【知识点详解】
1. 氧化还原反应与能量关系:氧化还原反应是化学反应的一种类型,其中电子从一个物质转移到另一个物质。描述中的题目提到的B选项C+H2O=====CO+H2就是一个典型的氧化还原反应,碳被氧化为一氧化碳,水中的氢被还原为氢气。同时,这个反应是吸热反应,意味着它需要从环境中吸收能量才能进行。
2. 反应热与能量变化:吸热反应与放热反应的区别在于反应物的总能量和生成物的总能量之间的关系。吸热反应的生成物总能量高于反应物总能量,而放热反应则相反。例如,A级学业水平考试达标练的第2题中,A和D是非氧化还原反应,B是吸热的氧化还原反应,C是放热的氧化还原反应。
3. 反应热与反应条件:放热反应并不意味着它无需加热就能发生。例如,3题中的2SO2+O2→2SO3是放热反应,但通常需要在高温下进行。反应热与反应自发性的关系并不直接,有些放热反应仍需要一定的初始能量才能启动。
4. 化石燃料燃烧与环境污染:化石燃料不完全燃烧会产生有害气体,如一氧化碳(CO)和二氧化硫(SO2),这些是环境污染的主要来源。优化燃烧方式,比如对煤进行深加工,可以提高燃烧效率,减少污染物排放。
5. 化学键能与反应热:化学反应的热效应与化学键的断裂和形成有关。断开化学键需要吸收能量,形成化学键则放出能量。例如,5题中,H2(g)与Cl2(g)反应生成2HCl(g)的反应热可以通过键能计算得出,H2(g)和Cl2(g)的键能之和小于2HCl(g)的键能之和,所以反应放热。
6. 反应物与生成物能量关系:当反应物的能量高于生成物的能量时,反应会放热。反应A生成C的过程中,A的能量高于C,因此该反应是放热反应,并在反应过程中释放能量。
7. 实验现象与反应热:实验中观察到的现象可以用来判断反应是放热还是吸热。例如,温度上升、活塞移动、液面高度变化等都可能是放热反应的迹象,但不是所有气体体积增大的反应都是放热的,如A选项所示的实验。
8. 化学反应的能量转换:当E1(反应物总能量)大于E2(生成物总能量),表示反应放热,即反应过程中的部分化学能转化为热能释放出来。反之,如果E1小于E2,反应是吸热的,能量从环境中吸收,物质内部的能量被“释放”。
化学反应与热能的关系主要涉及氧化还原反应的性质、能量变化的判断、反应条件的影响、化石燃料燃烧的影响、化学键能与反应热的计算以及实验现象与反应热的关联。这些知识点在高中化学教学中是非常重要的基础内容,有助于学生理解化学反应的本质和能量转化的原理。