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第二章 化学反应与能量

化学能与热能
教学目标：1，了解化学反应的本质，理解化学反应中能量的来源。
2，了解常见的吸热反应和放热反应并能判断。
3，会写热化学方程式。
教学重点:会计算反应焓变。
教学难点：会写热化学方程式

【课前自主复习】
一、化学键与化学反应中能量的变化关系
1.化学反应的本质：旧化学键断裂需要 ____ 能量，形成化学键要 __ 能量
2.化学变化中能量变化的主要原因： .
3.判断反应吸收或放出能量的依据：
（1）从化学键键能的角度分析
一个化学反应是吸热还是放热取决于：取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小。
（2）从物质总能量的角度分析
当反应物的总能量 生成物的总能量时，为放热反应；
当反应物的总能量 生成物的总能量时，为吸热反应。
一个化学反应是放热反应还是吸热反应取决于：取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
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：
⑵能量守恒定律：
2、放热反应和吸热反应
　⑴化学反应中的能量变化，通常主要表现为 的变化。
　⑵放热反应： 。
　⑶吸热反应： 。
【考纲点拨】
1、知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
2、知道吸热反应和放热反应的涵义
3、通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化
4、举例说明化学能与电能的转化关系及其应用
【自主研究例题】
1.下列反应中属吸热反应的是 （ ）
A.铝与盐酸反应放出氢气 B.氢氧化钠与盐酸的反应
C.硫在空气或氧气中燃烧 D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
2．一种“即食即热型快餐”适合外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的、并已加工好的真空包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质，使用时拉动预留在外的拉线，使这两种化学物质反应，此时便可对食物进行加热，这两包化学物质最合适的选择是（ ）
　A．浓硫酸与水???? B．生石灰与水??　C．熟石灰与水??? D．氯化钠与水
3．下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是 （ ）

4．下列关于化学反应与能量的说法正确的是 （ ）
A．氧化还原反应都会放出热量
B．化学键的断裂和形成与反应放热和吸热密切相关
C．反应物的总能量与生成物的总能量一定相等
D．化学反应中既没有物质变化也没有能量变化
5．对于放热反应，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
教师点评：

【小高考链接】
【例1】对于反应中的能量变化，表述正确的是（ ）
A．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量
B．断开化学键的过程会放出能量
C．加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．氧化反应均为吸热反应
【例2】下列反应属于吸热反应的是（ ）
A．石灰石在高温下的分解反应 B．生石灰和水的反应
C．盐酸与氢氧化钠溶液的反应 D．木炭在氧气中燃烧
【例3】关于化学反应与能量的说法正确的是（ ）
A．中和反应是吸热反应 B．燃烧属于放热反应
C．化学键断裂放出能量 D．反应物总能量与生成物总能量一定相等
【例4】下列说法中错误的是 （ ）
A．CO燃烧是放热反应 B．H2SO4与NaOH反应是放热反应
C．CaO与H2O反应是吸热反应 D．CaCO3受热分解是吸热反应
【归纳与思考】
第二节 化学能与电能
【课前自主复习】
一、化学能转化为电能
⑴特点：把 能转化为 能的装置。
⑵构成条件：① ②
③
⑶电极名称及电极反应
正极：电子 的极， 电极（填“活泼”，“不活泼”），发生 反应。
负极：电子 的极， 电极（填“活泼”，“不活泼”），发生 反应。
电子流向：电子在外电路沿导线从______极流向_______极。
实例：Cu---Zn—稀H2SO4原电池（如图）：
正极材料是 ；正极电极反应式为 ；反应类型
负极材料是 ；负极电极反应式是 ；反应类型
电池总反应为
二、发展中的化学电源
1、干电池：
正极： 负极：
2、充电电池（铅蓄电池）
总反应为：
正极： 电极反应： ，
负极： 电极反应： 。
根据自己的经验，对电池充电应如何接法： 。
3、燃料电池（以氢氧燃料电池为例）
正极：通入 气体， 电极反应： ，
负极：通入 气体， 电极反应： 。
【考纲点拨】
1、通过制作简易原电池的实验，知道原电池的概念和原理
2、认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性
【自主研究例题】
1．如右图所示，把锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸溶液构成原电池。下列叙述正确的是 （ ）
A．Zn是负极，发生还原反应
B．电子从锌片经外电路流向铜片
C．一段时间后溶液变蓝
D．铜片上可见气泡，一段时间后溶液总质量减少
2．下列装置能够组成原电池的是（ ）

稀硫酸 AgNO3(aq) 蔗糖 稀硫酸
A B C D
3、右图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的是：（ ）
A．a极是负极
B．正极的电极反应是：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．电子由b通过灯泡流向a
D．氢氧燃料电池是环保电池
4．已知空气—锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH—-2e—=ZnO+H2O；碳棒：O2+H2O+2e—=2OH—，据此判断，锌片是( )
A．正极并被还原 B．正极并被氧化 C．负极并被还原 D．负极并被氧化
5．右图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是 ( )
A．电池内部含有电解质 B．锌是负极，碳棒是正极
C．电池用完后可埋入土壤 D．锌锰干电池属一次电池
教师点评：

【小高考链接】
【例1】氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如右图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是（ ）
该电池工作时电能转化为化学能 B 该电池中电极a是正极
外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
该电池的总反应：
【例2】右图为番茄电池，下列说法正确的是（ ）
A．一段时间后，锌片质量会变小 B．铜电极附近会出现蓝色
C．电子由铜通过导线流向锌 D．锌电极是该电池的正极
【例3】右图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是（ ）
A．锌片逐渐溶解
B．烧杯中溶液逐渐呈蓝色
C．电子由铜片通过导线流向锌片
D．该装置能将电能转变为化学能
【归纳与思考】

第三节 化学反应的速率和限度
【课前自主复习】
1．定义：化学反应速率是用来衡量化学反应进行 的物理量， 常用单位时间内反应物 或生成物 来表示，其数学表达式可表示为 单位 各物质表示的速率比等于该反应方程式中相应的
2．影响化学反应速率的因素
（1）内因：
（2）外因：其他条件不变时
①温度：温度越高反应速率越快 ②压强：对于有气体参加的反应，增加压强化学反应速率越快
③浓度：浓度越大反应速率越快 ④催化剂：使用正催化剂化学反应速率增大
其他：反应接触面积的大小、固体反应物的颗粒大小、光照、超声波、电磁波、溶剂等对反应速率也有影响。
3.可逆反应：在同一条件下，既可以想正反应方向进行，同时又可以想逆反应方向进行。可逆反应有一定限度，反应物不可能完全转化为生成物。
例如：Cl2+H2O HCl+HClO 2Fe3++2I- 2Fe2++I2
4.化学平衡状态：在一定条件下的可逆反应里，当正反应速率 逆反应速率，反应物和生成物的浓度 的状态
特征：动：动态平衡 V正≠0， V逆≠0 等：V正=V逆 定：各组分的浓度保持不变（不是相等，也不是某种比例） 变；条件改变，平衡发生移动、
5化学反应条件的控制：
（1）、控制化学反应条件的意义
通过化学反应条件的控制，改变化学反应____________ 和化学反应的____________ ，促进对人类有利的化学反应，抑制有害的化学反应。
（2）、提高燃料燃烧效率的措施
(1)尽可能使燃料 ____________ ，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能____________ ，且空气要 ____________ 。
(2)尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高____________。
练习
1、下列说法正确的是 (　　)
A、2H2＋O2=====点燃2H2O与2H2O=====通电2H2↑＋O2↑互为可逆反应。
B、通过改变反应条件，可逆反应中反应物的转化率可达到100%。
C、SO2和O2的反应可写为2SO2＋O2=====催化剂△2SO3。
D、化学反应达到限度时，正逆反应速率相等。
2、下列关于燃料充分燃烧的说法，不正确的是________。
A．空气量越多越好 B．应通入适量的空气
C．固体燃料燃烧前最好粉碎 D．液体燃料燃烧时可以以雾状喷出
【考纲点拨】
1、通过实验认识化学反应的速率
2、通过实验认识化学反应的限度
3、了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用
【自主研究例题】
1．在一定条件下，反应N2+3H2 2NH3在10L密闭容器中进行，测得2min内，N2的物质的量由6mol减少到2mol，则2min内N2的平均反应速率为
A．0.4 mol/(L·min) B．0.2 mol/(L·min) C．0.3 mol/(L·min) D．0.6mol/(L·min)
2．下列各组反应（表内物质均为反应物）刚开始时，放出H2的速率最大的是
编号 金属（粉末状） 物质的量 酸的浓度 酸的体积 反应温度
A Mg 0.1mol 6mol/L硝酸 10mL 60℃
B Mg 0.1mol 3mol/L盐酸 10mL 30℃
C Fe 0.1mol 3mol/L盐酸 10mL 60℃
D Mg 0.1mol 3mol/L盐酸 10mL 60℃
3．下列关于化学反应的速率和限度的说法正确的是
A．化学反应速率通常只能用反应物浓度的减少量表示
B．影响化学反应速率的条件并不只是温度和催化剂
C．化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度相等时的状态
D．催化剂都能加快化学反应速率，提高原料利用率或转化率
4．哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1mol N2和3mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是
A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3
B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零
D．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
教师点评：

【小高考链接】
【例1】对于工业合成氨反应：N2＋3H22NH3，下列说法错误的是 （ ）
A．使用合适的催化剂可以加大反应速率 B．升高温度可以增大反应速率
C．增大N2浓度可以使H2转化率达到100% D．增大N2浓度可以增大反应速率
【例2】实验室用锌粒与2mol/L硫酸溶液抽取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是（ ）
A．用锌粉代替锌粒 B．改用3mol/L硫酸溶液
C．改用热的确2mol/L硫酸溶液 D．向该硫酸溶液中加入等体积的水
【例3】对于反应2H2O2 2H2O + O2↑，下列措施不能增大化学反应速率的是 （ ）
A．减小H2O2溶液的浓度 B．升高H2O2溶液的温度
C．向H2O2溶液中加人少量MnO2粉末 D．向H2O2溶液中加人一定浓度的FeCl3溶液
【例4】下列措施不能增大反应速率的是 （ ）
A．升高温度 B．降低温度
C．提高反应物浓度 D．使用合适的催化剂
【归纳与思考】




【自主检测】
1．下列措施和节能减排无关的是
A．将白炽灯换成节能灯 B．发展利用新能源，如太阳能、氢能、核能等
C．大力植树造林，增加绿色植被 D．少开汽车，采取骑自行车或做公交车
2．下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A．化合反应一定是放热反应 B．化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关
C．反应物的总能量与生成物的总能量一定相等 D。化学反应中既有物质变化又有能量变化
3．下列说法中正确的是
A．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是吸热反应
B．电解水可以获得H2和O2，该反应是放热反应
C．只有吸热反应的发生才需要加热条件
D．放热反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量
4．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是( )。
A．锌粒与稀硫酸的反应 B．灼热的木炭与CO2反应
C．甲烷在氧气中的燃烧反应 D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
5．下列不属于化石燃料的是 　　 （ ）
A．煤 B．石油 C．氢能 D．天然气　
6． “摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质可能是( )。
A．氯化钠 B．固体硝酸铵 C．生石灰 D．蔗糖
7．下列反应过程中的能量变化情况符合右图的是
A．酸与碱的中和反应 B．镁和盐酸的反应
C．氧化钙和水反应 D．水发生分解反应
8．酒精燃烧的过程中，发生了能量的转化。下列判断中正确的是
A.化学能部分转化为热能 B.电能部分转化为化学能
C.热能部分转化为化学能 D.光能部分转化为化学能
9．关于化学反应中能量变化的说法错误的是
A．右图所示的反应为吸热反应
B．化学反应中有物质变化也有能量变化
C．需要加热的化学反应一定是吸热反应
D．化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量
10．已知化学反应C(s)+O2(g) CO2(g) 是放热反应。据此推断下列说法正确的是 （ ）
A．反应物的总能量大于生成物的总能量 B．反应物的总能量小于生成物的总能量
C．反应物的总能量等于生成物的总能量D无法确定反应物总能量和生成物总能量的相对大小 11．人类对于能源的利用大致可以分为三个时代：柴草能源、化石能源、多能源时代。以下说法正确的是： （ ）
A．原始社会人类学会利用火，他们以天然气取暖，吃熟食，从事生产活动
B．目前我国广大农村生活做饭使用的都是化石原料
C．多能源时代指的是新能源时代，包括核能、太阳能、氢能
D．化石燃料的燃烧没有污染

【自主检测】
1．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 ( )





2．某课外活动小组使用下列用品设计原电池。下列说法正确的是 ( )
用品：铜片、铁片、导线、金属夹、发光二极管、橙汁500mL、烧杯。
A．该装置能将电能转化为化学能 B．电子由铁片通过导线流向铜片
C．铁片上会析出红色的铜 D．实验过程中铜片逐渐溶解
3．在右图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电流从电极X流向电极Y。若X为铁，则Y可能是 ( )
A．锌 B．石墨 C．银 D．铜
4．铅蓄电池是广泛应用于汽车、柴油机、等的启动电源。电池总反应式为：
Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O.下列说法正确的是 ( )
A.该电池的正极为铅 B.该电池反应中PbO2起催化剂作用
C.该电池的正极为PbSO4 D.该电池的负极为铅
5．有右图所示装置，下列有关说法正确的是 ( )
A．该装置实现电能转变为化学能
B．该装置中正极是Cu 、负极是Ag
C．该装置外电路中电子由Ag棒转移到Cu棒
D．该装置中Ag棒上的电极反应为：Ag＋＋e－＝Ag

6．右图是日常生活中常见电动自行车主要部件之铅蓄电池结构示意图，有关说法不正确的是 ( )
A．铅蓄电池属于二次电池
B．实际使用过程中可以无限次充放电
C．使用过程中负极发生氧化反应
D．铅蓄电池体积大有污染还不是最理想的电池
7．银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源，它的电池反应是：Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2，则负极上发生反应的物质是： ( )
A. Ag B. Zn(OH)2 C. Ag2O D. Zn
8．氢氧燃料电池是将多孔镍电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入H2和O2，即可产生电流。下列叙述中正确的是 ( )
A．通入H2的电极为正极 B．正极的电极反应式为O2+2H2O+4e－= 4OH－
C．工作时，负极区溶液pH升高 D．工作时，溶液中的阴离子移向正极
9．如图所示装置：
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象为 。
两极反应式为：正极 ；
负极 。
该装置将 能转化为 能。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为 ，
总反应方程为 。
【自主检测】
1．决定化学反应速率大小最根本的因素是（ ）
A．反应物浓度 B．反应温度 C．反应物本身 D．使用不同的催化剂
2．下列措施是为了降低化学反应速率的是（ ）
A．食品放在冰箱中贮藏 B．工业炼钢用纯氧代替空气
C．合成氨工业中使用催化剂 D．在加热条件下，用氢气还原氧化铜
3．在一条件下，反应N2+3H2 2NH3在10L密闭容器中进行，测得2min内，N2的物质的量由20mol减少到8mol，则2min内N2的化学反应速率为（ ）
A．1.2mol/(L·min) B．1.0 mol/(L·min) C．0.6 mol/(L·min) D 0.4 mol/(L·min)
4．在反应：C+CO2 2CO中，可使反应速率增大的措施是（ ）
①增大压强 ②升高温度 ③通入CO2 ④增加碳的量 ⑤降低压强
A．①②③④ B．②③④⑤ C．①②③ D．②③④
5．用稀硫酸与铁片反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率增大的是（ ）
A．给反应体系适当加热 B．向反应体系中加水稀释
C．向反应体系中加入适量浓盐酸 D．将铁片换成铁粉
6．下列四种X溶液，均能跟盐酸反应，其中反应最快的是
A.10℃ 20mL 3mol/L的X溶液 B.20℃ 30mL 2molL的X溶液
C.20℃ 10mL 4mol/L的X溶液 D.10℃ 10mL 2mol/L的X溶液
7、100 mL 6 mol·L-1 H2SO4跟过量锌粉反应，一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量（ ）
A、碳酸钠(固体) B、水 C、硫酸铜溶液 D、硫酸铵(固体)
8．下列措施一定能增大化学反应速率的是（ ）
A．增大反应物浓度 B．降低温度 C．减小反应物的浓度 D．使用催化剂
9．用NH3制取硝酸的第一步反应为：4NH3＋5O2 4NO＋6H2O。对该反应的有关说法错误的是（ ）
A．该反应是可逆反应 B．反应中NH3能全部转化为NO
C．催化剂能加快该反应的速率 D．升高温度能加快该反应的速率
10．通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，是为了加快化学反应速率的是（ ）





A B C D


A B C D
11．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢起反应，生成氮气和二氧化碳，对此反应，下列叙述正确的是（ ）
A、使用催化剂不改变反应速率 B、降低压强能加大反应速率
C、升高温度能加快反应速率 D、生成物会大大增加空气的酸度










12题图

7题图



铁门表面喷漆

橡胶里加炭黑

扇子扇煤炉火

煤

土壤

稍稍烤焦

木
头
电
线
杆



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