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第二章 化学反应与能量复习

【教学目标】1、复习化学能与热能

2、复习原电池

3、复习化学反应速率和限度

一、

化学能与热能

1、化学反应中能量变化的主要原因：

2、化学反应吸收能量或放出能量的决定因素：

a. 吸热反应：

反应物的总能量

生成物的总能量

b. 放热反应：

反应物的总能量

生成物的总能量

3、化学反应的一大特征：化学反应的过程中总是伴随着

变化，通常为热量变化

【例题1】下列叙述中不正确的是

（

）

A.放热反应在常温下不一定能够发生

B.反应物总能量高于生成物总能量的反应是放热反应

C.旧键断裂要放热，新键产生要吸热

D.吸热反应在常温下有可能发生

【练习1】

氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO ＝ O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（ ）

A.2Q1+Q2>4Q3

C.Q1+Q2

B.2Q1+Q2<4Q3

D.Q1+Q2＝Q3

【练习2、下列叙述正确的是 （ ）

A.放热反应在任何条件下都能发生

B.铁与盐酸反应全过程反应速率出现先增大后减小的变化

C.石墨加热可转化为金刚石，说明金刚石比石墨稳定

D.煤、石油、天然气资源丰富，是清洁能源

【练习3、航天飞船可用肼(N2H4)作动力源。已知1 g液态肼和足量的液态过氧化氢反应生成N2和水蒸气时放出20.05 kJ热量，化学方程式如下：N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O。下列说法中错误的是(

) A．该反应中肼作还原剂

B．此情况下，液态肼燃烧生成1 mol N2时放出的热量为641.6 kJ C．肼(N2H4)分子中只存在极性共价键

D．该反应的反应物总能量高于生成物的总能量

1

4、常见的放热反应：

A. 所有燃烧反应； B. 中和反应； C. 大多数化合反应； D. 活泼金属跟水或酸反应；

E. 物质的缓慢氧化

5、常见的吸热反应：

A. 大多数分解反应；

C、

氯化铵与八水合氢氧化钡的反应。

【练习4、下列反应属于吸热反应的是（

）

A．稀硫酸与氢氧化钾溶液反应

B．氢气还原氧化铜的反应

C．锌与稀硫酸的反应

D．生石灰变成熟石灰的反应

6、中和热：

A. 概念：稀的强酸与强碱发生中和反应生成1mol H2O（液态）时所释放的热量。

【练习5、下列说法中正确的是

（

）

A.NaOH溶于水时溶液温度升高，是放热反应

B.氢气与氯气反应时要点燃，因为这是一个吸热反应

C.炸药爆炸时发生的是放热反应

D.含0.1mol的浓硫酸与含0.1mol的浓盐酸与足量烧碱溶液反应时放出热量相同

【练习6、如图是某同学设计的放热反应的观察装置，其实验操作步骤如下：

[来源学§科§网]

①按图所示将实验装置连接好；

②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)，打开T形管活塞，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再关闭T形管活塞；

③在盛有1.0 g氧化钙的小试管里滴入2 mL左右的蒸馏水，观察现象。

试回答：

(1)实验前必须进行的一步实验操作是________。

(2)实验中观察到的现象是_______________________________________________。

(3)实验中发生的化学反应方程式：_____________________________________。

(4)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2的能量之间的关系：______________。

(5)若该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象？________(填“能”或“否”)。

[来源学#科#网]

2

二、

化学能与电能

1、原电池（重点）

（1）

概念：

（2）

工作原理： a. 负极：

发生氧化反应 b. 正极：

发生还原反应

（3）

原电池的构成条件

：

关键是能自发进行的氧化还原反应能形成原电池

a.

b.

c.

（4）

原电池正、负极的判断：

a. 负极：

b. 正极：

（6）

原电池的电极反应：（难点）

a. 负极反应：X－ne＝X

b. 正极反应：溶液中的阳离子得电子的还原反应

【练习7、对于a、b、c、d四块金属片，若a、b用导线相连浸泡在稀H2SO4中，电子由a流向b；c、d用导线相连浸泡在稀H2SO4时，d产生大量气泡；a、c用导线相连浸泡在稀CuSO4中时，c上附着上一层红色物质；d浸泡在b的硝酸盐溶液中，置换出b的单质。由这四种金属的活动顺序由大到小为(

) A．a＞b＞c＞d

C．c＞a＞b＞d

2、原电池的设计：（难点）

根据电池反应设计原电池：（三部分＋导线）

A. 负极为失电子的金属（即化合价升高的物质）

B. 正极为比负极不活泼的金属或石墨

C. 电解质溶液含有反应中得电子的阳离子（即化合价降低的物质）

3、金属的电化学腐蚀

（1）不纯的金属（或合金）在电解质溶液中的腐蚀，关键形成了原电池，加速了金属腐蚀

（2）

金属腐蚀的防护：

①

改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力。如：不锈钢。

②

在金属表面覆盖一层保护层，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。

（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜） ③

电化学保护法：

牺牲活泼金属保护法(即较不活泼金属作原电池正极)。

4、发展中的化学电源

（1）

干电池（锌锰电池）

a. 负极：Zn －2e

＝ Zn

b. 参与正极反应的是MnO2和NH4

3 + -2+n－B．a＞c＞d＞b D．b＞d＞c＞a

（2）

充电电池

a. 铅蓄电池：

铅蓄电池充电和放电的总化学方程式

放电时电极反应：

负极：

正极：

b. 氢氧燃料电池：

它是一种高效、不污染环境的发电装置。它的电极材料一般为活性电极，具有很强的

催化活性，如铂电极，活性炭电极等。

①氢氧燃料电池

总反应：2H2 + O2＝2H2O 电极反应为（电解质溶液为KOH溶液）

负极：

正极：

【例题2】以FeCl3溶液为电解质，铜棒和铁棒为电极，构成闭合回路，下列说法正确的是

（

）

A.Fe3+得到电子被氧化

B.Cl—向铜棒移动

C.工作一段时间后，溶液中阳离子数目增多

D.总反应可表示为：2Fe3++Cu = 2Fe2+ + Cu2+

〖跟踪训练2〗下列说法中错误的是

（

）

A.不是任何化学反应都可以设计成原电池

B.原电池工作时电子从负极流出，流入正极

C.手机充电宝正确使用其寿命是可无限期

D.以氢氧化钠为电解质，石墨为电极，向两极分别通入CH4和O2，溶液中会生成CO32—

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三、

化学反应速率与限度

1、化学反应速率

（1）

化学反应速率的概念：

（2）

计算（重点）

a. 简单计算

b. 已知物质的量n的变化或者质量m的变化，转化成物质的量浓度c的变化后再求反应速率v c. 化学反应速率之比

＝

化学计量数之比，据此计算：

已知反应方程和某物质表示的反应速率，求另一物质表示的反应速率；

已知反应中各物质表示的反应速率之比或△C之比，求反应方程。

d. 比较不同条件下同一反应的反应速率

关键：找同一参照物，比较同一物质表示的速率（即把其他的物质表示的反应速率转化成同一物质表示的反应速率）

2、影响化学反应速率的因素（重点）

（1）

决定化学反应速率的主要因素：反应物自身的性质（内因）

（2）

外因：

a. 浓度越大，

b. 升高温度（任何反应，无论吸热还是放热），

c. 催化剂一般加快反应速率

d. 有

参加的反应，增大压强，

e. 固体表面积越大，

f. 光、反应物的状态、溶剂等

3、化学反应的限度

（1）可逆反应的概念和特点

（2）绝大多数化学反应都有可逆性，只是不同的化学反应的限度不同；相同的化学反应，不同的条件下其限度也可能不同

（3）化学反应限度的概念：

一定条件下，

当一个可逆反应进行到

, 达到表面上静止的一种“平衡状态”，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡，这就是可逆反应所能达到的限度。

（4）化学平衡的曲线：

（5）

可逆反应达到平衡状态的标志：

反应混合物中各组分浓度保持不变

↓

正反应速率＝逆反应速率

↓

消耗A的速率＝生成A的速率

（6）

怎样判断一个反应是否达到平衡：

（1）正反应速率与逆反应速率相等；

（2）反应物与生成物浓度不再改变；

（3）混合体系中各组分的质量分数 不再发生变化；

（4）条件变，反应所能达到的限度发生变化。

（7）化学平衡的特点：逆、等、动、定、变。

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【典型例题】

例1. 在密闭容器中充入SO2和O2，在一定条件下开始反应，在达到平衡时，O存在于（ ）

A. 只存在于氧气中

B. 只存在于O2和SO3中

C. 只存在于SO2和SO3中

D. SO2、SO3、O2中都有可能存在

例2. 下列各项中，可以说明2HIH2+I2(g)已经达到平衡状态的是（ ）

1818 A. 单位时间内，生成n mol H2的同时生成n mol HI B. 一个H—H键断裂的同时，有2个H—I键断裂

C. 温度和体积一定时，容器内压强不再变化

D. 温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化

E. 温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化

F. 条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化

【例题3】下列说法正确的是

（

）

A.加压时所有的反应速率会增大

B.升温时任何反应速率增大

C.炭和水蒸气反应时达到平衡后再加入碳进去，反应速率会增大

D.常温下铝与浓硫酸反应速率比稀硫酸快

〖跟踪训练3〗在一容积为2升的密闭容器中，通入1mol N2和4molH2，10min后达到平衡，容器内气体物质的量是反应前的80%。

（1）此时容器中①H2的浓度为

②N2的反应速率为

③NH3的产率是

④能说明该反应达到化学平衡状态的是

（

）

A.气体的密度不变

B.H2的正反应速率是N2的正反应速率的三倍

C.气体的平均相对分子质量不变

D.NH3的正反应速率和N2的逆反应速率相等

【课外练习】

1、下列叙述正确的是 （ ）

A.放热反应在任何条件下都能发生

B.铁与盐酸反应全过程反应速率出现先增大后减小的变化

C.石墨加热可转化为金刚石，说明金刚石比石墨稳定

D.煤、石油、天然气资源丰富，是清洁能源

3、如右图所示，烧杯中盛的是AgNO3溶液，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一

根绝缘细丝吊住，并使之平衡。一段时间后，下列说法正确的是(

) A．两圈仍保持平衡

B．银圈是负极

C．银圈向下倾斜

D．铁圈向下倾斜

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4、实验室中制取氢气，最好的方法是(

) A．纯锌与稀硫酸反应

B．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应

C．炭和水蒸气反应 D．纯锌与浓硫酸反应

5、化学反应伴随着能量的变化，下列过程中的能量变化不是由化学反应引起的是(

) A．煤的燃烧

B．Ba(OH)2·8H2O晶体与氯化铵晶体反应

C．中和反应

D．中午阳光底下车胎爆炸

6、下列各组的电极材料和电解液，不能组成原电池的是（

）

A．铝片、铁片、浓硫酸

B．铜片、石墨棒，硝酸银溶液

C．锌片、铝片，氢氧化钠溶液

D．铜片、银片，FeCl3溶液

7、下列说法中正确的是（

）

A．镍氢电池、锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池

B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池

C．化学电池的反应基础是氧化还原反应

D．铅蓄电池放电的时候正极是Pb负极是PbO2

8、在一个密闭容器中，盛有N2和H2，在一定的条件下它们反应生成NH3，下列平均反应速率最快的是

-1-1-1-1 A．v(N2)=0.1 mol·L·min B．v(H2)=0.3 mol·L·min（ ）

[来源:学#科#网Z#X#X#K]C．v(N2)=0.01 mol·L·s D．v(NH3)=0.6 mol·L·min

9、下列反应属于吸热反应的是（

）

A．稀硫酸与氢氧化钾溶液反应

B．氢气还原氧化铜的反应

C．锌与稀硫酸的反应

D．生石灰变成熟石灰的反应

10、下列关于原电池的叙述中正确的是

（

）

A．正极和负极必须是两种不同的金属

B．原电池是把化学能转化成电能的装置

C．原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应

生成

-1-1-1-1 D．锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5g锌溶解，正极上就有0.1g氢气[来源:学。科。网]11、铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料是Pb和PbO2，电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，据此判断：

(1)铅蓄电池的负极材料是________；

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(2)工作时，负极电极方程式为

，当负极质量增加4.8g时，转移电子的个数为

(3)工作时，电解质溶液中阴离子移向________极；

⑷用该电池电解水，当电路转移电子0.2mol时，产生H2在标准状态的体积为

。

12、Ⅰ.在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入一容积为

2 L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间变化情况如下图。

(1) 该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示)：

______________________。

(2) X物质在

b点和d点时哪个反应速率大？

___________。

⑶

前10min X的反应速率为

Ⅱ.下图是可逆反应X2＋3Y2下列叙述正确的是________ A．t1时，只有正方向反应

B．t2时，反应达到限度

C．t2～t3，反应不再发生

来源学科网2Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，

D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化

——22参考：11、（1）Pb （2）Pb-2e+SO42=PbSO4

6.02×10 （3）负 （4）2.24L 12、I （1）Y-1-12X

（2）d

（3）0.04mol·L·min II.BD

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