能量.docx

1、4.2 化学变化中的能量变化化学变化中的能量变化 知识要点知识要点 一、化学反应中的热效应一、化学反应中的热效应 1 知道反应热的概念 反应热是指在化学反应过程中放出或吸收的热量，单位为 kJ/mol。 二、热化学方程式二、热化学方程式 1、理解热化学方程式的意义和书写 （1）定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。它不仅表明 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）热化学方程式的书写 根据已知条件正确书写相应的化学方程式 要注明反应物和生成物的聚集状态或晶型。常用 s、l 和 g 分别表示固体、液体和气体。 根据方程式中反应物的系数及相关条件，

2、计算出相关的反应热， 在方程式的右端注明热量 的数值、单位和符号，放出热量用“+”号，吸收热量用“-”号。 热化学方程式各物质前的化学计量数只表示物质的量， 因此它可以是整数， 也可以是分数， 所以对同一反应来说，化学计量数不同，其反应热也不同。 2、化学反应的热效应和键能的关系 在化学反应中，从反应物微粒改变为生成物微粒，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，反应物微粒中的化学键部分或全部遭到破坏， 生成物微粒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， 化学反应的热效应来源于反应

3、过程 中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化。 化学键键能的大小可粗略计算化学反应的热 效应。化学反应的热效应 Q生成物的键能总和反应物的键能总和。 化学反应中能量变化与反应的放、吸热关系如下： 反应物的总能量生成物的总能量，化学反应放出能量 反应物的总能量生成物的总能量，化学反应吸收能量 化学反应的热效应 Q反应物的总能量生成物的总能量。 化学变化的过程还伴随着化学能与其他能量的相互转化， 这种变化， 通常表现为热量的 变化吸热或放热。例如：中和反应是放热反应，H2与 Cl2的反应也是放热反应。常见的 吸热反应如氯化铵与八水合氢氧化钡的反应为吸热反应，大多数分解反应为吸热反应。 三、燃料的

4、充分利用三、燃料的充分利用 1燃料：燃料通常包括煤、石油、天然气等，常称为化石燃料，属非再生能源。 2家庭气体燃料 城市居民用气，最先发展的是管道煤气，然后用液化气作为补充，近几年发展起来的则是 天然气。 管道煤气的可燃成分是氢气、 一氧化碳和甲烷， 分别约占 48%50%， 10%15%和 13%18%。 这三种气体燃烧时放出的热量是不一样的，见下表。 H2 CO CH4 燃烧热（kJ/mol） 285.5 282.5 889.5 液化气又叫液化石油气，主要成分和燃烧热见下表。 名称 丙烷 丙烯 丁烷 丁烯 化学式 C3H8 C3H6 C4H10 C4H8 体积分数 7% 28% 23% 4

5、2% 燃烧热 （kJ/mol） 2247 2126 2996 2720 液化气中各组分沸点较低，用蒸馏的方法很容易从石油分馏气、裂化气中分离出来，经降 温加压转化为液态，贮存于钢瓶中，供煤气管道还未接通的地区或农村、山区使用。 天然气的主要成分是甲烷，还有少量的其他气态烃。天然气直接产自油气田，开采后经脱 硫、脱水等，即可用做家庭燃气。 3燃料的充分利用 （1）燃料的充分利用需要考虑两点：一是燃料的充分燃烧；二是热能的充分利用。 （2）燃料充分燃烧的条件：一是燃烧时要有足够多的空气，按反应比例混合；二是燃料与 空气要有足够大的接触面积，常见方法有：固体碎化、液体雾化。 4.新能源的开发措施主要

6、有两个方面： (1) 调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比例，节约油气资源； (2) 加快开发水电、核电和新能源。其中最有希望的是太阳能、燃料电池、风能和氢能、核 能。 四、铜四、铜-锌原电池及其原理锌原电池及其原理 1、原电池形成的条件 （1） 有闭合的回路 （2） 有金属活动性不同的金属或金属与非金属做两个电极 （3） 电解质溶液 。 2、原电池的原理是较活泼的金属失去电子被腐蚀发生氧化反应，不活泼的金属发生还原反 应。原电池负极的判断方法，金属活泼性强是负极。 3、铜锌原电池中锌是负极，铜是正极。 电极反应方程式：负极 Zn2e-Zn2+ 正极 2H+2e-H2 。 电池反应方程

7、式：Zn+2H+Zn2+H2 。 4、原电池正、负极的判断 1、从电极材料判断：一般较活泼金属为负极或金属为负极非金属为正极。 2、从电子的流动方向判断 ：电子从负极流出 3、从电流方向判断：电流从正极流向负极 4、根据电解质溶液内离子的移动方向判断： 阳离子移向正极，阴离子移向负极 5、根据实验现象判断：溶解的一极为负极 增重或有气泡一极为正极 反应 原理 电极 判断 负极 正极 电极反应 Zn - 2e Zn2+ 2H+ + 2e H2 本质 失去电子 得到电子 发生反应 氧化反应 还原反应 电子流向 流出 流入 电流流向 流入 流出 电极材料 较活泼的金属（Zn） 较不活泼的金属（Cu）

8、或石墨 反应现象 质量减轻（被腐蚀） 产生气体 例题解析例题解析 例 1. 在同温同压下，下列各组热化学方程式中，Q2Q1的是（ ） A2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) + Q1 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) + Q2 BS(g) + O2(g) SO2(g) + Q1 S(s) + O2(g) SO2(g) + Q2 CC(s) + 2 1O2(g) CO(g) + Q1 H+ Zn-2eZn2+ SO42- Zn： 负极 Cu： 正极 电解质溶液 e 沿导线传递，产生电流 2H+2eH2 C(s) + O2(g) CO2(g) + Q2 DH2(g) + Cl2

9、(g) 2HCl(g) + Q1 2 1 H2(g) + 2 1Cl2(g) 2HCl(g) + Q2 例 2 .下列叙述正确的是（ ） A反应热是指反应过程中放出的热量 B化学反应过程中总伴随着能量的变化，因此也一定有放热或吸热现象 C反应热的大小与反应物的物质的量无关 D反应热数值是反应物能量的总和与生成物能量总和的差值 例 3. 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反应 C 反应物和生成物所具有的总能量决定了是放热还是吸热 D 吸热反应在一定条件下（如常温、加热等）也能发生反应 例 4 燃烧 1g CH4生成液态水和二氧

10、化碳，放出 55.6kJ 热量，写出它的热化学方程式 例 5 下列对热化学方程式 2 1 H2(g) + 2 1 I2(g) HI(g) + 26 kJ 的叙述中，正确的是（ ） A1mol 氢气和 1mol 碘蒸气完全反应需要吸收 26kJ 的热量 B1 个氢分子和 1 个碘分子完全反应需要吸收 52kJ 的热量 C1mol H2(g)与 1mol I2(g)完全反应生成 2mol 的 HI 气体将放出 52kJ 的热量 D1mol H2(g)与 1mol I2(g)完全反应放出 26kJ 的热量 巩固练习巩固练习 一、选择题一、选择题 1 “H + H H2 + 437.6kJ”这个式子说

11、明（ ） 。 A1mol 氢分子离解成 2mol 氢原子要吸收 437.6kJ 能量 B氢分子比氢原子能量低 C氢原子比氢分子稳定 D2mol 氢原子结合成 1mol 氢分子要吸收 437.6kJ 能量 2一定量的无水酒精（C2H6O）完全燃烧时放出的热量为 Q，它所生成的 CO2用过量饱和 石灰水完全吸收可得 100gCaCO3沉淀，则完全燃烧 46g 无水酒精时放出的热量是（ ） A0.5Q B1Q C2Q D5Q 3. 在一定条件下，CO 和 CH4燃烧的热化学方程式分别为： 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)+566kJ CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)+

12、890kJ 由 1mol CO 和 3mol CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧，放出热量为（ ） A2912kJ B2953kJ C3236kJ D3867kJ 4 已知两个热化学方程式： C(s)+O2(g)CO2(g)+393.5kJ； 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)+483.6kJ。 现有 0.2mol 的炭粉和氢气组成的悬浮气-固态混合物在氧气中完全燃烧，共放出 63.53kJ 热 量，则炭粉与氢气的物质的量之比为（ ） 。 A1:1 B1:2 C2:3 D3:2 5质量守恒和能量守恒是两个重要定律。 已知下列两个热化学方程式：Mg(s)+ 2 1 O2(g)MgO(s

13、)+Q1；2Hg(l)+O2(g) 2HgO(s)+Q2 反应 Mg(s)+HgO(s)Hg(l)+ MgO(s)+Q3；则其中 Q3的值应该是（ ） 。 AQ2Q1 BQ2Q1 CQ10.5Q2 D2 Q1Q2 6在相同的温度下，有下列三个热化学方程式： 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)+Q1 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)+Q2 H2(g)+ 2 1O2(g)H2O(g)+Q3 则 Q1、Q2、Q3的大小关系是（ ） 。 AQ1Q2Q3 B2Q3Q2Q1 CQ3Q1Q2 D2Q3Q1Q2 7.现有 CO、H2和 CO2组成的混合气体 116.8L（标准状况） ，经完全燃烧后恢

14、复到原来条件， 放出的总热量为 867.97kJ，并生成 18g 液态水。已知： 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)+571.6kJ CO(g)+(1/2)O2(g) CO2(g)+282.8kJ 则燃烧前混合气体中 CO 的体积分数最接近于（ ） A80% B6% C40% D20% 8燃料充分燃烧的条件是（ ） A达到着火点 B有足够的空气 C有氧气参加 D与空气有足够的接触面 9燃料不充分燃烧将会产生大量污染气体，该气体的重要成分是（ ） ACO2 BCO CSO2 DNO2 10. 最近上海市的大街上出现了环保型出租车，该车型采用 PLG汽油的双燃料系统，其尾 气中有害气体成分较

15、普通车型下降了 80%左右， 减轻了因汽车尾气排放给城市环境造成的污 染问题。下列物质中，不属于有害气体的是（ ） 。 A. CO2和 H2O B. NO2和 NO C. CO 和 SO2 D.炭粒和含铅化合物 11我国在已探明的化石能源资源总量中，煤炭占 90%以上，然而，煤炭资源的大量利用会 对环境造成严重污染，因此，洁净煤这一绿色化学技术方兴未艾。下列措施不属于洁净煤技 术的是（ ） A溶剂萃取脱硫法 B煤的气化（产物主要为 CO 和 H2） C煤的加氢液化 D煤的直接燃烧 12下列关于燃料充分燃烧的说法中，不正确的是（ ） A空气过量 B固体燃料块尽量粉碎 C液体燃料燃烧时可以雾状喷出

16、 D氢气气体的热值其实不高 1 13 3. 若测得盐酸和氢氧化钠溶液反生成 18g 水时放出的热量为 Q， 则下列各反应在溶液中生 成 18g 水时，放出的热量也为 Q 的是( ) 醋酸和氢氧化钠溶液；氨水和盐酸；氢氧化钾溶液和硝酸 A. B. C. D. 14、下列能将化学能转化为电能的装置是 15、关于如右图所示装置的叙述，正确的是 A铜是阳极，铜片上有气泡产生 B铜片质量逐渐减少 C电流从锌片经导线流向铜片 D氢离子在铜片表面被还原 16、如图所示的原电池装置，X、Y 为为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中 的电子流向如图，对此装置的下列说法正确的是 A外电路的电流方向为：X外电路Y B若两电极分别为 Zn 和碳棒，则 X 为碳棒，Y 为 Zn C若两电极都是金属，则它们的活动性为 XY DX 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应 17、由 A、B、C、D 四种金属按表中装置进行实验，下列叙述中正确的是 实验装置与现象 装置 甲 乙 丙 现象 二价金属 A 不断溶解 C 的质量增加 A 上有气体产生 A装置甲中的 B 金属是原电池的负极 B装置乙中的 C 金属是原电池的阴极 C装置丙中的 D 金属是原电池的正极 D四种金属的活泼性顺序是 DABC e X G Y 金属导线 铜锌 稀硫酸 A B 稀 H2SO4 C B CuSO4溶液 D A 稀 H2SO4