化学《化学反应中的能量变化》教案(3)

时间:2021-08-31

  (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)C 6H12O6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:

  2NH4ClO4 N2↑+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+2O2 CO2+2H2O,C3H8+5O2 3CO2+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()[来源:ZXXK]

  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