一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划,作为教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课,帮助教师提高自己的教学质量。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢?下面是由小编为大家整理的“《化学反应中的热量》教学设计”,希望能对您有所帮助,请收藏。
《化学反应中的热量》教学设计
一、学习目标
1.了解吸热反应和放热反应,认识化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因;
2.了解化学反应中热量变化的实质;
3.掌握热化学方程式的书写方法和应用;
4.通过生产生活中的实例,了解化学能和热能的相互转化;
5.从微观结构理解化学反应中能量的变化,建立起科学的能量变化观
二、教学重点及难点
教学重点:放热反应和吸热反应,热化学方程式的书写方法和应用。
教学难点:从微观结构理解化学反应中能量的变化。
三、设计思路
通过生产、生活实例,列举不同能量转化形式——化石燃料燃烧、闪电中氮氧化物的产生、化学电池、高炉炼铁、镁条燃烧等。引出化学反应中的能量变化主要表现为热量的变化,因此化学反应可分为放热反应和吸热反应。通过熟悉的实验帮助学生认识放热反应与吸热反应,同时从反应物、生成物能量的角度分析物质反应过程中能量变化的原因。为了帮助学生理解化学反应中为什么会有热量变化,介绍化学反应中键能的变化,即讨论化学反应中放出或吸收热量的微观过程。为了把化学反应放出或吸收的热量表示出来,引进热化学方程式,并简单介绍热化学方程式的书写以及计算。接着就具体的燃料燃烧过程中的热量变化进行学习,使之与工农业生产、日常生活联系起来。
四、教学过程
【导入】在化学反应中,反应物转化为生成物的同时,必然发生能量的变化。有些反应需要吸收能量,有些反应能够放出能量。因此,研究化学反应中的能量变化非常重要,能更好地利用化学反应为生产和生活服务。
【学生活动】指导阅读教材P34页“你知道吗?”。结合图片说出反应中能量转化的方式是怎样的?你还知道哪些应用能量转化的实例。(见PPT2)
【活动与探究】教材P35页学生实验。以小组合作学习的方式实验,共同讨论交流得出实验的现象和结论。
(实验1)现象:用手触摸试管外壁感觉很热。
结论:镁与盐酸的反应是放热反应。
(实验2)现象:用手触摸烧杯外壁感觉很凉。
结论:氢氧化钡跟氯化铵的反应是吸热反应。
【教师活动】化学反应中的能量变化主要表现为热量变化。有的化学反应是放热的,而有的化学反应是吸热的。我们把放出热量的化学反应叫放热反应,吸收热量的化学反应吸热反应。
【板书】1.放热反应和吸热反应(见PPT3、4)
放热反应:有热量放出的化学反应叫做放热反应。∑E(反应物)>∑E(生成物)
吸热反应:吸收热量的化学反应叫做吸热反应。∑E(反应物)<∑E(生成物)
【练习】判断下列反应是放热反应还是吸热反应
C(s)+CO2(g)2CO(g)
Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l)
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
【板书】2.常见的放热、吸热反应(见PPT3)
(1)放热反应:a、所有燃烧反应;b、酸碱中和反应;c、金属与酸生成气体的反应;d、大多数的化合反应。
(2)吸热反应:
a、C(s)+CO2(g)2CO(g);
b、Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l)
c、C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
d、大多数的分解反应
【练习】关于吸热反应和放热反应,下列说法中错误的是(A)
A.需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应
B.化学反应中能量变化,除了热量外,还可以是光能、电能等
C.化学反应过程中的能量变化,也服从能量守恒定律
D.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应
【设问】化学反应中的热量是怎样产生的?它的微观过程是怎样的?(见PPT6)
【教师活动】任何化学反应都有反应热,这是由于反应物中旧化学键断裂时,需要克服原子间的相互作用而吸收能量;当原子重新组成生成物、新化学键形成时,又要释放能量。新化学键形成时所释放的总能量与反应物中旧化学键断裂时所吸收的总能量的差就是此反应的反应热。
【板书】3.反应热与键能(见PPT6)
反应物中化学键断裂吸收的能量>形成化学键放出的能量,吸热反应
反应物中化学键断裂吸收的能量<形成化学键放出的能量,放热反应
【设问】怎样来表示化学反应中放出或吸收的热量呢?
【板书】4.热化学方程式:(见PPT7)
(1)定义:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。例如:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-184.6kJ/mol
△H表示反应热,“—”表示放热,“+”表示吸热,单位一般采用kJ/mol。
【板书】(2)书写热化学方程式的注意事项:(见PPT7、8)
a.需注明反应的温度和压强。
b.要注明反应物和生成物的状态。
c.△H表示反应热,“—”表示放热,“+”表示吸热,单位一般采用kJ/mol。
【问题解决】教材P35页。会运用反应热进行简单的计算,明确反应热的含义,真正理解热化学方程式的用途,使知识灵活掌握。
专题2 化学反应速率与化学平衡
第一单元化学反应速率
第1课时 化学反应速率的表示方法
[目标要求] 1.了解化学反应速率的概念。2.了解化学反应速率的定量表示方法。3.掌握化学反应速率的简单计算。4.了解化学反应速率的测定方法。
一、化学反应速率的表示方法
1.化学反应速率:衡量化学反应进行快慢的物理量。
2.表示方法:化学反应速率用单位时间内反应物浓度(常用物质的量浓度)的减少或者生成物浓度的增加来表示。
3.数学表达式:v(A)=ΔcAΔt。
其中Δc表示反应过程中反应物或生成物物质的量浓度的变化(取其绝对值),Δt表示时间变化。
其单位主要有:molL-1s-1或molL-1min-1或molL-1h-1。
4.对同一反应,用不同物质的浓度变化所表示的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
二、化学反应速率的测定及计算
1.化学反应速率测定的基本思路及方法
化学反应速率是通过实验测定的。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度,可通过观察和测量体系中的某一物质(反应物或生成物)的相关性质,再进行适当的转换和计算。例如,过氧化氢的分解反应中有气体生成,可以测量在一定温度和压强下释放出来的气体的体积;有些反应物(或生成物)有颜色,随着反应的进行,溶液的颜色不断变化,可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅,再根据溶液颜色与反应物浓度(或生成物浓度)的关系,换算成反应物(或生成物)在不同反应时刻的浓度。
2.化学反应速率的计算
由于Δc是浓度变化的绝对值,故化学反应速率都取正值,其一般计算依据是:
(1)根据某一物质起始浓度(c0)和一段时间后浓度(ct)的关系计算:Δc(反应物)=c0-ct,Δc(生成物)=ct-c0;
(2)根据反应物的转化率(α)计算:Δc(反应物)=c0α;
(3)根据化学方程式的化学计量数进行换算
求出一种物质的反应速率后可根据化学计量数之间的比值去计算其他物质的反应速率。
知识点一 化学反应速率的概念
1.下列关于化学反应速率的说法正确的是()
A.化学反应速率是指在一段时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B.化学反应速率为0.8molL-1s-1,是指在1s时某物质的浓度是0.8molL-1
C.化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢
D.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象越明显
答案 C
解析 化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示;化学反应速率是表示某一时间段内的平均速率而不是瞬时速率。
2.已知某条件下,合成氨反应的数据如下:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始浓度/molL-11.03.0 0.2
2s末浓度/molL-10.61.8 1.0
4s末浓度/molL-10.41.2 1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时,下列说法中错误的是()
A.2s末氨气的反应速率为0.4molL-1s-1
B.前2s时间内氨气的平均反应速率为0.4molL-1s-1
C.前4s时间内氨气的平均反应速率为0.3molL-1s-1
D.2~4s时间内氨气的平均反应速率为0.2molL-1s-1
答案 A
解析 反应速率不是瞬时速率,要计算反应速率,关键要抓住Δt时间段对应的Δc的量。
知识点二 化学反应速率与化学计量数的关系
3.在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应,根据下列在相同时间内测得的结果判断,生成氨的反应速率最快的是()
A.v(NH3)=0.1molL-1min-1
B.v(N2)=0.1molL-1min-1
C.v(N2)=0.2molL-1min-1
D.v(H2)=0.3molL-1min-1
答案 C
解析 合成氨反应:N2+3H22NH3,在同一反应用不同物质表示其反应速率时,反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比,要在四种不同情况下比较反应速率快慢需用同一物质的变化表示。又因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2,将B、C、D中的反应速率转化成v(NH3),即为:0.2molL-1min-1、0.4molL-1min-1、0.2molL-1min-1,故选C。
4.反应4A(s)+3B(g)===2C(g)+D(g),经2min,B的浓度减少0.6molL-1。对此反应速率的表示正确的是()
A.用A表示的反应速率是0.4molL-1min-1
B.分别用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1
C.在2min末的反应速率,用B表示是0.3molL-1min-1
D.在2min内的反应速率,用C表示是0.3molL-1min-1
答案 B
解析 固体A不具有浓度概念,该物质的反应不能用molL-1min-1的单位来表示。
知识点三 化学反应速率的测定
5.下表所列数据是某高温下金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时,在金属表面生成氧化薄膜的实验记录,a和b均为与温度有关的常数。
反应时间t/h1491625
MgO层厚y/nm0.05a0.20a0.45a0.80a1.25a
NiO层厚y′/nmb2b3b4b5b
(1)金属在高温下氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生成速率来表示,其理由是________________________________________________________________________。
(2)金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系是:MgO氧化膜的膜厚y属于______型,NiO氧化膜的膜厚y′则属于_____型。(填“直线”、“抛物线”、“双曲线”或“对数”)
(3)Mg与Ni相比较,金属________具有更好的耐氧化腐蚀性,其理由是
________________________________________________________________________。
答案 (1)因化学反应的快慢既可以用反应物的消耗速率表示,又可以用生成物的生成速率表示,所以金属的腐蚀速率可以用其氧化物的生成速率来表示
(2)直线 抛物线
(3)Ni 据(2)可知,y′随时间t增长比y随时间t增长得慢,故Ni的耐氧化腐蚀性比Mg好
解析 由表中数据可知MgO膜厚与时间t的关系式为y=0.05at;NiO膜厚y′与时间t的关系式为y′=bt,即可知MgO膜厚y属直线型,而NiO膜厚y′属抛物线型。此题创新之处在于利用了数学函数知识去分析化学问题,有一定的新颖性。
练基础落实
1.在不同条件下分别测得反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的化学反应速率,其中表示该反应进行的最快的是()
A.v(SO2)=4molL-1min-1B.v(O2)=3molL-1min-1
C.v(SO2)=0.1molL-1s-1D.v(O2)=0.1molL-1s-1
答案 D
解析 比较:必须统一标准。换算成同一物质进行比较是关键,本题首先需要统一单位。
2.反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4molL-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04molL-1s-1,则这段时间为()
A.0.1sB.2.5sC.10sD.5s
答案 D
解析 根据题意知,SO3的浓度增加0.4molL-1,则O2的浓度减小0.2molL-1,v(O2)=ΔcO2Δt,则Δt=ΔcO2vO2=0.2molL-10.04molL-1s-1=5s。
3.2molA与2molB混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)
若2s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25molL-1s-1,下列推断正确的是()
A.v(C)=v(D)=0.2molL-1s-1
B.z=3
C.B的转化率为75%
D.反应前与2s后容器的压强比为4∶3
答案 C
解析 A的起始量为2mol,转化50%即转化1mol,根据反应关系知B转化1.5mol,C生成1mol,又因为v(D)=0.25molL-1s-1,可计算出2s时D的生成量为0.25molL-1s-1×2L×2s=1mol,故知z=2,B错;v(C)=v(D)=v(A)=0.25molL-1s-1,故A错;B的转化率为1.52×100%=75%,C正确;反应达2s时,容器内总物质的量为nA+nB+nC+nD=1mol+0.5mol+1mol+1mol=3.5mol。故反应前后的容器中气体总物质的量之比为4∶3.5,压强比为4∶3.5,D错。
4.化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如下图所示,计算反应4~8min间的平均反应速率和推测反应16min时反应物的浓度,结果应是()
A.2.5μmolL-1min-1和2.0μmolL-1
B.2.5μmolL-1min-1和2.5μmolL-1
C.3.0μmolL-1min-1和3.0μmolL-1
D.5μmolL-1min-1和3.0μmolL-1
答案 B
解析 据图可知,4min时化合物Bilirubin的浓度为20μmolL-1,8min时其浓度为10μmolL-1,因此4~8min间的平均反应速率为20μmolL-1-10μmolL-14min=2.5μmolL-1min-1。进一步分析图像可知0~4min间的平均分解速率为40μmolL-1-20μmolL-14min=5.0μmolL-1min-1,由以上分析数据大致可确定平均分解速率基本呈等比递减变化,因此可估算8~12min间平均分解速率为1.25μmolL-1min-1,12~16min间平均分解速率为0.625μmolL-1min-1,因此16min时反应物的浓度大致应为10μmolL-1-1.25μmolL-1min-1×4min-0.625μmolL-1min-1×4min=2.5μmolL-1,故B项正确。
练方法技巧
5.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是()
A.反应开始到10s末时,用Z表示的反应速率为0.158molL-1s-1
B.反应开始到10s末时,X的物质的量浓度减少了0.79molL-1
C.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)
答案 C
解析 分析图象,关键是看变化量和走势,从走势分析X、Y是反应物,Z是生成物,初步分析它们的变化量分别为Δn(X)=1.20mol-0.41mol=0.79mol,Δn(Y)=1.0mol-0.21mol=0.79mol,Δn(Z)=1.58mol,首先确定该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)===2Z(g)。据选项要求分别计算出v(Z)=1.58mol2L×10s=0.079molL-1s-1;Δc(X)=0.79mol2L=0.395molL-1;α(Y)=0.79mol1.00mol×100%=79%,只有C选项正确。
6.在2L密闭容器中进行如下反应:mX(g)+nY(g)===pZ(g)+qQ(g),2s时间内X表示的平均反应速率为0.3m/pmolL-1s-1,则2s时间内,Q物质增加的物质的量为()
A.1.2q/pmolB.1.2m/pmolC.1.6q/pmolD.0.6q/pmol
答案 A
解析 不同物质表示的反应速率之比等于它们的化学计量数之比,X表示的平均反应速率为0.3m/pmolL-1s-1,Q物质表示的反应速率为0.3m/pmolL-1s-1×qm=0.3q/pmolL-1s-1。则Δn(Q)=0.3q/pmolL-1s-1×2L×2s=1.2q/pmol。
练综合拓展
7.请你协助化学兴趣小组的同学完成如下实验,并回答相关问题。
实验目的:比较等体积0.5molL-1硫酸、1molL-1盐酸、1molL-1醋酸分别与金属反应生成氢气的速率和体积。
实验原理:(用离子方程式表示)___________________________________。
实验用品:仪器(略)、药品(除给定的三种酸溶液外,在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种,并说明理由)。选择的金属是________,不选其他两种金属的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验步骤:
(1)甲同学设计的实验装置:
(1)乙同学认为该装置不能控制三个反应在同一时间发生,并作了相应的改进。你认为乙同学改进的措施是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)按改进后的装置进行实验,观察现象并得出相关结论。
实验现象及结论:________________________________________________________。
(4)实验开始时的速率:v(H2SO4)______v(HCl)______v(CH3COOH)(用“=”、“”或“”填空,下同),反应进行一段时间后的速率:v(H2SO4)v(HCl)____v(CH3COOH)。
(5)最终得到的氢气体积:V(H2/H2SO4)______V(H2/HCl)______V(H2/CH3COOH)。
问题讨论:
(6)量筒的规格由__________________决定。
(7)对结论(4)、(5)中盐酸和醋酸的异同,你的解释是
________________________________________________________________________。
(8)根据现有知识,上述实验中硫酸和盐酸分别与金属反应的速率应始终相等,但反应一段时间后有v(H2SO4)v(HCl)。对此现象,你猜想可能的原因是
________________________________________________________________________。
大学无机化学对此问题将有科学的解释。
答案 2H++Mg===H2↑+Mg2+,
2CH3COOH+Mg===H2↑+Mg2++2CH3COO-
Mg Na太活泼,能和水反应产生氢气,影响实验结论;Fe与酸反应的速率较慢,实验时间较长
(2)同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液
(3)实验现象:反应开始时醋酸的反应速率小于盐酸和硫酸的反应速率。当反应进行到一定程度后,醋酸的反应速率大于盐酸和硫酸。
结论:最终得到的氢气体积相等
(4)=(5)= =(6)酸液的体积
(7)醋酸中存在电离平衡,反应开始时c(H+)小于盐酸,故反应速率也小于盐酸。当反应进行到一定程度后,醋酸的电离平衡不断向右移动,使得c(H+)大于盐酸,故反应速率大于盐酸。由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等,故最后得到H2的体积相等
(8)H+的存在抑制HSO-4的电离(或:SO2-4抑制H+与Mg的反应或Cl-促进H+与Mg的反应)
第2课时 影响化学反应速率的因素
[目标要求] 1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响,认识其一般规律。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3.知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。4.了解通过改变外界条件改变化学反应速率的方法和意义。
一、有效碰撞理论
1.化学反应的过程
化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程,也就是反应物分子中化学键的断裂和生成物分子中化学键的形成过程。
2.活化分子
在相同温度下,分子的能量并不完全相同,有些分子的能量高于分子的平均能量,这些分子就叫做活化分子。
3.活化能
活化分子高出的那部分能量叫做活化能。
4.活化分子百分数
活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子百分数。
5.有效碰撞
能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。有效碰撞发生的条件:一是发生碰撞的分子必须具备一定的能量,即为活化分子;二是碰撞时必须有合适的取向。
6.活化能与化学反应速率
在一定条件下,活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大,单位体积内的活化分子数越多,单位时间内有效碰撞的次数越多,化学反应速率就越快。
二、影响化学反应速率的因素
1.浓度对化学反应速率的影响
(1)影响
其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率增大;减小反应物的浓度,反应速率减小。
(2)原因
其他条件不变时,增大反应物的浓度,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞几率增多,化学反应速率增大。反之,减小反应物的浓度,化学反应速率减小。
2.压强对化学反应速率的影响
(1)影响
对于有气体参与的反应,增大压强(减小容器容积),反应速率增大;减小压强(增大容器容积),反应速率减小。
(2)原因
对于有气体参与的反应,增大压强,相当于增大反应物浓度,反应速率增大;反之,减小压强,反应速率减小。
3.温度对化学反应速率的影响
(1)影响
其他条件相同时,升高温度,反应速率增大;降低温度,反应速率减小。
(2)原因
其他条件相同时,升高温度,提高了活化分子的百分数和较高能量的分子间的碰撞几率,使分子间有效碰撞的几率提高,反应速率增大;反之,降低温度,反应速率减小。
4.催化剂对化学反应速率的影响
(1)影响
使用催化剂可增大反应速率。
(2)原因
催化剂改变了反应的途径,降低了反应所需的能量,提高了反应体系中活化分子的百分数,使有效碰撞的几率提高,反应速率增大。
5.影响化学反应速率的其他因素
除了改变反应物的浓度、温度、压强和使用催化剂能改变化学反应速率外,增大反应物之间的接触面积,也可增大反应速率。此外,光、电磁波、超声波、磁场等因素也会对反应速率产生影响。
知识点一 有效碰撞的有关概念
1.下列说法正确的是()
A.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
B.活化分子具有的能量是活化能
C.活化分子的总数越多,反应速率越快
D.单位时间内有效碰撞次数越多,反应速率越快
答案 D
解析 活化分子间的碰撞并不都是有效碰撞,只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞,活化分子具有的平均能量与普通分子具有的平均能量之差才叫活化能;单位体积内活化分子总数越多,有效碰撞机会越多,反应速率才越快,A、B、C三项均错。
2.能够增加反应物分子中活化分子百分数的是()
A.升高温度B.减小压强C.增大压强D.增大浓度
答案 A
解析 升高温度可以增加单位体积内活化分子百分数;增大压强和增大浓度均不能增加活化分子百分数。
知识点二 浓度对化学反应速率的影响
3.将质量相同的锌粉分别投入下列4个烧杯的溶液中,反应速率最快的是()
答案 D
解析 当反应中一种反应物相同时,反应速率的快慢取决于另一种反应物的浓度而不是用量,四个装置中所用的酸虽不同,但都是由c(H+)的大小决定反应的快慢。
4.对于溶液中的反应:MnO-4+5Fe2++8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
下列措施能使化学反应速率提高的是()
A.加水
B.增加同浓度FeSO4的用量
C.向溶液中滴加稀硫酸
D.加入少量KMnO4晶体
答案 D
解析 增大浓度加快反应速率,而增加反应物用量不等于增大反应物浓度。D项加入KMnO4晶体后,KMnO4晶体被溶解,溶液的浓度一定比原KMnO4溶液浓度大。
知识点三 压强对化学反应速率的影响
5.在C(s)+CO2(g)===2CO(g)的反应中,现采取下列措施:
①缩小体积,增大压强②增加碳的量③通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2
能够使反应速率增大的措施是()
A.①④B.②③⑤C.①③D.①②④
答案 C
解析 对于气体反应,增大压强,反应速率加快,增加固体物质的用量,对反应速率无影响,充入与反应无关的气体,不会增加反应物浓度,故不会加快反应速率。
6.设C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH10,反应速率为v1;N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH20,反应速率为v2。对于上述反应,当压强减小时,v1和v2的变化情况为()
A.同时增大B.同时减小
C.v1增大,v2减小D.v1减小,v2增大
答案 B
知识点4 温度对化学反应速率的影响
7.对于反应mA+nB===pC,下列说法正确的是()
A.某温度时,化学反应速度无论用A、B、C何种物质表示,其数值是相同的
B.其他条件不变,增大压强,反应速率加快
C.若增加或减小B的物质的量,则反应速率一定会发生明显的变化
D.其他条件不变,升高温度,反应速率加快
答案 D
8.经验表明,如果温度每升高10℃,反应速率就增大到原来的2倍;反应2A(g)+B(g)C(g)+D(g),20℃时某一时刻A的速率为0.2molL-1s-1,若使反应温度升高到60℃,则此时A的反应速率为________。
答案 3.2molL-1s-1
解析 根据速率与温度之间的经验规律公式v2=v1at2℃-t1℃10℃,将各数据代入即可计算:
v2=0.2molL-1s-1260℃-20℃10℃=3.2molL-1s-1。
知识点5 催化剂对化学反应速率的影响
9.下列关于催化剂的说法,正确的是()
A.催化剂能使不起反应的物质发生反应
B.催化剂在化学反应前后,化学性质和质量都不变
C.催化剂不能改变化学反应速率
D.任何化学反应,都需要催化剂
答案 B
解析 催化剂能改变化学反应速率的原因是它能改变反应机理,在化学反应过程中,催化剂参与反应,经过一系列变化之后,催化剂又恢复到原来的状态,尽管催化剂能改变化学反应速率,但对于不能起反应的物质,是不能使其反应的,另外,有些反应是不需要催化剂的,如燃烧、中和反应等。
10.亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂,在常温下不见光时可保存一年,但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解:5HClO2===4ClO2↑+H++Cl-+2H2O。分解时,刚加入硫酸,反应缓慢,随后突然反应释放出大量ClO2,这是因为()
A.酸使亚氯酸的氧化性增强
B.溶液中的H+起催化作用
C.溶液中的Cl-起催化作用
D.逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低
答案 C
解析 由题目信息可知,NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸,生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢,随后突然反应加快,这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的作用,故正确答案为C。
练基础落实
1.下列条件一定能使反应速率加快的是()
①增加反应物的物质的量 ②升高温度 ③缩小反应容器的体积 ④加入生成物 ⑤加入MnO2
A.全部B.①②⑤C.②D.②③
答案 C
2.下列说法正确的是()
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②普通分子有时也能发生有效碰撞 ③升高温度会加快反应速率,原因是增加了活化分子的有效碰撞次数 ④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多 ⑤使用催化剂能提高反应效率,原因是提高了分子的能量,使有效碰撞频率增大 ⑥化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A.①②⑤B.③④⑥C.③④⑤⑥D.②③④
答案 B
3.NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地起反应,生成N2和CO2。对此反应的下列叙述中正确的是()
A.使用催化剂能加快反应的速率
B.使一种反应物过量能提高反应的速率
C.改变压强对反应速率没有影响
D.降低温度能加快反应速率
答案 A
解析 本题中B不正确,因为一种反应物过量并不一定是反应物浓度增加,一种反应物过量只能使另一种反应物转化率提高,不涉及反应的速率问题;C也不正确,对气体来说,改变压强必然影响速率;D也不正确,降低温度只能降低反应速率。
4.已知反应:N2+O22NO在密闭容器中进行,下列条件能加快反应速率的是()
A.增大体积
B.体积不变,充入N2,使压强增大
C.体积不变,充入He,使气体压强增大
D.保持总压强不变,充入气体Ne
答案 B
解析 增大体积,浓度减小,反应速率减慢,A不符合;体积不变,充入N2时,可使c(N2)增大,反应速率增大,B符合;充入He后,由于体积不变,各物质的浓度不变,故对反应速率没有影响,C不符合题意;而在压强不变时,充入Ne,若要使总压强不变,则气体体积将变大,各物质的浓度将变小,故反应速率减小。
练方法技巧
5.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是()
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为v=c2-c1t2-t1
答案 D
解析 A项,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,A项错误;B项,在恒容的条件下,通入惰性气体,压强增大,但各物质的浓度不变,反应速率不变,故B项错误;C项,降低温度,反应速率也降低,反应达到平衡的时间会延长,故C项错误;根据反应速率的计算公式可知D项正确。
6.某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2――→HClCH3COCH2Br+HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
实验
序号初始浓度c/molL-1溴颜色消失所需时间t/s
CH3COCH3HClBr2
①0.800.200.0010290
②1.600.200.0010145
③0.800.400.0010145
④0.800.200.0020580
分析实验数据所得出的结论不正确的是()
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大
B.实验②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)增大
D.增大c(Br2),v(Br2)增大
答案 D
解析 A项,由实验①和②对比可知增大c(CH3COCH3),反应时间变短,v(Br2)增大;B项,实验②和③反应时间相同,起始Br2浓度相同,则v(Br2)相等;C项,比较实验①和③可知,增大c(HCl)时,反应时间缩短,v(Br2)增大;D项,比较实验①和④可知,增大c(Br2)时,v(Br2)减小,故选D。
7.氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(+6价)的速率v(纵坐标)与反应时间t(横坐标)的关系如图所示,已知该反应速率随着溶液中c(H+)的增大而加快。
(1)反应开始时反应速率加快的原因是________________________________________;
(2)反应后期反应速率减慢的原因是__________________________________________。
答案 (1)2KClO3+6NaHSO3===3Na2SO4+2KCl+3H2SO4,溶液中c(H+)增大
(2)ClO-3和HSO-3浓度减小
解析 该反应的实质为:ClO-3+3HSO-3===Cl-+3SO2-4+3H+
由题意知,反应随溶液中c(H+)的增大而加快,一开始c(H+)很小,速率很小,但随反应进行,c(H+)增大,反应速率增大,但到一定程度后,c(ClO-3)、c(HSO-3)减小,此时反应物的浓度起主要作用,反应速率减小。
练综合拓展
8.用如图所示装置进行如下实验:
(1)在检查装置的气密性后,向试管a中加入10mL6molL-1的稀HNO3和1g铜片,立即用带有导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出在试管a中有可能发生的所有反应的化学方程式:________________________________________________________________________
__________________________________。
(2)在实验过程中常常反应开始时速率缓慢,随后逐渐加快,这是由于________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,当反应进行一段时间后速率又逐渐减慢,原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)欲较快地制得NO,可采取的措施是________(填写字母序号)。
A.加热B.使用铜粉
C.稀释HNO3D.增大硝酸的浓度
答案 (1)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,2NO+O2===2NO2
(2)开始时速率缓慢,后随反应进行,反应放热,溶液温度升高是影响化学反应速率的主要因素,故反应速率加快 反应一段时间后HNO3的浓度降低是影响化学反应速率的主要因素,故反应速率又逐渐减小
(3)AB
解析 反应开始时溶液温度较低,故反应速率较慢,该反应为放热反应,随着反应的进行,溶液的温度逐渐升高,反应速率加快;反应一段时间后,HNO3因消耗而浓度减小,HNO3的浓度成为影响反应速率的主要因素,故反应速率又逐渐减慢。加热和增加固体的接触面积都能加快反应速率;稀释HNO3,速率减小;Cu与浓HNO3反应得到的气体是NO2。
一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容,减轻高中教师们在教学时的教学压力。你知道怎么写具体的高中教案内容吗?下面是小编精心为您整理的“化学反应中的能量变化”,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。
第三节化学反应中的能量变化
写出下列化学方程式
1.氢气在空气中燃烧。2H2+O22H2O
2.一氧化碳在空气中燃烧。2CO+O22CO2
3.木炭在空气中完全燃烧。C+O2CO2
课本知识导学运用
课本知识诠解重要提示1.化学反应中的能量变化
(1)化学反应的特征
(2)分类及原因
类型定义原因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所有燃烧反应酸碱中和反应金属置换出H2的反应吸热
反应吸收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:燃料必须与空气接触,且达到着火点
(2)充分燃烧的条件:①要有足够的空气;②燃料与空气要有足够的接触面积
(3)不充分燃烧的危害
①产生的热量少,浪费资源;
②产生污染物。(如CO)
(4)提高燃烧效率的具体途径:固体燃料粉碎成粉末状,液体燃料进行雾化,适量调节通风量,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+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+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:
化学反应及其能量变化,放热反应和吸热反应。
化学反应中生成物总能量不可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变化。化学反应中的能量变化形式有多种,如光能、声能、电能、机械能等,但通常表现为热量的变化,其他各种形式的能量有时和热能的变化相伴发生。
因为反应过程中能量守恒,故当反应物的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。另外要注意放热反应常温下不一定能够发生,吸热反应也不一定需要加热才能发生。
难点:
化学反应中能量变化观点的建立。
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变化,但原子间的结合方式发生了改变,在这个过程中发生了能量变化。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,根据能量守恒定律,反应必释放或吸收能量。
随笔:
易混易错点
1.反应的热效应与反应条件的关系
很多同学认为反应发生需要加热的反应为吸热反
拖2下列说法正确的是()
A.需要加热才能发生的反应,这不一定对。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。而有很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。而燃烧一旦开始,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
很多同学认为化合反应为放热反应,分解反应为吸热反应,这不够准确。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控制
有同学认为燃料燃烧时,要使燃料燃烧充分,就要有足够的空气,因为空气越多越好,殊不知,过量的空气会带走大量的热量,浪费了能量。
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的条件下都能发生。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,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Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)放热Q2
则Q1和Q2的关系为()
A.Q1>Q2B.Q1<Q2
C.Q1=Q2D.无法确定
【分析】因为将液态水汽化,需要吸收热量,反过来,气态水液化要放出热量,所以Q2>Q1
【解析】B
【例题4】解释“燃着的蜡烛一扇就灭,而炉火越扇越旺”这一事实。
【易错分析】不会用所学化学知识解决实际生活中所遇到的问题。这是化学素质教育的重点之一,本题可利用燃烧充分燃料的条件进行解释。
【解析】大量空气的急速流动会带动大量的热量,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.反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D.吸热反应在一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.需高温才能进行的一定为吸热反应
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,但需要点燃,即加热达到其着火点。分解反应不全为吸热反应,分解反应也不一定需加热的条件,如碳酸的分解。化合反应不全为放热过程,在常温下不一定发生,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Q2
S(s)+O2(g)=SO2(g)
放热Q1
S(l)+O2(g)=SO2(g)
放热Q2
则Q1与Q2的关系为()
A.Q1>Q2
B.Q1<Q2
C.Q1=Q2
D.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Q1<Q2
方法技巧
1.化学反应过程中的能量变化
(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,如果两者能量比较接近,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一定为放热反应,或一个微粒变成两个或多个微粒的过程一定为吸热过程。
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一定为放热过程。
如:NH4HCO32-NH3↑+H2O↑+CO2↑
注意:“个”与“种”的区别。
(1)可燃物燃烧的主要条件:①与空气接触;②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.Q1>Q2B.Q1<Q2
C.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+,需吸收能量,然后H+与OH-结合又放出能量,所以Q1>Q2。
【解析】A
【例题6】下列过程属于吸热过程的是()
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.Q1>Q2
B.Q1<Q2
C.Q1=Q2
D.无法确定
答案:B(解析:因为两个微粒合成一个微粒的过程一定放热,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外,还有Ba2++SO2-4BaSO4↓发生)
拖6海湾战争引起油井着火,下列措施不可以考虑灭火的是()
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:根据燃料燃烧的条件:①达到着火点,②燃料与空气接触,因此灭火可以采取的措施:①降低火焰温度至着火点以下;②使燃料与空气隔绝。而着火点是物质的属性。不可能改变)
拖7下列过程属于放热过程的有()
A.NH4HCO32-NH3↑+H2O↑+CO2↑
B.CaCO3CaO+CO2↑
C.SO3+H2O=H2SO4
D.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水蒸气通过炽热的煤所产生的混合气体,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:①澄清石灰水;②无水硫酸铜;③炽热的氧化铜;④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顺序为_______。
答案:②①④③②①(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,通过炽热的氧化铜,CO、H2均被氧化,通过检验氧化产物来确认它们的存在,具体做法是:通过炽热的氧化铜后,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,试管中开始放入几小片镁片,再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。回答下列问题:
(1)实验中观察到的现象是____________。
(2)产生上述现象的原因是____________。
(3)写出有关反应的离子方程式。
(4)由实验推知,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升高,而Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小,从而饱和石灰水变浑浊。
【解析】(1)镁片上有气泡产生,镁片逐渐溶解至最后消失,烧杯中石灰水变浑浊。
(2)镁片与盐酸反应,镁与盐酸反应为放热反应,放出的热量使烧杯中溶液温度升高,而Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小。
(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提供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,因此可以研究在水不分解的情况下,使氢成为二级能源
B.设法将太阳光聚焦,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
(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,全世界石油和天然气的资源于80年后将枯竭,煤炭最多能供应200~300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。根据你所学的化学知识,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,认定一级能源和二级能源概念的界定。(2)根据氢气燃烧为放热反应,知水的分解反应为吸热反应,所以水分解释放能量是不可能的。
【解析】(1)一级能源有:石油、天然气、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)①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)。②热能的充分
拖9(广东高考题)
(1)日常生活和工农业生产所需要能量的主要来源为_______,特别是_______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:未来理想的燃料,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(C6H12O6),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,乙醇是一种理想的燃料,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、天然气
(2)质量一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飞机飞行
C.反应从能量变化上说,主要是化学能转变为热能和动能
D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用
答案:D(解析:此反应为一个自身氧化还原反应,N元素、O元素化合价升高被氧化,Cl元素化合价降低被还原,NH4ClO4既作氧化剂,又作还原剂)
利用。(通过改进设备,防止热能损失,提高热能的利用率)。③煤的气化和液化。(固体煤经过处理变为液体或气体,燃烧时可减少污染,燃烧效率高,也便于运输)。
【例题9】(上海市检测题)天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4+2O2CO2+2H2O,C3H8+5O23CO2+4H2O现有一套以天然气为燃料的灶具,今改为用液化石油气,应采取的正确措施是()
A.减小空气进入量,增大石油气进气量
B.增大空气进入量,减小石油气进气量
C.减小空气进入量,减小石油气进气量
D.增大空气进入量,增大石油气进气量
【分析】从CH4、C3H8燃烧的方程式可知,等量的CH4与C3H8燃烧,C3H8需要的O2比CH4需要的O2多,为使燃料充分燃烧,可以减少燃气进气量或增大空气进入量或将两个措施同时进行。
【解析】B随笔:
知识链接
氧化还原反应的广泛应用
氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中有着广泛的应用,现作一些简单介绍。
我们所需要的各种各样的金属,都是通过氧化还原反应从矿石中提炼而得到的。例如,制造活泼的有色金属要用电解或置换的方法;制造黑色金属和其他有色金属都是在高温条件下用还原的方法;制备贵重金属常用湿法还原等等。许多重要化工产品的制造,如合成氨、合成盐酸、接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食盐水电解制烧碱等,主要反应也都是氧化还原反应。石油化工里的催化去氢、催化加氢、链烃氧化制羧酸、环氧树脂的合成等也都是氧化还原反应。
在农业生产中,植物的光合作用、呼吸作用是复杂的氧化还原反应。施入土壤的肥料的变化,如铵态氮转化为硝态氮,SO2-4转变为H2S等,虽然需要有细菌起作用,但就其实质来说,也是氧化还原反应。土壤里铁或锰的化合价态的变化直接影响着作物的营养,晒田和灌田主要就是为了控制土壤里的氧化还原反应的进行。
我们通常使用的干电池、蓄电池以及在空间技术上应用的高能电池都发生着氧化还原反应,否则就不可能把化学能变成电能,或把电能变成化学能。
人和动物的呼吸,把葡萄糖氧化为二氧化碳和水。通过呼吸把贮藏在食物分子内的能,转变为存在于三磷酸腺苷(ATP)高能磷酸键的化学能,这种化学能再供给人和动物进行机械运动、维持体温、合成代谢、细胞的主动运输等。煤炭、石油、天然气等燃料的燃烧更是供给人们生活和生产所必需的大量的能量。
由此可见,在许多领域里都涉及到氧化还原反应,学习和逐步掌握氧化还原反应对同学们生活和今后参加工作都是很有意义的。
能力达标检测
1.下列变化中,属于吸热反应的是()
A.白磷自燃B.工业上制氧气
C.葡萄糖在人体内氧化分解D.铝片与盐酸反应
答案:B(燃烧反应全为放热反应,所以白磷为放热反应,工业上制O2通常用电解H2O来制取,而我们知道,2H2+O22H2O放热,所以水分解吸热;葡萄糖在人体内氧化是人体能量的主要来源,故为放热过程)
2.吸热反应一定是()
A.贮存能量B.释放能量
C.反应物总能量低于生成物总能量D.反应物总能量高于生成物总能量
答案:AC(吸收的能量转化为化学能贮存起来)
3.下列说法正确的是()
A.化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化
B.煤和石油属于可再生的化石能源
C.需要加热的反应是吸热反应
D.大多数的化合反应是放热反应,而大多数的分解反应是吸热反应
答案:AD
4.将煤处理后变为气体燃料的目的是()
A.提高燃料效率,减少大气污染B.提高煤的价格
C.主要是为了更好地保管D.减少运输环节
答案:A(将固体燃料气化,燃料燃烧时与空气充分接触,燃烧充分,燃料利用率提高,同时产生CO含量减小)
5.下列说法不正确的是()
A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D.固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将更低
答案:AD(化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧。化石燃料不经处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体。化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料。不仅减少SO2对大气的污染,而且能提高燃料效率。所以A、D选项的说法是错误的)
6.下列说法不正确的是()
A.白磷在空气中可自燃说明白磷在空气中的氧化是放热反应,且白磷着火点低
B.煤炭燃烧需加热才能进行,因此该反应是吸热反应
C.相同温度下,相同质量的固体硫和硫蒸气完全燃烧放出的热量相同
D.所有燃烧反应必须有氧气才能进行
答案:BC(白磷在空气中不点自燃,说明着火点低,燃烧放出的热量,使白磷继续燃烧;燃料燃烧为放热反应,但在常温下,一般的燃烧需加热至温度达到着火点,故B不正确;因硫从固态变成液态要吸收热量,故C不正确)
7.有关能源的下列说法不正确的是()
A.煤、石油、天然气为化石能源B.化石能源为非再生能源
C.氢能为可再生能源D.化石能源是可再生能源
答案:D(化石能源是古代动植物遗体通过几万年或几十万年才形成,不可再生)
8.下列说法不正确的是()
A.物质燃烧总是放热的
B.化合反应是放热反应,分解反应是吸热反应
C.有些放热反应,在引发反应时往往需要加热
D.放热反应在反应发生时都不需要加热
答案:BD(大多数化合反应为放热反应,大多数分解反应为吸热反应,但不全是,反应的条件与热效应无关)
9.下列物质加入水中,显著吸热的是()
A.NaOHB.生石灰
C.NH4NO3晶体D.浓H2SO4
E.NaCl晶体
答案:C(强碱固体物质溶于水是放热过程,浓酸溶于水是放热过程,NaCl等一般盐溶于水,热效应不明显)
10.等质量的碳在一定条件下发生如下反应,放出的热量分别为Q1、Q2,2C(固)+O2(气)2CO(气)C(固)+O2(气)CO2(气)
则Q1、Q2的关系为()
A.Q1>Q2B.Q1<Q2C.Q1=Q2D.无法确定
答案:B(前者可认为碳燃烧不完全)
11.已知31g的白磷变成31g的红磷是放热反应,下列两个反应中:
4P(白)(固)+5O2(气)2P2O5(固)+Q1
4P(红)(固)+5O2(气)2P2O5(固)+O2
则Q1和Q2的关系正确的是()
A.Q1=Q2B.Q1>Q2C.Q1<Q2D.无法判断
答案:B(将白磷燃烧分解成两个过程:先将白磷转化为红磷,要放出热量,然后红磷燃烧,又放出与红磷燃烧相等的热量)
12.某化学反应,设反应物总能量为E1,生成物总能量为E2。
(1)若E1>E2,则该反应物为_______热反应,该反应的过程可看成是_______。
(2)若E1<E2,则该反应为热反应,那么在发生反应时,反应物需要_______才能转化成生成物,该反应的过程可看成是_______。
答案:(1)放将能量释放出来的过程(2)吸吸收能量,将能量贮存起来的过程
13.氢气被公认是21世纪理想的能源,试简述氢气作为能源的三个主要优点:
(1)。
(2)。
(3)。
答案:(1)一定质量H2燃烧,放出的热量多(2)燃烧产物无污染(3)可以再生
14.铁粉和硫粉混合后,稍加热,反应即能自行进行下去,说明这个反应是反应。(填“放热”或“吸热”)
答案:放热
15.利用太阳能的方法之一,是将装有芒硝(Na2SO410H2O)的密闭塑料管安装在房屋的外墙内,当太阳照射时,它能将太阳能转化为化学能,达到蓄热的作用,使室内保持较低温度。晚上,它能将化学能转化为热能放出,使室内保持较高温度,利用化学原理分析热能的转化过程。
答案:当太阳照射时,Na2SO410H2O分解吸收热量,使室温度不至升高很多,晚上,气温下降,Na2SO4与H2O结合成Na2SO410H2O又放出热量,使室内保持温暖。
参考答案
【一拖二】
1.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)2.CD(解析: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的条件下都能发生。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,所以C、D选项是正确的)3.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,但需要点燃,即加热达到其着火点。分解反应不全为吸热反应,分解反应也不一定需加热的条件,如碳酸的分解。化合反应不全为放热过程,在常温下不一定发生,如H2与O2化合成H2O需点燃)4.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Q1<Q2]5.B(解析:因为两个微粒合成一个微粒的过程一定放热,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外,还有Ba2++SO2-4BaSO4↓发生)6.B(解析:根据燃料燃烧的条件:①达到着火点,②燃料与空气接触,因此灭火可以采取的措施:①降低火焰温度至着火点以下;②使燃料与空气隔绝。而着火点是物质的属性。不可能改变)7.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)8.②①④③②①(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,通过炽热的氧化铜,CO、H2均被氧化,通过检验氧化产物来确认它们的存在,具体做法是:通过炽热的氧化铜后,依次通过无水硫酸铜和澄清石灰水)
9.解:(1)化石燃料化学反应产生的煤、石油、天然气
(2)质量一定时燃烧放出的热量多燃烧产物无污染可以再生
(3)C6H12O62C2H5OH+2CO2↑
10.D(解析:此反应为一个自身氧化还原反应,N元素、O元素化合价升高被氧化,Cl元素化合价降低被还原,NH4ClO4既作氧化剂,又作还原剂)
【能力达标检测】
1.B(燃烧反应全为放热反应,所以白磷为放热反应,工业上制O2通常用电解H2O来制取,而我们知道,2H2+O2H2O放热,所以水分解吸热;葡萄糖在人体内氧化是人体能量的主要来源,故为放热过程)2.AC(吸收的能量转化为化学能贮存起来)3.AD4.A(将固体燃料气化,燃料燃烧时与空气充分接触,燃烧充分,燃料利用率提高,同时产生CO含量减小)5.AD(化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧。化石燃料不经处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体。化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料。不仅减少SO2对大气的污染,而且能提高燃料效率。所以A、D选项的说法是错误的)6.BC(白磷在空气中不点自燃,说明着火点低,燃烧放出的热量,使白磷继续燃烧;燃料燃烧为放热反应,但在常温下,一般的燃烧需加热至温度达到着火点,故B不正确;因硫从固态变成液态要吸收热量,故C不正确)7.D(化石能源是古代动植物遗体通过几万年或几十万年才形成,不可再生)8.BD(大多数化合反应为放热反应,大多数分解反应为吸热反应,但不全是,反应的条件与热效应无关)9.C(强碱固体物质溶于水是放热过程,浓酸溶于水是放热过程,NaCl等一般盐溶于水,热效应不明显)10.B(前者可认为碳燃烧不完全)11.B(将白磷燃烧分解成两个过程:先将白磷转化为红磷,要放出热量,然后红磷燃烧,又放出与红磷燃烧相等的热量)12.(1)放将能量释放出来的过程(2)吸吸收能量,将能量贮存起来的过程13.(1)一定质量H2燃烧,放出的热量多(2)燃烧产物无污染(3)可以再生14.放热15.当太阳照射时,Na2SO410H2O分解吸收热量,使室温度不至升高很多,晚上,气温下降,Na2SO4与H2O结合成Na2SO410H2O又放出热量,使室内保持温暖。
【课本习题】
一、1.放出吸收2.放热吸收能量吸热
二、1.NaOH溶液与盐酸反应以及其碱与酸的中和反应,其实质都为OH-+H+H2O,由题意知,该反应为放热反应,所以中和反应都是放热反应。在中和反应中,反应物和生成物的能量变化为(如图):2.使煤炉中的煤充分燃烧,应采取的措施有:①将煤块或煤粉制成像蜂窝煤球等形状的煤,以增大煤与空气的接触面积;②适当开大炉门,使炉内有充足的空气。还可以在炉身的中上部开个二次通风口,使煤燃烧产生的可燃性气体(CO)进行二次燃烧。
【复习题】
一、1.在反应过程中发生电子转移得还原失氧化2.2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑失去升高还原氧化得到降低氧化还原3.(1)未达到电荷守恒Cu+2Ag+Cu2++2Ag(2)将难溶于水的碳酸钙写成了离子形式CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O(3)将难溶于水的氢氧化铜写成了离子形式Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O4.参加反应的各反应物的总质量等于各生成物的总质量;若反应为放热反应,参加反应的各反应物的总能量等于各生成物的总能量与反应放出的热量之和。若反应为吸热反应,参加反应的各反应物的总能量等于各生成物的总能量与反应吸收的热量的热量之差。即物质在发生化学变化时,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)氧化剂:CuO还原剂:CO
(2氧化剂:CuSO4还原剂:锌片
(3)CO2+2O=H-CO2-3+H2O
(4)Ba2++2OH-+SO2-4+2H+=BaSO4↓+2H2O
2.(1)不正确。在金属活动性顺序中,Cu位于Mg的后面,此反应不能发生。此式无法改正,只能废除。
(2)不正确。H2CO3很不稳定,对其要用CO2和H2O表示。此外,该化学方程式未配平。
应改为:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
(3)正确。
(4)不正确。AgNO3在水中易溶、易电离,不该用分子式表示之。
应改为:Ag++Cl-AgCl↓
(5)不正确。H2CO3很不稳定,对其要用CO2和H2O表示。
应改为:CO2-3+2H+=CO2↑+H2O
四、1.该白色固体为CaCl2和Na2CO3的混合物,有关反应的离子方程式为:
白色固体溶解于水:Ca2++CO2-3=CaCO3↓;
沉淀中加入稀盐酸:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;
滤液中滴入AgNO3溶液:Ag++Cl-=AgCl↓。
2.该白色粉末由Ba(NO3)2、CaCl2和K2CO3组成。有关反应的离子方程式为:
粉末加入水中:Ba2++CO2-3=BaCO3↓
Ca2++CO2-3=CaCO3↓
悬浊液中加入稀硝酸:BaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ba2+
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
②的溶液中滴入硫酸:Ba2++SO2-=4BaSO4↓
可能还有反应:Ca2++SO2-4=CaSO4↓
②的溶液中滴入AgNO3溶液:Ag++Cl-=AgCl↓
文章来源:http://m.jab88.com/j/35178.html
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