第04講化學(xué)反應(yīng)與能量變化（原卷版）

第04講化學(xué)反應(yīng)與能量變化模塊一思維導(dǎo)圖串知識(shí)模塊二基礎(chǔ)知識(shí)全梳理（吃透教材）模塊三教材習(xí)題學(xué)解題模塊四核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練（7大考點(diǎn)）模塊五小試牛刀過(guò)關(guān)測(cè)（基礎(chǔ)練10題）（提升練6題）1.了解化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。2.從化學(xué)鍵變化的角度解釋某些吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。3.認(rèn)識(shí)燃料的燃燒效率、保護(hù)環(huán)境、開(kāi)發(fā)清潔燃料的必要性和重要性。4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)構(gòu)成原電池的條件。5.理解原電池的概念及工作原理，能正確判斷原電池的正、負(fù)極。課時(shí)1化學(xué)反應(yīng)與熱能一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)1．實(shí)驗(yàn)探究：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有產(chǎn)生；用溫度計(jì)測(cè)量，溫度聞到氣味；燒杯壁；木片和燒杯；混合物呈實(shí)驗(yàn)結(jié)論該反應(yīng)產(chǎn)生，熱量該反應(yīng)產(chǎn)生NH3和H2O，熱量化學(xué)方程式【結(jié)論】化學(xué)反應(yīng)除了有新物質(zhì)生成以外，還總會(huì)伴隨著能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱量的或。2.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)(1)概念①把熱量的化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為放熱反應(yīng)。②把熱量的化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為吸熱反應(yīng)。(2)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)①所有燃燒反應(yīng)②酸堿中和反應(yīng)③大多數(shù)化合反應(yīng)④活潑金屬跟水或酸的反應(yīng)⑤物質(zhì)的緩慢氧化①大多數(shù)分解反應(yīng)②C＋CO2(以C、H2為還原劑的氧化還原反應(yīng))③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固態(tài)銨鹽與堿的反應(yīng))④NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)3.有關(guān)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)理解的三個(gè)“不一定”(1)放熱反應(yīng)不一定容易發(fā)生，如合成氨反應(yīng)需要在高溫、高壓和催化劑作用下才能發(fā)生；吸熱反應(yīng)不一定難發(fā)生，如鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)在常溫下就能發(fā)生。(2)需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如硫與鐵的反應(yīng)；吸熱反應(yīng)不一定需要加熱，如Ba(OH)2·8H2O晶體和NH4Cl晶體的反應(yīng)。(3)放熱過(guò)程不一定是放熱反應(yīng)，如NaOH固體的溶解和濃硫酸的稀釋是放熱過(guò)程，但不是放熱反應(yīng)；吸熱過(guò)程不一定是吸熱反應(yīng)，如升華、蒸發(fā)等過(guò)程是吸熱過(guò)程，但不是吸熱反應(yīng)。二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因1．從化學(xué)鍵變化的角度理解能量變化的原因(1)原因(2)實(shí)例H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反應(yīng)過(guò)程如圖所示：根據(jù)上圖計(jì)算1molH2和1molCl2斷鍵吸收的總能量為679kJ，形成2molHCl共釋放862kJ能量，斷鍵吸收的總能量<成鍵釋放的總能量，因此該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。2.從反應(yīng)物及生成物總能量高低理解能量變化的原因物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與不同，所具有的能量不同。因此，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的能量變化取決于和的相對(duì)大小。放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為被生成物“儲(chǔ)存”課時(shí)2化學(xué)反應(yīng)與電能一、原電池1．火力發(fā)電——化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能(1)能量轉(zhuǎn)換原理及過(guò)程化學(xué)能eq\o(→,\s\up7(燃料),\s\do5(燃燒))熱能eq\o(→,\s\up7(蒸汽輪機(jī)))機(jī)械能eq\o(→,\s\up7(發(fā)電機(jī)))電能其中能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是(氧化還原反應(yīng))。(2)能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)能量利用率低、污染嚴(yán)重。2．原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能(1)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論或解釋鋅片：逐漸，有產(chǎn)生銅片：鋅與稀硫酸反應(yīng)生成，銅與稀硫酸鋅片：銅片：電流表：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)鋅電子，變?yōu)?，電子?jīng)過(guò)導(dǎo)線(xiàn)流向，產(chǎn)生電流，在銅片上電子生成，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生了(2)原電池的概念及本質(zhì)①概念：將能轉(zhuǎn)化為的裝置。②本質(zhì)：發(fā)生反應(yīng)。(3)原電池的工作原理分析下圖并填空：原電池總反應(yīng)式：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑。電子、離子的移動(dòng)方向：①電子的移動(dòng)方向：從流出，經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向。②離子的移動(dòng)方向：陽(yáng)離子向移動(dòng)，陰離子向移動(dòng)。(4)原電池的構(gòu)成條件二、原電池工作原理的應(yīng)用1．加快氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行在原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，使溶液中粒子運(yùn)動(dòng)相互間的干擾減小，使反應(yīng)加快。例如：實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀H2SO4反應(yīng)制取H2，常用粗鋅。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀H2SO4形成，加快了鋅的溶解，使產(chǎn)生H2的速率。2．比較金屬的活動(dòng)性一般，若兩種金屬A、B與電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，若金屬A作負(fù)極，則金屬活動(dòng)性：。3．設(shè)計(jì)原電池(1)設(shè)計(jì)思路①找：一般給定氧化還原反應(yīng)的還原劑作，氧化劑作電解質(zhì)溶液，比負(fù)極活潑性弱的金屬或石墨等能導(dǎo)電的非金屬作。②畫(huà)：連接電路形成閉合回路，畫(huà)出原電池示意圖，在圖上標(biāo)注電極材料，電解質(zhì)溶液。(2)實(shí)例以Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu為例材料選擇裝置電極反應(yīng)式負(fù)極：Fe正極：Cu或C等(活潑性比Fe差的金屬或?qū)щ姷氖艟?電解質(zhì)溶液：CuSO4溶液負(fù)極：Fe－2e－=Fe2＋正極：Cu2＋＋2e－=Cu課時(shí)3化學(xué)電源一、一次電池二次電池1．一次電池(1)特點(diǎn)：電池放電后充電(內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)逆向進(jìn)行)，如鋅錳干電池屬于一次電池。(2)鋅錳干電池的構(gòu)造如圖所示。①鋅筒為，電極反應(yīng)是Zn－2e－=Zn2＋。②石墨棒為，最終被還原的物質(zhì)是。③NH4Cl糊的作用是液。④特點(diǎn)：放電后不能充電，便于攜帶，價(jià)格低。2．二次電池(充電電池)(1)特點(diǎn)：二次電池在放電時(shí)所進(jìn)行的，在充電時(shí)可以，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)放電與充電的循環(huán)。(2)能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))電能。(3)常見(jiàn)的充電電池：電池、電池、電池等。二、燃料電池1．概念一種將燃料(如、、)和氧化劑(如)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)反應(yīng)裝置。2．特點(diǎn)(1)清潔、安全、高效等；(2)能量轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到80%以上；(3)反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是從外部提供，供電量易于調(diào)節(jié)。3．應(yīng)用在航天、軍事、交通等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。4．氫氧燃料電池氫氧燃料電池在不同介質(zhì)中的總反應(yīng)相同，均為2H2＋O2=2H2O。但正、負(fù)極反應(yīng)與電解質(zhì)溶液有關(guān)，正、負(fù)極反應(yīng)如下：電解質(zhì)溶液負(fù)極正極酸性(H＋)堿性(OH－)【特別提醒】在書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)應(yīng)看清溶液的酸堿性，酸性條件下不出現(xiàn)OH－，堿性條件下不出現(xiàn)H＋。教材習(xí)題01下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是()A．鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)B．灼熱的木炭與CO2的反應(yīng)C．甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)D．Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)解題思路教材習(xí)題02下列關(guān)于如圖裝置說(shuō)法正確的是()A．碳棒是負(fù)極B．該裝置能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．電子由鐵片流出經(jīng)過(guò)電流表流向碳棒D．鐵片上發(fā)生的反應(yīng)為Fe＋2e－=Fe2＋解題思路核心考點(diǎn)一：吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)【例1】（江蘇省五市十一校20232024學(xué)年高二上學(xué)期12月階段聯(lián)測(cè)）下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是A． B．C． D．核心考點(diǎn)二：化學(xué)反應(yīng)中能量變化的圖像【例2】反應(yīng)(放熱)分兩步進(jìn)行：①A(吸熱)，②X→C(放熱)。示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過(guò)程中能量變化的是A．B．C．D．核心考點(diǎn)三：能源及能源的開(kāi)發(fā)利用【例3】美國(guó)化學(xué)家諾塞拉研制出一種可以將水分解成氫氣和氧氣的催化劑，這將使氫氣生產(chǎn)成為可能，并使太陽(yáng)能使用步入新的時(shí)代，被稱(chēng)為“水發(fā)電技術(shù)”。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．“水發(fā)電技術(shù)”是指水分解生成氫氣和氧氣，同時(shí)放出能量來(lái)發(fā)電B．“水發(fā)電技術(shù)”可實(shí)現(xiàn)發(fā)電過(guò)程中的零污染物排放C．若水分解產(chǎn)生的H2、O2分別通入燃料電池的兩極，通H2的電極上發(fā)生還原反應(yīng)D．“水發(fā)電技術(shù)”的能量轉(zhuǎn)換形式為：化學(xué)能→電能→熱能核心考點(diǎn)四：原電池概念及構(gòu)成【例4】下列裝置能構(gòu)成原電池的是A． B．C． D．核心考點(diǎn)五：原電池的原理及應(yīng)用【例5】?jī)H用下列提供的各組物質(zhì)不能組成原電池的是選項(xiàng)ABCD電極材料Cu、Cu鋅片、石墨棒Al、AgCu、Fe電解質(zhì)溶液稀稀硫酸溶液溶液核心考點(diǎn)六：化學(xué)電源【例6】常見(jiàn)鋅錳干電池的構(gòu)造如下圖所示，該電池放電時(shí)的電池總反應(yīng)方程式為：Zn+2MnO2+2=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．該電池屬于一次電池B．電池正極反應(yīng)式為：2MnO2＋2＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2OC．電池工作時(shí)，電子從鋅筒經(jīng)糊流向石墨棒D．外電路中每通過(guò)0.1mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小3.25g【基礎(chǔ)練】1.（山東省菏澤市20232024學(xué)年高一期中）化學(xué)與生產(chǎn)、生活、科技息息相關(guān)。下列敘述錯(cuò)誤的是A．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷是新型無(wú)機(jī)非金屬材料B．華為首款5G芯片主要成分是二氧化硅C．創(chuàng)造了可控核聚變運(yùn)行紀(jì)錄的“人造太陽(yáng)”，其原料中的與互為同位素D．“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器配置砷化鎵太陽(yáng)能電池，其能量轉(zhuǎn)化形式：太陽(yáng)能→電能2.（浙江省杭州市S9聯(lián)盟20232024學(xué)年高一聯(lián)考）下列反應(yīng)既是氧化還原反應(yīng)，又是放熱反應(yīng)的是A．鋅與稀硫酸反應(yīng) B．氫氧化鋇與氯化銨反應(yīng)C．灼熱的炭與二氧化碳反應(yīng) D．鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)3.（吉林省四平市20232024學(xué)年高一期中質(zhì)量監(jiān)測(cè)）關(guān)于吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．設(shè)計(jì)如圖裝置乙可以判斷鋅與稀硫酸反應(yīng)是否為放熱反應(yīng)B．設(shè)計(jì)如圖裝置甲可以判斷氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體反應(yīng)是否為吸熱反應(yīng)C．濃氯化銨溶液浸泡舞臺(tái)幕布，可以起到防火作用，因?yàn)槁然@分解吸收熱量D．反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于反應(yīng)物與生成物總鍵能大小4.（陜西省寶雞市槐芽中學(xué)20232024學(xué)年高一期中）已知C(石墨)=C(金剛石)，在該反應(yīng)進(jìn)程中其能量變化如圖所示，有關(guān)該反應(yīng)的描述正確的是A．等質(zhì)量的石墨和C金剛石燃燒放出的熱量相等B．金剛石與石墨互為同位素C．該變化為物理變化D．石墨比金剛石穩(wěn)定5.（浙江省環(huán)大羅山聯(lián)盟20232024學(xué)年高一期中）下列反應(yīng)中既是氧化還原反應(yīng)，能量變化情況又符合如圖的是A．鈉與水反應(yīng) B．鋁與氧化鐵在高溫下的反應(yīng)C．和的反應(yīng) D．碳和水蒸氣的反應(yīng)6.（湖北省七市州教科研協(xié)作體20232024學(xué)年高一期末）下列反應(yīng)既是氧化還原反應(yīng)，又符合圖示能量變化的是A．碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng) B．鎂與鹽酸的反應(yīng)C．十水合碳酸鈉和硝酸銨的反應(yīng) D．灼熱的木炭與二氧化碳的反應(yīng)7.（遼寧省大連第八中學(xué)20232024學(xué)年高一期末）下列反應(yīng)中屬于吸熱反應(yīng)的是A．氫氣燃燒 B．鋁粉和氧化鐵粉末的反應(yīng)C．濃硫酸稀釋 D．和固體的反應(yīng)8.（山東省聊城市20232024學(xué)年高一期中）我國(guó)科技發(fā)展在多個(gè)領(lǐng)域取得新的突破，下列說(shuō)法不正確的是A．飛船返回艙外表面使用的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料B．新能源汽車(chē)使用的甲醇燃料電池工作時(shí)，能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能C．運(yùn)載火箭的燃料用偏二甲肼（）的原因之一是燃燒時(shí)釋放大量熱D．太陽(yáng)能電池翼伸展機(jī)構(gòu)關(guān)鍵部件用到的SiC屬于硅酸鹽材料9.（河南省鄭州市鄭中國(guó)際學(xué)校20232024學(xué)年高一月考）如圖所示，下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)和能量變化的說(shuō)法正確的是A．圖a表示的是吸熱反應(yīng)的能量變化B．圖b中生成物比反應(yīng)物穩(wěn)定C．圖b可以表示碳酸鈣分解反應(yīng)的能量變化D．圖a表示的反應(yīng)不需要加熱就一定能發(fā)生，圖b表示的反應(yīng)一定需要加熱才能發(fā)生10.（內(nèi)蒙古通遼一中20232024學(xué)年高一期末）如圖所示，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)和能量變化的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．圖a可表示鋁片與鹽酸反應(yīng)的能量變化圖B．由圖b可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C．圖b可以表示鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng)的能量變化圖D．若圖a表示的是金剛石轉(zhuǎn)化為石墨的能量變化圖，則金剛石比石墨穩(wěn)定【提升練】11.（廣西百色市普通高中20232024學(xué)年高一期末）下圖為反應(yīng)：的能量變化示意圖。下列說(shuō)法正確的是A．拆開(kāi)和中的化學(xué)鍵成為H、O原子共放出1368kJ能量B．由H、O原子形成共吸收1852KJ能量C．由圖可知，具有的總能量大于具有的總能量D．和反應(yīng)生成共放出484kJ能量12.（河北省滄州市運(yùn)東聯(lián)盟20232024學(xué)年高一聯(lián)考）反應(yīng)的能量變化如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量B．?dāng)噫I時(shí)放出的總能量大于形成化學(xué)鍵時(shí)吸收的總能量C．與足量反應(yīng)生成，放出的熱量大于110.5kJD．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為

13.（江西省撫州市金溪一中20232024學(xué)年高一月考）為將反應(yīng)2Al+6H+=2Al3++3H