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第7章化学反应与能量

考试要求:

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.了解吸热反应和放热反应的含义

3.通过生产、生活中的实例了解化学能和热能的相互转化

4.举例说明化学能与电能的转化关系及其应用

5.通过设计、制作简易原电池实验,了解原电池的概念和原理

6.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

7.通过实验认识化学反应的速率及影响化学反应速率的因素

8.通过实验认识化学反应的限度

9.了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用

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1.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:

反应物和生成物的总能量的相对大小

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能量变化,通常表现为热量变化

(4)同一种物质的能量:

g___l____s(填“>”或“<”)

练习:

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>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2

(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

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。

(6)中和热:

(重点)

A.概念:

稀的强酸与强碱发生中和反应生成1molH2O(液态)时所释放的热量。

2.化学能与电能

(1)原电池(重点)

A.概念:

___________________________________________

B.工作原理

a.负极:

失电子(化合价升高),发生氧化反应

b.正极:

得电子(化合价降低),发生还原反应

C.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.有两种活泼性不同的金属或金属与非金属导体作电极

b.电极均插入同一电解质溶液

c.两电极相连(直接或间接)形成闭合回路

D.原电池正、负极的判断:

a.负极:

电子____的电极(较活泼的金属),金属化合价_______,发生____反应

b.正极:

电子___的电极(较不活泼的金属、石墨等):

元素化合价_______,发生____反应

E.金属活泼性的判断:

a.金属活动性顺序表

b.原电池的负极(电子___的电极,质量_____的电极)的金属更活泼;

c.原电池的正极(电子____的电极,质量____或____的电极,冒气泡的电极)为较不活泼金属

F.原电池的电极反应:

(难点)

a.负极反应:

X-ne=Xn-b.正极反应:

溶液中的阳离子得电子的还原反应

(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

A.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

B.金属腐蚀的防护:

a.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。

b.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)

c.电化学保护法:

牺牲活泼金属保护法,外加电流保护法

(4)发展中的化学电源

A.干电池(锌锰电池)a.负极:

Zn-2e-=Zn2+

b.参与正极反应的是MnO2和NH4+

B.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:

Pb+SO42--2e-=PbSO4

正极:

PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O

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。

总反应:

___________________________

电极反应为(电解质溶液为KOH溶液)

负极:

______________________

正极:

______________________

电极反应为(电解质溶液为酸)

负极:

__________________

正极:

__________________

3.化学反应速率与限度

(1)化学反应速率

A.化学反应速率的概念:

B.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.在一个化学反应中,化学反应速率之比=_______________,

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方法

用不同物质表示的速率的数值分别除以它们在方程式中的计量数,然后再比较大小,大的表示速率快。

(2)影响化学反应速率的因素(重点)

A.决定化学反应速率的主要因素:

反应物自身的性质(内因)

B.外因:

a.浓度越大,反应速率越________.固体和液体的浓度为常数1,改变它们的量速率_____

b.升高温度(任何反应,无论吸热还是放热),_____反应速率

c.催化剂一般________反应速率

d.有气体参加的反应,增大压强,反应速率_____

e.固体表面积越大,反应速率越快

(3)化学反应的限度

A.可逆反应的概念和特点

B.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

a.化学反应限度的概念:

一定条件下,当一个可逆反应进行到正反应和逆反应的速率_______,反应物和生成物的浓度

_________,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。

b.化学平衡的曲线:

c.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

d.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;【不同物质表示的速率一个表示正反应速率一个表示逆反应速率,且等于计量数之比】

(2)反应物与生成物浓度不再改变;【浓度相等或成比例不能作为达到平衡的标志】

(3)混合体系中各组分的质量分数、体积分数、物质的量分数、转化率不再发生变化;

(4)外界条件变,反应所能达到的限度发生变化。

化学平衡的特点:

逆、等、动、定、变、同【等效平衡】。

练习:

1.下列说法中,错误的是()

A.化学反应必然伴随发生能量的变化

B.化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的

C.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关

D.能量变化是化学反应的基本特征

2.金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质(同素异形体)。

在100KPa时,1mol石墨转化为金刚石,要吸收1.895kJ的热量。

据此,试判断100KPa压强下,下列结论正确的是()

A.石墨比金刚石稳定B.金刚石比石墨稳定

C.1mol石墨比1mol金刚石的总能量高D.1mol石墨比1mol金刚石的总能量低

3.下列关于充电电池的叙述,不正确的是()

A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应

B.充电电池可以无限制地反复放电、充电

C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行

D.较长时间不使用电器时,最好从电器中取出电池,并妥善存放

4.下列各组材料中,不能组成原电池的是()

A

B

C

D

两极材料

Zn片、石墨

Cu片、Ag片

Zn片、Cu片

Fe片、Cu片

插入溶液

H2SO4溶液

AgNO3溶液

蔗糖溶液

稀盐酸

5.氢氧燃料电池已用于航天飞机,以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下:

2H2+4OH-—4e-==4H2OO2+2H2O+4e-==4OH-

据此作出判断,下列说法中错误的是()

A.H2在负极发生氧化反应B.供电时的总反应:

2H2+O2==2H2O

C.产物为无污染的水,属于环境友好电池

D.燃料电池的能量转化率可达100%

6.工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400-500℃下的催化氧化:

2SO2+O2=2SO3(可逆),正反应为放热反应。

如果反应在密闭容器中进行,下述有关说法中错误的是()

A.使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率

B.在上述条件下,SO2不可能100%地转化为SO3

C.为了提高SO2的转化率,应适当提高O2的浓度

D.达到平衡时,SO2的浓度与SO3的浓度相等

7.氢气是21世纪有前途的新型能源,是各国研究的热点之一。

氢能开发的首要问题是研究如何以水为原料制取氢气。

以下研究方向中你认为可行的是()

A.大量建设水电站,用电力分解水制取氢气

B.设法将太阳能聚集,产生高温,使水分解产生氢气

C.寻找更多的化石燃料,利用其燃烧放热,使水分解产生氢气

D.寻找特殊的化学物质,用于开发廉价能源,以分解水产生氢气

8.C、CO、CH4、C2H5OH是常见的燃料,它们每1mol分别完全燃烧生成CO2(g)及H2O(l)时,放出的热量依次为393.5kJ、283.0kJ、890.3kJ、1366.8kJ、.相同质量的这4种燃料,完全燃烧时放出热量做多的是()

A.CB.COC.CH4D.C2H5OH

9.关于右图所示装置的叙述,错误的是

A.锌是负极,其质量逐渐减小

B.氢离子在铜表面被还原,产生气泡

C.电流从锌片经导线流向铜片

D.电子从锌片经导线流向铜片

10.已知反应:

X+Y==M+N为放热反应,对该反应的下列说法正确的是()

A.X能量一定高于MB.Y能量一定高于N

C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量

D.因该反应为放热反应,故不必加热就可反应

11.对于反应3A+B==2C,下列说法正确的是()

A.某温度时,化学反应速率无论用A、B、C何种物质表达,其数值都相等

B.其他条件不变时,升高温度,反应速率加快

C.其他条件不变时,增大压强,反应速率加快

D.若增加或减小A物质的量,反应速率一定会发生明显变化

12.下列装置中能够形成原电池的是()

 

贴考试要求246页图

 

13.反应A(g)+3B(g)=2C(g)(可逆反应)在2L密闭容器中反应,0.5min内C的物质的量增加了0.6mol,有关反应速率中正确的是()

A.v(A)=0.005mol/(L·s)B.v(C)=0.002mol/(L·s)

C.v(B)=v(A)/3D.v(A)=0.001mol/(L·s)

14.在一定温度下,将0.3molX2、1.0molY2和0.2molZ三种气体混合于5L容器中,经过2min

反应

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