第六章 第14讲 化学反应与能量变化(正文)-2024年普通高中学业水平测试合格考化学

第六章　化学反应与能量 第14讲　化学反应与能量变化 一、化学反应与热能 1.放热反应和吸热反应 放热反应：释放热量的化学反应称为放热反应。常见的放热反应：所有的燃烧反应和缓慢氧化反应、所有的酸碱中和反应、大多数化合反应、铝热反应、活泼金属与水或酸的反应等。 吸热反应：吸收热量的化学反应称为吸热反应。常见的吸热反应：大多数的分解反应、CO2＋C2CO、C＋H2O(g)CO＋H2、Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===2NH3↑＋BaCl2＋10H2O等。 [点拨] 需要加热的反应不一定是吸热反应。 2.化学反应中能量变化的原因 化学变化的实质：化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程，也就是____________________________________________________的过程。 (1)断开化学键吸收能量；形成化学键放出能量。 (2)化学键与化学反应中能量变化的关系 吸热反应：反应物断键吸收的能量>生成物成键释放的能量 放热反应：反应物断键吸收的能量<生成物成键释放的能量 (3)反应物、生成物的总能量与化学反应中能量变化的关系 吸热反应：反应物的总能量<生成物的总能量 放热反应：反应物的总能量>生成物的总能量 [点拨] 有化学键断裂的过程不一定是化学反应，如氯化钠溶于水的过程。 3.人类对能源的利用及能源现状 (1)人类对化学反应中热能的利用——燃烧 ①发现：始于火的发现。 ②早期：以树枝杂草为主要能源。 ③现代：以煤、石油和天然气为主要能源。 (2)利用最多的化石燃料面临的两个亟待解决的问题 ①能源短缺问题日益突出。 ②燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等造成了大气污染。 (3)节能减排，寻找清洁的新能源 ①节能：主要是充分有效地利用资源。如在燃料利用的过程中，节能的主要环节有两个：一是燃料燃烧阶段，提高________________；二是能量利用阶段，提高____________。 ②理想新能源应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点。如太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能等。 [典例1]　下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是(　　) ①有能量变化的过程是化学反应 ②化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关 ③化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的 ④能量变化是化学变化的基本特征之一 ⑤热量不是化学反应中能量变化的唯一形式 ⑥吸热反应不一定需要加热 ⑦放热的化学反应均可以设计成原电池 A.①②⑦ B.①⑤⑥ C.①④ D.④⑤⑦ 二、化学反应与电能 1.火力发电过程中的能量转化 化学能热能机械能电能 2.原电池 (1)定义：将________转化为________的装置。 [点拨] 原电池中的化学能并非全部转化为电能，还有一部分转化为热能等其他形式的能量。 (2)工作原理 负极电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋ 正极电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑ [点拨] “电子不下水，离子不上岸”，即电子只能在两极和外电路中移动，不可能进入溶液中。 (3)组成原电池的四个条件 ①活泼性不同的两个电极； ②电解质溶液； ③形成闭合通路； ④自发进行的氧化还原反应。 [点拨] 燃料电池的两个电极一般都是惰性电极。 (4)常见的化学电源 ①一次电池：____________________(内部的氧化还原反应是不可逆的)。 ②二次电池：又称充电电池，________________________________。即它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 ③燃料电池：是一种将燃料和氧化剂的________直接转化成______的电化学反应装置，此电池排放的有害气体少，效率高，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。 [典例2]　下列关于如图所示原电池装置的叙述，正确的是(　　) A.铜片是负极 B.电流从锌片经导线流向铜片 C.硫酸根离子在溶液中向正极移动 D.锌电极上发生氧化反应 一、原电池正、负极的判断方法 1.电极反应：负极——氧化反应，正极——还原反应。 2.电子或电流的流向：电子：负极→正极。电流：正极→负极。 3.离子流向：阳离子→正极，阴离子→负极。即“正向正，负向负”。 4.电极材料：一般情况下，较活泼金属作负极；较不活泼金属、金属氧化物、非金属作正极。 5.电极上的反应现象 质量增加→正极，质量减少→负极；气体→正极，pH增大→正极。 [点拨] 不能简单地依据金属的活泼性来判断原电池的正、负极，要看反应的具体情况。 二、吸热反应和放热反应的判断 1.根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素 若反应物的总能量大于生成物的总能量，则属于放热反应，反之，属