化學(xué)能與熱能2-精講版課件

1、【典例1】下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是_。液態(tài)水汽化將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰┛列遭c固體溶于水氯酸鉀分解制氧氣生石灰跟水反應(yīng)生成熟石灰干冰升華【規(guī)范解答】吸熱過(guò)程或放熱過(guò)程與吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)不同：水汽化是物理變化，不屬于吸熱反應(yīng)。CuSO45H2O受熱分解生成CuSO4和H2O，屬于吸熱反應(yīng)。是放熱反應(yīng)，均為物理變化。答案：【變式訓(xùn)練】1.把下列物質(zhì)分別加入裝有水的錐形瓶里,立即塞緊帶U形管的塞子,已知U形管內(nèi)預(yù)先裝有少量水(為使水容易觀察,預(yù)先染成紅色)，如圖所示,結(jié)果U形管左邊液面升高,則加入的物質(zhì)可能是()A.NaOH固體B.濃H2SO4C.NH4NO3晶體 D.Na2O2固體【解析】選C。

2、U形管左側(cè)液面升高，原因只能是錐形瓶?jī)?nèi)空氣壓強(qiáng)減小，造成壓強(qiáng)減小的因素只能是溫度降低。NaOH固體溶于水、濃H2SO4稀釋均溫度升高，NH4NO3晶體溶于水溫度降低，Na2O2和水反應(yīng)放熱且有氣體生成。2.(2009宣城高一檢測(cè))已知反應(yīng)X+Y=M+N為吸熱反應(yīng)，對(duì)這個(gè)反應(yīng)的下列說(shuō)法中正確的是()A.X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的B.因?yàn)樵摲磻?yīng)為吸熱反應(yīng)，故一定要加熱反應(yīng)才能進(jìn)行C.破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量D.X和Y的總能量一定低于M和N的總能量【解析】選D。吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，但不一定X的能量小于M或Y的能量小于

3、N，故A錯(cuò)D對(duì)；若從化合價(jià)角度分析，吸熱反應(yīng)中舊鍵斷裂時(shí)吸收能量多，新鍵形成時(shí)放出能量小，故C錯(cuò)；吸熱反應(yīng)不一定需要加熱，B錯(cuò)?！镜淅?】下表中的數(shù)據(jù)是破壞1 mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量：根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題：（1）下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是_。A.H2B.Cl2C.Br2D.I2（2）下列氫化物中最穩(wěn)定的是_ 。A.HClB.HBrC.HI（3）X2+H2=2HX（X代表Cl、Br、I）的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？ _ 。（4）相同條件下，X2（X代表Cl、Br、I）分別與氫氣反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí)，放出或吸收的熱量最多的是_ ?！舅悸伏c(diǎn)撥】解決此題的關(guān)鍵有以下兩點(diǎn)：

4、（1）鍵能越大，物質(zhì)越穩(wěn)定。（2）化學(xué)鍵變化所吸收或放出的能量即為反應(yīng)熱。【自主解答】（1）、（2）破壞1 mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量越大，則物質(zhì)越穩(wěn)定，所具有的能量越低。（3）、（4）以氯元素為例計(jì)算斷開1 mol ClCl鍵和HH鍵需吸收能量：243 kJ+436 kJ=679 kJ，而形成2 mol HCl放出的能量為2432 kJ=864 kJ，所以在Cl2+H2=2HCl反應(yīng)中放出864 kJ-679 kJ=185 kJ的熱量，同理可計(jì)算在Br2+H2=2HBr、I2+H2 2HI反應(yīng)中分別放出103 kJ、9 kJ的熱量。答案：（1）A（2）A（3）放熱反應(yīng)（4）Cl2【互動(dòng)

5、探究】2HX=X2+H2(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？提示：吸熱反應(yīng)。因?yàn)閄2+H2=2HX是放熱反應(yīng)，說(shuō)明1 mol X2和1 mol H2的總能量大于2 mol HX的總能量，所以2HX=X2+H2是吸熱反應(yīng)。 【典例3】把溫度為13 、濃度為1.0 molL-1的酸溶液和1.1 molL-1的堿溶液各50 mL混合溶液密度均為1 g/mL，所生成溶液的比熱容c=4.184 J/(g)，輕輕攪動(dòng)。測(cè)得酸堿混合液的溫度變化數(shù)據(jù)如下：（1）試計(jì)算上述兩組實(shí)驗(yàn)測(cè)出的中和熱：H1= _；H2= _ 。（2）實(shí)驗(yàn)中堿液過(guò)量的目的是_ 。（3）兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果有差異的原因是_ ?！?/p>

6、思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)要注意以下三點(diǎn)：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算生成1 mol水放出的熱量。（2）根據(jù)NaOH和NH3H2O的性質(zhì)分析堿過(guò)量的原因。（3）根據(jù)強(qiáng)弱電解質(zhì)的電離分析二者差異。【自主解答】（1）根據(jù)給出的酸和堿的物質(zhì)的量，酸為0.050 mol,堿為0.055 mol,堿是過(guò)量的，應(yīng)以酸計(jì)算，算出生成0.050 mol水放出的熱量，進(jìn)而得出生成1 mol水放出的熱量，即可得出兩組實(shí)驗(yàn)測(cè)出的中和熱數(shù)值。(2)堿液過(guò)量是為了提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度，因NaOH溶液易吸收CO2，而使NaOH濃度下降；NH3H2O易揮發(fā)，也使NH3H2O濃度下降。（3）NaOH是強(qiáng)堿，在水溶液中完全電離，跟HCl中和時(shí)

7、放熱較多，NH3H2O是弱堿，只有小部分電離，繼續(xù)發(fā)生電離時(shí)要吸熱，中和時(shí)放熱較少。答案：（1）-56.9 kJmol-1-52.7 kJmol-1(2)提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度（3）NaOH是強(qiáng)電解質(zhì)，NH3H2O是弱電解質(zhì)，繼續(xù)電離時(shí)吸收熱量【變式訓(xùn)練】已知強(qiáng)酸與強(qiáng)堿在稀溶液里發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol H2O 時(shí)放出57.3kJ熱量，用500mL 0.6 molL-1的稀硫酸跟含1mol NaOH的溶液反應(yīng)，放出的熱量是（ ）A.68.76 KjB.57.3 kJC.34.38 kJD.17.19 kJ【解析】選C。先根據(jù)化學(xué)方程式求出生成H2O的物質(zhì)的量，再根據(jù)中和熱去求上述反應(yīng)所放出的熱量。N

8、aOH（aq）+H2SO4（aq）=Na2SO4（aq）+H2O（l）；放出57.3 kJ的熱量。生成的水為n（H2O）=500 mL10-3 LmL-10.6 molL-12=0.6 mol，中和反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量為：0.6 mol57.3 kJmol-1=34.38 kJ。1.(2009上海高考)下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是（ ）A.會(huì)引起化學(xué)鍵的變化B.會(huì)產(chǎn)生新的物質(zhì)C.必然引起物質(zhì)狀態(tài)的變化D.必然伴隨著能量的變化【解析】選C?；瘜W(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成，在化學(xué)鍵變化過(guò)程中一定會(huì)伴隨能量的變化和物質(zhì)的變化，故只有C項(xiàng)錯(cuò)誤。2.已知反應(yīng)X+Y=M+N為放熱反應(yīng)，對(duì)該反應(yīng)

9、的說(shuō)法正確的是（）A.X的能量一定高于MB.Y的能量一定高于NC.X和Y的總能量一定高于M和N的總能量D.因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就可發(fā)生【解析】選C。從物質(zhì)儲(chǔ)存的能量來(lái)分析，各種物質(zhì)都儲(chǔ)存有化學(xué)能，不同的物質(zhì)所包含的化學(xué)能各不相同。一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。在化學(xué)反應(yīng)中，“能量的變化”與反應(yīng)發(fā)生的“需要條件”沒有必然的聯(lián)系。有些放熱反應(yīng)在常溫下就可進(jìn)行，如白磷的緩慢氧化、自燃和酸堿中和反應(yīng)等。有些放熱反應(yīng)卻需要較高溫度才能發(fā)生，如鐵絲在氧氣中燃燒、鐵粉和硫粉的反應(yīng)等。3.（2009溫州高一檢測(cè)）下列反應(yīng)既是氧化還原反應(yīng)，又是吸熱反應(yīng)的

10、是（）A.鋁片與稀H2SO4的反應(yīng)B.Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)C.灼熱的炭與CO2的反應(yīng)D.甲烷在O2中的燃燒反應(yīng)【解析】選C。解答本題，需要了解常見化學(xué)反應(yīng)的能量變化。B項(xiàng)和C項(xiàng)涉及的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但B項(xiàng)的化學(xué)方程式為Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O,是非氧化還原反應(yīng)，C項(xiàng)的化學(xué)方程式為C+CO2=2CO,是氧化還原反應(yīng)。高溫4.據(jù)報(bào)道，某國(guó)一集團(tuán)擬在太空建造巨大的集光裝置，把太陽(yáng)光變成激光用于分解海水制氫：2H2O=2H2+O2。下列說(shuō)法不正確的是（ ）A.水的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.氫氣是二級(jí)能源C.使用氫氣作燃料有助于控制溫室效應(yīng)D

11、.在這一反應(yīng)中，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【解析】選A。H2O分解需吸收能量，屬于吸熱反應(yīng)，且該過(guò)程中由光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯(cuò)，D正確；氫氣是二級(jí)能源，產(chǎn)物只有水，不會(huì)產(chǎn)生CO2，利于控制溫室效應(yīng)，故B、C正確。5.化學(xué)反應(yīng)A2+B2=2AB的能量變化如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.斷裂1 mol AA鍵和1 mol BB鍵能放出x kJ能量C.斷裂2 mol AB鍵需要吸收y kJ的能量D.2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量【解析】選C。從能量變化圖上可以看出，反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A、D錯(cuò)；斷鍵時(shí)要吸收能量，B錯(cuò)

12、，C正確。6.下列說(shuō)法不正確的是（ ）A.當(dāng)今社會(huì)人們所需的能量絕大部分是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的B.目前，全球仍處于化石能源時(shí)代C.人體生命活動(dòng)所需要的能量，是由氧化還原反應(yīng)提供的D.凡是放出熱量的化學(xué)反應(yīng)均可用來(lái)造福人類【解析】選D。盡管隨著社會(huì)的發(fā)展，人類已開發(fā)利用了多種能源，但是當(dāng)今人類社會(huì)的主要能源仍是煤、石油、天然氣等化石能源，而這些物質(zhì)所儲(chǔ)存的能量的釋放，均是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。人體內(nèi)有機(jī)物所含能量的釋放是有機(jī)物被氧化成簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物的過(guò)程，至于化學(xué)反應(yīng)放出的能量，可以造福人類，也可以給人類帶來(lái)災(zāi)難，比如火災(zāi)。7.(2009合肥高一檢測(cè))在相同溫度和壓強(qiáng)下，將等質(zhì)量的硫分別在足量的純氧氣和空

13、氣中燃燒，設(shè)前者放出的能量為Q1，后者放出的能量為Q2，則下列對(duì)Q1和Q2的相對(duì)大小的判斷正確的是()A.Q1=Q2 B.Q1Q2C.Q1Q2D.無(wú)法判斷【解析】選A。硫在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒得更快、更劇烈，但等質(zhì)量的硫燃燒（不管是在空氣中，還是在氧氣中），放出的能量（在相同條件下）是一定的。8.已知H+OH-=H2O生成1 mol H2O放出熱量57.3 kJ，下列反應(yīng)中能放出57.3 kJ熱量的是()A.1 mol稀H2SO4與足量NaOH溶液反應(yīng)B.稀鹽酸與氨水反應(yīng)生成1 mol H2OC.稀鹽酸與稀Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成1 mol水D.稀NaOH與95%濃硫酸反應(yīng)生成1 mol

14、水【解析】選C。A放出熱量應(yīng)為2 mol57.3 kJ/mol；B放出熱量（即中和熱）應(yīng)略小于57.3 kJ，因弱酸、弱堿在水中電離要吸收一部分熱量，故多數(shù)強(qiáng)酸與弱堿，弱酸與強(qiáng)堿的中和反應(yīng)熱值小于57.3 kJ。酸與堿的濃度不能太大，否則中和熱數(shù)值會(huì)偏大，故D錯(cuò)。9.在一只小燒杯里，加入20 g Ba(OH)28H2O粉末，將小燒杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片上，然后加入10 g NH4Cl晶體，并用玻璃棒迅速攪拌。（1）實(shí)驗(yàn)中玻璃棒的作用是_。（2）寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式： _ ，該反應(yīng)屬_反應(yīng)（填基本反應(yīng)類型）。（3）實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象有_ 、 _且反應(yīng)混合物成糊狀，反應(yīng)混合物呈糊狀的

15、原因是_ 。（4）通過(guò)_現(xiàn)象，說(shuō)明該反應(yīng)為_熱反應(yīng)，這是由于反應(yīng)物的總能量_生成物的總能量?！窘馕觥浚?）由于Ba(OH)28H2O粉末及NH4Cl晶體均為固體，故利用玻璃棒迅速攪拌使兩者充分混合；（2）Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O，此反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)。（3）由于Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，玻璃片溫度降低，使玻璃片上的水結(jié)冰與燒杯黏結(jié)。同時(shí)兩者發(fā)生反應(yīng)生成NH3和H2O，故有刺激性氣味，而混合物也在玻璃棒的攪拌和水作用下呈糊狀。（4）玻璃片上的水結(jié)冰說(shuō)明此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即反

16、應(yīng)物的總能量要小于生成物的總能量。答案:（1）攪拌使混合物充分接觸并發(fā)生反應(yīng)（2）Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O復(fù)分解（3）玻璃片上結(jié)冰而與小燒杯黏結(jié)在一起、有刺激性氣味反應(yīng)發(fā)生時(shí)有水生成（4）結(jié)冰（黏結(jié)）吸小于10.通常人們把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（H），化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）已知Si、SiC、SiO2熔化時(shí)必須斷裂所含化學(xué)鍵，比較下列兩組物質(zhì)的熔點(diǎn)高低（填“”或“(2)吸收23

17、6一、選擇題（本題包括5小題，每小題4分，共20分）1.已知反應(yīng)Na2SO410H2O Na2SO4nH2O+(10-n)H2O。有人將裝有芒硝（Na2SO410H2O）的密閉聚乙烯管安裝在房屋的外墻內(nèi)就能達(dá)到白天蓄熱使室內(nèi)保持低溫度，晚上把白天所蓄熱量放出，使室內(nèi)保持溫暖。以下說(shuō)法不正確的是（）A.白天將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.白天將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為太陽(yáng)能C.晚上將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能D.晚上發(fā)生的是放熱反應(yīng)【解析】選B。白天吸收太陽(yáng)能使Na2SO410H2O分解，即太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，晚上，Na2SO4nH2O與（10-n）H2O作用形成Na2SO410H2O放出熱量，即化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。2.(20

18、09邯鄲高一檢測(cè))研究物質(zhì)變化時(shí)，人們可以從不同的角度、不同的層面來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化時(shí)所引起的化學(xué)鍵及能量變化。據(jù)此判斷以下敘述中錯(cuò)誤的是（）A.金屬鈉與氯氣反應(yīng)生成氯化鈉后，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，體系的能量降低B.物質(zhì)燃燒可看成“儲(chǔ)存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量（化學(xué)能）轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來(lái)C.氮分子內(nèi)部存在著很強(qiáng)的共價(jià)鍵，故通常狀況下氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很活潑D.需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸收能量的反應(yīng)【解析】選C。N2內(nèi)部存在NN三鍵，分子很穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)不活潑。3.下列中和反應(yīng)中放出熱量最多的是()A.100 mL 0.3 mol/L的HCl和50 mL 0.3 mol/L的NaOH相混合B.80 mL 0

19、.3 mol/L的HCl和80 mL 0.3 mol/L的NaOH溶液相混合C.80 mL 0.3 mol/L的H2SO4和80 mL 0.3 mol/L的NaOH溶液相混合D.50 mL 0.3 mol/L的H2SO4和50 mL 0.6 mol/L的NaOH溶液相混合【解析】選D。四個(gè)選項(xiàng)中發(fā)生的離子反應(yīng)都是H+OH-=H2O,產(chǎn)生H2O的物質(zhì)的量分別為0.015 mol、0.024 mol、0.024 mol、0.030 mol，即D項(xiàng)產(chǎn)生H2O的量最多，所以放出熱量最多。4.(2009保定高一檢測(cè))下列圖中能正確表示X+3Y=2Z(放熱反應(yīng))過(guò)程的能量變化的是（ ）【解析】選B。反應(yīng)放

20、出能量，會(huì)導(dǎo)致生成物的總能量低于反應(yīng)物的總能量，且反應(yīng)需加熱才能進(jìn)行，故只有B項(xiàng)正確。5.（思維拓展題）已知25 、101 kPa下，1 mol石墨完全燃燒生成CO2放出393.51 kJ熱量、1 mol金剛石完全燃燒生成CO2放出395.41 kJ熱量。據(jù)此判斷，下列說(shuō)法正確的是（）A.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低B.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低D.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高【解析】選A。25 、101 kPa下，1 mol石墨完全

21、燃燒生成CO2放出的熱量比1 mol金剛石完全燃燒生成CO2放出的熱量少395.41 kJ-393.51 kJ=1.9 kJ。也就是說(shuō)，石墨的能量比金剛石的低，由石墨制備金剛石必須從外界吸收能量，是吸熱反應(yīng)。二、非選擇題（本題包括2小題，共30分）6.（14分）(2009南陽(yáng)高一檢測(cè))斷開1 mol HH鍵，1 mol NH鍵、1 mol NN鍵分別需要吸收的能量為436 kJ、391 kJ、946 kJ，求：（1）1 mol N2生成NH3需_ （填“吸收”或“放出”）能量_ kJ。（2）1 mol H2生成NH3需_ （填“吸收”或“放出”）能量_ kJ?！窘馕觥勘绢}可從斷鍵吸收的能量數(shù)值

22、與成鍵放出的能量數(shù)值的相對(duì)大小來(lái)判斷，若E（斷鍵）E（生成），則為吸熱反應(yīng)；E（斷鍵）E（生成）則為放熱反應(yīng)。（1）N2+3H2 2NH3，生成2 mol NH3形成6 mol NH鍵時(shí)要放出6 mol391 kJ/mol=2 346 kJ的能量，拆開1 mol NN鍵和3 mol HH鍵時(shí)吸收的總能量為946 kJ+3 mol436 kJ/mol=2 254 kJ，整個(gè)過(guò)程中的能量變化為放出能量，為2 346 kJ-2 254 kJ=92 kJ。（2）方法一：N2+H2 NH3，生成mol NH3形成3 mol=2 mol NH鍵時(shí)，需放出2 mol391 kJ/mol=782 kJ的能量，拆開 mol NN和1 mol HH鍵 時(shí)吸收的總能量為 mol946 kJ/mol+436 kJ=751.33 kJ，整個(gè)過(guò)程中的能量變化為放出能量，為782 kJ-751.33 kJ=30.67 kJ。方法二：由（1）知3 mol H2生成NH3需放出能量92 kJ，則1 mol H2生成NH3需放出能量92 kJ =30.67 kJ。答案：（1）放出92（2）放出30.67實(shí)驗(yàn)探究7.（16分）如圖所示:在800 mL的大燒杯中放入碎紙屑，把盛有50 mL 0.50 molL-1鹽酸的200 mL燒杯放到大燒