化合反应是吸热还是放热,化学反应的热效应到底是怎么回事

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周星驰先生创作了众多脍炙人口的影视作品,被广大观众尊称为星爷。《鹿鼎记》作为其代表作之一,不仅在剧情上引人入胜,更蕴含着丰富的科学知识。你是否在观影时留意到了其中所涉及的化学原理呢?

影片开篇,陈近南的脸上意外沾染了生石灰粉末,幸得韦小宝及时相救。这一情节引出了以下对话。

“我这就去取些清水,帮你清洗一下眼睛。”

“不行!”

“生石灰遇水会产生热量,可能会灼伤眼睛。”

“那该如何是好?”

“应当使用菜油来擦拭。”

“好,我这就去厨房取来。”

对于具备化学知识背景的观众来说,这段情节中涉及的化学反应不容忽视。生石灰的化学分子式为CaO,它与水接触时会发生如下化学反应:CaO+H2O=Ca(OH)2

生石灰与水发生反应时会释放大量热量,这一特性使其能够将生鸡蛋加热至熟透。若贸然使用清水清洗被生石灰污染的眼睛,高温反应很可能造成眼部损伤。因此,当生石灰意外接触皮肤时,切忌使用水进行清洗。

由于生石灰能与水发生化学反应,因此它被广泛用作干燥剂。其干燥原理正是基于上述化学反应:CaO+H2O=Ca(OH)2

生石灰与水反应时会释放大量热量,并生成白色固体Ca(OH)2。这一过程可以类比为将生石灰“煮熟”,因此Ca(OH)2被称为熟石灰。在这个转化过程中,生石灰原本较为活泼的性质得到了缓和,Ca(OH)2也因此被称为消石灰。

你是否已经清楚区分了生石灰、熟石灰和消石灰三者之间的关系?

接下来,我们将对初中阶段学习的吸热现象与放热现象、吸热反应与放热反应进行系统梳理,希望能为你的学习提供参考。

知识点梳理

一、物理变化

放热现象氢氧化钠固体溶解于水、浓硫酸稀释过程

吸热现象硝酸铵(NH4NO3)等铵盐

既不吸热也不放热氯化钠(NaCl)

(备注:通过观察固体溶解时的热效应可以鉴别不同物质)

二、化学变化

常见的放热反应:

所有燃烧反应物质缓慢氧化过程;

生石灰与水反应(CaO+H2O=Ca(OH)2

③金属与酸的置换反应,例如Mg+2HCl=MgCl2+H2

酸碱中和反应

常见吸热反应:

CaCO3分解为CaO+CO2CO2C2CO的多数反应

中考精选例题

1.(2018•郴州)下列关于氢氧化钠的描述中存在错误的是(  )

A.俗称火碱、烧碱或苛性钠

B.易溶于水,溶解时吸收大量热量

C.固体氢氧化钠暴露在空气中易发生变质

D.作为重要化工原料,广泛应用于肥皂、纺织、印染等行业

【正确答案】B

【详细解析】A、氢氧化钠俗称火碱、烧碱或苛性钠,该说法准确;B、氢氧化钠易溶于水,溶解时释放大量热量,而非吸收热量,该描述存在错误;C、固体氢氧化钠暴露在空气中易与二氧化碳反应生成碳酸钠和水而变质,该说法正确;D、氢氧化钠是重要的化工原料,广泛应用于肥皂、纺织、印染等行业,该说法准确。故选择B。

【正确答案】D

【详细解析】根据物理学科中的连通器原理可知,左右液面相平时表明容器内压强与外界压强相等。当液面发生变化,a液面略微下降,b液面上升,说明容器内压强增大。根据热胀冷缩原理,容器内温度升高会导致压强增大,同时化学反应生成气体也会使容器内压强增大。

若要使U形管中a端液面下降、b端液面上升,必须满足以下条件:Y物质溶于X物质时释放热量,或X与Y发生反应产生气体,或物质与水反应释放热量,从而增大装置内压强。具体分析如下:

A、氢氧化钠固体溶于水释放热量,溶液温度升高,符合条件,不符合题意;

B、生石灰与水反应释放热量,溶液温度升高,符合条件,不符合题意;

C、镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气,该反应为放热反应,装置内气体压强增大,符合条件,不符合题意;

D、硝酸铵溶于水吸收热量,溶液温度降低,装置内压强减小,会导致a端液面上升、b端液面下降,符合题意。故选择D。

2、(2020广西桂林 节选)某学习小组对酸碱中和反应进行了实验探究,请参与其中。

实验活动二:利用变色硅胶验证酸碱反应生成水的现象。

(资料查阅) I .变色硅胶吸水后由蓝色变为红色。

II .无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水。

(实验操作)小组同学在教师指导下完成了如图所示的三个实验。

(讨论与交流)

(3)证明无水醋酸与氢氧化钠反应生成水的现象是____。小芳认为(实验2)设计不够严谨,还需补充的实验是

(4)实验过程中观察到丙装置的U形管内液面左低右高,出现该现象的原因可能是无水醋酸与氢氧化钠反应放热或

【参考答案】(3)甲、乙装置中的硅胶保持原色,丙装置中的硅胶变为红色 验证醋酸钠能否使硅胶变色

(4)氢氧化钠溶解放热

【详细解析】(3)甲实验验证了固体氢氧化钠能否使硅胶变色,乙实验验证了无水醋酸能否使硅胶变色。证明无水醋酸与氢氧化钠反应生成水的现象是:甲、乙装置中的硅胶保持原色,而丙装置中的硅胶变为红色。实验2中已验证了固体氢氧化钠和无水醋酸能否使硅胶变色,无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水,因此需要补充的实验是:验证醋酸钠能否使硅胶变色。

(4)氢氧化钠溶解过程也会释放热量,导致装置内部温度升高,从而压强增大,进而引起液面变化。

3、下列实验方案中,你认为可行的是( )

A.通过取样后滴加稀盐酸并观察气泡产生来验证某固体主要成分为碳酸盐

B.利用水来鉴别氯化钠、氯化铵、碳酸钙、硫酸铜四种固体物质

C.某白色固体物质溶于水后,向所得无色溶液中滴加几滴酚酞试液,若溶液变红,则该白色固体一定是碱

D.将二氧化碳分别通入氢氧化钙和氯化钙溶液中,均产生白色沉淀

【标准答案】B

【详细解析】 A.取样后滴加稀盐酸并观察气泡产生,不能确定该固体一定是碳酸盐,例如锌与稀盐酸反应也会产生气泡,错误;

B、碳酸钙不溶于水,硫酸铜溶于水形成蓝色溶液;氯化钠溶于水时温度变化不明显;氯化铵溶于水时会吸热导致温度降低,因此可以利用水来鉴别这四种固体物质,正确;

C、向所得无色溶液中滴加酚酞试液后溶液变红,说明该白色固体物质不一定是碱,例如碳酸钠是白色化合物,属于盐类,但其水溶液显碱性,也能使酚酞试液变红,错误;

D、二氧化碳通入氢氧化钙溶液中会与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,而通入氯化钙溶液中则无明显现象,错误。故选择B。