第六章化学反应能量高一化学下学期期末单元复习纲要（人教版2019）（学生版）

20232024学年高一化学下学期期末单元复习纲要第六章化学反应与能量一、化学能与热能【知识回顾】要点1.化学反应中的热量变化（1）化学反应的基本特征：都有新物质生成，常伴随能量变化及发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象发生，能量的变化通常表现为热量的变化。（2）化学能转化为热能的原因：当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。（3）化学反应按热量的变化分类：一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。E反应物总能量＞E生成物总能量，为放热反应。E反应物总能量＜E生成物总能量，为吸热反应。要点2.常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应：①所有的燃烧与缓慢氧化;②酸碱中和反应；③金属与酸反应；④大多数化合反应（特殊：C＋CO22CO是吸热反应）。(2)常见的吸热反应：①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反，应如：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；②铵盐和碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O；③大多数分解反应，如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。要点3.能源的分类形成条件利用历史性质一次能源常规能源可再生资源水能、风能、生物质能不可再生资源煤、石油、天然气等化石能源新能源可再生资源太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能、沼气不可再生资源核能二次能源（一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源）电能（水电、火电、核电）、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等【典例分析】例题1、下列说法正确的是()A．任何化学反应都伴随着能量的变化B．H2O(g)→H2O(l)的过程放出大量的热，所以该过程是化学变化C．化学反应中能量的变化都表现为热量的变化D．如图所示的是吸收能量的过程例题2、在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。(2)已知拆开1molH—H键、1molI—I、1molH—I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由1mol氢气和1mol碘反应生成HI会________(填“放出”或“吸收”)________kJ的热量。在化学反应过程中，是将________转化为________。(3)下列反应中，属于放热反应的是________，属于吸热反应的是________。①物质燃烧②炸药爆炸③酸碱中和反应④二氧化碳通过炽热的炭⑤食物因氧化而腐败⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应⑦铁粉与稀盐酸反应例题3、(1)下图是等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末分别与足量的盐酸发生反应时的情景，产生CO2气体的体积较多的试管中加入的固体试剂是________，当反应结束时，A、B两试管中消耗的盐酸的质量之比为________。(2)实验过程中我们还能感受到Na2CO3与盐酸反应时是放热反应，而NaHCO3与盐酸反应时表现为吸热。在A、B两试管的反应过程中，反应体系的能量变化的总趋势分别对应于A：____________，B：____________。(填“a”或“b”)二、化学能与电能【知识回顾】要点1.化学能转化为电能的方式：电能(电力)火电（火力发电）化学能→热能→机械能→电能缺点：环境污染、低效原电池将化学能直接转化为电能优点：清洁、高效要点2.原电池原理（1）概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。（2）原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。（3）构成原电池的条件：能发生自发的氧化还原反应；电极为导体且活泼性不同；两个电极接触（导线连接或直接接触）；两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。（4）电极名称及发生的反应：比较负极正极电极材料较活泼的金属作负极较不活泼的金属或石墨作正极反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn2e=Zn2+2H++2e=H2↑实验现象锌片溶解，质量减少铜片有气体放出总反应式Zn+2H+=Zn2++H2↑电子流向由负极流向正极电流流向由正极流向负极H+流向流向正极（5）原电池正负极的判断方法：原电池两极的材料较活泼的金属作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）；较不活泼金属或可导电非金属（石墨）、氧化物（MnO2）等作正极电流方向或电子流向（外电路）的电流由正极流向负极；电子则由负极经外电路流向原电池的正极内电路离子的迁移方向阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池负极反应类型负极失电子，发生氧化反应；正极得电子，发生还原反应（6）原电池电极反应的书写方法：原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下：写出总反应方程式；把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应；氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱介质和水等参与反应。原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。（7）原电池的应用：加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快；比较金属活动性强弱；设计原电池；金属的腐蚀与保护。要点3.化学电源基本类型：（1）干电池：活泼金属作负极，被腐蚀或消耗。如：Cu－Zn原电池、锌锰电池。（2）充电电池：两极都参加反应的原电池，可充电循环使用。如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等。（3）燃料电池：两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应，如H2、CH4燃料电池，其电解质溶液常为碱性试剂（KOH等）。【典例分析】例题4、如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：①Zn为正极，Cu为负极；②H＋向负极移动；③电子是由Zn经外电路流向Cu；④Cu极上有H2产生；⑤若有1mol电子流过导线，则产生的H2为0.5mol；⑥正极的电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，其中正确的是()A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．②③④例题5、如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细。下表所列M、N、P物质中，可以组合成该装置的是()例题6、有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L－1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。(1)写出甲中正极的电极反应式_________________________。(2)乙中负极为________，总反应的离子方程式：________________。(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强。(填写元素符号)(4)由此实验得出的下列结论中，正确的有________。A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质B．镁的金属性不一定比铝的金属性强C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析三、化学反应的速率和限度【知识回顾】要点1.化学反应的速率（1）概念：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。（2）计算公式：v(B)＝＝（3）单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)（4）注意：在具体的运用和理解化学反应速率时，还应该注意下面几个问题：化学反应速率是标量，即只有大小而没有方向；一般计算出的化学反应速率是一段时间内的平均反应速率；不用纯液体和固体表示化学反应速率，因为它们“浓度”是不变的；对于同一化学反应速率用不同的的物质表示其化学反应速率，可能不相同，但其化学反应速率比等于化学方程式中化学计量数之比，例如：N2＋3H2＝2NH3中，VN2:VH2:VNH3＝1:3:2；在比较化学反应速率的快慢时，如果是用同一个反应中不同的物质表示的反应速率，应按照化学计量数之比统一转化成用同一种物质表示的反应速率后再作比较。要点2.影响化学反应速率的因素：（1）内因：由参加反应的物质的结构和性质决定的（主要因素）。（2）外因：①温度：升高温度，增大反应速率；②催化剂：一般加快反应速率（正催化剂）；③浓度：反应物浓度越大，反应速率越大；④压强：增大压强，增大反应速率（适用于有气体参加的反应）；⑤其它因素：如光（射线）、固体的表面积（颗粒大小）、反应物的状态（溶剂）、原电池等也会改变化学反应速率。要点3.化学反应的限度（1）可逆反应：在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应。通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应。而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应。在任何可逆反应中，正方应进行的同时，逆反应也在进行。可逆反应不能进行到底，即是说可逆反应无论进行到何种程度，任何物质（反应物和生成物）的物质的量都不可能为0。(2)化学平衡状态:在一定条件下，当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度，即化学平衡状态。化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响，催化剂只改变化学反应速率，对化学平衡无影响。（3）化学平衡状态的特征：逆、动、等、定、变。①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应；②动：动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行；③等：达到平衡状态时，正方应速率和逆反应速率相等，但不等于0。即v正＝v逆≠0；④定：达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，各组成成分的含量保持一定；⑤变：当条件变化时，原平衡被破坏，在新的条件下会重新建立新的平衡。（3）判断化学平衡状态的标志：①VA（正方向）＝VA（逆方向）或nA（消耗）＝nA（生成）（不同方向同一物质比较）；②各组分浓度保持不变或百分含量不变；③借助颜色不变判断（有一种物质是有颜色的）；④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变（前提：反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用，即如对于反应xA＋yBzC，x＋y≠z）。【典例分析】例题7、可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D．全部例题8、将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率为0.1mol/(L·min)。求：(1)此时A的浓度c(A)＝________mol/L，反应开始前容器中的A、B的物质的量：n(A)＝n(B)＝________mol。(2)B的平均反应速率：v(B)＝__________mol/(L·min)。(3)x的值为________。例题9、t℃时，将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，2min时反应达到平衡，此时测得反应物O2还剩余0.8mol，请填写下列空白：(1)从反应开始到化学平衡，生成SO3的平均反应速率为____；平衡时SO2转化率为________。(2)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是________。A．容器内压强不再发生变化B．SO2的体积分数不再发生变化C．容器内气体原子总数不再发生变化D．相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2E．相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2(3)t℃时，若将物质的量之比为1∶1的SO2和O2混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中，反应达到平衡时，混合气体体积减少了20%。SO2的转化率为________。例题10、(1)在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图所示。①该反应的化学方程式(反应物或生成物用符号X、Y表示)：__________________________。②a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是________________。(2)如图所示是可逆反应X2＋3Y22Z的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是______。A．t1时，只有正方向反应在进行B．t2时，反应达到最大限度C．t2～t3，反应不再进行D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化【复习演练】1．（2324高一下·河北石家庄·期中）为了更好地利用化学反应中的物质和能量变化，研究化学反应的快慢和程度具有重要的意义。下列说法正确的是A．冰融化成水不属于吸热反应B．原电池是电能转化为化学能的装置C．化学反应速率快的反应一定不是可逆反应D．温度升高，吸热反应的反应速率会减小2．（2324高一下·北京·期中）下列措施中，不能增大化学反应速率的是A．Al在中燃烧生成，用铝粉代替铝片B．Zn与稀硫酸反应制取时，加入蒸馏水C．石灰石与稀盐酸反应生成时，适当提高温度D．用固体分解制取时，添加少量3．（2324高一下·河北石家庄·期中）石家庄二中实验学校某化学兴趣小组设计了一个如图所示的水果电池，下列有关该电池的说法正确的是A．锌片作正极B．电子流向：锌片→导线→LED灯→铜片→柠檬→锌片C．铜片上发生还原反应，质量一定增加D．水果种类会影响LED灯的亮度4．（2324高一下·浙江·期中）如图为和反应生成过程中的能量变化，下列说法正确的是A．该反应为放热反应B．和反应生成吸收能量为180kJC．断开氮分子内两个氮原子间的化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定D．和总能量比能量高5．（2324高一下·北京·期中）白磷和红磷与氧气反应过程中的能量变化如图。下列说法中不正确的是A．红磷比白磷稳定 B．白磷、红磷燃烧均是放热反应C．等质量的红磷和白磷完全燃烧释放的热量相同 D．红磷转变为白磷是吸热反应6．（2324高一下·宁夏银川·期中）下列实验能达到相应目的的是图1图2图3图4A．图1实验用于比较氯化铁和二氧化锰对分解反应的催化效果B．图2用苹果制作的水果电池给电子表供电C．图3实验加热熔融固体D．图4实验能用于证明氨气极易溶于水7．（2324高一下·宁夏银川·期中）臭氧在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体。自然界中臭氧形成反应：的能量变化如图所示。在一体积固定的密闭容器中，充入一定量的氧气发生上述反应，经过一段时间，反应达到平衡状态，测得此时压强为起始时压强的。下列说法错误的是A．是化学变化B．达到平衡时，单位时间内，生成同时生成C．比稳定D．达到平衡状态时，的转化率是8．（2324高一下·甘肃武威·期中）化学反应在发生物质变化的同时伴随能量变化，是人类获取能量的重要途径。下列能量变化图与化学反应相对应的是A．氢气在氧气中燃烧B．碳酸氢钠受热分解C．盐酸与氢氧化钠反应D．Ba(OH)2∙8H2O晶体与NH4Cl晶体反应9．（2324高一下·山东济宁·期中）某化学兴趣小组的同学设计了如图所示原电池装置。下列说法错误的是A．溶液中Cu2+向Zn电极移动，向Cu电极移动B．电池工作时，Zn片发生的电极反应：Zn2e=Zn2+C．该装置反应的能量变化可用如图表示D．电池工作一段时间后，溶液质量增加10．（2324高一下·河南信阳·期中）为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定足量碳酸钙固体与一定量稀盐酸反应生成的体积（已换算为标况下的体积）随时间的变化情况，绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法中不正确的是A．因反应放热，导致内的反应速率逐渐增大B．后，影响反应速率的主要外界因素是盐酸的浓度C．内，用盐酸的浓度变化表示该反应的速率为D．若向反应体系中加入适量氯化钠溶液，则曲线甲可能将变成曲线乙11．（2324高一下·甘肃白银·期中）一定条件下，向2L恒容密闭容器中充入和，发生反应仅生成两种无毒气体。容器内两种气体的浓度随时间变化如图1所示，反应至时，仅改变某一反应条件，反应速率变化如图2所示．下列说法错误的是A．a表示的浓度随时间的变化曲线B．时，C．时，混合气体中CO的体积分数约为9.5%D．时，改变的条件可能是往容器内再充入12．（2324高一下·天津·期中）2021年中国科学院和中国工程院评选出2020年世界十大科技进展，其一是一种可借助光将二氧化碳转化为甲烷的新型催化转化方法：，这是最接近人造光合作用的方法，加氢制的一种催化机理如图。下列说法不正确的是A．反应中是中间产物B．转化为利用了的氧化性C．经过Ni活性中心裂解产生需要吸收能量D．使用催化剂可以提高化学反应速率13．（2324高一下·甘肃白银·期中）电池在许多领域中扮演着重要角色，从移动设备到太空探索，从医疗设备到军事科技，无处不在．(1)伏打电池是意大利教授伏打发明的电池组，开创了电学发展的新时代．一种伏打电池结构如图1所示，银片和锌片间隔有浸渍溶液的纸板．伏打电池的正极为（填“a”或“b”），若将银片换成（填标号），则电流计中没有电子流过．A．陶瓷片

B．锌片

C．铜片

D．镁片(2)1859年，法国物理学家普兰特发明了铅酸蓄电池，其结构如图2所示．放电时，负极的质量（填“增大”“减小”或“不变”），正极上的电极反应式为．(3)镍镉电池（如图3）是最早应用于、笔记本电脑等设备的可充放电电池，放电时总反应为，下列说法正确的是_______（填标号）．A．镍镉电池充电时，化学能转化为电能 B．放电时，负极发生了氧化反应C．电解质溶液为稀硫酸 D．镍镉电池为二次电池(4)近年来，采用非贵重金属作为催化剂的节能环保的熔融碳酸盐燃料电池备受青睐，其工作原理如图4．该电池负极上的电极反应式为，相同条件下，正、负极消耗的气体的体积之比为．14．（2324高一下·四川成都·期中）按要求回答下列问题：(1)下列变化中属于吸热反应的是(填序号)。①铝片与稀盐酸的反应；②将胆矾加热变为白色粉末；③干冰汽化；④甲烷在氧气中的燃烧反应；⑤固体溶于水；⑥C与反应生成CO(2)镁、海水、溶解氧可构成原电池，为水下小功率设备长时间供电，结构示意图如图所示，其总反应为：。下列说法正确的是(填字母序号)。a．Mg作电池的负极

b．发生氧化反应c．海水溶液中阴离子移向Mg极

d．电池工作时，电子转移方向：石墨→海水→Mg(3)下图是一氧化碳和氧在钌催化剂表面形成化学键的过程。下列说法正确的是___________。A．和CO均为酸性氧化物 B．该过程中，CO先断键成C和OC．状态到状态为放热过程 D．图示表示CO和反应生成的过程(4)合成氨工业中，合成塔中每产生2mol，放出92.2kJ热量，已知断开1mol键、1mol键分别需要吸收的能量为436kJ、945.8kJ；则1mol键断裂吸收的能量约等于kJ。(5)若将两个金属棒用导线相连在一起，总质量为80.00g的镁片和铝片同时浸入稀硫酸中，工作一段时间后，取出金属片，进行洗涤、干燥、称量，得金属片的总质量为74g，则装置工作时负极电极反应式为