2019北京高三二模考試化學化學反應中的物質(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化學反應中的物質(zhì)變化和能量變化(一)

　　1.化學反應中的能量變化

　　(1)化學反應的2個基本特征

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

　�、谀芰孔兓荷傻男挛镔|(zhì)與反應物的能量不同，而反應體系又遵守能量守恒，故任何一個化學變化一定表現(xiàn)出能量的吸收和放出，通�；瘜W反應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、吸熱反應

　　化學反應所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一�；瘜W反應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，而整個反應過程中能量又是守恒的。反應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，如果反應物和生成物兩者能量相近，則吸、放熱不明顯。

　　當反應物的總能量高于生成物的總能量，則放出熱量。

　　當反應物的總能量低于生成物的總能量，則吸收熱量。

　　按反應過程中熱量的變化，通常把化學反應分為放熱反應、吸熱反應。

　�、俜艧岱磻河袩崃糠懦龅幕瘜W反應。

　　原因：反應物具有的總能量高于生成物具有的總能量。

　　常見放熱反應：

　　燃燒與緩慢氧化，中和反應。

　　金屬與酸反應制取氫氣，生石灰和水反應等。

　�、谖鼰岱磻河袩崃课盏幕瘜W反應。

　　原因：反應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：

　　C(s)+H2O(g) CO(g)+H2O

　　C+CO2 2CO，Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl的反應。

　　以及：KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。

　　(3)注意問題：

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

　　為什么許多反應(如煤的燃燒、H2的燃燒等)在反應時要加熱呢?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物的能量，使反應物分子運動速率增大，分子間相互碰撞發(fā)生反應的機會增大，使反應容易進行。當反應開始后，若反應放出的能量夠繼續(xù)維持或超過開始反應所需要能量，則停止加熱時反應繼續(xù)進行，這就是放熱反應;若反應時放出的熱量不足以提供繼續(xù)反應所需要的能量，則要持續(xù)不斷的加熱反應才能進行，這就是吸熱反應。

　　2019北京高三二模診斷化學化學反應中的物質(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)生的反應一定是吸熱反應

　　B.放熱的反應在常溫下一定很易發(fā)生

　　C.反應是吸熱還是放熱必須看反應物和生成物具有的總能量的相對大小

　　D.吸熱反應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�；瘜W反應的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱。反應是放熱還是吸熱主要取決于反應物和生成物所具有的總能量的相對大小。

　　放熱反應和吸熱反應在一定條件下都能發(fā)生。反應開始需要加熱的反應，可能是吸熱反應，也可能是放熱反應，放熱的反應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。

　　②產(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：

　　①新型煤粉燃燒器(燃燒效率≥95%)

　�、诿旱臍饣⒁夯�。

　　③轉(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)溫度達到可燃物的著火點。

　　(2)與氧氣接觸。本題中已有氧氣，因此應從溫度方面考慮。考慮C+O2 CO2放出熱量，而CO2+C 2CO吸收熱量。當吸收熱量多于放出的熱量時，體系的溫度就會降低，當溫度降到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化學反應中的物質(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.反應的熱效應與反應條件沒有關(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，有藍色火焰出現(xiàn)。寫出該過程中發(fā)生反應的化學方程式，并說明是吸熱反應，還是放熱反應。

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

　　【解析】C+O2 CO2放熱反應

　　CO2+C2- 2CO吸熱反應

　　2CO+O2 2CO2放熱反應

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

　　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()

　　①燃燒時發(fā)生氧化反應;

　�、诔浞秩紵漠a(chǎn)物不污染環(huán)境;

　�、垡掖际且环N再生能源;

　　④燃燒時放出大量熱量。

　　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，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的反應物應在自然界中存在，而且還要在自然條件下該反應能發(fā)生。自然界中不存在NaOH，存在CaCO3、CO2與C反應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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