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2019-2020年高一化學(xué) 知識點精析精練 化學(xué)反應(yīng)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(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升高。而由活潑的原子結(jié)合成穩(wěn)定的物質(zhì)能量會降低。 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)反應(yīng)中的能址變化在實際生活、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)又會放出熱量，故要利用熱交換器等設(shè)備，用對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)重點是能量的實際應(yīng)用問題，所以不局限課本知識，學(xué)習(xí)過程中可通過查閱相關(guān)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(yīng)；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(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(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”) (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(shè)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(yīng)自始至終需在高溫下進行,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(yīng)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(xué)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(yīng)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(xué)的思路會局限在它們發(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(guān)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(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(gòu)成它的氫是以化合態(tài)存在，不可以燃燒，當(dāng)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(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，即錯誤的研究方向。 知能達標(biāo)訓(xùn)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(xué)物質(zhì)和水混合后搖動即會制冷。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，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(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(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(yīng)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(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(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又是吸熱反應(yīng)的是 ( ) A.鋁片與稀鹽酸的反應(yīng) B．Ba(OH)28H2O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(yīng)，其方程式可表示為：2NH4ClO4 N2↑+4H2O+C12↑+2O2↑;△H<0 下列對此反應(yīng)的敘述中錯誤的是(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航天飛機飛行 C．反應(yīng)從能量變化上說，主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣幽? D.在反應(yīng)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(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 D.設(shè)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(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(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↑ (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(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)28H2O]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)由實驗推知，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