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1、第二章 化学反应与能量专题复习 一、化学能与热能 1化学反应的实质 化学反应的过程是旧物质的消耗和新物质生成的过程，因此化学反应的本质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。2吸热反应与放热反应 吸热反应，从字面上讲就是吸收热量的反应，而放热反应，就是放出热量的反应。若从本质上分析，则可以从两个角度进行理解。一是从化学键的断裂与形成角度；二是从物质本身具有的能量角度。下面就逐一举例说明。(1)化学键断裂与形成角度 若 E1E2，化学反应表现为吸热反应；若 E1E，化学反应表现为放热反应；若 E E，化学反应表现为吸热反应。(3)对吸热反应和放热反应理解的两个误区。吸热反应很难进行，放热反应较易进
2、行。()吸热反应、放热反应只是从能量的变化角度分析的，吸收热量的化学反应是吸热反应，放出热量的化学反应是放热反应，与反应的难易无关。吸热反应一定需要加热或点燃，放热反应一定不用加热或点燃。()吸热反应、放热反应与反应条件无必然的关系。有些吸热反应常温下就能进行，如NH4Cl(s)与 Ba(OH)2 8H2O(s)的反应，有些放热反应需要加热或点燃才能发生，如木炭的燃烧。3化学反应中物质变化、化学键变化、能量变化的关系 4化学能与热能的相互转化 能量的形式有多种。蕴藏在物质内部与化学键的变化相关联的能量为化学能。自然界里的能量除了化学能以外，还有热能、光能、电能等。化学反应伴随着能量变化是化学反
3、应的一大特征，从能量形式上看，主要是化学能与热能之间的相互转化。化学物质中的化学能通过化学反应转化为热能，是人类生存和发展的动力之源；而热能转化为化学能又是人们进行科学研究，创造新物质不可或缺的条件和途径。5化学反应中能量变化的计算(1)用 E(反应物)表示反应物的总能量，E(生成物)表示生成物的总能量，Q 表示能量变化，则：Q E(生成物)E(反应物)。(2)用 Q(吸)表示反应物分子断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子成键时放出的总能量，Q 表示能量变化，则：Q Q(吸)Q(放)。例 1、(2015 山东省潍坊市五县高一下学期期中)以下叙述错误的是()A氢气与氯气反应后，体系的能量降
4、低 B需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 C若生成物的总能量高于反应物的总能量，则反应过程吸收能量 D化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成 例 2、下列变化过程属于吸热的是()A NH4Cl 的溶解 B SO2的催化氧化 C NO2转化成 N2O4 D生石灰转化为熟石灰 例 3、(2015 广东省东莞市莞美学校高一下学期第一次月考)下列说法正确的是()A化学反应未必伴随能量变化 B放热反应全部不需要加热即可发生 C需要加热条件的化学反应都是吸热反应 D化学变化中的能量变化主要由化学键变化引起的 例 4、金刚石和石墨是碳元素的两种单质(同素异形体)。在 100 kPa 时，1 mol
5、 金刚石和 1 mol石墨在氧气中完全燃烧放出的热量分别为 395.4 kJ 和 393.5 kJ，下列说法不正确的是()A 1 mol 石墨转化为 1 mol 金刚石时要吸收 1.9 kJ 的热能 B 1 mol 石墨比 1 mol 金刚石的能量低 C 1 mol 石墨的总键能比 1 mol 金刚石的总键能小 1.9 kJ D石墨比金刚石稳定 二、化学能与电能原电池的构造及工作原理 1原电池的构成一般符合以下条件：(1)具有活动性不同的两极，较活泼的金属作负极，发生氧化反应；较不活泼的金属或非金属(石墨等)作正极得到电子，发生还原反应，本身不变。(2)具有电解质溶液。(3)用导线相连，组成闭
6、合回路，或具备将化学能转变为电能的条件。(4)能自发地发生氧化还原反应。许多题目都围绕上述条件进行原电池的判断。2.原电池的工作原理。(1)负极和正极。负极。a电极材料 较活泼的金属；b电子流向 流出电子的一极；c反应类型 发生氧化反应的一极；d离子流向 阴离子移向的一极。正极。a 电极材料 较不活泼的金属或能导电的非金属；b 电子流向 流入电子的一极；c 反应类型 发生还原反应的一极；d 离子流向 阳离子移向的一极。(2)电极反应式的书写。负极：还原剂 ne=氧化产物；正极：氧化剂 ne=还原产物。3.原电池电极反应式的书写(1)书写方法 列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式
7、加，验总式。(2)写电极反应式时应注意：两极得失电子数相等；电极反应式常用“=”，不用“”；电极反应式中若有气体生成，需加“”；若有固体生成，一般不标“”。原电池的总反应式一般把正极和负极的电极反应式相加而得。过程因此化学反应的本质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程吸热反应与放热反应吸热反应从字面上讲就是吸收热量的反应而放热反应就是放出热量的反应若从本质上分析则可以从两个角度进行理解一是从化学键的断裂与形成 学反应表现为放热反应物质本身能量角度若化学反应表现为放热反应若化学反应表现为吸热反应对吸热反应和放热反应理解的两个误区吸热反应很难进行放热反应较易进行吸热反应放热反应只是从能量的变化角度
8、分析的吸收热量的 定不用加热或点燃吸热反应放热反应与反应条件无必然的关系有些吸热反应常温下就能进行如与的反应有些放热反应需要加热或点燃才能发生如木炭的燃烧化学反应中物质变化化学键变化能量变化的关系化学能与热能的相互转化能4原电池原理的应用(1)加快化学反应速率。(2)比较金属活动性强弱。(3)防止金属的腐蚀(设计成原电池的正极)。(4)设计化学电源。例 1、(2015 江西省九江市彭泽县二中高一下学期期中)如图将锌片和铜片用导线连接后放入稀硫酸溶液中，发生原电池反应，下列叙述错误的是()A溶液的 pH 增大 B溶液中的 Zn2浓度增大 C溶液中的 SO24浓度增大 D溶液的密度增大 例 2、(
9、2015 经典习题选萃)Al Mg 在不同的电解质溶液中分别 构 成原电池 A、B。如图所示：(1)指出各池中的负极材料并写出其电极反应式。负极材料：A 池 _，B 池 _。电极反应式：A 池：正极：_，负极：_。B 池：正极：_，负极：_。(2)从构成原电池的几个组成部分来看，判断原电池 负极，除 了 要 考 虑 金 属 的 活 泼 性 外，还 要 考 虑_。例 3、(2015 浙江省杭州地区重点中学高一第二学期期中)我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：4Al3O2 6H2O=4Al(OH)3，下列判断不正确的是()A电池工作时
10、，电子由铝板沿导线流向铂网 B铂电极做成网状，可增大与氧气的接触面积 C正极反应为：O2 H2O 2e=2OH D该电池通常只需要更换铝板就可继续使用 三、化学反应速率、化学反应限度 1 化学反应速率(1)化学反应速率的三种计算方法。定义式法。公式：v ct。关系式法。化学反应速率之比物质的量浓度变化之比物质的量变化之比化学计量数之比。三段式法。(2)影响化学反应速率的因素。增大化学反应速率的五种方法：增大反应物浓度；增大压强；升高温度；加入催化剂；增大固体的表面积。2化学反应的限度(1)对化学平衡状态理解的“三种误区”。过程因此化学反应的本质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程吸热反应与放热
11、反应吸热反应从字面上讲就是吸收热量的反应而放热反应就是放出热量的反应若从本质上分析则可以从两个角度进行理解一是从化学键的断裂与形成 学反应表现为放热反应物质本身能量角度若化学反应表现为放热反应若化学反应表现为吸热反应对吸热反应和放热反应理解的两个误区吸热反应很难进行放热反应较易进行吸热反应放热反应只是从能量的变化角度分析的吸收热量的 定不用加热或点燃吸热反应放热反应与反应条件无必然的关系有些吸热反应常温下就能进行如与的反应有些放热反应需要加热或点燃才能发生如木炭的燃烧化学反应中物质变化化学键变化能量变化的关系化学能与热能的相互转化能反应物完全转化成生成物。()可逆反应中反应物不能 100%的转
12、化，反应物和生成物共存。化学反应停止了。()反应达到化学平衡状态时，反应并没有停止，实际上正反应与逆反应始终在进行，只是正反应速率等于逆反应速率。外界条件改变对平衡状态无影响。()任何化学平衡状态均是相对的、有条件的，当外界条件变化时，化学平衡状态也会发生相应的变化。(2)化学平衡状态判断的“两种误区”。各组分的浓度相等证明反应达到平衡状态。()各组分的分子数等于化学计量数之比证明反应达到平衡状态。()反应达到化学平衡状态时各组分的浓度保持不变，但不一定相等，也不一定等于化学计量数之比。例 1、(2015 浙江省严州中学高一 4 月阶段性测试)随着世界粮食需求量的增长，农业对化学肥料的需求量越
13、来越大，其中氮肥是需求量最大的一种化肥。而氨的合成为氮肥的生产工业奠定了基础，其原理为：N2 3H22NH3(1)在 N2 3H22NH3的反应中，一段时间后，NH3的浓度增加了 0.9 mol L1。用N2表示其反应速率为 0.15 mol L1 s1，则所经过的时间为 _；A 2 s B 3 s C 4 s D 6 s(2)下列 4 个数据是在不同条件下测得的合成氨反应的速率，其中反应最快的是 _；A v(H2)0.1 mol L1 min1 B v(N2)0.1 mol L1 min1 C v(NH3)0.15 mol L1 min1 D v(N2)0.002 mol L1 min1(3
14、)在一个绝热、容积不变的密闭容器中发生可逆反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H 0。下列各项能说明该反应已经达到平衡状态的是 _。A容器内气体密度保持不变 B容器内温度不再变化 C断裂 3 mol H H 键的同时，断裂 6 mol N H 键 D反应消耗 N2、H2与产生 NH3的速率之比 1 3 2 例 2、(2015 山东省淄博市一中高一下学期期中)(1)某温度下，2 L恒容密闭容器中，X、Y、Z 三种气体发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示，则 反应的化学方程式为 _；0 10 s 内，用 Z 表示的化学反应速率 _；0 10 s 内，用 Z表示的化学反应速率
15、_；X的转化率为 _(转化率是指平衡时某物质反应的物质的量与起始物质的量的百分比)；(2)在一定温度下，可逆反应 A(g)3B(g)2C(g)达到平衡的标志是()A A 的生成速率与 C 分解的速率相等 B单位时间内生成 n mol A，同时生 3n mol B C A、B、C 的浓度不再变化 过程因此化学反应的本质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程吸热反应与放热反应吸热反应从字面上讲就是吸收热量的反应而放热反应就是放出热量的反应若从本质上分析则可以从两个角度进行理解一是从化学键的断裂与形成 学反应表现为放热反应物质本身能量角度若化学反应表现为放热反应若化学反应表现为吸热反应对吸热反应和放热
16、反应理解的两个误区吸热反应很难进行放热反应较易进行吸热反应放热反应只是从能量的变化角度分析的吸收热量的 定不用加热或点燃吸热反应放热反应与反应条件无必然的关系有些吸热反应常温下就能进行如与的反应有些放热反应需要加热或点燃才能发生如木炭的燃烧化学反应中物质变化化学键变化能量变化的关系化学能与热能的相互转化能D A、B、C 的分子数比为 1 3 2 过程因此化学反应的本质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程吸热反应与放热反应吸热反应从字面上讲就是吸收热量的反应而放热反应就是放出热量的反应若从本质上分析则可以从两个角度进行理解一是从化学键的断裂与形成 学反应表现为放热反应物质本身能量角度若化学反应表现为放热反应若化学反应表现为吸热反应对吸热反应和放热反应理解的两个误区吸热反应很难进行放热反应较易进行吸热反应放热反应只是从能量的变化角度分析的吸收热量的 定不用加热或点燃吸热反应放热反应与反应条件无必然的关系有些吸热反应常温下就能进行如与的反应有些放热反应需要加热或点燃才能发生如木炭的燃烧化学反应中物质变化化学键变化能量变化的关系化学能与热能的相互转化能