第2章 微项目 研究车用燃料及安全气囊——利用化学反应解决实际问题-【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LK版） 微项目 研究车用燃料及安全气囊 利用化学反应解决实际问题 1.了解汽车燃料，尝试选择、优化车用燃料，建立化学反应中物质变化与能量变化的关联，初 项目 步形成利用化学反应中的物质变化和能量变化指导生产实践的基本思路 学习 目标 2.通过设计安全气囊，初步形成从化学反应中的物质变化和能量变化及反应速率的视角科学 解决问题的思路。 项目活动一 选择车用燃料 【思考探究】 达到燃点所需饱量 1.画出庚烷(C,H16)燃烧过程中的能量变化 示意图。 反应物 生成物 可燃物C 2.已知三种可燃物在空气中发生燃烧反应的 【归纳提升】 能量变化示意图。根据示意图，哪种物质 从化学反应中能量变化的角度 更适合用作车用燃料？ 选择车用燃料的因素 达到燃点所荒能量 1.燃料发生化学反应释放能量多少。 反应物 2.燃料达到燃点吸收能量多少。 3.燃料的来源和价格。 4.生成物对环境的影响。 生成物 可燃物A 【对点练习】 1.作为车用燃料，随着科技的发展越来越多 达到燃点所需能量 元化，已知完全燃烧1mol氢气(H2)、 反应物 一氧化碳(CO)、辛烷(CH8)、甲烷(CH,) 分别释放出285.8kJ、283.0k、5518.0kJ、 生成物 890.3kJ热量，下列有关车用燃料的说法 可燃物B 正确的是 82 第2章化学键化学反应规律。 A.辛烷C。Hs(g)来自石油，是一种可再 猜想2：可以产生更多的热量，增强汽车的 生能源 动力。 B.相同质量的H2、CO、CH、CHs完全燃 【设计与实验】 烧时，放出热量最多的是CsHg 序号 实验步骤 实验现象 结论 C.氢气可作为未来车用能源的主要燃料 在两个蒸发 D.甲烷是一种清洁能源，燃烧时不产生任 皿中各加入 何污染 10mL冷水， 用乙醇加热 2.(2023·德州高一检测)下列有关燃料燃烧 控制相同燃 至水沸腾耗 烧条件，分别 的说法正确的是 猜想2 ( 时118s 用乙醇和汽 (填“成立”或 燃料A 燃料B 用汽油加热至 达到燃点 达到燃点所青能革 油作为燃料 “不成立”) 听需能量 水沸腾耗时 反应物 反应物 进行加热，记 56s 录从开始加 热到水沸腾 生成物 生成物 的时间 A.使燃料充分燃烧空气的量越多越好 用乙醇加热 B.物质燃烧都需要氧气 实验1停止 的蒸发皿底 C.煤、石油、天然气属于化石燃料，是可再 加热后，取下 部只有极少 (可 生的能源 蒸发Ⅲ，观察 量炭黑，面用 仿照上格填 D.由图可知燃料A更适合作车用燃料 蒸发皿的 汽油加热的 写) 3.研究人员发现某种物质在催化剂的作用下 底部 蒸发雕底部 适于作汽车燃料，其特点是来源广泛、环境 有大量炭黑 污染小。下列有关该物质燃烧的能量变化 【分析与讨论】 示意图正确的是 ( (1)实验I是一个对比实验，实验过程中不 非催化反应 非催化反应 一定要控制的条件是 (填字母)。 A.水的初始温度必须相同 。物 反应物催化反应 产物 反应物化反应 B.加热开始计时点必须相同 反应过程 反应过程 C.燃具产生火焰的大小必须相同 A B 非保化反应 催化反应 D.蒸发皿的大小必须相同 (2)汽车的发动机、排气管等部件易出现积 程 产物 炭，使用乙醇汽油后，这些部件产生的积炭量 发减物催化反应产物 反应物非催化反应 将 (填“增多”或“减少”)。 反应过程 反应过程 G (3)目前乙醇汽油中乙醇的添加量约为 4.某化学研究性学习小组想对汽油中添加乙 10%,可一定程度节省石油资源。结合实 醇的目的进行如下探究。 验I的结论分析，如果乙醇的添加量过大， 【猜想】 会使汽车动力 (填“增强”“减弱” 猜想1：可以减少汽车尾气的污染； 或“不变”)。 83 。化学·必修第二册（配LK版） 项目活动二 设计安全气囊 【思考探究】 A B C D 1.气体发生器中的物质应具有哪些性质？ 剧毒品 爆炸品 易燃液体 腐蚀品 丝品 2.(双选)汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生 2.叠氮化钠(NaN)在碰撞时发生反应的化 反应：10NaN3+2KNO3=KO+5NaO+ 学方程式是什么？同时加入的FeO3和 16N2个。若有2molN2生成，则下列判断 NH,NO3的作用是什么？ 正确的是 A.N2的体积为44.8L B.有0.125 mol KNO3被氧化 C.N2既是氧化产物又是还原产物 D.转移电子的物质的量为1.25mol 3.某品牌安全气囊的气体发生剂主要有 NaN3、FeO3、KClO、NaHCO3等物质。 【归纳提升】 (1)NaN是气体发生剂，受热或撞击产生 安全气囊的气体发生剂选择影响因素 N2和Na,并释放大量的热，Fe2O3作用为 1.物质的性质。 吸收产生的Na生成一种单质和一种氧化 2.反应中的物质变化、能量变化。 物，化学反应方程式为 3.化学反应速率。 【对点练习】 (2)KCIO,为助氧化剂，在反应过程中与金 1.从20世纪90年代开始，叠氮化钠用作汽 属Na反应生成KCl和NaO,化学反应方 车司机安全防护袋的气源，能在发生碰撞 程式为 的瞬间分解产生大量气体将气囊鼓起。装 (3)NaHCO3的作用为 运叠氨化钠的包装箱所贴的危险化学品标 ,化学反应方程式为 志应该是 提示：[章末达标检测]请完成检测卷（二）》 846.解析(1)v正=v题时,表明反应处于化学平衡状态,故:4.D 曲线A表示SO。、B表示SO。10min时SO、SO。物 t2~,~。段符合。 质的量相等,但正、逆反应速率并不相等,因此还没有达 (2)气体的压强为起始的80%,则气体的物质的量也为 到平衡,A错误;反应至10min,△n(SO)-1mol,则 起始时的80%,则减少量为20%,因此,反应后气体的总 u(so )-40.5 mol/I. _0.05 mol· 1-1.min-1. 物质的量减少(2mol+8mol)×20%-2mol。 △/ 10 min N(g)十3H(g)一 高温,高压 一2NH(g) B错误;该反应是可逆反应无法进行完全,SO,不能完全 催化剂 △n-2 转化,C错误;该反应是在绝热、恒容密闭容器中进行,当 1 3 2 2mol 3mol 2mol A:1mol 反应向一个方向进行即没有达到平衡时,反应会放热或 因此反应中有1molN。和3molH。反应生成2mol; 吸热导致反应体系温度发生变化,而在1时刻体系温度 不再发生变化,说明反应已经达到平衡,D正确。 100%-50%。 知,c点正反应速率开始减少,所以c点不是平衡点,故① (3)因该反应是气体分子数减少且正反应为放热的反应, 错误;反应向正反应进行,随着反应的进行,反应物浓度 故压强、温度不变能证明反应达到化学平衡;反应达平衡 逐渐降低,所以SO。浓度a点大于b点,故②错误;从a 时,N。、H。、NH。的浓度不再变化,与化学计量数之比无 到c正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚 关,C错误:D项v(N。)、vt(H。)同方向,不能说明反应 开始时温度升高,对正反应速率的影响大于浓度减小对 到达平衡状态。 答案(1)t2~t、t~t5 (2)①50%②B (③)AB 正反应速率的影响,说明该反应为放热反应,即反应物的 微专题(九)有关化学反应速率的图像分析 总能量高于生成物的总能量,故③正确;△一△时, v△一△c,根据图像可知,ab段反应物浓度变化△c小于 [专题集训] 1.B 根据图示可知,从反应开始到6s时刻,B物质减少了 bc段,则ab段参加反应的物质的量小于bc段,由于反应 0.6mol,C物质减少了0.8mol,A物质增加了1.2mol. 初始物质的量相等,所以SO。的转化率:a~b段小于 D物质增加了0.4mol,则该反应的反应物是B、C,生成 b~c段,故④正确;混合物颜色不再变化,说明二氧化氮 物是A、D,四者的改变量之比为0.6:0.8:1.2:0.4 浓度不再变化,可以说明反应达到平衡,故正确;在绝 3.4:6:2,则该反应的方程式为:3B十4C-一6A十 热条件下,温度改变,则该反应压强也发生改变,故体系 2D.在0~6s内,C减少了0.8mol,化学反应速率(C): 压强不再变化,能说明反应达到平衡,故正确:该时间 -△c(C)0. 8mol~0.067 mol·1.-1·s-1.A错误;: 段内,在达到平衡之前,生成物浓度一直在变大,逆反应 △ -2LX6s 速率应该一直变大,故错误;该反应前后气体的系数和 根据分析可知,该反应的化学方程式为3B十4C-一6A 相等,混合气体的总物质的量不变,恒容容器内混合气体 +2D,B正确;该反应为可逆反应,6s后达到平衡,反应 不会停止,C错误;反应到1s时的速率为瞬时速率,题图 的总质量不变,则混合气体的平均摩尔质量一直不变,不 中图像的斜率可反映瞬时速率的大小,由题图可知1s 能说明反应达到平衡,故⑧错误;故③④正确。 微项目 时二者斜率大小并不相等,v(A)不等于v(B),D错误。 研究车用燃料及安全气囊 2.D 由题干信息可知,NO和O。混合后可发生反应: -利用化学反应解决实际问题 ①2NO(g)+O(g)2NO(g),②2NO(g)NO(g): [项目活动-]--[思考探究] 则随着反应的进行NO。的浓度先增大后变小,最后达到 1.提示 平衡保持不变,故a为c(NO)、b为c(NO).c为c(NO)随 1的变化曲线,A错误;t;时,只是c(NO)一c(NO。),故不 能说明反应①达到化学平衡状态,B错误;若容器的体积 1molC.H1) 保持不变,则根据N原子守恒可知,1。时有c(NO)十 善 △H--4800 bJ/mol c(NO。)+2c(N。O)=c,C错误;由图像可知,t。后, NO.、NO.的浓度不再发生改变说明反应达到平衡状 态,故有NO。的消耗速率等于生成速率,D正确。 7mol C0.(g)+8H.0(l) 3.C 由题图可知,0~12s内,B的转化量为(0.5mol/I- 0 反应过程 0.3molL)×2 L-0.4mol,A的转化量为(0.8mol/L. 一0.2mol/L)×2L=1.2mol,12s时生成C的物质的 :2.提示 可燃物A更适合用作车用燃料。 量为1.2mol,△n(B):△n(A):△n(C)-0.4:1.2 [对点练习] .1.2-1:3:3,则a-3,c-3。由分析可知,a-3.c= 1.C 辛炕来自石油,是一种不可再生能源,A项错误;根 3.A正确;0~12s.C的平均反应速率为22m2L 1.2mol 据题给信息,每克物质完全燃烧时放出的热量分别为H。 142.9 kJ.CO 10.1kJI.CH48.4kJ,CH.55.6kJ.则相 0.05mol·L-1·s,B正确;题图中曲线的斜率可以代 同质量的H、CO、CH、C。H。完全燃烧时,放出热量最 表速率的大小,则m点:v(B) v(A),C错误;2s末时, 多的是H。,B项错误;燃烧等质量的氢气放出的热量最 A的转化量△n(A)=(0.8mol/L.-0.5mol/L)X2L 多,而且其燃烧产物为水,对环境没有任何污染,因此可 0.6molx2 3-0.2mol: 作为未来车用能源的主要燃料,C项正确;甲炕为一种清 -0.6mol,D的物质的量浓度为- 2L 洁能源,但如果不完全燃烧,可产生一氧化碳等污染性气 .L-1,D正确。 体,D项错误。 2.D 通入空气的量过大、过多会带走热量,所以一般是通:2.提示2NaN。--2Na十3N。。 入适当过量的空气,A错误;比如金属铁(Mg)和二氧化! NHNO。吸收该反应放出大量热量,发生分解反应。 碳(CO。)反应生成氧化铁(MgO)和碳(C),该反应没有氧 Fe。O。与该反应生成的金属纳反应,生成铁和较为安全 气参加,但是剧烈的发光发热的化学反应,同样属于燃烧: 的NaCl。 范畴,B错误;煤、石油、天然气是我国最主要的化石燃:[对点练习] 料,它们都是不可再生能源,C错误;燃料A达到燃点所 1.B 根据题意可知,叠氮化纳属于爆炸品,A图中所示标 需能量小,因此更适合作车用燃料,D正确。 志是剧毒品标志,A错误;B图中所示标志是爆炸品标 3.A 其反应物能量大于生成物能量,燃烧的反应为放热 志,B正确;C图中所示标志是易燃液体标志,C错误; 反应,该物质适于作汽车燃料,A正确;反应物能量小于 D图中所示标志是腐蚀品标志,D错误。 生成物能量,是个吸热反应,不适合作汽车燃料,B错误; ·2.CD 题干中没有说明是标准状况下,无法计算氮气体 反应物能量等于生成物能量,不适合作汽车燃料,C错 积,A错误:该反应中N元素化合价由一 3、十5变为0. 误;反应物能量小于生成物能量,是个吸热反应,而且用 所以N。既是氧化产物也是还原产物,假设有16molN 了催化剂以后活化能更高,不适合作汽车燃料,D错误。 生成,氧化产物是15mol、还原产物是1mol,若有2mol 4.解析 用乙醇加热至水沸腾耗时118s,而用汽油加热至 N.生成,则被还原的KNO。的物质的量n(KNO。) 水沸腾耗时56s,说明加入乙醇并不是为了产生更多的! 2molo.25mol,B错误,C正确;生成2mol N:转移电 热量,增强汽车的动力,因此猜想2不成立;用乙醇加热: 的蒸发血底部只有极少量炭黑,而用汽油加热的蒸发血 子的物质的量-5n(KNO)-5×0.25mol-1.25mol. 底部有大量炭黑,说明乙醇燃烧更充分,可以减少汽车尾。 D正确。 气的污染,因此猜想1成立。 :3.解析 NaN。受撞击分解生成Na和N,FeO。作氧化 (1)测水沸腾需要的时间,计时点不需要相同,答案选B;! 剂可吸收金属钟,防止Na对人体的伤害,KClO.作助氧 (2)乙醇燃烧更充分,产生的炭黑少,因此可减少积碳; 化剂也可以吸收Na,生成KCl和Na。O,NaHCO。受热 (3)若添加乙醇过多,则产生的能量少,会使汽车动力; 分解生成大量气体,并吸收大量热量,同时生成的CO。 减弱。 可以和NaO反应生成无腐蚀性的Na。CO。 答案 不成立 猜想1成立 答案(1)FeO+6Na--2Fe+3NaO (1)B(2)减少(3)减弱 (2)KCIO.+8Na--KCI+4NaO [项目活动二]-[思考探究] (3)冷却剂,吸收产气过程中释放的热量 1.提示具有生成物清洁、低腐蚀、有毒组分含量低、产气 量大、产气快等特点。 -NaCO. 第3章 简单的有机化合物 第1节 认识有机化合物 3.B 不是所有的有机物均易挥发、易燃烧,如沸点很高的 第1课时 有机化合物的性质 糖类、油脂、蛋白质等不易挥发,CCI.等不易燃烧,A错 知识整合·新知探究 误;有机物参与的化学反应往往比较复杂,常伴有副反 [知识点一]--[知识梳理] 应,故有机反应方程式中用“→”表示主要反应,B正确; 1.碳 有机物包含经和怪的衍生物,仅含C、H两种元素的化 2.互溶 分层 紫红 无 合物为经,而怪的衍生物包含C、H之外的元素,C错 3.(1)低难易 误;有些有机物难溶于乙醇,如酸树脂,D错误。 [关键能力] [知识点二]-[知识梳理] 1.提示 (1)× (2)X(3)× (4)(5)× 1.原子(或原子团) 原子(或原子团) 2.提示 乙 3.提示没有。有机物与无机物性质的差异是相对的,有 条件的。例如:乙醇、乙、乙酸等能与水以任意比互 溶;CCL,不易燃烧,可用来灭火;乙酸在水中能电离; TNT的爆炸是瞬间完成的。 [素养提升] 1.D 由有机物是指怪和经的衍生物可知,①食盐是无机 3.无 气 油状 难 氢仿 麻醉剂 四氛化碳 有机 物,属于盐,②石墨是无机单质,③甲炕是怪类,属于有 溶剂灭火 机物,④一氧化碳是碳的氧化物,属于无机物,一氛甲 [关键能力] 炕是怪的衍生物,属于有机物,笨是芳香怪,属于有机 1.提示(1)×(2)×(3) 物,碳酸是无机物,属于盐,综上分析可知,③ 属于有机物。 2.提示 由于反应产物中的HC1易溶于水使溶液呈酸 2.D 大多数有机化合物难客于水,易落于有机溶剂,熔。 性,石遇酸变红色,且CH.Clo、CHCl、CCl.为液体 沸点低,易燃烧,热稳定性差,受热易分解,化学反应复 试管内压强减小,打开弹策夹,滴有石葱溶液的蒸水 杂且速度慢,常有副反应发生。 会迅速进入上面的试管内,形成红色喷泉。