化學基礎(chǔ)知識綜合復習第十二講化學反應與能量變化課件

第十二講化學反響與能量變化課

標

要

點學

考

要

求1.吸熱反應和放熱反應水平12.化學鍵的斷裂和形成與反應中能量變化的關(guān)系水平23.從化學反應中的反應物的總能量與生成物的總能量變化理解反應中的熱效應水平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式水平26.常見化學電源水平2一、化學反響與熱能1.放熱反響與吸熱反響類型放熱反應吸熱反應定義釋放熱量的化學反應吸收熱量的化學反應反應舉例①燃燒反應②酸堿中和反應③活潑金屬與水(或酸)的置換反應④大多數(shù)的化合反應①氫氧化鋇與氯化銨的反應②鹽酸與碳酸氫鈉的反應③灼熱的炭與二氧化碳的反應④大多數(shù)的分解反應(1)對于可逆反響,假設正反響是放熱反響,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)生的化學反響不一定就是吸熱反響。2.化學反響中能量變化的原因類型放熱反應吸熱反應化學鍵角度反應物斷鍵吸收的總能量<生成物成鍵放出的總能量反應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吸熱反應能量角度反應物的總能量>生成物總能量

反應物的總能量<生成物總能量

3.能源的利用(1)化石燃料面臨的兩個問題:短期內(nèi)不可再生,儲量有限;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:應具有資源豐富、可以再生、對環(huán)境無污染等特點。典例1以下關(guān)于化學反響中的能量轉(zhuǎn)化描述正確的選項是()A.化學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現(xiàn)C.弱酸與強堿的中和反響是吸熱反響D.放熱反響的反響物化學鍵斷裂時也會放出熱量答案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行,B項錯誤。中和反響都為放熱反響,C項錯誤。無論吸熱反響還是放熱反響,反響物化學鍵斷裂時都需要吸收熱量,D項錯誤。典例2(2021年浙江7月學考)在25℃和101kPa條件下,斷開1molH2(g)中的化學鍵要吸收436kJ的能量,斷開1molCl2(g)中的化學鍵要吸收243kJ的能量,形成2molHCl(g)中的化學鍵要釋放862kJ的能量。以下說法正確的選項是()A.H(g)和Cl(g)形成HCl(g)的過程要吸收能量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的反響過程中,斷開化學鍵吸收的總能量大于形成化學鍵釋放的總能量答案C解析H(g)和Cl(g)形成HCl(g)為化學鍵的形成過程,要釋放能量,故A項錯誤;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項錯誤;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項正確;由C分析可知,在H2和Cl2的反響過程中,斷開化學鍵吸收的總能量小于形成化學鍵釋放的總能量,故D項錯誤。典例3(2021年浙江7月學考,改編)根據(jù)能量變化示意圖,以下說法正確的選項是()A.斷開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)中的化學鍵共吸收akJ的能量,形成2molHCl(g)中的化學鍵共放出bkJ的能量,所以1molH2發(fā)生該反響時共放出熱量(b-a)kJ,C正確;2molHCl為液態(tài),題目HCl為氣態(tài)(g),D不正確。應選C。典例4以下關(guān)于能源利用的說法中正確的選項是()A.儲氫材料在使用中,氫分子被吸收時,在合金外表變成氫原子,放出熱量B.對城市廢棄物進行處理后燃燒,利用產(chǎn)生的熱量供暖和發(fā)電C.利用化石燃料不會帶來環(huán)境污染問題D.將氫氣作為燃料使用的優(yōu)點之一是本錢低答案B解析氫分子在合金外表變成氫原子,該過程氫分子中化學鍵發(fā)生斷裂,需要吸收能量,A不正確;對城市廢棄物進行處理后燃燒,利用產(chǎn)生的熱量供暖和發(fā)電,B正確;化石燃料使用過程中往往會造成一定的環(huán)境污染,C不正確;氫氣主要來源是水,由水制備氫氣能耗大、本錢高,D不正確。應選B。二、化學反響與電能1.原電池(1)定義:把化學能轉(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有一個自發(fā)的氧化復原反響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、負極的常見判斷方法

(5)電極反響式與電池方程式的書寫方法列物質(zhì)標得失—負極發(fā)生氧化反響,正極發(fā)生復原反響↓負極: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B中電極材料都是鋅,活潑性相同,不能形成原電池;選項C中蔗糖是非電解質(zhì),其溶液不導電,不能形成原電池;選項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。以下說法不正確的選項是()A.多孔石墨電極上發(fā)生復原反響B(tài).電子從鋅電極經(jīng)過KOH溶液流向石墨電極C.負極的電極反響:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2D.電池工作時,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變化情況可知:Zn為負極,發(fā)生氧化反響;石墨為正極,發(fā)生復原反響。通入的氧氣在多孔石墨電極上發(fā)生復原反響,A正確;電子從負極(鋅電極)經(jīng)外電路流向正極(石墨電極),B不正確;負極的電極反響為Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,C正確;電池工作時,K+沒有參與電極反響,所以電解質(zhì)溶液中K+的數(shù)目保持不變,D正確。應選B。2.常見的化學電池一次電池:常見的有堿性鋅錳電池,鋅為負極、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:常見的有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。放電時所進行的氧化復原反響,在充電時可以逆向進行,使電池恢復到放電前的狀態(tài),實現(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)的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學電源,具有清潔、平安、高效等特點。典例7(2021年浙江7月學考)機動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,以下說法不正確的選項是()A.鉛為正極B.二氧化鉛發(fā)生復原反響C.電子從鉛電極經(jīng)導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變化,金屬鉛中鉛元素化合價升高,發(fā)生氧化反響,鉛為負極,A不正確;PbO2中的鉛元素化合價降低,發(fā)生復原反響,二氧化鉛為正極,B正確;電子從負極(鉛)經(jīng)導線流向正極(二氧化鉛),C正確;鉛電極的電極反響式:Pb-2e-+===PbSO4,D正確。應選A。典例8(2021年浙江7月學考)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,實驗所得數(shù)據(jù)如下:電池工作時,以下說法不正確的選項是()A.化學能主要轉(zhuǎn)化為電能B.負極的電極反響為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電流的大小均有影響實驗編號水果種類電極間距離/cm電流/μA1番茄198.72番茄272.53蘋