化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)中的能量變化》教案
第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
寫出下列化學(xué)方程式
1.氫氣在空氣中燃燒。2H2＋O2 2H2O
2.一氧化碳在空氣中燃燒。2CO＋O2 2CO2
3.木炭在空氣中完全燃燒。C＋O2 CO2
課本知識(shí)導(dǎo)學(xué)運(yùn)用
課本知識(shí)詮解重要提示1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
(1)化學(xué)反應(yīng)的特征
(2)分類及原因
類型 定義原因常見實(shí)例放熱 反應(yīng)有熱量放出的反應(yīng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量所有燃燒反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)金屬置換出H2的反應(yīng)吸熱
反應(yīng)吸收熱量的反應(yīng)反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量C+CO2 2CO(s)
C+H2O(g)2-=CO↑(g)+H2↑(g)2.燃料的燃燒
燃燒條件：燃料必須與空氣接觸，且達(dá)到著火點(diǎn)
(2)充分燃燒的條件：①要有足夠的空氣；②燃料與空氣要有足夠 的接觸面積
(3)不充分燃燒的危害
�、佼a(chǎn)生的熱量少，浪費(fèi)資源；
②產(chǎn)生污染物。(如CO)
(4)提高燃燒效率的具體途徑：固體燃料粉碎成粉末狀，液體燃料進(jìn)行霧化，適量調(diào)節(jié)通風(fēng)量，提高燃燒溫度。
3.新能源開發(fā)
即使燃料得到充分利用，也總有一天會(huì)枯竭的，因此，開發(fā)新能源對(duì)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(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)條件沒有關(guān)系
4.燃料燃燒時(shí)，并不是空氣越多越好，因?yàn)檫^量的空氣會(huì)帶走大量的熱量。基礎(chǔ)例題點(diǎn)撥一拖二【例題1】 在燃燒正旺的煤爐上添加新煤時(shí)，發(fā)現(xiàn)爐溫下降，同時(shí)在新煤上方，有藍(lán)色火焰出現(xiàn)。寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式，并說明是吸熱反應(yīng)，還是放熱反應(yīng)。
【分析】燃燒正旺的煤爐進(jìn)行的反應(yīng)是碳燃燒生成二氧化碳，這是放熱反應(yīng)；添加新煤時(shí)爐溫下降，主要是因?yàn)檫M(jìn)行的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，這是碳與二氧化碳化合生成一氧化碳的反應(yīng)；產(chǎn)生的一氧化碳是可燃性氣體，燃燒時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色火焰，也是放熱反應(yīng)。
【解析】C+O2 CO2放熱反應(yīng)
CO2+C2- 2CO吸熱反應(yīng)
2CO+O2 2CO2放熱反應(yīng)
【例題2】 大氣中，二氧化碳含量的增加會(huì)引起“溫室效應(yīng)”，自然界能消耗二氧化碳的反應(yīng)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(xiàng)中說明乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn)的是()
�、偃紵龝r(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)；
�、诔浞秩紵漠a(chǎn)物不污染環(huán)境；
�、垡掖际且环N再生能源；
�、苋紵龝r(shí)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(yīng)，這不是乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn)，其他三點(diǎn)均為乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn))
【分析】自然界能消耗CO2的反應(yīng)物應(yīng)在自然界中存在，而且還要在自然條件下該反應(yīng)能發(fā)生。自然界中不存在NaOH，存在CaCO3、CO2與C反應(yīng)需高溫條件也不可能。光合作用是消耗CO2的最重要和最佳途徑。
【解析】BC重難點(diǎn)突破
重點(diǎn)難點(diǎn)易混點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)方法技巧
重點(diǎn)：
化學(xué)反應(yīng)及其能量變化，放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。
化學(xué)反應(yīng)中生成物總能量不可能正好等于反應(yīng)物的總能量，這樣反應(yīng)前后的能量差值即為化學(xué)反應(yīng)中的能量變化�；瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化形式有多種，如光能、聲能、電能、機(jī)械能等，但通常表現(xiàn)為熱量的變化，其他各種形式的能量有時(shí)和熱能的變化相伴發(fā)生。
因?yàn)榉磻?yīng)過程中能量守恒，故當(dāng)反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時(shí)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時(shí)為吸熱反應(yīng)。有些反應(yīng)物和生成物的能量比較接近，這樣的反應(yīng)熱效應(yīng)不明顯。另外要注意放熱反應(yīng)常溫下不一定能夠發(fā)生，吸熱反應(yīng)也不一定需要加熱才能發(fā)生。
難點(diǎn)：
化學(xué)反應(yīng)中能量變化觀點(diǎn)的建立。
在化學(xué)反應(yīng)中，從反應(yīng)物分子轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锓肿�，各原子�?nèi)部并沒有發(fā)生很大變化，但原子間的結(jié)合方式發(fā)生了改變，在這個(gè)過程中發(fā)生了能量變化。故化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是有新物質(zhì)的生成，而新物質(zhì)和反應(yīng)物的總能量不同，根據(jù)能量守恒定律，反應(yīng)必釋放或吸收能量。
隨筆：
易混易錯(cuò)點(diǎn)
1.反應(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)條件的關(guān)系
很多同學(xué)認(rèn)為反應(yīng)發(fā)生需要加熱的反應(yīng)為吸熱反
拖2下列說法正確的是()
A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)，這不一定對(duì)。有的需加熱的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。如：C(s)+H2O(g) CO↑(g)+H2↑(g)為吸熱反應(yīng) 。而有很多需加熱的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。如大多數(shù)燃燒反應(yīng)，需點(diǎn)燃才能發(fā)生。因?yàn)槿剂先紵柽_(dá)到著火點(diǎn)。而燃燒一旦開始，就放出大量的熱量，就不用再加熱。
2.化合反應(yīng)與分解反應(yīng)的熱效應(yīng)
很多同學(xué)認(rèn)為化合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，這不夠準(zhǔn)確。如C+CO2 2CO這個(gè)反應(yīng)為化合反應(yīng)，卻是一個(gè)吸熱反應(yīng)，2HI H2+I2這個(gè)分解反應(yīng)卻為放熱反應(yīng)。不過，大多數(shù)化合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，大多數(shù)分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。
3.燃料燃燒時(shí)空氣的量的控制
有同學(xué)認(rèn)為燃料燃燒時(shí)，要使燃料燃燒充分，就要有足夠的空氣，因?yàn)榭諝庠蕉嘣胶茫獠恢�，過量的空氣會(huì)帶走大量的熱量，浪費(fèi)了能量。
4.反應(yīng)熱與物質(zhì)狀態(tài)的關(guān)系
答案: CD(解析：化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱。反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定的條件下都能發(fā)生。反應(yīng)開始時(shí)需加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng)，也可能是放熱反應(yīng)，所以C、D選項(xiàng)是正確的)
【例題3】 在相同溫度下，相同質(zhì)量的H2發(fā)生下列反應(yīng)放出的熱量，分別為Q1和Q2：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)放熱Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)放熱Q2
則Q1和Q2的關(guān)系為( )
A.Q1＞Q2B.Q1＜Q2
C.Q1=Q2D.無法確定
【分析】因?yàn)閷⒁簯B(tài)水汽化，需要吸收熱量，反過來，氣態(tài)水液化要放出熱量，所以Q2＞Q1
【解析】B
【例題4】 解釋“燃著的蠟燭一扇就滅，而爐火越扇越旺”這一事實(shí)。
【易錯(cuò)分析】不會(huì)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際生活中所遇到的問題。這是化學(xué)素質(zhì)教育的重點(diǎn)之一，本題可利用燃燒充分燃料的條件進(jìn)行解釋。
【解析】大量空氣的急速流動(dòng)會(huì)帶動(dòng)大量的熱量，使蠟燭達(dá)不到著火點(diǎn)而熄滅。而爐火通入足量的空氣，使之充分燃燒，故越扇越旺。應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
B.放熱的反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生
C.反應(yīng)是放熱的還是吸熱的必須看反應(yīng)物和生成 物所具有的總能量的相對(duì)大小
D.吸熱反應(yīng)在一定的條件下也能發(fā)生
拖3下列說法正確的是( )
A.分解反應(yīng)要吸熱，需加熱才能發(fā)生
B.化合反應(yīng)一般為放熱反應(yīng)，常溫下就可發(fā)生
C.需高溫才能進(jìn)行的一定為吸熱反應(yīng)
D.吸熱反應(yīng)在常溫下也可發(fā)生
答案: D(解析：一個(gè)反應(yīng)發(fā)生的條件與反應(yīng)的熱效應(yīng)無關(guān)，如燃料的燃燒是一個(gè)放熱過程，但需要點(diǎn)燃，即加熱達(dá)到其著火點(diǎn)。分解反應(yīng)不全為吸熱反應(yīng)，分解反應(yīng)也不一定需加熱的條件，如碳酸的分解�；戏磻�(yīng)不全為放熱過程，在常溫下不一定發(fā)生，如H2與O2化合成H2O需點(diǎn)燃)
拖4同溫同壓下，相同質(zhì)量的固態(tài)硫和液態(tài)硫燃燒發(fā)生以下反應(yīng)放出的熱量分別為Q1和Q2
S(s)+O2(g)=SO2(g)
放熱Q1
S(l)+O2(g)= SO2( g)
放熱Q2
則Q1與Q2的關(guān)系為()
A.Q1＞Q2
B.Q1＜Q2
C.Q1=Q2
D.無法確定
答案: B［解析：將固態(tài)硫燃燒分解成兩個(gè)過程：先將固態(tài)硫液化(此過程吸熱)，再將液態(tài)硫燃燒(放熱Q2)，所以Q1＜Q2
方法技巧
1.化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化
(1)化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是有新物質(zhì)生成，新物質(zhì)和反應(yīng)物總能量不同。
(2)反應(yīng)中能量定恒。
(3)反應(yīng)物與生成物的能量差若以熱能形式表現(xiàn)即為放熱和吸熱，如果兩者能量比較接近，則放熱和吸熱不明顯。
2.兩個(gè)或多個(gè)分子化合成一個(gè)分子的化合反應(yīng)一定為放熱反應(yīng)，或一個(gè)微粒變成兩個(gè)或多個(gè)微粒的過程一定為吸熱過程。
如：NH3+HClNH4Cl
一個(gè)分子分解成兩個(gè)或多個(gè)分子的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。或兩個(gè)或多個(gè)微粒變成一個(gè)微粒的過程一定為放熱過程。
如：NH4HCO32-NH3↑+H2O↑+CO2↑
注意：“個(gè)”與“種”的區(qū)別。
(1)可燃物燃燒的主要條件：①與空氣接觸；②溫度達(dá)到著火點(diǎn)。
(2)滅火方法：隔絕空氣或使可燃物溫度降至著火點(diǎn)以下。
【例題5】已知NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)放出的熱量為Q1，等濃度、等量NaOH溶液與CH3COOH(醋酸)反應(yīng)放出的熱量為Q2，則Q1、Q2的相對(duì)大小()
A.Q1＞Q2B.Q1＜Q2
C.Q1=Q2D.無法確定
【分析】NaOH、HCl均為強(qiáng)電解質(zhì)，其溶液在混合之前均完全電離，混合后，H+與OH-結(jié)合成水放出熱量；而醋酸為弱電解質(zhì)溶液，電離的醋酸分子較少，當(dāng)與NaOH溶液混合時(shí)，CH3COOH先電離出H+，需吸收能量，然后H+與OH-結(jié)合又放出能量，所以Q1＞Q2。
【解析】A
【例題6】 下列過程屬于吸熱過程的是()
A.H++OH-=H2O
B.NaCl=Na++Cl-
C.CaO+H2O=Ca(OH)2
D.Cl+Cl=Cl2
拖5已知H2SO4溶液與NaOH溶液反應(yīng)放出的熱量為Q1，等濃度、等量的H2SO4溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)放出的熱量為Q2，測(cè)Q1、Q2的相對(duì)大小為()
A.Q1＞Q2
B.Q1＜Q2[來源:學(xué)&科&網(wǎng)]
C.Q1=Q2
D.無法確定
答案: B(解析：因?yàn)閮蓚�(gè)微粒合成一個(gè)微粒的過程一定放熱，故H++OH-H2O放熱，Ba2++SO2-4BaSO4↓也放熱，H2SO4與NaOH反應(yīng)，只有H++OH-H2O，而H2SO4與Ba(OH)2反應(yīng)，除H++OH-H2O外，還有Ba2++SO2-4BaSO4↓發(fā)生)
拖6海灣戰(zhàn)爭(zhēng)引起油井著火，下列措施不可以考慮滅火的是()
A.設(shè)法降低火焰溫度
B.設(shè)法降低著火點(diǎn)
C.設(shè)法堵住油井出口
D.設(shè)法使火焰隔離空氣
答案: B(解析：根據(jù)燃料燃燒的條件：①達(dá)到著火點(diǎn)，②燃料與空氣接觸，因此滅火可以采取的措施：①降低火焰溫度至著火點(diǎn)以下；②使燃料與空氣隔絕。而著火點(diǎn)是物質(zhì)的屬性。不可能改變)
拖7下列過程屬于放熱過程的有()
A.NH4HCO32- NH3↑+H2O↑+CO2↑
B.CaCO3 CaO+CO2↑
C.SO3+H2O=H2SO4
D.2CO+O2 2CO2
答案: CD(一個(gè)微粒變成多個(gè)微粒的過程吸熱，多個(gè)微粒變成一個(gè)微粒的過程放熱)
拖8水蒸氣通過熾熱的煤所產(chǎn)生的混合氣體，其主要成分是CO、H2，還含有CO2和水蒸氣。試選用下列試劑確認(rèn)這四種氣體的存在：①澄清石灰水；②無水硫酸銅；③熾熱的氧化銅；④濃硫酸。假設(shè)每步反應(yīng)均充分進(jìn)行，則混合氣體依次通過試劑的順序?yàn)開______。
答案: ②①④③②①(解析：四種氣體中首先要確認(rèn)的是水蒸氣，通過無水硫酸銅，白色粉末變藍(lán)，說明含有水蒸氣；再通過澄清石灰水即可確定CO2；將混合氣體經(jīng)濃硫酸干燥后，通過熾熱的氧化銅，CO、H2均被氧化，通過檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物來確認(rèn)它們的存在，具體做法是：通過熾熱的氧化銅后，依次通過無水硫酸銅和澄清石灰水)
【分析】A、C、D都屬于兩個(gè)微粒合為一個(gè)微粒的形式，為放熱過程。而B為一個(gè)微粒變成兩個(gè)微粒的形式，所以為吸熱過程。
【解析】B
圖1-3-1【例題7】 如圖131所示，把試管放入盛有25℃的飽和石灰水溶液的燒杯中，試管中開始放入幾小片鎂片，再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中�；卮鹣铝袉栴}：
(1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是____________。
(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是____________。
(3)寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
(4)由實(shí)驗(yàn)推知，所得MgCl2溶液和H2的總能量_______(填“大于”“小于”“等于”)原來鎂片和鹽酸的總能量。
【分析】鎂與鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量使燒杯溶液溫度升高，而Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而減小，從而飽和石灰水變渾濁。
【解析】(1)鎂片上有氣泡產(chǎn)生，鎂片逐漸溶解至最后消失，燒杯中石灰水變渾濁。
(2)鎂片與鹽酸反應(yīng)，鎂與鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量使燒杯中溶液溫度升高 ，而Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而減小。
(3)Mg+2H+=Mg2++H2↑
(4)小于
隨筆：
名題活題創(chuàng)新探究
例題分析解答【例題8】 能源可劃分為一級(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；需依靠其他能源間接制取的能源稱為二級(jí)能源。例如自然界中的煤即為一級(jí)能源，而氫氣則是一種高效沒有污染的二級(jí)能源，它可以由自然界中大量存在的水來制取；2H2O通電2H2↑+O2↑，該反應(yīng) 為吸熱反應(yīng)。
(1)除了題中提到的以外，你還能列舉出一些一級(jí)能源和二級(jí)能源嗎?
一級(jí)能源；
二級(jí)能源。
(2)關(guān)于用水制取二級(jí)能源氫氣，以下研究方向不正確的是_______。
A.構(gòu)成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì)，因此可以研究在水不分解的情況下，使氫成為二級(jí)能源
B.設(shè)法將太陽光聚焦，產(chǎn)生高溫，使 水分解產(chǎn)生氫氣
C.尋找高效催化劑，使水分解產(chǎn)生氫氣，同時(shí)釋放能量
D.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
(3)我國(guó)的能源消耗以煤為主，煤炭的儲(chǔ)量占世界儲(chǔ)量的13%，僅次于美國(guó)、前蘇聯(lián)，居世界第三位。據(jù)估計(jì)，全世界石油和天然氣的資源于80年后將枯竭，煤炭最多能供應(yīng)200～300年。能源緊缺已成為世界經(jīng) 濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一種制約因素。節(jié)約能源是解決能源緊缺的重要途徑。根據(jù)你所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，簡(jiǎn)述提高煤的利用效率的途徑和方法?
【分析】解答(1)問的關(guān)鍵要運(yùn)用題目所給的信息，認(rèn)定一級(jí)能源和二級(jí)能源概念的界定。(2)根據(jù)氫氣燃燒為放熱反應(yīng)，知水的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以水分解釋放能量是不可能的。
【解析】(1)一級(jí)能源有：石油、天然氣、太陽能、草木、風(fēng)能、水能、地?zé)崮�、海洋能、潮汐能等；二�?jí)能源有：電能、水煤氣、沼氣等。
(2)AC
(3)①使煤充分燃燒。(一是燃燒時(shí)要有足夠多的空氣，二是煤與空氣要有足夠大的接觸面積)。②熱能的充分
拖9(廣東高考題)
(1)日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需要能量的主要來源為_______，特別是_______燃燒所產(chǎn)生的能量。
(2)氫氣作為燃料具有其他燃料所不及的優(yōu)點(diǎn)主要有，_______，_______。
(3)科學(xué)家預(yù)言：未來理想的燃料，可取自于綠色植物，即把植物中的纖維素用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┡c水作用生成葡萄糖(C6H12O6)，再在催化劑與水作用下使葡萄糖分解成乙醇(C2H5OH)和二氧化碳，乙醇是一種理想的燃料，試寫出葡萄糖在催化劑作用下生成乙醇和二氧化碳的化學(xué)方程式_______。
答案: 解：(1)化石燃料化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的煤、石油、天然氣
(2)質(zhì)量一定時(shí)燃燒放出的熱量多燃燒產(chǎn)物無污染可以再生
(3)C 6H12O6催化劑2C2H5OH+2CO2↑
拖10(典型例題合)航天飛機(jī)用鋁粉與高氯酸銨(NH4ClO4)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+Cl2↑+2O2↑
下列對(duì)此反應(yīng)的 敘述中錯(cuò)誤的是()
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)中高氯酸銨只起氧化劑作用
答案: D(解析：此反應(yīng)為一個(gè)自身氧化還原反應(yīng)，N元素、O元素化合價(jià)升高被氧化，Cl元素化合價(jià)降低被還原，NH4ClO4既作氧化劑，又作還原劑)
利用。(通過改進(jìn)設(shè)備，防止熱能損失，提高熱能的利用率)。③煤的氣化和液化。(固體煤經(jīng)過處理變?yōu)橐后w或氣體，燃燒時(shí)可減少污染，燃燒效率高，也便于運(yùn)輸)。
【例題9】 (上海市檢測(cè)題)天然氣和液化石油氣燃燒的主要化學(xué)方程式依次為CH4+2O2 CO2+2H2O，C3H8+5O2 3CO2+4H2O現(xiàn)有一套以天然氣為燃料的灶具，今改為用液化石油氣，應(yīng)采取的正確措施是()[來源:ZXXK]
A.減小空氣進(jìn)入量，增大石油氣進(jìn)氣量
B.增大空氣進(jìn)入量，減小石油氣進(jìn)氣量
C.減小空氣進(jìn)入量，減小石油氣進(jìn)氣量
D.增大空氣進(jìn)入量，增大石油氣進(jìn)氣量
【分析】從CH4、C3H8燃燒的方程式可知，等量的CH4與C3H8燃燒，C3H8需要的O2比CH4需要的O2多，為使燃料充分燃燒，可以減少燃?xì)膺M(jìn)氣量或增大空氣進(jìn)入量或?qū)蓚�(gè)措施同時(shí)進(jìn)行。
【解析】B隨筆：
知識(shí)鏈接
氧化還原反應(yīng)的廣泛應(yīng)用
氧化還原反應(yīng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)作一些簡(jiǎn)單介紹。
我們所需要的各種各樣的金屬，都是通過氧化還原反應(yīng)從礦石中提煉而得到的。例如，制造活潑的有色金屬要用電解或置換的方法；制造黑色金屬和其他有色金屬都是在高溫條件下用還原的方法；制備貴重金屬常用濕法還原等等。許多重要化工產(chǎn)品的制造，如合成氨、合成鹽酸、接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食鹽水電解制燒堿等，主要反應(yīng)也都是氧化還原反應(yīng)。石油化工里的催化去氫、催化加氫、鏈烴氧化制羧酸、環(huán)氧樹脂的合成等也都是氧化還原反應(yīng)。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，植物的光合作用、呼吸作用是復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)。施入土壤的肥料的變化，如銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，SO2-4轉(zhuǎn)變?yōu)镠2S等，雖然需要有細(xì)菌起作用，但就其實(shí)質(zhì)來說，也是氧化還原反應(yīng)。土壤里鐵或錳的化合價(jià)態(tài)的變化直接影響著作物的營(yíng)養(yǎng)，曬田和灌田主要就是為了控制土壤里的氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。
我們通常使用的干電池、蓄電池以及在空間技術(shù)上應(yīng)用的高能電池都發(fā)生著氧化還原反應(yīng)，否則就不可能把化學(xué)能變成電能，或把電能變成化學(xué)能。
人和動(dòng)物的呼吸，把葡萄糖氧化為二氧化碳和水。通過呼吸把貯藏在食物分子內(nèi)的能，轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谟谌姿嵯佘?ATP)高能磷酸鍵的化學(xué)能，這種化學(xué)能再供給人和動(dòng)物進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)、維持體溫、合成代謝、細(xì)胞的.主動(dòng)運(yùn)輸?shù)取Ｃ禾�、石油、天然氣等燃料的燃燒更是供給人們生活和生產(chǎn)所必需的大量的能量。
由此可見，在許多領(lǐng)域里都涉及到氧化還原反應(yīng)，學(xué)習(xí)和逐步掌握氧化還原反應(yīng)對(duì)同學(xué)們生活和今后參加工作都是很有意義的。
能力達(dá)標(biāo)檢測(cè)
1.下列變化中，屬于吸熱反應(yīng)的是()
A.白磷自燃B.工業(yè)上制氧氣
C.葡萄糖在人體內(nèi)氧化分解D.鋁片與鹽酸反應(yīng)
答案: B(燃燒反應(yīng)全為放熱反應(yīng)，所以白磷為放熱反應(yīng)，工業(yè)上制O2通常用電解H2O來制取，而我們知道，2H2+O2 2H2O放熱，所以水分解吸熱；葡萄糖在人體內(nèi)氧化是人體能量的主要來源，故為放熱過程)
2.吸熱反應(yīng)一定是()
A.貯存能量B.釋放能量
C.反應(yīng)物總能量低于生成物總能量D.反應(yīng)物總能量高于生成物總能量
答案: AC(吸收的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存起來)
3.下列說法正確的是()
A.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常表現(xiàn)為熱量的變化
B.煤和石油屬于可再生的化石能源
C.需要加熱的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
D.大多數(shù)的化合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，而大多數(shù)的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
答案: AD
4.將煤處理后變?yōu)闅怏w燃料的目的是()
A.提高燃料效率，減少大氣污染B.提高煤的價(jià)格[來源:Zxxk.Com]
C.主要是為了更好地保管D.減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)
答案: A(將固體燃料氣化，燃料燃燒時(shí)與空氣充分接觸，燃燒充分，燃料利用率提高，同時(shí)產(chǎn)生CO含量減小)
5.下列說法不正確的是()
A.化石燃料在任何條件下都能充分燃 燒
B.化石燃料在燃燒過程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體
C.直接燃燒煤不如將煤進(jìn)行深加工后再燃燒的效果好 D.固體煤變?yōu)?氣體燃料后，燃燒效率將更低
答案: AD(化石燃料只有在適當(dāng)?shù)臏囟群陀醒鯕獯嬖诘那闆r下才能燃燒�；剂喜唤�(jīng)處理直接燃燒可產(chǎn)生污染物CO、SO2等有害氣體�；剂�(煤)經(jīng)深加工后變?yōu)闅怏w燃料。不僅減少SO2對(duì)大氣的污染，而且能提高燃料效率。所以A、D選項(xiàng)的說法是錯(cuò)誤的)
6.下列說法不正確的是()
A.白磷在空氣中可自燃說明白磷在空氣中的氧化是放熱反應(yīng)，且白磷著火點(diǎn)低
B.煤炭燃燒需加熱才能進(jìn)行，因此該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
C.相同溫度下，相同質(zhì)量的固體硫和硫蒸氣完全燃燒放出的熱量相同
D.所有燃燒反應(yīng)必須有氧氣才能進(jìn)行
答案: BC(白磷在空氣中不點(diǎn)自燃，說明著火點(diǎn)低，燃燒放出的熱量，使白磷繼續(xù)燃燒；燃料燃燒為放熱反應(yīng)，但在常溫下，一般的燃燒需加熱至溫度達(dá)到著火點(diǎn)，故B不正確；因硫從固態(tài)變成液態(tài)要吸收熱量，故C不正確)
7.有關(guān)能源的下列說法不正確的是()
A.煤、石油、天然氣為化石能源B.化石能源為非再生能源
C.氫能為可再生能源D.化石能源是可再生能源
答案: D(化石能源是古代動(dòng)植物遺體通過幾萬年或幾十萬年才形成，不可再生)
8.下列說法不正確的是()
A.物質(zhì)燃燒總是放熱的
B.化合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
C.有些放熱反應(yīng)，在引發(fā)反應(yīng)時(shí)往往需要加熱
D.放熱反應(yīng)在反應(yīng)發(fā)生時(shí)都不需要加熱
答案: BD(大多數(shù)化合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，大多數(shù)分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，但不全是，反應(yīng)的條件與熱效應(yīng)無關(guān))
9.下列物質(zhì)加入水中，顯著吸熱的是()
A.NaOHB.生石灰
C.NH4NO3晶體D.濃H2SO4
E.NaCl晶體
答案: C(強(qiáng)堿固體物質(zhì)溶于水是放熱過程，濃酸溶于水是放熱過程，NaCl等一般鹽溶于水，熱效應(yīng)不明顯)
10.等質(zhì)量的碳在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)，放出的熱量分別為Q1、Q2，2C(固)+O2(氣) 2CO(氣)C(固)+O2(氣) CO2(氣)
則Q1、Q2的關(guān)系為()
A.Q1＞Q2B.Q1＜Q2C.Q1=Q2D.無法確定
答案: B(前者可認(rèn)為碳燃燒不完全)
11.已知31g的白磷變成31g的紅磷是放熱反應(yīng)，下列兩個(gè)反應(yīng)中：
4P(白)(固)+5O2(氣) 2P2O5(固)+Q1
4P(紅)(固)+5O2(氣) 2P2O5(固)+O2
則Q1和Q2的關(guān)系正確的是()
A.Q1=Q2B.Q1＞Q2C.Q1＜Q2D.無法判斷[來源:學(xué),科,網(wǎng)]
答案: B(將白磷燃燒分解成兩個(gè)過程：先將白磷轉(zhuǎn)化為紅磷，要放出熱量，然后紅磷燃燒，又放出與紅磷燃燒相等的熱量)
12.某化學(xué)反應(yīng)，設(shè)反應(yīng)物總能量為E1，生成物總能量為E2。
(1)若E1＞E2，則該反應(yīng)物為_______熱反應(yīng)，該反應(yīng)的過程可看成是_______。
(2)若E1＜E2，則該反應(yīng)為熱反應(yīng)，那么在發(fā)生反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物需要_______才能轉(zhuǎn)化成生成物，該反應(yīng)的過程可看成是_______。
答案: (1)放將能量釋放出來的過程(2)吸吸收能量，將能量貯存起來的過程
13.氫氣被公認(rèn)是21世紀(jì)理想的能源，試簡(jiǎn)述氫氣作為能源的三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：
(1)。
(2)。
(3)。
答案: (1)一定質(zhì)量H2燃燒，放出的熱量多(2)燃燒產(chǎn)物無污染(3)可以再生
14.鐵粉和硫粉混合后，稍加熱，反應(yīng)即能自行進(jìn)行下去，說明這個(gè)反應(yīng)是反應(yīng)。(填“放熱”或“吸熱”)
答案: 放熱
15.利用太陽能的方法之一，是將裝有芒硝(Na2SO410H2O)的密閉塑料管安裝在房屋的外墻內(nèi)，當(dāng)太陽照射時(shí)，它能將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，達(dá)到蓄熱的作用，使室內(nèi)保持較低溫度。晚上，它能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能放出，使室內(nèi)保持較高溫度，利用化學(xué)原理分析熱能的轉(zhuǎn)化過程。
答案: 當(dāng)太陽照射時(shí)，Na2SO410H2O分解吸收熱量，使室溫度不至升高很多，晚上，氣溫下降，Na2SO4與H2O結(jié)合成Na2SO410H2O又放出熱量，使室內(nèi)保持溫暖。
參考答案
【一拖二】
1.D(解析：燃燒是發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng)，這不是乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn)，其他三點(diǎn)均為乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn))2.CD(解析：化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱。反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定的條件下都能發(fā)生。反應(yīng)開始時(shí)需加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng)，也可能是放熱反應(yīng)，所以C、D選項(xiàng)是正確的)3.D(解析：一個(gè)反應(yīng)發(fā)生的條件與反應(yīng)的熱效應(yīng)無關(guān)，如燃料的燃燒是一個(gè)放熱過程，但需要點(diǎn)燃，即加熱達(dá)到其著火點(diǎn)。分解反應(yīng)不全為吸熱反應(yīng)，分解反應(yīng)也不一定需加熱的條件，如碳酸的分解�；戏磻�(yīng)不全為放熱過程，在常溫下不一定發(fā)生，如H2與O2化合成H2O需點(diǎn)燃)4.B［解析：將固態(tài)硫燃燒分解成兩個(gè)過程：先將固態(tài)硫液化(此過程吸熱)，再將液態(tài)硫燃燒(放熱Q2)， 所以Q1＜Q2］5.B(解析：因?yàn)閮蓚�(gè)微粒合成一個(gè)微粒的過程一定放熱，故H++OH-H2O放熱，Ba2++SO2-4BaSO4↓也放熱，H2SO4與NaOH反應(yīng)，只有H++OH-H2O， 而H2SO4與Ba(OH)2反應(yīng)，除H++OH-H2O外，還有Ba2++SO2-4BaSO4↓發(fā)生)6.B(解析：根據(jù)燃料燃燒的條件：①達(dá)到著火點(diǎn)，②燃料與空氣接觸，因此滅火可以采取的措施：①降低火焰溫度至著火點(diǎn)以下；②使燃料與空氣隔絕。而著火點(diǎn)是物質(zhì)的屬性。不可能改變)7.CD(一個(gè)微粒變成多個(gè)微粒的過程吸熱，多個(gè)微粒變成一個(gè)微粒的過程放熱)8.②①④③②①(解析：四種氣體中首先要確認(rèn)的是水蒸氣，通過無水硫酸銅，白色粉末變藍(lán)，說明含有水蒸氣；再通過澄清石灰水即可確定CO2；將混合氣體經(jīng)濃硫酸干燥后，通過熾熱的氧化銅，CO、H2均被氧化，通過檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物來確認(rèn)它們的存在，具體做法是：通過熾熱的氧化銅后，依次通過無水硫酸銅和澄清石灰水)
9.解：(1)化石燃料化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的煤、石油、天然氣
(2)質(zhì)量一定時(shí)燃燒放出的熱量多燃燒產(chǎn)物無污染可以再生
(3)C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑
10.D(解析：此反應(yīng)為一個(gè)自身氧化還原反應(yīng)，N元素、O元素化合價(jià)升高被氧化，Cl元素化合價(jià)降低被還原，NH4ClO4既作氧化劑，又作還原劑)
【能力達(dá)標(biāo)檢測(cè)】
1.B(燃燒反應(yīng)全為放熱反應(yīng)，所以白磷為放熱反應(yīng)，工業(yè)上制O2通常用電解H2O來制取，而我們知道，2H2+O 2H2O放熱，所以水分解吸熱；葡萄糖在人體內(nèi)氧化是人體能量的主要來源，故為放熱過程)2.AC(吸收的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存起來)3.AD4.A(將固體燃料氣化，燃料燃燒時(shí)與空氣充分接觸，燃燒充分，燃料利用率提高，同時(shí)產(chǎn)生CO含量減小)5.AD(化石燃料只有在適當(dāng)?shù)臏囟群陀醒鯕獯嬖诘那闆r下才能燃燒。化石燃料不經(jīng)處理直接燃燒可產(chǎn)生污染物CO、SO2等有害氣體�；剂�(煤)經(jīng)深加工后變?yōu)闅怏w燃料。不僅減少SO2對(duì)大氣的污染，而且能提高燃料效率。所以A、D選項(xiàng)的說法是錯(cuò)誤的)6.BC(白磷在空氣中不點(diǎn)自燃，說明著火點(diǎn)低，燃燒放出的熱量，使白磷繼續(xù)燃燒；燃料燃燒為放熱反應(yīng)，但在常溫下，一般的燃燒需加熱至溫度達(dá)到著火點(diǎn)，故B不正確；因硫從固態(tài)變成液態(tài)要吸收熱量，故C不正確)7.D(化石能源是古代動(dòng)植物遺體通過幾萬年或幾十萬年才形成，不可再生)8.BD(大多數(shù)化合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，大多數(shù)分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，但不全是，反應(yīng)的條件與熱效應(yīng)無關(guān))9.C(強(qiáng)堿固體物質(zhì)溶于水是放熱過程，濃酸溶于水是放熱過程，NaCl等一般鹽溶于水，熱效應(yīng)不明顯)10.B(前者可認(rèn)為碳燃燒不完全)11.B(將白磷燃燒分解成兩個(gè)過程：先將白磷轉(zhuǎn)化為紅磷，要放出熱量，然后紅磷燃燒，又放出與紅磷燃燒相等的熱量)12.(1)放將能量釋放出來的過程(2)吸吸收能量，將能量貯存起來的過程13.(1)一定質(zhì)量H2燃燒，放出的熱量多(2)燃燒產(chǎn)物無污染(3)可以再生14.放熱15.當(dāng)太陽照射時(shí)，Na2SO410H2O分解吸收熱量，使室溫度不至升高很多，晚上，氣溫下降，Na2SO4與H2O結(jié)合成Na2SO410H2O又放出熱量，使室內(nèi)保持溫暖。
【課本習(xí)題】
一、1.放出吸收2.放熱吸收能量吸熱
二、1.NaOH溶液與鹽酸反 應(yīng)以及其堿與酸的中和反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)都為OH-+H+H2O，由題意知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。在中和反應(yīng)中，反應(yīng)物和生成物的能量變化為(如圖)：2.使煤爐中的煤充分燃燒，應(yīng)采取的措施有：①將煤塊或煤粉制成像蜂窩煤球等形狀的煤，以增大煤與空氣的接觸面積；②適當(dāng)開大爐門，使?fàn)t內(nèi)有充足的空氣。還可以在爐身的中上部開個(gè)二次通風(fēng)口，使煤燃燒產(chǎn)生的可燃性氣體(CO)進(jìn)行二次燃燒。
【復(fù)習(xí)題】
一、1.在反應(yīng)過程中發(fā)生電子轉(zhuǎn)移得還原失氧化2.2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑失去升高還原氧化得到降低氧化還原3.(1)未達(dá)到電荷守恒Cu+2Ag+Cu2++2Ag(2)將難溶于水的碳酸鈣寫成了離子形式CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O(3)將難溶于水的氫氧化銅寫成了離子形式Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O4.參加反應(yīng)的各反應(yīng)物的總質(zhì)量等于各生成物的總質(zhì)量；若反應(yīng)為放熱反應(yīng)，參加反應(yīng)的各反應(yīng)物的總能量等于各生成物的總能量與反應(yīng)放出的熱量之和。若反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，參加反應(yīng)的各反應(yīng)物的總能量等于各生成物的總能量與反應(yīng)吸收的熱量的熱量之差。即物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化時(shí)，保持能量守恒。5.(1)酸性作用(2)氧化性作用
二、1.AD2.BC3.C4.C5.C
三、1.(1) 氧化劑：CuO還原劑：CO
(2氧化劑：CuSO4還原劑：鋅片
(3)CO2+2O=H-CO2-3+H2O
(4)Ba2++2OH-+SO2-4+2H+=BaSO4↓+2H2O
2.(1)不正確。在金屬活動(dòng)性順序中，Cu位于Mg的后面，此反應(yīng)不能發(fā)生。此式無法改正，只能廢除。
(2)不正確。H2CO3很不穩(wěn)定，對(duì)其要用CO2和H2O表示。此外，該化學(xué)方程式未配平。
應(yīng)改為：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
(3)正確。
(4)不正確。AgNO3在水中易溶、易電離，不該用分子式表示之。
應(yīng)改為：Ag++Cl-AgCl↓
(5)不正確。H2CO3很不穩(wěn)定，對(duì)其要用CO2和H2O表示。
應(yīng)改為：CO2-3+2H+=CO2↑+H2O
四、1.該白色固體為CaCl2和Na2CO3的混合物，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為：
白色固體溶解于水：Ca2++CO2-3=CaCO3↓；
沉淀中加入稀鹽酸：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；
濾液中滴入AgNO3溶液：Ag++Cl-=AgCl↓。
2.該白色粉末由Ba(NO3)2、CaCl2和K2CO3組成。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為：
粉末加入水中：Ba2++CO2-3=BaCO3↓
Ca2++CO2-3=CaCO3↓
懸濁液中加入稀硝酸：BaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ba2+
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
②的溶液中滴入硫酸：Ba2++SO2-=4BaSO4↓
可能還有反應(yīng)：Ca2++SO2-4=CaSO4↓
�、诘娜芤褐械稳階gNO3溶液：Ag++Cl-=AgCl↓
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