2019-2020年高一化學 知識點精析精練 化學反應中的能量變化知識歸納.doc

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2019-2020年高一化學 知識點精析精練 化學反應中的能量變化知識歸納 1．物質(zhì)穩(wěn)定性與能量高低的關系 物質(zhì)具有的能量越低則越穩(wěn)定,反之，物質(zhì)具有的能量越高則越不穩(wěn)定。一般來說，物質(zhì)拆成活潑的原子能量會升高。而由活潑的原子結合成穩(wěn)定的物質(zhì)能量會降低。 2．化學反應中的能量變化 (1)表現(xiàn)形式：熱量變化，分為放熱反應和吸熱反應。 (2)實質(zhì)：放熱反應——反應物斷鍵所消耗的能量低于生成物成鍵所釋放的能量，即反應物的總能量高于生成物的總能量；吸熱反應——反應物斷鍵所消耗的能量高于生成物成鍵所釋放的能量。即反應物的總能量低于生成物的總能量。 3．化學反應中的能址變化在實際生活、生產(chǎn)中的應用 充分利用燃料：(1)讓燃料與空氣充分接觸，以便完全燃燒：(2)提供合理的空氣量，保證燃料充分燃燒，又不帶走過多的熱量。 充分利用能量：在工業(yè)生產(chǎn)過程中某些環(huán)節(jié)需提供熱量，而另一些環(huán)節(jié)又會放出熱量，故要利用熱交換器等設備，用對流的方法充分利用熱量。 制生活日用品：利用化學反應中的能量變化原理制成各種生活日用品，如：熱敷袋、化學“冰袋”等。 學法建議 本節(jié)內(nèi)容的學習重點是能量的實際應用問題，所以不局限課本知識，學習過程中可通過查閱相關課外資料。進行實踐和調(diào)查，以便了解和掌握更多的能量與實際生活生產(chǎn)聯(lián)系的知識。 1．能源問題 能源的發(fā)展：柴草——煤、石油和天然氣——核能、太陽能…… 能源的開發(fā)：柴草是古時候的能源，適合于生產(chǎn)力低下的時代，因為既浪費資源。能效又低。污染也大，所以現(xiàn)在連農(nóng)村家用燃料都已逐漸淘汰了柴草。 煤、石油和天然氣是目前工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及民用的主要能源。它的特點是能效高，但幾乎不可再生。有一定的污染，所以有待于進—步改進和發(fā)展。 核能、太陽能等是現(xiàn)在新興的能源，既高效又清潔。但還未充分開發(fā)利用。這是今后發(fā)展的方向。 2．環(huán)境問題 在人們利用能源的同時也造成了許多環(huán)境問題，如含硫煤的燃燒造成酸雨；二氧化碳的增多造成溫室效應；核能開發(fā)利用時的泄漏及核廢料的威脅等。所以，利用能源時不要忘記環(huán)境保護。開發(fā)能源也應向減小污染的方向努力。 3．研究性課題——家用燃料的調(diào)查 (1)組織研究小組；(2)明確研究的目的和要求；(3)確定調(diào)查和分析的內(nèi)容；(4)指導調(diào)查的途徑和方法；(5)完成調(diào)查報告；(6)組織交流和評比 潛能開發(fā) [例1]城市使用的燃料，現(xiàn)大多為煤氣、液化石油氣。煤氣的主要成分是CO和H2的混合氣體，它由煤炭與水蒸氣在高溫下反應制得，故又稱水煤氣。試解答： (1)寫出制取水煤氣的主要化學方程式___________________，該反應是_________反應。(選填“吸熱”或“放熱”) (2)設液化石油氣的主要成分為丙烷(C3H8)，其充分燃燒后產(chǎn)物為以CO2和H2O。試比較完全燃燒等質(zhì)量的C3H8及CO所需的氧氣的體積比(同溫、同壓下)為______________。 (3)氫氣是未來的能源，燃燒時除產(chǎn)生熱量外，還具有的優(yōu)點是_________________________。 (4)使用管道煤氣必須防止因煤氣泄漏而引起的中毒和爆炸。某住房因煤氣泄漏而發(fā)生爆炸事故，調(diào)查發(fā)現(xiàn)煤氣是在達到室內(nèi)空氣質(zhì)量的6％時發(fā)生爆炸的，該住戶煤氣泄漏速度為6 g/min，問爆炸時煤氣已泄漏約________h(假設廚房體積為25m3，空氣密度約為1．29g/L)。 思路分析 (1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。由廠該反應自始至終需在高溫下進行,若停止加熱。反應也就停止，應是吸熱反應。 （2） 由反應方程式可得：完全燃燒等質(zhì)量的C3H8和CO所需O2的質(zhì)量比為： =70：11，同溫同壓下所需O2體積也為70：11。 (3)①H2是最潔凈的能源，其燃燒后的產(chǎn)物為水，既不污染環(huán)境，也不產(chǎn)生溫室效應；②H2的來源豐富，在自然界中遠遠超過煤、石油等礦物能源。 (4)廚房內(nèi)的空氣質(zhì)量：25m31 000L/m3l．29g/L。＝32 250g。 泄漏煤氣的質(zhì)量：32 250g6％＝1 935g。 泄漏時間：1 935g6g/min60min/h≈5．36 h。 [答案] 見思路分析 思維診斷 第(2)小題中要求比較燃燒等質(zhì)量的C3H8和CO所需O2的體積比，容易誤算成體積相同的兩者消耗O2的體積比；第(3)小題容易思路狹窄，應從H2的來源、對環(huán)境的影響等多方面考慮 [例2]不外加化學試劑鑒別下列四種白色固體：NaOH、 NaCI、NH，NH4NO3、CuSO4，簡述實驗操作和實驗現(xiàn)象。 思路分析 將這四種固體溶于水，明顯放熱的是NaOH，明顯吸熱的是NH4NO3，熱效應不明顯的是NaCL，溶液變藍色的是CuSO4。 [答案]見“思路分析” 思維診斷 有時同學的思路會局限在它們發(fā)生化學反應的不同現(xiàn)象上，在本題中是很難找到差異的，所以應從溶于水的熱量變化來考慮。 [答案] 見“思路分析” [例3]能源可分為一級能源和二級能源，自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源；需要依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源，它可以由自然界中大量存在的水來制取，水吸收能量分解為H2和O2。根據(jù)以上敘述回答1～2題： 1．下列敘述正確的是 ( ) A.電能是二級能源 B.水力是二級能源 C.天然氣是二級能源 D.水煤氣是一級能源 2．關于用水制取二級能源氫氣，以下研究方向不可能正確的是 ( ) A.設法將太陽光聚集，產(chǎn)生高溫，使水分解產(chǎn)生氫氣 B.尋找特殊化學物質(zhì)，用于開發(fā)廉價能源以分解水制取氫氣 C.尋找高效催化劑，促使水更易分解產(chǎn)生氫氣 D．構成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì)，因此可研究在水不分解的情況下，使氫成為二級能源 思路分析 第1題中電能和水煤氣是間接制取的能源，所以是二級能源，水力和天然氣是自然界現(xiàn)成提供的一級能源，所以只有A正確。 第2題中其他選項的研究方向都有可能，只有D選項中若水不分解，構成它的氫是以化合態(tài)存在，不可以燃燒，當然也不可能成為能源，所以不正確。 [答案] 1．A 2．D 思維診斷 對第1小題主要理解什么是一級能源、二級能源，并能將實際的能源進行準確的劃分。 第2小題主要是研究如何降低成本制備氫氣，但無論如何都要分解水，若從水不分解入手是不可能的，即錯誤的研究方向。 知能達標訓練 1．“搖搖冰”是一種即用即冷的飲料，吸食時將飲料罐隔離層中的化學物質(zhì)和水混合后搖動即會制冷。該化學物質(zhì)是 ( ) A．氯化鈉 B.固體硝酸銨 C.生石灰 D．蔗糖 答案: B 硝酸銨溶于水吸熱 2．將煤處理后變?yōu)闅怏w燃料的目的是 ( ) A.提高燃燒效率，減少大氣污染 B.提高煤的價格 C.主要是為了更好的保管 D.減少運輸環(huán)節(jié) 答案:A 3．下列說法中不準確的是 ( ) A.化學反應中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化 B.為保證燃料充分燃燒，必須通入適量的空氣而不是越多越好 C.若發(fā)生的反應是放熱反應，則反應過程中就不需要再提供能量 D．為使液體燃料充分燃燒，可以將液體燃料以霧狀噴出 答案: A 也可能是其他形式如發(fā)光 4．天然氣、石油、煤等在地球上的蘊藏量是有限的，則下列說法正確的是 ( ) ①可砍伐樹木、野草作能源；②可用酒精作能源；③可利用電解水的方法制得氫氣作能源；④應開發(fā)太陽能、核能等新能源；⑤大量應用風能、水能等可再生能源 （ ） A.① B.①⑤ C.②③ D.④⑤ 答案:D 5．下列關于能源的說法中，錯誤的是 ( ) A.凡是能提供能量為人們利用的物質(zhì)或物質(zhì)運動，都可叫能源 B.解決“能源危機”應積極開發(fā)利用新能源和千方百計地節(jié)約能源 C.根據(jù)能量轉換定律可知，各種能量都可再生和利用 D.常規(guī)能源和非常規(guī)能源的劃分是相對的，在不久的將來原子核能可能成為常規(guī)能源 答案:C 6．下列燃料中，不屬于化石燃料的是 ( ) A.煤 B.石油 C.天然氣 D.水煤氣 答案:D 7．(山西省高考題)我國鍋爐燃煤采用沸騰爐逐漸增多，采用沸騰爐好處在于 ( ) A.增大煤炭燃燒時的燃燒熱并形成清潔能源 B.減少爐中雜質(zhì)氣體(如SO2等)的形成 C.提高煤炭的熱效率并減少CO的排放 D.使得燃料燃燒充分，從而提高燃料的利用率 答案:CD 由于大塊的固體燃料與空氣的接觸面有限，燃燒往往不夠充分，采用沸騰爐是將固體燃料粉碎，以增大燃料與空氣的接觸面，提高燃燒效率，同時又能防止煤炭不充分燃燒產(chǎn)生CO污染大氣 8．下列反應既屬于氧化還原反應，又是吸熱反應的是 ( ) A.鋁片與稀鹽酸的反應 B．Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應 C.灼熱的碳與CO2的反應 D.甲烷在氧氣中的燃燒反應 答案:C 9．下列做法中，會給空氣造成較嚴重污染的是 ( ) A.大量燃放煙花爆竹 B.以液化石油氣作燃料 C.以焦炭、木炭作燃料 D.以煤作燃料 答案:AD 10．關于吸熱反應的說法正確的是 ( ) A.凡需加熱的反應一定是吸熱反應 B.只有分解反應才是吸熱反應 C.使用催化劑的反應是吸熱反應 D．CO2與CaO化合是放熱反應，則CaCO3分解是吸熱反應 答案:D 11．目前人類直接利用的主要能源是 ( ) A.太陽能 B．化學能 C.核能 D.氫能 答案:B 12．(上海市高考題)航天飛機用鋁粉與高氯酸銨(NH4C1O4)的混合物為固體燃料，點燃時鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨反應，其方程式可表示為：2NH4ClO4 N2↑+4H2O+C12↑+2O2↑;△H<0 下列對此反應的敘述中錯誤的是(筆者注：△H〈0表示反應放出熱量〉 ( ) A．上述反應屬于分解反應 B.上述反應瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動航天飛機飛行 C．反應從能量變化上說，主要是化學能轉變?yōu)闊崮芎蛣幽? D.在反應中高氯酸銨只起氧化劑作用 答案:D 在2NH4ClO4 N2↑+ 4H2O+Cl2↑2O2↑中，高氯酸銨既是氧化劑又是還原劑 13．(典型例題“可燃冰”又稱“天然氣水合物”，它是在海底高壓、低溫條件下形成的，外觀像冰。1體積“可燃冰”可儲藏100～200體積的天然氣。下面關于“可燃冰”的敘述不正確的是 ( ) A.“可燃冰”有可能成為人類未來的重要能源 B.“可燃冰”是一種比較潔凈的能源 C.“可燃冰”提供了水可能變成油的例證 D.“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷 答案:C 綜合能力訓練 1．在海灣戰(zhàn)爭期間，科威特大批油井被炸著火。在滅火工作中，下列措施不考慮用于滅火的是( ) A.設法阻止石油噴射 B.設法降低火焰溫度 C.設法降低石油著火點 D.設法使火焰隔絕空氣 答案:C 著火點是固定的 2．炭火燃燒熾熱時，在往爐膛底的熱灰上噴灑少量水的瞬間，爐子的火更旺，這是因為_________________；如果燒去同量的碳，噴過水和沒有噴灑過水的炭火爐放出的總熱量______________________(選填“相同”或“不同”)，這是因為__________________。 答案: 水蒸氣與高溫的碳發(fā)生反應生成可燃性氣體H2、CO，反應式為C+H2OCO+H2；相同；能量判定，CO和H2燃燒放出的熱與C和H2O反應吸收的熱相互抵消 3．典型例題日，鄭州市一煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故，造成特大人員傷亡事故。 (1)瓦斯氣的主要成分的化學式是_______________，它除存在于煤礦的礦井中，還存在于__________等中。 答案: CH4；沼氣，天然氣，坑氣等 (2)瓦斯爆炸的反應方程式是________________。 答案: CH4+2O2CO2+2H2O (3)為防止瓦斯氣爆炸事故的發(fā)生可采取的安全措施是___________________________。(至少兩條) 答案: 通風，防火 4．如右圖所示,把試管放入盛有25℃飽和石灰水的燒杯中，試管中先放入幾小塊鎂片,再用滴竹滴入5mL鹽酸于試管中。試回答下列問題： (1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是_____________________________ 。 答案: ①鎂片上有大量氣泡產(chǎn)生；②鎂片逐漸溶解；③燒杯中析出晶體 (2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是_____________________________。 答案: 鎂與鹽酸反應產(chǎn)生氫氣，該反應為放熱反應，Ca(OH)2在水中的溶解度隨溫度升高而減小，故析出Ca(OH)2 晶體 (3)寫出有關反應的離子方程式：_____________________________。 答案: Mg+2H+ Mg2++H2↑ (4)由實驗推知,MgCl2溶液和H2的總能量，______________(選填“大于”“小于”或“等于”)鎂片和鹽酸的總能量。 答案: 小于 總結：鎂與鹽酸反應為放熱反應是由教材中鋁與鹽酸反應是放熱反應類推而來的，類推方法是拓展知識的重要思維方法。 5.如下圖所示，把小燒杯放入盛有25℃飽和硝酸鉀溶液的大燒杯中，小燒杯(小燒杯已被設法固定)中放有25g研成粉末的氫氧化鋇晶體[Ba(OH)28H2O]再加入約12g的氯化銨晶體，并攪拌使其充分反應。 (1)觀察到的現(xiàn)象有_________________。 答案: 析出白色晶體 (2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是_________________________。 答案: 氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體混合反應吸收熱量，溶液溫度降低，析出晶體 (3)由實驗推知，反應物的總能量_________(選填“大于”小于”或“等于”)生成物的總能量。 答案: 小于