高一化学必修二第二章-第一节化学能与热能

第二章化学反应与能量第一节化学能与热能一、化学键与化学反应中能量变化的关系1．化学反应中能量变化的原因(1)物质中的原子之间是通过________相结合的。(2)断开反应物中的化学键要______能量；形成生成物中的化学键要______能量。(3)化学键的____________是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。2．决定化学反应中能量变化的因素一个确定的化学反应是吸收能量还是放出能量取决于__________________与__________________的相对大小。当反应物的总能量______生成物的总能量时，化学反应放出能量；当反应物的总能量______生成物的总能量时，化学反应吸收能量。二、化学能与热能的相互转化1．两条基本的自然定律(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，____________不变。(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但是体系包含的________不变。2．化学能与热能的相互转化(1)化学能转化为热能①盐酸与铝反应后，溶液温度______，说明该反应是______反应；②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应，烧杯______，玻璃片与烧杯粘在一起，说明该反应是______反应。③中和热酸与碱发生中和反应生成__________时所释放的热量。(2)热能转化为化学能人们利用热能可以促使化学反应的发生，从而探索物质的________、________或__________________，如______________________________等。三、人类利用能源的三个阶段1．柴草时期该时期从火的发现至18世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。2．化石能源时期从18世纪中期到现代，以____________________为主要能源。3．多能源结构时期以可再生能源和清洁能源(______能源)为主要能源，主要包括__________、______、______、生物质能等知识点一化学反应与能量变化1．下列对化学反应的认识错误的是()A．会引起化学键的变化B．会产生新的物质C．必然引起物质状态的变化D．必然伴随着能量的变化2．下列说法不正确的是()A．每一个化学反应都会伴随着能量变化B．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应放出热量D．反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应吸收热量3．下列说法不正确的是()A．任何分子或化合物都是通过原子间形成化学键相结合的B．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C．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因D．分子的稳定性与化学键强弱有关知识点二放热反应与吸热反应4．已知2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O。下列关于该反应的说法中错误的是()①该反应是一个放热反应②参加反应的氢气和氧气的总能量高于反应生成的水的总能量③该反应是一个吸热反应④参加反应的氢气和氧气的总能量低于反应生成的水的总能量A．①②B．①④C．②③D．③④5．下列说法正确的是()A．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B．放热反应在常温下一定很容易发生C．是放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定D．吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量，放热反应发生时不需要从外界获得能量知识点三化学键与化学反应中的能量变化6．下列说法正确的是()A．只要有一种反应物的键能大于一种生成物的键能，这个反应就是放热反应B．只要有一种反应物的键能大于一种生成物的键能，这个反应就是吸热反应C．反应物的键能之和比生成物的键能之和大得越多，反应放出的能量就越多D．反应物的键能之和比生成物的键能之和大得越多，反应吸收的能量就越多7．氢气在氯气中燃烧时发出苍白色火焰，在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为akJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为bkJ，形成1molHCl中的化学键释放的能量为ckJ，下列关系中正确的是()A．b＞c B．a＋b＞2cC．a＋b＜c D．a＋b＜2c知识点四化学能在生产生活中的应用8．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食前将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动就会制冷。该化学物质是()A．氯化钠 B．固体硝酸铵C．生石灰 D．蔗糖9．下图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是()A．硝酸铵 B．生石灰 C．氯化镁 D．食盐练基础落实9．B[加热杯要选用的固体碎块与水混合应能放出大量的热。]课后作业1．D[分子拆成原子是断开化学键的过程，吸收能量；原子组成分子是形成化学键的过程，释放能量。]2．B[判断一个反应是放热反应还是吸热反应，关键看反应物的总能量与生成物的总能量的差值。如果反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，B项正确；A项和C项错误，都没有考查总能量差；放热反应只表明反应物总能量比生成物总能量高，而加热是反应的条件，两者无必然联系，许多放热反应也必须加热才能开始进行，D项错误。]3．C[以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应均是吸热反应。]4．C[煤燃烧是将化学能转化为热能的过程；化石燃料和植物燃料中的能量均来自太阳能；动物体内葡萄糖被氧化生成CO2，是化学能转化为热能的过程；植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖，是太阳能转化为化学能的过程。]5．C[由图示可知：1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，故该反应为放热反应；从化学键的角度分析：断裂2molA—B键，需要吸收ykJ的能量。]6．A[等量的石墨和金刚石完全燃烧的产物均为CO2，说明产物的总能量相等，而等质量的金刚石燃烧放出能量多，说明等量的金刚石的能量高于石墨的能量，因此由石墨转化为金刚石为吸热反应。]7．C[生成2molHCl气体时释放2×431kJ＝862kJ能量，同时断裂1molH2和1molCl2中化学键需吸收能量436kJ＋243kJ＝679kJ，所以反应放出能量862kJ－679kJ＝183kJ。故C正确。]8．(1)使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降(2)①药品用量太少；②Ba(OH)2·8H2O晶体未研成粉末，反应太慢；③没有迅速搅拌；④环境温度太高；⑤玻璃片上加水太多；⑥氢氧化钡晶体失水(3)①用皮肤感受，感觉很凉；②用温度计来检验，发现温度降低(4)水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯与玻璃片黏在一起了(5)看能否从侧面相对滑动，若不能，则是由于“结冰”而黏在一起的解析本题是教材中实验的拓展探究，对实验成败的关键以及实验过程中可能出现的现象进行了综合分析，对跨学科知识也进行了综合考查。要想证明该反应吸热，不一定要通过“结冰”现象，还可以是“人的感觉”、“温度计”等，但是无论通过什么方式，实验成功的关键是让反应快速进行，从而在较短的时间内使体系温度得到明显的下降。第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能一、能源的分类1．一次能源：______________的能源。2．二次能源：一次能源经过______、______得到的能源。二、化学能转化为电能1．化学能通过燃烧转化为电能——火电(1)能量转化过程：化学能eq\o(→,\s\up7(燃烧))______eq\o(→,\s\up7(蒸汽))________eq\o(→,\s\up7(发电机))______(2)能量转化的关键步骤：__________________是化学能转化为电能的关键。2．原电池(1)实验探究实验装置实验现象铜片：______________锌片：______________电流表：________________结论有______产生，装置中______转化为____(2)原电池：将__________转化为________的装置。(3)工作原理：锌失去电子，作______极，发生的反应为________，电子通过导线流向铜片，溶液中的____在Cu片上得电子生成____，铜片作____，发生的反应为________。(4)反应本质：原电池反应的本质是__________。(5)原电池的构成条件①具有__________的两个电极；②能自发进行的氧化还原反应；③电极间____________；④电解质溶液。(6)原电池的正、负极判断负极正极电极材料活泼性____的金属活泼性____的金属或能导电的______电子流动方向电子____极电子____极电解质溶液中离子定向移动方向____离子移向的极____离子移向的极发生的反应____反应____反应反应现象电极溶解电极______或有________知识点一一次能源与二次能源1．能源可分为一次能源和二次能源，自然界以现成形式提供的能源称为一次能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。据此判断下列叙述正确的是()A．天然气是二次能源 B．石油是二次能源C．电能是一次能源 D．水力是一次能源2．下列叙述不正确的是()A．根据一次能源和二次能源的划分标准，氢气为二次能源B．电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源C．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化知识点二原电池的构成3．下列装置能构成原电池的是()4．某原电池工作时总的反应为Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，该原电池的组成可能是()A．Zn为正极，Cu为负极，CuCl2溶液作电解质溶液B．Cu为正极，Zn为负极，稀H2SO4作电解质溶液C．Cu为正极，Zn为负极，CuSO4溶液作电解质溶液D．Fe为正极，Zn为负极，ZnSO4溶液作电解质溶液知识点三原电池的工作原理5．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是()A．2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑B．2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2OC．Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑D．CH4＋2O2→CO2＋2H2O6．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()①两烧杯中铜片表面均无气泡产生②甲中铜片是正极，乙中铜片是负极③两烧杯中溶液的c(H＋)均减小④产生气泡的速率甲比乙慢⑤甲中SOeq\o\al(2－,4)向Zn片移动，H＋向Cu片移动⑥乙中电流从Cu片流向Zn片⑦甲乙两烧杯中Cu片的质量均不变A．①②③ B．③⑤⑦ C．④⑤⑥ D．②③④⑤⑦知识点四原电池原理的应用7．一学生欲通过实验判断X、Y、Z、W四块金属的活泼性，做了如下实验并得结论：当X、Y组成原电池时，Y为负极；当Z、W组成原电池时，W为正极；W能从含Y离子的盐溶液中置换出单质Y，据此可知它们的活泼性顺序是()A．Z＞W＞X＞Y B．X＞Y＞Z＞WC．X＞Y＞W＞Z D．Z＞W＞Y＞X8．某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌作为负极，则该金属可能为()A．铝 B．铜 C．锡 D．硅练基础落实1．对于原电池的电极名称叙述有错误的是()A．发生氧化反应的为负极B．正极为电子流入的一极C．比较不活泼的金属为负极D．电流的方向由正极到负极2．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是()A．Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2AgB．Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2OC．Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4D．C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO3．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt­Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中()①铝合金是正极②铝合金是负极③海水是电解液④铝合金电极发生还原反应A．②③ B．②④ C．①② D．①④4．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是()5.如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是()A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液练方法技巧——原电池正、负极及电极反应的判断6．镍镉(Ni­Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2充电放电Cd＋2NiO(OH)＋2H2充电放电由此可知，该电池放电时的负极材料是()A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiO(OH)7．据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的铅蓄电池，锌电池具有容量大、污染少等优点，其电池反应为2Zn＋O2=2ZnO，其原料为锌粉、电解液和空气。则下列叙述正确的是()A．锌为正极，空气进入负极B．负极反应为Zn－2e－=Zn2＋C．正极发生氧化反应D．电解液是酸溶液题号1234567答案练综合拓展8．有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L－1H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如下图所示。(1)写出甲池中正极的电极反应式：正极：____________________________________________________________。(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：负极