DOC《第六章 化学反应与能量》

第六章 化学反应与能量 要点解读

一、化学能与热能 1.

化学反应中能量变化的本质 化学键的断裂和形成.其中断键 能量,成键 能量. 2.化学反应中能量变化与反应物、生成物能量的关系 反应物的总能量 生成物的总能量,反应放出能量(放热反应). 反应物的总能量 生成物的总能量,反应吸收能量(吸热反应). 3.反应中化学能与热能的相互转化 (1)化学能转化为热能――放热反应 常见的有:等等. (2)热能转化为化学能――吸热反应 常见的有:等. 4.中和热:酸与碱发生中和反应生成1mol H2O时所释放的热量称为中和热.

二、化学能与电能 1.火电:化学能间接转化为电能. 2.原电池:将 能转变为 能的装置. ⑴ 工作原理(以铜、锌、稀硫酸组成的原电池为例): 负极(Zn)反应) 正极(Cu)反应) ⑵形成条件: ⑶简单原电池正极、负极的判断方法:较活泼的金属是 极,较不活泼的金属或非金属是 极. 3.发展中的化学电源(只要求了解正负极材料、电解质溶液和其用途): ⑴干电池(一次电池): ①普通锌锰电池 , ②碱性锌锰电池 ;

⑵充电电池(二次电池): ①铅蓄电池 ,②镍镉电池 , ③锂离子电池;

⑶燃料电池.

三、化学反应的速率与限度 1.化学反应速率及其表示方法 ⑴定义:通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加(取正值)来表示. ⑵表示方法:υ=式中υ-平均速率、Δc-浓度变化、Δt-时间) ⑶单位: ⑷同一反应选用不同物质表示同一段时间内的反应速率时,其数值可能不同,但表达的意义相同,各物质的反应速率之比等于该反应方程式中 之比. 2.影响反应速率的外界因素 ⑴在其它条件不变时,升高温度,可 化学反应速率;

⑵在其它条件不变时,使用催化剂一般可 化学反应速率;

⑶在其它条件不变时,增大反应物浓度,可 化学反应速率. 3.化学反应的限度 ⑴化学平衡状态:在一定条件下,当一个可逆反应进行到 时, 不再发生改变,达到表面上静止的状态,我们称为化学平衡状态,简称化学平衡.化学平衡是在给定条件下化学反应所能达到的最大程度,即该反应的限度. ⑵化学平衡状态的特征:逆、动 、等 、定 、变. 4.燃料的充分燃烧的条件及意义 条件: 意义:节约能源;

减少燃烧产物对大气的污染. 学法指导 【例1】下列说法中正确的是( ) A.凡是物质的化学变化都伴随着能量的变化 B.凡是物质的化学变化就一定只伴随着化学能与热能的转化 C.凡是吸热反应都需要人为加热 D.凡是放热反应都不需要人为加热 解析:本题能力层次为B.从能量守恒角度来认识放热反应和吸热反应,更能体现其本质.放热反应和吸热反应与反应条件无关,即加热的反应也有放热反应;

常温下就进行的反应也有吸热反应,如氢氧化钠晶体与氯化铵晶体反应.物质的化学变化也伴随着化学能与其它能的转化,如光能等.答案:A 学法指导:本题主要考查化学反应中能量变化与放热反应和吸热反应.对于放热与吸热反应,可从以下两个方面进行分析:(1)根据反应物总能量(E反)与生成物总能量(E坐)的相对大小来分析,当E反〉E坐,反应为放热反应;

反之则为吸热反应.(2)根据反应物断键吸收的能量(E断)与生成物中形成新化学键放出的能量(E成)的相对大小来分析;

当E断〉E成,反应为吸热反应;

反之则为放热反应. 【例2】可逆反应2SO2 + O2 2SO3在一定条件下达到化学反应的限度时( ) ① 消耗2 mol SO2的同时生成2 mol SO3 ② SO

2、O2与SO3的物质的量之比为2∶1∶2 ③ 反应混合物中,SO3的质量分数不再改变 A.①② B.①③ C.只有③ D.只有① 解析:本题能力层次为B.判断化学反应达到限度的重要依据:(1)正、逆反应速率相等.这里的正、逆反应速率相等是对同一物质来说的,不同物质要一个代表正反应方向,另一个代表逆反应方向,数值之比等于方程式中化学计量数之比.(2) 各物质的含量保持不变 .这里的 含量保持不变 含义很多,既可以是物质的量浓度不变,也可以是百分含量不变(物质的量、质量、体积分数)等.本题中①均为正反应方向,②是SO

2、O2与SO3在反应中物质的量的变化量之比.答案:C 学法指导:本题考查化学反应限度的判断标志. 判断一反应是否达到限度,依据有两个:一是微观(实质):V(正)=V(逆);

二是宏观(特征):各组成成分的含量保持一定. 【例3】有A、B、C三块金属浸泡在稀硫酸中,用导线两两相连要以组成各种原电池.若A、B相连,A为负极;

B、C相连,B上有气泡逸出;

A、C相连,A极减轻.则三种金属的活动性顺序由大到小排列为 . 解析:本题能力层次为C.金属组成原电池时,相对活拨的金属失去电子作负极,被氧化,质量减轻,相对不活泼的金属作正极,发生还原反应,有物质析出,由题意得金属活动关系为:A>

B、C>

B、 A>

C,综合分析金属活动性关系为A>

C>

B.答案:A>

C>

B 学法指导:本题主要考查原电池原理的应用.通过原电池原理,比较金属活动性强弱一般是, 负极金属>

正极金属.常见判断正负极反应的现象有: 负极反应或现象:①氧化反应 ②电极溶解 ③电子流出 ④电流流入 正极反应或现象:①还原反应 ②有物质析出 ③电子流入 ④电流流出 【例4】将Zn投入一定浓度一定体积的盐酸中,H2的生成速率与时间的关系如图所示,试解释图中曲线变化的原因(纵坐标为H2的生成速率,横坐标为时间). 答: 解析:本题能力层次为C.Zn与盐酸反应是放热反应,该反应中影响化学反应速率的因素有两个:一是反应放出的热量使反应速率增大;

二是反应使HCl物质的量浓度减小,反应速率减小.由图像可知,在开始时温度变化是影响反应速率的主要因素,但随着反应的进行,HCl物质的量浓度的减小是影响反应速率的主要因素.答案:①反应开始时,反应放热,反应速率较快;

②随着反应的进行,HCl物质的量浓度变小,反应速率又变慢. 学法指导:本题考查通过图像分析影响化学反应速率的因素.图像分析应注意以下几方面:(1)看起点(2)看终点(3)看变化趋势,分清 渐变 和 突变 , 大变 和 小变 等. 梯度练习 A组1.下列变化过程需要吸收能量的是( ) A.C1+C1→C12 B.H2→H+H C.H2+C12=2HC1 D.H+C1→HC1 2.下列反应中属吸热反应的是( ) A.镁与盐酸反应放出氢气 B.氢氧化钠与盐酸的反应 C.硫在氧气中燃烧 D.Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl反应 3.原电池( ) A.把光能转变成了化学能 B.把化学能转变成光能 C.把热能转烃成了电能 D.把化学能转变成了电能 4.下列化学电池不易造成环境污染的是 ( ) A.铅蓄电池 B.锌锰电池 C.镍镉电池 D.氢氧燃料电池 5.下列事实中,什么因素影响了化学反应的速率? ⑴夏天的食品容易霉变,冬天就不容易发生该现象 ;

⑵熔化的氯酸钾放出气泡很慢,撒入少量二氧化锰很快产生气体 ;

⑶工业上常将固体燃料粉碎,以提高燃烧效率 ;

⑷集气瓶中H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸 . 6.在铜锌原电池中,以硫酸铜为电解质溶液.锌为 极,电极上发生的是 反应( 氧化 或 还原 ),电极反应式为 ,铜为 极,电极反应式是 . 7.煤的气化和液化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径,目前不少城市将焦炭在高温下与水蒸气反应制得水煤气,写出该反应的化学方程式 , 说明固体煤经处理变为气体燃料使用的优点是 . B组8.下列关于能量转换的认识不正确的是 ( ) A.电解水生成氢气和氧气时,电能主要转化为化学能 B.绿色植物进行光合作用时,太阳能转主要化为化学能 C.煤燃烧时,化学能主要转化为热能 D.白炽灯工作时,电能全部转化为光能 9. 已知石墨在一定条件下转化成金刚石是吸热反应,由此可能出的正确结论是( ) A.石墨比金刚石更稳定 B.金刚石比石墨更稳定 C.石墨转化成金刚石是物理变化 D.石墨和金刚石的结构相同 10.A和B反应生成C,反应由A、B开始,它们的起始浓度均为1mol/L,反应进行2min后A 的浓度为0.8mol/L,B的浓度为0.6mol/L,C的浓度为0.6mol/L.则2min内反应的平均速率VA=VB=VC=该反应的化学反应方程式为_ 11.炭火炉内的炭燃烧至炽热时,在往炉膛底的热炭上喷洒少量水的瞬间,炉火更旺,这是 因为 .如果烧去 同量的炭,喷洒过水和设有洒过水的炭火炉相比,放出的总能量 (填 相同 或 不相同 ),原因是 . C组12.在一定条件下反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到化学反应的限度时( ) A.单位时间内生成n mol A2的同时,生成n mol的AB B.容器内的总压强不随时间而变化 C.单位时间内生成2n mol AB的同时,生成n mol的B2 D.单位时间内,生成n mol A2的同时,生成n mol的B2 13.某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了科学探究,采集的数据见下表: ⑴表一:用10mL H2O2制取150mLO2所需的时间(秒) 请问:①该研究小组在设计方案时.考虑了浓度、等因素对过氧化氢分解速率的影响. ②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个,说明该因素对分解速率有何影响? . ⑵将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入到5mL 5%的双氧水中,并用带火星的木 条测试.测定结果见表二: 催化剂(MnO2) 操作情况 观察结果 反应完成所需的时间 粉末状 混合不振荡 剧烈反应,带火星的木条复燃 3.5分钟 块状 反应较慢,火星红亮但木条未复燃 30分钟 ③写出H2O2发生的化学反应方程式_ ④实验结果说明催化剂作用的大小与_有关. ........