第二章 化学反应与能量1.doc

第二章 化学反应与能量 专题一：化学能与热能1、 化学键与化学反应过程中的能量变化 1、化学反应本质：原子或原子团的重新组合，即反应物中的 的断裂和生成物 的形成 2、化学反应中能量变化的根本原因：化学键的断裂要 能量，化学键生成要 能量。 3、化学反应能量吸收与释放的判断： （1）当E(反应物)E(生成物)时， 反应 （2）当E(反应物)E(生成物)时， 反应 化学键： 习题1、对于放热反应，下列说法正确的是() A产物H20所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量 B反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量 C反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H。O所具有的总能量 D反应物H2和02具有的能量相等 习题2、关于吸热反应的说法正确的是()。 A凡需加热的反应一定是吸热反应 B只有分解反应才是吸热反应 C使用催化剂的反应是吸热反应 DC02与CaO化合是放热反应，则CaC03分解是吸热反应2、 化学能与热能的相互转化 1、两条基本的自然定律：（两个守恒） （1） 守恒 （2） 守恒 2、实验验证化学能与热能的转化 （1）铝和盐酸的放热反应 实验 实验现象 结论 在一支试管中加入2-3mol/l的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象，并用温度计测量溶液温度的变化看到有 生成用手触摸反应后的试管，手感觉热用温度计测得反应后温度 （2）Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl的吸热反应 实验实验步骤实验现象得出结论将20g Ba(OH)2.8H2O晶体研细后与约10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象将晶体混合，立即快速搅拌有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝有 生成用手摸烧杯下部感觉烧杯变凉反应 用手拿起烧杯烧杯与玻璃片黏在一起反应吸收热量使体系温度降低，使水结冰将粘有玻片的烧杯放在盛有热水的烧杯上玻璃片脱离上面的烧杯底部冰融化 结论 习题3、下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是（ ） A、锌粒与稀硫酸的反应 B、灼热的木炭与CO2反应 C、甲烷在氧气中的燃烧反应 D、Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应3、中和热的测定（1）实验用品 大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）、温度计、量筒（50mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液（2）实验原理 Q=mct Q:中和反应放出的热量 m：反应混合液的质量 c：反应混合液的比热容 t：反应前后溶液温度的差值（3）实验步骤 （4）注意事项： 酸、碱溶液应当用强、酸强碱的稀溶液（浓酸或浓碱溶于水一般都要放热） 实验中所用酸、碱溶液配好后必须充分冷却至室温 碱稍微过量，目的是保证酸完全反应 操作时动作要快，尽量减少热量的散失3、 放热反应和吸热反应一般规律 （1）放热反应 一切燃烧反应 活波金属与酸或水的反应 酸碱中和反应 大多数化合反应（有些化合反应是吸热反应，如N2与O2在放电下： ） 物质的缓慢氧化（2） 吸热反应 大多数分解反应，分子分解成原子（如NH4Cl分解反应： ） 一些晶体的反应（如Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl反应： ） C与CO2反应： 以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应：如，C与CuO反应： C与H2O反应： 注意： NaOH、浓H2SO4溶于水，是放热过程，不属于放热反应；电离、升华、蒸发、是吸热过程，但不属于吸热反应。习题4、氢氧化钠与盐酸的反应属于()。 A吸热反应 B放热反应 C既是吸热反应也是放热反应D都不是习题5、下列物质加入水中显著放热的是()。 A生石灰B固体NaClC无水乙醇D固体NH4N034、 化学反应中能量变化的计算方式5、 能源分类（1） 一次能源：直接从自然界取得的能源（2） 二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源形成条件利用历史 性质常规能源可再生资源水能一次能源不可再生资源煤、石油、天然气等化石能源新能源可再生资源太阳能、地热能、潮汐能、氢能、沼气、风能、生物质能不可再生资源核能二次能源电能、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭 习题6、能源可划分为一级能源和二级能源，自然界以现成方式提供的能源称为 一级能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是 一种高效而没有污染的二级能源，它可以由在自然界中大量存在的水来制 取：，该反应需要吸收大量的热。根据以上内容回答下列问题： (1)下列叙述正确的是()。 A风力是二级能源B水力是二级能源C天然气是一源D电能是一级能源 (2)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不可行的是()。A构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下， 使氢气成为二级能源 B设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生氢气 C寻找高效催化剂，利用太阳能使水分解产生氢气 D寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气6、 化学反应分类（1） 根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少。 化合反应 分解反应 置换反应 复分解反应（2） 根据化学反应的可逆性 可逆反应 不可逆反应（3） 根据化学反应过程中是否有电子转移 氧化还原反应 非氧化还原反应 （4） 根据化学反应是放热还是吸热 放热反应 吸热反应（5） 根据参加反应的粒子是分子还是粒子 分子反应 离子反应 专题二 化学能与电能1、 化学能转化为电能 1、转化形式： （1）、直接转化火力发电 火电：通过化石燃料燃烧，使化学能转化为电能，加热水使之汽化为蒸汽一推动蒸汽轮转动，然后带动发电机发电。燃煤发电是煤中的化学能开始的一系列能量转换过程： 化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 发电机 电能 （2）、间接转化原电池 化学能通过氧化还原反应直接转化成电能 2、原电池的工作原理 （1）原理 铜、锌两电极，一同浸入稀H2SO4时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn2+进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子，被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片上放出。 现象原因铜片锌片电流表结论 化学能 原电池 电能 3、原电池的构成与设计 （1）原电池的构成知识要点概念将化学能转化为电能的装置实质化学能转化成电能构成前提能自发发生氧化还原反应构成条件两个电极电解质溶液“两极”“一液”连成回路电极构成负极：还原性相对较强的材料正极：还原性相对较弱的材料电极反应负极： 电子， 反应正极： 电子， 反应电荷流向外电路：电子由负极流向正极，与电流方向 内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流方向 电极反应式与反应总式的关系两个电极反应式相加，既得总反应式重要应用制作干电池 防止金属被腐蚀 提高化学反应速率 （2）金属活动顺序： 二、发展中的化学电池 1、干电池 一次电池 （1）普通锌锰（最早使用的干电池） 负极：； 正极(石墨)：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O 总反应式：； （2）碱性电池 现在各类碱性电池已经占有了越来越大的市场份额，广泛用于卡式录影机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机。 2、从电电池 （1）铅蓄电池 构成：以Pb与PbO2作为电极材料，H2SO4作电解质溶液。 电极反应 ： 正极反应为:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O 负极反应: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4 总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O （2）碱性镍镉电池 构成：以Cd与NiO(OH)作电极，KOH作电解质溶液 电极反应： 负极反应为:Cd 2e + 2OH- = Cd（OH）2 正极反应:NiO(OH) + 2e+H2O = Ni(OH)2 + OH- 总反应: Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2 （3）镍氢可充电电池 该电池是近年来开发出来的一种新型可充电电池，可连续充电、放电500多次，可以取代会产生镉污染的镍镉电池。 负极反应为：H2 + 2OH- 2e = 2H2O 正极反应为：NiO(OH) + e + H2O = Ni(OH)2 + OH- 总反应：H2 +2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 3、氢氧燃料电池：它是一种高效、不污染环境的发电装置。它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。 电极反应为：（电解质溶液为KOH溶液） 负极：； 正极：；总反应：2H2+O22H2O3、 电池正负极判断的一般规律 负极正极电极材料 金属较不活泼 反应类型发生 反应发生 反应电子流向电子流出电子流入离子移动 离子移向 离子移向电极现象电极 有 析出 四、原电池的应用 1、加快氧化还原反应 （1）原理：原电池反应在正极产生相应的物质 （2）应用：如实验室制备H2，下列两种方法都可以加快反应进行。 A、用粗锌：实验室中用Zn和稀硫酸反应制H2，常用粗锌