2018-2019学年高中化学 期末大串讲 专题06 化学能与热能(知识讲解)(含解析)
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化学能与热能李仕才基础巩固1.下列说法中正确的是( )A.凡是物质的化学变化都伴随着能量的变化B.凡是化学反应就一定放出热量C.凡是放热反应都不用加热就能进行D.凡是吸热反应都需要人为加热解析:凡是物质的化学变化都伴随着能量的变化,A正确;化学反应有的放出热量,有的吸收能量,B错误;很多放热反应往往也要加热才能进行,C错误;也有不少吸热反应不需要加热就能进行,D错误。
答案:A2.(2018年湖南省怀化市高三上期中质量检测)某反应的反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能),下列有关叙述中正确的是( )A.该反应为放热反应B.催化剂能改变该反应的焓变C.催化剂能改变该反应的正反应的活化能而对逆反应的活化能无影响D.上图可表示由KClO3加热制O2反应过程中的能量变化解析:本题考查化学反应中能量变化、催化剂对活化能的影响等知识。
根据图像,反应物总能量小于生成物的总能量,即此反应是吸热反应,故A错误;催化剂降低活化能,对焓变无影响,故B错误;催化剂降低活化能,正反应和逆反应的活化能都降低,故C错误;氯酸钾受热分解是吸热反应,故D正确。
答案:D3.(2018年河南省安阳市一中月考)设N A为阿伏加德罗常数的值,则下列关于C2H2(g)+52O 2(g)===2CO 2(g)+H 2O(l) ΔH =-1 300 kJ·mol -1的说法,正确的是( ) A .有10N A 个电子转移时,吸收1 300 kJ 能量B .有8N A 个碳氧共用电子对生成时,放出1 300 kJ 能量C .有N A 个水分子生成且为液体时,吸收1 300 kJ 能量D .有2N A 个碳氧双键生成时,放出1 300 kJ 能量解析:1 mol C 2H 2反应转移10N A 个电子,应放出1 300 kJ 能量,故A 项错误;1 mol CO 2分子中有4 N A 个碳氧共用电子对,则有8N A 个碳氧共用电子对生成时,放出1 300 kJ 能量,故B 项正确;C 项中,应放出1 300 kJ 能量,故C 项错误;1 mol CO 2中含有2N A 个碳氧双键,生成1 mol CO 2放出12×1 300 kJ 能量,故D 项错误。
高中化学能与热能知识点
高中化学中与能与热能相关的知识点包括:
1. 热力学第一定律:能量守恒定律,能量不会从无中生有,也不会消失。
2. 热力学第二定律:热能无法自动从温度较低的物体传输到温度较高的物体。
3. 焓(enthalpy):表示系统的热力学性质,是内能与压力乘以体积的和。
通常用H 表示。
4. 反应焓变(enthalpy change):化学反应过程中发生的热变化。
ΔH为正时表示吸热反应(放热),ΔH为负时表示放热反应(吸热)。
5. 标准生成焓(standard enthalpy of formation):化学物质在标准状态下,由原始元素组成1摩尔该物质释放出的热量。
6. 熵(entropy):表示系统的无序程度,通常用S表示。
熵的增加表示体系的无序性增加。
7. 标准反应焓变(standard enthalpy change):在标准状态下,反应物转化为生成物所发生的焓变化。
8. 活化能(activation energy):反应物发生反应所需要克服的能垒。
9. 热化学方程式:化学方程式中带有ΔH的表示热反应的方程式。
10. 热平衡:指系统中热能的输入与输出达到平衡状态,热能的传递达到一个稳定状态。
以上是高中化学中与能与热能相关的一些知识点,希望对你有帮助。
盘点高一化学下册化学能与热能知识点化学能与热能
1、在任何的化学反响中总伴有能量的变化。
缘由:当物质发作化学反响时,断开反响物中的化学键要吸收能量,而构成生成物中的化学键要放出能量。
化学键的断裂和构成是化学反响中能质变化的主要缘由。
一个确定的化学反响在发作进程中是吸收能量还是放出能量,决议于反响物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
E反响物总能量E生成物总能量,为放热反应。
E反响物总能量
2、罕见的放热反响和吸热反响
罕见的放热反响:①一切的熄灭与缓慢氧化。
②酸碱中和反响。
③金属与酸、水反响制氢气。
④大少数化合反响(特殊:C+CO2 2CO是吸热反响)。
罕见的吸热反响:①以C、H2、CO为恢复剂的氧化恢复反响如:C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)。
②铵盐和碱的反响如
Ba(OH)2?8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O
③大少数分解反响如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。
[练习]1、以下反响中,即属于氧化恢复反响同时又是吸热反响的是( B )
A.Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl反响
B.灼热的炭与CO2反响
C.铝与稀盐酸
D.H2与O2的熄灭反响
2、反响X+Y=M+N为放热反响,对该反响的以下说法中正确的选项是( C )
A. X的能量一定高于M
B. Y的能量一定高于N
C. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D. 因该反响为放热反响,故不用加热就可发作
小编为大家提供的清点2021高一化学下册化学能与热能知识点,大家细心阅读了吗?最后祝同窗们学习提高。
高中化学能与热能知识点化学学科中,能及热是一种重要的概念。
它们之间密切相关,通过热反应,化学能量可以转化为其他形式的能量。
这对于高中化学学科而言,是不可或缺的知识点。
在本文中,我们将会深入探讨化学能及热能的概念以及其相互关系。
能的概念在化学学科中,能可以被定义为任何能够产生或者执行工作或者运动的能力。
这些能力可以在物理、化学或者生物等层面上存在。
而对于化学层面上的能,则被称为“化学能”。
化学能的概念化学能是指一种和化学反应相关的物理量,用它来度量任何化学反应中所包含的能量。
这种能可以是化学键中储存的势能、化学反应中吸放出的能量、或者是电子、原子或者分子的平动、转动、振动能量等。
在化学中,通常使用焓变(ΔH)来表示化学反应所涉及到的能量变化。
热能的概念热能指的是物质的温度和热量的总和,它的大小取决于物质的种类、质量、温度、压力和相对湿度等因素。
在化学反应中,热能可以被看作是一种表现形式,因为在化学反应中,化学能一定会受到热的影响并发生变化。
能与热的转化在化学反应过程中,能可以被转化为热。
这种能量的转化可以包括但不限于热能、电能、光能、或是其他类型的能。
在热能转化中,通常使用焓变(ΔH)来表示能量的变化。
焓的定义焓是热力学中的一个基本物理量,它被定义为在恒温、恒压下的系统的总能量。
在热化学反应中,通过计算解放或消耗的焓变量,可以了解反应的热效应和反应速率等信息,以进一步了解反应的特性。
焓变的计算在化学反应中,焓变可以通过物质的热能变化以及物质内部的重组来计算。
例如在化学反应中,如果反应产生了热量,则焓变数值为负数,反之则为正数。
在计算出化学反应的焓变后,我们就可以了解这个反应的特性和热效应,以帮助我们更好地理解化学反应的机制。
结束语总之,在高中化学学科中,能及热是很重要的知识点。
了解化学能及热能的概念以及如何计算它们之间的转化,能够帮助学生更好地深入了解化学反应的过程与机制,同时也能够为之后的学习和研究奠定基础。
化学能与热能1.知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。
2.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。
3.了解能量转化在生产、生活中的应用。
1.化学反应的实质:化学反应的过程,就是旧化学键断裂,新化学键形成的过程。
2.化学反应中能量变化的原因: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,二者的差值构成化学反应中的能量变化。
3.决定化学反应中能量变化的因素:化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
4.化学反应中的能量变化:通常表现为热量的变化,酸与碱的中和反应是放热反应,反应后总能量降低。
5.吸热反应和放热反应:放出能量的化学反应为放热反应,吸收能量的化学反应为吸热反应。
6.中和热:在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1_mol水时所释放出的热量。
[新知探究]1.化学反应中的能量变化的原因(微观角度)Q(吸)>Q(放):反应吸收能量。
Q(吸)<Q(放):反应释放能量。
2.化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度)物质内部含有化学键,因而物质内部储存有化学能。
不同物质由于组成、结构不同,因而所包含的化学能不同。
化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,取决于反应物和生成物总能量的相对大小。
如图所示:反应物总能量<生成物总能量,反应吸收能量;反应物总能量>生成物总能量,反应放出能量。
[问题讨论]1.断裂1 mol CH键要吸收415 kJ能量,形成1 mol CH键要释放415 kJ能量,1 mol CH4中含有4 mol CH键,断开 1 mol CH4中含有的CH键,要吸收 1 660 kJ 能量。
化学键的断裂与形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。
2.根据如图所示的数据,你能否计算出氢气和氯气反应的能量变化?提示:1 mol H 2中含有1 mol H -H 键,断开1 mol H -H 键吸收436 kJ 能量。
化学能与热能【学习目标】1、初步理解物质的化学变化、化学键变化和能量变化之间的关系,掌握物质的化学变化和能量变化的实质;2、了解放热反应、吸热反应的含义,了解化学反应在提供热能方面的重要作用;3、认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性,培养节约能源及保护环境意识。
【要点梳理】要点一、化学键与化学反应中能量变化的关系1、化学反应的实质化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程,也就是反应物分子中化学键断裂和生成物分子中化学键形成的过程。
2、化学反应中能量变化的原因(1)断开化学键吸收能量例:1molH2中含有1molH—H 键,常温常压下断开1molH—H 键,需要吸收436kJ 的热量。
(2)形成化学键放出能量由2molH 原子生成1molH2,有1molH—H 键生成,生成过程中向外界释放436kJ 的热量。
要点诠释:形成1molH—H 键释放的能量与断开1molH—H 键吸收的能量相等。
(3)化学键与化学反应中能量变化的关系当E1>E2,反应吸收热量;当E1<E2,反应放出热量。
要点诠释:任何化学反应都要经历旧化学键断裂和新化学键形成的过程,因此,任何化学反应都伴随着能量的变化。
在化学反应中,从反应物分子改变为生成物分子,各原子内部并没有多少变化,但原子间的结合方式发生了改变。
在这个过程中,反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏,生成物分子中的新化学键形成了,在破坏旧化学键时,需要能量来克服原子间的相互作用,在形成新化学键时,由于原子间的相互作用而放出能量。
因此说化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
3、决定化学反应中能量变化的因素及反应能量变化的判定化学反应在发生过程中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。
如下图所示:反应物的总能量<生成物的总能量,反应吸收能量(图1);反应物的总能量>生成物的总能量,反应放出能量(图2)。
专题06 化学能与热能知识网络重难突破一、化学反应中能量变化的原因1、化学反应的本质是原子(或原子团)的重新组合,即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。
2、物质中的原子之间是通过化学键结合的。
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。
3、在25 ℃和101 kPa的条件下,由原子形成1 mol化学键时所放出的能量,与断开1 mol相同化学键所吸收的能量是相等的。
4、利用化学键的能量变化计算化学反应中的能量变化典例1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】化学反应的本质特征是一定有新物质生成。
化学反应是吸热还是放热,取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小,或旧键断裂吸收能量与新键形成放出能量的相对大小。
典例2已知1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121 kJ ,且氧气中1 mol O==O 键完全断裂时需要吸收能量496 kJ ,水蒸气中1 mol H —O 键形成时放出能量463 kJ ,则氢气中1 mol H —H 键断裂时吸收的能量为( )A.920 kJB.557 kJC.436 kJD.188 kJ【答案】C【解析】由1 g H 2完全燃烧生成水蒸气时放出能量121 kJ 可知:2 g H 2(即含1 mol H —H 键)完全燃烧生成水蒸气时放出的能量为121 kJ×2=242 kJ 。
由化学方程式H 2(g)+12O 2(g)=====点燃H 2O(g)可设1 mol H —H键断裂吸收的能量为Q ,则:Q +12×496 kJ-2×463 kJ=-242 kJ ,Q =436 kJ 。
二、化学反应过程中能量变化图示1.各种物质都储存有化学能,不同的物质所储存的化学能不同。
化学反应中,物质发生了变化,化学能也随之而改变,化学反应过程中吸收或放出能量可用下图形象地表示:2.物质具有的能量越低,断开其中的化学键需要的能量越多,该物质越稳定;物质具有的能量越高,断开其中的化学键需要的能量越少,该物质越不稳定。
典例3下列说法正确的是( ) A.任何化学反应都伴随着能量的变化B.H 2O(g)===H 2O(l)该过程放出大量的热,所以该过程是化学变化C.化学反应中能量的变化都表现为热量的变化D.对于如图所示的过程,是吸收能量的过程【答案】A【解析】任何化学反应都有能量的变化,但有能量变化的过程不一定是化学变化,如物质的三态变化,虽然存在能量变化,但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成,故不是化学变化,所以A项正确,B 项错误;化学反应中能量变化的形式有多种,除热能外,还有光能、电能等,C项错误;由图像知,该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量,故该过程中放出了能量,D项错误。
典例4下列图示变化为吸热反应的是( )【答案】A【解析】A项中生成物的总能量高于反应物的总能量,只能通过吸收能量才能实现;B项则恰好相反;C项中浓硫酸溶于水放出热量,但此过程是物理变化,没有发生化学反应;D项是放热反应。
三、放热反应和吸热反应1、化学反应中的能量变化有多种形式,但通常主要表现为热量的变化。
因此化学反应分为两类:放热反应和吸热反应。
请填写下表:类型比较放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应成因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量图示与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量2、常见的放热、吸热反应: ①常见的放热反应有 a 燃烧反应 b 酸碱中和反应c 活泼金属与水或酸的反应d 大多数化合反应 ② 常见的吸热反应有:a 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合发生反应b CO 2+C = 2COc 大多数的分解反应典例5下列说法正确的是( )①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 ②放热反应在常温下一定很容易发生 ③反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 ④有的放热反应加热到一定温度引发后,停止加热反应也能继续进行A.只有③④B.只有①②C.①②③④D.②③④【答案】A【解析】加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铜在氯气中燃烧;放热反应在常温下不一定容易发生,如N 2与H 2合成NH 3;反应是放热还是吸热取决于反应物、生成物所具有的总能量的相对大小;需要加热才能发生的放热反应,如果反应放出的热量达到反应所需要的热量,停止加热反应也能继续进行,如Fe +S=====△FeS 。
典例6将盛有NH 4HCO 3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。
然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。
下列说法正确的是( )A.NH 4HCO 3和盐酸的反应是放热反应B.该反应中,热能转化为产物内部的能量C.反应物的总能量高于生成物的总能量D.NH 4HCO 3的能量一定低于NH 4Cl 的能量 【答案】B【解析】醋酸逐渐凝固,说明NH 4HCO 3与盐酸反应使醋酸的温度降低,因此该反应为吸热反应,A 错误;吸热反应中反应物吸收能量,吸收的能量转化为生成物内部的能量储存在生成物中,B 正确;由于NH 4HCO 3和盐酸的反应是吸热反应,故反应物的总能量低于生成物的总能量,C 错误;NH 4HCO 3粉末与盐酸的反应是吸热反应,是各反应物的总能量低于各生成物的总能量,而NH 4HCO 3仅是两种反应物之一、NH 4Cl 仅是三种生成物之一,故无法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的结论,D错误。
四、化学能与热能相互转化的应用1.化学能与热能的相互转化在生活、生产中的应用化学物质中的化学能通过化学反应转化成热能,提供了人类生存和发展所需要的能量和动力,如化石燃料的燃烧、炸药开山、发射火箭等;而热能转化为化学能是人们进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径,如高温冶炼金属、分解化合物等。
2.生物体中的能量转化及利用能源物质在人体中氧化分解生成CO2和H2O,产生的能量一部分以热量的形式散失;另一部分作为可转移能量在人体内利用(如合成代谢)。
3.人类利用能源的三个阶段:柴草时期、化石能源时期和多能源结构时期。
可再生能源和清洁能源是两类重要的新能源,主要有太阳能、氢能、核能、生物质能等。
典例7有专家指出,如果利用太阳能使燃烧产物如CO2、H2O、N2等重新组合,那么,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。
观察下面图示,判断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.生物质能D.电能【答案】B【解析】理解图示的转化关系便可顺利解题。
关键信息是利用太阳能使CO2、H2O、N2等重新组合,根据图示可知燃料燃烧后转化为燃烧产物并放出热量,燃烧产物又结合太阳能转化为燃料,如此循环可知太阳能最终转化为热能。
故选B。
典例8能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率。
(1)氢气在燃烧时,放出大量热量,说明该反应是热反应,这是由于反应物的总能量(填“大于”“小于”或“等于”,下同)生成物的总能量;从化学反应的本质角度来看,是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量形成生成物中的化学键放出的总能量。
(2)氢气被公认为是21世纪代替矿物燃料的理想能源,2 g 氢气燃烧时放出286 kJ热量,而每千克汽油燃烧放出的热量为46 000 kJ。
试据此分析氢气作为能源代替汽油的优势:。
【答案】(1)放大于小于(2)清洁能源,燃烧后无污染环境的物质生成;单位质量放出的热量多【解析】(1)燃烧反应都是放热反应,所以氢气的燃烧反应是放热反应,根据能量守恒定律,放热反应是反应物的总能量大于生成物的总能量;化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,放热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成生成物中的化学键放出的总能量。
(2)2 g氢气燃烧时放出286 kJ热量,所以1 000 g氢气燃烧放出143 000 kJ的热量,约是每千克汽油燃烧放出热量的3倍,且氢气燃烧的产物是水,对环境无污染。
课后练习:1、已知反应X+Y===M+N为吸热反应,下列说法正确的是( )A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的B.该反应一定要加热,反应才能进行C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中的化学键所放出的能量D.X和Y的总能量低于M和N的总能量【答案】D【解析】由该反应为吸热反应可知,反应物的总能量小于生成物的总能量,即X和Y的总能量低于M 和N的总能量。
吸热反应不一定需要加热反应才能进行,如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应,常温下就可以发生。
破坏化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量时,为放热反应。
故A、B、C错误,D正确。
2、下列说法正确的是( )A.物质发生化学反应时都伴随着能量变化B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化C.在一个确定的化学反应体系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定相同D.在一个确定的化学反应体系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量【答案】A【解析】物质发生化学反应时都伴随着能量变化,伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化,如物质发生核变(如原子弹的爆炸)时也伴有能量变化。
在一个确定的化学反应体系中,反应物的总能量(设为x)与生成物的总能量(设为y)之间的关系:①x>y,化学反应为放热反应;②x<y,化学反应为吸热反应。
3、已知反应A2+B2===2AB,破坏1 mol A2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol B2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol AB中的化学键释放的能量为Q3 kJ,则下列说法正确的是( )A.若A2和B2的总能量之和大于生成的AB的总能量,则反应放热B.若A2和B2的总能量之和小于生成的AB的总能量,则反应放热C.若该反应放出能量,则Q1+Q2>Q3D.若该反应吸收能量,则Q1+Q2<Q3【答案】A【解析】若反应物总能量之和大于生成物总能量之和,则反应放热,反之,反应吸热。
若破坏反应物化学键消耗的能量小于形成生成物化学键释放的能量,则反应放热,反之,反应吸热。
4、已知化学反应2C(s)+O 2(g)=====点燃2CO(g)、2CO(g)+O 2(g)=====点燃2CO 2(g)都是放热反应。