2023年高一化学寒假复习第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化(解析版).pdf
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1、第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化【学习目标】1.知道化学反应可以实现化学能与热能的转化,认识吸热和放热反应。2.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应。3.设计实验认识构成原电池的条件。4.理解原电池的概念及工作原理,能正确判断原电池的正负极。5.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。6.掌握构成电池的要素,了解不同电极材料对电池性能的影响。7.能正确书写简单化学电源的电极反应式。【基础知识】一、化学反应与热能1、实验探究(1)向Mg与稀盐酸反应的溶液中插入温度计,温度计显示的温度 升 高,说明该反应为放 热 反应。(2)将2 0 g B a(O H)2-8 H2O晶体粉末
2、与1 0 g NH 4 c l晶体混合放入烧杯中,将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌,闻到有 刺激性 气味时用玻璃片盖上烧杯,用手触摸 杯 壁 下 部 感 觉 冰 凉,烧 杯 与 木 片 间 有 结 冰 现 象,说 明 该 反 应 为 吸 热 反应。2、放热反应与吸热反应(1)放热反应:释放热量 的化学反应,如活泼金属与酸的反应,燃烧反应,中和反应等。(2)吸热反应:吸 收 热 量 的化学反应,如氢氧化钢与氯化镂的反应,盐酸与碳酸氢钠的反应,灼热的炭与二氧化碳的反应。3、化学反应存在能量变化的原因(1)从化学键的变化理解主要原因(2)从物质储存化学能的角度理解宏观解释 放 热 反应
3、示意图 吸 热 反应示意图化学反应放出热量反应物的总能量育-q-化学反应 释放能量生成物的总能fit低生成物的总能母前A化 学 反 应 吸 收 能 显_ _ _ _贝反应物的总能触低化 学 反 应 吸收热量放热反应可以看成是反应物所具有的 化学 能转化为 热 能释放出来。吸热反应可以看成是 热 能转化为 化学 能被生成物所“储存”。4、人类对能源的利用(1)利用的三个阶段(2)化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题 一 是 其 短 期 内 不 可 再 生,储量有限;二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO?、NO、CO 等是大气污染物的主要来源。5、新能源(1)特点:资源丰富、可以再牛.、对 环
4、境 无 污 染 等。(2)人们比较关注的新能源:太 阳 能、风能、地热能、海 洋 能 和 氢能等。6、放热反应与吸热反应的比较放热反应吸热反应形成原因反应物具有的总能量 大于 生成物具有的总能量反应物具有的总能量生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放的总能 量 出五 反 应 物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量五 反 应 物分子断键时吸收的总能量二、化学能转化为电能反应过程图示应的能成的能反物总量生物总S能量一、放的、热量。反应 aS生 成 物的总能量反应物的总能C量能量吸 收r v热 野/:反应过程示例金属与水或酸的反应燃烧反应中和反应 大部分化合反应B a
5、(O H)2-8 H 2。与 N H 4 c l 反应C与 H 2 0(g)、C O 2 的反应大部分分解反应1、火力发电(1)火力发电原理:通过 化石燃料 燃烧时发生的氧化还原反应,使 化学 能转化为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,带动 发电机 发电。间接实现了 化学 能 转化为电能。能 量 转 换 过 程:化 学 能则整热能 受 理发电机机 械 能,电能。其中能量转换的关键环节是燃烧(氧化还原反应)。2、化学能直接转化为电能原电池(1)定义:把化 学 能 转 化 为 电能的装置叫原电池。(2)原理:负极:发 生 氧化 反 应,电 子 流出。正极:发 生 还 原 反 应,电 子 流
6、 入。3、原电池的生活示例水果电池(1)水果电池中,水果的作用是 提供电解质溶液。(2)水果电池中,选择电极材料时应注意两电极不能相同,其中有一电极为活泼金属如A 1、F e 等,另一电极可以是C u 片或 石墨棒 等。4、常见的化学电源(1)锌锌干电池结构:锌镒干电池是以锌筒作负极,石 墨 棒 作 正极,在石墨棒周围填充糊状的M n O2和 N H 4 c l 作电解质溶液。原理:锌锦 干 电 池 属 于 一 次 性 电 池,放 电 之 后 不 能 充申,(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。负极发生的申极反应为Z n -2 e =Zn?+,正极发生的电极反应为2 M n C)2+2 N H:
7、+2 e-=Mn2O3+2 N H 3 T+H2O(2)充电电池充电电池属于二 次 电池。有些充电电池在放电时所进行的 氧化还原 反应,在充电时可 以 逆向 进行,生成物重新转化为反应物,使充电、放电可在一定时间内循环进行。常见充电电池:铅酸蓄电池、银 氢 电 池、锂离子电池等。【考点剖析】考点一化学能与热能的相互转化1.下列说法不正确的是()A.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化B.放热反应不需加热就能发生C.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应D.化学反应是放热还是吸热取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对高低答 案 B解析 化学反应在发生物质变化的同时还一定伴随着能量的变化
8、,故 A 正确:放热反应有的需加热,有的不需加热,如铝热反应是放热反应,但需要加热,故 B错误,C 正确;反应放热或吸热由反应物和生成物总能量的相对高低决定,故 D正确。2 .下列变化过程,属于放热反应的是()液态水变成水蒸气 B a(O H)2-8 H2O 与 N H4C 1 的反应A 1与 F e.3 O 4 高温下反应固体N a O H 溶于水H 2 在 Cb 中燃烧食物腐败A.B.C.D.答 案 D解 析 、不是化学反应,是吸热反应。考点二化学反应中能量变化的原因3 .已知反应A+B=C+D的能量变化如图所示,下列叙述正确的是()A.该反应为放热反应B.该反应为吸热反应C.反应物的总能
9、量高于生成物的总能量D.该反应只有在加热条件下才能进行答 案 B解 析 由 图 像 可 知,反应物能量低,生成物能量高,则该反应为吸热反应。4.化学反应常常伴随能量的变化,以下是H2与 CL反应的能量变化示意图,下列说法正确的是()A.氯化氢分子的电子式:H-:SJ:JB.该反应既是氧化还原反应又是放热反应C.形 成 1 mol HC l键要吸收431 k J的能量D.反应物断键时吸收的能量大于产物形成化学键时释放的能量答 案 B解析 HC1是共价化合物,故 A 项电子式错;形成化学键要放出能量,C 项错;通过计算判断放出的能量大于吸收的能量,该反应为放热反应,D 项错,B 正确。5.已知2s
10、o2+O2 催 化 剂 2sCh为放热反应,对该反应的下列说法正确的是()A.O2的能量一定高于S02的能量B.SC2和。2的总能量一定高于S03的总能量C.SO2的能量一定高于s o3的能量D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生答 案 B解析判断一个反应是放热反应还是吸热反应,关键看反应物的总能量与生成物的总能量的差值。如果反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,B 项正确;A 项和C 项错误,都没有考查总能量差;放热反应只表明反应物总能量比生成物总能量高,而加热是反应的条件,两者无必然联系,许多放热反应也必须加热才能开始进行,D 项错误。考点三能源及能源的开发利用6.近年来,全球气
11、候变暖给人类生存和发展带来了严峻的挑战,在此背景下,“新能源 低碳”“节能减排”“吃干榨尽”等概念愈来愈受到人们的重视。下列有关说法不正确的是()A.太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”B.“低碳”是指采用含碳量低的烧类作为燃料C.如图甲烷经一氯甲烷生成低碳烯煌的途径体现了“节能减排”思想D.让煤变成合成气,把 煤“吃干榨尽”,实现了煤的清洁、高效利用答 案 B解析 太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”,故 A 正确;“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,低碳就是指控制二氧化碳的排放量,故 B错误;从图示可知,氯化氢循环利用,排出的水无污染,符 合
12、“节能减排”思想,故 C 正确;让煤变成合成气,能提高能源利用率,节能减排,故 D 正确。考点四化学能与热能的转化7.如图所示,把试管放入盛有25 饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再滴入5 mL稀盐酸。回答下列问题:(1)实验中观察到的现象是.(2)产生上述现象的原因是。(3)写出有关反应的离子方程式:。(4)由实验推知,MgCL溶 液 和 H2的总能量(填“大于”“小于”或“等 于 )镁片和盐酸的总能量。答 案(1)镁片上有大量气泡产生,镁片逐渐溶解,烧杯中溶液变浑浊(2)镁与盐酸反应生成氢气,且该反应放热,Ca(0H)2的溶解度随温度升高而减小,故有固体析出(3)Mg+2H=
13、M g2+H2 t、Ca2+2OH-=C a(O H)2 I(4)小于解 析(1)镁和盐酸剧烈反应,可观察到产生大量气体,反应放出热量使饱和溶液温度升高,析出固体溶质,观察到溶液变浑烛。(3)镁与盐酸发生置换反应,生成氯化镁和氢气,反应的离子方程式为:Mg+2H+=Mg2-+H2 t,析出固体的离子方程式为:Ca2+2OH-=C a(O H)2 I(4)当反应物的总能量高于生成物的总能量时,反应是放热反应,则 MgCL溶 液 和 的 总 能量小于镁片和盐酸的总能量。考点五获取电能的途径8.下列叙述不正确的是()A.用天然气火力发电时,每一步都需要化学反应来完成B.利用太阳能等清洁能源代替化石燃
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