一、当今社会的主要能源
煤、石油、天然气等化石燃料,是当今社会的主要能源。相比较来说,天然气是一种较为洁净的燃料。
二、燃料燃烧过程放出能量的大小
1.定性判断
燃料燃烧过程放出能量的大小,取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。
2.定量计算
一定物质的量的燃料燃烧释放出的热量,等于一定物质的量的生成物化学键形成时所释放的总能量减去一定物质的量的反应物(可燃物与氧气或其他助燃剂)化学键断裂时所消耗的总能量。反应物化学键断裂时所消耗的总能量越少,生成物化学键形成时所释放的总能量越多,燃料放出的热量越多。
1.判断正误
(1)O2―→2O过程需要释放能量。( )
(2)所有化学反应中,反应物的总能量一定大于生成物的总能量。( )
(3)断裂1 mol H—Cl键吸收的能量和形成1 mol H—Cl键释放的能量相同。( )
(4)断裂1 mol H—Cl键和1 mol H—I键所需能量:前者小于后者。( )
(5)1 mol H2和1 mol Cl2的总能量大于2 mol HCl的能量。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
2.在25 ℃、101 kPa的条件下,断裂1 mol H—H键吸收436 kJ能量,断裂1 mol Cl—Cl键吸收243 kJ能量,形成1 mol H—Cl键放出431 kJ能量。H2+Cl2===2HCl的化学反应可用如图表示:
请回答下列有关问题:
(1)反应物断键吸收的总能量为________。
(2)生成物成键放出的总能量为________。
(3)判断H2+Cl2===2HCl是________(填“吸收”或“放出”)能量的反应。
(4)反应物的总能量________(填“>”“=”或“<”)生成物的总能量。
解析:(1)反应物断键吸收的总能量应该是断裂1 mol H—H键与1 mol Cl—Cl键吸收的能量之和,即436 kJ+243 kJ=679 kJ。(2)生成物成键放出的总能量为2×431 kJ=862 kJ。(3)~(4)由于断键吸收的总能量小于成键放出的总能量,所以该反应为放热反应,即反应物的总能量大于生成物的总能量。
答案:(1)679 kJ (2)862 kJ (3)放出 (4)>
化学反应中能量变化的计算方法
1.根据反应物总能量和生成物总能量计算
ΔE=|反应物总能量-生成物总能量|
2.根据化学键断裂吸收的能量和化学键形成释放的能量计算
(1)根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。
(2)确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。
(3)计算反应的能量变化大小
①若反应释放能量
ΔE=成键时释放能量之和-断键时吸收能量之和
②若反应吸收能量
ΔE=断键时吸收能量之和-成键时释放能量之和
已知断开1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ,形成1 mol H—N键放出的能量为391 kJ,根据化学方程式:N2+3H2(((((((,\s\up7(高温、高压催化剂2NH3,反应完1 mol N2放出的能量为92.4 kJ,则断开1 mol N≡N键需吸收的能量是( )
A.431 kJ B.945.6 kJ
C.649 kJ D.869 kJ
[解析] 设断开1 mol N≡N键需吸收的能量为x,根据反应放出的能量=形成新键放出的能量-断开旧键吸收的能量,代入数据:92.4 kJ=6×391 kJ-3×436 kJ-x,x=945.6 kJ。
[答案] B
反应热与键能
1.已知:①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量,②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量,③由氢原子和氯原子形成1 mol HCl时释放431 kJ的能量。下列叙述正确的是( )
A.氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
B.氢气与氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的ΔH=183 kJ·mol-1
C.氢气与氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的ΔH=-183 kJ·mol-1
D.氢气与氯气反应生成1 mol氯化氢气体,反应的ΔH=-183 kJ·mol-1
解析:选C。书写热化学方程式时除标明反应物和生成物的状态外,还必须标明与化学计量数相对应的热量变化值,A项不正确;由已