高二 化学反应与能量变化
化学反应速率与能量改变的关系
化学反应速率与能量改变的关系引言:在化学反应中,反应速率是描述反应进行的快慢的重要指标之一。
而能量改变则与反应过程中产生或吸收的能量有关。
本文将探讨化学反应速率与能量改变之间的关系,通过对反应速率与能量变化的解释和实例分析,以期加深对化学反应过程的理解。
一、化学反应速率的定义和影响因素化学反应速率是指单位时间内反应物消失或产物生成的量。
一般可以用反应物浓度变化的指标来表示,如消失的反应物浓度的变化量除以时间。
反应速率受到多个因素的影响,其中包括温度、浓度、压力、催化剂等。
温度的变化是最为明显且主要的影响因素之一。
根据化学动力学理论,温度升高会导致分子的平均动能增加,分子之间的碰撞概率增大,并进一步导致反应速率的增加。
二、化学反应速率与能量变化的关系化学反应过程中发生的能量变化包括反应物和产物之间的键能变化以及其它形式的能量变化。
反应物吸收能量时,称为吸热反应;而反应物放出能量时,称为放热反应。
根据热力学原理,放热反应的反应物能量高于产物能量,而吸热反应则相反。
1. 反应速率与放热反应的关系在放热反应中,反应物释放出的能量可以提供给反应过程,使得反应速率增加。
反应物分子的激活能降低,分子碰撞的概率增加,从而促进反应的进行。
例如,燃烧反应就是一种放热反应,燃烧过程中,反应物释放的能量导致反应速率迅速增加。
2. 反应速率与吸热反应的关系与放热反应相比,吸热反应中反应物需要吸收能量才能进行反应。
因此,吸热反应的反应速率一般较低。
吸热反应需要克服较高的激活能才能发生,分子之间的碰撞概率降低,从而减缓了反应速率。
例如,一些化学合成反应通常是吸热反应,反应速率较低。
三、实例分析:酶催化反应中的能量变化对反应速率的影响不同于温度、浓度等因素直接影响反应速率的方式,酶催化反应中的能量变化对反应速率的影响更为复杂。
酶是一种生物催化剂,它们降低了反应过程中的激活能,使反应更容易发生。
酶催化的反应一般属于吸热反应,需要吸收能量才能进行。
化学反应与能量变化
化学反应与能量变化一、化学反应中能量变化1、化学反应必伴有能量变化(1)化学能与热能间的转化(2)化学能与光能之间的转化(3)化学能与电能之间的转化常见的放热反应常见的吸热反应2、能量变化的原因(1)反应物的总能量与生成物的总能量不同放出能量的反应∑E(反应物)>∑E(生成物)吸收能量的反应∑E(反应物)<∑E(生成物)(2)断键吸收的总能量和成键放出的总能量不同如:化学键与化学反应能量变化的关系H2 + Cl2 === 2HCl断裂断裂形成1molH-H 1molCl-Cl 1molH-Cl吸收436KJ 能量吸收243KJ能量放出431KJ能量3、反应热的表示方法(1)反应热的概念:(2)反应热的表示:用△H(焓变)表示。
单位:一般采用kJ/mol反应为放热反应。
规定放热反应△H为“一”。
反应为吸热反应。
规定△H为“+”。
例1:1molC与1molH2O(g)反应生成lmol CO(g)和1mol H2(g),需要吸收131.5kJ的热量,该反应的反应热为△H= kJ/mol。
例2:拆开lmol H—H键、lmol N-H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946 kJ则1mol N2生成NH3的反应热为,二、热化学方程式的书写1.定义:表明反应物质的量与所放出或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。
例:H2(g)+I2(g) 2HI(g) △H=-14.9 kJ/mol热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
2.热化学方程式的含义例:H 2(g)+21O 2(g) = H 2O(g);△H=-241.8 kJ/mol ,表示 lmol 气态 H 2 和21mol 气态 O 2反应生成 lmol 水蒸气,放出 241.8kJ 的热量。
(在 101kPa 和 25℃时)2.书写热化学方程式的注意事项:(让学生阅读教材归纳、总结)(1)需注明反应的温度和压强。
化学反应与能量变化
化学反应与能量变化考点一:焓变反应热一、焓变反应热1、定义:在化学反应的过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。
在一定压强下,在敞口容器中发生反应的反应热等于焓变。
符号:△H,单位:一般采用kJ/mol。
2、产生的原因:⑴微观角度:化学反应过程中的反应物分子化学键断裂时吸收的能量与生成物分子化学键形成时放出的能量不相等,使化学反应均伴随着能量变化。
如下表实例一般规律理论值:△H=-183KJ/mol △H=实验值:△H=-184.6K J/mol理论推算:△H=E1-E2⑴吸热反应:ΔH为“____”或ΔH____0。
⑵放热反应:ΔH为“____”或ΔH____0。
计算:ΔH=E(反应物分子键能总和)-E(生成物分子键能总和)实验测定:在恒压条件测定⑵宏观角度:如果在一个化学反应中,反应物的总能量大于产物的总能量,则该反应就是反应,此时的ΔH<0;反之,则为反应,此时的ΔH>0。
即放热反应:反应物的总能量(填“<”或“>,下同)”生成物的总能量,ΔH0。
该过程能转化为能。
吸热反应:生成物的总能量反应物的总能量,ΔH0。
该过程能转化能。
⑶微观与宏观的关系:一般情况下,分子内部的键能(或晶格能)越大,物质越稳定,具有的能量就越(填“低”或“高”下同);分子内部的键能(或晶格能)越小,物质越不稳定,具有的能量就越。
3、放热反应和吸热反应的比较类型放热反应吸热反应定义有热量放出的化学反应有热量吸收的化学反应形成原因(宏观) 反应物的总能量>生成物的总能量反应物的总能量<生成物的总能量与化学键强弱的关系(微观)生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量表示方法△H<O△H=E(生成物)-E(反应物)△H>O△H=E(生成物)-E(反应物)图示E(反应物)>E(生成物)E(反应物)>E(生成物)常见反应⑴大多数化合反应⑵所有的燃烧反应⑶酸碱中和反应⑷金属与酸的反应⑸缓慢氧化⑹铝热反应⑴大多数分解反应⑵盐的水解反应⑶Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应⑷C和CO2、C和H2O(g)的反应实例H2(g) + Cl2(g) =2HCl (g);△H=-184.6 KJ/mol C(s) + H2O(g) =CO(g) + H2(g);△H=+131.3KJ/mol从物质的角度:有新物质生成;从微粒的角度:原子重新组合的过程;从化学键角度:旧键的断裂和新键的形成;从能量的角度:释放或储存能量的过程。
化学反应与能量变化知识点总结
化学反应与能量变化知识点总结一、化学反应中的能量变化。
1. 化学反应的实质。
化学反应的过程是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
旧键断裂需要吸收能量,新键形成会释放能量。
2. 反应热与焓变。
反应热:化学反应过程中吸收或放出的热量。
焓变(ΔH):在恒压条件下进行的化学反应的热效应。
- 吸热反应:ΔH > 0。
- 放热反应:ΔH < 0。
3. 常见的吸热反应和放热反应。
吸热反应:大多数分解反应、氯化铵与氢氧化钡的反应、以 C、CO、H₂为还原剂的氧化还原反应等。
放热反应:大多数化合反应、酸碱中和反应、燃烧反应、活泼金属与酸或水的反应等。
二、热化学方程式。
1. 定义。
表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2. 书写注意事项。
要注明反应物和生成物的状态(g、l、s)。
要注明反应的温度和压强(若在 25℃、101kPa 条件下进行,可不注明)。
要注明ΔH 的正负号、数值和单位。
化学计量数只表示物质的量,可以是整数,也可以是分数。
三、燃烧热和中和热。
1. 燃烧热。
定义:101kPa 时,1mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
单位:kJ/mol。
注意:燃烧热是以 1mol 可燃物为标准进行测量的。
2. 中和热。
定义:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成 1mol 液态水时所释放的热量。
单位:kJ/mol。
注意:强酸与强碱的稀溶液反应,若有弱酸或弱碱参与,中和热数值偏小。
四、盖斯定律。
1. 内容。
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。
2. 应用。
可以通过已知反应的热化学方程式,进行相应的加减运算,得到目标反应的热化学方程式和反应热。
五、能源。
1. 分类。
一次能源:直接从自然界获取的能源,如煤、石油、天然气、风能、水能等。
二次能源:由一次能源经过加工、转化得到的能源,如电能、氢能等。
2. 新能源。
太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能等,具有资源丰富、可再生、对环境影响小等优点。
高二化学总结化学反应的能量变化与热力学
高二化学总结化学反应的能量变化与热力学化学反应是一个涉及能量转化的过程,其能量变化关系着反应的进行与速率。
热力学研究了化学反应中的能量变化以及与热力学参数的关系。
本文将对高中化学中涉及的能量变化与热力学知识进行总结,以帮助读者更好地理解这一重要的化学概念。
一、能量的基本概念能量是物质存在和运动的基本属性,化学反应过程中的能量包括化学反应物的能量以及反应释放或吸收的能量。
常用的能量单位是焦耳(J)。
化学反应中的能量变化可以分为两种类型:放热反应和吸热反应。
放热反应指反应过程中释放出能量,温度升高,周围物质吸热。
吸热反应指反应过程中吸收外界的能量,温度降低,周围物质放热。
二、能量变化与焓变能量变化可以通过焓变(ΔH)来描述,焓变是化学反应中系统吸放热的大小。
焓变值为正表示吸热反应,为负表示放热反应。
焓变的单位也是焦耳(J)反应的焓变可以通过实验测定或计算得出。
实验测定焓变需要使用热量计,通过测量反应前后的温度变化和热量传递给水的量来计算焓变。
计算焓变需要使用热力学计算方法,例如利用标准焓变或化学方程式配平后的系数来计算。
三、热力学参数热力学中的常用参数包括标准焓变(ΔH°)、标准反应焓变(ΔHºrxn)、标准生成焓(ΔHºf)等。
这些参数能够提供有关反应热力学性质的信息。
1. 标准焓变(ΔH°)是在标准状态下(1 atm、298K)进行实验测定的焓变值。
标准焓变可以根据实验数据直接测得,常用于比较不同反应之间的能量变化。
2. 标准反应焓变(ΔHºrxn)是在标准状态下,化学方程式配平后,一个摩尔的反应物在标准条件下参与反应所释放或吸收的能量变化。
标准反应焓变可以根据已知的标准生成焓和消耗焓来计算。
3. 标准生成焓(ΔHºf)是一摩尔化合物在标准状态下生成时所释放或吸收的能量变化。
标准生成焓是评价物质的稳定性和热化学性质的重要参数。
四、热力学第一定律热力学第一定律(也称能量守恒定律)指出,能量不会凭空消失或增加,只会在不同的形式之间转化,且总能量守恒。
高中化学必修二专题2《化学反应与能量变化》知识点复习及练习(有答案)非常详细
必修二 专题2《化学反应与能量变更》复习一、化学反应的速度和限度 1. 化学反应速率(v )⑴ 定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变更 ⑵ 表示方法:单位时间内反应浓度的削减或生成物浓度的增加来表示⑶ 计算公式:v=Δc/Δt (υ:平均速率,Δc :浓度变更,Δt :时间)单位:mol/(L •s )应速率不变。
(2)、惰性气体对于速率的影响:①恒温恒容时:充入惰性气体→总压增大,但是各分化学反应速率 意义:衡量化学反应快慢物理量 表达式:v = △c/△t 【单位:mol/(L ·min)或mol/(L ·s) 】 简洁计算:同一化学反应中各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比,也等于各物质的浓度变更量之比 影响因素 内因:反应物的结构的性质 外因 浓度:增大反应物的浓度可以增大加快反应速率;反之减小速率 温度:上升温度,可以增大化学反应速率;反之减小速率 催化剂:运用催化剂可以改变更学反应速率 其他因素:固体的表面积、光、超声波、溶剂压强(气体): 增大压强可以增大化学反应速率;反之减小速率压不变,各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体时:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢2.化学反应限度:大多数化学反应都具有可逆性,故化学反应都有肯定的限度;可逆反应的限度以到达化学平衡状态为止。
在肯定条件下的可逆反应,当正反应速率等于逆反应速率、各组分浓度不再变更时,反应到达化学平衡状态。
(1)化学平衡定义:化学平衡状态:肯定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再变更,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
(2)化学平衡的特征:动:动态平衡等:υ(正)=υ(逆)≠0定:各组分的浓度不再发生变更变:假如外界条件的变更,原有的化学平衡状态将被破坏(3)化学平衡必需是可逆反应在肯定条件下建立的,不同的条件将建立不同的化学平衡状态;通过反应条件的限制,可以变更或稳定反应速率,可以使可逆反应朝着有利于人们须要的方向进行,这对于化学反应的利用和限制具有重要意义。
化学反应中的焓变和能量变化
化学反应中的焓变和能量变化化学反应是物质之间发生的变化过程,其中伴随着焓变和能量变化。
焓变是指化学反应中发生的能量变化,它可以使系统释放或吸收能量。
本文将深入探讨化学反应中的焓变和能量变化。
1. 焓变的定义及计算方法焓变(ΔH)可以理解为热变化,是指在等温条件下,系统在化学反应中吸热或放热的量。
焓变可以通过测量反应前后物质的热容和温度变化来计算,计算公式如下:ΔH = ∑(n_i*H_i)其中,ΔH为焓变,n为反应物或生成物的摩尔数,H为摩尔焓。
2. 焓变的正负及其含义焓变的正负表明了化学反应释放热量还是吸收热量。
当焓变为正值时,表示反应吸热,即从周围环境中吸收热量;当焓变为负值时,表示反应放热,即向周围环境释放热量。
3. 焓变和反应热的关系焓变与反应热之间存在着一定的关系。
反应热是指摩尔焓变,表示单位摩尔反应物完全参与反应时放出或吸收的热量。
反应热与化学方程式中的摩尔系数有关,可以通过实验测量得到。
4. 焓变和能量变化的关系焓变是化学反应中的能量变化方式之一,化学反应的焓变可以分为两部分:化学焓变和物理焓变。
化学焓变是指化学反应发生时,分子之间的键能发生变化,从而产生能量变化。
物理焓变是指由于温度或压力的变化导致的热量变化。
5. 焓变与律动性原理的应用焓变的概念与热力学中的律动性原理密切相关。
律动性原理认为,一个断裂的分子键在合成时需要吸收一定量的能量,而在分解时则放出一定量的能量。
利用焓变和律动性原理,可以推断化学反应的倾向性和方向性。
6. 焓变与化学反应速率的关系化学反应速率受到焓变的影响。
一般来说,焓变越大,反应速率越快。
这是因为焓变较大的反应需要较少的能量激活,因此反应速率较快。
7. 焓变与燃烧反应的关系焓变在燃烧反应中起着重要的作用。
燃烧反应是一种放热反应,因此焓变为负值。
燃烧反应中的焓变可以用来计算可燃物质的热值,即燃烧单位质量可得到的能量。
综上所述,焓变是化学反应中的重要概念,用于描述系统吸热或放热的能力。
焓变、化学反应与能量的变化
焓变、化学反应与能量的变化一、化学反应与能量的变化● 反应热焓变(1)反应热:化学反应在一定条件下反应时所释放或吸收的热量。
(2)焓变:在恒压条件下进行的化学反应的热效应即为焓变。
(3)符号:ΔH,单位:kJ/mol或kJ·molˉ1。
(4)ΔH=生成物总能量-反应物总能量=反应物键能总和-生成物键能总和(5)当ΔH为“-”或ΔH<0时,为放热反应当ΔH为“+”或ΔH>0时,为吸热反应● 热化学方程式热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ/mol表示在25℃,101kPa,1molH2与?molO2反应生成液态水时放出的热量是285.8kJ。
● 注意事项:(1)热化学方程式各物质前的化学计量数只表示物质的量,不表示分子数,因此,它可以是整数,也可以是小数或分数。
(2)反应物和产物的聚集状态不同,反应热数值以及符号都可能不同,因此,书写热化学方程式时必须注明物质的聚集状态。
热化学方程式中不用“↑”和“↓”● 中和热定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1molH2O,这时的反应热叫做中和热。
二、燃烧热(1)概念:25℃,101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
(2)单位:kJ/mol三、反应热的计算(1)盖斯定律内容:不管化学反应是一步完成或是分几步完成,其反应热是相同的。
或者说,化学反应的的反应热只与体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
反应热的计算常见方法:(1)利用键能计算反应热:通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能,键能通常用E表示,单位为kJ/mol或kJ·mol-1。
方法:ΔH=∑E(反应物)-∑E(生成物),即ΔH等于反应物的键能总和与生成物的键能总和之差。
如反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)ΔH=E(H—H)+E(Cl—Cl)-2E(H—Cl)。
化学反应与能量变化
化学反应与能量变化化学反应是物质之间发生变化的过程,而能量变化是化学反应中一个重要的方面。
从热力学的角度来看,化学反应伴随着能量的转化和传递,包括放热反应和吸热反应。
1. 放热反应放热反应是指在化学反应中释放能量的过程。
当物质发生放热反应时,它释放出的能量会导致周围的温度升高。
常见的放热反应包括燃烧反应和酸碱中和反应。
燃烧反应是指物质与氧气发生氧化反应,并释放出大量热能。
比如,丙烷与氧气反应生成二氧化碳和水:C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O + 热能这个反应是放热反应,因为它释放出的能量可以使火焰燃烧,加热周围环境。
酸碱中和反应是指酸和碱之间发生化学反应,生成盐和水,并释放出热能。
例如,氢氧化钠与盐酸反应:NaOH + HCl → NaCl + H2O + 热能在这个反应中,酸碱中和释放的能量可以导致溶液的温度升高。
2. 吸热反应吸热反应是指在化学反应中吸收能量的过程。
当物质发生吸热反应时,它会从周围环境中吸收热量,导致温度降低。
吸热反应常常用于冷却和制冷的过程中。
一个示例是氨水和硝酸的反应:NH3(aq) + HNO3(aq) → NH4NO3(aq) + 热能在这个反应中,反应物吸收了周围环境的热量,使得反应过程降温。
吸热反应也常用于制冷过程中。
例如,氨和水的反应在制冷系统中起着重要作用。
当氨气和水蒸气发生反应时,产生的氨水吸收大量热量,从而使制冷系统达到降温的效果。
3. 能量变化与化学反应速率能量变化还与化学反应速率密切相关。
根据活化能理论,反应物必须具有足够的能量才能克服反应的激活能,从而发生化学反应。
因此,吸热反应通常会导致反应速率减慢,而放热反应则会加快反应速率。
放热反应中释放的能量可以提供激活反应所需的能量,从而促进反应的进行。
吸热反应则需要从周围环境中吸收热量,降低反应物的能量,这可能导致反应速率减慢。
总结:化学反应与能量变化密切相关。
放热反应释放能量,导致周围温度升高,而吸热反应则吸收能量,导致周围温度降低。
高中化学化学反应的能量变化
高中化学化学反应的能量变化化学反应是物质转变的过程,其中涉及能量的吸收或释放。
在化学反应中,能量的变化可以通过热量的吸收或释放来衡量。
热量是物质内部分子的热运动的一种表现形式,它是化学反应的重要能量因素。
本文将探讨化学反应中的能量变化,以及与之相关的热化学方程式和各类化学反应类型的能量变化。
一、热化学方程式热化学方程式描述了化学反应中的能量变化情况。
在热化学方程式中,我们使用ΔH表示反应的焓变,即反应前后系统的能量变化。
例如,当燃烧甲烷(CH4)产生二氧化碳(CO2)和水(H2O)时,热化学方程式可以写为:CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O ΔH = -890.3 kJ/mol这里的ΔH = -890.3 kJ/mol表示每摩尔甲烷燃烧产生的热量为-890.3千焦耳。
负号表示燃烧过程是放热的,即释放能量。
二、吸热反应和放热反应基于ΔH的正负值,我们可以将化学反应分为吸热反应和放热反应。
1. 吸热反应:当化学反应吸收热量时,ΔH为正数。
这意味着反应物吸收了外界的热量,从而使反应产生的产物具有更高的能量。
吸热反应的一个例子是水的蒸发过程:H2O(l) → H2O(g) ΔH = +40.7 kJ/mol这里的ΔH = +40.7 kJ/mol表示每摩尔水蒸发所需的热量为40.7千焦耳。
正号表示蒸发过程是吸热的,即吸收能量。
2. 放热反应:当化学反应释放热量时,ΔH为负数。
这意味着反应物释放了能量,从而使反应产生的产物具有较低的能量。
放热反应的一个例子是燃烧反应:C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH = -393.5 kJ/mol这里的ΔH = -393.5 kJ/mol表示每摩尔氧化碳所释放的热量为393.5千焦耳。
负号表示燃烧过程是放热的,即释放能量。
三、化学反应的能量变化类型除了吸热反应和放热反应,化学反应还具有其他几种能量变化类型:1. 吸附反应:当反应物从溶液或气体中吸附到固体表面时,会释放出能量,这些反应通常是放热的。
化学反应与能量的变化教案(优秀7篇)
化学反应与能量的变化教案(优秀7篇)化学反应与能量的变化教案篇一教学目标知识目标使学生了解化学反应中的能量变化,理解放热反应和吸热反应;介绍燃料充分燃烧的条件,培养学生节约能源和保护环境意识;通过学习和查阅资料,使学生了解我国及世界能源储备和开发;通过布置研究性课题,进一步认识化学与生产、科学研究及生活的紧密联系,化学教案-化学反应中的能量变化。
能力目标通过对化学反应中的能量变化的学习,培养学生综合运用知识发现问题及解决问题的能力,提高自学能力和创新能力。
情感目标在人类对能源的需求量越来越大的现在,开发利用新能源具有重要的意义,借此培养学生学会知识的迁移、扩展是很难得的。
注意科学开发与保护环境的关系。
教学建议教材分析本节是第一章第三节《化学反应中的能量变化》。
可以讲是高中化学理论联系实际的开篇,它起着连接初高中化学的纽带作用。
本节教学介绍的理论主要用于联系实际,分别从氧化还原反应、离子反应和能量变化等不同反应类型、不同反应过程及实质加以联系和理解,使学生在感性认识中对知识深化和总结,同时提高自身的综合能力。
教法建议以探究学习为主。
教师是组织者、学习上的服务者、探究学习的引导者和问题的提出者。
建议教材安排的两个演示实验改为课上的分组实验,内容不多,准备方便。
这样做既能充分体现以学生为主体和调动学生探究学习的积极性,又能培养学生的实际操作技能。
教师不能用化学课件代替化学实验,学生亲身实验所得实验现象最具说服力。
教学思路:影像远古人用火引入课题→化学反应中的能量变化→学生实验验证和探讨理论依据→确定吸热反应和放热反应的概念→讨论燃料充分燃烧的条件和保护环境→能源的展望和人类的进步→布置研究学习和自学内容。
教学设计方案课题:化学反应中的能量变化教学重点:化学反应中的能量变化,吸热反应和放热反应。
教学难点:化学反应中的能量变化的观点的建立。
能量的“储存”和“释放”。
教学过程:[引入新课] 影像:《远古人用火》01/07[过渡]北京猿人遗址中发现用火后的炭层,表明人类使用能源的历史已非常久远。
《化学反应与能量变化》知识点
《化学反应与能量变化》知识点化学反应是物质间相互作用的过程,这一过程可以使物质的成分和性质发生改变。
每一种化学反应都會涉及到能量变化,能量的产生和消耗,是影响化学反应过程的主要因素之一。
本文将深入探讨化学反应与能量变化的关系。
一、化学反应中的能量变化化学反应中会有所谓的反应热、放热和吸热等反应现象。
热量在化学反应中的作用非常重要,因为它决定着反应的方向和速率。
反应热是指在常压下,化学反应过程中释放或吸收的热量,一般用化学符号ΔH表示。
反应热可以是负数,表示反应释放热量;也可以是正数,表示反应吸收热量。
当化学反应放热时,ΔH是负数,称作放热反应或自发反应;当放热反应很强烈时,会产生爆炸、火花等现象。
反之,当化学反应吸热时,ΔH是正数,称作吸热反应或非自发反应。
吸热反应需要在一定的条件下才能进行,例如加热、分解、电解等。
二、化学反应的热化学计算化学反应的热化学计算是指利用热量平衡原则计算化学反应过程中的各种热量变化量。
在热化学计算中,常用的计算方法有热容法和焓变法。
热容法是指通过测量各个化学物质的热容和温度变化,推导出反应热的计算方法。
它的计算过程虽然简单,但它不太适合于反应系统发生状态变化的情况。
焓变法是热化学计算中的另外一种主要方法。
通过测定反应前后各种化学物质的标准热焓,用热力学第一定律计算合成或分解反应过程中的焓变,推导出反应热的计算方法。
它的计算过程需要一定的复杂化学物质的相关数据,可靠性比较高。
三、热力学法则和能量转化热力学法则是指在化学反应中,物质间能量的转化满足一些基本的规则。
其中比较知名的热力学法则包括热力学第一定律和第二定律。
热力学第一定律是能量守恒的规律,在化学反应中能量始终守恒,既不会减少,也不会增加。
因此,我们在计算反应热的过程中要确保能量的平衡性。
热力学第二定律是指物理过程从高能状态向低能状态不可逆的趋向。
在化学反应过程中,能量的转化同样也是不可逆的,化学反应只能进行到能量平衡的状态。
第二章 化学反应与能量变化(知识点总结)
第二章 化学反应与能量变化 班级 姓名 第一节 化学能与热能1、化学反应的本质:旧化学键的断裂,新化学键的生成过程。
化学键的断裂需要吸收能量,化学键的形成会释放能量。
任何化学反应都会伴随着能量的变化。
①放出能量的反应:反应物的总能量 > 生成物的总能量②吸收能量的反应:反应物的总能量 < 生成物的总能量2、能量守恒定律:一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量,转化的途径和能量形式可以不同,但是体系包含的总能量不变。
化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化,即吸热或者放热。
3、常见的放热反应:①所有的燃烧反应;②酸碱中和反应;③活泼金属与酸(或水)的反应;④绝大多数的化合反应;⑤自然氧化(如食物腐败)。
常见的的吸热反应:①铵盐和碱的反应;②绝大多数的分解反应。
第二节 化学能与电能1、一次能源:直接从自然界取得的能源。
如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿。
二次能源:一次能源经过加工,转换得到的能源。
如电力、蒸汽等。
2、原电池:将化学能转化为电能的装置。
右图是铜锌原电池的装置图。
①锌片(负极反应):22Zn e Zn -+-=,发生氧化反应;铜片(正极反应):222H e H +-+=↑,发生还原反应。
总反应:Zn+2H +=Zn 2++H 2↑②该装置中,电子由锌片出发,通过导线到铜片,电流由铜片出发,经过导线到锌片。
③该装置中的能量变化:化学能转化为电能。
④由活泼性不同的两种金属组成的原电池中,一般比较活泼的金属作原电池的负极(发生氧化反应),相对较不活泼的金属作原电池的正极(发生还原反应,正极电极本身不反应!)。
⑤构成原电池的四个条件:1、自发的氧化还原反应;2、活泼性不同的两个电极(导体);3、有电解质溶液;4、形成闭合回路。
第三节 化学反应速率和限度1、化学反应速率:通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
浓度常以mol/L 为单位,时间常以min 或s 为单位。
化学反应与能量变化
化学反应与能量变化化学反应是物质之间发生变化的过程,而能量则是在化学反应中扮演着至关重要的角色。
能量的转化和转移在化学反应中起着决定性的作用,影响反应的速率、方向以及所放出或吸收的热量。
本文将探讨化学反应与能量变化之间的关系,以及能量如何在反应过程中转换和转移。
1. 能量与化学反应速率化学反应速率指的是反应物转化为产物的速度。
能量的转化在反应速率中发挥着关键作用。
首先,反应物必须克服化学键的能量以进行反应。
这被称为活化能,它对于反应速率具有重要影响。
活化能越高,反应速率就越慢。
只有当反应物具有足够的能量时,才能克服活化能的障碍,进而发生反应。
2. 放热反应与吸热反应化学反应可以分为放热反应和吸热反应。
放热反应指的是在反应过程中释放出热量的反应,而吸热反应则是吸收热量的反应。
这种能量转化是由于化学键的形成或断裂而引起的。
放热反应常常伴随着温度的升高,例如燃烧反应。
而吸热反应则通常导致温度的下降,例如化学冷包的反应。
3. 热力学与化学反应热力学研究能量转化的方向和程度。
根据热力学第一定律,能量不能被创造或销毁,只能转化为其他形式,例如热能和功。
化学反应在热力学中以反应焓变ΔH为指标来描述能量的变化。
ΔH为负时表示反应放热,而ΔH为正时表示反应吸热。
根据ΔH的大小,可以预测反应的趋势和程度。
4. 反应焓变与反应物质的量关系反应焓变的大小与反应物质的量相关。
根据反应的化学方程式,可以利用反应焓变来计算不同物质的量之间的关系。
这可以通过斯托伯姆定律来实现,该定律描述了反应焓变与物质的量之间的比例关系。
例如,在燃烧反应中,可以利用反应焓变来计算氧气的量和燃料的量的比率。
5. 能量转移与反应平衡能量的转移对于反应的平衡态也具有重要影响。
反应的平衡态是指反应物和产物浓度保持恒定的状态。
当系统中发生能量的转移时,可以影响到反应的平衡。
例如,当加热或冷却一个化学平衡体系时,系统会倾向于向能量较少的方向移动以达到热平衡。
3化学反应与能量变化
化学反应与能量的变化[知识内容]一、焓变、反应热1.焓变、反应热的概念焓(H)是与内能有关的物理量。
在一定条件下,某一化学反应为吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的焓值差即焓变(△H)决定。
中学阶段,一般研究的是在一定的温度和压强下,在敞开容器中(反应系统的压力与外界大气压力相等),此时的热效应等于焓变。
反应热用符号△H 表示,单位一般采用“kJ/mol”。
反应物的总键能=生成物的总键能+△H反应热符号有正负之分,当△H <0 时,为放热反应,△H >0 时,为吸热反应。
2.反应热的微观解释化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。
化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用,断开反应物中的化学键需要吸收能量,形成生成物中的化学键要放出能量。
如氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下,氢气分子和氯气分子中的H-H 键和Cl-Cl 键断开,氢原子和氯原子通过形成H-Cl 键而结合成HCl 分子。
1molH2中含有1molH-H 键,1mol Cl2中含有1mol Cl-Cl 键,在25℃和101kPa 的条件下,断开1molH-H 键要吸收436kJ 的能量,断开1mol Cl-Cl 键要吸收242 kJ 的能量,而形成1molHCl 分子中的H-Cl 键会放出431 kJ 的能量。
这样,由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量,根据“能量守恒定律”,多余的能量就会以热量的形式释放出来。
放热反应的反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量(反应物具有的总键能小于生成物所具有的总键能),导致反应物转化为生成物时放出热量;吸热反应是由于反应物具有的总能量小于生成物所具有的总能量(反应物具有的总键能大于生成物所具有的总键能)。
化学变化过程中的能量变化如下图:∑E(反应物)>∑E(生成物)——放出能量∑E(反应物)<∑E(生成物)——吸收能量3、常见的放热反应和吸热反应(1)放热反应①燃烧反应②中和反应③物质的缓慢氧化④金属与水或酸反应⑤大部分化合反应(2)吸热反应①氢氧化钡晶体与氯化铵晶体②弱电解质的电离③大多数分解反应④二氧化碳与碳高温反应、碳与水蒸汽高温反应⑤盐类水解[ 练习1] 下列变化属于吸热反应的是:a 液态水汽化b 将胆矾加热变为白色粉未c 浓硫酸稀释d 氯酸钾分解得氧气e 生石灰跟水反应生成熟石灰[练习2]下列反应既是氧化还原反应,又是放热反应是A.铝片与稀硫酸B. Ba(OH)2.8H2O 和NH4Cl 的反应C.灼热的碳与二氧化碳反应D.氢氧化钠与盐酸反应二、热化学方程式1.热化学方程式的意义热化学方程式是用来表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式。
化学反应的活化能与能量变化
化学反应的活化能与能量变化一、化学反应的活化能1.定义:活化能是指在化学反应中,使反应物分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量。
2.意义:活化能是化学反应能否自发进行的重要参数,也是衡量反应速率的一个重要指标。
3.影响因素:(1)反应物本身的性质:反应物的分子结构、分子间作用力等。
(2)外界条件:温度、压力、催化剂等。
二、化学反应的能量变化1.定义:化学反应的能量变化是指在化学反应过程中,反应物和生成物之间能量的差异。
2.表现形式:(1)放热反应:反应过程中释放能量,生成物的能量低于反应物的能量。
(2)吸热反应:反应过程中吸收能量,生成物的能量高于反应物的能量。
3.能量守恒定律:化学反应中的能量变化遵循能量守恒定律,即反应物的总能量等于生成物的总能量。
4.能量转换形式:(1)化学能:化学反应中,反应物和生成物之间的能量差。
(2)热能:反应过程中放热或吸热。
(3)电能:氧化还原反应中,电子的转移。
(4)光能:光合作用等生物化学反应中,光能的转换。
三、活化能与能量变化的关系1.活化能越低,反应速率越快。
2.能量变化(ΔH)与反应的自发性有关:(1)ΔH < 0,放热反应,反应自发进行。
(2)ΔH > 0,吸热反应,反应非自发进行。
(3)ΔH = 0,反应达到平衡状态。
化学反应的活化能与能量变化是化学反应动力学和热力学的基本概念,了解这两个知识点有助于我们深入理解化学反应的本质,为研究和应用化学反应提供理论依据。
习题及方法:1.习题:某化学反应的活化能是200 kJ/mol,若反应物的总能量为1000 kJ/mol,生成物的总能量为800 kJ/mol,求该反应的能量变化(ΔH)。
解题方法:根据能量守恒定律,反应物的总能量等于生成物的总能量,即1000 kJ/mol = 800 kJ/mol + ΔH。
解方程得:ΔH = 1000 kJ/mol - 800 kJ/mol = 200 kJ/mol。
高中化学的归纳化学反应中的能量变化
高中化学的归纳化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化是化学领域中的重要概念之一。
在研究化学反应时,我们常常需要了解反应中发生的能量变化情况,以此来解释反应的性质和特点。
通过归纳,我们可以将化学反应中的能量变化分为放热反应和吸热反应两种类型。
1. 放热反应放热反应是指在反应过程中释放出能量的反应。
这种反应通常会使周围环境温度升高。
最典型的放热反应是燃烧反应。
例如,当燃料和氧气发生反应时,会产生大量的热能和光能,从而产生火焰。
这是因为在这类反应中,化学键的形成释放出的能量大于化学键的断裂吸收的能量,从而导致反应系统的内能减少,也就是释放出了能量。
2. 吸热反应吸热反应是指在反应过程中吸收外界的能量的反应。
这种反应通常会使周围环境温度降低。
吸热反应的例子非常丰富,包括许多常见的化学反应,如溶解反应和融化反应。
当固体溶解于溶液中时,需要吸收一定的热量才能使固体分子之间的相互作用力弱化,从而使溶质与溶剂分子之间形成新的相互作用力。
这个过程需要吸收热量,因此是一个吸热反应。
3. 化学反应热化学反应热是指在恒压条件下,物质反应时所发生或吸收的热量变化。
根据热力学第一定律,化学反应过程中吸收的热量等于该反应所做的功与反应物之间的热量变化之和。
热量变化可以用ΔH来表示,其中H代表焓(能)。
化学反应热可以通过实验测量得到。
常见的测量方法有常压量热法和恒温恒压热容量法。
常压量热法通过将反应物加入绝热容器中,测量反应前后容器的温度变化,然后根据温度变化计算出反应的热量变化。
恒温恒压热容量法则利用恒温恒压条件下,测量反应溶液温度的变化,从而计算出反应的热量变化。
归纳化学反应中的能量变化对于理解化学反应的本质、探索反应机理以及设计实际应用中的反应过程至关重要。
通过对放热反应和吸热反应的分析,我们可以了解反应物与产物之间的能量转化关系,进而预测反应的趋势和方向。
此外,研究化学反应热还有助于优化化学反应条件,提高反应效率,节约能源。
化学反应和能量变化化学过程中的能量转化
化学反应和能量变化化学过程中的能量转化化学反应和能量变化化学反应是物质之间发生变化的过程,而在这个过程中,能量也会发生变化。
化学反应中的能量变化包括吸热反应和放热反应,这些变化对于我们生活中的许多过程和现象都有着重要的影响。
一、化学反应中的能量转化在化学反应中,物质之间的键能会发生变化,从而导致能量的变化。
当化学物质的键能增加时,反应会吸收能量,称为吸热反应。
相反,当化学物质的键能减少时,反应会释放出能量,称为放热反应。
例如,燃烧是一种常见的化学反应,它释放出大量的能量。
当物质与氧气反应时,化学键断裂,新的化学键形成,同时释放出能量。
这种能量的释放使得燃烧过程会产生火焰、热量和光线。
二、化学反应中的吸热反应吸热反应是指在化学反应中吸收能量的过程。
吸热反应需要外界输入能量才能发生。
吸热反应的例子包括溶解物质、融化物质和气化物质等。
当物质溶解时,溶剂分子与溶质分子之间的化学键断裂,新的溶剂-溶质化学键形成。
在这个过程中,溶解过程需要吸收周围环境的能量,使得周围环境温度下降。
类似地,当物质融化时,固体物质的化学键断裂,形成液体,该过程也需要吸收周围环境的热量。
而气化过程中,液体或固体物质的化学键断裂,形成气体,同样需要吸收外界的能量。
三、化学反应中的放热反应放热反应是指在化学反应中释放能量的过程。
放热反应会使得周围环境温度上升。
放热反应的例子包括燃烧、酸碱中和反应和一些分解反应等。
如前所述,燃烧是一种放热反应,当燃料与氧气反应时,会释放出大量的能量。
酸碱中和反应是指酸和碱反应形成盐和水的过程。
这种反应通常也是放热反应,因为在反应过程中,产生的化学键比反应物中的化学键更强,从而释放出能量。
此外,一些分解反应也是放热反应。
在分解反应中,化学键断裂,产生的产物比反应物更加稳定,因此会释放出能量。
四、能量转化的应用化学反应中能量的转化对我们生活中的许多过程和现象都有着重要的影响。
以下是一些能量转化的应用。
1. 发电:利用化学反应的能量转化可以产生电能。
化学反应与能量变化
一、化学反应中的能量变化
放热反应: 放热反应: 反应过程中放出热量 放出热量的化学反应 反应过程中放出热量的化学反应
典 型 放 热 反 应 C + O2
点燃
CH4+ 2O2 CO2 + 2H2O 物质的燃烧 H2 +Cl2 点燃 2HCl NaOH + HCl = NaCl + H2O 中和反应 CaO+H2O=Ca(OH)2 化合反应 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 金属与酸反应
2.单位: 单位: 单位 3.注意: 注意: 注意
kJ/mol
(1)燃烧的物质必须为 1mol 燃烧的物质必须为: 燃烧的物质必须为 (2)完全燃烧 是指物质中下列元素完 完全燃烧是指物质中下列元素完 完全燃烧 全 转 变 成 对 应 的 物 质 : C→CO2 , H→H2O(l),S→SO2等。 , (3)燃烧热通常由实验测得 燃烧热通常由实验测得
应用: 应用:间接计算一些无法直接测定的反应热
例
题
剖 析
已知: =-393.5kJ/mol 已知:C(s)+O2(g)=CO2;△H=- =- CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g); △H=- =-283.0kJ/mol ; =- 计算反应: 计算反应: C(s)+1/2O2(g)=CO的△H=? 的 =?
3.书写热化学方程式注意事项 书写热化学方程式注意事项
注明各物质的聚集状态 聚集状态。 (1) 注明各物质的聚集状态。(气:g,液:l,固:s 溶液: 溶液:aq ) (2) △H“-”,为放热反应,△H“+”为吸热反应 - 为放热反应, + 为吸热反应 需注明反应的温度和压强 若不注明温度和压强, 温度和压强, (3) 需注明反应的温度和压强,若不注明温度和压强,一 ,1.01× 般指25 般指250C ,1.01×105Pa (4)系数只表示物质的量,可以是整数 小数或分数。 系数只表示物质的量 整数、 (4)系数只表示物质的量,可以是整数、小数或分数。 系数必须与反应热△ 相对应 相对应。 (5) 系数必须与反应热△H相对应。
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高二化学4-1 化学反应与能量变化
基础回顾
一、化学反应的焓变
1.化学反应中除了物质的变化还伴随着_________的变化,因此化学反应还可以分为_________反应和_________反应。
2.当化学反应在一定的_________下进行时,反应所_________或_________的热量称为在此温度下的____________。
3.“焓”是用来描述物质所具有的____________的物理量,其符号为______________,可用它的变化来描述与_____________有关的能量变化。
在反应中反应体系__________________时,所发生的反应的反应热称为________________。
4.若ΔH>0时,____________物所具有的能量大于____________物所具有的能量(即体系的能量______________),反应为______________反应;反之,若ΔH<0时,______________物所具有的能量小于______________物所具有的能量(即体系的能量______________),反应为____________反应。
二、热化学方程式
1.在热化学中,将一个化学反应的____________变化和反应的___________变化同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式。
因此,热化学方程式既遵循_____________守恒,又遵循_________守恒。
2.热化学方程式书写的注意事项
(1)要在物质的______________后面用括号注明物质的____________。
一般用英文字母g、l和s分别表示物质的_________态、____________ 态和____________态。
水溶液中的溶质则用______________表示。
(2)在ΔH后要注明_________,因为在不同____________下进行同一反应,其____________是不同的。
在溶液中的反应应注明____________以及______________的浓度。
(3)ΔH的单位是__________________或_____________。
(4)若化学方程式中各物质的____________加倍,则ΔH的____________也加倍,因此热化学方程式中各物质前的系数(化学计量数)只表示反应中各物质的____________,而不表示粒子个数;若反应逆向进行,则ΔH改变____________,但ΔH的____________不变。
一1:能量吸热放热2 温度吸收放出反应热3:能量H 恒温、恒压反应热在恒温、恒压焓变4:生成反应增加吸热生成反应减少放热
二1:物质能量质量能量2:化学式状态气液固aq (2)温度、压强温度、压强ΔH 温度溶质(3)kJ·mol-1J·mol-1(4)物质的量数值物质的量符号数值
小考一下
1 下列化学反应属于吸热反应的有()
A.盐酸与烧碱溶液反应
B.Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl====BaCl2+10H2O+2NH3↑
C.C+CO2△
D.葡萄糖在人体内氧化分解
2 下列说法正确的是()
A.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C.在加热条件下发生的反应均为吸热反应
D.一个化学反应中,当反应物能量大于生成物能量时,反应放热,ΔH为“-”
3 燃烧a g 乙醇(液态)生成CO 2气体和液态H 2O ,放出热量为Q kJ ,经测定a g 乙醇与足量Na 反应能生成H 2 5.6 L (标准状况下),则乙醇燃烧的热化学方程式表示正确的是( )
A.C 2H 5OH (l )+3O 2(g )−→−2CO 2(g )+3H 2O (l ) ΔH (298 K )=-Q kJ·
mol -1 B.C 2H 5OH (l )+3O 2(g )−→−2CO 2(g )+3H 2O (l ) ΔH(298 K)=-12Q kJ·
mol -1 C .21C 2H 5OH(l)+23O 2(g) −→−CO 2(g)+2
3H 2O(l) ΔH(298 K)=-Q kJ·mol -1 D .C 2H 5OH(l)+3O 2(g) −→−2CO 2(g)+3H 2O(l) ΔH(298 K)=-2Q kJ·
mol -1 4下列关于ΔH (焓变)的说法正确的是( )
A.在任何条件下,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
B .ΔH >0时,反应吸收热量;ΔH <0时,反应放出热量
C.热化学方程式中ΔH 的值与物质前的化学计量数无关
D .ΔH 的值可以通过实验测得
5已知(1)H 2(g )+2
1O 2(g )====H 2O (g ) ΔH 1=a kJ·mol -1 (2)2H 2(g )+O 2(g )====2H 2O (g ) ΔH 2=b kJ·mol -1
(3)H 2(g )+2
1O 2(g )====H 2O (l ) ΔH 3=c kJ·mol -1 (4)2H 2(g )+O 2(g )====2H 2O (l ) ΔH 4=d kJ·mol -1
下列关系式中正确的是( )
A.a <b <0
B.b >d >0
C.2a=b <0
D.2c=d >0 6下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2SO 2+O 2
2SO 3 ΔH=-196.6 kJ·mol -1 B.H 2(g)+2
1O 2(g)====H 2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol -1 C.2H 2(g)+O 2(g)====2H 2O(l) ΔH=-571.6 J·mol -1
D.C(s)+O 2(g)====CO 2(g) ΔH=+393.5 kJ·mol -1
7已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1 mol 二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )
A.2C 2H 2(g)+5O 2(g) ====4CO 2(g)+2H 2O(l) ΔH=-4b kJ·mol -1
B.C 2H 2(g)+2
5O 2(g) ====2CO 2(g)+H 2O(l) ΔH=-2b kJ·mol -1 C.2C 2H 2(g)+5O 2(g) ====4 CO 2(g)+2H 2O(l) ΔH=-2b kJ·mol -1
D.2C 2H 2(g )+5O 2(g )====4CO 2(g )+2H 2O (l ) ΔH=b kJ·mol -1
8热反应方程式中,化学式前的化学计量数表示的是( )
A.分子个数
B.原子个数
C.物质质量
D.物质的量 9已知断开 1 mol H 2中的化学键需吸收436 kJ 热量,断开1 mol Cl 2中的化学键需要吸收243 kJ 能量,而形成1 mol HCl 分子中的化学键要释放431 kJ 能量,试写出氢气和氯气反应的热化学方程式.。