第一节化学反应与能量的变化
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第一章化学反应与能量一、化学键与化学反应中能量变化的关系(教材1页、教辅4~5页)1、化学反应的本质化学反应的特征是有新物质的生成,涉及到反应物的化学键断裂,生成物的化学键的形成,而化学键的断裂要吸收能量,化学键的生成要放出能量,使得化学反应中就有了能量的变化。
物质中的原子之间是通过化学键相结合的(有效碰撞)2、化学反应中能量变化的原因在相同条件下,各物质的能量不相同;能量不能再生,也不会消失,只发生形式的转化或传递物质具有的能量越低越稳定,参加化学反应时,化学键断裂就需要吸收更多的能量;反之,物质具有的能量越高越不稳定,参加化学反应时,化学键断裂需要吸收的能量低。
(物质具有的能量大小与化学键的能量大小刚好相反)物质所具有的能量与物质的状态有关:固体(s)、液体(l)、气体(g)、溶液(aq)某种物质从固体转变为液体、再转变为气体是需要吸收能量的,因此对于同种物质,气体所具有的能量最高,固体最低。
在说一个反应的能量变化时,一定要说明物质(反应物和生成物)的状态。
3、化学反应中能量变化形式化学反应都有新物质的生成,同时伴有能量变化;能量变化可表现为热能、光能、电能、声能、功等,通常表现为热能的变化二、常见的放热反应和吸热反应类型㈠、放热反应1、定义:放出热量的化学反应2、能量变化:E反应物的总能量>E生成物的总能量3、类型:①酸碱中和反应②可燃物的燃烧反应(所有的燃烧反应)③金属单质与酸的反应④绝大部分化合反应⑤铝热反应类型⑥炸药的爆炸,如NH4NO3、TNT(三硝基甲苯)等的爆炸⑦氧化钙溶于水、强调:①固体氢氧化钠等溶于水通常理解为物理变化(生成水合离子时放热)②浓H 2SO 4溶于水是一个有争议的问题: 9H 2SO 4·SO 3(生成水合离子时放热)SO 3+H 2O=H 2SO 4是化学变化,但溶液中的溶质主要是H 2SO 4,做题时揣摩题意㈡、吸热反应:1、定义:吸收热量的化学反应2、能量变化:E 反应物的总能量< E 生成物的总能量3、类型: ①铵盐与强碱的反应 NH 4Cl +Ca(OH)2、 NH 4Cl +Ba(OH)2·8H 2O②C 和CO 2的反应,C 与H 2O 在高温下反应,N 2与O 2在放电条件下反应③加热分解的反应(绝大部分分解反应),如KClO 3、KMnO 4、H 2O 2④盐的水解(实质是酸碱中和的逆反应)⑤ H 2+CuO强调:①铵盐溶于水(CH 3COONH 4溶于水)②弱电解质的电离:通常认为电离过程只有化学键的断裂,没有化学键的生成,故不认为是―反应‖三、焓变 反应热 在化学反应过程中同时存在着物质变化和能量的变化,而且二者均符合守恒定律(质量守恒定律、能量守恒定律)在化学反应中,能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,二者密不可分,但以物质为主。
第一章 第一节 化学反应与能量的变化一、焓变 反应热焓变(∆H )指生成物与反应物的焓值差,它是恒压条件下化学反应的反应热,它决定了某一化学反应吸热或放出的热量。
∆H=E 生-E 反∆H 的单位常用KJ/mol ,式中的:“mol -1”不能理解为每摩尔反应物或生成物,可理解为“每摩尔反应”。
例:反应2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O (l ) ∆H=-571.6kJ/mol是指每摩尔反应——“2 mol H 2(g)与1 mol O 2(g)反应生成2 mol H 2O (l )”的焓变。
★反应热的应用⑴某物质内部的能量越低(该物质的键能越大),则该物质越稳定;反之,亦然,这是自然界的一条普遍规律。
根据反应热的大小可比较物质内部能量的高低和物质的稳定性。
⑵应用反应热大小可以判断金属、非金属的活泼性、状态及反应程度等。
金属原子失去电子时,会吸收能量,吸热越少,金属越活泼;非金属原子得到电子时,会放出能量,放热越多,非金属越活泼。
二、焓变(或反应热)与键能和物质能量的关系1、焓变与键能的关系当反应物分子间的化学键断裂时,需要吸收能量;当原子重新结合成生成物分子,即新建形成时,又要释放能量。
化学键断裂和形成时化学反应中能量变化的主要原因。
(如下图)吸收能量E 1↓ E 1> E 2 反应吸收能量 0H >∆反应物−−−−→−−−−−→−新化学键形成旧化学键断裂生成物 E 1< E 2 反应放出能量 0H <∆↓放出能量E 2⑴由键能求焓变的公式:H ∆=反应物的键能总和-生成物的键能总和⑵生成物分子化学键形成释放的总能量比反应物分子化学键断裂吸收的总能量大,为放热反应。
因反应后放出热量而使反应本身的能量降低,故规定放热反应的H ∆为“-”。
如:H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g) ∆H=-183 kJ/mol 对于吸热反应,由于反应通过加热、光照等吸收能量,使反应体系的能量升高。
知识点总结化学反应与能量变化第1课时化学反应与热能燃料燃烧释放的热量知识点1、化学反应中能量变化的主要形式:①化学能与热能主要为燃料通过燃烧将化学能转化为热能②化学能与电能通过原电池、电解池装置③化学能与光能2、化学变化中能量变化与化学键的关系:成键释放能量,断键吸收能量。
3、化学反应中的能量变化规律:化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。
化学反应一般是以热量和功的形式跟外界环境进行能量交换的,而其中多以热量的形式进行能量交换。
(1)化学反应的特征是有新物质生成,生成物与反应物所具有的总能量不同。
(2)任何化学反应除遵循质量守恒外,同样也都遵循能量守恒。
(3)反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应或吸热反应。
4、物质稳定性和键能的关系物质的键能越大稳定性越强,具有的能量越低。
5、化学反应中能量变化与反应物和生成物总能量的关系图示,常见图示如下6、吸热反应、放热反应7、不同燃料燃烧时放出的热量不同,即使是同一燃料状态不同,释放的热量也不同,燃料燃烧是产生热量主要来源,其他的化学反应也会伴随热量变化。
8、化石燃料燃烧存在的问题和解决方法(1)问题:不可再生、排放粉尘、SO2、NO X、CO等大气污染物。
(2)解决方法:节能充分有效的利用能源:例如改进锅炉和燃料空气的比、清理积灰、使用节能灯、改进电动机的材料和结构、钢铁厂余热的利用等寻找新能源:太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能。
练习题1、下列说法正确的是()A.需加热才能发生的反应一定是吸热反应B.放热的反应在常温下一定易进行C.反应是放热还是吸热由反应物和生成物所具有的能量的相对大小决定D.吸热反应在一定条件下也进行2、已知反应:X+YM+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是( )A.X的能量一定高于MB.Y的能量一定高于NC.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D.因为该反应为放热反应,故不必加热反应就可发生3、有人预言:H2是2l世纪最理想的能源,其根据不正确的是()A.生产H2的原料来源广阔B.在等质量的可燃气体中,H2燃烧时放出的热量多C.H2易液化,携带方便D.燃烧时无污染4、下列燃料中,不属于化石燃料的是()A.汽油B.煤C.天然气D.氢气5、下列有关“燃烧”的叙述不正确的是()A.燃烧是发光、发热的化学反应B.燃烧必须有O2参加C.燃烧一定有H2O生成D.燃烧一定是氧化还原反应6若石油井着火。