放出热量
Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应的过程中吸收热量
盐酸与NaOH溶液反应的过程中放出热量
(3)放热反应和吸热反应的概念
①放热反应:放出热量的化学反应。
②吸热反应:吸收热量的化学反应。
(4)化学反应中能量变化的利用
①化学能转化为热能为人类生存和发展提供所需要的能量,进行生产、生活和科研。
②热能转化为化学能又帮助人类进行化工生产和研制新物质。
3.人类利用能源的三个阶段
(1)柴草时期
该时期从火的发现至18世纪产业革命,以树枝杂草为主要能源。
(2)化石能源时期
从18世纪中期到现代,以煤、石油、天然气为主要能源。
(3)多能源结构时期
以可再生能源和清洁能源(绿色能源)为主要能源,主要包括太阳能、氢能、核能、生物质能等。
(时间20分钟,满分30分)
1.下列设备工作时,将化学能转化为热能的是( )
A.太阳能热水器 B.锂离子电池
C.硅太阳能电池 D.燃气灶
答案:D
解析:A.太阳能热水器是把太阳能转化为热能,故A错误;B.锂离子电池是把化学能转化为电能,故B错误;C.硅太阳能电池是把太阳能转化为电能,故C错误;D.燃烧是放热反应,是将化学能转化为热能,故D正确;故选D。
2.(双选)下列关于化学反应与能量的说法正确的是( )
A.放热反应在常温下一定很容易发生
B.化学反应一定既伴随着物质变化又伴随着能量变化
C.石灰石分解反应的能量变化可以用下图表示
D.反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量的反应为吸热反应
答案:BC
解析:A、放热的反应在常温下不一定很容易发生,如:铝热反应2Al+Fe2O3===Al2O3+2Fe是放热反应,但需在高温条件下以保证足够的热量引发氧化铁和铝粉反应,选项A错误;B、反应物和产物的总能量是不一样的,其能量差值就是反应热。所以化学变化一定伴随物质变化和能量变化,选项B正确;C、上图表示反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,石灰石分解是吸热反应,选项C正确;D、反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量的反应为放热反应,选项D错误。答案选BC。
3.下列关于化学反应的说法中不正确的是( )
A.化学反应过程中一定有热量释放出来
B.化学反应的特征是有新物质生成
C.化学反应的过程实际上是一个旧键断裂、新键形成的过程
D.在一确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等
答案:A
解析:A.化学反应过程中一定有能量变化,可能释放能量,也可能吸收能量,故A不正确;B.化学反应的特征是有新物质生成,故B正确;C.化学反应过程是原子重组的过程,也就是一个旧键断裂、新键形成的过程,故C正确;D.化学反应过程中一定有能量变化,所以反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等,故D正确。故选A。
4.下列过程中吸收热量的是( )
A.甲烷的燃烧
B.浓硫酸的稀释
C.NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应
D.铝热反应
答案:C
解析:A、物质的燃烧属于放热反应,因此天然气的燃烧属于放热反应,故A错误;B、浓硫酸溶于水放出热量,属于放热过程,故B错误;C.NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应中吸收热量,属于吸热反应,故C正确;D.铝热反应中放出大量的热,属于放热反应,故D错误;故选C。
5.下列反应中,既属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是( )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B.灼热