化学基础知识综合复习第十二讲化学反应与能量变化课件

第十二讲化学反响与能量变化课

标

要

点学

考

要

求1.吸热反应和放热反应水平12.化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系水平23.从化学反应中的反应物的总能量与生成物的总能量变化理解反应中的热效应水平24.原电池的概念、构成条件水平15.锌铜原电池原理及电极反应式水平26.常见化学电源水平2一、化学反响与热能1.放热反响与吸热反响类型放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应反应举例①燃烧反应②酸碱中和反应③活泼金属与水(或酸)的置换反应④大多数的化合反应①氢氧化钡与氯化铵的反应②盐酸与碳酸氢钠的反应③灼热的炭与二氧化碳的反应④大多数的分解反应(1)对于可逆反响,假设正反响是放热反响,那么逆反响必定属于吸热反响。(2)需要加热或高温条件下发生的化学反响不一定就是吸热反响。2.化学反响中能量变化的原因类型放热反应吸热反应化学键角度反应物断键吸收的总能量<生成物成键放出的总能量反应物断键吸收的总能量>生成物成键放出的总能量类型放热反应吸热反应能量角度反应物的总能量>生成物总能量

反应物的总能量<生成物总能量

3.能源的利用(1)化石燃料面临的两个问题:短期内不可再生,储量有限;燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等造成大气污染。(2)节能:主要是充分、有效地利用能源。如在燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率,在能量利用阶段提高能源利用率。(3)理想的新能源:应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点。典例1以下关于化学反响中的能量转化描述正确的选项是()A.化学反响总伴随着能量变化B.吸热反响一定需要加热条件下才能实现C.弱酸与强碱的中和反响是吸热反响D.放热反响的反响物化学键断裂时也会放出热量答案A解析吸热反响不一定需要加热才能发生,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反响常温下就可进行,B项错误。中和反响都为放热反响,C项错误。无论吸热反响还是放热反响,反响物化学键断裂时都需要吸收热量,D项错误。典例2(2021年浙江7月学考)在25℃和101kPa条件下,断开1molH2(g)中的化学键要吸收436kJ的能量,断开1molCl2(g)中的化学键要吸收243kJ的能量,形成2molHCl(g)中的化学键要释放862kJ的能量。以下说法正确的选项是()A.H(g)和Cl(g)形成HCl(g)的过程要吸收能量B.等质量的HCl(l)与HCl(g)具有相同的能量2(g)+Cl2(g)2HCl(g)的能量关系可用如图表示D.在H2和Cl2的反响过程中,断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量答案C解析H(g)和Cl(g)形成HCl(g)为化学键的形成过程,要释放能量,故A项错误;物质由液态变为气态需要吸收能量,所以等质量的HCl(l)与HCl(g)的能量HCl(l)<HCl(g),故B项错误;由ΔH=ΣE断-ΣE成=(243+436-862)kJ·mol-1=-183kJ·mol-1为放热反响,所以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的能量关系可用如图表示,故C项正确;由C分析可知,在H2和Cl2的反响过程中,断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量,故D项错误。典例3(2021年浙江7月学考,改编)根据能量变化示意图,以下说法正确的选项是()A.断开1molHCl(g)中的H—Cl需要吸收bkJ能量B.反响H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g),反响物的总能量小于生成物的总能量C.1molH2按下式反响:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g),放出热量(b-a)kJD.2molHCl(l)分解成1molH2(g)和1molCl2(g)需要吸收ckJ热量答案C解析根据能量变化示意图,断开1molHCl(g)中的H—Cl需要吸收bkJ能量,A不正确;H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)属于放热反响,所以反响物的总能量大于生成物的总能量,B不正确;断裂1molH2(g)和1molCl2(g)中的化学键共吸收akJ的能量,形成2molHCl(g)中的化学键共放出bkJ的能量,所以1molH2发生该反响时共放出热量(b-a)kJ,C正确;2molHCl为液态,题目HCl为气态(g),D不正确。应选C。典例4以下关于能源利用的说法中正确的选项是()A.储氢材料在使用中,氢分子被吸收时,在合金外表变成氢原子,放出热量B.对城市废弃物进行处理后燃烧,利用产生的热量供暖和发电C.利用化石燃料不会带来环境污染问题D.将氢气作为燃料使用的优点之一是本钱低答案B解析氢分子在合金外表变成氢原子,该过程氢分子中化学键发生断裂,需要吸收能量,A不正确;对城市废弃物进行处理后燃烧,利用产生的热量供暖和发电,B正确;化石燃料使用过程中往往会造成一定的环境污染,C不正确;氢气主要来源是水,由水制备氢气能耗大、本钱高,D不正确。应选B。二、化学反响与电能1.原电池(1)定义:把化学能转化为电能的装置叫做原电池。(2)锌铜原电池的工作原理(3)原电池的构成条件①有一个自发的氧化复原反响③有电解质溶液或熔融状态④形成闭合回路(4)原电池正、负极的常见判断方法

(5)电极反响式与电池方程式的书写方法列物质标得失—负极发生氧化反响,正极发生复原反响↓负极:Zn-2e-===Zn2+

正极:2H++2e-

===H2↑↓

总反响:Zn+2H+===Zn2++H2↑典例5以下可以形成原电池的是()答案

A解析

选项B中电极材料都是锌,活泼性相同,不能形成原电池;选项C中蔗糖是非电解质,其溶液不导电,不能形成原电池;选项D中,电解质溶液不连通,不能形成原电池。典例6(2021年浙江1月学考)锌(Zn)-空气电池的总反响式:2Zn+O2+2H2O===2Zn(OH)2,装置如下图。以下说法不正确的选项是()A.多孔石墨电极上发生复原反响B.电子从锌电极经过KOH溶液流向石墨电极C.负极的电极反响:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2D.电池工作时,电解质溶液中K+的数目保持不变答案B解析分析总反响中元素化合价变化情况可知:Zn为负极,发生氧化反响;石墨为正极,发生复原反响。通入的氧气在多孔石墨电极上发生复原反响,A正确;电子从负极(锌电极)经外电路流向正极(石墨电极),B不正确;负极的电极反响为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,C正确;电池工作时,K+没有参与电极反响,所以电解质溶液中K+的数目保持不变,D正确。应选B。2.常见的化学电池一次电池:常见的有碱性锌锰电池,锌为负极、MnO2为正极、KOH为电解质溶液。这种电池放电后不能充电,属于一次电池。二次电池:常见的有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。放电时所进行的氧化复原反响,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态,实现放电与充电的循环。燃料电池:是一种连续地将燃料(如H2、CH4、乙醇)和氧化剂(如O2)的化学能直接转化为电能的化学电源,具有清洁、平安、高效等特点。典例7(2021年浙江7月学考)机动车使用的铅酸蓄电池构造如下图,其电池反响的方程式为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。电池工作时,以下说法不正确的选项是()A.铅为正极B.二氧化铅发生复原反响C.电子从铅电极经导线流向二氧化铅电极D.铅电极的电极反响式:Pb-2e-+===PbSO4答案A解析分析电池反响中铅元素的化合价变化,金属铅中铅元素化合价升高,发生氧化反响,铅为负极,A不正确;PbO2中的铅元素化合价降低,发生复原反响,二氧化铅为正极,B正确;电子从负极(铅)经导线流向正极(二氧化铅),C正确;铅电极的电极反响式:Pb-2e-+===PbSO4,D正确。应选A。典例8(2021年浙江7月学考)某兴趣小组以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池。装置如图,实验所得数据如下:电池工作时,以下说法不正确的选项是()A.化学能主要转化为电能B.负极的电极反响为Zn-2e-Zn2+C.电子从锌片经水果流向铜片D.水果种类和电极间距离对电流的大小均有影响实验编号水果种类电极间距离/cm电流/μA1番茄198.72番茄272.53苹