化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)綜合復(fù)習(xí)第十二講化學(xué)反應(yīng)與能量變化課件

第十二講化學(xué)反響與能量變化課

標(biāo)

要

點(diǎn)學(xué)

考

要

求1.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)水平12.化學(xué)鍵的斷裂和形成與反應(yīng)中能量變化的關(guān)系水平23.從化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量變化理解反應(yīng)中的熱效應(yīng)水平24.原電池的概念、構(gòu)成條件水平15.鋅銅原電池原理及電極反應(yīng)式水平26.常見(jiàn)化學(xué)電源水平2一、化學(xué)反響與熱能1.放熱反響與吸熱反響類型放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)舉例①燃燒反應(yīng)②酸堿中和反應(yīng)③活潑金屬與水(或酸)的置換反應(yīng)④大多數(shù)的化合反應(yīng)①氫氧化鋇與氯化銨的反應(yīng)②鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)③灼熱的炭與二氧化碳的反應(yīng)④大多數(shù)的分解反應(yīng)(1)對(duì)于可逆反響,假設(shè)正反響是放熱反響,那么逆反響必定屬于吸熱反響。(2)需要加熱或高溫條件下發(fā)生的化學(xué)反響不一定就是吸熱反響。2.化學(xué)反響中能量變化的原因類型放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)化學(xué)鍵角度反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量<生成物成鍵放出的總能量反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量>生成物成鍵放出的總能量類型放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)能量角度反應(yīng)物的總能量>生成物總能量

反應(yīng)物的總能量<生成物總能量

3.能源的利用(1)化石燃料面臨的兩個(gè)問(wèn)題:短期內(nèi)不可再生,儲(chǔ)量有限;燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等造成大氣污染。(2)節(jié)能:主要是充分、有效地利用能源。如在燃料燃燒階段提高燃料的燃燒效率,在能量利用階段提高能源利用率。(3)理想的新能源:應(yīng)具有資源豐富、可以再生、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等特點(diǎn)。典例1以下關(guān)于化學(xué)反響中的能量轉(zhuǎn)化描述正確的選項(xiàng)是()A.化學(xué)反響總伴隨著能量變化B.吸熱反響一定需要加熱條件下才能實(shí)現(xiàn)C.弱酸與強(qiáng)堿的中和反響是吸熱反響D.放熱反響的反響物化學(xué)鍵斷裂時(shí)也會(huì)放出熱量答案A解析吸熱反響不一定需要加熱才能發(fā)生,如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反響常溫下就可進(jìn)行,B項(xiàng)錯(cuò)誤。中和反響都為放熱反響,C項(xiàng)錯(cuò)誤。無(wú)論吸熱反響還是放熱反響,反響物化學(xué)鍵斷裂時(shí)都需要吸收熱量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。典例2(2021年浙江7月學(xué)考)在25℃和101kPa條件下,斷開(kāi)1molH2(g)中的化學(xué)鍵要吸收436kJ的能量,斷開(kāi)1molCl2(g)中的化學(xué)鍵要吸收243kJ的能量,形成2molHCl(g)中的化學(xué)鍵要釋放862kJ的能量。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.H(g)和Cl(g)形成HCl(g)的過(guò)程要吸收能量B.等質(zhì)量的HCl(l)與HCl(g)具有相同的能量2(g)+Cl2(g)2HCl(g)的能量關(guān)系可用如圖表示D.在H2和Cl2的反響過(guò)程中,斷開(kāi)化學(xué)鍵吸收的總能量大于形成化學(xué)鍵釋放的總能量答案C解析H(g)和Cl(g)形成HCl(g)為化學(xué)鍵的形成過(guò)程,要釋放能量,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)需要吸收能量,所以等質(zhì)量的HCl(l)與HCl(g)的能量HCl(l)<HCl(g),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;由ΔH=ΣE斷-ΣE成=(243+436-862)kJ·mol-1=-183kJ·mol-1為放熱反響,所以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的能量關(guān)系可用如圖表示,故C項(xiàng)正確;由C分析可知,在H2和Cl2的反響過(guò)程中,斷開(kāi)化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成化學(xué)鍵釋放的總能量,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。典例3(2021年浙江7月學(xué)考,改編)根據(jù)能量變化示意圖,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.斷開(kāi)1molHCl(g)中的H—Cl需要吸收bkJ能量B.反響H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g),反響物的總能量小于生成物的總能量C.1molH2按下式反響:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g),放出熱量(b-a)kJD.2molHCl(l)分解成1molH2(g)和1molCl2(g)需要吸收ckJ熱量答案C解析根據(jù)能量變化示意圖,斷開(kāi)1molHCl(g)中的H—Cl需要吸收bkJ能量,A不正確;H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)屬于放熱反響,所以反響物的總能量大于生成物的總能量,B不正確;斷裂1molH2(g)和1molCl2(g)中的化學(xué)鍵共吸收akJ的能量,形成2molHCl(g)中的化學(xué)鍵共放出bkJ的能量,所以1molH2發(fā)生該反響時(shí)共放出熱量(b-a)kJ,C正確;2molHCl為液態(tài),題目HCl為氣態(tài)(g),D不正確。應(yīng)選C。典例4以下關(guān)于能源利用的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.儲(chǔ)氫材料在使用中,氫分子被吸收時(shí),在合金外表變成氫原子,放出熱量B.對(duì)城市廢棄物進(jìn)行處理后燃燒,利用產(chǎn)生的熱量供暖和發(fā)電C.利用化石燃料不會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染問(wèn)題D.將氫氣作為燃料使用的優(yōu)點(diǎn)之一是本錢(qián)低答案B解析氫分子在合金外表變成氫原子,該過(guò)程氫分子中化學(xué)鍵發(fā)生斷裂,需要吸收能量,A不正確;對(duì)城市廢棄物進(jìn)行處理后燃燒,利用產(chǎn)生的熱量供暖和發(fā)電,B正確;化石燃料使用過(guò)程中往往會(huì)造成一定的環(huán)境污染,C不正確;氫氣主要來(lái)源是水,由水制備氫氣能耗大、本錢(qián)高,D不正確。應(yīng)選B。二、化學(xué)反響與電能1.原電池(1)定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。(2)鋅銅原電池的工作原理(3)原電池的構(gòu)成條件①有一個(gè)自發(fā)的氧化復(fù)原反響③有電解質(zhì)溶液或熔融狀態(tài)④形成閉合回路(4)原電池正、負(fù)極的常見(jiàn)判斷方法

(5)電極反響式與電池方程式的書(shū)寫(xiě)方法列物質(zhì)標(biāo)得失—負(fù)極發(fā)生氧化反響,正極發(fā)生復(fù)原反響↓負(fù)極:Zn-2e-===Zn2+

正極:2H++2e-

===H2↑↓

總反響:Zn+2H+===Zn2++H2↑典例5以下可以形成原電池的是()答案

A解析

選項(xiàng)B中電極材料都是鋅,活潑性相同,不能形成原電池;選項(xiàng)C中蔗糖是非電解質(zhì),其溶液不導(dǎo)電,不能形成原電池;選項(xiàng)D中,電解質(zhì)溶液不連通,不能形成原電池。典例6(2021年浙江1月學(xué)考)鋅(Zn)-空氣電池的總反響式:2Zn+O2+2H2O===2Zn(OH)2,裝置如下圖。以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A.多孔石墨電極上發(fā)生復(fù)原反響B(tài).電子從鋅電極經(jīng)過(guò)KOH溶液流向石墨電極C.負(fù)極的電極反響:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2D.電池工作時(shí),電解質(zhì)溶液中K+的數(shù)目保持不變答案B解析分析總反響中元素化合價(jià)變化情況可知:Zn為負(fù)極,發(fā)生氧化反響;石墨為正極,發(fā)生復(fù)原反響。通入的氧氣在多孔石墨電極上發(fā)生復(fù)原反響,A正確;電子從負(fù)極(鋅電極)經(jīng)外電路流向正極(石墨電極),B不正確;負(fù)極的電極反響為Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,C正確;電池工作時(shí),K+沒(méi)有參與電極反響,所以電解質(zhì)溶液中K+的數(shù)目保持不變,D正確。應(yīng)選B。2.常見(jiàn)的化學(xué)電池一次電池:常見(jiàn)的有堿性鋅錳電池,鋅為負(fù)極、MnO2為正極、KOH為電解質(zhì)溶液。這種電池放電后不能充電,屬于一次電池。二次電池:常見(jiàn)的有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。放電時(shí)所進(jìn)行的氧化復(fù)原反響,在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行,使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)放電與充電的循環(huán)。燃料電池:是一種連續(xù)地將燃料(如H2、CH4、乙醇)和氧化劑(如O2)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電源,具有清潔、平安、高效等特點(diǎn)。典例7(2021年浙江7月學(xué)考)機(jī)動(dòng)車使用的鉛酸蓄電池構(gòu)造如下圖,其電池反響的方程式為Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。電池工作時(shí),以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A.鉛為正極B.二氧化鉛發(fā)生復(fù)原反響C.電子從鉛電極經(jīng)導(dǎo)線流向二氧化鉛電極D.鉛電極的電極反響式:Pb-2e-+===PbSO4答案A解析分析電池反響中鉛元素的化合價(jià)變化,金屬鉛中鉛元素化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反響,鉛為負(fù)極,A不正確;PbO2中的鉛元素化合價(jià)降低,發(fā)生復(fù)原反響,二氧化鉛為正極,B正確;電子從負(fù)極(鉛)經(jīng)導(dǎo)線流向正極(二氧化鉛),C正確;鉛電極的電極反響式:Pb-2e-+===PbSO4,D正確。應(yīng)選A。典例8(2021年浙江7月學(xué)考)某興趣小組以相同大小的銅片和鋅片為電極研究水果電池。裝置如圖,實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如下:電池工作時(shí),以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A.化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為電能B.負(fù)極的電極反響為Zn-2e-Zn2+C.電子從鋅片經(jīng)水果流向銅片D.水果種類和電極間距離對(duì)電流的大小均有影響實(shí)驗(yàn)編號(hào)水果種類電極間距離/cm電流/μA1番茄198.72番茄272.53蘋(píng)