专题七化学反应与能量剖析
高中化学的解析化学反应的能量变化解析
高中化学的解析化学反应的能量变化解析解析化学反应是研究物质之间化学变化的能量变化的一门学科。
通过分析反应物到产物之间的能量变化，我们可以了解化学反应中能量的转化情况，以及反应是否放热或吸热，进而预测反应的发生性质和速率。
本文将对高中化学中的解析化学反应的能量变化进行探讨。
一、热力学基础热力学是研究物质热现象和能量守恒关系的科学。
能量变化包括两个方面：一是物质内部的能量变化（如化学键能的断裂和形成），二是在物质间由于各种力的存在而存在的能量变化。
二、放热反应放热反应是指在反应过程中释放热能的化学反应。
在放热反应中，反应物的化学键能会被破坏，而产物的化学键能会增加，因此反应物的总能量高于产物的总能量。
这导致了反应释放出热能，使反应容器产生热量变化。
放热反应的能量变化通常用负数表示。
三、吸热反应吸热反应是指在反应过程中吸收外界热能的化学反应。
在吸热反应中，反应物的化学键能会被破坏，而产物的化学键能会增加，因此反应物的总能量高于产物的总能量。
这导致了反应吸收外界热能，使反应容器的温度下降。
吸热反应的能量变化通常用正数表示。
四、能量变化的计算方法在解析化学反应中，我们可以通过以下计算方法计算能量变化：1. 化学方程式法：通过平衡反应方程式，确定反应物和产物的物质的摩尔比例，然后使用热化学方程式中的反应焓值，将物质的反应焓值相加，即可计算出能量变化。
2. 物质的标准生成焓法：将反应物按其标准状态（25摄氏度和1大气压）变成产物所释放或吸收的能量，即为反应的能量变化。
3. 反应焓变的相关法则：根据一些热化学定律，如反应焓变与化学方程式中的摩尔数之间的关系，可以通过一些已知的反应焓值推导出未知反应的焓变值。
五、应用举例1. 燃烧反应：燃烧反应是一种放热反应。
例如，将甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水的化学方程式为：CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O 。
根据反应焓值，我们可以计算出反应放出的能量。
2. 溶解反应：溶解反应是一种吸热反应。
化学反应与能量的变化课件
反应热与焓变
反应热
在一定的压力下，化学反应吸收或释放的热量。
焓变
反应物与生成物焓值的差值，表示反应过程中的能量变化。
能量守恒定律
• 能量守恒定律：能量不能凭空产生，也不能消失，只能从 一种形式转化为另一种形式。在化学反应中，反应物的总 能量等于生成物的总能量。
02
化学键与能量
离子键与能量
总结词
化学反应与能量的变化
目录
• 化学反应的能量变化 • 化学键与能量 • 化学反应的动力学 • 化学反应的工业应用 • 化学反应的未来发展
01
化学反应的能量变化
吸热反应与放热反应
吸热反应
需要吸收外界热量的化学反应，如大 多数分解反应、氯化铵与氢氧化钡的 反应等。
放热反应
释放出热量的化学反应，如燃烧反应 、中和反应等。
总结词
共价键的稳定性与能量有关。
详细描述
共价键的稳定性也与其所携带的能量有关。一般来说，能 量较低的共价键更加稳定。这是因为较低能量的状态更不 容易受到外界的影响，因此更加稳定。
总结词
共价键的形成和断裂伴随着能量的变化。
详细描述
与离子键类似，共价键的形成和断裂也会伴随着能量的变 化。当原子之间形成共价键时，系统的能量会降低；而当 共价键断裂时，系统的能量会升高。这种能量的变化也会 影响化学反应的进行。
反应机理与能量变化
总结词
化学反应机理揭示了反应过程中物质变化的详细步骤和能量变化。
详细描述
化学反应机理是描述化学反应过程中物质变化和能量变化的详细步骤。它可以帮助我们理解反应是如 何进行的，以及各步骤的能量变化。通过了解反应机理，我们可以更好地控制和优化化学反应过程。
04
化学反应及其能量变化PPT课件
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6、人为排放的二氧化硫主要来自含硫煤的 燃烧，因此采取排烟脱硫，回收二氧化碳用以 其它生产，可使其变废为宝，采用对燃料脱硫 的办法，综合开发煤、硫资源，可使物尽其用。 另外，大力研究开发洁净煤技术，将固体煤气 化或液化，是减少污染物排放，防止酸雨以对人体的直接危害,引起肺部疾病而使人致死,②引 起河流,湖泊的水体酸化,严重影响水生动杆物的生长, ③破坏土壤,植被,森林 ④腐蚀金属,油漆,皮革,纺织 品及建筑材料等,⑤渗入地下,可能引起地下水酸化.
A.①③⑤ B.①②③④ C.①③④⑤ D.①②③④ ⑤
C 3、酸雨危害可包括( )
①对人体的直接危害,引起肺部疾病而使人致死,②引 起河流,湖泊的水体酸化,严重影响水生动杆物的生长, ③破坏土壤,植被,森林 ④腐蚀金属,油漆,皮革,纺织 品及建筑材料等,⑤渗入地下,可能引起地下水酸化.
1、化石燃料：P20
人类当前所需能源的主要来源是化石燃料――煤、石 油、天然气。
化石燃料无法再生；所以人类应当树立节能意识
提高燃烧效率，节约能源。
2、条件：（1）足够多的空气；（2）燃料与空气要 有足够大的接触面
3、燃料不充分燃烧，会造成产热少，浪费资源，产 生CO、烟尘等污染空气，危害人体健康。 （污染）
[练习]
c 1、下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反
应的是( )
A.铝片与稀盐酸的反应.
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应. C.灼热的碳与CO2的反应 D.甲烷在氧气中的燃烧反应
D 2、下列燃料中,不属于化石燃料的是( )
A.煤 B.石油 C.天然气 D.水煤气
3、酸雨危害可包括( )
4、采有粉碎固体燃料的目的是为了增大燃料与空气 的接触面积，提高燃烧效率。
高中化学专题07 化学反应中的能量变化-2020年高考化学真题与模拟题分类训练(学生版)
专题07 化学反应中的能量变化及机理1．(2020年浙江卷)下列说法不正确．．．的是( )A．天然气是不可再生能源B．用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物C．煤的液化属于物理变化D．火棉是含氮量高的硝化纤维2．(2020年浙江卷)关于下列ΔH的判断正确的是( )CO32−(aq)+H+(aq)=HCO3−(aq)ΔH1CO32-(aq)+H2O(l)⇌HCO3−(aq)+OH−(aq)ΔH2OH−(aq)+H+(aq)=H2O(l)ΔH3OH−(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COO−(aq)+H2O(l)ΔH4A．ΔH1<0 ΔH2<0B．ΔH1<ΔH2C．ΔH3<0 ΔH4>0D．ΔH3>ΔH4 3．(2020年新课标Ⅰ)铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。
下列叙述错误的是A．CH3COI是反应中间体B．甲醇羰基化反应为CH3OH+CO=CH3CO2HC．反应过程中Rh的成键数目保持不变D．存在反应CH3OH+HI=CH3I+H2O4．(2020年山东省新高考)1，3-丁二烯与HBr 发生加成反应分两步：第一步H +进攻1，3-丁二烯生成碳正离子()；第二步Br -进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成。
反应进程中的能量变化如下图所示。
已知在0℃和40℃时，1，2-加成产物与1，4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。
下列说法正确的是A ．1，4-加成产物比1，2-加成产物稳定B ．与0℃相比，40℃时1，3-丁二烯的转化率增大C ．从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率增大，1，4-加成正反应速率减小D ．从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度 5．(2020年江苏卷)反应42SiCl (g)+2H (g)Si(s)+4HCl(g)高温可用于纯硅的制备。
下列有关该反应的说法正确的是A ．该反应H>0∆ 、S<0∆B ．该反应的平衡常数()()4242c (HCl)K c SiCl c H =⨯C ．高温下反应每生成1 mol Si 需消耗2222.4LH ⨯D ．用E 表示键能，该反应ΔH=4E(Si-Cl)+2E(H-H)-4E(H-Cl) 6．(2020年天津卷)理论研究表明，在101kPa 和298K 下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。
高考化学二轮复习课件：专题7化学反应与能量变化
)
K 课标考 纲展示
解析 B中生成物水应为气态， B错。 H2 燃烧放热
(ΔH 为负值 ) ，则 H2O 分解必为吸热反应 (ΔH 为正值 ) ， A正确，C、D错。 答案 A
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K 课标考 纲展示
针对训练
1．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( A．已知 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) 则氢气燃烧热为 241.8 kJ· mol－1 B．已知 C(石墨，s)===C(金刚石，s) 墨稳定 C ．已知 NaOH(aq) ＋ HCl(aq)===NaCl(aq) ＋ H2O(l) ΔH ＝－ ΔH＞0，则金刚石比石
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H核心 自 查
1．下列反应： ①KOH＋HCl===KCl＋H2O， ②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑， 点燃 CuCl ， ③Cu＋Cl2===== 2 高温 Na CO ＋H O＋CO ↑， ④2NaHCO3===== 2 3 2 2 ⑤Ba(OH)2＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
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ΔH＝－484 kJ· mol－1 ________________________________________________ 。
(4) 若已知： H2O(g)===H2O(l) ΔH ＝－ 44 kJ· mol － 1 ，
写 出 H2(g) 与 O2(g) 完 全 反 应 生 成 H2O(l) 的 热 化 学 方 程 式 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ____________________________________________________
栏 目 链 接
①②③ 。 (1)属于放热反应的是________
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。
化学中的化学反应与能量
化学中的化学反应与能量化学反应是化学中重要的基本概念之一，涉及到物质之间的转化和能量的转移。
化学反应的进行需要一定的能量进入系统，而反应的结果则会释放或吸收能量。
本文将探讨化学反应与能量之间的关系，并介绍一些与能量相关的重要概念和实例。
一、能量的介绍能量是指物体或系统所拥有的做功能力，是物质运动和相互作用的基本驱动力。
在化学领域中，我们主要关注的能量形式包括热能、电能和化学能。
1. 热能热能是物体内部由于分子和原子的热运动而产生的能量，通常以温度高低来表示。
在化学反应中，热能的增加或减少可以改变反应速率和反应方向。
2. 电能电能是指带电粒子所具有的能量，化学反应中的电能转化可以导致电解反应的进行，例如电池中的化学反应就利用了化学能转化为电能。
3. 化学能化学能是一种特殊的能量形式，储存在物质的化学键中。
化学反应的进行常常伴随着化学键的形成和断裂，从而释放或吸收化学能。
二、化学反应与能量变化化学反应的进行涉及到能量的转移和转化。
根据反应过程中能量的变化情况，我们可以将化学反应分为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系统向外界释放热能的反应。
这种反应常常伴随着温度的升高、物体的变热或者火焰的产生。
例如，燃烧反应是一种典型的放热反应，将燃料与氧气反应释放出大量的热能。
2. 吸热反应吸热反应是指在反应过程中从外界吸收热能的反应。
这种反应常常伴随着温度的降低、物体的变冷或者吸热现象的观察到。
例如，溶解氨氯水的过程是一种吸热反应，溶解过程中会吸收周围的热量。
三、热力学与化学反应为了定量描述化学反应中的能量变化，我们需要使用热力学这个学科的工具和理论。
热力学研究了物质和能量之间的转化关系，包括能量的传递和能量转换。
1. 焓变焓变是指在常压下，物质发生化学反应时吸热或放热的能量变化。
具体地，我们可以表示为反应物和生成物的焓之差，即∆H = H(生成物) - H(反应物)。
焓变的正负值可以判断反应是放热反应还是吸热反应。
高一化学复习专题七
高一化学复习专题七化学反应与能量一、化学能与热能1、化学反应的一大特征：化学反应的过程中总是伴随着能量变化，通常表现为热量变化。
2、化学反应中能量变化的本质原因：旧化学键的断裂和新化学键的形成。
化学反应的实质是反应物中的化学键断裂，重新组合成生成物中新的化学键的过程。
旧键断裂需要吸收能量，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。
旧键的断裂所吸收的总能量小于新键形成所放出的总能量：释放能量的反应旧键的断裂所吸收的总能量小于新键形成所放出的总能量：吸收能量的反应同时化学反应中的能量变化与反应物和生成物所具有的总能量有关。
3、化学反应吸收能量或放出能量的决定因素：反应物和生成物的总能量的相对大小a. 吸热反应：反应物的总能量小于生成物的总能量b. 放热反应：反应物的总能量大于生成物的总能量反应物具有的总能量>生成物具有的总能量反应物具有的总能量<生成物具有的总能量4、常见的放热反应：A. 所有燃烧反应；B. 中和反应；C. 活泼金属跟水或酸反应；D. 大多数化合反应E. 铝热反应；F.物质的缓慢氧化5、常见的吸热反应：A. 大多数分解反应；C.铵盐与碱的反应。
二、化学能与电能1、原电池(1)概念：利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置(2) 工作原理：a. 负极：失电子（化合价升高），发生氧化反应b. 正极：得电子（化合价降低），发生还原反应以铜锌原电池为例：负极（Zn ）：Zn －2e ＝正极（Cu ）：2H ＋＋2e ＝总反应是：Zn+2H +=Zn 2+(3)原电池的构成条件 ①、活泼性不同的两个电极（有两种活泼性不同的金属或金属与非金属导体作电极） ②、电解质溶液③、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液）④、自发的氧化还原反应(本质条件)例、锌铜原电池的正负极可换成哪些物质？保证锌铜原电池原理不变，正负极可换成哪些物质？（ C 、Fe 、Sn 、Pb 、Ag 、Pt 、Au 等） (4)原电池正、负极的判断：a. 负极：电子流出的电极（较活泼的金属），金属化合价升高b. 正极：电子流入的电极（较不活泼的金属、石墨等）：元素化合价降低 (5)金属活泼性的判断： a. 金属活动性顺序表b. 原电池的负极（电子流出的电极，质量减少的电极）的金属更活泼 ；c. 原电池的正极（电子流入的电极，质量不变或增加的电极，冒气泡的电极）为较不活泼金属(6)原电池的电极反应：a. 负极反应：M －ne ＝M n －；b. 正极反应：溶液中的阳离子得电子的还原反应2、原电池的设计：根据电池反应设计原电池：（三部分＋导线） A. 负极为失电子的金属（即化合价升高的物质） B. 正极为比负极不活泼的金属或石墨C. 电解质溶液含有反应中得电子的阳离子（即化合价降低的物质） 3、原电池的应用(1)加快氧化还原反应的速率 (2)比较金属的活泼性原电池的负极（电子流出的电极，质量减少的电极）的金属更活泼；原电池的正极（电子流入的电极，质量不变或增加的电极，冒气泡的电极）为较不活泼金属三、化学能与其它形式能（如光能）得电子 还原反应氧化反应【随堂练习】1.下列关于能量转化的认识不正确的是（ ） A.绿色植物的光合作用是将光能转变为化学能 B.煤燃烧时化学能转变成热能和光能 C.原电池工作时，化学能转变为电能 D.白炽灯工作时，电能全部转变成光能 2．下列说法正确的是（ ）A ．化学反应中的能量变化都表现为的热量的变化B ．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应C ．放热反应在常温下一定很容易发生D ．反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有的总能量的大小 3．已知2H →H 2并放出437.6kJ 的热量，下列说法正确的是 ( )A 、氢气分子内每个氢原子都达到8电子稳定结构B 、氢气分子的能量比氢原子的能量低C 、1molH 2离解成2molH 要放出437.6kJ 热量D 、氢原子的还原性比氢分子的还原性弱4．对比下列几个式子：Cl+Cl →Cl 2（放热247kJ ），O+O →O 2（放热493kJ ）以及N+N →N 2（放热946kJ ）可以得出结论是 ( )A 、在常温下氮气比氧气和氯气稳定B 、氯气、氮气、氧气常温下为气体C 、在常温下氯气比氮气和氧气稳定D 、氯气、氮气、氧气的密度不同5．一种“即食即热型快餐”适合外出旅行时使用。
专题七、化学反应与能量
2SO2 + O2
能 量
5、化学反应热量变化特征 V2O5
高温
2SO3 （正反应放出热量）
断键吸收能量 成键 释放 能量
2SO2+O2
释放 能量
2SO3 反应进程
若正反应放热，则逆反应吸热。
6，常见的和放热反应吸热反应
放热反应 物质与氧气的反应 燃料的燃烧 中和反应 活泼金属与酸、水反应 生石灰和水反应 大部分化合反应 吸热反应 C+CO2、H2O H2+CuO Fe+H2O（g）
H+ SO42－ + H (x)
A
H+ SO42－ + H (√)
Zn
Zn
Cu 现象：锌片上有气泡， 指针不偏转
+
SO42－ + H
H SO42— + H
H+ + SO42－ H (x)
LOGO
原电池构成条件
⑴两个电极 ⑵电解质溶液 ⑶闭合回路
A
正极？负极？
Al Zn
A
Mg
Zn
H2SO4
盐酸溶液
2.在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的原电池装置中，经过一段时
间工作后，下列说法正确的是 A．锌片是正极，铜片上有气泡产生 B．电流方向是从锌片流向铜片 C．溶液中硫酸的物质的量浓度减小 D．电解质溶液的pH保持不变
3.美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电 源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔碳制成，通入的气体 由孔隙中逸出，并在电极表面放电。 (1)a是__极，b是__极．电极反应式分别是_________、_______。 (2)飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供．已知这种电池发1度 电能生成350g水，试计算能量的转化率。 （已知： 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O ⊿H＝－572kJ/mol）
化学反应与能量教材分析PPT课件 人教课标版
（三）部分教学设计建议
第一节 化学能与热能
教学设计Ⅰ
从理论思考教学切入
从复习化学键知识入手→启发学生思考化学反 应中“化学键的破与立”与化学反应中能量变 化的关系→进入理论思考教学→引发学生考虑 化学能与热能相互转化的问题→进入实验探究 教学→提出人类如何利用化学反应产生的热量 问题→进入实际应用教学。
3．充分运用实验研究的方法，引导学生体 验化学变化中的能量变化，探究影响化学反 应速率的因素、探究原电池原理等，培养学 生的探究能力和分析、解决问题的能力。
（二）教学资源建议 1．充分运用好教材上的图片、资料和实验， 以及“思考与交流”、“学与问”、“科 学探究”、“实践活动”、“科学视野”、 “科学史话”等栏目资源。
教学设计Ⅱ
从实验探究教学切入
从一个燃烧实验入手→启发理解物质发生化 学反应时必然伴随能量的变化，而这些能量变化 通常又表现为热量变化→进入实验探究教学→提 出“为什么有的化学反应吸收热量，而有的化学 反应放出热量？” 问题→进入理论思考教学→ 提出人类如何利用化学反应产生的热量问题→进 入实际应用教学。
7．通过具体实例说明提高燃料燃烧效率的方法， 能够举出一些清洁燃料和新型电池，体会提高燃 料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电 池的重要性 。 8．通过实验认识化学反应的速率及影响因素。 9．通过实验认识化学反应的限度，了解化学平衡 的含义，认识化学平衡的特征；知道当一定的外 界条件改变时，有可能发生化学平衡的移动。 10．了解控制反应条件在生产和科学研究中的作 用。
旧教材的教学要求
化学能与电 能的转化关 系
高中教材第 二册
掌握化学电池的化 学原理和结构，要 求上升为规律性的 知识。 掌握金属的电化学 腐蚀。 化学电源的要求基 本相同。
化学化学反应与能量化学能与热能ppt
热能与化学反应的关系
化学反应中的能量变化
04
氧化和还原是两种相反的过程，氧化剂具有氧化性，能够氧化还原剂，使电子从还原剂转移到氧化剂，从而降低自由能变化。
常见的氧化剂包括金属离子、非金属离子和氧化物等，常见的还原剂包括金属、非金属和一些离子等。
氧化还原反应
离子反应是指两种或多种化合物在溶液中相互作用，生成新的离子和新的化合物。
热能
03
热能是指物体或系统内的能量，这种能量可以转化为其他形式的能量，如机械能、电能或化学能等。
热能定义
热能是一种广泛存在的能量形式，具有传递性、扩散性和可转化性。
热能性质
定义与性质
热能来源
热能主要来源于太阳辐射、地球内部的热源以及各种化学反应等。
热能转化
热能可以转化为其他形式的能量，如机械能、电能和化学能等。在日常生活中，许多设备和机器都利用热能进行工作，例如蒸汽机、内燃机和涡轮机等。
01
02
03
热力学第一定律
热力学第一定律是能量守恒定律，它表明在封闭系统中，能量不能被创造或消失，只能转移或转化。
热力学过程
热力学第二定律
热力学第二定律是熵增定律，它表明在自然发生的封闭系统中，过程总是朝着熵增加的方向进行，即系统总是朝着更加混乱的状态发展。
热力学过程的方向
根据热力学第一定律和第二定律，热力学过程的方向由初始状态到最终状态的热力学势能最小化方向。
温度与反应速率
03
电能储存
通过化学反应将电能转化为化学能储存起来，可以在需要时再将其转化为电能，例如电池和燃料电池。
化学能的利用
பைடு நூலகம்
01
燃料
石油、煤炭和天然气等燃料中蕴含着大量的化学能，通过燃烧可以释放出其中的能量。
专题七 化学反应与能量
专题七 化学反应与能量[考纲要求] 1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3.了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的计算。
4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础；了解化学在解决能源危机中的重要作用。
考点一 正确理解反应热的概念1． 理解化学反应热效应的两种角度(1)从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热量的差值，如下图所示a 表示旧化学键断裂吸收的热量；b 表示新化学键形成放出的热量；c 表示反应热。
(2)从宏观的角度说，是反应物自身的能量与生成物的能量差值，在上图中： a 表示活化能；b 表示活化分子结合成生成物所释放的能量；c 表示反应热。
2． 反应热的量化参数——键能反应热与键能的关系反应热：ΔH ＝E 1－E 2或ΔH ＝E 4－E 3，即ΔH 等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。
题组一 反应热概念的理解1． 正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”(1)催化剂能改变反应的焓变 ( )(2012·江苏，4B 改编) (2)催化剂能降低反应的活化能 ( )(2012·江苏，4C 改编) (3)同温同压下，H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH 不同 ( )(2010·山东理综，10D) 2． 下列关于反应热和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 －1，则H 2SO 4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH ＝2×(－57.3)kJ·mol －1B ．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol －1，则2CO 2(g)===2CO(g)＋O 2(g)反应的ΔH ＝＋2×283.0 kJ·mol －1 C ．氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol －1，则电解水的热化学方程式为2H 2O(l)=====电解2H 2(g)＋O 2(g) ΔH ＝＋285.5kJ·mol －1D ．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 失误防范(1)化学反应的焓变只与化学反应的计量系数，物质的聚集状态有关，而与反应条件无关。
【知识精讲】专题7：化学反应与能量变化
专题七化学反应与能量变化（1）考向一反应热与盖斯定律（2）考纲要求1．理解化学反应中的能量变化与化学键变化的关系；2．理解吸热反应、放热反应与反应物及生成物能量的关系；3．了解化学反应中能量变化的实质，知道化学能与热能的转化是化学反应中能量转化的主要形式。
4．认识能源是人类生存和发展的重要基础，知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
5．了解焓变与反应热涵义。
明确ΔH=H（反应产物）－H（反应物）。
6．理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
（3）命题规律依据新课程化学实验的学习目标和学习内容，近几年的主要题型有（1）反应热的计算；（2）比较反应热的大小；（3）反应热与能源的综合考查。
由于能源问题已成为社会热点，因此有关能源的试题将成为今后命题的热点；对于燃烧热和中和热的概念及计算仍将是高考考查的重点，主要在选择题、填充题、实验题中体现，重点考查学生灵活运用知识、接受新知识的能力。
新课标关注能源、提高能量利用效率，今年又是各地降低能耗，走可持续发展的一年，估计与实际相联系节约能源的试题可出现。
新课标明确了焓变与反应热的关系，极有可能出现运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
【例1】【2022年高考海南卷】油酸甘油酯（相对分子质量884）在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6s80O2g=57CO2g52H2Ol已知燃烧1g该化合物释放出热量×104J。
油酸甘油酯的燃烧热△H为（）A．×104J·mol-1B．－×104J·mol-1C．×104J·mol-1D．－×104J·mol-1【答案】D【解析】考点：考查燃烧热及化学反应中的能量【名师点睛】考纲明确要求：了解化学能与热能的相互转化。
了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
根据考纲的这一要求将化学反应中的物质变化和能量变化综合起来考查将成为一种热门的题型，同时注意到由于能源日益匮乏，因此有关燃烧热、中和热、盖斯定律等问题必将成为今后命题的重点。
【精准解析】2021高考化学(江苏专用)一轮试题：专题7 化学能与电能
3.了解常见化学电源的种类及其工作原理
本专题的考题以中等难度的题为主。设题形式通常有选择题和填空题。与本专题有关的选择题主要考查电极
反应式正误判断、正负极和阴阳极判断、电子和电流流向判断以及电极产物判断等;填空题主要考查电极反
应式的书写和电池总反应式的书写、正负极和阴阳极的判断。通常伴随考查氧化还原反应有关知识
②当铁炭混合物中铁的质量分数大于 50%时,随着铁的质量分数的增加,Cu2+和 Pb2+的去除率不升反降,其主要 原因是 。 答案 (7 分)(1)Cr2O72−+14H++6e- 2Cr3++7H2O(2 分) (2)①活性炭对 Cu2+和 Pb2+有吸附作用(2 分) ②铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少(3 分)
已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。 下列说法不正确的是( ) A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面 B.比较 Mg、Al、Zn 三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高 C.Mg-空气电池放电过程的正极反应式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne- 4M(OH)n D.在 Mg-空气电池中,为防止负极区沉积 Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜 答案 C 3.(2019 盐城期中,13)2017 年法国科研人员发明一种新的低能量电解合成 1,2-二氯乙烷的方法,其原理及装 置如下图所示:
考点二 电解原理及应用
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5.(2018 课标Ⅰ,13,6 分)最近我国科学家设计了一种 CO2+H2S 协同转化装置,实现对天然气中 CO2 和 H2S 的高效 去除。示意图如下图所示,其中电极分别为 ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的 ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应 为: ①EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+ ②2EDTA-Fe3++H2S 2H++S+2EDTA-Fe2+
初中化学化学能与能量变化解析
初中化学化学能与能量变化解析化学是研究物质变化与能量变化的科学，而能量在化学变化中起着至关重要的作用。
本文将从化学能的定义、能量守恒定律、热量与焓变化、化学反应的能量变化等方面，对化学能与能量变化进行解析。
1. 化学能的定义化学能是指物质内部或之间由于化学结构而存在的能量，常用单位是焦耳（J）。
化学能可以是物体的内能（分子势能、分子动能）或宏观物质间的相互作用能。
化学能与物质的组成、结构和状态密切相关。
2. 能量守恒定律能量守恒定律是指在一个孤立系统中，能量总量保持不变。
化学反应是一种能量的转化过程，根据能量守恒定律，化学反应前后的能量总量应保持不变。
3. 热量与焓变化在化学反应中，常常伴随着热量的变化。
热量是能量的一种体现形式，可以通过热量变化来研究化学反应的能量变化。
焓（H）是描述物质能量状态的物理量，焓变化（ΔH）表示化学反应过程中反应物到生成物之间焓的变化量。
化学反应放出热量时，称为放热反应，焓变化为负值；吸收热量时，称为吸热反应，焓变化为正值。
4. 化学反应的能量变化化学反应的能量变化可以通过热效应（放热反应或吸热反应）来判断。
在化学反应中，常见的能量变化类型有放热反应、吸热反应、放光反应和吸光反应。
放热反应指的是化学反应伴随着热量的释放，系统的焓下降。
例如燃烧反应，如燃烧木材生成二氧化碳和水，在这个过程中，反应释放出大量热能。
吸热反应指的是化学反应吸收热量，系统的焓增加。
例如溶解氨氯化铵在水中，过程中吸收热量，使溶液降温。
放光反应是指化学反应伴随着光的放出。
例如磷燃烧，其产生的白色光亮。
吸光反应是指化学反应伴随着光的吸收。
例如氧化二氨合铜（Ⅰ）溶液与稀盐酸反应生成三氯化铜溶液，溶液由淡蓝色变为无色。
5. 化学能与实际应用化学能的变化在实际生活中有很多应用。
例如，火药的爆炸和发酵过程都是由于化学反应的能量释放而引起的。
另外，燃料的燃烧过程也是化学能转化为其他形式能量的典型例子。
化学能还广泛应用于化学工业和能源领域。
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考点一正确理解反应热的概念1．理解化学反应热效应的两种角度(1)从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热量的差值，如下图所示a表示旧化学键断裂吸收的热量；b表示新化学键形成放出的热量；c表示反应热。
(2)从宏观的角度说，是反应物自身的能量与生成物的能量差值，在上图中：a表示活化能；b表示活化分子结合成生成物所释放的能量；c表示反应热。
2．反应热的量化参数——键能反应热与键能的关系反应热：ΔH＝E1－E2或ΔH＝E4－E3，即ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。
题组一反应热概念的理解1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”(1)催化剂能改变反应的焓变(×)(2012·江苏，4B改编)(2)催化剂能降低反应的活化能(√)(2012·江苏，4C 改编)(3)同温同压下，H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH 不同(×)(2010·山东理综，10D)2． 下列关于反应热和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 －1，则H 2SO 4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH ＝2×(－57.3) kJ·mol －1B ．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol －1，则2CO 2(g)===2CO(g)＋O 2(g)反应的ΔH ＝＋2×283.0 kJ·mol －1C ．氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol －1，则电解水的热化学方程式为2H 2O(l)=====电解2H 2(g)＋O 2(g)ΔH ＝＋285.5 kJ·mol －1D ．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 B解析 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol 液态H 2O 时的反应热叫作中和热，中和热是以生成1 mol 液态H 2O 为基准的，A 项错误；CO(g)的燃烧热是283.0 kJ· mol －1，则CO(g)＋12O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－283.0 kJ·mol －1，则2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g)ΔH ＝－2×283.0 kJ·mol －1，逆向反应时反应热的数值相等，符号相反，B 项正确；电解2 mol 水吸收的热量和2 mol H 2完全燃烧生成液态水时放出的热量相等，C 项中的ΔH 应为＋571.0 kJ·mol －1；在25 ℃、101 kPa 时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时(水应为液态)所放出的热量是该物质的燃烧热，D 项错误。
失误防范(1)化学反应的焓变只与化学反应的计量系数，物质的聚集状态有关，而与反应条件无关。
(2)燃烧热：在101 kPa 时，1 mol 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 －1。
需注意：①燃烧热是以1 mol 物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写燃烧热的热化学方程式时，一般以燃烧1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数；②燃烧产物必须是稳定的氧化物，如C →CO 2、H 2→H 2O(l)等。
(3)中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol 液态H 2O 时的反应热。
需注意：①稀溶液是指物质溶于大量水中；②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应；③中和反应的实质是H ＋和OH －化合生成H 2O ，即H ＋(aq)＋OH －(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1。
题组二 反应热的变化与图像3． (2012·大纲全国卷，9)反应 A ＋B ―→C(ΔH ＜0)分两步进行：①A ＋B ―→X (ΔH ＞0)，②X ―→C(ΔH ＜0)。
下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是( )答案 D解析 根据反应物和生成物能量的高低来分析、解决问题。
化学反应都伴随能量变化，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。
反应①的ΔH >0，为吸热反应，故可排除A 项和C 项。
反应②的ΔH <0，为放热反应，B 项错误，故选D 。
题组三 反应热与键能4． (2012·重庆理综，12)肼(H 2NNH 2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如下图所示。
已知断裂1 mol 化学键所需的能量(kJ)：N ≡N 为942、O===O 为500、N —N 为154，则断裂1 mol N —H 键所需的能量(kJ)是( )A ．194B ．391C ．516D ．658答案 B解析 由题图可知ΔH 3＝－(ΔH 2－ΔH 1)＝－[－2 752 kJ·mol －1－(－534 kJ·mol －1)]＝ 2 218 kJ·mol －1，断裂1 mol N —H 键所需能量＝(2 218 kJ －500 kJ －154 kJ)×14＝391 kJ 。
5． (2013·重庆理综，6)已知：P 4(g)＋6Cl 2(g)===4PCl 3(g)ΔH ＝a kJ·mol －1P 4(g)＋10Cl 2(g)===4PCl 5(g) ΔH ＝b kJ·mol －1P 4具有正四面体结构，PCl 5中P —Cl 键的键能为c kJ·mol －1，PCl 3中P —Cl 键的键能为1.2c kJ·mol －1下列叙述正确的是( )A ．P —P 键的键能大于P —Cl 键的键能B ．可求Cl 2(g)＋PCl 3(g)===PCl 5(s)的反应热ΔHC ．Cl —Cl 键的键能b －a ＋5.6c 4 kJ·mol －1D ．P —P 键的键能为5a －3b ＋12c 8 kJ·mol －1答案 C解析 A 项，由于氯原子半径小于磷原子半径，所以P —P 键的键能应小于P —Cl 键的键能，错误。
B 项，由于不知PCl 5(g)===PCl 5(s)对应的ΔH ，所以无法根据盖斯定律求得该反应的ΔH ，错误。
C 项，P 4(g)＋10Cl 2(g)===4PCl 5(g) ΔH ＝b kJ·mol －1① P 4(g)＋6Cl 2(g)===4PCl 3(g) ΔH ＝a kJ·mol －1② ①－②得Cl 2(g)＋PCl 3(g)===PCl 5(g) ΔH ＝b －a 4 kJ·mol －1E Cl －Cl ＋3×1.2c kJ·mol －1－5×c kJ·mol －1＝b －a4kJ·mol －1 E Cl －Cl ＝b －a ＋5.6c 4kJ·mol －1，正确。
D 项，根据P 4(g)＋10Cl 2(g)===4PCl 5(g) ΔH ＝b kJ·mol －1得 6E p －p ＋10×b －a ＋5.6c 4 kJ·mol －1－4×5c kJ·mol －1＝b kJ·mol －1E p －p ＝5a ＋12c －3b12kJ·mol －1，错误。
失误防范利用键能计算反应热，其关键是算清物质中化学键的数目。
在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。
原子晶体：1 mol金刚石中含2 mol C—C键，1 mol硅中含2 mol Si—Si键，1 mol SiO2晶体中含4 mol Si—O键；分子晶体：1 mol P4中含有6 mol P—P键，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中，含有12 mol P—O键、4 mol P===O键，1 mol CH3CH3中含有6 mol C—H键和1 mol C—C键。
考点二热化学方程式书写的正误判断1．热化学方程式是表示反应已完成的数量。
由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。
当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
2．掌握热化学方程式书写中的易错点，明确命题者在该知识点考查中的设错方式，有利于我们快速、准确地判断热化学方程式的正误。
(1)故意漏写物质的聚集状态；(2)忽视反应热ΔH的正负号；(3)错写或漏写ΔH的单位；(4)化学计量数与ΔH不相匹配，化学计量数加倍，而ΔH没有加倍等。
3．对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。
如①S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1②S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1③S(s，单斜)===S(s，正交)ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1题组一反应热的概念与热化学方程式1．判断正误，正确的划“√”，错误划“×”(1)甲烷的标准燃烧热为－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 (×)(2010·浙江理综，12A)(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1 367.0 kJ·mol－1(燃烧热) (×)(2009·重庆理综，12A)(3)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝＋57.3 kJ·mol －1(中和热)(×)(2009·重庆理综，12B)(4)25 ℃，101 kPa 时，强酸、强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol －1，则2H ＋(aq)＋SO 2－4(aq)＋Ba 2＋(aq)＋2OH －(aq)===BaSO 4(s)＋2H 2O(l) ΔH ＝－114.6 kJ·mol －1 (×)(2009·四川理综，9A 改编)题组二 反应热与可逆反应2． 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”500 ℃、30 MPa 下，将0.5 mol N 2和1.5 mol H 2置于密闭容器中充分反应生成NH 3(g)，放热19.3 kJ ，其热化学方程式为N 2(g)＋3H 2(g)催化剂500 ℃、30 MPa 2NH 3(g) ΔH ＝－38.6 kJ·mol－1(×)(2010·浙江理综，12B)失误防范(1)对于热化学方程式的正误判断，一般需要注意以下几个方面：①各物质的聚集状态是否符合题目给定的信息；②ΔH 是否和热化学方程式中的化学计量数对应；③ΔH 的符号是否正确；④关于燃烧热和中和热的问题需要紧扣中和热、燃烧热的概念。