资料简介
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专题1 化学反应与能量变化
☆专题考纲解读☆
1.了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。
2.了解化学能和热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式,能用盖斯定律进行有关反应热的计算。
4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。
5.了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类和工作原理。
6.理解金属发生电化学腐蚀的原因,了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。
第一单元 化学反应中的热效应
第1课时 化学反应的焓变
『问题探究1』化学反应中能量转化的形式有哪些?能量转化的原因是什么?
化学反应都伴随着能量变化,有的吸收能量,有的放出能量。化学反应中的能量变化有多种形式,通常表现为热能、光能、电能等,但主要表现为热量变化。化学上把有热量放出的化学反应称为放热反应,把吸收热量的化学反应称为吸热反应。
能量转化的原因可以从以下两个角度来分析。
(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如下图所示。
(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析
ΔH=反应物分子的总键能-生成物分子的总键能。
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『问题探究2』反应热和焓变如何区分?
(1)反应热是化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量。
(2)在恒温、恒压条件下,化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变(即:化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差)。符号是ΔH,单位是kJ·mol-1。
『问题探究3』常见的放热反应和吸热反应有哪些?
放热反应:①可燃物的燃烧;②酸碱中和反应;③大多数化合反应;④金属跟酸的置换反应;⑤物质的缓慢氧化等。
吸热反应:①大多数分解反应;②盐类的水解和弱电解质的电离;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。
『问题探究4』热化学方程式的特点是什么?
氢气与碘蒸气化合的能量变化,可用下式表示:
H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH=-14.9 kJ·mol-1,
它与化学方程式H2+I22HI相比较而言,其特点为:
(1)指明了反应时的温度和压强:若在25 ℃、101 kPa时进行的反应,可不注明。
(2)用括号注明了各物质反应时的状态:s(固体)、l(液体)、g(气体)或aq(溶液)。
(3)在方程式的右边注明了ΔH的数值、正负号(正号常省略)及单位。
热化学方程式的书写方法及要求:
(1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。
(2)在右端注明热量的变化:吸热反应,ΔH>0;放热反应,ΔH0的反应,反应物的总能量小于生成物的总能量
C.放热反应都不需要加热就能发生
D.吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生
2.下列变化一定为放热的化学反应是( )
A.H2O(g)=== H2O(l)放出44 kJ热量
B.ΔH>0的化学反应
C.形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应
D.能量变化如图所示的化学反应
3.下列说法中正确的是( )
A.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B.反应放热时,ΔH>0;反应吸热时,ΔHb
C.1 mol SO2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和
D.16 g固体硫在空气中充分燃烧,可吸收148.6 kJ的热量
7.有如下三个热化学方程式:
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=b kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1
关于它们的下列表述正确的是( )
A.它们都是吸热反应 B.a、b和c均为正值
C.a=b D.2b=c
8.已知断裂1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ,断裂1 mol H—N键吸收的能量为391 kJ,根据化学方程式:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则断裂1 mol N≡N键吸收的能量是( )
A.431 kJ B.945.6 kJ C.649 kJ D.869 kJ
9.根据下图所示,写出反应的热化学方程式并回答问题(题中Q>0,Q1>0):
(1)反应过程①的热化学方程式:____________________________________________;
(2)反应过程②的热化学方程式:____________________________________________;
(3)Q与Q1的关系:Q____Q1(填“>”、“<”或“=”)。
10.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
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(2)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
小测1 化学反应的焓变
1.C 2.D 3.C 4.D 5.C 6.D 7.D 8.B
9.(1)A2(g)+B2(g)===C(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(2)C(g)===A2(g)+B2(g) ΔH=Q1 kJ·mol-1 (3)= 解析:图中已清楚指明两个反应的反应物、生成物和反应热,热化学方程式不难写,但两个反应互为逆反应,因此两反应的反应热数值相等,符号相反。
10.(1)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1(2)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ·mol-1解析:(1)2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ,1 mol SiH4自燃放出热量1 427.2 kJ,故热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1。(2)根据C原子守恒有:C2H5OH~2CO2~2CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀,则乙醇为0.5 mol,据此可写出反应的热化学方程式。
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