化學反應與能量學案及練習

1、第二章 化學反應與能量第一節(jié) 化學能與熱能1、在任何的化學反應中總伴有 的變化。原因：當物質發(fā)生化學反應時，斷開反應物中的化學鍵要吸收能量，而形成生成物中的化學鍵要放出能量?；瘜W鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。E反應物總能量E生成物總能量，為 反應。E反應物總能量E生成物總能量，為 反應。2、常見的放熱反應和吸熱反應常見的放熱反應：所有的燃燒與緩慢氧化。酸堿中和反應。金屬與酸反應制取氫氣。大多數(shù)化合反應（特殊：CCO22CO是吸熱反應）。常見的吸熱反應：以C、H2、CO為還原劑的

2、氧化還原反應如：C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)。 銨鹽和堿的反應如Ba(OH)2·8H2ONH4ClBaCl22NH310H2O大多數(shù)分解反應如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。3、能源的分類：形成條件利用歷史性質一次能源常規(guī)能源可再生資源水能、風能、生物質能不可再生資源煤、石油、天然氣等化石能源新能源可再生資源太陽能、風能、地熱能、潮汐能、氫能、沼氣不可再生資源核能二次能源（一次能源經過加工、轉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、焦炭等思考一般說來，大多數(shù)化合反應是放熱反應，大多數(shù)分解反應是吸熱反應，放熱反應都不需要

3、加熱，吸熱反應都需要加熱，這種說法對嗎？試舉例說明。點拔：這種說法不對。如CO2CO2的反應是放熱反應，但需要加熱，只是反應開始后不再需要加熱，反應放出的熱量可以使反應繼續(xù)下去。Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應是吸熱反應，但反應并不需要加熱。第二節(jié) 化學能與電能1、化學能轉化為電能的方式：電能(電力)火電（火力發(fā)電）化學能熱能機械能電能缺點：環(huán)境污染、低效原電池將化學能直接轉化為電能優(yōu)點：清潔、高效2、原電池原理（1）概念：把 直接轉化為 的裝置叫做原電池。（2）原電池的工作原理： （3）構成原電池的條件：（1）電極為導體且活潑性不同；（2）兩個電極接觸（導線連接或直接接觸

4、）；（3）兩個相互連接的電極插入電解質溶液構成閉合回路。（4）電極名稱及發(fā)生的反應：負極： 作負極，負極發(fā)生 反應，電極反應式：較活潑金屬ne金屬陽離子負極現(xiàn)象：負極溶解，負極質量減少。正極： 作正極，正極發(fā)生 反應，電極反應式：溶液中陽離子ne單質正極的現(xiàn)象：一般有氣體放出或正極質量增加。（5）原電池正負極的判斷方法：依據(jù)原電池兩極的材料：較活潑的金屬作負極（K、Ca、Na太活潑，不能作電極）；較不活潑金屬或可導電非金屬（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 極流向 極；電子則由 極經外電路流向原電池的 極。根據(jù)內電路離子的遷移方向：陽離子流向原電池

5、 極，陰離子流向原電池 極。根據(jù)原電池中的反應類型：負極： 電子，發(fā)生 反應，現(xiàn)象通常是電極本身消耗，質量減小。正極： 電子，發(fā)生 反應，現(xiàn)象是常伴隨金屬的析出或H2的放出。（6）原電池電極反應的書寫方法：（i）原電池反應所依托的化學反應原理是 反應，負極反應是 反應，正極反應是 反應。因此書寫電極反應的方法歸納如下： 寫出總反應方程式。 把總反應根據(jù)電子得失情況，分成氧化反應、還原反應。 氧化反應在負極發(fā)生，還原反應在正極發(fā)生，反應物和生成物對號入座，注意酸堿介質和水等參與反應。（ii）原電池的總反應式一般把正極和負極反應式相加而得。（7） 原電池的應用：加快化學反應速率，如粗鋅制氫氣速率比

6、純鋅制氫氣快； 比較金屬活動性強弱； 設計原電池； 金屬的腐蝕。2、化學電源基本類型：干電池：活潑金屬作負極，被腐蝕或消耗。如：CuZn原電池、鋅錳電池。【例】CuZn原電池 （硫酸銅溶液為電解質溶液） 總反應： 負 極： 正 極： 充電電池：兩極都參加反應的原電池，可充電循環(huán)使用。如鉛蓄電池、鋰電池等。【例】鉛蓄電池總反應： 負 極： 正 極： 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，而是由引入到兩極上的物質發(fā)生反應，如H2、CH4燃料電池，其電解質溶液常為堿性試劑（KOH等）?！纠繗溲跞剂想姵貕A性環(huán)境： 總反應： 負 極： 正 極： 酸性環(huán)境： 總反應： 負 極： 正 極：

7、 第三節(jié) 化學反應的速率和限度1、化學反應的速率（1）概念：化學反應速率通常用單位時間內 或 （均取正值）來表示。 計算公式：v(B)單位：mol/(L·s)或mol/(L·min)B為溶液或氣體，若B為固體或純液體不計算速率。以上所表示的是平均速率，而不是瞬時速率。重要規(guī)律：（i）速率比 （ii）變化量比 （2）影響化學反應速率的因素：內因：由參加反應的物質的結構和性質決定的（主要因素）。外因：溫度：升高溫度，增大速率 催化劑：一般加快反應速率（正催化劑）濃度：增加C反應物的濃度，增大速率（溶液或氣體才有濃度可言）壓強：增大壓強，增大速率（適用于有氣體參加的反應）其它因素

8、：如光（射線）、固體的表面積（顆粒大?。⒎磻锏臓顟B(tài)（溶劑）、原電池等也會改變化學反應速率。2、化學反應的限度化學平衡（1）在一定條件下，當一個可逆反應進行到正向反應速率與逆向反應速率相等時，反應物和生成物的濃度不再改變，達到表面上靜止的一種“平衡狀態(tài)”，這就是這個反應所能達到的限度，即化學平衡狀態(tài)。化學平衡的移動受到溫度、反應物濃度、壓強等因素的影響。催化劑只改變化學反應速率，對化學平衡無影響。在相同的條件下同時向正、逆兩個反應方向進行的反應叫做可逆反應。通常把由反應物向生成物進行的反應叫做正反應。而由生成物向反應物進行的反應叫做逆反應。在任何可逆反應中，正方應進行的同時，逆反應也在進行。

9、可逆反應不能進行到底，即是說可逆反應無論進行到何種程度，任何物質（反應物和生成物）的物質的量都不可能為0。（2）化學平衡狀態(tài)的特征：逆、動、等、定、變。 逆：化學平衡研究的對象是可逆反應。 動：動態(tài)平衡，達到平衡狀態(tài)時，正逆反應仍在不斷進行。 等：達到平衡狀態(tài)時，正方應速率和逆反應速率相等，但不等于0。即v正v逆0。 定：達到平衡狀態(tài)時，各組分的濃度保持不變，各組成成分的含量保持一定。 變：當條件變化時，原平衡被破壞，在新的條件下會重新建立新的平衡。（3）判斷化學平衡狀態(tài)的標志： VA（正方向）VA（逆方向）或nA（消耗）nA（生成）（不同方向同一物質比較） 各組分濃度保持不變或百分含量不變

10、借助顏色不變判斷（有一種物質是有顏色的） 總物質的量或總體積或總壓強或平均相對分子質量不變（前提：反應前后氣體的總物質的量不相等的反應適用，即如對于反應xAyBzC，xyz ）化學反應與能量單元測試題一、選擇題 1下列說法中，正確的是( )。A放熱反應的發(fā)生均無需加熱B需要加熱后才能發(fā)生的反應均是吸熱反應C伴有能量變化的物質變化都是化學變化D物質發(fā)生化學反應都伴隨著能量變化2氫氣是未來的理想能源，理由是( )。熱值高 燃燒時不污染環(huán)境 用于制取H2的水資源豐富 密度小，便于運輸ABCD3對于放熱反應H2Cl22HCl，下列說法中，正確的是( )。A產物所具有的總能量高于反應物所具有的總能量B反

11、應物所具有的總能量高于產物所具有的總能量C斷開1 mol HH鍵和1 mol ClCl鍵所吸收的總能量大于形成1mol HCl鍵所放出的能量D該反應中，化學能只轉變?yōu)闊崮?下列反應既屬于氧化還原反應，又屬于吸熱反應的是( )。A鋅粒與稀硫酸的反應B灼熱的木炭與CO2的反應C甲烷在空氣中燃燒的反應DBa(OH)2 8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應5我國三峽工程所提供的清潔、廉價、可再生的水電，相當于每年燃燒 3 000 萬噸原煤的火力發(fā)電廠產生的電能，因此三峽工程有助于控制 溫室效應 SO2的排放 白色污染 臭氧空洞( )。A BC D6下列各組的電極材料和電解液，不能組成原電池的是( )。A

12、銅片、石墨棒，稀硫酸 B銅片、石墨棒，硝酸銀溶液C鋅片、銅片，稀鹽酸 D銅片、銀片，F(xiàn)eCl3溶液7將鋅片和銅片用導線連接后放入稀硫酸溶液中，發(fā)生原電池反應，下列敘述錯誤的是( )。A溶液的pH增大B溶液中的Zn2濃度增大C溶液中的SO濃度增大D溶液的密度增大8廢電池的污染引起人們廣泛注意，廢電池對環(huán)境造成污染的主要物質是( )。A鋅 B汞 C石墨 D二氧化錳9已知空氣鋅電池的電極反應為鋅片：Zn2OH2eZnOH2O石墨：O22H2O4e4OH根據(jù)此判斷，鋅片是( )。A負極，并被氧化B負極，并被還原C正極，并被氧化 D正極，并被還原10X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X表面有

13、Z析出，X與Y組成原電池時，Y為負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為( )。AXYZ BXZY CYXZ DYZX11下列說法正確的是( )。A化學電池的放電過程就是電能轉化為化學能的過程B化學電池中電子由正極流出，經外電路流向負極C燃料電池兩極板均發(fā)生氧化還原反應D燃料電池工作時，通常是將空氣通向正極12在反應：CCO22CO中，可使反應速率增大的措施是( )。增大壓強 升高溫度 通入CO2 增加碳的量 降低壓強放電充電A B C D13鎳氫電池的總反應式是H22NiO(OH) 2Ni(OH)2，根據(jù)此反應式判斷，此電池放電時，負極上發(fā)生反應的物質是( )。ANiO(OH) BNi(OH)

14、2CH2 DH2和NiO(OH)14下列說法中不正確的是( )。A用完的電池不可以隨意地丟棄B增加煉鐵高爐的高度不可以降低尾氣中CO的含量C無論加入正催化劑還是加入負催化劑都能大大提高化學反應速率D把煤粉碎后再燃燒可以提高煤的燃燒效率15下列實驗中，反應速率的加快由催化劑引起的是( )。A在炭粉中加入KClO3，點燃時燃燒更為劇烈B鋅與稀硫酸反應中加入少量CuSO4溶液而使反應放出H2的速率加快C固態(tài)FeCl3和固體NaOH混合后，加入水能迅速產生沉淀D雙氧水中加入少量MnO2，即可迅速放出氣體16已知：能量越低的物質越穩(wěn)定，白磷轉化成紅磷放出熱量。據(jù)此，下列判斷或說法中正確的是( )。A在相

15、同的條件下，紅磷比白磷穩(wěn)定 B在相同的條件下，白磷比紅磷穩(wěn)定C紅磷和白磷的結構相同 D紅磷容易發(fā)生自燃而白磷則不會自燃17下列變化是因原電池反應而引起的是( )。A在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護膜B常溫下，鐵被濃硫酸“鈍化”形成保護膜C在潮濕的空氣中鋼鐵易生銹D在潮濕的空氣中過氧化鈉易變質18可逆反應2SO2O2 2SO3達到平衡的標志是( )。消耗2 mol SO2的同時生成2 mol SO3SO2、O2與SO3的物質的量之比為212反應混合物中，SO3的質量分數(shù)不再改變A B C只有 D全部19在一個密閉容器中盛有N2和H2，它們的起始濃度分別是1.8 mol/L和5.4 mol/L，

16、在一定的條件下它們反應生成NH3，10 min后測得N2的濃度是0.8 mol/L，則在這10 min內NH3的平均反應速率是( )。A0.1 mol/(L·min) B0.2 mol/(L·min)C0.3 mol/(L·min) D0.6 mol/(L·min)20一定溫度下，在2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如下圖所示：下列描述正確的是( )。A反應開始到10 s，用Z表示的反應速率為0.158 mol/(Ls)B反應開始到10 s，X的物質的量濃度減少了0.79 mol/LC反應開始到10 s時，Y的轉化率為79.

17、0 %D反應的化學方程式為：X(g)Y(g)Z(g)21已知可逆反應2SO2O2 2SO3，當生成2 mol SO3時放出熱量為Q，現(xiàn)將1 mol SO2和0.5 mol O2在相同條件下反應生成SO3，放出的熱量為Q 1，則( )。 AQ 1Q BQ 1Q C2Q 1Q D無法判斷二、填空題22下列反應屬于放熱反應的是_；屬于吸熱反應的是_。 A鋅粒與稀H2SO4反應制取H2 B氫氣在氧氣中燃燒C碳酸鈣高溫分解成氧化鈣和二氧化碳 D氫氧化鉀和硫酸中和EBa(OH)2·8H2O與NH4Cl反應 F氫氣還原氧化銅G葡萄糖在人體內氧化分解 H鋼鐵制品生銹的反應23拆開1 mol HH鍵，

18、1 mol NH鍵，1 mol NN鍵分別需要吸收的能量為436 kJ，391 kJ，946 kJ。則1 mol N2生成NH3_熱量(填“吸收”或“放出”) _kJ；1 mol H2生成NH3_熱量(填“吸收”或“放出”) _kJ；理論上，每生成1 mol NH3，_熱量(填“吸收”或“放出”)_kJ；事實上，反應的熱量總小于理論值，為什么？_。三、實驗題24某學生為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化，他在100 mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應放出的氫氣，實驗記錄如下(累計值)：時間(min)12345氫氣體積(mL)50120232290310哪一時間段(指01、12、23、34、45 min)反應速率最大_，原因是_。哪一段時段的反應速率最小_，原因是_。 如果反應太激烈，為了減緩反應速率而又不減少產生氫氣的量，他在鹽酸中分別加入等體積的下列溶液：A蒸餾水、BNaCl溶液、CNaNO3溶液、DCuSO4溶液