高中化學必修二復習專題-化學反應中的能量變化

第二章化學反應中的能量變化

第一偏時化學犍馬熱惚

分析下列過程，哪些為化學變化，伴有哪些能量變化。

1.①NaOH、濃H2SO1溶于水②NHQ1溶于水③Na、NazOz溶于水④CaCO,高溫煨燒⑤上在Ck中

燃燒⑥工業(yè)制水煤氣⑦手機電池充電⑧手機電池放電⑨鎂條燃燒。

上述過程中伴有的能量變化有，是化學變化的是。

小結：1.化學變化的本質，從宏觀角度看必有____生成；從化學鍵角度看，必有

和:斷開反應物中的化學鍵要能量；形成生成

物中的化學鍵要—能量；化學鍵的是物質在化學反應"'發(fā)生能量變

化的主要原因。

2.化學反應中的能量變化有多種表現(xiàn)形式，如,通常主要表現(xiàn)

為，即。

二、思考下列問題，從化學鍵認識能量變化

1.CH”的電子式是,結構式是—,1molCH,分子中含有H鍵；在CHi中，斷

開1molC—H鍵要吸收415kJ的能量。若要形成ImolCHi中的C—H鍵其能量變化

能量是。

2.已知拆開ImolH-H鍵需要吸收能量是436kJ,斷開ImolNTI鍵放出的能量為391kJ。ImolNz

和3m。1壓完全反應生成2moiNH：；時，放出的能量為92KJ,則斷開ImolN三N鍵，需吸收的

能量為

3.能用鍵能大小解釋的是()

A.氮氣的化學性質比氧氣穩(wěn)定B.通常條件下，水為液體，硫化氫為氣體

C.稀有氣體一般很難發(fā)生化學反應D.硝酸易揮發(fā)而硫酸、磷酸難揮發(fā)

小結：

1.鍵能：在25°C、101kPa,將1mol理想氣體分子AB拆開為中性氣態(tài)原子A和B時所

需要的能量。

2.在一定條件下，由原子形成Imol化學鍵時所與斷開1mol相同化學鍵所是

______的。

3.鍵能主要影響物質的,鍵能越大，物質越。

三、反應中的能量變化

1.從化學鍵的角度理解

反應物、生成物中化學鍵的變化關系反應類型

反應物的總鍵能〈生成物的總鍵能______能量

反應物的總鍵能>生成物的總鍵能______能量

思考：已知斷開ImolH一H鍵吸收能量436kJ,斷開1mol0=0鍵吸收能量498kJ,斷

開ImolH—0鍵吸收能量465kJ),則ImolH2完全燃燒放出的能量為。

2.從物質儲存化學能的角度理解

反應物、生成物儲存的化學能的大小關系反應類型

反應物的總能量〉生成物的總能量能量

反應物的總能量〈生成物的總能量_能量

思考：氫氣在氯氣中燃燒時產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應過程中，斷裂ImolH?中的化學鍵

消耗的能量為QiKJ,斷裂ImolCL中的化學鍵消耗的能量為Q,kJ,形成ImolHCl中的

化學鍵釋放的能量為Q,kJ。下列關系式中，正確的是()

A.Qi+Q2>Q；!B.Qi+Q2>2Q：iC.Q1+Q2<QaD.Qi+Q2<2Q；)

小結：1.化學反應放出能量或吸收能量取決于反應物和生成物大小，用E總表示總

鍵能大小，則化學反應能量變化AE=E<>-E<“AE為正值則能量，AE

為負值則能量。

2.各種物質都儲存有化學能，不同的物質所儲存的化學能不同，故任何化學反應都必須伴

隨著變化。形象表示如下：

能量

反應物

成物的

能量放出

能量

生成物的

總能量

反應過桎

四、判斷反應是放熱還是吸熱的實驗方法

實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論

廂桃做鋁條—，有—冒出，手觸反應的離子方程式為_

f摸試管外壁—，溫度計示______________,該反應為—

數(shù)—反應。

聞到________氣味，手摸燒杯

I1On(<>H),-KH,O

3a化學方程式為_________

1-umr'J+N?<4<：I底部_____,玻璃片和燒杯的

__________________,該反應

底部_________,反應混合物

為_____反應。

m-必呈糊狀。

中和反應是___反應，反應的

電注/泉保盅混合溶液的溫度比原兩種溶

離子方程式為________

液的的溫度―

IlH'rMnOMWHit

JA<20nd.2?)

思考:判斷正誤（）

1.物質發(fā)生化學變化時都伴有能量變化，伴有能量變化的物質變化一定是化學變化。

2.需要加熱才能發(fā)生的化學反應一定是吸熱反應。

3.吸熱反應發(fā)生的過程中要不斷從外界或得能量，放熱反應自始至終不需要外界提供

能量。

【歸納總結】

1.化學反應中的能量變化有多種形式，但通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。因此化學反應

分為兩類：放熱反應和吸熱反應。

2.常見而放熱反應；,燃燒反應，中和反應，金屬與水或酸的反應，由不穩(wěn)定物質生成

穩(wěn)定物質的反應，鋁熱反應，大多數(shù)化合反應。

3.常見的吸熱反應：八水合氫氧化鋼和氯化核，制水煤氣，碳和二氧化碳，穩(wěn)定物質

生成不穩(wěn)定物質的反應，大部分分解反應。

五、人類利用能源的三個階段

1.柴草時期：從火的發(fā)現(xiàn)至18世紀產(chǎn)業(yè)革命，以樹枝雜草為主要能源。

2.化石能源時期：從18世紀中期到現(xiàn)代，以為主要能源。

3.多能源結構時期：以可再生能源和清潔能源（能癡為主要能源，主要包括

、、、生物質能等

課堂練習

1.下列對化學反應的認識錯誤的是（

A.會引起化學鍵的變化B.會產(chǎn)生新的物質

C.必然引起物質狀態(tài)的變化D.必然伴隨著能量的變化

2.下列說法不正確的是（）

A.化學反應的特征是有新物質生成，每一個化學反應都會伴隨著能量變化

B.化學反應中的能量變化都表現(xiàn)為熱量的變化

C.只要有化學鍵的斷裂，一定發(fā)生化學反應

D.反應物的總能量低于生成物的總能量時，反應吸收熱量

3.下列說法不正確的是（）

A.任何分子或化合物都是通過原子間形成化學鍵相結合的

B.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

C.化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因

D.分子的穩(wěn)定性與化學鍵強弱有關

4.下列說法正確的是（）

A.只要有一種反應物的鍵能大于一種生成物的鍵能，這個反應就是放熱反應

B.只要有一種反應物的鍵能大于一種生成物的鍵能，這個反應就是吸熱反應

C.反應物的鍵能之和比生成物的鍵能之和大得越多，反應放出的能量就越多

D.反應物的鍵能之和比生成物的鍵能之和大得越多，反應吸收的能量就越多

5.已知2so為放熱反應，對該反應的下列說法正確的是（）

A.的能量一定高于S02的能量B.S02和02的總能量一定高于S（X的總能量

C.S02的能量一定高于SOa的能量

D.因該反應為放熱反應，故不必加熱就可發(fā)生

6.化學反應Az+B?=2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是（)

A.該反應是吸熱反應

能2molA+2molB

B.斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵能放出xkJ的能量fit

AEA￡=xU

C.斷裂2molA—B鍵需要吸收ykJ的能量增AE-ykJ

加1molA2+ImolB

D.2molAB的總能量高于1molA?和1molB2的總能量2

7.若兩物質恰好完全反應，下列各項中反應前后保持不變的是（）2molAB

①電子總數(shù)②原子總數(shù)③分子總數(shù)④物質的總能量⑤物質的總質量

A.①②⑤B.①③⑤C.②③④D.②④⑤

8.下列有關能量轉換的說法正確的是（）

A.煤燃燒是化學能轉化為熱能的過程

B.化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能

C.動物體內葡萄糖被氧化成二氧化碳是熱能轉變成化學能的過程

D.植物通過光合作用將二氧化碳轉化為葡萄糖是太陽能轉化為熱能的過程。

9.已知父+OH=出0生成1molHQ放出熱量57.3kJ,下列反應中能放出57.3kJ熱量

的是（）

A.1mol稀H2sol與足量NaOH溶液反應B.稀鹽酸與氨水反應生成1mol比0

C.稀鹽酸與稀Ba（0H）2溶液反應生成1mol水D.稀NaOH與95%濃硫酸反應生成1mol水

10.已知21b+02占三燃婆21IQ。下列關于該反應的說法中錯誤的是（）

①該反應是一個放熱反應②參加反應的氫氣和氧氣的總能量高于反應生成的水的總能

量③該反應是一個吸熱反應④參加反應的氫氣和氧氣的總能量低于反應生成的水的總

能量A.①②B.①④C.②③D.③④

11.下列說法正確的是（）

A.需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應

B.放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生

C.是放熱反應還是吸熱反應主要由反應物、生成物所具有的總能量的相對大小決定

D.吸熱反應發(fā)生過程中要不斷從外界獲得能量，放熱反應發(fā)生時不需從外界獲得能量

12.“搖搖冰”是一種即用即冷的飲料。吸食前將飲料罐隔離層中的化學物質和水混合后搖

動就會制冷。該化學物質是（)

A.氯化鈉B,固體硝酸鍍C.生石灰D.蔗糖

13.下列過程一定釋放能量的是（)

A.化合反應B.分解反應C.分子拆成原子D.原子組成分子

14.下列反應既是氧化還原反應，又是吸熱反應的是（）

A.鋁片與稀H2soi的反應B.Ba（OH）2?8H2O與NH.C1的反應

C.灼熱的炭與CO?的反應D.甲烷在中的燃燒反應

15.已知25℃、101kPa下，含1mol碳原子的石墨完全燃燒生成CO,放出熱量393.51kJ；

含1mol碳原子的金剛石完全燃燒生成C0,放出395.41kJ的熱量。據(jù)此判斷，下列說

法正確的是（）

A.由石墨制備金剛石是吸熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的低

B.由石墨制備金剛石是吸熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的高

C.由石墨制備金剛石是放熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的低

D.由石墨制備金剛石是放熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的高

16.己知：①1mol壓分子中化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量；②1molCL分子中化

學鍵斷裂時需要吸收243kJ的能量；③由H原子和C1原子形成1molHC1分子時釋放

431kJ的能量。下列敘述中正確的是（）

A.氫氣和氯氣生成氯化氫氣體是放熱反應,所以不需要條件就能自發(fā)進行

B.氫氣和氯氣反應生成2mol氯化氫氣體,反應吸收183kJ的熱量

C.氫氣和氯氣反應生成2mol氯化氫氣體,反應放出183kJ的熱量

D.氫氣和氯氣反應生成1mol氯化氫氣體,反應放出183kJ的熱量

17.下列反應中，屬于放熱反應的是屬于吸熱反應的是（填序號）。

①煨燒石灰石（主要成分是CaCOO制生石灰（CaO）②燃燒蜂窩煤取暖③炸藥爆炸

④硫酸與氫氧化鉀溶液反應⑤生石灰與水作用制熟石灰⑥食物腐?、咛寂c水蒸

氣反應制得水煤氣

18.化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。化學鍵的鍵能是形成（或

拆開）Imol化學鍵時釋放（或吸收）的能量。已知白磷和PQ,；的分子結構如

下圖所示；現(xiàn)提供以下化學鍵的鍵能（KJ/mol）：P-P：198KJ/mol,P

-0：360KJ/mol,0-0498KJ/mol,貝旭（白磷）（s）+3OMg）=PQG（S）

的反應是（填“放熱”或“吸熱”），生成1molP0—的熱量為.

19.在一個小燒杯里，加入約20g已研磨成粉末的氫氧化根晶體[Ba（0H）2?8HQ],將小燒

杯放在事先己滴有3?4滴水的玻璃片上，然后向燒杯內加入約10gNH..C1晶體，并立

即用玻璃棒迅速攪拌，如圖所示。

試回答下列問題：

（1）實驗中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因

是o

Ba(OH),-8H,O（2）如果實驗中沒有看到“結冰”現(xiàn)象，可

+NH4CI

能的原因是

________________________________________________（答出3個或3個以上原因）。

（3）如果沒有看到“結冰”現(xiàn)象，為說明該反應吸熱，我們還可以采取的方式是

（答出兩種方案）。

（4）實驗中即使不“結冰”，提起燒杯的時候，發(fā)現(xiàn)燒杯與玻璃片也“黏在一起了”，原因

是o

（5）試用簡單的方法說明燒杯與玻璃片之間是因為“結冰”而黏在一起的：

第二課時化學能與電能

一、能源的分類和火力發(fā)電

1.通過討論，總結歸納能源的分類方法

⑴太陽能⑵風力⑶電力⑷流水⑸蒸汽⑹石油⑺煤⑻天然氣⑼生物質能⑩酒精（II）地熱能

?核能?潮汐能（14）沼氣；上述能源中，是一次能源的是,

是常規(guī)能源的是,是新能源的是，屬于不可再生

能源的是，屬于可再生能源的，是二次

能源的是。

2.煤的利用

（1）直接燃燒，熱利用率低，且運輸不便，產(chǎn)生SO?等有毒氣體和煙塵。

煤清潔燃燒的方法（鈣基固硫）：______________________________________

（2）清潔能源技術，液化和汽化，提高利用率，減小污染。

3.化學能通過燃燒轉化為電能一一火電

（1）能量轉化過程：化學能型_____-________些8

（2）能量轉化的關鍵步驟：是化學能轉化為電能的關鍵。

課堂練習

1.能源可分為一次能源和二次能源，自然界以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一次能源，需依靠

其他能源的能量間接制取的能源稱為二次能源。據(jù)此判斷下列敘述正確的是（）

A.天然氣是二次能源B.石油是二次能源C.電能是一次能源D.水力是一次能源

2.下列敘述不正確的是（）

A.根據(jù)一次能源和二次能源的劃分標準，氫氣為二次能源

B.電能是現(xiàn)代社會中應用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源

C.火力發(fā)電是將燃料中的化學能直接轉化為電能的過程

D.在火力發(fā)電時，化學能轉化為熱能的過程實際上是氧化還原反應發(fā)生的過程，伴隨

著能量的變化

3.下列說法不正確的是（）

A.根據(jù)一次能源和二次能源的劃分，氫氣為二次能源

B.電能是現(xiàn)代社會中應用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源

C.火力發(fā)電是化學能間接轉化為電能的過程

D.水力發(fā)電是將化學能轉化為電能的過程

4.能源可劃分為一級能源和二級能源，自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源；需

其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源，氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源,

它可以由自然界中大量存在的水來制取，根據(jù)以上簡述，回答下列問題：

（1）下列敘述中正確的是（）

A.電能是二級能源B.風力是二級能源C.天然氣是一級能源I）.水煤氣是一級能源

（2）關于用水制取二級能源氫氣，以下研究方向不正確的是（）

A.構成水的氫和氧都是可以燃燒的物質，因此可研究在水不分解的情況下，使氫稱為

二級能源。

B.設法將太陽能聚焦，產(chǎn)生高溫，使水分解產(chǎn)生氫氣

C.尋找高效催化劑，使水分解產(chǎn)生氫氣，同時釋放能量

D.尋找特殊化學物質，用于開發(fā)廉價能源，以分解水制取氫氣

（3）1g氫氣燃燒時放熱約142.9KJ,而1kg汽油燃燒時放熱約46000KJ,氨氣被公認為

21世紀替代化石燃料的理想能源。你認為氫氣作為能源的兩個主要優(yōu)點是

二、原電池的構成原理

1.按要求完成下列實驗，通過對比分析，探究構成原電池的條件及原理:

ZnCu

ftiliZnr?nzn

m

實驗步驟

MH,SO,

佛HSOH?SO

34*64乙靜

鋅片逐漸—，表

鋅片逐漸—，表兩鋅片逐漸—且

面_______;銅片

現(xiàn)象面有_____;銅片表面都有________

表面_;電流表

衣而_________?,電流表指針____。

指針_—。

解釋

小結：

⑴構成原電池的條件

①具有的兩個電極；②要有電解質溶液；③兩電極浸入__________中且形成

;a自發(fā)進行的氧化還原反應。

【思考1】下列裝置能構成原電池的是（）

⑶電極:

負極：電子，發(fā)生反應，電子，一般:

正極：電子，發(fā)生反應，電子,一般

課后練習

1.填空（1）當鎂、鋁用導線連接后插入稀硫酸中，—構成原電池（填“能”或“不能”）,

能構成則該原電池的負極材料是正極材料是—，電解質溶液是。

（2）當鎂、鋁用導線連接后插入氫氧化鈉溶液中，—構成原電池（填“能”或“不能”）,

能構成，則該原電池的負極材料是正極材料是電解質溶液是。

（3）當鐵、銅用導線連接后插入稀硝酸中，—構成原電池（填“能”或“不能”），能構

成則該原電池的負極材料是—，正極材料是—，電解質溶液是o

（4）當鐵、銅用導線連接后插入濃硝酸中，一構成原電池（填“能”或“不能”），能構

成則該原電池的負極材料是—，正極材料是—，電解質溶液是。

（5）當鐵、石墨用導線連接后插入氯化鈉溶液中，—構成原電池（填“能”或“不能”）,

能構成則該原電池的負極材料是—，正極材料是—，電解質溶液是。

2.下面是四個化學反應，你認為理論上不可用于設計原電池的化學反應是（）

A.Zn+Ag2O+H2O=Zn（OH）2+2AgB.Pb+PbO2+2H2SOi=2PbSO,+2H20

C.Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4D.C+CO2^^2CO

三、原電池電極方程式的書寫(沒有負極判斷方法)

1.鎂、鋁為電極，稀硫酸為電解質溶液構成的原電池

正極：負極：總反應：

2.鎂、鋁為電極，氫氧化鈉溶液為電解質溶液構成的原電池

正極：負極：總反應：

3.銅片和鋁片同時插入濃硝酸溶液中構成的原電池

正極：負極：總反應：

4.鐵片和銅片同時插入硫酸銅溶液中構成的原電池

正極：負極：總反應：

5.我國首創(chuàng)的以鋁一空氣一海水電池以取之不盡的海水為電解質溶液，靠空氣中的氧使鋁不

斷氧化而源源產(chǎn)生電流。試推測此種新型電池可能的基本結構及電極反應式：

(1)_是負極，反應式為(2).是正極，反應式

(3)總方程式為___________________________________

「力6.如左圖所示，組成一個原電池

士如(1)當電解質溶液為稀硫酸時：Fe是—極，電極反應為,

發(fā)生.(填“氧化”或“還原”)反應；pb是—極，其電極反應

用jjj-i為,發(fā)生_____反應。

(2)當電解質溶液為稀硝酸時：Fe是—極，其電極反應為,

發(fā)生—反應；Pb是—極，其電極反應為,發(fā)生反應。

7.飛船上使用的電池是氫氧燃料電池。如圖，兩電極均由多孔性碳(或伯)組成。通入氣體

在電極表面放電，總反應式為2H2+。2==2比0。按要求寫出電極方程式：

酸性介質中：正極：_______________負極：_______________ab

堿性介質中：正極：_______________負極：_______________X

中性介質中：正極：________________負極：______________￥也―

8.某原電池中，以活性粕為電極，電解質溶液為稀Hg,分別向電密質W｛意器

一極通入CO或CH”，向另一極通入試完成下列問題：

(1)當分別通入CO和02時：①正極反應：；正極區(qū)的PH—

②負極反應：;負極區(qū)的PH③電池總反應：④電解質

溶液pH的變化。

(2)當分別通入CH」和6時：

①正極反應：；②負極反應：

③電池總反應：;④電解質溶液pH的變化：

9.某原電池中，電解質溶液為KOH(aq),分別向一極通入CH,或(KOH,向另一極通入色.試

完成下列問題：

①正極反應：；正極區(qū)的PH—

②負極反應：；負極區(qū)的PH

③電池總反應：④電解質溶液pH的變化。

(2)當分別通入CH,和時:

①正極反應：；②負極反應：

③電池總反應：;④電解質溶液pH的變化：一。

總結：第一步準確判斷原電池的正負極是書寫電極反應的關鍵。第二步根據(jù)溶液中離子參

加反應情況確定電極反應；第三步將電極反應相加得總反應式。

⑴負極

①若負極材料本身被氧化，電極反應式有兩種情況：一種是負極金屬失電子后生成的金

屬陽離子不與電解質溶液反應，此時的電極反應式可表示為M-ne=M";另一種情況是生成的

陽離子與電解質溶液反應，此時的電極反應要將兩個反應疊加在一起。

②若負極材料本身不參加反應，如燃料電池，在書負極反應時要將燃料失電子的反應及

其產(chǎn)物與電解質溶液的反應疊加在一起書寫。

⑵正極：首先判斷在正極發(fā)生反應的物質

①當負極材料與電解質溶液能自發(fā)的發(fā)生化學反應時，正極上發(fā)生電極反應的物質是電

解質溶液中的某些微粒。

②當負極材料與電解質溶液不能自發(fā)地發(fā)生反應時，在正極上發(fā)生電極反應的物質是溶

解在電解質溶液中的氧氣。然后根據(jù)具體情況寫出正極反應，在書寫時要考慮正極反應產(chǎn)物

是否與電解質溶液反應的問題

課后練習

1.下面是四個化學反應，你認為理論上不可用于設計原電池的化學反應是()

盧燃

A.2Al+2Na0H+2HQ=2NaA102+3112tB.2H2+O25竺^出。

C.Mg:tN2+6H20=3Mg(0H)2+2NH3tD.CH.,+202--C02+2H20

2.將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是()

①兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生②甲中銅片是正極，乙中銅片是負極③兩燒杯中溶液

的c(H+)均減?、墚a(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢⑤甲中SO廠向Zn片移

動，仁向Cu片移動⑥乙中電流從Cu片流向Zn片⑦甲乙兩燒杯中

Cu片的質量均不變

A.①②③B.③⑤⑦C.④⑤⑥D.②③④⑤⑦

3.對于原電池的電極名稱敘述有錯誤的是()

A.發(fā)生氧化反應的為負極B.正極為電子流入的一極

C.比較不活潑的金屬為負極D.電流的方向由正極到負極

6.如圖所示，兩電極一為碳棒，一為鐵片，若電流表的指針發(fā)生偏轉，且a極上有大量氣

泡生成，則以下敘述正確的是()

A.a為負極,是鐵片,燒杯中的溶液為硫酸

B.b為負極,是鐵片,燒杯中的溶液為硫酸銅溶液

C.a為正極,是碳棒,燒杯中的溶液為硫酸

D.b為正極,是碳棒,燒杯中的溶液為硫酸銅溶液

7.銀鎘(Ni-Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用，它的充放電反應按下式進行：Cd(0H)2

_充電一

+2Ni(0H)2、放電Cd+2Ni0(0H)+21W由此可知,該電池放電時的負極材料是()

A.Cd(0H)2B.Ni(0H)2C.CdD.NiO(OH)

8.已知空氣一鋅電池的電極反應為：鋅片：Zn+2OH^2e-=ZnO+H2O;碳棒：02+2H20+

4e-=40『據(jù)此判斷，鋅片是()

A.正極，并被還原B.正極，并被氧化C.負極，并被還原D.負極，并被氧化

9.鋅電池廣泛適用于各種電子儀器的電源，他的放電過程可以表示為：Ag2O+Zn+H2O

=2Ag+Zn(0H)2

⑴放電時，負極上發(fā)生反應的物質是—O⑵電解質溶液呈

⑶放電時.，負極區(qū)的PII,正極區(qū)的PH,電解質溶液的PH

⑷放電時，電子從經(jīng)流向,正極反應是：

⑸放電時，電解質溶液中的陰離子向極移動.

10.銀器皿日久表逐漸變成黑色，這是由于生成了AgS有人設計了用原電池原理加以除去，

其處理方法為：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中

與容器接觸，放置一段時間，黑色就會褪去而不會損失。

試回答：在此原電池反應中，負極發(fā)生的反應為：,正極反應為：

,反應過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，則原電池總反應方程式為:

四、化學電源和原電池原理應用

1.化學電源

⑴化學電源的分類：電池和電池等。

⑵化學電源的優(yōu)點：（1）能量轉換效率高，供能穩(wěn)定可靠。（2）可以制成各種形狀和大

小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便。（3）易維護，可在各種環(huán)境下工作。

2.一次電池

⑴普通鋅錦干電池是最早使用的化學電源，電池組成：—作負極；位于中央的頂蓋帶

有一作正極；電解質是糊狀。

⑵堿性鋅鎰干電池:用電解質溶液替代氯化錢溶液做電解質溶液，電池的能量和放

電電流都得到顯著提高。

干電池中一般含有汞、銃、鎘、鉛、鋅等重金屬，會對環(huán)境造成嚴重污染，為了防止污

染和資源浪費，必修對廢電池回收利用。

3.充電電池（又稱）

在放電時所發(fā)生的氧化還原反應在充電時可以一進行，使電池恢復到放電前的狀態(tài)，

實現(xiàn)了循環(huán)轉化，至一定周期后終止。

⑴鉛蓄電池是最早和使用最廣泛的充電電池，—是Pb,—是PbOz,電解質是一o

⑵封閉式體積小的充電電池一一銀鎘電池，負極是—，正極是一，電解質是

；鎘是致癌物質，廢棄保鎘電池如不回收，會嚴重污染環(huán)境。

⑶鋰離子電池，常以作負極。鋰是最—的金屬，活動性極強，是制造電池的理想

物質。鋰離子電池是新一代可充電的電池。

4.燃料電池

燃料電池是一種高效、低污染、環(huán)境友好的發(fā)電裝置。能量轉化率高，電極材料一般為

具有很強催化活性的活性電極，如伯電極、石墨電極,在負極上發(fā)生氧化反應的是，

在正極上發(fā)生還原反應的是______，產(chǎn)物是。

燃料電池與干電池的主要區(qū)別在于不是儲存在電池內部，而是用外加的設備提

供和等，使反應連續(xù)進行。

五、原電池原理M應用

1.加快氧化還原反應速率

如實驗室用Zn和稀H60,（或稀HC1）反應制玲，常用粗鋅，它產(chǎn)生出的速率快。原因是

粗鋅中的雜質和鋅、稀HzSO,形成，加快了反應，使產(chǎn)生壓的速率加快。

2.比較金屬的活動性強弱

原電池中，一般活動性強的金屬為一極，活動性弱的金屬為一極。例如有兩種金屬

A和B,用導線連接后插入到稀硫酸中，觀察到A極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生，由原電池

原理可知，金屬活動性o

3.設計原電池

已知一個氧化還原反應，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般為負極材料（或

在負極上被）,（電解質溶液中的陽離子）在正極上被還原。例如，利用

Cu+2AgN03=Cu（NOj）2+2Ag的氧化還原反應可設計成如圖所示的原電池，該原電池的

電極反應式為：負極（Cu）：.（反應）正極（C）：（反應）

4.防止金屬的腐蝕：金屬的腐蝕指的是金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體發(fā)生化學反

應，使金屬失去電子變?yōu)殛栯x子而消耗的過程。在金屬腐蝕中，我們把不純的金屬與

電解質溶液接觸時形成的原電池反應而引起的腐蝕稱為電化學腐蝕，電化學腐蝕又分為

吸氧腐蝕和析氫腐蝕：在潮濕的空氣中，鋼鐵表面吸附一層薄薄的水膜，里面溶解了少

量的氧氣、二氧化碳，含有少量的1廣和01「形成電解質溶液，它跟鋼鐵里的鐵和少量的

碳形成了無數(shù)個微小的原電池，鐵作負極，碳作正極，發(fā)生吸氧腐蝕。負極：

正極：;電化學腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。因此可以用更—的

金屬與被保護的金屬相連接，或者讓金屬與電源的負極相連接均可防止金屬的腐蝕。

課后練習

1.在鐵的電化學腐蝕中，發(fā)生還原反應的那個電極上進行的電極反應是（）

-_+---2+

A.2H20+02+4e=40HB.2H+2e-=H2C.40H4e=2H20+02D.Fe-2e-=Fe

2.把a、b、c、d四塊金屬浸泡在稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池.若a、

b相連時，a為負極；c、d相連時，c為負極；a、c相連時，c為正極；b、d相連時，b

為正極.則這四種金屬的活動性順序由大到小為（）

A.A>b>c>dB.A>c>d>bC.C>a>b>dD.B>d>c>a

3.燃料電池是一種新型電池，它主要是利用燃料在燃燒過程中把化學能直接轉化為電能.氫

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氧燃料電池的基本反應是：X極:02+2H20+4e=40H,Y極：H2（g）+20H=2H20（l）

+2院下列判斷正確的是（）

A.X是正極B.Y是正極C.Y極發(fā)生還原反應D.Y極發(fā)生氧化反應

4.某原電池總反應離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe"能實現(xiàn)該反應的原電池是（）

A.正極為銅，負極為鐵，電解質溶液為FeCL溶液B.正極為銅，負極為鐵，電解質溶

液為Fe（N03溶液C.正極為鐵，負極為鋅，電解質溶液為Fez（S03D.正極為銀，負

極為鐵，電解質溶液為CuSO,

5.下列變化中屬于原電池的是（）

A.在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護層B.白鐵（鍍鋅）表面有劃損時,也能阻止鐵

被氧化C.紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍黑色保護層D.鐵與稀硫酸反應時，加入

少量硫酸銅溶液時,可使反應加速

6.鐵制品上的鉀釘應該選用下列哪些材料制成（）

A.鋁餌釘B.銅鉀釘C.鋅釧釘D.錫釧釘

7.一學生做如下實驗并得結論：當X、Y組成原電池時，Y為負極；當Z、W組成原電池時，

W為正極；W能從含Y離子的鹽溶液中置換出單質Y,據(jù)此可知它們的活潑性順序是（）

A.Z>W>X>YB.X>Y>Z>WC.X>Y>W>ZD.Z>W>Y>X

8.某種鋰電池的總反應為Li+MnO2=LiMnO2,下列說法不正確的是（）

A.Li是負極，電極反應為Li—e'=Li+B.Li是正極，電極反應為Li+e-=Li'

C.MnO?是正極，電極反應為MnCh+e-=MnO￡D.鋰電池是一種環(huán)保型電池

9.廢電池處理不當不僅造成浪費，還會對環(huán)境造成嚴重污染，對人體健康也存在極大的危

害。有同學想變廢為寶，他的以下想法你認為不正確的是（）

A.把鋅皮取下洗凈用于實驗室制取氫氣，碳棒取下洗凈用作電極B.從黑色粉末中提

取氯化鉉的步驟是溶解、過濾、蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶C.把銅帽取下洗凈回收利用

D.電池內部填有氯化鏤等化學物質，將廢電池中的黑色糊狀物作化肥用

10.下圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是（）

A.該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉化

B.裝置Y中負極的電極反應式為0；+2乩0+4―=4011

C.裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生

D.裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質的零排放，并能實現(xiàn)化

學能與電能間的完全轉化

16.一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體;

電解質是摻雜氧化鋁（YA）的氧化錯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導下列對

該燃料電池說法正確的是（）

A.在熔融電解質中，（T由負極移向正極B.電池的總反應是：2cHo+1302==8CO2+IOH2O

2

C.通入空氣的一極是正極，電極反應為：02+4e--20-

-2

D.通入丁烷的一極是正極，電極反應為：Cdlio+26e+130~==4C02+5H20

11.熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率用LizC。,和Na￡0：,的熔融鹽混和物作電解質,C0為負

極燃氣，空氣與CO2的混和氣為正極助燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池。

⑴負極：正極：總反應式

⑵工作時熔融體中的向負極移動.

⑶為了使電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質組成應保持穩(wěn)定，為此，必須在通入的空

氣中加入一種物質是，它從中來。

第三課時化學反應的速率和限度

一、化學反應速率的概念和影響的內因

1.思考影響化學反應速率的內因和常見表示方式

①炸藥爆炸②金屬銹蝕③食物腐敗④離子反應⑤塑料老化⑥溶洞形成⑦石油的

形成⑧鈉、鎂、鋁和水反應⑨氧氣和二氧化硫、亞硫酸、亞硫酸鹽的化合⑩氫氣和

鹵素單質的化合

總結：⑴化學反應的快慢本質上由決定。反應物化學性質越—，反應

越快；越，反應越慢。如鍵的強度，物質氧化性、還原性的強弱等。

⑵化學反應速率可用常見的反應現(xiàn)象來定性描敘。如單位時間內產(chǎn)生氣泡的快慢、沉淀

反應的渾濁程度、固體反應物的減少、體系的溫度變化、溶液的顏色變化等。

2.通過下面的例子，加深對化學反應速率的理解

例1,在一個2L的密閉容器中，發(fā)生反應：2s0z(g)+02(g)U2s0：,(g),開始時容器中

SO?和Oz的物質的量都是2mo1,無SOs5s后SO3的物質的量為1.2mol,填寫下表：

物質S0202S03

物質的量濃度變化

化學反應速率

化學反應速率之比

再過5s后，容器中S03的物質的量—(填”或“<”)0.4mol,為什么？

例2,對于碳酸鈣與鹽酸的反應，我們可以用哪些物質來表示化學反應速率?

總結：⑴化學反應速率表示的物理量，單位時間內的減少量或

的增加量，表達式為，單位為或。；對某一化學反應，不同時刻

的瞬時速率是不同的，高中的化學反應速率為反應速率，均取—值。

⑵同一化學反應選用不同的物質表示反應速率，其速率數(shù)值之比等于。選用不同

的物質表示反應速率，數(shù)值可能,但表示的反應快慢程度,即意義。

⑶對于固體和純液體，單位體積內的物質的量______,即物質的量濃度為—，故不用固

體或液體來表示化學反應速率。

課后練習

1.某溫度下，在2L密閉容器中，X、Y、