第二章 化学反应与能量.docx

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第二章化学反应与能量

第二章　化学反应与能量

第一节　化学能与热能

一、化学键与化学反应中能量变化的关系

1．化学反应中能量变化的原因

（1）物质中的原子之间是通过________相结合的。

（2）断开反应物中的化学键要______能量；形成生成物中的化学键要______能量。

（3）化学键的____________是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。

2．决定化学反应中能量变化的因素

一个确定的化学反应是吸收能量还是放出能量取决于__________________与

__________________的相对大小。

当反应物的总能量______生成物的总能量时，化学反应放出能量；

当反应物的总能量______生成物的总能量时，化学反应吸收能量。

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：

自然界的物质发生转化时，____________不变。

（2）能量守恒定律：

一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但是体系包含的

________不变。

2．化学能与热能的相互转化

（1）化学能转化为热能

①盐酸与铝反应后，溶液温度______，说明该反应是______反应；

②Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应，烧杯______，玻璃片与烧杯粘在一起，说明该反应是

______反应。

③中和热

酸与碱发生中和反应生成__________时所释放的热量。

（2）热能转化为化学能

人们利用热能可以促使化学反应的发生，从而探索物质的________、________或

__________________，如______________________________等。

三、人类利用能源的三个阶段

1．柴草时期

该时期从火的发现至18世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。

2．化石能源时期

从18世纪中期到现代，以____________________为主要能源。

3．多能源结构时期

以可再生能源和清洁能源（______能源）为主要能源，主要包括__________、______、

______、生物质能等

知识点一　化学反应与能量变化

1．下列对化学反应的认识错误的是（　　）

A．会引起化学键的变化

B．会产生新的物质

C．必然引起物质状态的变化

D．必然伴随着能量的变化

2．下列说法不正确的是（　　）

A．每一个化学反应都会伴随着能量变化

B．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化

C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应放出热量

D．反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应吸收热量

3．下列说法不正确的是（　　）

A．任何分子或化合物都是通过原子间形成化学键相结合的

B．物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学

键要放出能量

C．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因

D．分子的稳定性与化学键强弱有关

知识点二　放热反应与吸热反应

4．已知2H2＋O2

2H2O。

下列关于该反应的说法中错误的是（　　）

①该反应是一个放热反应　②参加反应的氢气和氧气的总能量高于反应生成的水的总能量　③该反应是一个吸热反应　④参加反应的氢气和氧气的总能量低于反应生成的水的

总能量

A．①②B．①④C．②③D．③④

5．下列说法正确的是（　　）

A．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应

B．放热反应在常温下一定很容易发生

C．是放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定

D．吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量，放热反应发生时不需要从外界获得能

量

知识点三　化学键与化学反应中的能量变化

6．下列说法正确的是（　　）

A．只要有一种反应物的键能大于一种生成物的键能，这个反应就是放热反应

B．只要有一种反应物的键能大于一种生成物的键能，这个反应就是吸热反应

C．反应物的键能之和比生成物的键能之和大得越多，反应放出的能量就越多

D．反应物的键能之和比生成物的键能之和大得越多，反应吸收的能量就越多

7．氢气在氯气中燃烧时发出苍白色火焰，在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为akJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为bkJ，形成1molHCl中的化

学键释放的能量为ckJ，下列关系中正确的是（　　）

A．b＞cB．a＋b＞2c

C．a＋b＜cD．a＋b＜2c

知识点四　化学能在生产生活中的应用

8．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。

吸食前将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动就会制冷。

该化学物质是（　　）

A．氯化钠　　　　　　　B．固体硝酸铵

C．生石灰D．蔗糖

9．下图是一个一次性加热杯的示意图。

当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。

制造此加热杯可选用的固体碎块是（　　）

A．硝酸铵B．生石灰C．氯化镁D．食盐

练基础落实

1．下列过程一定释放能量的是（　　）

A．化合反应B．分解反应

C．分子拆成原子D．原子组成分子

2．已知2SO2＋O2

2SO3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SO2的能量

B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量

C．SO2的能量一定高于SO3的能量

D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生

3．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是（　　）

A．铝片与稀H2SO4的反应

B．Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应

C．灼热的炭与CO2的反应

D．甲烷在O2中的燃烧反应

4．下列有关能量转换的说法不正确的是（　　）

A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程

B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能

C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程

D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程

5．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．该反应是吸热反应

B．断裂1molA—A键和1molB—B键能放出xkJ的能量

C．断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量

D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量

练方法技巧

——化学能与热能转化的有关计算方法

6．已知25℃、101kPa下，含1mol碳原子的石墨完全燃烧生成CO2放出热量393.51kJ；

含1mol碳原子的金刚石完全燃烧生成CO2放出395.41kJ的热量。

据此判断，下列说法正确的是（　　）

A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

7．已知：

①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；

②1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量；

③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量。

下列叙述中正确的是（　　）

A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体是放热反应，所以不需要条件就能自发进行

B．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应吸收183kJ的热量

C．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应放出183kJ的热量

D．氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应放出183kJ的热量

题号

1

2

3

4

5

6

7

答案

练综合拓展

8．在一个小烧杯里，加入约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滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10gNH4Cl晶体，并立

即用玻璃棒迅速搅拌，如图所示。

试回答下列问题：

（1）实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_______________________

________________________________________________________________________。

（2）如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是___________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________（答出3个或3个以上原因）。

（3）如果没有看到“结冰”现象，为说明该反应吸热，我们还可以采取的方式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

（答出两种方案）。

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

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因为“结冰”而黏在一起的：

________________________________________________________________________。

第二章　化学反应与能量

第一节　化学能与热能

基础落实

一、

1．

（1）化学键　

（2）吸收　放出　（3）断裂和形成

2．反应物总能量　生成物总能量　大于　小于

二、

1．

（1）总质量　

（2）总能量

2．

（1）①升高　放热　②变凉　吸热　③1molH2O

（2）组成　性质　制备所需的物质　高温冶炼金属、分解化合物

三、

2．煤、石油、天然气

3．绿色　太阳能　氢能　核能

对点训练

1．C

2．B　[任何一个化学反应，反应物和生成物的能量不可能相等，所以每一个化学反应都会伴随着能量的变化，A项正确；化学反应的能量变化可能以光能、电能等形式表现出来，B项错误；反应物的总能量高于生成物的总能量，反应为放热反应，反之则为吸热反应，C、D两项正确。

]

3．A　[稀有气体是单原子分子，无化学键。

]

4．D

5．C　[化学反应是吸热还是放热取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，与外界条件无关。

化学反应的发生一般需要一定的外界条件，如点燃、加热、加压等，而这些条件一般与反应是放热还是吸热无关。

]

6．D　[破坏反应物中的化学键需吸收能量，形成生成物中的化学键需释放能量。

]

7．D　[燃烧放热，故形成化学键释放的能量2ckJ大于破坏化学键吸收的能量（a＋b）kJ。

]

8．B　[硝酸铵溶解过程为吸热过程。

]

9．B　[加热杯要选用的固体碎块与水混合应能放出大量的热。

]

课后作业

1．D　[分子拆成原子是断开化学键的过程，吸收能量；原子组成分子是形成化学键的过程，释放能量。

]

2．B　[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。

]

3．C　[以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应均是吸热反应。

]

4．C　[煤燃烧是将化学能转化为热能的过程；化石燃料和植物燃料中的能量均来自太阳能；动物体内葡萄糖被氧化生成CO2，是化学能转化为热能的过程；植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖，是太阳能转化为化学能的过程。

]

5．C　[由图示可知：

1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，故该反应为放热反应；从化学键的角度分析：

断裂2molA—B键，需要吸收ykJ的能量。

]

6．A　[等量的石墨和金刚石完全燃烧的产物均为CO2，说明产物的总能量相等，而等质量的金刚石燃烧放出能量多，说明等量的金刚石的能量高于石墨的能量，因此由石墨转化为金刚石为吸热反应。

]

7．C　[生成2molHCl气体时释放2×431kJ＝862kJ能量，同时断裂1molH2和1molCl2中化学键需吸收能量436kJ＋243kJ＝679kJ，所以反应放出能量862kJ－679kJ＝183kJ。

故C正确。

]

8．

（1）使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降

（2）①药品用量太少；②Ba（OH）2·8H2O晶体未研成粉末，反应太慢；③没有迅速搅拌；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

（3）①用皮肤感受，感觉很凉；②用温度计来检验，发现温度降低

（4）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，烧杯与玻璃片黏在一起了

（5）看能否从侧面相对滑动，若不能，则是由于“结冰”而黏在一起的

解析　本题是教材中实验的拓展探究，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。

第二节　化学能与电能

第1课时　化学能转化为电能

一、能源的分类

1．一次能源：

______________的能源。

2．二次能源：

一次能源经过______、______得到的能源。

二、化学能转化为电能

1．化学能通过燃烧转化为电能——火电

（1）能量转化过程：

化学能

______

________

______

（2）能量转化的关键步骤：

__________________是化学能转化为电能的关键。

2．原电池

（1）实验探究

实验装置

实验现象

铜片：

______________

锌片：

______________

电流表：

________________

结论

有______产生，装置中______转化为____

（2）原电池：

将__________转化为________的装置。

（3）工作原理：

锌失去电子，作______极，发生的反应为________，电子通过导线流向铜

片，溶液中的____在Cu片上得电子生成____，铜片作____，发生的反应为________。

（4）反应本质：

原电池反应的本质是__________。

（5）原电池的构成条件

①具有__________的两个电极；

②能自发进行的氧化还原反应；

③电极间____________；

④电解质溶液。

（6）原电池的正、负极判断

负极

正极

电极材料

活泼性____的金属

活泼性____的金属或能导电的______

电子流动方向

电子____极

电子____极

电解质溶液中离子定向移动方向

____离子移向的极

____离子移向的极

发生的反应

____反应

____反应

反应现象

电极溶解

电极______或有________

知识点一　一次能源与二次能源

1．能源可分为一次能源和二次能源，自然界以现成形式提供的能源称为一次能源，需依

靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。

据此判断下列叙述正确的是（　　）

A．天然气是二次能源B．石油是二次能源

C．电能是一次能源D．水力是一次能源

2．下列叙述不正确的是（　　）

A．根据一次能源和二次能源的划分标准，氢气为二次能源

B．电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源

C．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程

D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随

着能量的变化

知识点二　原电池的构成

3．下列装置能构成原电池的是（　　）

4．某原电池工作时总的反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的组成可能是（　　）

A．Zn为正极，Cu为负极，CuCl2溶液作电解质溶液

B．Cu为正极，Zn为负极，稀H2SO4作电解质溶液

C．Cu为正极，Zn为负极，CuSO4溶液作电解质溶液

D．Fe为正极，Zn为负极，ZnSO4溶液作电解质溶液

知识点三　原电池的工作原理

5．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是（　　）

A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

B．2H2＋O2

2H2O

C．Mg3N2＋6H2O===3Mg（OH）2＋2NH3↑

D．CH4＋2O2―→CO2＋2H2O

6．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是

（　　）

①两烧杯中铜片表面均无气泡产生

②甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

③两烧杯中溶液的c（H＋）均减小

④产生气泡的速率甲比乙慢

⑤甲中SO

向Zn片移动，H＋向Cu片移动

⑥乙中电流从Cu片流向Zn片

⑦甲乙两烧杯中Cu片的质量均不变

A．①②③B．③⑤⑦C．④⑤⑥D．②③④⑤⑦

知识点四　原电池原理的应用

7．一学生欲通过实验判断X、Y、Z、W四块金属的活泼性，做了如下实验并得结论：

当X、Y组成原电池时，Y为负极；当Z、W组成原电池时，W为正极；W能从含Y

离子的盐溶液中置换出单质Y，据此可知它们的活泼性顺序是（　　）

A．Z＞W＞X＞YB．X＞Y＞Z＞W

C．X＞Y＞W＞ZD．Z＞W＞Y＞X

8．某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌作为负极，则该金属可

能为（　　）

A．铝B．铜C．锡D．硅

练基础落实

1．对于原电池的电极名称叙述有错误的是（　　）

A．发生氧化反应的为负极

B．正极为电子流入的一极

C．比较不活泼的金属为负极

D．电流的方向由正极到负极

2．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是（　　）

A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag

B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O

C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4

D．C＋CO2

2CO

3．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。

航标灯的电源必须长效、稳定。

我国科技

工作者研制出以铝合金、PtFe合金网为电极材料的海水电池。

在这种电池中（　　）

①铝合金是正极　②铝合金是负极　③海水是电解液　④铝合金电极发生还原反应

A．②③B．②④C．①②D．①④

4．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（　　）

5.

如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气

泡生成，则以下叙述正确的是（　　）

A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸

B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液

C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸

D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液

练方法技巧

——原电池正、负极及电极反应的判断

6．镍镉（NiCd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：

Cd（OH）2＋2Ni（OH）2

Cd＋2NiO（OH）＋2H2O

由此可知，该电池放电时的负极材料是（　　）

A．Cd（OH）2　B．Ni（OH）2　　C．CdD．NiO（OH）

7．据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的铅蓄电池，锌电池具有容量大、

污染少等优点，其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，其原料为锌粉、电解液和空气。

则下

列叙述正确的是（　　）

A．锌为正极，空气进入负极

B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋

C．正极发生氧化反应

D．电解液是酸溶液

题号

1

2

3

4

5

6

7

答案

练综合拓展

8．有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝

片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L－1H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol·L－1

的NaOH溶液中，如下图所示。

（1）写出甲池中正极的电极反应式：

正极：

____________________________________________________________。

（2）写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：

负极：

________________________________________________________________。

总反应的离子方程式：

______________________________________________。

（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金

属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出

________活动性更强（填写元素符号）。

（4）由此实验，可得到如下哪些正确结论？

（　　）

A．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质

B．镁的金属性不一定比铝的金属性强

C．该实验说明金属活动顺序表已过时，已没有实用价值

D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析

（5）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种

做法________（可靠或不可靠）。

如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实

验方案_________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

（如可靠，此空可不填）。

第二节　化学能与电能

第1课时　化学能转化为电能

基础落实

一、

1．直接从自然界取得

2．加工　转换

二、

1．

（1）热能　机械能　电能　

（2）燃烧（氧化还原反应）

2．

（1）从上到下：

有气泡逸出　溶解　指针发生偏转　电流　化学能　电能　

（2）化学能　电能　（3）负　氧化反应　H＋　H2　正极　还原反应　（4）氧化还原反应　（5）①活动性不同　③形成闭合回路　（6）从