高中化学《化学反应中的能量变化》研究与探索专题辅导

高中化学化学反应中的能量变化研究与探索典例精析【典例1】下列化学反应属于吸热反应的有（）A. 盐酸与烧碱溶液反应B. Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3C. C+CO22COD. 葡萄糖在人体内氧化分解解析：会区分吸热反应和放热反应。A为放热反应，所有的中和反应都是放热反应。D葡萄糖在人体内氧化分解为放热反应。B和C都是吸热反应。选B、C。答案：BC点评：本题考查的基本概念，难度不大，但需要对概念有一个全面的了解，必须能建立化学反应中能量变化的观点；同时要明白，在我们所学的众多反应中绝大多数都是放热反应，故只要牢记几个常见的放热反应，此类题就迎刃而解了。【典例2】能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形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。氢气是一种高效而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，该反应是吸热反应。（1）下列叙述正确的是（）A. 电能是二级能源B. 水力是二级能源C. 天然气是一级能源D. 水煤气是一级能源（2）关于氢气是一种高效而无污染的二级能源的说法正确的是（）A. 氢气燃烧生成的产物水不污染环境B. 氢气在任何情况下都能完全燃烧生成水并放出大量的热C. 氢气完全燃烧时放出大量的热，所以氢气是一种高效能源D. 电解水可制备H2，所以电能是一级能源，H2是二级能源（3）关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是（）A. 构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源B. 设法将太阳光聚集，产生高温，使水分解产生氢气C. 寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量D. 寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气解析：（1）只有自然界中以现成形式存在的能源才是一级能源。天然气是一级能源，电能通常是由其他能源（如煤、石油等）产生的，应属于二级能源。水煤气由焦炭和水蒸气制得，是二级能源。水力是一级能源。（2）H2燃烧放出大量的热，且生成的水不污染环境，还可循环使用，是有前途的二级能源。H2只有在空气充足时才能完全燃烧。电能是二级能源。（3）水中的氢、氧元素完全不同于氢、氧单质。水的分解反应是吸热反应，即使使用催化剂，反应本身也要吸收热量而不可能释放能量。答案：（1）AC（2）AC（3）AC点评：这是一道信息组合题，通过能源等级的信息，考查学生对化学反应与能量变化，吸热反应和放热反应概念的理解，同时考查学生的应变能力和用所学知识解决实际问题的能力。【典例3】天然气（CH4）、液化石油气（C3H8）燃烧的化学方程式分别为，现有一套以天然气为燃料的灶具，欲改为燃烧液化石油气，应采取的正确措施是（）A. 减少空气进入量，增大石油气进入量B. 增大空气进入量，减小石油气进入量C. 增大空气进入量，也增大石油进入量D. 增大空气进入量，或减小石油气进入量解析：该题实际考查的是燃料充分燃烧问题，从题给方程可知，液化石油气充分燃烧时需要的氧气量比天然气多，故正确措施应为D选项。A选项显然错误。B选项会使空气大大过量，造成热量损失，也不正确。C选项两者同时增大，也会使液化石油气燃烧不充分，不符合题意。答案：D点评：本题分析的就是燃料充分燃烧的好处，完成这个问题，需要具备一定的分析问题的能力，要有一定的生活经验。【典例4】在相同温度和压强下，将32g硫分别在纯氧气中和空气中完全燃烧，令前者放出的热量为Q1，后者放出的热量为Q2，则关于Q1和Q2的相对大小判断正确的是（ ）A. Q1=Q2B. Q1Q2C. Q1Q2D. 无法确定解析：相同的反应物（质量和聚集状态）具有相同的能量，两种环境下发生反应时，反应物与生成物之间能量差也是相同的。从能量守恒的观点去分析，这些能量并不一定完全以热量形式放出。第一种情况下，反应剧烈产生的“明亮的蓝紫色火焰”较第二种情况下产生的“微弱的淡蓝色火焰”相比较以光能形式释放的能量多，所以以热量形式放出的能量就应较在空气中放热要少些。答案：C点评：此题属于能力型题，考查的是运用所学知识分析解决化学问题的能力。需要对能量守恒有一个全面的认识，在解题时能灵活应用，不要机械地套用。变式演练【变式演练1】下列说法正确的是（）A. 需要加热才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易发生C. 不论放热反应还是吸热反应主要是由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定D. 吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量，放热反应发生过程中不再需要外界能量【变式演练2】能源是人类生存和发展的重要的支撑因素，请回答下列问题：（1）煤、石油、天然气、水及生物能等是多年来大规模使用的能源，被称为_（用“常规能源”或“新能源”填空，下同）；而核能、地热、海洋能、沼气以及现在又有新的利用方式的太阳能、风能等被称为_。日本决定大规模开采海床下面大量的冷冻固态甲烷，而一旦开采成功，将会导致人类历史上使用矿物燃料的又一场革命。请问人类即将开采的冷冻固态甲烷属于_。（2）我们也可以把能源分为一级能源和二级能源两类。自然界中以现有形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。下列叙述正确的是（）A. 电能是二级能源B. 水力是二级能源C. 天然气是一级能源D. 氢气是一种高效而没有污染的二级能源E. 水煤气是一种高效而没有污染的二级能源F. 通过“湿式净化秸秆气化机组”使田地里的秸秆和柴草转化成的“洁净”燃气为二级能源【变式演练3】我国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多（将煤粉碎后燃烧），采用沸腾炉的好处在于（）A. 增大煤炭燃烧时的燃烧热并成为清洁能源B. 减少炉中杂质气体（如SO2）的形成C. 提高煤炭的热效率并减少CO的排放D. 使得燃料充分燃烧，从而提高燃料的利用率【变式演练4】在相同的温度下，下列两个反应放出的热量分别以Q1和Q2表示：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）+（放出的热量为Q1）2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）+（放出的热量为Q2）则Q1_Q2（填“”“”或“”）。解析【变式演练1】A选项错误，反应开始时需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。B选项错误，不论放热反应还是吸热反应在什么条件下如何发生，这是反应条件的问题，与反应的热效应无关，并不是所有的放热反应在常温下就可以发生。C选项正确。D选项错误，吸热反应加热开始反应后需不断加热才能使反应继续进行下去，放热反应开始后放出一定的热量，此热量如果足以支持反应继续进行，则不需外界再提供能量，如果此热量不足以使反应维持下去，则需从外界获取能量，否则反应将中止。答案：C【变式演练2】能源问题是人类共同关注的亟待解决的问题，如何开发新能源、利用新能源以及对能源的基本划分，是近几年以及未来几年中在各类能力测试中出现频率较高的题目，请同学们加以关注。答案：（1）常规能源新能源新能源（2）ACDF【变式演练3】将煤粉碎，使煤的总表面积增大，从而增大了煤与空气的接触面积，可以使煤充分燃烧，提高燃烧效率，同时防