化学能与热能 (2)VIP免费

第2章化学能与热能●知识要点一、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实质是原子(或原子团)的重新组合，即反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。2．化学反应中能量变化的原因(微观角度)(1)物质中的原子(或原子团)之间是通过化学键相结合的。(2)当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量。(3)化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。例如：断开H－H键要吸收能量436k形成H－H键要放出能量436kJ。1molCH4中含有4molC-H键，断开1molC-H键要吸收415kJ热量，断开1molCH4中的C-H键需要吸收4×415=1660kJ。H2＋Cl2===2HCl(5)化学反应中能量变化的计算以H2＋Cl2===2HCl为例：断裂化学键吸收的能量形成化学键放出的能量H2Cl2HCl1mol化学键436kJ243kJ431kJ共吸收436kJ＋243kJ＝679kJ共放出862kJ679kJ－862kJ＝－183kJ，即反应放出183kJ热量计算公式为ΔQ＝Q(吸)－Q(放)特别提示：公式中Q(吸)表示反应物断裂所有化学键吸收的能量和，Q(放)表示形成生成物所有化学键放出的能量和。3．化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度)能量守恒定律1(4)键能：拆开1mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小(6)小结：一个化学反应是否为放热还是吸热取决于键能(微观角度)放热反应：反应物总键能<生成物总键能反应物总键能>生成物总键能吸热反应：(1)反应物的总能量大于生成物的总能量，则化学反应放出能量，如图甲所示；放热反应：反应物=生成物+放出的能量(2)反应物的总能量小于生成物的总能量，则化学反应吸收能量，如图乙所示。吸热反应：反应物+吸收的能量=生成物二、化学能与热能的相互转化1．两条基本的自然定律(两个守恒)：质量守恒定律、能量守恒定律。2．吸热反应和放热反应(1)定义吸热反应：吸收热量的化学反应。放热反应：放出热量的化学反应。2三、中和热中和热的概念：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的能量称为中和热。注：①中和反应都放出热量。②稀溶液中，强酸与强碱的中和热为定值：57.3kJ/mol。③弱酸与弱碱的中和热偏低，因为弱酸或弱碱电离过程会吸热。四、人类利用能源的三个阶段1．柴草时期从火的发现至18世纪产业革命时期，均以树枝杂草为主要能源。2．化石能源时期18世纪中期至现代，以媒、石油、天然气为主要能源。3．多能源结构时期这是将会出现的能源利用的新时期。可再生能源和清洁能源(绿色能源)将成为新能源的主力军。●知识点拨一、常见的放热反应和吸热反应1．吸热反应(1)大多数的分解反应、分子分解成原子；如NH4Cl=====HCl↑＋NH3↑(2)一些晶体的反应；如Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3·H2O＋8H2O(3)C＋CO2=====2CO；(4)以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应；如C＋2CuO=====2Cu＋CO2↑C＋H2O=====CO↑＋H2↑2．放热反应(1)一切燃烧反应；(2)活泼金属与酸或水的反应；(3)酸碱中和反应；(4)大多数化合反应(但有些化合反应是吸热反应，如N2＋O2===2NO等)、原子合成分子；(5)物质的缓慢氧化。三、中和热的测定1．实验用品(1)仪器：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。(2)试剂：0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液。32．实验步骤(1)在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条)使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平，然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。该实验也可在保温杯中进行。(2)用一个量筒量取50mL0.50mol/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50mL0.55mol/LNaOH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伸入小烧杯的盐酸中，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...