2019北京高三二�？荚嚮瘜W(xué)化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化

2019-04-13 23:37:04 　來源：網(wǎng)絡(luò)整理

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　　2019北京高三二模診斷化學(xué)化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化(一)

　　1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

　　(1)化學(xué)反應(yīng)的2個基本特征

　�、傥镔|(zhì)變化：化學(xué)變化是以新物質(zhì)的生成為標(biāo)志，任何一個化學(xué)變化一定表現(xiàn)出原子重新組合而生成新物質(zhì)。

　　②能量變化：生成的新物質(zhì)與反應(yīng)物的能量不同，而反應(yīng)體系又遵守能量守恒，故任何一個化學(xué)變化一定表現(xiàn)出能量的吸收和放出，通�；瘜W(xué)反應(yīng)的能量變化又主要是以熱能形式變化(除此之外還可能有電能、光能、聲能等)。

　　(2)放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)

　　化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一�；瘜W(xué)反應(yīng)一般以熱和功的形式與外界進行能量交換，而主要以熱的形式。

　　不同物質(zhì)內(nèi)部能量是不同的，而整個反應(yīng)過程中能量又是守恒的。反應(yīng)物和生成物的能量差異常以熱量的形式表現(xiàn)出放熱和吸熱，如果反應(yīng)物和生成物兩者能量相近，則吸、放熱不明顯。

　　當(dāng)反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，則放出熱量。

　　當(dāng)反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，則吸收熱量。

　　按反應(yīng)過程中熱量的變化，通常把化學(xué)反應(yīng)分為放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)。

　�、俜艧岱磻�(yīng)：有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)。

　　原因：反應(yīng)物具有的總能量高于生成物具有的總能量。

　　常見放熱反應(yīng)：

　　燃燒與緩慢氧化，中和反應(yīng)。

　　金屬與酸反應(yīng)制取氫氣，生石灰和水反應(yīng)等。

　�、谖鼰岱磻�(yīng)：有熱量吸收的化學(xué)反應(yīng)。

　　原因：反應(yīng)物具有的總能量低于生成物具有的總能量。

　　常見的吸熱反應(yīng)：

　　C(s)+H2O(g) CO(g)+H2O

　　C+CO2 2CO，Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl的反應(yīng)。

　　以及：KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。

　　(3)注意問題：

　　化學(xué)反應(yīng)中的能量變化主要表現(xiàn)為放熱和吸熱，反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物、生成物所具有的總能量相對大小。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定條件下都能發(fā)生。反應(yīng)開始時需加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng)，也可能是放熱反應(yīng)。反應(yīng)的熱量變化與反應(yīng)發(fā)生是否需要加熱沒有必然聯(lián)系。

　　為什么許多反應(yīng)(如煤的燃燒、H2的燃燒等)在反應(yīng)時要加熱呢?這是因為，在常溫下能穩(wěn)定存在的物質(zhì)，其自身能量不是很高，加熱或光照可提高反應(yīng)物的能量，使反應(yīng)物分子運動速率增大，分子間相互碰撞發(fā)生反應(yīng)的機會增大，使反應(yīng)容易進行。當(dāng)反應(yīng)開始后，若反應(yīng)放出的能量夠繼續(xù)維持或超過開始反應(yīng)所需要能量，則停止加熱時反應(yīng)繼續(xù)進行，這就是放熱反應(yīng);若反應(yīng)時放出的熱量不足以提供繼續(xù)反應(yīng)所需要的能量，則要持續(xù)不斷的加熱反應(yīng)才能進行，這就是吸熱反應(yīng)。

　　2019北京高三二模診斷化學(xué)化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化(二)

　　例1.下列說法正確的是( )

　　A.需加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)

　　B.放熱的反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生

　　C.反應(yīng)是吸熱還是放熱必須看反應(yīng)物和生成物具有的總能量的相對大小

　　D.吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生

　　[解析]

　　明確基本概念是解決問題的關(guān)鍵。化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱。反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小。

　　放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定條件下都能發(fā)生。反應(yīng)開始需要加熱的反應(yīng)，可能是吸熱反應(yīng)，也可能是放熱反應(yīng)，放熱的反應(yīng)在常溫下不一定容易發(fā)生，如煤的燃燒，只有先加熱才能使反應(yīng)進行。

　　答案：C、D

　　2.燃料的充分燃燒

　　(1)能源的劃分：

　　按能源提供的方式，能源可劃分為一級能源和二級能源。自然界以現(xiàn)成方式提供的能源稱為一級能源;需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源�；剂�，包括煤、石油、天然氣等，屬一級能源，同時也是一次性能源、非再生能源。而風(fēng)能、水能、柴草、木材等一級能源，同時也是可再生能源;但電能屬于二級能源。

　　(2)燃料充分燃燒的條件：

　�、偃紵龝r有足夠的空氣。(但空氣不可過多，否則將帶走部分熱量，造成浪費)

　�、谌剂虾涂諝庖浞纸佑|。(可以改變?nèi)剂戏稚⒊潭�，或采�?ldquo;逆流原理”等。)

　　(3)燃料不充分的危害：

　�、佼a(chǎn)生的熱量減少，造成資源浪費。

　�、诋a(chǎn)生污染物，造成環(huán)境污染(如產(chǎn)生酸雨等)。

　　(4)煤的充分利用：

　�、傩滦兔悍廴紵�(燃燒效率≥95%)

　�、诿旱臍饣�、液化。

　�、坜D(zhuǎn)化為水煤氣或干餾煤氣：(C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g))。

　　例2.煤在爐子里燒的很旺時，續(xù)了一塊煤就立即封上了，在有氧氣的條件下，有時會看到爐火熄滅了，試解釋原因?

　　[解析]

　　物質(zhì)燃燒需要具備兩個條件：

　　(1)溫度達(dá)到可燃物的著火點。

　　(2)與氧氣接觸。本題中已有氧氣，因此應(yīng)從溫度方面考慮。考慮C+O2 CO2放出熱量，而CO2+C 2CO吸收熱量。當(dāng)吸收熱量多于放出的熱量時，體系的溫度就會降低，當(dāng)溫度降到C的著火點以下時，爐火就熄滅了。

　　2019北京高三二模診斷化學(xué)化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化(三)

　　3.新能源開發(fā)

　　即使燃料得到充分利用，也總有一天會枯竭的，因此，開發(fā)新能源對于人類有重要的意義。新能源包括氫能、太陽能、核能等。1.物質(zhì)變化遵循質(zhì)量守恒原理

　　2.能量變化遵循能量守恒原理

　　3.反應(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)條件沒有關(guān)系

　　4.燃料燃燒時，并不是空氣越多越好，因為過量的空氣會帶走大量的熱量。基礎(chǔ)例題點撥一拖二【例題1】在燃燒正旺的煤爐上添加新煤時，發(fā)現(xiàn)爐溫下降，同時在新煤上方，有藍(lán)色火焰出現(xiàn)。寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式，并說明是吸熱反應(yīng)，還是放熱反應(yīng)。

　　【分析】燃燒正旺的煤爐進行的反應(yīng)是碳燃燒生成二氧化碳，這是放熱反應(yīng);添加新煤時爐溫下降，主要是因為進行的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，這是碳與二氧化碳化合生成一氧化碳的反應(yīng);產(chǎn)生的一氧化碳是可燃性氣體，燃燒時產(chǎn)生藍(lán)色火焰，也是放熱反應(yīng)。

　　【解析】C+O2 CO2放熱反應(yīng)

　　CO2+C2- 2CO吸熱反應(yīng)

　　2CO+O2 2CO2放熱反應(yīng)

　　【例題2】大氣中，二氧化碳含量的增加會引起“溫室效應(yīng)”，自然界能消耗二氧化碳的反應(yīng)是()

　　A.CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

　　B.CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

　　C.6CO2+6H2O陽光 C6H12O6+6O2

　　D.CO2+C2- 2CO

　　拖1(典型例題考綜合題)下列選項中說明乙醇作為燃料的優(yōu)點的是()

　�、偃紵龝r發(fā)生氧化反應(yīng);

　　②充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境;

　�、垡掖际且环N再生能源;

　�、苋紵龝r放出大量熱量。

　　A.①②③B.①②④

　　C.①③④D.②③④

　　答案: D(解析：燃燒是發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng)，這不是乙醇作為燃料的優(yōu)點，其他三點均為乙醇作為燃料的優(yōu)點)

　　【分析】自然界能消耗CO2的反應(yīng)物應(yīng)在自然界中存在，而且還要在自然條件下該反應(yīng)能發(fā)生。自然界中不存在NaOH，存在CaCO3、CO2與C反應(yīng)需高溫條件也不可能。光合作用是消耗CO2的較重要和較好途徑。

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