【知识点详解】
1. **化学反应能量变化**:在化学反应中,反应物的总能量与生成物的总能量之间存在关系。如果生成物的总能量大于反应物的总能量,该反应为吸热反应,如题目中的D选项,焦炭在高温下与水蒸气反应,通常这是一个吸热过程。
2. **能量转换原理**:化石燃料和植物燃料燃烧释放的能量来源于太阳能,这是通过光合作用将太阳能储存在生物质中的过程。B选项正确阐述了这一概念。
3. **放热反应和吸热反应**:放热反应中系统向环境放出热量,如B选项中的Zn与稀盐酸反应,而吸热反应则需要从环境中吸收热量,如A选项中的C+CO2→2CO。
4. **压强对化学反应速率的影响**:对于涉及气体的反应,增大压强通常会增加反应速率,除非反应物和生成物中气体分子数相同,如C选项NaCl+AgNO3反应,压强变化不会影响速率。
5. **化学平衡**:平衡状态是反应物和生成物的浓度不再随时间变化的状态,但并不意味着它们的摩尔比固定。C选项中颜色不变是一个典型的平衡标志。
6. **反应速率和物质浓度变化**:根据给出的浓度变化,可以计算反应速率比,进而推断化学计量数。由2s末的浓度变化,可以得出a:b:c = 3:2:1,对应选项D。
7. **热化学方程式和反应热**:热化学方程式表示反应的热效应,ΔH为反应热。若固体S转变为液态S,需要吸收能量,因此S(s)+O2(g)→SO2(g)的热效应会小于ΔH1。
8. **吉布斯自由能与反应自发性**:ΔG=ΔH-TΔS,当ΔG<0时,反应自发进行。B选项中硝酸铵溶于水(ΔS>0),反应可能自发;C选项中ΔH>0,ΔS>0,不能直接判断反应是否自发,需要考虑温度;D选项中ΔH<0且ΔS>0,反应在任何温度下都自发。
9. **反应自发性与热力学**:自发反应不一定是放热反应,也不一定容易发生,吸热反应在满足ΔS>0的情况下也可能自发进行,例如D选项所述。
10. **熵增原理**:在250℃和1.01×105Pa下,自发反应的判定依据是熵增(ΔS>0)和熵增效应大于能量效应(ΔH>0但|ΔH|<TΔS)。因此,对于2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),虽然ΔH>0,但由于熵增大,反应可以自发进行。
11. **燃烧热和热化学方程式**:燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量。A、B选项的热化学方程式中,产物状态错误,C选项的产物应为液态水,D选项正确表示了葡萄糖的燃烧热。
12. **反应热的计算**:利用已知的热化学方程式通过盖斯定律可以计算未知反应的反应热。由Zn(s)+O2(g)→ZnO(s)和Hg(l)+O2(g)→HgO(s),可以求得Zn(s)+HgO(s)→ZnO(s)+Hg(l)的ΔH3,具体计算过程涉及方程式的加减。
以上是对化学反应能量变化、能量转换、化学平衡、反应速率、热化学方程式等相关知识点的详细阐述,涵盖了高中化学的重要概念。