第二章化學反應與能量第一節化學能與熱能一、知識體系 1. 化學鍵與化學反應中能量變化的關系 化學反應過程中伴隨著能量的變化任何化學反應除遵循質量守恒外，同樣也遵循能量守恒。反應物與生成物的能量差若以熱量形式表現即為放熱反應或吸熱反應(E反：反應物具有的能量；E生：生成物具有的能量)： 化學變化中能量變化的本質原因化學反應吸收能量或放出能量的決定因素：實質：一個化學反應是吸收能量還是放出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。 放熱反應和吸熱反應放熱反應吸熱反應表現形式H0或H為“”H0或H為“+”能量變化生成物釋放的總能量大于反應物吸收的總能量生成物釋放的總能量小于反應物吸收的總能量鍵能變化生成物總鍵能大于反應物總鍵能生成物總鍵能小于反應物總鍵能聯系鍵能越大，物質能量越低，越穩定；反之鍵能越小，物質能量越高，越不穩定，圖 示特別提醒物質具有的能量與其穩定性之間的關系：(1)物質具有的能量越低越穩定，參加反應時，化學鍵斷裂吸收的能量就越多，而如果是通過新鍵形成而生成該物質，則放出的能量就越多。(2)物質具有的能量高，則其不穩定，參加反應時斷鍵所需能量低，該物質性質活潑，而形成該物質時，放出的能量較少。 常見的放熱反應： 所有的燃燒反應 酸堿中和反應 大多數的化合反應 金屬與酸的反應 生石灰和水反應 常見的吸熱反應： 晶體Ba(OH)28H2O與NH4Cl 大多數的分解反應 以H2、CO、C為還原劑的氧化還原反應 CCO22CO；特別提醒：一個化學反應是吸熱還是放熱，只與反應物總能量和生成物總能量的相對大小有關，而與反應開始前是否需要加熱無關。吸熱反應也可能不需加熱，而放熱反應也可能需在高溫條件下才能進行。2中和熱及其測定 (1)概念：強酸與強堿稀溶液發生中和反應生成1 mol H2O時所釋放的熱量稱為中和熱。(2)中和熱的特點中和熱只適用于中和反應時熱效應判別，且數值為生成1 mol 水時所釋放的熱量，注意以下特點：中和反應都放出熱量。稀溶液中，強酸與強堿的中和熱為定值：57.3 kJ/mol。弱酸與弱堿中和熱偏低，因為弱酸或弱堿電離過程會吸熱。提示設計實驗裝置和操作應注意的問題：(1)所用裝置應盡可能做到保溫、隔熱。具體做法是：使用保溫杯或用塑料泡沫或碎紙片填充在大小燒杯之間。(2)所用試劑的濃度配制要準確，且濃度不宜過大。(3)使用的酸或堿必須有一種試劑過量，以確保反應完全。(4)實驗操作要迅速，以盡量減少熱量的損失。實驗設計及操作：(1)制簡易的量熱計，如下圖：(2)往小燒杯中加注試劑用一個量筒量取50 mL 0.50 mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。用另一個量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，記入下表。把套有蓋板的溫度計和環形玻璃攪拌棒伸入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯(注意不要灑到外面)，蓋好蓋板。用環形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入表中。(3)重復實驗三次，取測量所得數據的平均值作為計算依據。溫度起始溫度t1/終止溫度溫度差HClNaOH平均值123根據實驗數據計算中和熱。1化學反應A2B2=2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是()A該反應是吸熱反應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D2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量2(2011年廣州高一檢測)已知反應XY=MN為放熱反應，對該反應的說法正確的是()AX的能量一定高于M BY的能量一定高于NCX和Y的總能量一定高于M和N的總能量 D因為該反應為放熱反應，故不必加熱就可發生3下列屬于吸熱反應的是()A金屬鈉與水的反應 B氫氣燃燒 C濃硫酸的稀釋 DBa(OH)28H2O和NH4Cl(固體)混合4對下列化學反應的熱現象的說法不正確的是()化學反應中的能量變化都表現為熱量變化 化學反應發生過程中一定有能量變化吸熱反應需要加熱后才能發生 化學反應吸收或放出熱量的多少與參加反應的物質的多少有關A B C D5如圖所示，把試管小心地放入盛有(20 )碳酸飲料的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鋁片，再用滴管滴加5 mL濃NaOH溶液于試管中，試回答下列問題：(1)實驗中觀察到的現象是_ (2)產生上述現象的原因是_ (3)寫出有關反應的離子方程式：_。(4)由實驗推知，反應所得溶液和氫氣的總能量_(填“大于”、“小于”或“等鋁和氫氧化鈉溶液的總能量一、單項選擇題1(2011年佛山高一檢測)下列關于化學反應說法中不正確的是()A化學反應過程中一定有熱量釋放出來B化學反應的特征是有新物質生成C化學反應的過程實際上是一個舊鍵斷裂，新鍵生成的過程D在一確定的化學反應關系中，反應物的總能量與生成物的總能量一定不相等2關于放熱反應AB=CD，以下說法正確的是()(EA、EB、EC、ED分別代表A、B、C、D所具有的能量)AEAEB BEAECED CEAEBECED DEAEBECED3(2011年北京海淀區高一檢測)下列各圖中，表示吸熱反應的圖是()4根據下圖所示的信息，判斷下列敘述不正確的是()A1 mol H2的共價鍵形成放出436 kJ能量B氫氣跟氧氣反應生成水的同時吸收能量C1 mol H2(g)跟 mol O2(g)反應生成1 mol H2O(g)釋放能量245 kJD1 mol H2(g)與 mol O2(g)的總能量大于1 mol H2O(g)的能量5.把下列物質分別加入裝有 水的錐形瓶里,立即塞緊帶U形管的塞子,已 知U形管內預先裝有少量水(為使水容易觀 察,預先染成紅色)，如圖所示,結果U形管 左邊液面升高,則加入的物質可能是() A.NaOH固體 B.濃H2SO4 C.NH4NO3晶體 D.Na2O2固體 6下列反應既屬于氧化還原反應，又是吸熱反應的是()A鋅粒與稀硫酸的反應 B灼熱的木炭與CO2反應C甲烷在氧氣中的燃燒反應 DBa(OH)28H2O晶體與NH4Cl晶體的反應7(2011年上海高一檢測)已知化學反應2C(s)O2(g)2CO(g)，2CO(g)O2(g)2CO2(g)都是放熱反應。據此判斷，下列說法不正確的是(其他條件相同)()A12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量B56 g CO 和32 g O2所具有的總能量大于88 g CO2所具有的能量C12 g C和32 g O2所具有的總能量大于44 g CO2 所具有的能量D將一定質量的C燃燒，生成CO2比生成CO時放出的熱量多8電視上有一“自熱米飯”的廣告播得很火，它介紹在食用時，將一無色液體加入到一白色固體中，放上裝米飯的盒子，過幾分鐘米飯馬上就熱氣騰騰，可以食用了，非常方便。請你推測其白色固體和無色液體可能是如下哪個組合()A硝酸銨和水 B濃硫酸和水 C氧化鈣和水 D固體酒精和水9有專家指出，如果對燃燒產物如CO2、H2O、N2等利用太陽能使它們重新組合，使之變成CH4、CH3OH、NH3等的構想(如圖)能夠實現，那么不僅可以消除對大氣的污染，還可以節約燃料，緩解能源危機，在此構想的物質循環中太陽能最終轉化為()A化學能 B熱能 C生物能 D電能10下列關于能量轉換的認識中不正確的是()A電解水生成氫氣和氧氣時，電能轉化為化學能B綠色植物進行光合作用時，太陽能轉化為化學能C煤燃燒時，化學能主要轉化為熱能D白熾燈工作時，電能全部轉化為光能112008年12月1日晚，陜西省榆林市一中學因取暖發生12名女學生一氧化碳中毒事故，致使11名學生死亡。一氧化碳的產生主要是因為煤爐中發生了以下反應：CO2C2CO，試分析下列有關敘述中不正確的是()AC在O2充足時，發生的反應主要是放熱反應B煤燃燒時吹入的氧氣越多爐火越旺CCO2C2CO這一反應屬吸熱反應D煤燃燒時，反應物自身總能量高于生成物總能量，所以放出熱量12將V1ml 1.00moll-HCL溶液和V2 ml未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結果如圖所示（實驗中始終保持V1+ V2=50 ml）。下列敘述正確的是( )A、做該實驗時溫度為220CB、該實驗表明化學能可以轉化為熱能C、NaOH溶液的濃度約是1.00 mol/lD、該實驗表明有水生成的都是放熱反應13下表中的數據是破壞1 mol物質中的化學鍵所消耗的能量(kJ)：物質Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根據上述數據回答下列問題：(1)下列物質本身具有的能量最低的是_(填字母序號)。AH2 BCl2 CBr2 DI2(2)下列氫化物中最穩定的是_(填字母序號)。AHCl BHBr CHI(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反應是吸熱反應還是放熱反應？_。(4)相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應，當消耗等物質的量的氫氣時，放出或吸收的熱量最多的是_。14在研究化學反應中的能量變化時，我們通常做下面的實驗：在一個小燒杯里，加入20 g已研磨成粉末的Ba(OH)28H2O，將小燒杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片上，然后向燒杯中加入約10 g NH4Cl晶體，根據實驗步驟，填寫下表，并回答問題。實驗步驟實驗現象及結論將晶體混合，立即快速攪拌有刺激性氣味能使濕潤的紫色石蕊試紙變藍的_產生用手摸燒杯下部感覺燒杯變涼說明此反應是_反應用手拿起燒杯燒杯下面的帶有幾滴水的玻璃片粘到了燒杯底部將粘有玻璃片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上玻璃片脫離上面燒杯底部反應后移走多孔塑料片觀察反應物混合物成糊狀，證明有_生成(1) 寫出實驗過程中發生反應的化學方程式：_(2) 實驗中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是_（3）浸有稀硫酸的棉花的作用是： 。15.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燒杯放到大燒杯中，兩只燒杯間填滿碎紙屑。用泡沫塑料板做成大燒杯蓋，通過蓋子插入一根玻璃攪拌器（末端呈半圓環的玻璃棒）和一只溫度計，測定溶液的溫度。迅速往鹽酸溶液中加入50 mL 0.55 molL-1燒堿溶液，蓋好，攪拌溶液，觀察溫度的變化。當溫度保持穩定時，記錄讀數，取出裝反應液的燒杯，倒出溶液，清洗