归纳与整理教学设计第二课时

《化学反应与能量》单元复习与巩固

刘青

【学习目标】

1、掌握化学反应的本质和化学反应中的能量变化；

2、了解原电池的工作原理及电极反应式的书写；

3、了解化学反应速率的概念和化学反应限度。

【知识网络】

【典型例题】

类型一：关于化学反应中能量变化的问题

例1、在研究化学反应中的能量变化时我们通常做下面的实验：

在一个小烧杯里，加入20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片(或三合板)上，然后向烧杯内加入约10gNH4Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。

试回答下列问题：

(1)写出反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

(2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是(答出三个或三个以上原因)：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________；

④________________________________________________________________________；

⑤________________________________________________________________________；

⑥________________________________________________________________________。

(4)如果实验中没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？(要求答出两种方案) ________________________________________________________________________。

(5)实验中即使不“结冰”，提起烧杯的时候，发现烧杯与玻璃片也“粘在一起了”，原因是：________________________________________________________________________。

(6)试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因为“结冰”而粘在一起的：

________________________________________________________________________。

【答案】(1)2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3·H2O＋8H2O (2)使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降

(3)①药品用量太小

②Ba(OH)2·8H2O晶体研成粉末，反应太慢

③没有立即迅速搅拌

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

(4)①用皮肤感受，感觉很凉；

②用温度计来检验，发现温度降低。

(5)因为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，烧杯和玻璃片粘在了一起

(6)看烧杯和玻璃片之间是否能够发生相对滑动，若不能，则是由于结冰而粘在一起

【解析】本题是教材实验的拓展探究，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。通过“结冰”现象推断反应吸热时，容易出现一个假象，因为即使在不结冰的情况下，由于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，烧杯和玻璃片也可能粘在一起，当然这种假象可以通过烧杯和玻璃片之间是否能够发生相对滑动来验证，如果是大气压的作用，它们之间可以发生相对滑动；如果是结冰的原因，它们之间不能发生相对滑动。

举一反三：

【变式1】对于放热反应2H2＋O22H2O，下列说法中正确的是(

) A．产物H2O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H2O所具有的总能量

D．反应物H2和O2具有的能量相等

【答案】B 【解析】2H2＋O22H2O是放热反应，放热反应反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量。

【变式2】X、Y两元素的原子，它们分别获得一个电子后，都能形成稀有气体原子的电子层结构，此过程中X放出的能量大于Y，下列推断中不正确的是(

) －－A．X的还原性大于Y

－－B．X的还原性小于Y

C．Y的氧化性小于X D．Y的氧化性大于X 【答案】A、D 【解析】本题主要考查物质的稳定性与能量之间的关系。X、Y获得电子达到稀有气体的稳定结构时，X放出的－－能量大于Y，说明X结合电子的能力强于Y，则X的失电子能力小于Y。

类型二：原电池原理及原电池的构成

例2、铜锌原电池(如下图)工作时，下列叙述正确的是(

) A．正极反应为：Zn-2e-=Zn2+

B．电池反应为：Zn+Cu2+= Zn2++Cu C．在外电路中，电子从负极流向正极

D．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液

(4)一定量的金属跟足量的硫酸反应放出的热量相同

【解析】比较表中实验1和2、实验4和5，其他条件都一样，只是金属状态由丝变成了粉末，金属消失的时间就少了很多，反应速率变快很多，也就是说明金属固体的表面积越大，速率就越快。

同理，比较表中各项数据进行分析不难得出正确答案。

【点评】本题考查了通过处理实验数据研究化学反应速率的影响因素。

举一反三：

【变式1】把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率可由下图表示。在下列因素中：

①盐酸的浓度；②镁条的表面积；③溶液的温度；④Cl-的浓度。

影响反应速率的因素是(

)

A．①④

B．③④

C．①②③

D．②③

【答案】C 【解析】镁条和盐酸反应产生H2，Mg+2H+=Mg2++H2↑，其反应的实质是镁与H+间的置换，与Cl-无关。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，反应速率也会加快；随着反应的进行，H+浓度不断减小，反应速率会逐渐减慢。答案为C。

类型四：化学平衡状态的判定

例4、可逆反应：2NO22NO+O2在密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(

)

①单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO2

②单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态

⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A．①④⑥

B．②③⑤

C．①③④

D．①②③④⑤⑥

【答案】A 【解析】①中可以说明v(正)=v(逆)，可用于判定化学平衡；②中两种物质都是生成物，不能说明v(正)=v(逆)，不可用于判定化学平衡；③在任何状态下化学反应速率之比都等于化学计量数之比，不可用于判定化学平衡；④反应前后存在气体颜色的变化，所以混合气体的颜色不再改变说明已达到化学平衡状态；⑤密度=质量/体积，根据质量守恒定律反应前后质量不变，而在恒容条件下体积也不变，所以混合气体的密度不再改变不能说明达到化学平衡状态；⑥对反应前后气体的化学计量数变化的反应，混合气体的平均相对分子质量不再改变可以说明已达到化学平衡状态。所以①④⑥正确，故选A。

举一反三：

【变式1】在一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：mA(g)+nB(g)

pC(g) +qD(g)，当系数为任意正整数时，下列状态：

①体系的压强不再发生变化；

②体系的密度不再发生变化；

③各组分的物质的量浓度不再改变；

④各组分的质量分数不再改变；

⑤反应速率v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q；

其中，能肯定反应已达到平衡的是(

) A．③④

B．②③④

C．①②③④

D．①②③④⑤

【答案】A