化学反应与能量变化
1-1 化学反应与能量变化
⑸Δ H的计算方法
Δ H = E旧键断裂时吸收的总能量 - E新键形成时放出的总能
量
Δ H = E反应物的键能之和 - E生成物的键能之
和
Δ H = E生成物的总能量 - E反应物的总能
量
实验测得1molH2与1molCl2反应生成2molHCl 时放出184.6kJ的热量,从微观角度应如 何解释184.6kJ?
不同的物质所具有的能量不同,其焓H也不 相同。焓是物质固有的性质之一,不能测量。
焓变: ⑴ 定义: 生成物与反应物的焓值差: ⑵ 符号: 物 ⑶单位: 影响因素:
Δ H = H生成物 - H反应
物质的量、温度、压强、状态..... ⑷反应热与焓变的关系 一般反应都是在敞口容器中进行的,系统的 压力等于外界压力,即反应在恒压条件下进行的, 恒压条件下反应的热效应等于焓变,我们常 用焓变Δ H来表示反应热。
2.中和热的测定
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2.中和热的测定
实验目的
测定强酸与强碱反应的反应热,体验化学反 应的热效应。 实验用品 大烧杯(500ml)、小烧杯(100ml)温度计、 量筒(50ml)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板 或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒
实验步骤 思考1:为什么杯口相平?碎纸条的作用
两杯口相平,可使盖板把杯 口尽量盖严,从而减少热量损失;
填碎纸条的作用是为了达到保 温隔热、减少实验过程中热量损失 的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置(如 保温杯)会使实验结果更准确。 思考2:为什么不用环形铁搅拌棒? 铁与盐酸之间会发生反应,另外铁的导热性 好,这样都会造成热量的损失。
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
化学反应与能量变化化学反应是指物质之间发生的转化过程。
发生化学反应时,原来的物质被转化为新的物质,这个过程涉及能量的变化。
化学反应与能量变化之间存在密切的关系,能量的变化对化学反应的速度和方向产生重要影响。
本文将针对化学反应与能量变化的关系进行详细探讨。
一、化学反应的能量变化化学反应涉及能量的变化,这些能量变化通常是由化学键的形成和断裂引起的。
当化学键形成时,化合物会释放能量,而当化学键断裂时,化合物会吸收能量。
因此,元素之间的结合能和化合物分子内部的键能都是化学反应中的重要能量变化因素。
在化学反应中,能量变化可以按照两种方式进行分类:放热反应和吸热反应。
1. 放热反应放热反应也称为放热反应,是指在化学反应中,化合物分子间的化学键形成而释放热量。
放热反应的热量变化,其数值为负数。
例如,燃烧反应属于放热反应。
当烷烃在空气的存在下燃烧时,烷烃分子的碳氢键断裂并与氧气分子中的氧原子形成碳氧键和水分子中的氢氧键。
在这个过程中,反应放出能量,使得周围的物质温度升高。
2. 吸热反应吸热反应指的是化学反应中化合物分子中的化学键被破坏,吸收了周围环境的热量。
因此,吸热反应的热量变化,其数值为正数。
例如,蒸发是一种吸热反应。
蒸发时,水分子中的氢键断裂,必须从周围环境中吸收热量,才能把水变成水蒸气。
二、化学反应的速率与能量变化的关系化学反应的速率取决于反应物之间的反应能力以及反应物分子之间的碰撞频率。
其中,反应物分子之间的碰撞频率是影响化学反应速率的主要因素之一。
反应物分子之间的碰撞频率受到分子热运动的影响,而分子热运动的速度取决于分子的动能,其大小再次涉及到反应物中化学键的能量变化。
化学反应速率与能量变化之间的关系可通过化学反应速率的式子进行理解。
根据撞击理论,化学反应速率可以表示为以下式子:r = Z × f × e -Ea/RT其中,r 是指化学反应速率;Z 是指碰撞频率;f 是指反应性因子;Ea 是指反应的激活能;R 是理想气体常数;T是温度。
化学反应与能量的变化
选修四——化学反应原理
化学反应与能 量
化学反应速率 与化学平衡
水溶液中的离子 平衡
电化学基础
第一章第一节化学反应与能量变化
化学选修四多媒体课件
第一章第一节化学反应与能量变化
化知学选识修回四多顾媒体课对件 化学反应的认识
物质变化 1、化学反应的特征 能量变化
质量守恒 能量守恒
2、化学反应中能量的变化吸收和放出;可
第一章第一节化学反应与能量变化
化学选修四多媒体课件
5、 ΔH的计算
例 1:1mol C与 1mol H2Og 反应生成 lmol COg 和 1mol H2g;需要吸收131.5kJ的热量;该反应的反应热为 △H = +131.5kJ/mol&
分析课本P2图1-1;键能与△H 有什么关系
1ΔH =反应物的键能总和–生成物的键能总和
A.仅①⑤
B.仅②③⑦
C.仅②③
D.②③④
6、下列变化属于吸热反应的是①液态水汽化 ②将
胆矾加热变为白色粉末 ③浓硫酸稀释④氯酸钾分解
⑤生石灰跟水反应
A.A②④
B.①④ C.②③ D.①④⑤
第一章第一节化学反应与能量变化
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7.如图所示;把试管放入盛有25 ℃澄清石灰水饱和溶液的烧 杯中;试管中开始放入几块镁 条;再用滴管滴入5 mL的盐酸 于试管中&试回答化
化学选修四多媒体课件
3.已知反应A+B=C+D为放热反应;对该反应的下列说法中正
确的是
C
A. A的能量一定高于C
B. B的能量一定高于D
C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量
D. 该反应为放热反应;故不必加热就一定能发生
化学反应与能量
2HCl
反应过程
放热反应:放出热的化学反应叫放热反应. 原因:其反应物的总能量大于生成物的总能量. 反应进行所需的最低能量 反应物总能量 物 质 的 能 放出能量:△H 为 量 “-”或△H <0。 原因:体系能量减 少(释放给环境) 放热反应:“贮存” 在物质内部的能量 转化为热能等而 “释放”出来的过 程。 生成物总能量
点燃
H2 H—H 断 开 吸 收 能 量 + + Cl2 Cl—Cl 断 开 吸 收 能 量 → = 2HCl
H·
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 2、反应热∶化学过程中所释放或吸收的能量,都可以热量(或 转换成相应的热量)来表述,叫做反应热,也称为“焓变”。 符号:ΔH ,单位:kJ/mol 或 kJ•mol-1
状态相同,但数量后式仅是前式的一半,释放的热量也应是前 式的一半,Q2<Q1
例如:H2+Cl2==2HCl
H H 436 kJ/ ol m Cl Cl
H + Cl H Cl
H + Cl
243kJ/ ol m
H Cl 431 kJ/ ol m
E断键=436 kJ/mol+243 kJ/mol=679 kJ/mol E成键=2×431 kJ/mol=862 kJ/mol E反应放热=862 kJ/mol-679 kJ/mo同样是水,而释出的能量却不 同?
能 量 增 加 1g 冰
蒸 发 1g液态水 熔 化 吸收能量
1g气态水 吸收能量
液态水变成水蒸气要吸收热量 结论:物质所具有的能量与它们的聚集状态有关。 热化学方程式:能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化 学方程式。
思考与交流:热化学方程式与普通化学方程式有什么区别?正 确书写其应当注意哪几点?
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。
化学反应过程的能量变化
化学反应过程的能量变化一、概念解析1.能量变化:化学反应过程中,反应物和生成物之间能量的差异称为能量变化。
2.活化能:化学反应中,使反应物分子变成活化分子所需的最小能量称为活化能。
3.放热反应:化学反应中,生成物的总能量低于反应物的总能量,能量差以热能形式释放,称为放热反应。
4.吸热反应:化学反应中,生成物的总能量高于反应物的总能量,能量差以热能形式吸收,称为吸热反应。
二、能量变化的原因1.化学键的断裂与形成:化学反应中,反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成过程中,能量的吸收和释放。
2.分子轨道的重排:化学反应过程中,反应物分子轨道的重排导致能量的变化。
3.原子核之间的相互作用:化学反应中,原子核之间的相互作用导致能量的变化。
三、能量变化的计算1.焓变:化学反应过程中,系统内能的变化,用焓(ΔH)表示。
2.熵变:化学反应过程中,系统混乱度的变化,用熵(ΔS)表示。
3.自由能变化:化学反应过程中,系统自由能的变化,用自由能(ΔG)表示。
四、能量变化与反应速率1.活化能与反应速率:活化能越低,反应速率越快。
2.催化剂:降低活化能,加快反应速率。
五、能量变化与化学平衡1.吉布斯自由能:化学反应达到平衡时,系统自由能的变化。
2.勒夏特列原理:化学反应平衡时,系统总能量的变化。
六、能量变化在生活和生产中的应用1.燃烧反应:放热反应,广泛应用于加热、照明、动力等领域。
2.电池:利用化学反应过程中的能量变化,实现电能的储存和转化。
3.化学热泵:利用化学反应过程中的能量变化,实现热能的转移和利用。
七、注意事项1.掌握能量变化的基本概念,理解化学反应过程中能量的转化。
2.注意能量变化与反应速率、化学平衡之间的关系。
3.联系实际应用,认识能量变化在生活和生产中的重要性。
习题及方法:1.习题:某放热反应的反应物总能量为E1,生成物总能量为E2,则该反应的焓变ΔH为多少?解题方法:根据放热反应的定义,反应物总能量高于生成物总能量,因此焓变ΔH为负值。
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。
6.1化学反应与能量变化
6.1 化学反应与能量变化
一、化学反应与热能
4.化学键与化学反应中能量变化的关系(微观角度)
6.1 化学反应与能量变化
一、化学反应与热能
4.化学键与化学反应中能量变化的关系(微观角度)
名师提醒 (1)一个化学反应是吸热还是放热取决于反应物总能量和生成物总 能量的相对大小,而与反应开始前是否需要加热无关。 (2)绝大多数吸热反应需在加热条件下进行,但也有部分吸热反应 不加热也能进行,如Ba(OH)2・8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应; 放热反应虽然会有能量放出,但有的放热反应需要加热才能进行,通 过加热,可以引发放热反应,如C+O2=CO2为放热反应。
6.1 化学反应与能量变化
【学法指导】
1.回顾化学反应的实质,从微观上认识化学反应中能量变化的实 质是化学键断裂吸收能量、化学键形成放出能量,且吸收与放出的 能量不相等。
2.建立同一化学反应在微观、宏观上能量变化的关系。 3.通过实验并结合氧化还原反应原理,从宏观和微观两个层面认 识化学能可以转化为电能。 4.通过实验探究,从微观(电子转移)到宏观(电极材料等),推断 出形成原电池的条件,并能判断电池的正负极以及书写简单的电极 反应式。 5.以原电池原理为依据,发展学生证据推理与模型认知化学学科 核心素养。
6.1 化学反应与能量变化
一、化学反应与热能
3.放热反应与吸热反应
能量守恒定律:能量从一种形式转化为另一种形式,能 量总值不变。 放热反应:放出热量的化学反应; 吸热反应:吸收热量的化学反应。
化学能、电能、热能、光能、机械能等都是能 量的具体表现形式。化学能可以转化为热能,同理,热能 也可以转化为化学能。
(2)化学反应的特征,不仅有新物质生成,还有能量的吸收或放 出。
第一节 化学反应与能量变化
2、温度计上的酸为何要用水冲洗干净?冲洗后 的溶液能否倒入小烧杯?为什么? 因为该温度计还要用来测碱液的温度,若不 冲洗,温度计上的酸会和碱发生中和反应而使 热量散失,故要冲洗干净; 冲洗后的溶液不能倒入小烧杯,若倒入,会使 总溶液的质量增加,而导致实验结果误差。
3、酸、碱混合时,为何要把量筒中的 NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入?
物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,在发生 化学反应时 吸收 热量;
(3)化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂, 形成新的化学键,重新组合成生成物的分子的过 吸收能量 程。旧键断裂需要 ,新键形成需 要放出能量 。而一般化学反应中,旧键的断裂所 吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相 等的,而这个差值就是反应中能量的变化。所以 化学反应过程中会有能量的变化。
因为本实验的关键是测反应的反应热, 若动作迟缓,将会使热量损失而使误差 增大。
4、实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何 不是1∶1而是NaOH过量?若用HCl过量行吗?
为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被 NaOH中和,采用0.55 mol/L NaOH 溶液,使碱稍稍过量。 若使盐酸过量,亦可。
2)用一个量筒量取 50 mL 0.50 mol/L盐酸,倒入小烧 杯中,并用温度计测量盐酸的 温度,记入下表。然后把温度 计上的酸用水冲洗干净。
3)用另一个量筒量取 50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用温度计测 量NaOH溶液的温度,记入下表。
4)把温度计和环形玻璃搅拌棒放入 小烧杯的盐酸中,并把量筒中的 NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不 要洒到外面)。用环形玻璃搅拌棒轻 轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的 最高温度,
5、∆H的单位(KJ/mol) 表示每摩尔反应所放 出的热量,而不是每摩尔某物质的微粒。 ∆H的值随方程式中的计量数变化而变化; 若反应逆向进行,则 ∆H改变符号,但绝 对值不变。
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。
化学反应与能量变化
化学反应与能量变化化学反应是指物质在一定条件下发生变化,形成新的物质的过程。
在化学反应当中,能量的转化和变化起着重要的作用。
本文将探讨化学反应与能量变化之间的关系以及与化学反应相关的能量变化过程。
一、反应热反应热是指化学反应过程中释放或吸收的能量。
化学反应可以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化学反应中释放热量的反应。
例如,燃烧反应是一种典型的放热反应。
燃烧过程中,燃料与氧气反应产生热量,并释放出能量。
放热反应通常伴随着温度的升高,反应速率加快。
2. 吸热反应吸热反应是指在化学反应中吸收热量的反应。
吸热反应通常伴随着温度的下降,反应速率减慢。
例如,溶解某些物质所需的热量就是一种吸热反应。
当某些固体物质溶解到溶剂中时,固体物质与溶剂之间的相互作用引起了能量的吸收。
二、焓变与反应焓焓变是指化学反应发生时系统的热量变化。
根据热力学定律,焓变可以用来描述反应热变化的大小。
化学反应的焓变可以分为焓增反应和焓减反应两种情况。
1. 焓增反应焓增反应是指化学反应过程中系统吸收热量,导致系统的焓增加。
焓增反应通常与吸热反应相对应。
例如,将溶质溶解到溶剂中时,系统吸收了热量,导致焓增加。
2. 焓减反应焓减反应是指化学反应过程中系统释放热量,导致系统的焓减少。
焓减反应通常与放热反应相对应。
例如,燃烧反应中,燃料与氧气反应产生热量,导致系统的焓减少。
三、活化能活化能是指在化学反应中,反应物必须克服的能垒。
化学反应只有当反应物克服了活化能时才会发生。
活化能的大小取决于反应物的性质以及反应条件。
活化能的存在使得一些反应难以发生,需要提供足够的能量才能使反应开始。
例如,一些稳定的化学化合物在常温下不会发生反应,因为反应需要克服大量的活化能。
四、能量守恒定律化学反应与能量变化之间的关系可以归结为能量守恒定律。
能量守恒定律指出,能量在化学反应中既不能被创造也不能被破坏,只能由一种形式转化为另一种形式。
化学反应中的能量转化包括放热反应中热能的释放和吸热反应中热能的吸收。
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转化的过程,在化学反应中,能量也会发生变化。
能量变化对于我们理解化学反应的性质和过程至关重要。
本文将探讨化学反应与能量变化的关系,以及在实际应用中的重要性。
一、化学反应中的能量变化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。
1. 放热反应放热反应是指在反应过程中释放能量的反应。
这种反应通常伴随着温度的升高、发光或产生热。
常见的放热反应包括燃烧反应以及许多分解反应。
例如,燃烧甲烷的化学反应方程式为:CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O + 能量在这个反应中,甲烷和氧气结合生成二氧化碳和水,并释放出能量。
这种放热反应在日常生活中广泛存在,比如我们使用的炉灶燃烧天然气时,会有大量的能量释放,产生明亮的火焰和热。
2. 吸热反应吸热反应是指在反应过程中吸收能量的反应。
这种反应通常伴随着温度的下降、冷凝或吸热现象。
常见的吸热反应包括溶解反应以及许多合成反应。
例如,将氨水溶解在水中的化学反应方程式为:NH3 + H2O + 能量 -> NH4+ + OH-在这个反应中,氨水和水结合生成氨根离子和氢氧根离子,并吸收能量。
这种吸热反应在制冷行业中经常被应用,如家用冰箱就是利用了吸热反应来降低内部温度。
二、能量变化的影响能量变化对化学反应的速率和平衡态有重要影响。
以下是几个例子:1. 反应速率化学反应发生的速率与能量变化有密切关系。
通常情况下,放热反应的速率比吸热反应的速率更快。
这是因为放热反应释放出的能量可以增加反应物的活动能,使得反应分子碰撞更加频繁和有效。
吸热反应需要从外部吸收能量,从而减慢反应速率。
2. 平衡态平衡态是指化学反应在反应物和生成物之间达到动态平衡的状态。
能量变化可以影响平衡态的位置和稳定性。
对于放热反应,平衡态偏向生成物一侧,因为生成物释放出的能量使反应向正向进行。
而对于吸热反应,平衡态偏向反应物一侧,因为反应过程中吸收的能量使反应向逆向进行。
化学反应与能量的变化
C、2a=b< 0 D、2c=d>0
课后作业
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生成物
反应物 生成物 反应过程(I) 反应过程(II)
反应体系的能量降低 ΔH <0
反应体系的能量升高 ΔH >0
反应热数据的用途
判断反应发生的难易
C(石墨 s ) C(金刚石 s ) ΔH = +700 kJ/mol
石墨能否自动转化为金刚石?
采取什么措施有可能将石墨转化为金刚石?
计算燃料的用量
反应热可以由实验测得,也可以用其他办法得到。
预测当生成2 mol HF和2 mol HCl时,哪个
H2 + F2 = 2HF
H2 + Cl2 = 2HCl
反应放出的热量多? 说说你的理由? 如何验证你的预测?
H C 331 293 159 N O F
预测
Cl
H
C N
436
415 389
二、热化学方程式
4)方程式中的化学计量数以“mol”为单位, 不表示分子数,因此可以是整数,也可以 是小数或分数。 5)在方程式后写下ΔH的数值和单位,方程式 与ΔH用空格隔开。 6)热化学方程式一般不写反应条件;不标明 生成沉淀或气体符号。 7)可逆反应的ΔH是按照完全反应时测得的数 据。
化学反应与能量的变化
H+ (aq)+OH- (aq)=H2O(l); △H=-57.3KJ/mol
中和热
1. 定义:在稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成 1molH2O(l),这时的反应热叫做中和热。 2. 单位: KJ/mol
3. 注意
①必须是稀溶液,如浓硫酸稀释或NaOH固体溶解时放热;
②酸和碱反应
③标准:生成1molH2O(l)放出的热量.
吸热反应:体系 环境 体系能量升高, ∆H > 0,∆H为“ + ”
例 1:1mol C与 1mol H2O(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 = +131.5 kJ/mol。
能量
6、焓变与物质能量的关系(宏观)
思考:
= =
679kJ/mol
862kJ/mol
H = 679kJ/mol - 862kJ/mol = -183kJ/mol
反应物的键能总和 生成物的键能总和
5、焓变与键能的关系(微观)
ΔH = 反应物的键能总和 – 生成物的键能总和
例 :拆开 1mol H-H键、1mol N-H键、1mol N≡N键 分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,
4.下列过程中,需要吸收能量的是( C ) A.H+H=H2 B.H+Cl=HCl C.I2→I+I D.S+O2=SO2
5.下列化学变化中,反应物的总能量低于生成物的总能量的 是 ( C )。 A.2H2+O2 ==2H2O B.CaO+H2O ==Ca(OH)2 C.CaCO3 ==CaO+CO2↑ D.CH3CH2OH(酒精)+3O2 ===2CO2+3H2O 6.已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为 436 kJ· mol-1,H—N键键能为391 kJ· mol-1,根据热化学方程 式:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol-1。则N≡N键的 键能是( B )。 A.431 kJ· mol-1 B.945.6 kJ· mol-1 C.649 kJ· mol-1 D.896 kJ· mol-1
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化学反应与能量变化、燃烧热与能源化学能转化为电能—原电池、化学电源作者:邹铖 (高中化学湖南岳阳高中化学1班) 评论数/浏览数: 30 / 435 发表日期:2009-08-04 19:31:47第四章化学反应与能量、电化学基础第1讲化学反应与能量变化、燃烧热与能源1.下列说法正确的是()A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B.任何放热反应在常温条件下一定能发生C.反应物和生成物具有的总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热D.吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生答案 CD2.下列变化过程,属于放热过程的是( )①液态水变成水蒸气②酸碱中和反应③浓H2SO4稀释 ④固体氢氧化钠溶于水⑤H2在Cl2中燃烧⑥弱酸电离⑦NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌A.②③④⑤B.①⑥⑦C.②③④D.①③⑤答案 A3.(2008·上海,17有改动)已知:H2(g)+F2(g)→2HF(g);ΔH=-270 kJ/mol,下列说法正确的是( )A.2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量B.1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJC.在相同条件下,1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量D.1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量答案 C4.1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量,表示该反应的热化学方程式正确的是()A.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l);ΔH=-142.9 kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l);ΔH=-571.6 kJ·mol-1C.2H2+O2 2H2O;ΔH=-571.6 kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l);ΔH=+571.6 kJ·mol-1答案 B5.下列关于热化学反应的描述中正确的是( )A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ/molB.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol,则2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0 kJ/molC.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热答案 B6.已知:H+(aq)+OH-(aq) H2O(l);ΔH=-57.3 kJ· mol-1,计算下列中和反应里放出的热量(1)用20 g NaOH配成的稀溶液跟足量的稀盐酸反应,能放出 kJ的热量。
(2)用0.1 mol Ba(OH)2配成的稀溶液跟足量的稀硝酸反应,能放出 kJ的热量。
(3)用1 mol醋酸稀溶液和足量NaOH稀溶液反应,放出的热量(大于、小于或等于)57.3 kJ,理由是。
(4)1 L 0.1 mol·L-1 NaOH溶液分别与①醋酸溶液、②浓硫酸、③稀硝酸恰好反应时,放出的热量分别为Q1、Q2、Q3(单位:kJ)。
则它们由大至小的顺序为。
答案(1)28.65 (2)11.46 (3)小于醋酸电离需要吸热(4)Q2>Q3>Q17.有专家指出,如果燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合能够实现,那么,这不仅可以消除对大气的污染,还可以节约燃料,缓解能源危机。
在此构想的物质循环中太阳能最终转化为()A.化学能B.热能C.生物能D.电能答案 B8.(2009·岳阳质检)能源可划分为一级能源和二级能源。
自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源,需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。
氢气是一种高效而又没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取,但该反应为吸热反应。
请回答下列问题:(1)下列叙述中,不正确的是()A.电能是二级能源B.水力是二级能源C.煤、石油、天然气是一级能源D.水煤气、干馏煤气是一级能源(2)关于用水制取二级能源氢气,以下研究方向不正确的是()A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可研究在水不分解的情况下,使氢成为二级能源B.设法将太阳光聚集,产生高温,使水分解产生氢气C.寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量D.寻找特殊化学物质,用于开发廉价能源,以分解水获得氢能源答案(1)BD (2)AC【例1】25℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ·mol-1 、285.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1、2 800 kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是( )A.C(s)+ O2(g) CO(g);ΔH=-393.5 kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g) 2H2O(g);ΔH=+571.6 kJ·mol-1C.CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g); ΔH=-890.3 kJ·mol-1D.C6H12O6(s)+3O2(g) 3CO2(g)+3H2O(l); ΔH=-1 400 kJ·mol-1答案 D1.胶状液氢(主要成分是H2和CH4),有希望用于未来的运载火箭和空间运输系统。
实验测得:101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量下列热化学方程式书写正确的是( )A.CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l); ΔH=+890.3 kJ·mol-1B.CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l); ΔH=-890.3 kJ·mol-1C.CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l); ΔH=890.3 kJD.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l); ΔH=-285.8 kJ·mol-1答案 B2.(2008·重庆理综,13)化学反应N2+3H2 2NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是( )A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(l); ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1B.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g); ΔH=2(b-a) kJ·mol-1C.N2(g)+ H2(g) NH3(l); ΔH=(b+c-a) kJ·mol-1D.N2(g)+ H2(g) NH3(g); ΔH=(a+b) kJ·mol-1答案 A例2 (2008·宁夏理综,13)已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol-1、1 411.0 kJ·mol-1 和1 366.8 kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为( )A.-44.2 kJ·mol-1B.+44.2 kJ·mol-1C.-330 kJ·mol-1D.+330 kJ·mol-1答案 A3.(2009·沙市模拟)在同温同压下,下列各组热化学方程式中ΔH1>ΔH2的是()A.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l);ΔH1 2H2(g)+O2(g) 2H2O(g);ΔH2B.S(g)+O2(g) 2SO2(g);ΔH1 S(s)+O2(g) 2SO2(g);ΔH2C.C(s)+ O2(g) CO(g);ΔH1 C(s)+O2(g) CO2(g);ΔH2D.H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g);ΔH1 H2(g)+ Cl2(g) HCl(g);ΔH2答案 C4.白磷与氧可发生如下反应:P4+5O2 P4O10。
已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P-P a kJ·mol-1 、P—O b kJ·mol-1、P O c kJ·mol-1、O O d kJ·mol-1 。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH,其中正确的是( )A.(6a+5d-4c-12b) kJ·mol-1B.(4c +12b -6a-5d) kJ·mol-1C.(4c +12b -4a-5d) kJ·mol-1D.(4a+5d-4c -12b) kJ·mol-1答案 A1.植物及其废弃物可制成乙醇燃料,下列关于乙醇燃料的说法错误的是( )A.它是一种再生能源B.乙醇易燃烧,污染小C.乙醇只能在实验室内作燃料D.粮食作物是制乙醇的重要原料答案 C2.下列有关H+(aq)+OH-(aq) H2O(l);ΔH=-57.3 kJ/mol的离子反应的说法正确的是( )A.代表所有的酸碱中和反应B.反应物一定是强酸与强碱C.强酸与强碱的中和反应都可以这样表示D.代表稀的强酸与稀的强碱反应生成1 mol液态水时,放出热量57.3 kJ答案 D3. NH3(g)燃烧的产物是NO2(g)和H2O(g)。
已知反应有: (1)H2(g)+O2(g) H2O(g);ΔH=-241.8 kJ/mol(2) N2(g)+O2(g) NO2(g);ΔH=+33.9 kJ/mol (3)NH3(g) N2(g)+ H2(g);ΔH=+46.0 kJ/mol下列关于NH3(g)燃烧的热化学方程式的书写正确的是 ( )A.NH3(g)+O2(g) NO2(g)+ H2O(g); ΔH=-282.8 kJ/molB.NH3(g)+ O2(g) NO2(g)+ H2O(g); ΔH=-161.9 kJ/molC.NH3(g)+ O2(g) NO2(g)+ H2O(g); ΔH=-161.9 kJ/molD.NH3(g)+ O2(g) NO2(g)+ H2O(g); ΔH=-282.8 kJ/mol答案 A4.已知:CH3CH2CH2CH3(g)+6.5 O2(g)→ 4CO2(g)+5H2O(l);ΔH=-2 878 kJ/mol(CH3)2CHCH3(g)+6.5 O2(g) →4CO2(g)+5H2O(l);ΔH=-2 869 kJ/mol下列说法正确的是( )A.正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子B.正丁烷的稳定性大于异丁烷C.异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程D.异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多答案 A5.(2009·孝感模拟)如果1个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的,这个规律称为盖斯定律。