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第二章复习

化学反应与能量

【知识网络构建】

一、化学能与热能

化学键的断裂和形成是化学反应中发生能量变化的主要原因，化学键断裂需要

能量，形成化学键

能量。化学反应必然有化学键的断裂和形成，化学反应就一定有能量的变化。

1、

键能判断依据：

断键吸收总能量＞成键释放总能量

反应

断键吸收总能量＜成键释放总能量

反应

2、

能量判断依据：

反应物的总能量

>

生成物的总能量

反应

反应物的总能量

<

生成物的总能量

反应

常见的放热反应和吸热反应：

放热反应：

燃料的燃烧(与O2的反应）、中和反应、活泼金属与水或酸的反应、物质的缓慢氧化、大部分化合反应（生石灰和水）

吸热反应：

C+CO2 == 2CO

；

H2+CuO == H2O + Cu；

C+H2O == CO↑ + H2↑

Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl ==

CaCO3高温分解（大部分分解反应）CaCO3 == CaO + CO2↑

二、化学能与电能（原电池）

原电池：把

能直接转化为

能的装置。

1、

构成原电池的条件：

A、通常用活泼性不同的两种材料作电极

B、两极之间填充电解质溶液；

C、必须形成闭合回路

D、必须存在自发的氧化还原反应

2、

正负极的判断：

负极：一般是活泼的金属为负极；电子流出的电极；负极总是失电子发生氧化反应；

不断溶解，质量减少为负极；

正极：活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；电流流出方向；正极总是得电子发生还原反应；有气体产生,或质量增加或不变为正极

3、书写原电池的电极方程式（一般步骤）：

A、判断正负极；

B、负极材料单独插入电解质的反应（就是原电池总反应）

C、找出总反应中被氧化的元素（该氧化反应就是负极的电极反应方程式）

D、总反应减负极反应就得出正极反应

三、化学反应速率与限度

1、

定义：用单位时间（如s、min、h）内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增大量(mol/L)来表示。

2、

公式：VB =△CB∕△t =△nB∕(V

•△t)

1

3、单位：mol/(L·min)

或

mol·L-1·S-1

备注：①反应速率是Δt一段时间内的平均速率，②不能用固体或纯液体表示速率。

③同一反应各物质速率之比等于计量数之比。如：已知反应：aA + bB = cC + dD 则有

v(A) : v(B) : v(C) : v(D) =

4、化学反应速率的影响因素：

温度：温度升高，反应速率

（包括正逆）

浓度：方应物浓度增大，反应速率

压强：对于有气体参与的反应，如压强增大能导致反应物浓度增大，则反应速率

催化剂：加快反应速率（同等程度增大正逆反应速率）

5、可逆反应（化学平衡、反应限度）

定义：在

条件下,既向正反应方向进行, 同时又向逆反应方向进行的反应。

如：SO2 + H2O ⇌ H2SO3

；

NH3 + H2O ⇌ NH3•H2O 化学反应的限度（化学平衡状态）：

指在一定条件下的

反应，正反应和逆反应的速率

，反应混合物中各组分的浓度保持

的状态。

（难点：化学平衡状态的判断：）

【练习题】

1．金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石并需要吸收能量。已知12g石墨或金刚石完全燃烧时放出的热量依次为Q1和Q2，下列说法错误的是

(

) A．Q1 < Q2

B．石墨不如金刚石稳定

C．石墨具有的能量比金刚石低

D．石墨与金刚石完全燃烧，生成的CO2一样多

2．在2A＋B===3C＋4D的反应中，下列表示该反应的化学反应速率最快的是

(

) A．v(A)＝0.5 mol/(L·s)

C．v(C)＝0.8 mol/(L·s)

B．v(B)＝0.3 mol/(L·s) D．v(D)＝0.1 mol/(L·s) 3．下列有关电化学知识的描述正确的是

(

) A．从理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池

B．某电池反应Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，正极为Cu，发生氧化反应

C．铁的活泼性强于铜的，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁为负极，铜为正极

D．反应CaO＋H2O===Ca(OH)2可放出大量的热，故可把该反应设计为原电池，使其中的化学能转化为电能

4．10mL1mol/L的盐酸与一小块大理石的化学反应CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O，下列措

2

施能使化学反应速率提高的是（

）

A. 加入一定量的CaCl2

B. 加入5mL1.5mol/L的盐酸

C. 加入15mL0.5mol/L的盐酸

D. 加入5mLH2O 5．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是

(

) A．Li是正极，电极反应为Li－e===Li

B．电池反应时，混合物由黑色变为紫色

C．电池反应时，锂是正极，二氧化锰是负极

D．Li是负极，电极反应为Li－e===Li

6．在一定温度下，2NO2（g)

⇌

N2O4 (g)

(无色）的可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是（

）

A．N2O4不再分解

B．v(N2O4) : v(NO2) = 1:2 C．体系的颜色不再改变

D．

NO2的浓度与N2O4的浓度之比2：1 7．对于反应N2+3H2

⇌

2NH3，下列说法处于化学平衡状态的是（

）

①υ（N2生成）=υ（N2消耗），

②N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2，

③单位时间内生成2molNH3同时消耗1molN2

④N2、H2、NH3的物质的量不再发生变化。

A、①④

B、②③

C、②③④

D、①③④

8．最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：

①EDTA-Fe2+－e- = EDTA-Fe3+

②2EDTA-Fe3+ + H2S = 2H++ S + 2EDTA-Fe2+

该装置工作时，下列叙述错误的是（

）

A．阴极的电极反应：CO2 + 2H+ + 2e-

= CO + H2O B．协同转化总反应：CO2 + H2S = CO + H2O + S C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低

D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性

3 －＋－＋

9．某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出氢气，实验记录如下(累计值)：

时间/min 氢气体积/mL 1 50 2 120 3 232 4 290 5 310 (1)哪一时间段(0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min)反应速率最大________，原因是________________________________________________________________________ (2)哪一段时间的反应速率最小________，原因是___________

_______________

(3)求2～3 min时间段以盐酸的浓度变化表示的该反应速率是________________________。

(4)如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：A．蒸馏水、B．NaCl溶液、C．NaNO3溶液、D．CuSO4溶液、E．Na2CO3溶液，你认为可行的是________。

10．甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如下图所示：

通入a气体的电极是电池的________(填“正极”或“负极”) ，其电极反应为________________________________________________________________________。

(2)如将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。

电极a、b表面发生电极反应。其中a极为________极，b电极反应式：________________________________________________________________________。

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第二章复习

化学反应与能量参考答案

1 B

9．(1)2～3 min

该反应是放热反应，此时温度高

(2)4～5 min

此时H浓度小

(3) 0.1 mol·L1·min1

(4)AB ＋－－2 B 3 A 4 B 5 D 6 C 7 D 8 C 10．(1)负极

CH3OH－6e＋H2O===CO2↑＋6H

(2)负

CO2＋2H＋2e===HCOOH ＋－－＋

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