2022年高一化學(xué) 知識(shí)點(diǎn)精析精練 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化知識(shí)歸納
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1、2022年高一化學(xué) 知識(shí)點(diǎn)精析精練 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化知識(shí)歸納 1.物質(zhì)穩(wěn)定性與能量高低的關(guān)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(huì)升高。而由活潑的原子結(jié)合成穩(wěn)定的物質(zhì)能量會(huì)降低。 2.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 (1)表現(xiàn)形式:熱量變化,分為放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。 (2)實(shí)質(zhì):放熱反應(yīng)——反應(yīng)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(yīng)物的總能量高于生成物的總能量;吸熱反應(yīng)——反應(yīng)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(yīng)物的總能量低于生成物的總能量。 3.化學(xué)
2、反應(yīng)中的能址變化在實(shí)際生活、生產(chǎn)中的應(yīng)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(huì)放出熱量,故要利用熱交換器等設(shè)備,用對(duì)流的方法充分利用熱量。 制生活日用品:利用化學(xué)反應(yīng)中的能量變化原理制成各種生活日用品,如:熱敷袋、化學(xué)“冰袋”等。 學(xué)法建議 本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是能量的實(shí)際應(yīng)用問題,所以不局限課本知識(shí),學(xué)習(xí)過程中可通過查閱相關(guān)課外資料。進(jìn)行實(shí)踐和調(diào)查,以便了解和掌握更多的能量與實(shí)際生活生產(chǎn)聯(lián)系的知識(shí)。 1
3、.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(shí)候的能源,適合于生產(chǎn)力低下的時(shí)代,因?yàn)榧壤速M(fèi)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(diǎn)是能效高,但幾乎不可再生。有一定的污染,所以有待于進(jìn)—步改進(jìn)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(shí)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(yīng);核能開發(fā)利
4、用時(shí)的泄漏及核廢料的威脅等。所以,利用能源時(shí)不要忘記環(huán)境保護(hù)。開發(fā)能源也應(yīng)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(dǎo)調(diào)查的途徑和方法;(5)完成調(diào)查報(bào)告;(6)組織交流和評(píng)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(yīng)制得,故又稱水煤氣。試解答: (1)寫出制取水煤氣的主要化學(xué)方程式___________________,該反應(yīng)是_________反應(yīng)。(選填“吸熱”或“放熱”
5、) (2)設(shè)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(shí)除產(chǎn)生熱量外,還具有的優(yōu)點(diǎn)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(dá)到室內(nèi)空氣質(zhì)量的6%時(shí)發(fā)生爆炸的,該住戶煤氣泄漏速度為6 g/min,問爆炸時(shí)煤氣已泄漏約________h(假設(shè)廚房體積為25m3,空氣密度約為1.29g/L)。
6、思路分析 (1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。由廠該反應(yīng)自始至終需在高溫下進(jìn)行,若停止加熱。反應(yīng)也就停止,應(yīng)是吸熱反應(yīng)。 (2) 由反應(yīng)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(yīng);②H2的來源豐富,在自然界中遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過煤、石油等礦物能源。 (4)廚房內(nèi)的空氣質(zhì)量:25m3×1 000L/m3×l.29g/L。=32 250g。 泄漏煤氣的質(zhì)量:32 250g×6%=1
7、 935g。 泄漏時(shí)間:1 935g÷6g/min÷60min/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(yīng)從H2的來源、對(duì)環(huán)境的影響等多方面考慮 [例2]不外加化學(xué)試劑鑒別下列四種白色固體:NaOH、 NaCI、NH,NH4NO3、CuSO4,簡述實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)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(yīng)不明顯的是NaCL,溶液變藍(lán)色的是CuSO4。 [答案]見
8、“思路分析” 思維診斷 有時(shí)同學(xué)的思路會(huì)局限在它們發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的不同現(xiàn)象上,在本題中是很難找到差異的,所以應(yīng)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(jí)能源和二級(jí)能源,自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級(jí)能源;需要依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級(jí)能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二級(jí)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(jí)能源 B.水力是二級(jí)能源 C.天然氣是二級(jí)能源 D.水煤氣是一級(jí)能
9、源 2.關(guān)于用水制取二級(jí)能源氫氣,以下研究方向不可能正確的是 ( ) A.設(shè)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(xué)物質(zhì),用于開發(fā)廉價(jià)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(gòu)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(jí)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(jí)能源,水力和天然氣是自然界現(xiàn)成提供的一級(jí)能源,所以只有A正確。 第2題中其他選項(xiàng)的研究方向都有可能,只有D選項(xiàng)中若水不分解,構(gòu)成它的氫是以化合態(tài)存在,不可以燃燒,當(dāng)然也
10、不可能成為能源,所以不正確。 [答案] 1.A 2.D 思維診斷 對(duì)第1小題主要理解什么是一級(jí)能源、二級(jí)能源,并能將實(shí)際的能源進(jìn)行準(zhǔn)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(cuò)誤的研究方向。 知能達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 1.“搖搖冰”是一種即用即冷的飲料,吸食時(shí)將飲料罐隔離層中的化學(xué)物質(zhì)和水混合后搖動(dòng)即會(huì)制冷。該化學(xué)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
11、,減少大氣污染 B.提高煤的價(jià)格 C.主要是為了更好的保管 D.減少運(yùn)輸環(huán)節(jié) 答案:A 3.下列說法中不準(zhǔn)確的是 ( ) A.化學(xué)反應(yīng)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(yīng)是放熱反應(yīng),則反應(yīng)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(yùn)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
12、得氫氣作能源;④應(yīng)開發(fā)太陽能、核能等新能源;⑤大量應(yīng)用風(fēng)能、水能等可再生能源 ( ) A.① B.①⑤ C.②③ D.④⑤ 答案:D 5.下列關(guān)于能源的說法中,錯(cuò)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(yùn)動(dòng),都可叫能源 B.解決“能源危機(jī)”應(yīng)積極開發(fā)利用新能源和千方百計(jì)地節(jié)約能源 C.根據(jù)能量轉(zhuǎn)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(duì)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
13、.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(shí)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(shí)又能防止煤炭不充分燃燒產(chǎn)生CO污染大氣 8.下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又是吸熱反應(yīng)的是 ( ) A.鋁片與稀鹽酸的
14、反應(yīng) B.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng) C.灼熱的碳與CO2的反應(yīng) D.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng) 答案:C 9.下列做法中,會(huì)給空氣造成較嚴(yán)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(guān)于吸熱反應(yīng)的說法正確的是 ( ) A.凡需加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) B.只有分解反應(yīng)才是吸熱反應(yīng) C.使用催化劑的反應(yīng)是吸熱反應(yīng) D.CO2與CaO化合是放熱反應(yīng),則CaCO3分解是吸熱反應(yīng) 答案:D 11.目
15、前人類直接利用的主要能源是 ( ) A.太陽能 B.化學(xué)能 C.核能 D.氫能 答案:B 12.(上海市高考題)航天飛機(jī)用鋁粉與高氯酸銨(NH4C1O4)的混合物為固體燃料,點(diǎn)燃時(shí)鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨反應(yīng),其方程式可表示為:2NH4ClO4 N2↑+4H2O+C12↑+2O2↑;△H<0 下列對(duì)此反應(yīng)的敘述中錯(cuò)誤的是(筆者注:△H〈0表示反應(yīng)放出熱量〉 ( ) A.上述反應(yīng)屬于分解反應(yīng) B.上述反應(yīng)瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動(dòng)航天飛機(jī)飛行 C.反應(yīng)從能量變化上說,主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣?dòng)能 D.在反應(yīng)中高氯
16、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(chǔ)藏100~200體積的天然氣。下面關(guān)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(xùn)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
17、措施不考慮用于滅火的是( ) A.設(shè)法阻止石油噴射 B.設(shè)法降低火焰溫度 C.設(shè)法降低石油著火點(diǎn) D.設(shè)法使火焰隔絕空氣 答案:C 著火點(diǎn)是固定的 2.炭火燃燒熾熱時(shí),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?yàn)開________________;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?yàn)開_________________。 答案: 水蒸氣與高溫的碳發(fā)生反應(yīng)生成可燃性氣體H2、CO,反應(yīng)式為C+H2OCO+H2;相同;能量判定,CO和H2燃燒放
18、出的熱與C和H2O反應(yīng)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(xué)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(yīng)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(fēng),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
19、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(shí)驗(yàn)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(yīng)產(chǎn)生氫氣,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),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(guān)反應(yīng)的離子方程式:_____________________________。 答案: Mg+2H+ Mg2++H2↑
20、 (4)由實(shí)驗(yàn)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(jié):鎂與鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)是由教材中鋁與鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)類推而來的,類推方法是拓展知識(shí)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(shè)法固定)中放有25g研成粉末的氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2·8H2O]再加入約12g的氯化銨晶體,并攪拌使其充分反應(yīng)。 (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(yīng)吸收熱量,溶液溫度降低,析出晶體 (3)由實(shí)驗(yàn)推知,反應(yīng)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
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