35化学反应中的能量变化知识点
1.化学反应过程中能量转化形式
化学反应不仅是物质的转变,同时还伴随着能量的变化,通常表现为化学能与热能、光能、电能的相互转化,但主要是化学能与热能的转化。
2.吸热反应和放热反应有热量放出的化学反应称为放热反应,吸收热量的化学反应称为吸热反应。
3.化学反应中能量变化的原因
(1)从化学键的断裂与形成理解放热、吸热反应
化学反应中的能量变化可以用下图形象地表示出来:
①若E1>E2,反应吸收能量
②若E1<E2,反应放出能量
(2)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系
①图Ⅰ中反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量,反应放出能量。
②图Ⅱ中反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量,反应吸收能量。
4.常见的吸热反应和放热反应
(1)放热反应
①所有的燃烧反应,剧烈的发光、发热的化学反应;
②酸碱中和反应;
③大多数的化合反应;
④铝热反应;
⑤活泼金属与酸或H2O的反应;
⑥金属氧化物和水或酸的反应。
(2)吸热反应
①碱与铵盐的反应;
②大多数的分解反应;
③碳与水蒸气的反应;
④以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应。
二 热化学方程式
1.概念
表示化学反应中放出或吸收热量的化学反应方程式。
2.意义
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。
3.反应热(ΔH)
ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能。若ΔH>0,为吸热反应,若ΔH<0,则为放热反应。
4.书写注意事项
(1)需注明ΔH的符号和单位
若为放热反应,ΔH为"-";若为吸热反应,ΔH为"+"("+"常省略)。ΔH的单位一般为kJ·mol-1。
(2)需注明物质的聚集状态
反应物和生成物的状态不同,反应热ΔH不同,因此,必须注明物质的聚集状态。气、液、固、溶液分别注"g"、"l"、"s"、"aq"。热化学方程式中,可以不标明反应条件、"↑"和"↓"等。
(3)需注明反应热的测定条件
反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关,因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。若不注明,则指25__℃和101.3__kPa。
(4)需注意ΔH的数值与化学计量数相对应
由于ΔH与反应已完成的各物质的物质的量有关,所以热化学方程式中的化学计量数与ΔH的值相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH也加倍。例如:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
eq \f(1,2)CH4(g)+O2(g)===eq \f(1,2)CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445 kJ·mol-1。
(5)需注意可逆反应的ΔH含义
不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热ΔH表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。例如:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1是指1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为2 mol NH3(g)时放出的热量为92.4 kJ
燃料燃烧释放的热量
1.化石燃料
当今社会的主要能源是煤、石油、天然气等化石燃料,化石燃料是不可再生的能源。
2.热值
一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量。课本表格中所列举的热值中,H2的热值最高,它应是应用价值最高的燃料。
3.提高燃料的燃烧效率的措施
(1)尽可能使燃料充分燃烧,提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触,且空气要适当过量。
(2)尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能,提高热能的利用率。
4.提高燃料的燃烧效率的意义在于节约能源、节约资源、减少污染。
(a、b、c均大于零)