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问题5 化学反应中的能量变化
燃料燃烧时产生了热量，除燃烧外的其他化学反应是否也有热量的变化呢？阅读教材中有关内容后填空。
1. 放出热量的反应
(1)燃烧放热，如乙醇(酒精)燃烧：
(2)非燃烧放热，如氧化钙与水的反应：
2. 吸收热量的反应
如碳与二氧化碳的反应：
燃料燃烧时产生了热量，除燃烧外的其他化学反应是否也有热量的变化呢？阅读教材中有关内容后填空。
1. 放出热量的反应
(1)燃烧放热，如乙醇(酒精)燃烧：
$\ce{C_{2}H_{5}OH + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 3H_{2}O}$
（写化学方程式，下同）。(2)非燃烧放热，如氧化钙与水的反应：
$\ce{CaO + H_{2}O = Ca(OH)_{2}}$
。2. 吸收热量的反应
如碳与二氧化碳的反应：
$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$
。答案
1.(1)$\ce{C_{2}H_{5}OH + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 3H_{2}O}$
(2)$\ce{CaO + H_{2}O = Ca(OH)_{2}}$
2.$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$
(2)$\ce{CaO + H_{2}O = Ca(OH)_{2}}$
2.$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$
解析
【分析】本题考查化学反应中的能量变化相关的化学方程式书写，需明确题目要求的反应类型（放热反应、吸热反应），回忆对应反应的反应物、生成物及反应条件，按照化学方程式的书写规则（配平、标注反应条件）正确书写。具体来说，乙醇燃烧是可燃物与氧气的反应，反应条件为点燃；氧化钙与水反应生成氢氧化钙，无特殊反应条件；碳与二氧化碳的反应需要高温条件，属于吸热反应。
【解析】1. 放出热量的反应：
(1) 乙醇（$\ce{C_{2}H_{5}OH}$）在点燃条件下与氧气反应，生成二氧化碳和水，配平后化学方程式为：$\ce{C_{2}H_{5}OH + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 3H_{2}O}$；
(2) 氧化钙（$\ce{CaO}$）与水反应生成氢氧化钙，化学方程式为：$\ce{CaO + H_{2}O = Ca(OH)_{2}}$；
2. 吸收热量的反应：碳（$\ce{C}$）与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，化学方程式为：$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$。
【答案】1.(1)$\ce{C_{2}H_{5}OH + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 3H_{2}O}$；(2)$\ce{CaO + H_{2}O = Ca(OH)_{2}}$；2.$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$
【知识点】化学反应中的能量变化；化学方程式的书写；放热反应与吸热反应
【点评】本题为化学基础识记类题目，围绕化学反应伴随能量变化的核心知识点，考查常见放热、吸热反应的化学方程式书写，需准确掌握反应的反应物、生成物及反应条件，难度较低，是理解化学反应能量变化的典型基础题型。
【难度系数】0.8
【解析】1. 放出热量的反应：
(1) 乙醇（$\ce{C_{2}H_{5}OH}$）在点燃条件下与氧气反应，生成二氧化碳和水，配平后化学方程式为：$\ce{C_{2}H_{5}OH + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 3H_{2}O}$；
(2) 氧化钙（$\ce{CaO}$）与水反应生成氢氧化钙，化学方程式为：$\ce{CaO + H_{2}O = Ca(OH)_{2}}$；
2. 吸收热量的反应：碳（$\ce{C}$）与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，化学方程式为：$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$。
【答案】1.(1)$\ce{C_{2}H_{5}OH + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 3H_{2}O}$；(2)$\ce{CaO + H_{2}O = Ca(OH)_{2}}$；2.$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$
【知识点】化学反应中的能量变化；化学方程式的书写；放热反应与吸热反应
【点评】本题为化学基础识记类题目，围绕化学反应伴随能量变化的核心知识点，考查常见放热、吸热反应的化学方程式书写，需准确掌握反应的反应物、生成物及反应条件，难度较低，是理解化学反应能量变化的典型基础题型。
【难度系数】0.8
【典型例题1】控制变量和对比实验是科学探究的重要形式。以下是可燃物燃烧条件的探究实验,请回答相关问题。(已知着火点:白磷$40°C$、红磷$260°C$)
(1)装置A中白磷燃烧,红磷不燃烧。请解释红磷不燃烧的原因:。
(2)装置B中通入$O_2$后观察到的现象是。
(3)装置C若要出现与装置B相同的现象,通入$O_2$前需要进行的操作是。
思路导引 (1)根据可燃物燃烧的条件是与氧气接触且温度要达到可燃物的着火点,可知红磷不燃烧的原因是温度没有达到红磷的着火点。(2)根据可燃物燃烧的条件可知,装置B中通入$O_2$后观察到的现象是白磷燃烧。(3)根据可燃物燃烧的条件可知,装置C若要出现与装置B相同的现象,通入$O_2$前需要进行的操作是给冷水加热,温度稍高于$40°C$即可。
答案 (1)温度没有达到红磷的着火点 (2)白磷燃烧 (3)给冷水加热,温度稍高于$40°C$即可
规律方法 控制变量法在探究燃烧条件实验中的应用
(1)装置A中白磷燃烧,红磷不燃烧。请解释红磷不燃烧的原因:。
(2)装置B中通入$O_2$后观察到的现象是。
(3)装置C若要出现与装置B相同的现象,通入$O_2$前需要进行的操作是。
思路导引 (1)根据可燃物燃烧的条件是与氧气接触且温度要达到可燃物的着火点,可知红磷不燃烧的原因是温度没有达到红磷的着火点。(2)根据可燃物燃烧的条件可知,装置B中通入$O_2$后观察到的现象是白磷燃烧。(3)根据可燃物燃烧的条件可知,装置C若要出现与装置B相同的现象,通入$O_2$前需要进行的操作是给冷水加热,温度稍高于$40°C$即可。
答案 (1)温度没有达到红磷的着火点 (2)白磷燃烧 (3)给冷水加热,温度稍高于$40°C$即可
规律方法 控制变量法在探究燃烧条件实验中的应用
答案
解：
(1) 温度没有达到红磷的着火点
(2) 白磷燃烧
(3) 给冷水加热，温度稍高于40 ℃即可
(1) 温度没有达到红磷的着火点
(2) 白磷燃烧
(3) 给冷水加热，温度稍高于40 ℃即可
解析
【分析】
首先明确可燃物燃烧需同时满足三个条件：①为可燃物；②与氧气（或空气）接触；③温度达到可燃物的着火点。本题中白磷、红磷均为可燃物，探究时通过控制变量对比不同条件下的现象：
(1) 装置A中，白磷和红磷都与氧气接触，白磷燃烧而红磷不燃烧，结合着火点数据可判断红磷不燃烧的原因；
(2) 装置B中，白磷温度已达着火点，通入O₂后满足燃烧条件，可判断现象；
(3) 装置C中白磷在冷水中，温度未达着火点，要使其出现与B相同的燃烧现象，需先调整温度至白磷的着火点以上。
【解析】
(1) 装置A中，白磷和红磷都与氧气接触，白磷着火点为40℃，红磷着火点为260℃，此时温度未达到红磷的着火点，因此红磷不燃烧；
(2) 装置B中，白磷温度已达到着火点，通入O₂后满足燃烧的两个必要条件，因此观察到白磷燃烧；
(3) 装置C中，白磷在冷水中，温度低于其着火点，要使其燃烧，通入O₂前需加热冷水，使温度稍高于40℃，达到白磷的着火点。
【答案】
(1) 温度没有达到红磷的着火点
(2) 白磷燃烧
(3) 给冷水加热，温度稍高于40 ℃即可
【知识点】
燃烧条件、控制变量法
【点评】
本题通过控制变量和对比实验探究可燃物燃烧的条件，是化学实验探究的基础题型，重点考查对燃烧条件的理解与应用，体现了控制变量法在实验探究中的核心作用。
【难度系数】
0.7
首先明确可燃物燃烧需同时满足三个条件：①为可燃物；②与氧气（或空气）接触；③温度达到可燃物的着火点。本题中白磷、红磷均为可燃物，探究时通过控制变量对比不同条件下的现象：
(1) 装置A中，白磷和红磷都与氧气接触，白磷燃烧而红磷不燃烧，结合着火点数据可判断红磷不燃烧的原因；
(2) 装置B中，白磷温度已达着火点，通入O₂后满足燃烧条件，可判断现象；
(3) 装置C中白磷在冷水中，温度未达着火点，要使其出现与B相同的燃烧现象，需先调整温度至白磷的着火点以上。
【解析】
(1) 装置A中，白磷和红磷都与氧气接触，白磷着火点为40℃，红磷着火点为260℃，此时温度未达到红磷的着火点，因此红磷不燃烧；
(2) 装置B中，白磷温度已达到着火点，通入O₂后满足燃烧的两个必要条件，因此观察到白磷燃烧；
(3) 装置C中，白磷在冷水中，温度低于其着火点，要使其燃烧，通入O₂前需加热冷水，使温度稍高于40℃，达到白磷的着火点。
【答案】
(1) 温度没有达到红磷的着火点
(2) 白磷燃烧
(3) 给冷水加热，温度稍高于40 ℃即可
【知识点】
燃烧条件、控制变量法
【点评】
本题通过控制变量和对比实验探究可燃物燃烧的条件，是化学实验探究的基础题型，重点考查对燃烧条件的理解与应用，体现了控制变量法在实验探究中的核心作用。
【难度系数】
0.7
