专题02 化学变化中的能量变化（知识串讲+专题过关）-2022-2023学年高一化学下学期期中期末考点大串讲（沪科版2020必修第二册）

专题02 化学变化中的能量变化 吸热反应和放热反应 1．反应的热效应：化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化。反应时所放出或吸收的热量，叫做反应的热效应。 2．放热反应：化学中把有热量放出的化学反应叫做放热反应。 3．吸热反应：把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。 4．吸热反应与放热反应的区别： (1)中学化学中，热量的单位常用焦(J)。放出热量的反应，反应式右边用“△H”<0表示；吸收热量的反应，在反应式右边用△H<0表示。 (2)放热反应发生后，只要不断补充反应物，反应能持续进行下去；而吸热反应只补充反应物，不维持反应条件，反应就会停下来。因此，当反应开始后，放热反应能自发地进行下去，而吸热反应不能自发地进行下去。 因此，吸热反应是热能转化为物质内部的能量而储存起来的过程，放热反应为物质内部的能量部分转化为热能而释放出来的过程。 吸热放热与化学键的断裂与生成 从本质上讲，化学反应中一方面旧的分子破坏，分裂成原子或原子团；另一方面这些原子或原子团再重新组合，形成新的分子。所以，化学反应是旧的化学键不断地断裂，新的化学键不断地形成的过程。由于化学键是原子间强烈的相互作用，分子在破坏的过程中，断裂化学键需要吸收能量。与之相反，原子或原子团在形成新的化学键而结合成新的分子的过程中会释放出能量。如果反应中断键吸收的能量大于成键释放的能量，则该反应为吸热反应；如果反应中断键吸收的能量小于成键释放的能量，则该反应为、放热反应。 由于断键需要吸收能量，所以许多反应需要一个初始条件才能引发，比如光照、加热、点燃、电火花等，其作用都是提供一定的能量。许多放热反应一经引发后，原子或原子团在成键时释放出的热量足以供给其反应物在断键时需要吸收的能量，反应可以一直持续到反应物耗尽为止。面有些反应却始终需要外界提供能量以供给其反应物断键所需要的能量，当环境所提供的热量或光照等不能满足其能量需要时，则需要采取加热等措施额外地给予能量补充，否则反应不能继续进行。综上所述，化学反应的条件与化学反应过程中的热效应无关。 5．常见的放热反应与吸热反应 (1)常见的放热反应：炭的燃烧，氢气和氧气的化合反应，中和反应。 (2)常见的吸热反应：碳酸钙的分解、红热的碳与二氧化碳反应生成一氧化碳。 化学能与电能的转化 1．化学电源的定义及其分类： 化学能可以转变为热量，还可以转变为其他形式的能量。把化学能转变为电能的装置，我们称为原化学电源，习惯上称为原电池。化学电源大体上可分为电池、蓄电池和燃料电池三大类。常见的干电池(中性锌、二氧化锰电池)就是一种原电池。 2．构成原电池的条件： 要形成原电池必须同时满足(1)、(2)、(3)三个条件： （1）能自动发生氧化一还原反应；（2）活泼性不同的两种导体做电极；（3）电解质溶液（能导电的溶液），形成闭合回路 3．Cu—Zn原电池： 二、疑难解析 ●为什么原电池的总反应一定是氧化还原反应？ 原电池是产生电流的装置，产生电流必然有电子转移，而只有氧化还原反应中才有电子转移。原电池反应是让氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行，通过电子转移形成电流，从而把化学能转化为电能。 ●判断原电池正、负极的方法 原电池的两个电极一般是活泼性不同的两种金属或一种金属与一种能导电的非金属构成。判断原电池的正负极有多种方法： 若从电极材料来判断，活泼的金属一般作负极，不活泼的金属或能导电的非金属材料构成的电极一般作正极； 若从反应的类型来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极； 若从质量变化的情况来判断，质量减轻的一极一般是负极； 若从电子的得失及电流的方向来判断，电子流出的一极是负极，电子流入的一极是正极。 1．（2023春·广东佛山·高一罗定邦中学校考阶段练习）美国加州Miramar海军航空站安装了一台250kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700℃，所用燃料为，电解质为熔融的。该电池的总反应为，负极反应为，则下列推断中正确的是 A．正极反应： B．放电时向负极移动 C．放电时电子沿导线向负极移动 D．当电池生成1mol 时，转移4mol电子 2．（2023春·河南洛阳·高二洛宁县第一高级中学校联考阶段练习）根据反应设计如图所示的原电池，下列选项中的组合正确的是 选项 电极M 电极N X Y A 锌片 铜片 溶液 溶液 B 铜片 石墨 溶液 溶液 C 石墨 铜片 溶液 溶液 D 石墨 铜片 溶液 溶液 A．A B．B C．C D．D 3．（2022春·上海徐汇·高一上海市南洋模范中学校考阶段练习）已知：H―H键能为 436kJ/mol，N―H键能为 391kJ/mol，根据热化