第2章 第2节 化学反应与能量转化-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册同步学习方案（鲁科版2019）

。化学·必修第二册（配K版） 第2节 化学反应与能量转化 第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式 [素养目标]1.认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应。2.了解化学反应体系能量改变 和化学键的断裂与形成有关。3.知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化。 核心突破 知识整合·新知探究 素养初成 知识点一 化学反应中的能量变化 知识梳理 自主预习 关健能力 合作探究」 1.实验探究 1.正误判断（正确的打“/”，错误的打“×”）。 实验操作 实验现象 结论 (1)任何化学反应都伴随能量变化() (2)化学反应中的能量变化全部是以热量 固体粉末 稀盐酸或 柠檬酸 金属与酸 的形式转化的 () ,有 反应 (3)需要加热才能发生的反应一定是吸热 产生，溶液温 能量 反应 () 图锌粉钱粉 度 “或铁粉 (4)有热量放出的变化都是放热反应() 2.下列变化是常见的四个变化过程，其中既 固体粉末 Na,CO3与 稀盐酸 属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是 ,有 稀盐酸反 (填序号)。 产生，溶液温 应时 ①铝片与稀盐酸的反应 -Na.CO 度 热量 ②氢氧化钡溶液与稀硫酸的反应 ③灼热的氧化铜与H,的反应 碳酸氢 钠溶液 柠檬酸与碳 产生，溶 ④甲烷在氧气中的燃烧 酸氢钠反应 液的温度 3.某学生用如图所示 时 热量 装置进行化学反 柠檬酸 应：X+2Y一2Z 结论：每一个化学反应都伴随着 的变 能量变化情况的研 化，有的反应释放能量，有的反应吸收 究。当往试管中滴 能量。 加试剂Y时，看到U形管中液面甲处下 2.吸热反应与放热反应 降、乙处上升。试分析产生该现象的原因 化学上把最终表现为 的化学反 是什么？ 应叫作吸热反应；把最终表现为 的反应叫作放热反应。 52 第2章化学键化学反应规律○ 【归纳提升】 1.常见的放热反应 (1)大多数化合反应； (2)酸碱中和反应； (3)燃烧反应，如木炭、CH、H2、CO等在 (1)上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝 空气中的燃烧，H2在C,中的燃烧等： 酸反应是吸热反应还是放热反应”的是 (4)金属与酸的反应； (5)铝热反应。 (2)某同学选用装置I进行实验（实验前U 2.常见的吸热反应 形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适 (1)大多数分解反应，如CaCO 搬烧CaO十 量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观 CO2↑等： 察到的现象是 ,说明该 (2)消石灰与NH,CI固体反应： 反应属于 (填“吸热”或“放热”) (3)C与水蒸气反应、C与CO,反应等： 反应。 (4)NaHCO,与柠檬酸反应等。 (3)为探究固体M溶于水的热效应，选择 装置Ⅱ进行实验（溶解或化学反应在甲中 素养提升 应用体验 进行)。 1.下列说法中正确的是 ( ①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察 A.化合反应均是放热反应，分解反应均是 到的现象是 吸热反应 ②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶 B.燃料的燃烧反应是放热反应 于水 (填“一定是放 C.干冰的升华是吸热反应 热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热 D.需要点燃或加热的化学反应一定是吸 反应”)。 热反应 ③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水 2.下列反应中属于放出能量的反应是 柱，液面高于烧杯中液面，则M可能是 (填序号，后同)，属于吸收能量的反应 是 (4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾 ①煅烧石灰石制生石灰(CaO) 与水的反应(4KO2+2HO一4KOH+ ②燃烧木炭取暖 3O,个)是放热反应还是吸热反应。 ③炸药爆炸 方法①：选择上述装置 (填“I” ④酸与碱的中和反应 “Ⅱ”或“Ⅲ”)进行实验； ⑤生石灰与水作用制熟石灰 方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包 ⑥食物因氧化而腐败 裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴 ⑦硝酸铵溶于水 蒸馏水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧起 3.为了探究化学能与热能的转化，某实验小 来，则说明该反应是 (填“吸热”或 组设计了如图所示三套实验装置。 “放热”)反应。 53 。化学·必修第二册（配LK版） 知识点二 化学反应中能量变化的实质及原因分析 知识梳理 自主预习 2.用H2和O2反应的实例探究化学反应中 能量变化的实质。在25℃和101kPa的 1.化学反应的实质 条件下， 反应物中 的断裂和生成物中 H,I mol H,的共价键断裂 2H 吸收436kJ能量 形成1 mol H.O 的形成。 的共价键 H2O(g) 2molO,的共价键断裂 释放930kJ能量 2.化学反应中能量变化的微观原因 20 吸收249)能量 (反应物 一旧化学键断裂，能量(E) E,+B能量变化 燃烧1molH2生成水蒸气的能量变化： 生成物 新化学键形成， 能量(E) (1)吸收的总能量为多少？ (2)释放的总能量为多少？ 3.化学反应中能量变化的宏观原因（用E表 (3)这个反应释放出能量还是吸收能量？ 示物质能量) 释放或吸收多少能量？ E(反应物)<E(生成物) 化学反应 能量 E(反应物)>E(生成物) 化学反应 能量 关健能力 合作探究」 【归纳提升】 1.如图是1mo1H,与2mol0,反应中能量 1.能量变化两角度 的变化图。 (1)能量变化与化学键的关系（微观角度） 吸收能量E 2H(g)+0(g) 旧化学键断裂 反应物 新化学键形成 生成物 H(g)+50(g t-H.O(g) 反应过程 放出能量E2 回答下列问题： ①E,>E。:反应吸收能量（吸热反应）。 (1)图中a、b、c、d表示的含义是什么？ ②E,<E2:反应放出能量（放热反应）。 可以总结为新大于旧，反应放热：旧大于 (2)图中十d是何意义？a、b、d之间有什 新，反应吸热。 么关系？ (2)能量变化与物质内部能量的关系（宏观 角度) ①可以看成是“储存”在物质内部的能量 (化学能)转化成热能、光能或电能等释放 出来的过程。 ②也可以看成是热能、电能或光能等物质 外部的能量被“储存”起来的过程。 54 第2章 化学键 化学反应规律。 2.图示 bkJ·mo' HH 键断裂 生成物 反应物 吸收 放出 c kJ.mol-1 热量 热量 键断裂 反应物 生成物 下列说法不正确的是 0 反应过程 反应过程 A.1molH2的能量比2molH的能量低 3.能量的计算方法 B.断开1molH一H键和1molI一I键所 (1)根据化学方程式确定断键、成键的物质 的量。 需能量大于断开2molH一I键所需 (2)确定断键吸收的总能量和成键释放的 能量 总能量 C.将0.5molH2(g)与1mol1(g)混合充 (3)计算反应的能量变化 分反应后放出的热量为0.5ak ①若反应释放能量 D.形成1molH一I键释放的能量为0.5 E=成键时释放能量之和一断键时吸收能 (a+b+c)kJ 量之和。 ! 3.已知H一H键的键能为436kJ·mol1, ②若反应吸收能量 C1一C1键的键能为243kJ·mol厂1，H E=断键时吸收能量之和一成键时释放能 C1键的键能为431kJ·mol厂1，当1mol 量之和。 H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCI时， 素养提升 应用体验 对化学反应：H2+CL 点燃2HC1的判断 1.(2023·深圳中学高一期中)化学反应 A十B,—2AB的能量变化如图所示，下 正确的是 列说法正确的是 A.是吸热反应 B.放出91.5kJ热量 2 mol A+2 mol B C.吸收183kJ热量D.放出183kJ热量 △E=xkJ 规律方法 △E=ykJ 1 mol A2+1 mol B2 分析化学反应中的能量变化时的注意事项 2 mol AB (1)要从两个方面来理解和掌握化学反应中的能 A.该反应是吸收能量的反应 量变化，其中化学键的断裂与形成是本质（微观） B.1molA一A键和1molB一B键断裂能 原因，而物质具有的能量是宏观性质。 放出xkJ能量 (2)由于任何化学反应中都存在化学键的断裂与生 C.2molA一B键断裂需要吸收ykJ能量 成，因此，任何化学反应在发生物质变化的同时必 D.2 mol AB的总能量高于1molA2和 然发生能量的变化。也就是说，任何化学反应中反 1molB的总能量 应物具有的总能量与生成物具有的总能量一定不 2.(双选)(2024·菏泽鄄城县一中高一月考) 相等。 已知反应H2(g)十L(g)一2HI(g)中，每 (3)反应过程中能量的变化=破坏反应物中的化 生成2 mol HI时会有akJ的能量放出，已 学键需吸收的能量一形成生成物中的化学键所 知可逆反应中反应物不能完全反应，又知 释放的能量，当能量的变化>0时，则为吸热反 有关化学键断裂情况如下： 应，反之为放热反应 55 。化学·必修第二册（配K版 自主检测 随堂演练·巩固落实 素养提升 1.(2023·江西宜春高一月考)下列变化过程 、 3.(2023·江苏前黄中学高一月考)下列反应 属于放热反应的是 ( 是吸热反应的是 ①食物腐烂②NH,CI晶体与Ba(OH),· 生成物 8H,O晶体混合搅拌。③木炭的燃烧 508 600 ④硫酸与氢氧化钠的中和反应 ⑤液态水 N2+3H 反应物 2NH 变成水蒸气⑥碳酸钙受热分解 反应过程 0 反应过程 A.①②③ B.①③④⑤ A B 镁条 C.①③④ D.②④⑥ 氯酸钾 2.下列实验现象或图像信息不能充分说明相 稀盐酸 氧化铁和铝粉 的混合物 应的化学反应是放热反应的是 ( 铝热反应 锌粉 选项 反应装置或图像 实验现象或图像信息 0 4.(双选)已知反应NO2(g)+CO(g) NO(g)+CO2(g)的能量变化如图所示，下 温度计 盐酸 列说法正确的是 温度计的水银柱 A 上升 氢氧化 N0+ 的溶液 NO+CO2 C 斜1反应物 反应过程 反应物总能量大于 A.图中A→B的过程为放热过程 B 生成物总能量 B.1 mol NO2和1molC)的键能总和大 生成物 于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和 反应过程 C.该反应为氧化还原反应 D.1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量 稀疏酸 高于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的 反应开始后，针筒 总能量 锌粒 活塞向右移动 5.(2023·郑州高一检测)氨是化肥工业和基 本有机化工的主要原料。合成氨工业在 20世纪初期形成，第一次世界大战结束 稀硫酸 反应开始后，甲处 后，转向为农业、工业服务。合成氨反应： D 液面低于乙处液面 N)十3H,(g2NH,g的能量 变化如图所示，请回答下列问题： 56 第2章化学键化学反应规律○ B2molN和6molH (2)反应过程中断裂的化学键及其物质的 量为 A 1 mol Na(g)+ E (填“吸收”或“放出”，下同)的能 3 mol Ha(g) 量为 (用E、E2或E表示，下 2 mol NH3(g) 同)；形成的化学键及其物质的量为 反应过程 的能量为 (1)图中A、C分别表示 (3)E2= 。(用“E、E”表示) ,反应 (填“吸收”或 温馨 “放出”)能量。 提示 请完成[知能达标训练】作业（九） 第2课时 化学反应能量转化的重要应用 化学电池 [素养目标]1.掌握原电池的构成和工作原理。2.了解常见的化学电源。3.了解化学能与电 能的相互转化及化学反应的其他应用。 核心突破 知识整合·新知探究 素养初成 知识点一 原电池的构成与工作原理 知识梳理 自主预习 ②结论：由于在两个石墨电极上有 不同的物质—氢气和 1.原电池的构造 (1)原电池：一种利用 反应将化学 氧气；当形成 时，便会产生 能直接转化成 的装置。 (2)初识氢氧燃料电池 (3)原电池的构造（以氢氧燃料电池为例）： ①实验设计 ④九y导线（导体） 导线 氢气( 反应物)、 氢气（反应物） 实验装置 石墨电极 氢气 氧气 石最电极 (材料) 材料) 石墨电极 石墨电极 稀硫酸( 导体) 稀硫酸 两极 负极 氢气失去电子，发生氧化反应 2.原电池的基本工作原理 反应正极 氧气得到电子，发生还原反应 和氧化剂分别在两个不同的区域 电子由负极通过导线流向正极，形 发生 和还原反应，并通过能导电 电子转移 成电流 的物质形成 产生 57 。化学·必修第二册（配K版） D关键能力 合作探究 (4)原电池工作时，负极失去的电子总数与 正极得到的电子总数有何关系？为什么？ 1.在氢氧燃料电池形成过程中电解质溶液和 导线的作用相同吗？ 2.学习了原电池后，学习兴趣小组的同学设 计了以下4个装置，其中能构成原电池的 是（连接两个电极的均是金属导线）哪些？ 若不能，原因是什么？ 【归纳提升打 1.“四看”原电池的构成条件 (1)看本质—有自发进行的氧化还原反 CuSO溶液 应发生。 (2)看电极 两极为导体，且存在活泼性 差异（燃料电池的电极一般都为惰性电 极)。 (3)看溶液 两极插入电解质溶液中（或 熔融电解质)。 (4)看回路—形成闭合回路。 2.原理（以铜锌原电池为例） 3.原电池的工作原理。 。沿导线传速，有电流产生 下面为铜、锌的原电池的装置图： 氧化反应 还原反应 电极反应式： 负极 正极 电极反应式： 金属导线 Zn-2eZn 2H*+2e"=Ht 硫酸溶液 离子 向 电解质溶液 3.正负极的判断 稀硫酸 负极 正极 活泼金属 电极材料 较不活泼金属或非金属 回答下列问题： 氧化反应 电极反应 还原反应 (1)分析电极名称和溶液中的离子移动 方向。 电子流出 电子流向 电子流入 (2)写出锌铜电极上发生的电极反应及 阴离子移向 离子移向 阳离子移向 类型。 不断溶解 电极现象 电极增重或质量不变 (3)原电池工作时怎样形成“闭合回路”？ 质量减小 58 第2章化学键化学反应规律。 特别提醒 题组二原电池的工作原理 (1)通常是能自发进行的氧化还原反应才能组成 3.有关原电池的下列说法中，正确的是 原电池。 (2)形成闭合回路的方式有多种，可以用导线连 接两个电极构成闭合回路，也可以让两个电极相 A.在外电路中电子由正极流向负极 接触构成闭合回路。 B.在原电池中负极发生还原反应 (3)在原电池中，电子在导线中定向移动（由负极 C.原电池工作时，阳离子向正极方向移动 流出，流入正极)，离子在溶液中定向移动（阳离 D.原电池中正极一定是不活泼金属 子移向正极，阴离子移向负极)，即“电子不下水， 4.(2024·济宁兖州区高一期中)将纯锌棒和 离子不上岸”或“电子走陆路，离子走水路”，它们 共同组成了一个完整的闭合回路。 铜棒插人稀硫酸中（如图1），下列说法正 (4)很活泼的金属单质一般不作原电池的负极， 确的是 如K,Na、Ca等，因为它们与水剧烈反应。 (5)非电解质溶液不能形成原电池。 反应物 (6)燃料电池正、负极的判断 对于燃料电池而言，电极为惰性材料(P1、C),电 极本身不反应，只起传导电子的作用，故可根据 生成物 向两极通入的物质来判断两极的正、负。燃料电 稀硫酸 图1 图2 池的负极通入的一定是燃料，即还原剂（如可燃性 气体)；正极通入的一定是氧化剂（如助燃性气体）。 A.无论K是否闭合，都存在化学能转化为 D素养提升 电能 应用体验 B.无论K是否闭合，在相同时间内，溶液 题组一原电池的构成条件 上升的温度相同 1.(2023·怀仁月考)下列反应从原理上不可 以设计成原电池的是 C.无论K是否闭合，图1装置中反应的能 ( ①CaO+H,OCa(OH), ②NaOH+ 量变化如图2所示 HCI-NaCl+H,O 32H,O=2H,+ D.当K闭合时，每当溶解32.5gZn,铜棒 O④2C0+O —2C0 处会得到11.2L氢气 A.①② B.①②③ 5.(2023·郑州检测)如图所示为氢氧燃料电 C.①②④ D.②③④ 池工作原理示意图。下列叙述错误的是 2.(2023·廊坊联考)在如图所示的8个装置 中，属于原电池的是 ( A1(含石墨) A 稀HSO 稀HS0 HCI溶液 D ③ KOH溶液 A A.M处通人氢气，a极是电池的正极 B.该电池的总反应为2H2+O2一2H2O 酒精 稀HS0 CuC,溶液 稀H,S0 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ C.N处通入氧气，在b极上发生还原反应 A.②⑥⑦ B.③④⑤ D.该电池产物为水，属于环境友好型的绿 C.④⑧ D.②③④⑥⑦ 色电源 59 。化学·必修第二册（配LK版） 知识点二 原电池原理的应用 知识梳理 当断开K时，铁片上也产 自主预习 生气泡，一段时间后，取 1.设计原电池 ,铁片 出干燥，其质量减小。从 依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找 中你得到什么启示？ 1mol·L-HS0,溶液 出氧化剂、还原剂，一般还原剂为 材料（或在负极上被氧化），氧化剂为电解质 溶液中的阳离子（或在正极上被还原）。 2.制造多种化学电源 3.用等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量 干电池、充电电池和新型燃料电池均是根 的稀H2SO,中，同时向a中放人少量的 据原电池的原理设计而成的。 CuSO,溶液。 3.加快氧化还原反应的速率 根据上述要求画出产生H2的体积(V)与 实验室用Z和稀硫酸（或稀盐酸）反应制 时间(t)的关系。 H2,常用粗锌，它产生H2的速率快。原因 是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸（或稀盐酸） 形成 ,使产生H2的速率 4.比较金属的活动性 【归纳提升】 有两种金属A和B,用导线连接后插入稀 1.设计原电池的基本思路 硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡 设计思路 实例 产生，根据电极现象判断出A是 以自发进行的氧化还 Zn+H,SO- B是 ;通常情况下，由原电池原理 原反应为基础 ZnSO,+H,↑ 可知，金属活动性： 把氧化还原反应分解 氧化反应（负极）： 关健能力 合作探究， 为氧化反应和还原反 Zn-2e-Zn2+ 1.氧化还原反应Zn十2H+一Zn++H2 应两个半反应，从而确 还原反应（正极）： 定电极反应 2H++2e-H2↑ 设计成原电池时，负极材料是什么？发生 的电极反应是什么？正极材料如何选择？ 以电极反应为原理，根 据原电池的工作原理确 负极：Zn 发生的电极反应是什么？ 定电极材料和电解质溶 正极：Cu(活动性比 液。正极材料必须比负 Zn弱) 极材料的活动性弱或选 电解质溶液：稀硫酸 石墨作电极 000 2.某科研小组设计如图装置研究铁的腐蚀， 画出原电池的装置 Cu 当关闭K时，铁片上产生气泡，一段时间 简图 稀硫酸 后，取出干燥，称量其质量没有明显变化。 60 第2章化学键化学反应规律○ 2.电极反应式的书写 (1)负极反应式的书写 b(© ①活泼金属作负极时，电极本身被氧化： 实验装置 a.若生成的阳离子不与电解质溶液反应， CuSO(溶液) 稀硫酸 其产物可直接写为金属阳离子，如Zn 2e=Zn2+,Cu-2e-Cu2+。 部分实 a极质量减小，b b有气体产生，c b.若生成的金属阳离子与电解质溶液反 验现象 极质量增加 无变化 应，其电极反应式为两反应合并后的反应 式。如MgAI(KOH)原电池，负极反应式 G G 为A1-3e+4OH=[A1(OH)]。 实验装置 ②负极本身不反应时，常见书写方法为 a.氢氧（酸性）燃料电池，负极反应式为 稀硫酸 稀硫酸 H2-2e—2H+。 b.氢氧（碱性）燃料电池，负极反应式为 电流计指示，导 部分实 d极溶解，c极有 线中电流从a极 H2-2e+20H—2H20。 验现象 气体产生 流向d极 (2)正极反应式的书写 ①首先根据化合价变化或氧化性强弱判断 A.a>b>c>d B.b>c>d>a 得电子的微粒： C.d>a>b>c D.a>b>d>c ②其次确定该微粒得电子后变成哪种 2.为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施是 形式。 ( 如氢氧（酸性）燃料电池，正极反应式为 A.与石墨棒相连 O2+4H++4e-2H2O。 B.与铜板相连 氢氧（碱性）燃料电池，正极反应式为 C.埋在潮湿、疏松的土壤中 O2+2H2O+4e=40H。 D.与锌板相连 3.金属腐蚀的防护 3.设计原电池装置证明Fe3+的氧化性 在轮船外壳上镶嵌锌块，在海水中形成原 Cu2+强。 电池，锌作负极失去电子，铁受到保护而不 (1)写出能说明氧化性Fe3+大于Cu+的 被腐蚀。 离子方程式： 素养提升 应用体验 (2)若要将上述反应设计成原电池，电极 1.abcd四个金属电极，反应装置及反应现象 反应式分别是： 见表，由此可判断四种金属的活动性顺序 ①负极： ②正极： 61(2)氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应，中和反应都是放 (4)F.+.Ca.+F:-[:F:]cae [F:] 热反应，所以锥形瓶中气体受热膨肤，导致U形管左端 液柱降低，右端液柱升高。 3H+·N→H:N:H (3)①若M为钠，纳与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反 H 应为放热反应，放出的热量使大试管中温度升高，气体压 6.解析(1)A为H2O,属于共价化合物，结构式为H 强增大，所以右边烧杯中有气泡产生，反应完毕后，冷却 H 至室温，烧杯里的导管内液面上升：②若观察到烧杯里产 生气泡，说明M溶于水可能放出热量，由于放热反应一 O一H:(2)B为NH3,属于共价化合物，电子式为：N:H: 定属于化学变化，而有热量放出的过程不一定为化学变 H 化，所以不一定属于放热反应，某些物质（如氨氧化钠）溶 (3)D为OH,电子式为[：O:H:(4)A为H2O,B为 于水放热，但不是化学反应；③若观察到烧杯里的玻璃管 内形成一段水柱，液面高于烧杯中液面，说明装置中气体 NH,E为Mg+或A3+,B溶于A后所得的物质为一水合 的压强减小，则M可能是硝酸铵，硝酸铵落于水吸收热 氯，与E微粒反应后可得C和一种白色沉淀，该反应的离子： 量，温度降低，气体压强减小。 方程式：Mg+十2NH·HOMg(OH)2￥+2NH或 (4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应 A3++3NH2·H2O—A1(OHD3￥+3NH时。 (4KO2+2H2O一4KOH+3O2◆)是放热反应还是吸 H 热反应，方法①：选择题给装置I(或Ⅱ)进行实验，装置 答案1)H一O-H(2):N:H I右边U形管中左端液柱降低，右端液柱升高（或装置 Ⅱ烧杯中导管口有气泡放出)，证明该反应为放热反应： H 方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包襄并放在石棉 (3)[:O:H (4)Mg2++2NH3·H2O 网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸增水，片刻后，若观察到脱 脂棉燃烧，则说明该反应放出大量热，使棉花燃烧，证明 Mg(OH)2￥+2NH或A3++3NH3·H2O 该反应是放热反应。 A1(OH)3￥+3NH 答案(1)Ⅲ 第2节化学反应与能量转化 (2)左端液柱降低，右端液柱升高放热 第1课时 化学反应中能量变化的 (3)①产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管 本质及转化形式 内液面上升②可能是放热反应③NH,NO3(合理即 可)(4)“I”或“”放热 知识整合·新知探究 [知识点二]一[知识梳理] [知识点一]一[知识梳理] ：1.旧化学键新化学键 1.逐渐溶解气泡升高释放逐渐溶解 气泡 升高 :2.吸收放出 释放气泡降低吸收能量 :3.吸收放出 2.吸收热量释放热量 :[关键能力] [关键能力] :1.提示(1)a表示1molH2O(g)的能量：b表示1mol 1.提示(1)/(2)×(3)×(4)× 2.提示③ H,(g)和2mol02(g)的能量之和：c表示破坏1mol 3.提示当往试管中加入试剂Y时，看到U形管中液而甲 处下降，乙处上升，说明该反应为放热反应，放出的热使 H一H能，号mol0一O能所吸枚的能量；d表示反应过 得维形瓶中的气压升高而出现该现象。反应物的能量高 程中生成1molH2(O(g)放出的能量. 于生成物的能量，反应放热：该反应过程中可以看成是贮： (2)c十d代表形成2molH一O键所放出的能量。b-a 存在X、Y内部的部分能量转化为热量而释放出来。 =d。 [素养提升] :2.提示(1)E慧暖=436kJ+249k=685kJ: 1,BC+C0,△2C0是化合反应，但需要吸热，2H202: (2)E盏養=930kJ; (3)E总就>E总暖，反应释放的能量为930kJ一685k= —2H2O十O2◆是分解反应，但是放出热量，A错误：燃· 245kJ. 烧都是放热反应，B正确：吸热反应属于化学反应，干冰：[素养提升] 升华不是化学反应，C错误：反应是吸热还是放热与反应：1.C由题图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量， 发生的外部条件无关。“点燃”“加热”都属于化学反应发： 该反应是放热反应，故A、D错误：化学键的断裂需吸收 生的外部条件，D错误。 能量，而不是释放能量，故B错误：化学键断裂时吸收能 2.②③④⑤⑥① 量，由题图可知，断裂2molA一B键需要吸收ykJ能量， 3解析(1)可通过装置I的U形管中红墨水液面的变化· 故C正确。 判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热：装置Ⅱ可通过！2.BC断健吸收能量，则1m©氢气需要吸收能量生成 烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸： 2molH,所以1molH2的能量比2molH的能量低，故 热：装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用： A正确；该反应是放热反应，断开1malH一H键和 水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热： 1molI一1键所需能量小于断开2molH一I键所需能 反应。 量，故B错误：该反应为可逆反应，反应物H2不能完全 15 k⑧⊙ 转化为生成物，所以0.5molH2(g)与1molI2(g)混合：[关键能力] 充分反应后放出的热量小于0,5k,故C错误：△H=反：1.提示不同。电解质溶液用于传导离子，属于离子导体： 应物断裂化学键需要的总能量一生成物形成化学键放出：导线的作用用于传导电子，属于电子导体。 的总能量=bkJ/mol十ckJ/mol一2H一I=一ak/mol,:2.提示A.不能，两极材料相同。B.不能，无电解质溶液。 得到断开2molH一I键所需能量约为(a十b十c)kJ,形成：C.不能，没有构成闭合回路。D.能。 1m0lH-1键释放的能量为a十b+ck,故D正确。 3.提示(1)锌为负极，铜为正极，稀硫酸作为电解质溶液， 2 在溶液中H+移向钢电极，而S)移向锌电极。 3.D化学反应中，反应物断键吸收能量，生成物成键放出： (2)锌电极为电池的负极发生失电子的氧化反应，电极反 能量，若吸收总能量Q(吸)>放出总能量Q(放)，反应为： 应式为Zn一2e一Zn2+,纲电极为电源的正极，H十在 吸热反应：反之Q(吸)<Q(放)时，反应就为放热反应。 铜电极上得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++ 题中Q(吸)=436k十243k,Q(放)=431kJ×2,Q(放)一 2e--H2. Q(吸)=183k,反应为放热反应，放出183k热量。 (3)原电池在工作时，带电粒子是按照一定的规律，沿一 随堂演练·巩固落实 定的方向运动的。应当从两方面掌握，一是溶液中的阴 1.C食物腐烂为食物的缓慢氧化过程，腐于放热反应，故： 离子向负极方向运动，而带电的阳离子向正极方向运动。 ①选：NH,CI晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体混合搅拌生 二是导线上的电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。 成氨气、氟化银和水，属于吸热反应，故②不选：木炭的燃： (4)相等。原电池中，负极失电子发生氧化反应，正极得 烧为放热反应，故③选：硫酸与氢氧化钠的中和反应为放： 电子发生还原反应，根据氧化还原反应中得失电子守恒 热反应，故④①选：液态水变成水蒸气需要吸收热量，是物· 规律知，正极上得电子总数与负极上失电子总数相等。 理变化，不属于化学变化，故⑤不选：碳酸钙受热分解为吸：[素养提升] 热反应，故⑥不选。属于放热反应的有①③④，故选C。 ·1.B能作为原电池的反应必须为能自发进行的氧化还原 2.C因为温度计的水银柱上升，温度升高，说明氢氧化钠： 反应，①、②不是氧化还原反应，不能设计成原电池：③不 与盐酸反应释放热量，故A不符合题意：反应物的总能： 能自发进行，不能设计成原电池：④为能自发进行的氧化 量比生成物的总能量高，所以在发生反应时会有一部分： 还原反应，能设计成原电池，B正确。 能量释放，表现为反应放热，故B不符合题意：锌粒与稀：2.D由原电池的构成条件及题图可知：①中只有1个电 硫酸反应会产生氢气，使锥形瓶内气体压强增加，所以针： 极，不能构成原电池：⑤中酒精为非电解质，不能构成原 筒活塞向右移动，不能证明是反应释放热量导致的，故C: 电池：⑧中没有形成闭合回路，不能构成原电池。只有 符合题意：锌粒与稀硫酸反应开始后，甲处液面低于乙处· ②③④⑥⑦符合原电池的构成条件，能形成原电池。 液面，说明反应导致集气瓶内气体压强增大，但反应并未：3，C在原电池外电路中，电子从负极流向正极，A错误： 在集气瓶中进行，说明是反应释放的热量使集气瓶内的： 原电池中负极发生氧化反应，B错误：随着反应的进行， 温度升高而导致压强增大，故D不符合题意。 阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正 3.A由图像可知，生成物的总能量高于反应物的总能量， 极移动，C正确：原电池中一般正极金属比负极金属活泼 因此该反应为吸热反应，A符合题意：由图像可知，生成： 性差，但不一定是不活泼金属，D错误。 物的总能量低于反应物的总能量，因此该反应为放热反：4，C当K闭合时该装置为原电池，锌比铜活泼，Z微负 应，B不符合题意；铝热反应为放热反应，C不符合题意：： 极，电极反应式为Zn一2e—Zn2+,Cu做正极，电极反 锌和稀盐酸的置换反应为放热反应，D不符合题意。 应式为2H+十2e一H2↑，据此作答。只有当K闭 4.CDA的能量低于B,则图中A-B的过程为吸热过程， 合，形成闭合回路，才能形成原电池，存在化学能转化为 A错误：反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反： 电能，A项错误：当K断开时，Zn与稀硫酸发生置换反 应，即断键吸收的能量低于成键放出的能量，则1ol: 应，产生氢气，为放热反应，但K闭合，形成原电池，反应 NO2和1 mol CO的键能总和小于1 mol NO和1mol: 递率更快，相同时间下，溶液上升的温度不同，B项蜡误： CO2的键能总和，B错误：反应中C和N元素化合价发： 由于没有指出气体所处状态，无法计算生成气体的物质 生变化，则该反应为氧化还原反应，C正确：由题图可知，： 的量，D项错误。 反应物总能量高于生成物总能量，则1 mol NO2(g)和5，A电子由负极流向正极，故a极是电池的负板，M处通 1 mol CO(g)的总能量高于1 mol NO(g)和1mol: 入氢气，A错误：氢氧燃料电池总反应式与氢气燃烧方程 CO2(g)的总能量，D正确。 式相同，则电池总反应式为2H2十O2一2H2O,B正 5.(1)1molN2(g)和3molH2(g)(反应物)的总能量 确：b极为正极，N处通入氧气，在b极上发生还原反应， 2 mol NH3(g)(生成物)的总能量放出 C正确：该电池产物为水，属于环境友好型的绿色电源， D正确。 (2)1molN=N键和3molH一H键吸收E 6molN-H键放出E3(3)E3一E [知识点二]一[知识梳理] :1.负极 第2课时化学反应能量转化的重要应用 :3.原电池加快 化学电池 :4,负极正极A>B 知识整合·新知探究 :[关键能力] [知识点一]一[知识梳理] :1.提示负极材料为金属锌：负极的电极反应式：Zn一2e 1.(1)氧化还原电能(2)②得失电子能力闭合回路 一Z+;正极材料应选择不与正极反应物和离子导体 电流(3)负极负极电子正极正极离子 发生反应且能导电的固体，如金属铜、石墨等：正极的电 2.还原剂氧化反应闭合回路电流 极反应式：2H++2e一H2↑。 16 2.提示为了防止金属被腐蚀，可以将该金属作为原电池： 答案(1)①铁圈下沉，银圈上浮 的正极从而得到保护。 ②Fe与CuSO4反应析出铜，使铁圈的质量增加，而银圈 3.提示 质量不变 (2)①铁圈上浮，银圈下沉 ②铁、银与CuSO,溶液形成原电池，铁为负极溶解，质量 减小，Ag为正极，析出铜，质量增加 (3) [素养提升] L.Ca、b电极和硫酸铜溶液构成的原电池中，a极质量减 小、b极质量增加，则a被氧化，金属活动性：a>b:b、c没： e Ag(或C 有闭合回路，不能构成原电池，b极有气体产生，C极无变： 化，说明b较活泼，则金属活动性：b>c:c、d和稀硫酸构： 成的原电池中，d极溶解、C极有气体产生，则d发生氧化： 反应，金属活动性：d>c;a、d和稀硫酸构成的原电池中，： 电流从a极流向d极，则a作正极、d作负极，金属活动 CuSO4或Cu(NOh溶液 性：d>a。 微专题（六）常见的化学电源 2.DA项，石墨棒与铁构成原电池，铁活泼，失电子负极，：[专题集训] 被腐蚀，B项，铜板与铁构成原电池，铁比铜活泼，失电子：1C锌筒为负极，石墨作正极，A正确，电池中锌失去电 作负极，被腐蚀：C项，在潮湿、疏松的土壤中，铁与土壤： 子，发生氧化反应，B正确：电子从负板流向正极，即从锌 中的碳、水、空气构成原电池，铁失电子作负极，被腐蚀，： 经导线流向石墨，心错误：锌为负极，失电子发生氧化反 D项，锌板与铁构成原电池，锌比铁活泼，锌失电子负极，： 应，每消耗6.5gZn,即0.1mol锌，失去0.2mol电子， 锌被腐蚀，铁被保护。 故线路中转移0.2mol电子，D正确。 3.(1)2Fe3++Cu-2Fe2++Cu2+ :2.D根据总反应式可知Zn失电子，发生氧化反应，Zn作 (2)①Cu-2eCu2+②2Fe3++2e-2Fe2+ 负极，A正确：正极上Ag2)得电子发生还原反应，B正 随堂演练·巩固落实 确：原电池中电流从正极沿导线流向负极，该电池中Z 1.D 是负极，Ag2()是正极，放电时电流从Ag2O经导线流向 2.D该装置中，虽然有用导线连接的两个活动性不同的： Zn,C正确：碱性条件下Zn+生成Zn(OH)2,负极反应 电极，但酒精为非电解质，不能传导电流，A不符合题意；： 式为Zn+2OH--2e--Zn(0H)2,D错误。 该装置中，虽然有两个用导线连接的活动性不同的电极，：3.DPb转化为PbSO1,Pb元素的化合价由0价变为十2 且与电解质溶液相接触，但不能形成闭合回路，不能形成： 价，化合价升高，发生氧化反应，Pb作负极，A项错误：根 原电池，B不符合题意：两个电极都为Z,活动性相同，！ 据反应方程式Pb十Pb)2+2H2SO,-2PbSO1+2H2) 不能发生电子转移，不能形成原电池，C不符合题意：该： 可知，反应过程中消耗H2SO)4,溶液中H+浓度减小，pH 装置中，虽然两个活动性不同的电极放在两个烧杯内的： 增大，B项错误：阴离子向负极移动，所以S)应向Pb 稀硫酸溶液中，但两烧杯内的溶液用盐桥相连，能形成闭： 处移动，C项错误：P%作负极，根据总反应方程式，负极 合回路，所以能形成原电池，D符合题意。 反应式为：Pb-2e+SO-一PbSO1,D项正确。 3.B根据原电池中发生的化学反应，负极反应为Zn一 !4.BI中碳棒为正极，锌筒为负极，电子从负极锌筒流出 2e一Zn2+,正极反应为Cu2++2e一Cu,B符合 经导线到正极碳，A项错误；该电池中锌为负极失电子发 题意。 生氧化反应，而Ag2O为正极发生还原反应，B项正确： 4.C锌铜原电池，锌作负极，发生反应：Zn一2e- 铅蓄电池为充电电池可重复使用，但其寿命有限，不可能 Zn2+,铜作正极，发生电极反应：Cu2++2e一Cu。据： 无限次重复使用，C项错误：b极为正极得电子发生还原 此分析作答。原电池中锌做负极，发生氧化反应，A错 反应：O2十4e十4H+一2H2O,D项错误。 误：锌作负极，失电子，铜作正极，得电子，所以电子由锌 微专题（七）新型化学电池 电极经导线流到铜电极，电子转移不经过电解质溶液，电 解质溶流中是高子的定向移动，从而形成闭合回路，B精：[专题集训 误：乙池中铜离子反应生成铜单质析出，甲池中的锌离子：1A根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Z如 通过交换膜进入乙池，所以乙池中总质量增加，C正确：！ 为电池的负极，电极反应为Zn一2e十4OH厂 因为是阳离子交换膜，只能通过阳离子，不能通过阴离 Zn(OH),I区MnO2为电池的正极，电极反应为 子，D错误。 MnO2+2e+4H+一Mn2++2H2O:电池在工作过程 5.解析(1)铁圈与CuS0)4溶液置换出纲并存于铁图上，每： 中，由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是 溶解56g铁，则析出64g铜，铁圈质量增加，而银图不反： 阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因 应，质量不变，故可观察到铁阁下沉，银圈上浮。 此可以得到I区消耗H+,生成Mn+,Ⅱ区的K+向I (2)二者连接形成原电池，铁为负极溶解，质量减小，Ag: 区移动或I区的SO向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH厂，生 上析出铜，质量增加，则铁圈上浮，银圈下沉。 成Zn(OH)?-,Ⅱ区的SO-向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+ (3)以铁作负极、Ag或C作正极，含Cu+的可溶性盐作： 向Ⅱ区移动，据此分析答题。根据分析，Ⅱ区的K+只能 电解质溶液。 : 向I区移动，A错误：根据分析，1区的SO-向Ⅱ区移 17 ⑧⊙ 动，B正确：MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+: 相同，也可能出现用不同物质表示化学反应速率，而速率 4H+一Mn2++2H2O,C正确：电池的总反应为Zn+: 数值相同的情况，C错误；用不同物质表示化学反应速率 40H-+MnO2+4H+-Zn(OH)-+Mn2++2H2O. 时，其数值之比等于方程式中对应物质的化学计量数之 D正确。 比，D正确。 2.AD负极N2H失电子生成N2,当消耗1molO2时转2.C由题可知，H2的物质的量在2min内减少了12mol, 移4mol电子，根据电子守恒，负极生成1molN2,故A: 正确：电池工作时，负极反应式是N2H:一4e十4OH: 容器的容积为10L,所以()=签=品 一N2十4H2O,负极的pH降低，故B错误：根据题图！ 10Lx2mim=0.6molL1·miml,又因为u(H,): 12 mol 示，正极生成氢氧化钠，正极反应为O2十4e+2H2O: (NH3)=3:2,所以v(NH3)=0.4mol·L,1· 一4OH,故C错误：负极通入氢氧化钠，正极流出氨· min一l,C项正确。 氧化钠，X最好用阳离子交换膜，故D正确。 3.CD由题图可知，氯元素价态升高，失电子，惰性电极A3.A先化成同一个单位，再将该物质的连率除以该物质 的计量系数，比值谁大，则速率就大，即 是电池的负极，惰性电极B是电池的正极，据此分析解： 题。据分析可知情性电极A是电池的负极，惰性电极B! 0.8mol·L.1·s 0.6mol·11·s1 1 2 是电池的正极，A错误：电子的转移方向是由负极流向正： 1.8 极的，电子转移不经过电解质溶液，B错误：电池工作过： 0.4mol·L.-1·s-1 60 mol L-1.s- 程中，N2H中N的化合价为一2价，N2中N的化合价为 3 一，因此w(A) 2 0价，若A极区产生14gN2即0.5mol,0.5molN2H: =0.8mol·L1·s1的反应速率最大，故A符合题意。 →0.5molN2,则转移电子的物质的量为(2×2e)×:4.B以氮气的化学反应速率为标准进行判断，甲：v(H2) 0.5mol=2mol,个数为2VA,C正确：有人提出可用甲： =1mol·L-1·min-1:乙：v(N2)=2mol·L-1· 烷代替肼，A为负极失电子，且为碱性环境，此时情性电： min1,根据化学反应速率之比等于化学方程式中对应 极A发生的电极反应为CH4十10OH一一8e一一CO号 物质的化学计量数之比可知，容器甲中：(N2)= 十7H2),D正确。 4.AD铂电极氢离子变氢气得电子，做正极，电极方程式 3H,)=号×1molL1·min1= 3mol·L1. 是2H+十2e一H2↑，镍钻电极肼失去电子生成氮气，： min1;容器乙中：v(N2)=2mol·L-1·min1,容器丙 做负极，电极方程式是N2H,十4OH厂-4e一N2个+ 中：x(N2)=0.5v(NHg)=0.5×3mol·L-1·min-1 4HO,据此解答。铂电极氢离子得电子，做正极，故A: L.5mol·L·min-1。则反应速率：v(乙)>v(丙)> 错误：如题图所示，镍钻电极肼失去电子生成氨气·电极： (甲)，B正确。 反应为N2H,+4OH一4e一N2↑+4H2O,故B正：[知识点二]—[知识梳理] 确：铂电极做正极，阳离子向这边移动，所以Na+通过：：1，反应物本身的性质 交换膜向1区迁移，镍钻电极失去电子为负极，阴离子向：2.(1)加快减慢加快 减慢加快加快减慢 这边移动，所以C一通过b交换膜向Ⅲ区迁移，故C正： (2)①越快②溶剂 确；离子选择隔膜a交换膜允许Na+透过，隔膜b交换膜：[关键能力] 允许C透过，若a和b交换位置会导致无法制备脱盐：1提示慢 物质本身的内在性质 水，故D错误。 :2.提示慢 越大 第3节化学反应的快慢和限度 !3.提示快越高 第1课时化学反应的快慢 :4.提示未加催化剂加入催化剂(MnO2)增大 知识整合·新知探究 :5.提示快越大 [知识点一]一[知识梳理] :6.(1)提示①物质本身性质，②浓度，③温度，④催化剂， 1.快慢 ⑤接触而积。 2.某反应物浓度的减少量（绝对值）生成物浓度的增加量 (2)提示增大盐酸的浓度、加热、使用铁粉等。 3.DuA=△cA)(2)D)=△cDm :[素养提升] △ △ :1.C其他条件不变，增大反应物的浓度，反应速率加快， 4.mol·L-1·sl 浓度越大反应速率越大，与溶液的体积无关。 [关键能力] :2.D升高温度，增大反应物的浓度就能提高化学反应速 1.提示(1)×(2)×(3)×(4)× 率，即最先出现浑浊。 2.提示5502123420.40.20.4 :3.D由图可知，反应开始时，相同时间内，曲线d生成的氢 2:1：2 气的体积最少，故第4组实验的反应速率最慢，A项正 3.提示③>①>②>⑤>④ 确：第1组反应速率比第4组快，1、4组相比，温度相同， [素养提升] 1组固体表面积更大，则第1组盐酸的浓度可能等于、小 1,C化学反应速率是用来表示一段时间内化学反应快慢： 于或大于2.5mol·L1,B项正确：第2组反应速率比第 的物理量，A正确：化学反应速率通常用反应物或生成物： 4组快，2、4组相比，温度相同，2组固体表面积更大，则 物质的量浓度随时间的变化表示，B正确：对于同一时： 第2组盐酸的浓度可能等于、小于或大于2.5mol· 间、同一个反应，化学反应速率用不同物质表示时数值可： L1,C项正确：第3组反应速率比第4组快，3、4组相 能不同，用不同物质表示化学反应速率时，其数值之比等： 比，盐酸的浓度、固体表面积相同，温度越高反应速率越 于方程式中对应物质的化学计量数之比，若化学计量数： 快，则第3组实验的反应温度高于30℃，D项错误。 18