化学反应与能量

化学反应与能量,化学（新课标）二轮复习专题：,2010新考试大纲要求：,1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。5.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。,化学能与热能,考点1：化学反应中的热效应基本概念的考查,例1（08年四川理综）下列关于热化学反应的描述中正确的是()AHCl和NaOH反应的中和热H57.3kJmol1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3)kJmol1BCO(g)的燃烧热是283.0kJmol1，则2CO2(g)2CO(g)O2(g)反应的H2283.0kJmol1C需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热,B,燃烧热和中和热的区别与联系,剖析考题,总结方法,放热反应,生成1mol水,1mol可燃物,有弱酸或弱碱参加反应时所测定的中和热的数值；有浓硫酸或固体烧碱参加反应时测定的中和热数值。,稳定的化合物如H2H2O(l)CCO2(g)SSO2(g),H0,偏小,偏大,放热反应与吸热反应的比较,键能越大，能量越低，越稳定.,剖析考题,总结方法,酸碱中和反应：,所有的燃烧反应：,金属与酸反应：,大多数化合反应：,铵盐与碱反应：,大多数分解反应：,常见的放热和吸热反应,练习1下列说法正确的是（）A由C（石墨）C（金刚石）H+119kJ/mol可知，金刚石比石墨稳定B植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程C钾与水反应是放热反应D在稀溶液中，1molCH3COOH和1molNaOH完全中和时放出的热量为57.3kJ,c,练习2.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：Sn(s、白)2HCl(aq)SnCl2(aq)H2(g)H1Sn(s、灰)2HCl(aq)SnCl2(aq)H2(g)H2Sn(s、灰)Sn(s、白)H32.1kJ/mol下列说法正确的是()AH1H2B锡在常温下以灰锡状态存在C灰锡转化为白锡的反应是放热反应D锡制器皿长期处于低于13.2的环境中，会自行毁坏,D,考点2：热化学方程式的书写知识点考查,例2.（2008全国卷）：红磷P（s）和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)，反应过程和能量关系如图所示（图中的H表示生成1mol产物的数据）根据上图回答下列问题（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式；（2）PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式；（3）P和Cl2分两步反应生成1molPCl5H1=；P和Cl2一步反应生成1molPCl5的H2H1(填“大于”，“小于”或“等于”)；（4）PCl5与足量水反应，最终生成两种酸，其化学方程式是。,2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g)H=612kJ/mol,PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)H=93kJ/mol,399kJ/mol,等于,PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl,物质的聚集状态要标正确H的“+”“”不能写反，单位是H数值与化学计量数成比当将一个热化学方程式颠倒时，H的相反，但不变。热化学方程式加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之加减。,剖析考题,总结方法,书写热化学方程式需注意：,kJ/mol,正,数值,符号,练习3.（2008年重庆卷）化学反应N23H22NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是（）A、N2(g)3H2(g)2NH3(l)；H2(abc)kJ/molB、N2(g)3H2(g)2NH3(g)；H2(ba)kJ/molC、N2(g)H2(g)NH3(l)；H(bca)kJ/molD、N2(g)H2(g)NH3(g)；H(ab)kJ/mol,A,考点3：有关焓变、反应热的简单计算考查,例3.(08海南卷)白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PPakJmol1、PObkJmol1、P=OckJmol1、O=OdkJmol1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是（）A（6a+5d4c12b）kJmol1B（4c+12b6a5d）kJmol1C（4c+12b4a5d）kJmol1D（4a+5d4c12b）kJmol1,剖析考题,总结方法,A,剖析考题,总结方法,例4.科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。（1）（s，白磷）+（2）求下列化学反应的反应热。白磷的稳定性比红磷（填“高”或“低”）。,低,剖析考题,总结方法,例5.在恒温恒容条件下化学反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g);H=-92.4kJ/mol在上述条件下分别充入的气体和反应放出的热量如下表所列:则下列选项正确的是(),Q1=92.4B.2Q32Q2=Q192.4C.Q1=2Q2=2Q3D.2Q2=2Q3Q192.4,D,剖析考题,总结方法,有关反应热的计算:(1)利用键能计算反应热H=E(反应物)E（生成物)(2)根据盖斯定律计算反应热如果AB的反应热为H1，BC的反应热为H2，则反应AC的反应热H3=H1H2。(3)根据已知的热化学方程式，进行有关反应热的计算.,练习4.利用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O，是火箭发射常用的反应之一。已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)H2=-534kJ/mol假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。,2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)H=-1135.2kJ/mol,方法总结,应用“盖斯定律”书写热化学方程式的几个步骤：1、确定目标化学方程式。2、比较已知化学方程式和目标化学方程式，找出二者相差的反应物和生成物。3、调整已知方程式的系数。4、采用加减的方法，消去二者相差的反应物和生成物。5、计算目标H值，书写目标热化学方程式。,化学能与电能,1、池型的判断,有外加电源一定为电解池，无外加电源一定为原电池；多池组合时，一般含活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下的电解池。,考点一、原电池与电解池的比较及判断：,3、电解池放电顺序的判断,阳极放电：1）惰性电极：则溶液中阴离子放电。2）非惰性电极：电极材料首先失电子。,阴极放电：电极材料受保护，溶液中阳离子放电。,2、电极的判断,原电池，看电极材料，电解池看电源的正负极。,4、判断溶液的pH变化：,先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。,（1）如果只产生氢气而没有氧气，只pH变大；,（2）如果只产生氧气而没有氢气，只pH变小；,（3）如果既产生氢气又产生氧气,若原溶液呈酸性则pH减小；,若原溶液呈碱性pH增大；,若原溶液呈中性pH不变。,3.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的,A,练习,电极：阳极镀层金属阴极待镀金属制品,考点二、电解池的应用-电镀及氯碱工业,电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。,电解质溶液：溶液中CuSO4的浓度保持不变。,1、电镀,氯碱工业原理,举例：1、a极变细，b极变粗：2、a极变细，b极有气泡：3、a极变粗，b极有气泡：4、a极有气泡,b极有气泡，且气体体积比为2：15、a极有气泡,b极有气泡;阴极加酚酞变红,拓展练习,4、下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验,数天后,数天后,图一,图二,（1）上述两装置中铁钉发生变化的共性是：（2）图一说明原溶液呈性，铁钉发生腐蚀，电极反应为：（3）图二说明原溶液呈性，铁钉发生腐蚀，电极反应为：,发生了原电池反应,中性或弱碱,吸氧,负极：Fe-2e=Fe2+；正极：2H2O+O2+2e=4OH-,负极：Fe-2e=Fe2+；正极：2H+2e=H2,较强酸性,析氢,练习,考点三、电解池及原电池的应用-金属的防护,1）金属腐蚀快慢的判断,电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀同一种金属的腐蚀：强电解质弱电解质非电解质,2）金属的防护方法,改变金属内部结构,覆盖保护层,电化学保护法,外加电源的阴极保护法,牺牲负极的正极保护法,5.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢顺序.,Fe,Fe,C,Fe,Zn,A(海水),B(海水),C(海水),D(海水),F(天然水),E(海水),拓展练习,6、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（1）试写出放电时的正、负极反应式正极:_负极:_（2）试写出充电时的阳、阴极反应式阳极:_阴极:_,PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,Pb+SO42-2e-=PbSO4,练习,PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-,PbSO4+2e-=Pb+SO42-,小结：原电池电解池的应用-可充电电池,阴极：,正极：,放电：原电池,充电：电解池,负极：,阳极：,此电池放电时，负极发生反应的物质为AAgBZn(OH)2CAg2ODZn,充电,放电,2Ag+Zn(OH)2,Ag2O+Zn+H2O,7银锌电池广泛用于电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：,D,拓展练习,课堂达标练习,1.(2007年高考江苏卷，反应热)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)H=+49.0kJmol-1CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)H=192.9kJmol-1,下列说法正确的是()(A)CH3OH的燃烧热为192.9kJmol-1(B)反应中的能量变化如图所示(C)CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量(D)根据推知反应：CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的DH192.9kJmol-1,D,2.已知：(a)2H2(g)+O2=2H2O(g)H=Q1(b)2H2(g)+O2=2H2O(1)H=Q2(c)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=Q3(1)Q1(填、=、)Q2，因为。(2)CO和H2分别燃烧生成CO2和H2O(g)，欲得到相同的热量，所需CO和H2的体积比是。,H2O(g)=H2O(l)H0,Q3/Q1,此电池放电时，负极发生反应的物质为（）AAgBZn(OH)2CAg2ODZn,充电,放电,2Ag+Zn(OH)2,Ag2O+Zn+H2O,3银锌电池广泛用于电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：,D,4.将铁片和锌片放在盛有氯化钠溶液（滴入酚酞）的表面皿中，如图所示，最先观察到变红的区域是（）A.a、cB.a、dC.b、cD.b、d,Fe,Zn,Fe,Zn,a,bc,d,B,5、（03全国新课程卷，4）已知在25，101kP下，1gC8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是（B）A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)；H-48.40kJmol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)；H-5518kJmol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)；H+5518kJmol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)；H-48.40kJmol-1,物质的聚集状态错误,放热反应的H应为负值.,H数值与化学计量数不匹配,6为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是AX是正极，Y是负极BX是负极，Y是正极CCuSO4溶液的PH值逐渐减小DCuSO4溶液的PH值不变,AC,7、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是Aa电极是负极Bb电极的电极反应为：4OH4e2H2O+O2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D氢氧燃料电池是一种只能将氧化剂和燃料全部储藏在电池内的发电装置,BD,8一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O，有关此电池的推断正确的是A负极反应为14H2O+7O2+28e-=28OH-B放电一段时间后，负极周围的pH减低C每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14molD放电过程中KOH的物质的量浓度不变,BC,9、写出下列装置的极反应，并标明氧化反应、还原反应,A,B,D,C,10、写出下列装置的极反应，并判断A、B、C溶液PH值的变化。,11如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是A、P是电源的正极B、F极上发生的反应为：4OH-4e-=2H2O+O2C、电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应D、通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变,B,巩固练习,12如图为一种钮扣微型电池，其电极分别为Ag2O和Zn电解质溶液是KOH溶液，俗称银锌电池，该电池的电极反应式为：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag根据以上提供的资料，判断下列说法正确的是A、锌为负极，Ag2O为正极；B、放电时正极附近溶液的PH值升高；C、放电时负极附近溶液的PH值升高；D、溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动。,AB,13、(07山东卷，28)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染，例如：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；H=-574kJmol-1CH4(g)+4NO(g)=4N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；H=-1160kJmol-1若用标况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量是kJ。,方程式-得：,2CH4(g)+4NO2(g)=4N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)；H=-1734kJmol-1,173.4,14、2008年北京奥运会“祥云”火炬用的是环保型燃料丙烷（C3H8），已知丙烷的燃烧热为：2221.5kJmol-1，下列有关说法正确的是（A）A奥运火炬燃烧主要是将化学能转变为热能和光能B丙烷的沸点比正丁烷高C丙烷、空气及铂片可组成燃料电池，在丙烷附近的铂极为电池的正极D丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)；H=-2221.5kJmol-1,15、已知将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)；H=+49kJmol-1CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)；H=-192.9kJmol-1下列说法正确的是（C）A、CH3OH的燃烧热为192.9kJmol-1；B、由上述原理可推知H2的燃烧热为241.9kJmol-1；C、反应中的能量变化如右图所示；D、CH3OH转变为H2的过程一定要吸收能量。,16、已知白磷（P4）和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能：P-P为198kJmol-1，P-O为360kJmol-1，氧气分子内氧原子间的键能为498kJmol-1，则P4(s)+3O2(g)=P4O6(s)的反应热H为(B)A、+1638kJmol-1B、-1638kJmol-1C、-126kJmol-1D、+126kJmol-1,17、合理利用燃料减少污染符合“绿色奥运”理念。下列关于燃料的说法正确的是（B）A、“可燃冰”是将水变成油的新型燃料B、氢气是具有热量高、无污染等优点的燃料C、乙醇是比汽油更环保的不可再生的燃料D、石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料,18.已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（A）A2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；H=-4bkJmol-1BC2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)；H=2bkJmol-1C2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；H=-2bkJmol-1D2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；H=bkJmol-1,19、已知下列