人教版必修2 第2章 化學(xué)反應(yīng)與能量 單元復(fù)習(xí) 學(xué)案.doc

第2章 化學(xué)反應(yīng)與能量 單元復(fù)習(xí)與鞏固【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、掌握化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)中的能量變化；2、了解原電池的工作原理及電極反應(yīng)式的書寫；3、了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和化學(xué)反應(yīng)限度?！局R(shí)網(wǎng)絡(luò)】【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、化學(xué)能與熱能要點(diǎn)詮釋：1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂和形成。其中斷鍵吸收能量，成鍵放出能量。2化學(xué)反應(yīng)中能量變化與反應(yīng)物、生成物能量的關(guān)系：反應(yīng)物的總能量生成物的總能量，反應(yīng)放出能量(放熱反應(yīng))。反應(yīng)物的總能量生成物的總能量，反應(yīng)吸收能量(吸熱反應(yīng))。3反應(yīng)中化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能放熱反應(yīng)常見的放熱反應(yīng)：所有的燃燒與緩慢氧化酸堿中和反應(yīng)金屬與酸反應(yīng)制取氫氣大多數(shù)化合反應(yīng)(特殊：cco22co是吸熱反應(yīng))(2)熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能吸熱反應(yīng)常見的吸熱反應(yīng)：以c、h2、co為還原劑的氧化還原反應(yīng)如：c(s)h2o(g) co(g)h2(g) 銨鹽和堿的反應(yīng)如ba(oh)28h2o2nh4clbacl22nh310h2o大多數(shù)分解反應(yīng)如kclo3、kmno4、caco3的分解等(3)化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 能量變化化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng) 類型反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量遵循能量守恒原理能量利用 燃料充分燃燒減少污染 新能源的開發(fā)4中和熱：酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol h2o時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。5能源的分類：形成條件利用歷史性質(zhì)一次能源常規(guī)能源可再生資源水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能不可再生資源煤、石油、天然氣等化石能源新能源可再生資源太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、沼氣不可再生資源核能二次能源(一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)化得到的能源稱為二次能源)電能(水電、火電、核電)、蒸汽、工業(yè)余熱、酒精、汽油、焦炭等要點(diǎn)二、化學(xué)能與電能1原電池要點(diǎn)詮釋：(1)概念：把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。(2)原電池的工作原理：通過氧化還原反應(yīng)(有電子的轉(zhuǎn)移)把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?3)構(gòu)成原電池的條件：電極為導(dǎo)體且活潑性不同；兩個(gè)電極接觸(導(dǎo)線連接或直接接觸)；兩個(gè)相互連接的電極插入電解質(zhì)溶液中構(gòu)成閉合回路。(4)電極名稱及發(fā)生的反應(yīng)：負(fù)極：較活潑的金屬作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：較活潑金屬ne金屬陽(yáng)離子負(fù)極現(xiàn)象：負(fù)極溶解，負(fù)極質(zhì)量減少。正極：較不活潑的金屬或石墨作正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式：溶液中陽(yáng)離子ne單質(zhì)正極的現(xiàn)象：一般有氣體放出或正極質(zhì)量增加。(5)原電池正負(fù)極的判斷方法：依據(jù)原電池兩極的材料：較活潑的金屬作負(fù)極(k、ca、na太活潑，不能作電極)；較不活潑金屬或可導(dǎo)電非金屬(石墨)、氧化物(mno2)等作正極。根據(jù)電流方向或電子流向：(外電路)的電流由正極流向負(fù)極；電子則由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。根據(jù)內(nèi)電路離子的遷移方向：陽(yáng)離子流向原電池正極，陰離子流向原電池負(fù)極。根據(jù)原電池中的反應(yīng)類型：負(fù)極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，現(xiàn)象通常是電極本身消耗，質(zhì)量減小。正極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，現(xiàn)象是常伴隨金屬的析出或h2的放出。(6)原電池電極反應(yīng)的書寫方法：原電池反應(yīng)所依托的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)是氧化反應(yīng)，正極反應(yīng)是還原反應(yīng)。因此書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下：a.寫出總反應(yīng)方程式。 b.把總反應(yīng)根據(jù)電子得失情況，分成氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。c.氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生，還原反應(yīng)在正極發(fā)生，反應(yīng)物和生成物對(duì)號(hào)入座，注意酸堿介質(zhì)和水等參與反應(yīng)。原電池的總反應(yīng)式一般把正極和負(fù)極反應(yīng)式相加而得。(7)原電池的應(yīng)用：加快化學(xué)反應(yīng)速率，如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快；比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱；設(shè)計(jì)原電池；金屬的腐蝕。2發(fā)展中的化學(xué)電源(只要求了解正負(fù)極材料、電解質(zhì)溶液和其用途)要點(diǎn)詮釋：(1)干電池(一次電池)：活潑金屬作負(fù)極，被腐蝕或消耗。如：cuzn原電池、鋅錳電池。(2)充電電池(二次電池)：兩極都參加反應(yīng)的原電池，可充電循環(huán)使用。如鉛蓄電池、鋰電池和銀鋅電池等。(3)燃料電池：兩電極材料均為惰性電極，電極本身不發(fā)生反應(yīng)，而是由引入到兩極上的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，如h2、ch4燃料電池，其電解質(zhì)溶液常為堿性試劑(koh等)。要點(diǎn)三、化學(xué)反應(yīng)的速率和限度1化學(xué)反應(yīng)的速率要點(diǎn)詮釋：(1)概念：化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。 計(jì)算公式：v(b)單位：mol/(ls)或mol/(lmin)b為溶液或氣體，若b為固體或純液體不計(jì)算速率。以上所表示的是平均速率，而不是瞬時(shí)速率。重要規(guī)律：a.速率比方程式系數(shù)比；b.變化量比方程式系數(shù)比(2)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：內(nèi)因：由參加反應(yīng)的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定的(主要因素)。外因：溫度：升高溫度，增大速率 催化劑：一般加快反應(yīng)速率(正催化劑)濃度：增加反應(yīng)物的濃度，增大速率(溶液或氣體才有濃度可言)壓強(qiáng)：增大壓強(qiáng)，增大速率(適用于有氣體參加的反應(yīng))其它因素：如光(射線)、固體的表面積(顆粒大小)、反應(yīng)物的狀態(tài)(溶劑)、原電池等也會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。2化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)平衡要點(diǎn)詮釋：(1)化學(xué)平衡的定義：在一定條件下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到正向反應(yīng)速率與逆向反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變，達(dá)到表面上靜止的一種“平衡狀態(tài)”，這就是這個(gè)反應(yīng)所能達(dá)到的限度，即化學(xué)平衡狀態(tài)?；瘜W(xué)平衡的移動(dòng)受到溫度、反應(yīng)物濃度、壓強(qiáng)等因素的影響。催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率，對(duì)化學(xué)平衡無影響。在相同的條件下同時(shí)向正、逆兩個(gè)反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。通常把由反應(yīng)物向生成物進(jìn)行的反應(yīng)叫做正反應(yīng)。而由生成物向反應(yīng)物進(jìn)行的反應(yīng)叫做逆反應(yīng)。在任何可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)，逆反應(yīng)也在進(jìn)行?？赡娣磻?yīng)不能進(jìn)行到底，即是說可逆反應(yīng)無論進(jìn)行到何種程度，任何物質(zhì)(反應(yīng)物和生成物)的物質(zhì)的量都不可能為0。(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：逆、動(dòng)、等、定、變。逆：化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)。動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)仍在不斷進(jìn)行。等：達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，但不等于0。即v正v逆0。定：達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各組分的濃度保持不變，各組成成分的含量保持一定。變：當(dāng)條件變化時(shí)，原平衡被破壞，在新的條件下會(huì)重新建立新的平衡。(3)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：va(正方向)va(逆方向)或na(消耗)na(生成)(不同方向同一物質(zhì)比較)各組分濃度保持不變或百分含量不變借助顏色不變判斷(有一種物質(zhì)是有顏色的)總物質(zhì)的量或總體積或總壓強(qiáng)或平均相對(duì)分子質(zhì)量不變（前提：反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)適用，即如對(duì)于反應(yīng)xa(g)yb(g)zc(g)，xyz?！镜湫屠}】類型一：關(guān)于化學(xué)反應(yīng)中能量變化的問題例1、在研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化時(shí)我們通常做下面的實(shí)驗(yàn)：在一個(gè)小燒杯里，加入20g已研磨成粉末的氫氧化鋇晶體ba(oh)28h2o，將小燒杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片(或三合板)上，然后向燒杯內(nèi)加入約10gnh4cl晶體，并立即用玻璃棒迅速攪拌。試回答下列問題：(1)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)實(shí)驗(yàn)中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是：_。(3)如果實(shí)驗(yàn)中沒有看到“結(jié)冰”現(xiàn)象，可能的原因是(答出三個(gè)或三個(gè)以上原因)：_；_；_；_；_；_。(4)如果實(shí)驗(yàn)中沒有看到“結(jié)冰”現(xiàn)象，我們還可以采取哪些方式來說明該反應(yīng)吸熱？(要求答出兩種方案)_。(5)實(shí)驗(yàn)中即使不“結(jié)冰”，提起燒杯的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)燒杯與玻璃片也“粘在一起了”，原因是：_。(6)試用簡(jiǎn)單的方法說明燒杯與玻璃片之間是因?yàn)椤敖Y(jié)冰”而粘在一起的：_?！敬鸢浮?1)2nh4clba(oh)28h2o=bacl22nh3h2o8h2o(2)使反應(yīng)物迅速混合而充分反應(yīng)，使溫度迅速下降(3)藥品用量太小ba(oh)28h2o晶體研成粉末，反應(yīng)太慢沒有立即迅速攪拌環(huán)境溫度太高玻璃片上加水太多氫氧化鋇晶體失水(4)用皮膚感受，感覺很涼；用溫度計(jì)來檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)溫度降低。(5)因?yàn)樗砰_了燒杯底部與玻璃片之間的空氣，在大氣壓的作用下，燒杯和玻璃片粘在了一起(6)看燒杯和玻璃片之間是否能夠發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，若不能，則是由于結(jié)冰而粘在一起【解析】本題是教材實(shí)驗(yàn)的拓展探究，對(duì)實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵以及實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行了綜合分析，對(duì)跨學(xué)科知識(shí)也進(jìn)行了綜合考查。要想證明該反應(yīng)吸熱，不一定要通過“結(jié)冰”現(xiàn)象，還可以是“人的感覺”、“溫度計(jì)”等，但是無論通過什么方式，實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是讓反應(yīng)快速進(jìn)行，從而在較短的時(shí)間內(nèi)使體系溫度得到明顯的下降。通過“結(jié)冰”現(xiàn)象推斷反應(yīng)吸熱時(shí)，容易出現(xiàn)一個(gè)假象，因?yàn)榧词乖诓唤Y(jié)冰的情況下，由于水排開了燒杯底部與玻璃片之間的空氣，在大氣壓的作用下，燒杯和玻璃片也可能粘在一起，當(dāng)然這種假象可以通過燒杯和玻璃片之間是否能夠發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)來驗(yàn)證，如果是大氣壓的作用，它們之間可以發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)；如果是結(jié)冰的原因，它們之間不能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。舉一反三：【變式1】對(duì)于放熱反應(yīng)2h2o22h2o，下列說法中正確的是()a產(chǎn)物h2o所具有的總能量高于反應(yīng)物h2和o2所具有的總能量b反應(yīng)物h2和o2所具有的總能量高于產(chǎn)物h2o所具有的總能量c反應(yīng)物h2和o2所具有的總能量等于產(chǎn)物h2o所具有的總能量d反應(yīng)物h2和o2具有的能量相等【答案】b【解析】2h2o22h2o是放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量?！咀兪?】x、y兩元素的原子，它們分別獲得一個(gè)電子后，都能形成稀有氣體原子的電子層結(jié)構(gòu)，此過程中x放出的能量大于y，下列推斷中不正確的是()ax的還原性大于ybx的還原性小于ycy的氧化性小于xdy的氧化性大于x【答案】a、d【解析】本題主要考查物質(zhì)的穩(wěn)定性與能量之間的關(guān)系。x、y獲得電子達(dá)到稀有氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時(shí)，x放出的能量大于y，說明x結(jié)合電子的能力強(qiáng)于y，則x的失電子能力小于y。類型二：原電池原理及原電池的構(gòu)成例2、銅鋅原電池(如下圖)工作時(shí)，下列敘述正確的是()a正極反應(yīng)為：zn-2e-=zn2+ b電池反應(yīng)為：zn+cu2+= zn2+cuc在外電路中，電子從負(fù)極流向正極 d鹽橋中的k+移向znso4溶液 【答案】bc 【解析】在原電池中，活潑的金屬材料作負(fù)極，相對(duì)不活潑的金屬材料作正極。該電池中，zn作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為：zn-2e-=zn2+，cu作正極，正極反應(yīng)為：cu2+2e-=cu，則a項(xiàng)不對(duì)；兩個(gè)半反應(yīng)相加，得出電池反應(yīng)為：zn+cu2+= zn2+cu，則b項(xiàng)正確；原電池工作時(shí)，外電路中電子由負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流向正極，則c項(xiàng)正確；d項(xiàng)，因zn失電子，生成zn2+，為使znso4溶液中電荷保持電中性，鹽橋中的cl-移向znso4溶液，則d項(xiàng)不對(duì)。舉一反三：【變式1】一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，負(fù)極上的反應(yīng)為ch3ch2oh4e+h2o=ch3cooh+4h。下列有關(guān)說法正確的是()a檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的h向負(fù)極移動(dòng)b若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48l氧氣c電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：ch3ch2oh+o2=ch3cooh+h2od正極上發(fā)生的反應(yīng)是：o2+4e+2h2o=4oh【答案】c【解析】本題考查的是原電池原理。原電池中h移向電池的正極，a項(xiàng)錯(cuò)誤；該原電池的總反應(yīng)為乙醇的燃燒方程式，c項(xiàng)正確，用c項(xiàng)的方程式進(jìn)行判斷，有0.4mol的電子轉(zhuǎn)移，消耗氧氣為0.11mol，b項(xiàng)錯(cuò)誤；酸性電池不可能得到oh，d項(xiàng)錯(cuò)誤。類型三：影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素例3、下表是稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)序號(hào)金屬質(zhì)量/g金屬狀態(tài)c(h2so4)/moll-1v(h2so4)/ml溶液溫度/金屬消失的時(shí)間/s反應(yīng)前反應(yīng)后10.10絲0.550203450020.10粉末0.55020355030.10絲0.750203625040.10絲0.850203520050.10粉末0.85020362560.10絲1.050203512570.10絲1.05035505080.10絲1.150203410090.10絲1.150304440分析上述數(shù)據(jù)，回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)4和5表明， 對(duì)反應(yīng)速率有影響， 反應(yīng)速率越快，能表明同一規(guī)律的實(shí)驗(yàn)還有 (填實(shí)驗(yàn)序號(hào))；(2)僅表明反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的實(shí)驗(yàn)有 (填實(shí)驗(yàn)序號(hào))；(3)本實(shí)驗(yàn)中影響反應(yīng)速率的其他因素還有 ，其實(shí)驗(yàn)序號(hào)是 。(4)實(shí)驗(yàn)中的所有反應(yīng)，反應(yīng)前后溶液的溫度變化值(約15)相近，推測(cè)其原因： ?！敬鸢浮?1)固體反應(yīng)物的表面積 表面積越大 1和2(2)3和4(3)開始反應(yīng)溫度 6和7(4)一定量的金屬跟足量的硫酸反應(yīng)放出的熱量相同【解析】比較表中實(shí)驗(yàn)1和2、實(shí)驗(yàn)4和5，其他條件都一樣，只是金屬狀態(tài)由絲變成了粉末，金屬消失的時(shí)間就少了很多，反應(yīng)速率變快很多，也就是說明金屬固體的表面積越大，速率就越快。同理，比較表中各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析不難得出正確答案?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了通過處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)研究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。舉一反三：【變式1】把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器里，產(chǎn)生h2的速率可由下圖表示。在下列因素中：鹽酸的濃度；鎂條的表面積；溶液的溫度；cl-的濃度。影響反應(yīng)速率的因素是()a b c d【答案】c【解析】鎂條和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生h2，mg+2h+=mg2+h2，其反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鎂與h+間的置換，與cl-無關(guān)。在鎂條的表面有一層氧化膜，當(dāng)將鎂條投入鹽酸中時(shí)，隨著氧化膜的不斷溶解，鎂與鹽酸接觸面積不斷增大，產(chǎn)生h2的速率會(huì)加快；溶液的溫度對(duì)該反應(yīng)也有影響，反應(yīng)放出熱量，使溫度升高，反應(yīng)速率也會(huì)加快；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，h+濃度不斷減小，反應(yīng)速率會(huì)逐漸減慢。答案為c。類型四：化學(xué)平衡狀態(tài)的判定 例4、可逆反應(yīng)：2no22no+o2