高一化学知识点解读化学反应中的能量变化

第三节化学反应中的能量变化写出下列化学方程式1.氢气在空气中燃烧。2H2＋O2点燃2H2O2.一氧化碳在空气中燃烧。2CO＋O2点燃2CO23.木炭在空气中完全燃烧。C＋O2点燃CO2课本知识导学运用课本知识诠解重要提示1.化学反应中的能量变化(1)化学反应的特征反应热生成物反应物能量变化新物质形成原物质破坏物质变化）E（）：E（，：(2)分类及原因类型定义原因常见实例放热反应有热量放出的反应反应物的总能量大于生成物的总能量所有燃烧反应酸碱中和反应金属置换出H2的反应吸热反应吸收热量的反应反应物的总能量小于生成物的总能量C+CO2高温2CO(s)C+H2O(g)2-=CO↑(g)+H2↑(g)2.燃料的燃烧燃烧条件：燃料必须与空气接触，且达到着火点(2)充分燃烧的条件：①要有足够的空气；②燃料与空气要有足够的接触面积(3)不充分燃烧的危害①产生的热量少，浪费资源；②产生污染物。(如CO)(4)提高燃烧效率的具体途径：固体燃料粉碎成粉末状，液体燃料进行雾化，适量调节通风量，提高燃烧温度。3.新能源开发即使燃料得到充分利用，也总有一天会枯竭的，因此，开发新能源对于人类有重要的意义。新能源包括氢能、太阳能、核能等。1.物质变化遵循质量守恒原理2.能量变化遵循能量守恒原理3.反应的热效应与反应条件没有关系4.燃料燃烧时，并不是空气越多越好，因为过量的空气会带走大量的热量。基础例题点拨一拖二【例题1】在燃烧正旺的煤炉上添加新煤时，发现炉温下降，同时在新煤上方，有蓝色火焰出现。写出该过程中发生反应的化学方程式，并说明是吸热反应，还是放热反应。【分析】燃烧正旺的煤炉进行的反应是碳燃烧生成二氧化碳，这是放热反应；添加新煤时炉温下降，主要是因为进行的反应是吸热反应，这是碳与二氧化碳化合生成一氧化碳的反应；产生的一氧化碳是可燃性气体，燃烧时产生蓝色火焰，也是放热反应。【解析】C+O2点燃CO2放热反应CO2+C2-2CO吸热反应2CO+O2点燃2CO2放热反应【例题2】大气中，二氧化碳含量的增加会引起“温室效应”，自然界能消耗二氧化碳的反应是()A.CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OB.CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2C.6CO2+6H2O阳光阳光叶绿素C6H12O6+6O2D.CO2+C2-2CO拖1(典型例题考综合题)下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是()①燃烧时发生氧化反应；②充分燃烧的产物不污染环境；③乙醇是一种再生能源；④燃烧时放出大量热量。A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④答案:D(解析：燃烧是发光发热的氧化反应，这不是乙醇作为燃料的优点，其他三点均为乙醇作为燃料的优点)【分析】自然界能消耗CO2的反应物应在自然界中存在，而且还要在自然条件下该反应能发生。自然界中不存在NaOH，存在CaCO3、CO2与C反应需高温条件也不可能。光合作用是消耗CO2的最重要和最佳途径。【解析】BC重难点突破重点·难点·易混点·易错点·方法技巧重点：化学反应及其能量变化，放热反应和吸热反应。化学反应中生成物总能量不可能正好等于反应物的总能量，这样反应前后的能量差值即为化学反应中的能量变化。化学反应中的能量变化形式有多种，如光能、声能、电能、机械能等，但通常表现为热量的变化，其他各种形式的能量有时和热能的变化相伴发生。因为反应过程中能量守恒，故当反应物的总能量高于生成物的总能量时为放热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量时为吸热反应。有些反应物和生成物的能量比较接近，这样的反应热效应不明显。另外要注意放热反应常温下不一定能够发生，吸热反应也不一定需要加热才能发生。难点：化学反应中能量变化观点的建立。在化学反应中，从反应物分子转变为生成物分子，各原子内部并没有发生很大变化，但原子间的结合方式发生了改变，在这个过程中发生了能量变化。故化学反应的特点是有新物质的生成，而新物质和反应物的总能量不同，根据能量守恒定律，反应必释放或吸收能量。随笔：[来源:学_科_网]易混易错点1.反应的热效应与反应条件的关系很多同学认为反应发生需要加热的反应为吸热反拖2下列说法正确的是()A.需要加热才能发生的反应，这不一定对。有的需加热的反应为吸热反应。如：C(s)+H2O(g)高温CO↑(g)+H2↑(g)为吸热反应。而有很多需加热的反应为放热反应。如大多数燃烧反应，需点燃才能发生。因为燃料燃烧需达到着火点。而燃烧一旦开始，就放出大量的热量，就不用再加热。2.化合反应与分解反应的热效应很多同学认为化合反应为放热反应，分解反应为吸热反应，这不够准确。如C+CO2高温2CO这个反应为化合反应，却是一个吸热反应，2HI光照H2+I2这个分解反应却为放热反应。不过，大多数化合反应为放热反应，大多数分解反应为吸热反应。3.燃料燃烧时空气的量的控制有同学认为燃料燃烧时，要使燃料燃烧充分，就要有足够的空气，因为空气越多越好，殊不知，过量的空气会带走大量的热量，浪费了能量。4.反应热与物质状态的关系答案:CD(解析：化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，所以C、D选项是正确的)【例题3】在相同温度下，相同质量的H2发生下列反应放出的热量，分别为Q1和Q2：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)放热Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)放热Q2则Q1和Q2的关系为()A.Q1＞Q2B.Q1＜Q2C.Q1=Q2D.无法确定【分析】因为将液态水汽化，需要吸收热量，反过来，气态水液化要放出热量，所以Q2＞Q1【解析】B【例题4】解释“燃着的蜡烛一扇就灭，而炉火越扇越旺”这一事实。【易错分析】不会用所学化学知识解决实际生活中所遇到的问题。这是化学素质教育的重点之一，本题可利用燃烧充分燃料的条件进行解释。【解析】大量空气的急速流动会带动大量的热量，使蜡烛达不到着火点而熄灭。而炉火通入足量的空气，使之充分燃烧，故越扇越旺。应一定是吸热反应B.放热的反应在常温下一定很易发生C.反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D.吸热反应在一定的条件下也能发生拖3下列说法正确的是()A.分解反应要吸热，需加热才能发生B.化合反应一般为放热反应，常温下就可发生C.需高温才能进行的一定为吸热反应D.吸热反应在常温下也可发生答案:D(解析：一个反应发生的条件与反应的热效应无关，如燃料的燃烧是一个放热过程，但需要点燃，即加热达到其着火点。分解反应不全为吸热反应，分解反应也不一定需加热的条件，如碳酸的分解。化合反应不全为放热过程，在常温下不一定发生，如H2与O2化合成H2O需点燃)拖4同温同压下，相同质量的固态硫和液态硫燃烧发生以下反应放出的热量分别为Q1和Q2S(s)+O2(g)=SO2(g)放热Q1S(l)+O2(g)=SO2(g)放热Q2则Q1与Q2的关系为()A.Q1＞Q2B.Q1＜Q2C.Q1=Q2D.无法确定答案:B［解析：将固态硫燃烧分解成两个过程：先将固态硫液化(此过程吸热)，再将液态硫燃烧(放热Q2)，所以Q1＜Q2方法技巧1.化学反应过程中的能量变化(1)化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同。(2)反应中能量定恒。(3)反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热，如果两者能量比较接近，则放热和吸热不明显。2.两个或多个分子化合成一个分子的化合反应一定为放热反应，或一个微粒变成两个或多个微粒的过程一定为吸热过程。如：NH3+HClNH4Cl一个分子分解成两个或多个分子的分解反应为吸热反应。或两个或多个微粒变成一个微粒的过程一定为放热过程。如：NH4HCO32-NH3↑+H2O↑+CO2↑注意：“个”与“种”的区别。(1)可燃物燃烧的主要条件：①与空气接触；②温度达到着火点。(2)灭火方法：隔绝空气或使可燃物温度降至着火点以下。【例题5】已知NaOH溶液与稀盐酸反应放出的热量为Q1，等浓度、等量NaOH溶液与CH3COOH(醋酸)反应放出的热量为Q2，则Q1、Q2的相对大小()A.Q1＞Q2B.Q1＜Q2C.Q1=Q2D.无法确定【分析】NaOH、HCl均为强电解质，其溶液在混合之前均完全电离，混合后，H+与OH-结合成水放出热量；而醋酸为弱电解质溶液，电离的醋酸分子较少，当与NaOH溶液混合时，CH3COOH先电离出H+，需吸收能量，然后H+与OH-结合又放出能量，所以Q1＞Q2。【解析】A【例题6】下列过程属于吸热过程的是()A.H++OH-=H2OB.NaCl=Na++Cl-C.CaO+H2O=Ca(OH)2D.Cl+Cl=Cl2拖5已知H2SO4溶液与NaOH溶液反应放出的热量为Q1，等浓度、等量的H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应放出的热量为Q2，测Q1、Q2的相对大小为()A.Q1＞Q2B.Q1＜Q2[来源:学&科&网]C.Q1=Q2D.无法确定答案:B(解析：因为两个微粒合成一个微粒的过程一定放热，故H++OH-H2O放热，Ba2++SO2-4BaSO4↓也放热，H2SO4与NaOH反应，只有H++OH-H2O，而H2SO4与Ba(OH)2反应，除H++OH-H2O外，还有Ba2++SO2-4BaSO4↓发生)拖6海湾战争引起油井着火，下列措施不可以考虑灭火的是()A.设法降低火焰温度B.设法降低着火点C.设法堵住油井出口D.设法使火焰隔离空气答案:B(解析：根据燃料燃烧的条件：①达到着火点，②燃料与空气接触，因此灭火可以采取的措施：①降低火焰温度至着火点以下；②使燃料与空气隔绝。而着火点是物质的属性。不可能改变)拖7下列过程属于放热过程的有()A.NH4HCO32-NH3↑+H2O↑+CO2↑B.CaCO3高温CaO+CO2↑C.SO3+H2O=H2SO4D.2CO+O2点燃2CO2答案:CD(一个微粒变成多个微粒的过程吸热，多个微粒变成一个微粒的过程放热)拖8水蒸气通过炽热的煤所产生的混合气体，其主要成分是CO、H2，还含有CO2和水蒸气。试选用下列试剂确认这四种气体的存在：①澄清石灰水；②无水硫酸铜；③炽热的氧化铜；④浓硫酸。假设每步反应均充分进行，则混合气体依次通过试剂的顺序为_______。答案:②①④③②①(解析：四种气体中首先要确认的是水蒸气，通过无水硫酸铜，白色粉末变蓝，说明含有水蒸气；再通过澄清石灰水即可确定CO2；将混合气体经浓硫酸干燥后，通过炽热的氧化铜，CO、H2均被氧化，通过检验氧化产物来确认它们的存在，具体做法是：通过炽热的氧化铜后，依次通过无水硫酸铜和澄清石灰水)【分析】A、C、D都属于两个微粒合为一个微粒的形式，为放热过程。而B为一个微粒变成两个微粒的形式，所以为吸热过程。【解析】B图1-3-1【例题7】如图131所示，把试管放入盛有25℃的饱和石灰水溶液的烧杯中，试管中开始放入几小片镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。回答下列问题：(1)实验中观察到的现象是____________。(2)产生上述现象的原因是____________。(3)写出有关反应的离子方程式。(4)由实验推知，所得MgCl2溶液和H2的总能量_______(填“大于”“小于”“等于”)原来镁片和盐酸的总能量。【分析】镁与盐酸反应为放热反应，放出的热量使烧杯溶液温度升高，而Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小，从而饱和石灰水变浑浊。【解析】(1)镁片上有气泡产生，镁片逐渐溶解至最后消失，烧杯中石灰水变浑浊。(2)镁片与盐酸反应，镁与盐酸反应为放热反应，放出的热量使烧杯中溶液温度升高，而Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小。(3)Mg+2H+=Mg2++H2↑(4)小于随笔：名题活题创新探究例题分析解答【例题8】能源可划分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源。例如自然界中的煤即为一级能源，而氢气则是一种高效没有污染的二级能源，它可以