高三化学上册《剖析物质变化中的能量变化》知识点总结.docx
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1、高三化学上册剖析物质变化中的能量变化知识点总结高一化学必修一物质改变中的能量改变学问点(沪科版) 高一化学必修一物质改变中的能量改变学问点(沪科版) 一、物质在溶解中的能量改变1、两大守恒定律:在不与环境发生物质和能量交换的体系中,不论发生何种改变,体系中的质量和能量都不会变更,分别称为质量守恒定律和能量守恒定律。2、溶解中的能量改变:溶解时,同时发生两个过程。一是溶质的微粒离开固体(液态)表面扩散到溶剂中去,这一过程汲取热量,是物理过程;另一个过程是溶质的微粒和溶剂分子生成溶剂化合物和或水合离子,这一过程放出热量,是化学过程。这两个过程中总是伴随着能量的改变,表现形式是放热或者吸热现象。3、
2、溶解平衡:结晶和溶解是同时进行的相反的两个过程,当单位时间内扩散到溶液里的溶质微粒数目,与回到固体溶质表面的溶质微粒数目相等,也就是溶质溶解的速率等于结晶的速率时,我们称之为达到了溶解平衡。这时的溶液是饱和溶液。二、放热反应和吸热反应化学上把有热量放出的化学反应称为放热反应,把汲取热量的化学反应称为吸热反应。与反应条件没有必定联系,而确定于反应物和生成物具有的总能量的相对大小。类型比较放热反应吸热反应。定义有热量放出的化学反应汲取热量的化学反应。形成缘由反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量。与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分
3、子断裂时汲取的总能量生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断裂时汲取的总能量。表示方法:H0或+QH0或-Q三、燃烧热和中和热1、燃烧热:25、在101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,单位为kJ/mol。燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出来的热量来定义的,且燃烧产物必需是稳定的氧化物。2、中和热:在稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成1mol水时的反应热。对于强酸和强碱的稀溶液反应,其中和热基本都是相等的,都约57.3kJmol-1。对于强酸和弱碱,或弱酸和强碱的稀溶液反应,中和热一般低于57.3kJmol-1。四.热化学方程式和盖斯定律1、表明反应所放出和
4、汲取热量的化学方程式叫热化学方程式。H0表示放热放应、H0表示吸热反应。2、热化学方程式的书写(1)H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应,H为-;若为吸热反应,H为+。(2)H与反应测定条件有关,因此书写时应注明H的测定条件。(3)热化学方程式中化学计量数可以是整数,也可以是分数。(4)必需注明反应物和产物的聚集状态(s、l、g)。(5)热化学方程式中化学式前面的化学计量数必需与H相对应,假如化学计量数加倍,则H也要加倍。当反应向逆反应方向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,方向相反。3、盖斯定律:化学反应的反应热只与反应体系的始态(各反应物)和终态(各生成物
5、)有关,而与反应的途径无关。即假如一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。五、燃料的充分利用1、燃料的充分利用:一是燃料的充分燃烧;二是热能的充分利用。2、燃料充分燃烧的条件:一是燃烧时要有足够多的空气,按反应比例混合;二是燃料与空气要有足够大的接触面积,常见方法有:固体碎化、液体雾化。 化学反应中的能量改变 第三节化学反应中的能量改变写出下列化学方程式1.氢气在空气中燃烧。2H2O22H2O2.一氧化碳在空气中燃烧。2COO22CO23.木炭在空气中完全燃烧。CO2CO2课本学问导学运用课本学问诠解重要提示1.化学反应中的能量改变(1)化学反应的特
6、征(2)分类及缘由 类型定义缘由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全部燃烧反应酸碱中和反应金属置换出H2的反应吸热反应汲取热量的反应反应物的总能量小于生成物的总能量C+CO22CO(s)C+H2O(g)2-=CO(g)+H2(g)2.燃料的燃烧燃烧条件:燃料必需与空气接触,且达到着火点(2)充分燃烧的条件:要有足够的空气;燃料与空气要有足够的接触面积(3)不充分燃烧的危害产生的热量少,奢侈资源;产生污染物。(如CO)(4)提高燃烧效率的详细途径:固体燃料粉碎成粉末状,液体燃料进行雾化,适量调整通风量,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
7、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.物质改变遵循质量守恒原理2.能量改变遵循能量守恒原理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,发觉炉温下降,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
8、生蓝色火焰,也是放热反应。 【解析】C+O2CO2放热反应CO2+C2-2CO吸热反应2CO+O22CO2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()燃烧时发生氧化反应;充分燃烧的产物不污染环境;乙醇是一种再生能源;燃烧时放出大量热量。A.B.C.D.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
9、,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行能。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:化学反应及其能量改变,放热反应和吸热反应。化学反应中生成物总能量不行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改变。化学反应中的能量改变形式有多种,如光能、声能、电能、机械能等,但通常表现为热量的改变,其他各种形式的能量有时和热能的改变相伴发生。因为反应过程中能量守恒,故当反应物的
10、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。另外要留意放热反应常温下不肯定能够发生,吸热反应也不肯定须要加热才能发生。难点:化学反应中能量改变观点的建立。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改变,但原子间的结合方式发生了变更,在这个过程中发生了能量改变。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,依据能量守恒定律,反应必释放或汲取能量。 随笔: 易混易错点1.反应的热效应与反应条件的关系许多同学认为反应发生须要加热的反应为吸热反拖2下列说法正确的
11、是()A.须要加热才能发生的反应,这不肯定对。有的需加热的反应为吸热反应。如:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)为吸热反应。而有许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。而燃烧一旦起先,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许多同学认为化合反应为放热反应,分解反应为吸热反应,这不够精确。如C+CO22CO这个反应为化合反应,却是一个吸热反应,2HIH2+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限制有同学认为燃料燃烧时,要使燃料燃烧充分,就要有足
12、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,奢侈了能量。 4.反应热与物质状态的关系答案:CD(解析:化学反应的能量改变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肯定的条件下都能发生。反应起先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.Q1Q2B.Q1Q2C.Q1=Q2D.无法确
13、定 【分析】因为将液态水汽化,须要汲取热量,反过来,气态水液化要放出热量,所以Q2Q1【解析】B【例题4】说明“燃着的蜡烛一扇就灭,而炉火越扇越旺”这一事实。【易错分析】不会用所学化学学问解决实际生活中所遇到的问题。这是化学素养教化的重点之一,本题可利用燃烧充分燃料的条件进行说明。【解析】大量空气的急速流淌会带动大量的热量,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。应肯定是吸热反应B.放热的反应在常温下肯定很易发生C.反应是放热的还是吸热的必需看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D.吸热反应在肯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
14、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.需高温才能进行的肯定为吸热反应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,但须要点燃,即加热达到其着火点。分解反应不全为吸热反应,分解反应也不肯定需加热的条件,如碳酸的分解。化合反应不全为放热过程,在常温下不肯定发生,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.Q1Q2B.Q1Q2C.Q1=Q
15、2D.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Q1Q2方法技巧1.化学反应过程中的能量改变(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,假如两者能量比较接近,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肯定为放热反应,或一个微粒变成两个或多个微粒的过程肯定为吸热过程。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肯定为放热过程。如:NH4HCO
16、32-NH3+H2O+CO2留意:“个”与“种”的区分。(1)可燃物燃烧的主要条件:与空气接触;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.Q1Q2B.Q1Q2C.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+,需汲取能量,然后H+与OH-结合又
17、放出能量,所以Q1Q2。 【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.Q1Q2B.Q1Q2C.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肯定放热,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
18、外,还有Ba2+SO2-4BaSO4发生)拖6海湾斗争引起油井着火,下列措施不行以考虑灭火的是()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:依据燃料燃烧的条件:达到着火点,燃料与空气接触,因此灭火可以实行的措施:降低火焰温度至着火点以下;使燃料与空气隔绝。而着火点是物质的属性。不行能变更)拖7下列过程属于放热过程的有()A.NH4HCO32-NH3+H2O+CO2B.CaCO3CaO+CO2C.SO3+H2O=H2SO4D.2CO+O22CO2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水蒸气通过炙热的煤
19、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:澄清石灰水;无水硫酸铜;炙热的氧化铜;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依次为_。答案:(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,通过炙热的氧化铜,CO、H2均被氧化,通过检验氧化产物来确认它们的存在,详细做法是:通过炙热的氧化铜后,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
20、程。【解析】B图1-3-1【例题7】如图1?3?1所示,把试管放入盛有25的饱和石灰水溶液的烧杯中,试管中起先放入几小片镁片,再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。回答下列问题:(1)试验中视察到的现象是_。(2)产生上述现象的缘由是_。(3)写出有关反应的离子方程式。(4)由试验推知,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上升,而Ca(OH)2的溶解度随温度上升而减小,从而饱和石灰水变浑浊。 【解析】(1)镁片上有气泡产生,镁片渐渐溶解至最终消逝,烧杯中石灰水变浑浊。(2)镁片与盐酸反应,镁与
21、盐酸反应为放热反应,放出的热量使烧杯中溶液温度上升,而Ca(OH)2的溶解度随温度上升而减小。(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供应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,它可以由自然界中大量存在的水来制取;2H2O通电2H2+O2,该反应为吸热反应。(1)除了题中提到的以外,你还能列举出一些一级能源和二级能源吗?一级能源;二级能源。(2)关于用水制取二级能源氢气,以下探讨方向不正确的是_。A.构成水的氢
22、和氧都是可以燃烧的物质,因此可以探讨在水不分解的状况下,使氢成为二级能源B.设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解产生氢气C.找寻高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量D.找寻特别化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气(3)我国的能源消耗以煤为主,煤炭的储量占世界储量的13%,仅次于美国、前苏联,居世界第三位。据估计,全世界石油和自然气的资源于80年后将枯竭,煤炭最多能供应200300年。能源紧缺已成为世界经济和社会发展的一种制约因素。节约能源是解决能源紧缺的重要途径。依据你所学的化学学问,简述提高煤的利用效率的途径和方法?【分析】解答(1)问的关键要运用题目所给的信息,认定一级能源和
23、二级能源概念的界定。(2)依据氢气燃烧为放热反应,知水的分解反应为吸热反应,所以水分说明放能量是不行能的。 【解析】(1)一级能源有:石油、自然气、太阳能、草木、风能、水能、地热能、海洋能、潮汐能等;二级能源有:电能、水煤气、沼气等。(2)AC(3)使煤充分燃烧。(一是燃烧时要有足够多的空气,二是煤与空气要有足够大的接触面积)。热能的充分拖9(广东高考题)(1)日常生活和工农业生产所须要能量的主要来源为_,特殊是_燃烧所产生的能量。(2)氢气作为燃料具有其他燃料所不及的优点主要有,_,_。(3)科学家预言:将来志向的燃料,可取自于绿色植物,即把植物中的纤维素用适当的催化剂与水作用生成葡萄糖(C
24、6H12O6),再在催化剂与水作用下使葡萄糖分解成乙醇(C2H5OH)和二氧化碳,乙醇是一种志向的燃料,试写出葡萄糖在催化剂作用下生成乙醇和二氧化碳的化学方程式_。答案:解:(1)化石燃料化学反应产生的煤、石油、自然气(2)质量肯定时燃烧放出的热量多燃烧产物无污染可以再生(3)C6H12O6催化剂2C2H5OH+2CO2拖10(典型例题合)航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料,点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应,其方程式可表示为:2NH4ClO4N2+4H2O+Cl2+2O2下列对此反应的叙述中错误的是()A.上述反应属于分解反应B.上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天
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