2019北京高三二模考试化学化学反应中的物质变化和能量变化

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　　2019北京高三二模诊断化学化学反应中的物质变化和能量变化(一)

　　1.化学反应中的能量变化

　　(1)化学反应的2个基本特征

　　①物质变化：化学变化是以新物质的生成为标志，任何一个化学变化一定表现出原子重新组合而生成新物质。

　　②能量变化：生成的新物质与反应物的能量不同，而反应体系又遵守能量守恒，故任何一个化学变化一定表现出能量的吸收和放出，通常化学反应的能量变化又主要是以热能形式变化(除此之外还可能有电能、光能、声能等)。

　　(2)放热反应、吸热反应

　　化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。化学反应一般以热和功的形式与外界进行能量交换，而主要以热的形式。

　　不同物质内部能量是不同的，而整个反应过程中能量又是守恒的。反应物和生成物的能量差异常以热量的形式表现出放热和吸热，如果反应物和生成物两者能量相近，则吸、放热不明显。

　　当反应物的总能量高于生成物的总能量，则放出热量。

　　当反应物的总能量低于生成物的总能量，则吸收热量。

　　按反应过程中热量的变化，通常把化学反应分为放热反应、吸热反应。

　　①放热反应：有热量放出的化学反应。

　　原因：反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量。

　　常见放热反应：

　　燃烧与缓慢氧化，中和反应。

　　金属与酸反应制取氢气，生石灰和水反应等。

　　②吸热反应：有热量吸收的化学反应。

　　原因：反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量。

　　常见的吸热反应：

　　C(s)+H2O(g) CO(g)+H2O

　　C+CO2 2CO，Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl的反应。

　　以及：KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。

　　(3)注意问题：

　　化学反应中的能量变化主要表现为放热和吸热，反应是放热还是吸热主要取决于反应物、生成物所具有的总能量相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。反应的热量变化与反应发生是否需要加热没有必然联系。

　　为什么许多反应(如煤的燃烧、H2的燃烧等)在反应时要加热呢?这是因为，在常温下能稳定存在的物质，其自身能量不是很高，加热或光照可提高反应物的能量，使反应物分子运动速率增大，分子间相互碰撞发生反应的机会增大，使反应容易进行。当反应开始后，若反应放出的能量够继续维持或超过开始反应所需要能量，则停止加热时反应继续进行，这就是放热反应;若反应时放出的热量不足以提供继续反应所需要的能量，则要持续不断的加热反应才能进行，这就是吸热反应。

　　2019北京高三二模诊断化学化学反应中的物质变化和能量变化(二)

　　例1.下列说法正确的是( )

　　A.需加热方能发生的反应一定是吸热反应

　　B.放热的反应在常温下一定很易发生

　　C.反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物具有的总能量的相对大小

　　D.吸热反应在一定条件下也能发生

　　[解析]

　　明确基本概念是解决问题的关键。化学反应的能量变化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一定条件下都能发生。反应开始需要加热的反应，可能是吸热反应，也可能是放热反应，放热的反应在常温下不一定容易发生，如煤的燃烧，只有先加热才能使反应进行。

　　答案：C、D

　　2.燃料的充分燃烧

　　(1)能源的划分：

　　按能源提供的方式，能源可划分为一级能源和二级能源。自然界以现成方式提供的能源称为一级能源;需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。化石燃料，包括煤、石油、天然气等，属一级能源，同时也是一次性能源、非再生能源。而风能、水能、柴草、木材等一级能源，同时也是可再生能源;但电能属于二级能源。

　　(2)燃料充分燃烧的条件：

　　①燃烧时有足够的空气。(但空气不可过多，否则将带走部分热量，造成浪费)

　　②燃料和空气要充分接触。(可以改变燃料分散程度，或采用“逆流原理”等。)

　　(3)燃料不充分的危害：

　　①产生的热量减少，造成资源浪费。

　　②产生污染物，造成环境污染(如产生酸雨等)。

　　(4)煤的充分利用：

　　①新型煤粉燃烧器(燃烧效率≥95%)

　　②煤的气化、液化。

　　③转化为水煤气或干馏煤气：(C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g))。

　　例2.煤在炉子里烧的很旺时，续了一块煤就立即封上了，在有氧气的条件下，有时会看到炉火熄灭了，试解释原因?

　　[解析]

　　物质燃烧需要具备两个条件：

　　(1)温度达到可燃物的着火点。

　　(2)与氧气接触。本题中已有氧气，因此应从温度方面考虑。考虑C+O2 CO2放出热量，而CO2+C 2CO吸收热量。当吸收热量多于放出的热量时，体系的温度就会降低，当温度降到C的着火点以下时，炉火就熄灭了。

　　2019北京高三二模诊断化学化学反应中的物质变化和能量变化(三)

　　3.新能源开发

　　即使燃料得到充分利用，也总有一天会枯竭的，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.物质变化遵循质量守恒原理

　　2.能量变化遵循能量守恒原理

　　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，发现炉温下降，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，燃烧时产生蓝色火焰，也是放热反应。

　　【解析】C+O2 CO2放热反应

　　CO2+C2- 2CO吸热反应

　　2CO+O2 2CO2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+H2O

　　B.CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

　　C.6CO2+6H2O阳光 C6H12O6+6O2

　　D.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()

　　①燃烧时发生氧化反应;

　　②充分燃烧的产物不污染环境;

　　③乙醇是一种再生能源;

　　④燃烧时放出大量热量。

　　A.①②③B.①②④

　　C.①③④D.②③④

　　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，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可能。光合作用是消耗CO2的较重要和较好途径。

 

 

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