6.1.1化學反應與能量變化高一下學期學案（人教版2019）

第六章化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量變化第一課時化學反應與熱能學習目標學習目標1．通過實驗探究、討論交流，感受化學反應中的能量變化，知道常見的吸熱反應和放熱反應，樹立物質變化中伴隨著能量變化的觀念。2.通過思考討論、微觀分析，能從反應物和生成物具有的能量、化學鍵變化兩個角度理解化學反應中能量變化的主要原因。3.通過閱讀思考、實例分析，從本質上認識物質變化與能量變化的關系，了解人類利用的主要能源及新能源，分析能源的利用對自然環(huán)境及社會發(fā)展的影響。重點：化學鍵與化學反應能量變化的關系、吸熱反應和放熱反應難點：理解化學反應中能量變化的主要原因自主學習自主學習化學反應與熱能（一）實驗探究(1)【實驗61】鎂和稀鹽酸的反應實驗過程在一支試管中加入2mL2mol/L鹽酸，并用溫度計測量其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條，觀察現(xiàn)象，并測量溶液溫度的變化實驗操作示意圖實驗現(xiàn)象離子反應實驗結論【答案】有氣泡產生；用手觸摸反應后的試管，溫熱；用溫度計測得反應后溫度升高Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑活潑金屬與酸反應是放熱反應(2)【例62】Ba(OH)2·8H2O和氯化銨反應實驗過程將20gBa(OH)2·8H2O晶體研細后與NH4Cl晶體一起放入燒杯中，并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上。用玻璃棒快速攪拌，聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯，用手觸摸杯壁下部，試著用手拿起燒杯。觀察現(xiàn)象實驗操作示意圖實驗現(xiàn)象化學反應實驗結論【答案】混合物呈糊狀；聞到刺激性氣味；用手觸摸杯壁下部冰涼；用手拿起燒杯，木片與燒杯粘在一起B(yǎng)a(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O該反應是吸熱反應（3）結論：【答案】化學反應除了有新物質生成以外，還總會伴隨著能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱量的釋放或吸收。（二）吸熱反應和放熱反應類別放熱反應吸熱反應概念把釋放熱量的化學反應稱為放熱反應把吸收熱量的化學反應稱為吸熱反應常見反應類型（1）（2）【答案】（1）①所有的燃燒反應②所有的酸堿中和反應③大多數(shù)的化合反應④活潑金屬與水、與酸的反應，⑤鋁熱反應（2）①大多數(shù)分解反應②以碳、CO、H2為還原劑的氧化還原反應③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(固態(tài)銨鹽與堿的反應)④C和CO2發(fā)生的化合反應及C和H2O(g)的反應⑤NaHCO3與鹽酸的反應（三）化學反應存在能量變化的原因1、從化學鍵的變化理解——主要原因（微觀）(1)以H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)反應的能量變化為例說明反應中能量變化1molH2分子中的化學鍵斷裂吸收的能量是436kJ共吸收1molCl2分子中的化學鍵斷裂吸收的能量是243kJ1molHCl分子中的化學鍵形成釋放的能量是431kJ共放出結論H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反應放出的熱量為183kJ【答案】679kJ862kJ化學反應是舊鍵斷裂，新鍵生成的反應，兩者吸收和釋放能量的差異表現(xiàn)為反應能量的變化?；瘜W反中能量變化的主要原因是化學反應的過程規(guī)律新鍵生成釋放的能量大于舊鍵斷裂吸收的能量，則反應放熱新鍵生成釋放的能量小于舊鍵斷裂吸收的能量，則反應吸熱【答案】化學鍵的斷裂與形成從物質儲存化學能的角度理解——決定因素物質的組成、結構與狀態(tài)不同，所具有的能量不同。因此，一個化學反應的能量變化取決于反應物總能量和生成物總能量的相對大小。放熱反應吸熱反應化學能轉化為熱能熱能轉化為化學能被生成物“儲存”反應物總能量大于生成物總能量，反應放熱反應物總能量小于生成物總能量，反應吸熱（四）人類對能源的利用(1)利用的三個階段eq\x(柴草時期)——樹枝雜草↓eq\x(化石能源時期)——煤、石油、天然氣↓eq\x(多能源結構時期)——eq\a\vs4\al(太陽能、氫能、核能、海洋能、,風能、地熱能等)(2)化石燃料利用過程中亟待解決的兩方面問題=1\*GB3①一是其短期內不可再生儲量有限；=2\*GB3②二是煤和石油產品燃燒排放的粉塵、等是大氣污染物的主要來源?！敬鸢浮縎O2、NOx、CO（3）新能源(1)特點：資源豐富、可以再生、對環(huán)境無污染等。(2)人們比較關注的新能源：、、、、等?！敬鸢浮刻柲堋L能、地熱能、海洋能、氫能（4）節(jié)能減排的措施(1)燃料燃燒階段提高燃料的燃燒效率——(2)能量利用階段提高能源的利用率——(3)開發(fā)使用新能源，目前人們比較關注的新能源有太陽能、風能、地熱能、海洋能和氫能等=1\*GB3①特點：資源豐富、可以再生、對環(huán)境無污染等=2\*GB3②人們比較關注的新能源：太陽能、風能、地熱能、海洋能和氫能等【答案】（1）可通過改進鍋爐的爐型和燃料空氣比、清理積灰等方法提高燃料的燃燒效率（2）可通過使用節(jié)能燈，改進電動機的材料和結構，以及發(fā)電廠、鋼鐵廠余熱與城市供熱聯(lián)產等措施促進能源循環(huán)利用，有效提高能源利用率化學能轉化為電能（一）火力發(fā)電——化學能間接轉化為電能(1)能量轉換原理及過程化學能eq\o(→,\s\up11(燃料),\s\do4(燃燒))熱能eq\o(→,\s\up7(蒸汽輪機))機械能eq\o(→,\s\up7(發(fā)電機))電能其中能量轉換的關鍵環(huán)節(jié)是燃燒(氧化還原反應)。(2)能量轉化特點能量利用率低、污染嚴重。（二）原電池——化學能直接轉化為電能1、實驗探究實驗步驟裝置圖實驗現(xiàn)象原因解釋(1)將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象Zn片：Cu片：反應的離子方程式：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑；Cu片表面無明顯變化的原因：銅排在金屬活動性順序表氫的后面，不能從酸溶液中置換出氫氣(2)用導線連接鋅片和銅片，觀察、比較導線連接前后的現(xiàn)象Zn片：Cu片：鋅與稀硫酸反應，但氫氣在銅片上產生(3)用導線連接鋅片和銅片，并在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個電流表，觀察電流表指針是否偏轉Zn片：Cu片：電流表指針偏轉說明：導線中有電流；Cu片上有氣泡說明：溶液中的氫離子在銅片表面獲得電子發(fā)生還原反應產生氫氣，從銅片上放出【答案】（1）Zn片：鋅片溶解，表面產生無色氣泡Cu片：無變化Zn片：鋅片溶解Cu片：銅片表面有氣泡（3）Zn片：鋅片溶解Cu片：銅片表面有氣泡、電流表A指針偏轉2、原電池的概念：將轉化為的裝置；原電池的反應本質是【答案】化學能電能氧化還原反應3、原電池的工作原理當用導線連接銅片和鋅片一同進入稀硫酸時，由于鋅比銅活潑，容易失去電子，鋅被氧化成Zn2+而進入溶液，電子則有鋅片經導線流向銅片，溶液中的H+從銅片中獲得電子被還原成氫原子，氫原子結合成氫分子從銅片上析出。由于導線上有電子通過，因此產生了電流，電流表的指針會發(fā)生偏轉電極名稱負極電極名稱正極電極反應類型氧化反應電極反應類型還原反應電極反應式電極反應式原電池總反應式：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑【答案】電極名稱負極電極名稱正極電極反應類型氧化反應電極反應類型還原反應電極反應式電極反應式原電池總反應式：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑4、組成原電池的條件（1）（2）（3）（4）【答案】(1)兩個活潑性不同的電極，其中一個相對較活潑，另一個相對較不活潑，如：金屬與金屬、金屬與非金屬(2)電解質溶液(溶液或者熔融)(3)電極用導線相連并插入電解液構成閉合回路(4)有自發(fā)進行的氧化還原反應（三）常見的化學電源1．一次電池(1)特點：電池放電后不能充電(內部的氧化還原反應無法逆向進行)，如鋅錳干電池屬于一次電池。(2)鋅錳干電池的構造如圖所示。①鋅筒為，電極反應是。②石墨棒為，最終被還原的物質是。③NH4Cl糊的作用是作。④特點：放電后不能充電，便于攜帶，價格低?！敬鸢浮浚?）①負極Zn－2e－=Zn2＋②正極二氧化錳③電解質溶液2．二次電池(充電電池)(1)特點：二次電池在放電時所進行的氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態(tài)，從而實現(xiàn)放電與充電的循環(huán)。(2)能量轉化：化學能電能。(3)常見的充電電池：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。3.燃料電池（1）概念：一種將燃料(如氫氣、甲烷、乙醇)和氧化劑(如氧氣)的化學能直接轉化為電能的電化學反應裝置。（2）特點①清潔、安全、高效等；②能量轉化率可以達到80%以上；③反應物不是儲存在電池內部，而是從外部提供，供電量易于調節(jié)。（3）應用：在航天、軍事、交通等領域有廣闊的應用前景。學習過程學習過程情景導入：能源、材料，信息被稱為現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱。能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源。我們在生產、生活中所使用的能量絕大部分是由化學反應提供的，特別是煤、石油、天然氣以及它們的制品燃燒所產生。隨著社會的發(fā)展，人類活動對能源的消耗逐漸增多，盡管一些新能源被不斷開發(fā)和利用，但是，由于對資源的不合理開發(fā)和利用從而引發(fā)了不可回避的能源危機已成為制約一個國家發(fā)展的瓶頸，今天我們以化學的眼光來研究有關能源問題。（見PPT圖片）一、化學反應中的熱量變化活動一、放熱反應和吸熱反應任務一、討論交流：結合已有知識思考化學反應的本質和特征分別是什么？【答案要點】（1）本質：①化學反應的本質是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。②斷開化學鍵要吸收能量，形成化學鍵要放出能量，吸收的能量與釋放的能量不相等。③化學反應一定伴隨有能量的變化，化學反應中能量變化主要表現(xiàn)為熱量的變化，吸熱或放熱。（2）特征：①質量守恒定律：化學反應前后物質的總質量保持不變。②能量守恒定律：一種形式的能量可以轉化為另一種形式的能量，轉化的途經和能量的形式不同。任務二、閱讀思考：閱讀教材P33頁第二自然段，結合初中所學知識，思考什么是吸熱反應和放熱反應？并列舉你知道的常見吸熱反應和放熱反應。【答案要點】①化學上把釋放熱量的化學反應稱為放熱反應，吸收熱量的化學反應稱為吸熱反應。②常見的放熱反應與吸熱反應放熱反應吸熱反應大多數(shù)化合反應所有燃燒反應酸堿中和反應金屬與酸或水的置換反應鋁熱反應大多數(shù)分解反應Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應以C、CO、H2為還原劑的氧化還原反應注意：①吸熱反應和放熱反應的對象都是化學變化，物理變化除外。②一個化學反應是吸熱還是放熱，與反應條件（是否需要加熱）沒有必然聯(lián)系?；顒佣?、實驗探究放熱反應和吸熱反應任務一、實驗探究：結合教材P3233頁【實驗61】、【實驗62】，完成相關實驗，觀察實驗現(xiàn)象，思考實驗原理，填寫表格內容：【答案要點】實驗操作在一只試管中加入2mL2mol/L鹽酸，并用溫度計測量其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條將20gBa(OH)2?8H2O晶體研細后與10gNH4Cl在燒杯中混合，并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上，用玻璃棒快速攪拌，聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯，用手觸摸燒杯下部，試著用手拿起燒杯實驗裝置實驗現(xiàn)象①鎂條逐漸溶解，有氣泡產生；②溫度計溫度上升；③用手觸摸試管壁，有溫熱感①混合物呈糊狀；②有刺激性氣味氣體產生；③木片上的水結成冰，與燒杯底粘在了一起；④用手觸摸杯壁下部，有涼的感覺實驗原理Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O實驗結論該反應產生氣體，并放出熱量該反應產生氣體，并吸收熱量結論：化學反應中總會伴隨著能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱能的變化，有的放出熱量，有的吸收熱量。注意：化學反應的能量變化，除轉化為熱能外，還轉化為機械能、光、聲、電等多種能量形式。任務二、問題探究：（1）放熱反應和吸熱反應與反應條件是否需要加熱有何關系？【答案要點】①需加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸熱反應，如碳和氧氣的反應。②放熱反應常溫下不一定容易發(fā)生，如物質燃燒。③吸熱反應也不一定需要加熱，如Ba(OH)2·8H2O晶體和NH4Cl晶體的反應。（2）NaOH固體或濃硫酸溶于水，溶液溫度均會升高，則NaOH固體、濃硫酸溶于水是放熱反應，對嗎？【答案要點】吸熱反應和放熱反應都是化學變化，NaOH固體或濃硫酸溶于水溶于水是放熱過程，但不是放熱反應；如升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反應。（3）你認為實驗【62】成功的關鍵是什么？該實驗中能量是如何轉化的？【答案要點】①該實驗成功的關鍵是在短時間內反應充分進行，使體系溫度快速降低，木片上的水迅速凝固。②實驗前可將塊狀Ba(OH)2·8H2O固體（NH4Cl固體是粉狀）；實驗中用玻璃棒快速攪拌混合物。③該實驗中實現(xiàn)了化學能到熱能的轉化。二、化學反應中能量變化的原因活動一、探究化學反應中熱量的變化與化學鍵的關系—微觀角度任務一、閱讀思考：閱讀教材P33頁內容，思考化學反應中化學鍵與能量有何關系？【答案要點】①分子或化合物里的原子之間是通過化學鍵相結合的，而化學鍵與化學能聯(lián)系在一起的。當物質發(fā)生化學反應時，斷開反應物的化學鍵要吸收能量，而形成生成物的化學鍵要放出能量。②化學鍵與能量的關系可用圖示表示為：斷鍵吸收能量（E1）>成鍵釋放能量(E2），反應吸收能量(吸熱反應)；斷鍵吸收能量（E1）<成鍵釋放能量(E2），反應放出能量(放熱反應)。③相同條件（如在25℃和101kPa）的條件下，由原子形成1mol化學鍵時所放出的能量，與斷開1mol相同化學鍵所吸收的能量是相等的。任務二、問題探究：已知氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫舊鍵斷裂和新鍵形成時能量的變化如下圖所示：則H2＋Cl2eq\o(=,\s\up11(點燃),\s\do4())2HCl的過程是放出能量還是吸收能量？由此可得出什么結論？【答案要點】①由圖示信息可知：1molH2中含有1molH－H鍵，斷開1molH－H鍵吸收436kJ能量。1molCl2中含有1molCl－Cl鍵，斷開1molCl－Cl鍵吸收243kJ能量。形成1molHCl分子中的H－Cl鍵會放出431kJ能量，則斷裂化學鍵吸收的總能量為：436kJ＋243kJ＝679kJ，形成化學鍵放出的總能量為：431kJ×2＝862kJ，反應中能量的變化為：862kJ－679kJ＝183kJ，且放出的總能量大于吸收的總能量。因此，該過程放出能量。②結論：a.化學鍵的斷裂與形成是物質化學反應中能量變化的主要原因，且遵循能量守恒定律。b.若反應物中的化學鍵斷開時吸收的能量高于生成物成鍵釋放的能量，則該反應吸收能量，吸收的能量＝反應物分解吸收的總能量－生成物形成釋放的總能量。c.若反應物中的化學鍵斷開時吸收的能量低于生成物成鍵釋放的能量，則該反應放出能量，放出的能量＝生成物形成釋放的總能量－反應物分解吸收的總能量。注意：標況下，將1mol氣態(tài)分子AB斷裂成理想氣態(tài)原子所吸收的能量，單位（KJ·mol1）叫鍵能?；顒佣⑻骄炕瘜W反應中熱量的變化與反應物和生成物具有的能量高低的關系—宏觀角度任務一、閱讀思考：閱讀教材P34內容，并結合圖63，思考物質的能量與反應放出、吸收能量有何關系？由此可得出什么結論？【答案要點】①放熱反應可以看成是反應物所具有的化學能轉化為熱能釋放出來，吸熱反應可以看成是熱能轉化為化學能被生成物所“儲存”宏觀解釋放熱反應示意圖吸熱反應示意圖化學反應放出熱量化學反應吸收熱量②結論：各種物質都具有能量，物質的組成、結構與狀態(tài)不同，所具有的能量也不同放熱反應吸熱反應反應物總能量大于生成物總能量，反應放熱反應物總能量小于生成物總能量，反應吸熱注意：=1\*GB3①破壞反應物中的化學鍵吸收的能量越小，則反應物越不穩(wěn)定，本身的能量越高。=2\*GB3②形成生成物的化學鍵放出的能量越多，說明生成物越穩(wěn)定，本身的能量越低任務二、歸納總結：比較放熱反應與吸熱反應，完成表格內容?！敬鸢敢c】類型比較放熱反應吸熱反應定義釋放熱量的化學反應吸收熱量的化學反應形成原因反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學鍵的關系生成物分子成鍵時釋放的總能量大于反應物分子斷鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應物分子斷鍵時吸收的總能量反應過程圖示任務三、問題探究：結合所學知識，思考如何判斷吸熱反應和放熱反應？【答案要點】①根據(jù)反應物和生成物的總能量的相對大小判斷——決定因素：若反應物的總能量大于生成物的總能量，屬于放熱反應，反之是吸熱反應。②根據(jù)化學鍵斷裂或形成時的能量變化判斷——主要原因：若斷裂反應物中的化學鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學鍵所放出的能量，屬于放熱反應，反之是吸熱反應。③根據(jù)反應物和生成物的相對穩(wěn)定性判斷：由不穩(wěn)定的物質(能量高)生成穩(wěn)定的物質(能量低)的反應為放熱反應，反之為吸熱反應。④根據(jù)反應條件判斷：凡是持續(xù)加熱才能進行的反應一般就是吸熱反應。活動三、化學能與熱能轉化的應用任務一、閱讀思考：閱讀教材P3435頁內容，思考現(xiàn)階段人類獲取熱能的主要途徑是什么？化石燃料獲取能量面臨哪些問題？【答案要點】①現(xiàn)階段人類獲取熱能的主要途徑是：物質的燃燒，使用最多的常規(guī)能源是：化石燃料(煤、石油和天然氣)。②化石燃料獲取能量面臨的問題：a.儲量有限，短期內不可再生；b.影響環(huán)境：煤、石油產品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。任務二、討論交流：為了改善人類的生存環(huán)境，促進社會可持續(xù)發(fā)展，有哪些節(jié)能減排的措施？【答案要點】①在燃料燃燒階段，可以通過改進鍋爐的爐型何燃料的空氣比、清潔積灰等方法，提高燃料的燃燒效率；②在能量利用階段，可通過使用節(jié)能燈、改進電動機的材料何結構等提高能源的利用率；③開發(fā)使用新能源，目前人們比較關注的新能源有太陽能、風能、地熱能、海洋能和氫能等。課堂練習課堂練習1．鋰電池是新一代高能電池，某種鋰電池的放電反應方程式為：Li+MnO2=LiMnO2。下列說法正確的是A．Li失去電子 B．MnO2被氧化 C．Li是正極 D．MnO2是還原劑【答案】A【詳解】A.反應中Li失去電子，化合價由0價變?yōu)?1價，A正確；B.MnO2化合價由+4變?yōu)?3價，被還原，B錯誤；C.Li化合價升高，失電子，是負極，C錯誤；D.MnO2化合價由+4變?yōu)?3價，是氧化劑，D錯誤；答案為A?！军c睛】原電池放電時，Li失電子，化合價升高，被氧化，作負極；MnO2化合價降低，被還原，作正極。2．近年來我國科技發(fā)展突飛猛進。下列主要由化學能轉化為電能的是A．海上風力發(fā)電場 B．“深海勇士”號潛水器的新型鋰電池C．北斗導航衛(wèi)星的太陽能電池板 D．潮汐能發(fā)電【答案】B【詳解】A．海上風力發(fā)電場，風能轉化為電能，故A錯誤；B．“深海勇士”號潛水器的新型鋰電池，化學能轉化為電能，故B正確；C．北斗導航衛(wèi)星的太陽能電池板，光能轉化為電能，故C錯誤；D．潮汐能發(fā)電，潮汐能轉化為電能，故D正確；故選B。3．下列反應中，屬于吸熱反應的是A．鎂條與鹽酸反應 B．與的反應C．氫氣在氧氣中燃燒生成水 D．稀硫酸與燒堿溶液反應【答案】B【詳解】一般金屬和水或酸的反應，酸堿中和反應，一切燃燒，大多數(shù)化合反應和置換反應，緩慢氧化反應如生銹等都是放熱反應。大多數(shù)分解反應，銨鹽和堿反應，碳、氫氣或CO作還原劑的反應等是吸熱反應。A、C、D屬于放熱反應，選B。4．某反應的反應過程中能量變化如圖所示。下列敘述不正確的是（

）A．該反應的能量變化與氯化銨晶體和氫氧化鋇晶體反應相同B．該反應的△H=E1E2C．若生成物中某一物質由氣態(tài)變成液態(tài)，則該反應的△H變大D．加催化劑不能改變反應的△H，但可以加快反應速率【答案】C【詳解】A.氯化銨晶體和氫氧化鋇晶體反應，為吸熱反應，與圖中能量變化相同，故A正確；B.焓變?yōu)檎娣磻幕罨苤?，則反應的，故B正確；C.同種物質的氣態(tài)比液態(tài)能量高，則若生成物中某一物質由氣態(tài)變成液態(tài)，則該反應的變小，故C錯誤；D.加催化劑不影響反應的始終態(tài)，降低反應所需的活化能，則不能改變反應的，但可以加快反應速率，故D正確；故答案選：C?！军c睛】由圖可知，反應物總能量小于生成物總能量，為吸熱反應，焓變?yōu)檎娣磻幕罨苤?，且催化劑不影響反應的始終態(tài)、同種物質的氣態(tài)比液態(tài)能量高。5．關于化學反應與能量的說法正確的是（

）A．中和反應是吸熱反應B．根據(jù)能量守恒定律，反應物總能量與生成物總能量一定相等C．化學鍵斷裂放出能量D．燃燒反應屬于放熱反應【答案】D【詳解】中和反應放出熱量，為放熱反應，故A錯誤；B.理論上來講能量是守恒的，但是化學反應中一定伴隨著吸收或放出能量，所以反應物總能量不等于生成物總能量，故B錯誤；C.斷裂化學鍵吸收能量，形成化學鍵釋放能量，故C錯誤；D.燃燒反應放出熱量，屬于放熱反應，故D正確；答案選D。6．冷敷袋俗稱冰袋，在日常生活中有降溫、保鮮和鎮(zhèn)痛作用。下列試劑可用于制作冰袋的是A．生石灰和水 B．熟石灰和醋酸C．食鹽和水 D．硝酸銨和水【答案】D【詳解】A．生石灰溶于水放熱，不能用于制作冰袋，A不符題意；B．熟石灰和醋酸發(fā)生酸堿中和反應，酸堿中和反應是放熱反應，不能用于制作冰袋，B不符題意；C．食鹽溶于水，溶液溫度幾乎沒有變化，不能用于制作冰袋，C不符題意；D．硝酸銨溶于水吸收大量的熱使溫度降低，可以用于制作冰袋，D符題意；故選D。7．下圖為氫氧燃料電池結構示意圖，下列有關該電池的說法不正確的是A．電極上發(fā)生氧化反應B．溶液中由電極向電極移動C．電池工作一段時間后溶液的減小D．如把換成，產生相同的電量，消耗氧氣的物質的量相同【答案】B【分析】氫氧燃料電池中，電解質溶液顯堿性，通入氫氣的電極為負極，通入氧氣的電極為正極，負極的電極反應式為2H2+4OH4e=4H2O，正極的電極反應式為2H2O+O2+4e═4OH，由此分析解答?！驹斀狻緼．電極為負極，負極上發(fā)生氧化反應，故A正確；B．原電池中陽離子向正極移動，溶液中由電極向電極移動，故B錯誤；C．電池的總反應為2H2+O2=2H2O，電池工作一段時間后，溶液中氫氧化鉀的濃度減小，溶液的減小，故C正確；D．如把換成，正極的電極反應式相同，都是2H2O+O2+4e═4OH，產生相同的電量，消耗氧氣的物質的量相同，故D正確；故選B。8．單斜硫和正交硫是硫的兩種同素異形體。已知①S(s，單斜)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＝－297.16kJ/mol②S(s，正交)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ/mol，下列說法正確的是()A．正交硫比單斜硫穩(wěn)定B．S(s，單斜)=S(s，正交)ΔH3＝＋0.33kJ/molC．相同物質的量的正交硫比單斜硫所含有的能量高D．①式表示斷裂1molO2中的共價鍵所吸收的能量比形成1molSO2中的共價鍵所放出的能量多297.16kJ【答案】A【分析】已知：①S(s，單斜)+O2(g)=SO2(g)△H1=297.16kJ?mol1；②S(s，正交)+O2(g)=SO2(g)△H2=296.83kJ?mol1；①②得到熱化學方程式：S(s，單斜)=S(s，正交)△H3=0.33kJ?mol1?！驹斀狻緼．依據(jù)熱化學方程式可知，正交硫能量低于單斜硫，所以正交硫穩(wěn)定，故A正確；B．根據(jù)蓋斯定律得到熱化學方程式為：S(s，單斜)=S(s，正交)△H3=0.33kJ?mol1，故B錯誤；C．相同物質的量的正交硫所含有的能量比單斜硫低，故C錯誤；D．①式表示斷裂lmolO2中共價鍵和斷裂S(s，單斜)所吸收的總能量比形成1molSO2中共價鍵所放出的能量少297.16KJ，故D錯誤。

故選A。9．下列屬于可再生能源的是（

）①天然氣②生物質能③地熱能④石油⑤太陽能⑥潮汐能⑦風能⑧氫能A．①②③④ B．②③⑤⑥⑦⑧ C．④⑤⑥⑦⑧ D．①②③⑤⑥⑦⑧【答案】B【詳解】可再生資源是指被人類開發(fā)利用后，可以在較短時間內更新、再生，或者能夠重復利用、循環(huán)使用的自然資源，如氣候資源、生物資源、水資源和土地資源等；②生物質能、③地熱能、⑤太陽能、⑥潮汐能、⑦風能、⑧氫能屬于可再生能源，②天然氣、④石油屬于化石能源，為不可再生能源，故答案為B。10．將鐵片和銅片貼在浸潤過稀硫酸的濾紙兩側，用導線連接電流計，制成簡易電池，裝置如圖。關于該電池的說法正確的是A．銅片上有產生B．負極反應為C．鐵電極附近溶液中的增大D．放電時電子流向：銅片→電流計→鐵片【答案】B【分析】將鐵片和銅片貼在浸潤過稀硫酸的濾紙兩側，用導線連接電流計，制成簡易電池，該原電池中Fe作負極，電極反應為：Fe2e=Fe2+，Cu作正極，電極反應為：2H++2e=H2↑，據(jù)此分析解題。【詳解】A．由分析可知，銅片上有H2產生，A錯誤；B．由分析可知，F(xiàn)e作負極，負極反應為，B正確；C．由分析可知，H+由負極移向正極，即鐵電極附近溶液中的減小，C錯誤；D．原電池放電時電子流向：負極即鐵片鐵片→電流計→正極即銅片，D錯誤；故答案為：B。11．如圖為某鋅－銅原電池示意圖。下列說法正確的是A．電子由銅片通過導線流向鋅片B．溶液中的Cu2+向鋅電極移動C．正極電極反應式：Zn+2e=Zn2+D．電路中每轉移1mol電子，理論上電解質溶液的質量增加0.5g【答案】D【分析】該原電池中Zn為負極失電子生成Zn2+，Cu為正極Cu2+得電子生成Cu?！驹斀狻緼．Zn為負極，電子由Zn電極通過導線流向銅片，A錯誤；B．溶液中的陽離子向正極移動，Cu2+向銅電極移動，B錯誤；C．正極上Cu2+得電子生成Cu，電極反應式為Cu2++2e=Cu，C錯誤；D．電路中每轉移1mol電子，負極區(qū)域電解質溶液中生成0.5molZn2+，正極區(qū)域電解質溶液中失去0.5molCu2+，則理論上電解質溶液的質量增加0.5g，D正確；故答案選D。12．控制適合的條件，將反應2Fe3++2II2+2Fe2+設計成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是（）A．反應從正向開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應B．電流計讀數(shù)為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)C．電流計讀數(shù)為零后，甲乙兩燒杯均加等量水稀釋，電流計指針不發(fā)生偏移D．電流計讀數(shù)為零后，在甲中再溶入FeCl2固體，乙中石墨電極為正極【答案】C【詳解】原電池中負極失去電子，發(fā)生氧化反應，正極得到電子，發(fā)生還原反應。根據(jù)裝置可知甲中石墨是正極，乙中石墨是負極，所以A正確。當電流計讀數(shù)為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)，此時再加入FeCl2固體，乙中單質碘發(fā)生還原反應，所以乙中的石墨是是正極，因此選項BD正確。電流計讀數(shù)為零后，甲乙兩燒杯均加等量水稀釋，則平衡被平衡，電流計指針發(fā)生偏移，所以C是錯誤的。答案選C。13．利用“Na—CO2”電池可將CO2變廢為寶。我國科研人員研制出的可充電“Na—CO2”電池，以鈉箔和多壁碳納米管（MWCNT）為電極材料，放電時總反應的化學方程式為4Na＋3CO2=2Na2CO3＋C。放電時該電池“吸入”CO2，其工作原理如圖所示，下列說法中不正確的是A．電流流向為MWCNT→導線→鈉箔B．放電時，正極的電極反應式為3CO2＋4Na＋＋4e－=2Na2CO3＋CC．選用高氯酸鈉—四甘醇二甲醚作電解液的優(yōu)點是導電性好，不與金屬鈉反應，難揮發(fā)D．原兩電極質量相等，若生成的Na2CO3和C全部沉積在電極表面，當轉移0.2mole－時，兩極的質量差為11.2g【答案】D【詳解】A.根據(jù)4Na＋3CO2=2Na2CO3＋C，得出負極為Na，正極為多壁碳納米管(MWCNT)，則電流流向為MWCNT→導線→鈉箔，故A正確；B.放電時，正極是CO2得到電子變?yōu)镹a2CO3，其電極反應式為3CO2＋4Na＋＋4e－=2Na2CO3＋C，故B正確；C.選用高氯酸鈉—四甘醇二甲醚作電解液的優(yōu)點是導電性好，不與金屬鈉反應，難揮發(fā)，故C正確；D.原兩電極質量相等，若生成的Na2CO3和C全部沉積在電極表面，當轉移0.2mole－時，負極質量減少0.2mol×23g?mol?1=4.6g，正極3CO2＋4Na＋＋4e－=2Na2CO3＋C，生成0.1mol碳酸鈉和0.05mol碳，正極質量增加0.1mol×106g?mol?1+0.05mol×12g?mol?1=11.2，因此兩極的質量差為11.2g+4.6g=15.8g，故D錯誤。綜上所述，答案為D?！军c睛】根據(jù)反應方程式4Na＋3CO2=2Na2CO3＋C中化合價進行分析，升高的為負極，降低的為正極。14．下列關于四種裝置的敘述不正確的是A．電池I：正極發(fā)生的反應為2H++2e═H2↑B．電池II：鋅筒做負極，發(fā)生氧化反應C．電池III：是汽車使用的充電電池，又稱為二次電池D．電池IV：電極b發(fā)生的電極反應方程式為O2+4e+2H2O=4OH【答案】D【詳解】A．電池I為ZnCu硫酸電池，Zn作負極，Cu作正極，氫離子在正極得電子生成氫氣，電極反應為：2H++2e═H2↑，故A正確；B．鋅錳干電池中，Zn作負極，失電子發(fā)生氧化反應，故B正確；C．該電池為鉛蓄電池，可放電、充電，屬于可充電電池又稱二次電池，故C正確；D．電極b發(fā)生的電極反應方程式為O2+4e+4H+=2H2O，故D錯誤；故選：D。15．化學能與熱能、電能等能相互轉化．關于化學能與其他能量相互轉化的說法正確的是A．化學反應中能量變化的主要原因是化學鍵的斷裂與生成B．鋁熱反應中，反應物的總能量比生成物的總能量低C．圖I所示的裝置能將化學能轉變?yōu)殡娔蹹．圖II所示的反應為吸熱反應【答案】A【詳解】A．化學反應時斷鍵要吸收能量，成鍵要放出能量，所以化學反應中能量變化的主要原因是化學鍵的斷裂與生成，故A正確；B．鋁熱反應是放熱反應，反應物的總能量應大于生成物的總能量，故B錯誤；C．圖I沒有形成閉合回路，不能形成原電池，不能將化學能轉化為電能，故C錯誤；D．圖II所示反應物的總能量大于生成物總能量，此反應是放熱反應，故D錯誤；答案選A。16．（1）選擇適宜的材料和試劑設計一個原電池，完成下列反應：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。①畫出裝置圖：。②電極材料和電解質溶液各是什么。？③寫出電極反應式：負極：；正極：。（2）用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中，構成了原電池，工作一段時間，鋅片的質量減少了3.25克，銅表面析出了氫氣L（標準狀況下）。導線中通過mol電子。【答案】負極：鋅片、正極：銅片；CuSO4溶液Zn–2e=Zn2+Cu2++2e=Cu1.12L0.1【分析】（1）利用反應Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu設計原電池，根據(jù)反應可知，Zn為負極，則正極可以是活潑性不如Zn的金屬如銅等，也可以是碳棒，電解質溶液應為CuSO4，根據(jù)原電池原理寫出電極反應式。（2）根據(jù)鋅和氫氣之間轉移電子數(shù)目相等計算?！驹斀狻浚?）①利用反應Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu設計原電池，根據(jù)反應可知，Zn為負極，則正極可以是活潑性不如Zn的金屬如銅等，也可以是碳棒，電解質溶液應為CuSO4，設計的原電池裝置為：；②根據(jù)以上設計可知，負極為鋅片，正極為銅片，電解質溶液為CuSO4溶液；③原電池中負極活潑金屬失電子發(fā)生氧化反應，電極反應為：Zn–2e=Zn2+，正極為溶液中的陽離子得到電子發(fā)生還原反應，CuSO4溶液中的陽離子有Cu2+和H+，放電能力Cu2+大于H+，正極反應為：，Cu2++2e=Cu；（2）用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中構成的原電池中，負極：Zn–2e=Zn2+，正極：2H++2e=H2↑，由電極反應n(H2)=n(Zn)=，V(H2)=0.05mol22.4L/mol=1.12L，n(e)=2n(Zn)=20.05mol=0.1mol?！军c睛】原電池中負極材料一般為活潑金屬，失去電子發(fā)生氧化反應，負極由于消耗而減少，正極一般是溶液中的陽離子得到電子發(fā)生還原反應，放電能力強的陽離子發(fā)生反應，正極上的現(xiàn)象一般為產生氣體或質量增加。17．化學電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。（1）下列相關說法正確的是（填序號）。A．通過某種電池單位質量或單位體積所能輸出能量的多少，可以判斷該電池的優(yōu)劣B．二次電池又稱充電電池或蓄電池，這類電池可無限次重復使用C．除氫氣外，甲醇、汽油、氧氣等都可用作燃料電池的燃料D．近年來，廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程，其首要原因是電池外殼的金屬材料需要回收(2)目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池，其電池總反應可表示為：2Ni(OH)2＋Cd(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水，但能溶于酸，以下說法正確的是。A．電池放電時Cd作負極

B．反應環(huán)境為堿性C．以上反應是可逆反應

D．該電池是一種二次電池(3)在宇宙飛船和其他航天器上經常使用的氫氧燃料電池是一種新型電源，其構造如圖所示：a、b兩個電極均由多孔的碳塊組成，通入的氫氣和氧氣由孔隙中逸入，并在電極表面發(fā)生反應而放電。①a電極是電源的極；②若該電池為飛行員提供了360kg的水，則電路中通過了mol電子。③已知H2的燃燒熱為285.8kJ·mol1，則該燃料電池工作產生36gH2O時，實際上產生了468.8kJ的電能，則該燃料電池的能量轉化率是。（準確到0.01）（能量轉化率是實際上釋放的電能和理論上反應放出的熱能的比率）【答案】AC負400000.82【詳解】（1）A.通過某種電池單位質量或單位體積所能輸出能量的多少，可以判斷該電池的優(yōu)劣，A正確；B.二次電池可以多次使用，隨著使用，電極和電解質溶液消耗，不能無限次重復使用，B錯誤；C.氧氣在燃料電池的正極上發(fā)生還原反應，做氧化劑而不是燃料，C錯誤；D.廢電池進行集中處理的主要原因是電池中含有汞、鎘、鉛等重金屬離子對土壤水源造成污染，廢電池必須進行集中處理，D錯誤；答案選A。（2）A.放電是原電池，失電子的做負極，電池放電時Cd失電子作負極，A正確；B.依據(jù)電池反應，Ni（OH）2和Cd（OH）2能溶于酸，故電解質溶液為堿性溶液，B正確；C.兩個反應方向的條件不同，充電是電解池，放電是原電池，反應條件不同，不是可逆反應，C錯誤；D.二次電池又稱為充電電池或蓄電池，是指在電池放電后可通過充電的方式使活性物質激活而繼續(xù)使用的電池，鎳鎘電池是一種二次電池，D正確；答案選C。（3）①a電極通入氫氣，a是負極；②a、b兩個電極均由多孔的碳塊組成，通入的氫氣和氧氣由孔隙中逸入，并在電極表面發(fā)生反應而放電，電池總反應為2H2+O2=2H2O，生成36g水轉移4mol電子，則生成360kg水轉移電子物質的量為×4mol=40000mol；③已知H2的燃燒熱為285.8kJ·mol1，則該燃料電池工作產生36gH2O即2mol水時，理論上放出285.8kJ·mol1×2mol=571.6kJ，實際上產生了468.8kJ的電能，則該燃料電池的能量轉化率是468.8kJ÷571.6kJ＝0.82。