内容正文:
专题九 化学反应与能量
[考试标准]
知识条目
必考要求
加试要求
1.化学反应中的热量
①化学反应中能量转化的主要形式
②吸热反应和放热反应
③从化学反应中的反应物的总能量与生成物的总能量变化理解反应中的热效应
④化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系
⑤热化学方程式的书写
⑥利用热化学方程式进行简单计算
⑦合理利用化石燃料,提高燃料燃烧效率的方法
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2.太阳能、生物质能和氢能的利用
①太阳能开发利用的途径和方式
②生物质能的利用途径
③氢能的优点、开发与利用,了解化石燃料的不可再生性及其给环境带来的问题
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3.化学反应中的热效应
①反应热
②焓变的含义
③焓变与键能的关系
④中和热的测定
⑤标准燃烧热的概念
⑥热值的概念
⑦盖斯定律及其简单计算
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4.化学能与电能的转化
①原电池的概念
②铜—锌原电池的原理及电极反应式
③原电池的构成条件
④常见化学电源
⑤电解池的概念
⑥电解CuCl2溶液的原理及电极反应式
⑦电解池的构成条件
⑧原电池、电解池的判断
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5.化学能与电能的转化
①原电池的构造与工作原理,盐桥的作用
②判断与设计简单的原电池
③原电池的电极反应式及电池反应方程式
④原电池的正、负极和电子流向的判断
⑤电解池的构造与工作原理
⑥电解池的电极反应式与电解反应方程式
⑦金属冶炼、氯碱工业、电镀在生产生活中的应用
⑧银锌电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理与应用价值
[来源:学|科|网]
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6.金属的腐蚀与防护
①金属腐蚀的危害
②金属发生电化学腐蚀的基本原理
③金属的防护
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考点一 化学反应中的热量、热化学方程式
1.燃料的充分燃烧和反应热
(1)燃料的充分燃烧
①化石燃料主要包括煤、石油、天然气。
②可燃物燃烧的条件是与O2接触,温度达到着火点。
③充分燃烧的必要条件是O2要充足,与O2的接触面积要大。
④不充分燃烧则产热少,浪费资源,污染环境。
(2)反应热(焓变)
①定义:在恒温、恒压的条件下,反应过程中吸收或释放的热量。
②符号:ΔH。
③单位:kJ/mol或kJ·mol-1。
④测量:可用量热计测量。
⑤表示方法:吸热反应的ΔH>0;放热反应的ΔH<0。
⑥产生原因:化学反应过程中旧键断裂吸收的能量与新键形成放出的能量不相等,故化学反应均伴随着能量变化。
(3)放热反应和吸热反应的比较
放热反应
吸热反应
定义
放出热量的化学反应
吸收热量的化学反应
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小于生成物具有的总能量
与化学键的关系
生成物分子成键时释放出的总能量大于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小于反应物分子断键时吸收的总能量
表示方法
ΔH<0
ΔH>0
实例
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-184.5 kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=131.3 kJ·mol-1
特别提醒 (1)化学反应表现为吸热或放热与反应开始是否需要加热无关。需要加热的反应不一定是吸热反应,如C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH<0;不需要加热的反应也不一定是放热反应,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应。
(2)浓硫酸、NaOH固体溶于水放热,NH4NO3溶于水吸热,但此类热效应属于溶解热,不属于放热反应或吸热反应。
(3)利用放热反应和吸热反应可以比较反应物和生成物的相对稳定性,能量越低越稳定。
2.太阳能、生物质能和氢能的利用
(1)太阳能的利用
绿色植物的光合作用是太阳能的主要利用形式,地球上每年通过光合作用储存的太阳能,相当于全球能耗的10倍左右。主要过程是[来源:学,科,网Z,X,X,K]
①光能―→化学能
6CO2+6H2OC6H12O6+6O2。
②化学能―→热能
(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6。[来源:Z+xx+k.Com]
C6H12O6+6O26CO2+6H2O。
(2)生物质能的利用
农业废弃物(如植物的秸秆、枝叶)、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等这些物质中蕴藏着丰富的能量,我们把这些来自于植物及其加工产品所贮存的能量叫做生物质能。
生物质能利用的主要方式:
①直接燃烧
(C6H10O5)n+6nO26nCO2+5nH2O
②生物化学转换
(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
C6H12O62C2H5OH+2CO2↑