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化學反應與能量變化計算
化學反應與能量變化計算
更新时间:2025-04-04 19:38:50

35化學反應中的能量變化知識點

1.化學反應過程中能量轉化形式

化學反應不僅是物質的轉變,同時還伴随着能量的變化,通常表現為化學能與熱能、光能、電能的相互轉化,但主要是化學能與熱能的轉化。

2.吸熱反應和放熱反應有熱量放出的化學反應稱為放熱反應,吸收熱量的化學反應稱為吸熱反應。

3.化學反應中能量變化的原因

(1)從化學鍵的斷裂與形成理解放熱、吸熱反應

化學反應中的能量變化可以用下圖形象地表示出來:

①若E1>E2,反應吸收能量

②若E1<E2,反應放出能量

(2)化學反應的能量變化與物質内部能量的關系

化學反應與能量變化計算(35化學反應中的能量變化知識點)1

①圖Ⅰ中反應物内部的總能量大于生成物内部的總能量,反應放出能量。

②圖Ⅱ中反應物内部的總能量小于生成物内部的總能量,反應吸收能量。

4.常見的吸熱反應和放熱反應

(1)放熱反應

①所有的燃燒反應,劇烈的發光、發熱的化學反應;

②酸堿中和反應;

③大多數的化合反應;

④鋁熱反應;

⑤活潑金屬與酸或H2O的反應;

⑥金屬氧化物和水或酸的反應。

(2)吸熱反應

①堿與铵鹽的反應;

②大多數的分解反應;

③碳與水蒸氣的反應;

④以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應。

二 熱化學方程式

1.概念

表示化學反應中放出或吸收熱量的化學反應方程式。

2.意義

不僅表明了化學反應中的物質變化,也表明了化學反應中的能量變化。

3.反應熱(ΔH)

化學反應與能量變化計算(35化學反應中的能量變化知識點)2

ΔH=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能。若ΔH>0,為吸熱反應,若ΔH<0,則為放熱反應。

4.書寫注意事項

(1)需注明ΔH的符号和單位

若為放熱反應,ΔH為"-";若為吸熱反應,ΔH為"+"("+"常省略)。ΔH的單位一般為kJ·mol-1。

(2)需注明物質的聚集狀态

反應物和生成物的狀态不同,反應熱ΔH不同,因此,必須注明物質的聚集狀态。氣、液、固、溶液分别注"g"、"l"、"s"、"aq"。熱化學方程式中,可以不标明反應條件、"↑"和"↓"等。

(3)需注明反應熱的測定條件

反應熱ΔH與測定條件(溫度、壓強等)有關,因此書寫熱化學方程式時應注明ΔH的測定條件。若不注明,則指25__℃和101.3__kPa。

(4)需注意ΔH的數值與化學計量數相對應

由于ΔH與反應已完成的各物質的物質的量有關,所以熱化學方程式中的化學計量數與ΔH的值相對應,如果化學計量數加倍,則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)需注意可逆反應的ΔH含義

不論化學反應是否可逆,熱化學方程式中的反應熱ΔH表示反應進行到底(完全轉化)時的能量變化。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)完全轉化為2 mol NH3(g)時放出的熱量為92.4 kJ

燃料燃燒釋放的熱量

1.化石燃料

當今社會的主要能源是煤、石油、天然氣等化石燃料,化石燃料是不可再生的能源。

2.熱值

一定條件下單位質量的物質完全燃燒所放出的熱量。課本表格中所列舉的熱值中,H2的熱值最高,它應是應用價值最高的燃料。

3.提高燃料的燃燒效率的措施

(1)盡可能使燃料充分燃燒,提高能量的轉化率。關鍵是燃料與空氣或氧氣要盡可能充分接觸,且空氣要适當過量。

(2)盡可能充分利用燃料燃燒所釋放出的熱能,提高熱能的利用率。

4.提高燃料的燃燒效率的意義在于節約能源、節約資源、減少污染。

化學反應與能量變化計算(35化學反應中的能量變化知識點)3

(abc均大于零)

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