6.1 化学反应与能量变化 同步讲义- 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

化学反应与能量 化学反应与热能 一、反应热和焓变 （1）化学反应在进行过程中向环境释放或从环境中吸收的热量，称为反应热。高中阶段可认为反应热和焓变为一个意思，均用ΔH表示，单位为kJ/mol或 kJ·mol-1。 （2）ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。 （3）放热反应的ΔH＜0，吸热反应的ΔH＞0。下图为放热反应示意图： 其中：E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，E3为使用催化剂时正反应的活化能。 （4）断键吸收能量，成键释放能量。 （5）键能越大越稳定，能量越低越稳定。 （6）盖斯定律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 练习： 1. 下列说法不正确的是（ ） A． 化学能可转变为热能 B．化学反应伴随能量变化是化学反应基本特征之一 C．放热反应的ΔH＜0，吸热反应的ΔH＞0 D．化学变化时断裂化学键需放出能量 2. 下列说法正确的是（ ） A．任何化学反应都伴随着能量的变化 B．加入催化剂，可以改变化学反应的反应热 C．化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现 D．断键释放能量，成键吸收能量 二、常见的吸热反应和放热反应 放热反应 吸热反应 ①所有燃烧反应； ②大多数化合反应； ③酸碱中和反应； ④金属与酸或水的置换反应； ⑤铝热反应。 ①大多数分解反应； ②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应； ③高温条件下C、H2、CO作还原剂的反应； ④弱电解质的电离。 注意： 只有化学反应才能用吸热反应和放热反应来衡量，若是物理变化则只能用吸热过程和放热过程来表述。 练习： 1. 下列反应既是非氧化还原反应，又是吸热反应的是（ ） A．碘单质升华 B．氢氧化钠和盐酸反应 C．甲烷在O2中的燃烧 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 2. 下列图示变化为吸热反应的是（ ） A． B． C． D． 3. 下列过程中能量变化与图像不相符的是（ ） 选项 A B C D 反应 NaOH和盐酸反应 Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl反应 Cl2和H2反应 Na和水反应 图像 三、ΔH的计算 （1）ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。（后减前） （2）ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和。（前减后） 练习： 1. 已知H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242kJ·mol-1，断开1molO=O键和1mol H—O键所吸收的能量分别为496kJ和463kJ，则断开1mol H—H键所吸收的能量为（ ） A．920kJ B．557kJ C．436kJ D．188kJ 2. 已知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)中相关的化学键键能数据如下： 化学键 H—H C—O C≡O H—O C—H E/(kJ·mol－1) 436 343 1 076 465 413 由此计算该反应的ΔH＝ kJ·mol－1。 （3）ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能（前减后） 练习： 1. 化学反应1/2 N2(g)＋3/2 H2(g)NH3(l)的能量变化如图所示，则该反应的ΔH＝ kJ·mol－1。 （4）盖斯定律的应用：方程式进行加减乘除时，ΔH也会相应发生变化。（从唯一物质入手） 练习： 1. 已知： ① 2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H1＝-221.0 kJ·mol－1 ② 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H2＝-483.6kJ·mol－1 则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的△H等于__________________。 2. 已知： ① N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5kJ·mol-1 ② 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0kJ·mol-1 ③ CO2(g)=C(s)+O2(g) ΔH=+393.5kJ·mol-1 则反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。 3. 已知热化学方程式： ① HCOOH(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+72.6kJ·mol-1； ② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1； ③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol-1 则反应④ ：CO2(g)+H2(g)=HCOOH(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。 4. 已知碳的气化反应过程部分化学反应的热化学方程式为： ① C(s)+2H2(g)=CH4(g) △H1 ② C(s)+O2(g)=CO2 (g) △H2 ③ C(s)+O2(g)=CO(g) △H3 则催化重整反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的△H为（ ） A．2△H3-△H1-△H2 B．2△H3-△H1+△H2 C．2△H3+△H1-△H2 D．2△H3-△H1-2△H2 四、反应热图像 1. 已知：① 2NO2(g)N2O4(g) △H1<0；② 2NO2(g)N2O4(l) △H2<0；则下列图像中正确的是（ ） A． B． C． D． 2. 下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 据此判断下列说法中正确的是（ ） A．由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应 B．由图2知，S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1， S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2 ，则ΔH1＞ΔH2 C．由图3知，白磷比红磷稳定 D．由图4知，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＞0 3. 已知某化学反应A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(AB2的分子结构为B—A—B)的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是（ ） A． 该反应是放热反应 B．该反应的ΔH＝－(E1－E2)kJ· mol－1 C．该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和 D．由2 mol A(g)和4 mol B(g)形成4 mol A—B键吸收E2 kJ 能量 4. 已知2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法中不正确的是（ ） A． 途径Ⅱ与途径Ⅰ相比，可能是加入了二氧化锰 B．2 mol H2O2(l)的能量高于2 mol H2O(l)的能量 C．其他条件相同，产生相同量氧气时放出的热量：途径Ⅰ大于途径Ⅱ D．其他条件相同，产生相同量氧气耗时：途径Ⅰ大于途径Ⅱ 5. 最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程示意图如下： 下列说法正确的是（ ） A．CO和O生成CO2是吸热反应 B．在该过程中，CO断键形成C和O C．CO和O形成了具有极性共价键的CO2 D．状态Ⅰ→状态Ⅲ 表示CO与O2反应的过程 6. 已知某催化剂催化水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0的反应过程示意图如下： 下列说法中正确的是（ ） A． 图示显示：起始时的2个H2O最终都参与了反应 B．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程 C．过程Ⅲ只生成了极性共价键 D．使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH 化学反应与电能 一、原电池 （1） 原电池是将化学能转化为电能的装置，常用作电源。 （2） 构成原电池的四个基本条件： ① 两个活动性不同的电极（一般是较活泼的金属作负极，另一极为正极）； ② 电解质溶液（或熔融电解质）； ③ 形成闭合回路； ④ 自发进行的氧化还原反应。（一般是负极材料和电解质溶液发生此反应） 练习： 如图所示是某同学设计的几种装置，其中能构成原电池的是（ ） A．③⑤⑦ B．③④⑤ C．④⑤⑦ D．②⑤⑥ （3） 负极：失去电子，发生氧化反应；正极：得到电子，发生还原反应。（负失正得） （在基础的原电池中，一般是负极材料本身失去电子，溶液中的阳离子得到电子。） （4）电子移动方向：负极到正极；电流移动方向：正极到负极。（电子电流移动方向相反） （5）离子移动方向：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。（阴负阳正） 注意：电子只在导线中移动，离子只在溶液中移动。可简记为电子不下水，离子不上岸。但电流是从正极出发，经过导线到负极，再从负极经过溶液回到正极，可简记为电流完整走一圈。 总结—正负极的判断方法： （6）盐桥为装有含KCl饱和溶液的琼胶，离子可在其中自由移动。其作用为： ① 形成闭合回路； ② 平衡电荷，使溶液呈电中性； ③ 避免电极与电解质溶液直接反应，使能量利用转化更高效，提高原电池的工作效率。 练习： 1. 铜锌电池原理如图所示，下列说法正确的是（ ） A．b电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu B．盐桥中K＋移向a电极 C．a电极发生还原反应 D．电子由Zn电极流出，经盐桥流向b电极 2. 有关如图所示原电池的叙述不正确的是（ ） A．电子沿导线由Cu片流向Ag片 B．正极的电极反应式是Ag＋＋e－===Ag C．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应 D．反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液 3. 用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述中正确的是（ ） 甲 乙 丙 实验 装置 现象 a不断溶解 c的质量增加 a上有气泡产生 A．装置甲中的b金属是原电池的负极 B．装置乙中的c金属是原电池的阳极 C．装置丙中的d金属是原电池的正极 D．四种金属的活泼性顺序：d>a>b>c 　　 4. X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示： 则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A．Z＞Y＞X＞W B．Z＞X＞Y＞W C．Z＞Y＞W＞X D．Y＞Z＞X＞W 5. 利用反应构成电池的装置如图所示。下列说法正确的是（ ） A．电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极 B．电极A极反应式为 C．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 D．当有被处理时，转移电子数为 （7） 原电池的应用： ① 比较金属活动性：两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。 特例：Mg—Al—NaOH溶液，Fe—Cu—浓硝酸。 ② 加快氧化还原反应的速率：一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触时的反应速率快。例如：在足量Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，能使H2的生成速率加快。 ③ 设计原电池：理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。 练习： 1. 下列有关原电池的说法正确的是（ ） A．将反应2Fe3＋+Fe=3Fe2＋设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCl3为电解质 B．铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极 C．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 D．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼作负极 2. 过量铁与少量稀硫酸反应，为了加快反应速率，但是又不影响生成氢气的总量，可以采取的措施是（ ） A．加入适量NaCl溶液 B．加入适量的水 C．加入几滴硫酸铜溶液 D．再加入少量稀硫酸 3. 理论上不能设计为原电池的化学反应是（ ） A．CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O B．2FeCl3 + Fe === 3FeCl2 C．2Al + 2NaOH + 2H2O === 2NaAlO2 + 3H2↑ D．HNO3 + NaOH === NaNO3 + H2O 二、一次电池 （1）定义：一次电池，放电后不可再充电。常见的一次电池有碱性锌锰干电池、锌银电池等。 （2）碱性锌锰干电池 负极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2； 正极反应：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 （3）锌银电池 负极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2； 正极反应：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－； 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 练习： 1. 碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2，下列说法错误的是（ ） A．电池工作时，锌失去电子 B．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 C．Zn电极上发生氧化反应 D．外电路中每通过0.4 mol电子，就有0.2 mol Zn参与反应 三、二次电池 （1） 定义：有些电池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，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环，这种充电电池属于二次电池。 （2） 铅蓄电池： 工作原理 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 放电 总反应 Pb + PbO2 + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O 负极 Pb﹣2e- + === PbSO4 正极 PbO2 + 2e- + + 4H+ === PbSO4 + 2H2O 练习： 1. 目前汽车上使用的铅蓄电池如图所示，根据图示回答下列问题： （1）铅蓄电池的负极是___________，铅蓄电池的正极是___________。 （2）铅蓄电池的总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，则负极发生___________（填“氧化”或“还原”）反应，由___________生成___________；正极发生___________（填“氧化”或“还原”）反应，由___________生成___________。 （3）电解质溶液是H2SO4，那么在铅蓄电池中H＋向___________（填“正”或“负”）极移动，向___________（填“正”或“负”）极移动。 （3）锂离子电池：（配平该电池电极方程式时先原子守恒再电荷守恒） 工作原理 Li1-xCoO2 + LixC6 LiCoO2 + C6 放电 总反应 Li1-xCoO2 + LixC6 === LiCoO2 + C6 负极 LixC6﹣xe- === C6 + xLi+ 正极 Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- === LiCoO2 四、燃料电池 燃料电池是一种连续地将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。 燃料电池正负极方程式的书写： 例：按要求书写不同环境下甲醇燃料电池的电极反应式。 （1）酸性水溶液环境，如H2SO4溶液 负极：___________________________________________________________________。 正极：___________________________________________________________________。 （2）碱性水溶液环境，如KOH溶液 负极：___________________________________________________________________。 正极：___________________________________________________________________。 （3）熔融金属氧化物环境，在高温下能传导O2－，如熔融ZrO2 负极：___________________________________________________________________。 正极：___________________________________________________________________。 （4）熔融碳酸盐介质，如熔融K2CO3 负极：___________________________________________________________________。 正极：___________________________________________________________________。 注意：书写燃料电池负极方程式时，C元素在碱性环境产物为CO32- ，其余三种环境下为CO2；H元素在酸性环境下产物为H+，其余三种环境下为H2O。 练习: 1. 下图为绿色电源“二甲醚（CH3OCH3）燃料电池”的工作原理示意图。b电极是　　　　（填“正”或“负”）极，电极上的电极反应式为　 　　 　　　　　　　　　　 。 2. 乙同学结合课本氢氧燃料电池知识将CH4设计成燃料电池，装置如图所示。其中_______ （填“A”或“B”）处电极入口通甲烷。当消耗标况下甲烷33.6 L时，假设能量转化率为90%，则导线中转移电子的物质的量_______mol。若将该燃料电池内部KOH溶液改为熔融的掺杂着氧化钇( Y2O3)的氧化锆（ZrO2）晶体，在其内部可以传导O2-，电池的负极电极反应式：______________________________________。 3. 燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，某氢氧燃料电池的构造示意图如下，该电池工作时，下列说法正确的是（ ） A．O2在b电极上发生氧化反应 B．电解质溶液中OH-向正极移动 C．该装置实现了电能到化学能的转化 D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 4. 一种应用比较广泛的甲醇燃料电池，电解液是酸性溶液，其工作原理如图所示，下列说法正确的是（ ） A．若有生成，则有从甲池通过交换膜进入乙池 B．N极电极反应为 C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小 D．Ｍ极为负极，发生还原反应 5. 一种高性能的碱性硼化钒（VB2）—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：该电池工作时，下列说法中错误的是（ ） A. 负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L（标准状况）O2参与反应 B. 正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高 C. 电池总反应为 D. 电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极 学科网（北京）股份有限公司 $ 化学反应与能量 化学反应与热能 一、反应热和焓变 （1）化学反应在进行过程中向环境释放或从环境中吸收的热量，称为反应热。高中阶段可认为反应热和焓变为一个意思，均用ΔH表示，单位为kJ/mol或 kJ·mol-1。 （2）ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。 （3）放热反应的ΔH＜0，吸热反应的ΔH＞0。下图为放热反应示意图： 其中：E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，E3为使用催化剂时正反应的活化能。 （4）断键吸收能量，成键释放能量。 （5）键能越大越稳定，能量越低越稳定。 （6）盖斯定律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 练习： 1. 下列说法不正确的是（ ） A． 化学能可转变为热能 B．化学反应伴随能量变化是化学反应基本特征之一 C．放热反应的ΔH＜0，吸热反应的ΔH＞0 D．化学变化时断裂化学键需放出能量 【答案】D 2. 下列说法正确的是（ ） A．任何化学反应都伴随着能量的变化 B．加入催化剂，可以改变化学反应的反应热 C．化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现 D．断键释放能量，成键吸收能量 【答案】A 二、常见的吸热反应和放热反应 放热反应 吸热反应 ①所有燃烧反应； ②大多数化合反应； ③酸碱中和反应； ④金属与酸或水的置换反应； ⑤铝热反应。 ①大多数分解反应； ②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应； ③高温条件下C、H2、CO作还原剂的反应； ④弱电解质的电离。 注意： 只有化学反应才能用吸热反应和放热反应来衡量，若是物理变化则只能用吸热过程和放热过程来表述。 练习： 1. 下列反应既是非氧化还原反应，又是吸热反应的是（ ） A．碘单质升华 B．氢氧化钠和盐酸反应 C．甲烷在O2中的燃烧 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 【答案】D A. 是个吸热过程，但不是吸热反应。 2. 下列图示变化为吸热反应的是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 3. 下列过程中能量变化与图像不相符的是（ ） 选项 A B C D 反应 NaOH和盐酸反应 Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl反应 Cl2和H2反应 Na和水反应 图像 【答案】D 三、ΔH的计算 （1）ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。（后减前） （2）ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和。（前减后） 练习： 1. 已知H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242kJ·mol-1，断开1molO=O键和1mol H—O键所吸收的能量分别为496kJ和463kJ，则断开1mol H—H键所吸收的能量为（ ） A．920kJ B．557kJ C．436kJ D．188kJ 【答案】C x kJ·mol-1+×496 kJ·mol-1-2×463 kJ·mol-1 =-242kJ·mol-1，解得x=436。 2. 已知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)中相关的化学键键能数据如下： 化学键 H—H C—O C≡O H—O C—H E/(kJ·mol－1) 436 343 1 076 465 413 由此计算该反应的ΔH＝ kJ·mol－1。 【答案】-99 （3）ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能（前减后） 练习： 1. 化学反应1/2 N2(g)＋3/2 H2(g)NH3(l)的能量变化如图所示，则该反应的ΔH＝ kJ·mol－1。 【答案】a-b-c （4）盖斯定律的应用：方程式进行加减乘除时，ΔH也会相应发生变化。（从唯一物质入手） 练习： 1. 已知： ① 2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H1＝-221.0 kJ·mol－1 ② 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H2＝-483.6kJ·mol－1 则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的△H等于__________________。 【答案】（1）＋131.3 kJ·mol－1 (①-②) 2. 已知： ① N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5kJ·mol-1 ② 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0kJ·mol-1 ③ CO2(g)=C(s)+O2(g) ΔH=+393.5kJ·mol-1 则反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。 【答案】 -746.5 -(①+②+③×2) 3. 已知热化学方程式： ① HCOOH(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+72.6kJ·mol-1； ② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1； ③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol-1 则反应④ ：CO2(g)+H2(g)=HCOOH(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。 【答案】-31.4 ③×-①-②× 4. 已知碳的气化反应过程部分化学反应的热化学方程式为： ① C(s)+2H2(g)=CH4(g) △H1 ② C(s)+O2(g)=CO2 (g) △H2 ③ C(s)+O2(g)=CO(g) △H3 则催化重整反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的△H为（ ） A．2△H3-△H1-△H2 B．2△H3-△H1+△H2 C．2△H3+△H1-△H2 D．2△H3-△H1-2△H2 【答案】A 2×③-①-② 四、反应热图像 1. 已知：① 2NO2(g)N2O4(g) △H1<0；② 2NO2(g)N2O4(l) △H2<0；则下列图像中正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 放热反应，排除C、D；又因为气态N2O4的能量高于液态N2O4的能量，排除B。 2. 下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 据此判断下列说法中正确的是（ ） A．由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应 B．由图2知，S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1， S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2 ，则ΔH1＞ΔH2 C．由图3知，白磷比红磷稳定 D．由图4知，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＞0 【答案】 A B.看图；D．图反了。 3. 已知某化学反应A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(AB2的分子结构为B—A—B)的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是（ ） A． 该反应是放热反应 B．该反应的ΔH＝－(E1－E2)kJ· mol－1 C．该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和 D．由2 mol A(g)和4 mol B(g)形成4 mol A—B键吸收E2 kJ 能量 【答案】C B. ΔH＝＋(E1－E2)kJ· mol－1；D. 释放出E2 kJ能量。 4. 已知2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法中不正确的是（ ） A． 途径Ⅱ与途径Ⅰ相比，可能是加入了二氧化锰 B．2 mol H2O2(l)的能量高于2 mol H2O(l)的能量 C．其他条件相同，产生相同量氧气时放出的热量：途径Ⅰ大于途径Ⅱ D．其他条件相同，产生相同量氧气耗时：途径Ⅰ大于途径Ⅱ 【答案】C 5. 最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程示意图如下： 下列说法正确的是（ ） A．CO和O生成CO2是吸热反应 B．在该过程中，CO断键形成C和O C．CO和O形成了具有极性共价键的CO2 D．状态Ⅰ→状态Ⅲ 表示CO与O2反应的过程【答案】C 6. 已知某催化剂催化水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0的反应过程示意图如下： 下列说法中正确的是（ ） A． 图示显示：起始时的2个H2O最终都参与了反应 B．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程 C．过程Ⅲ只生成了极性共价键 D．使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH 【答案】A B.断键吸热；C.生成H2，是非极性键。 化学反应与电能 一、原电池 （1） 原电池是将化学能转化为电能的装置，常用作电源。 （2） 构成原电池的四个基本条件： ① 两个活动性不同的电极（一般是较活泼的金属作负极，另一极为正极）； ② 电解质溶液（或熔融电解质）； ③ 形成闭合回路； ④ 自发进行的氧化还原反应。（一般是负极材料和电解质溶液发生此反应） 练习： 如图所示是某同学设计的几种装置，其中能构成原电池的是（ ） A．③⑤⑦ B．③④⑤ C．④⑤⑦ D．②⑤⑥ 【答案】A （3） 负极：失去电子，发生氧化反应；正极：得到电子，发生还原反应。（负失正得） （在基础的原电池中，一般是负极材料本身失去电子，溶液中的阳离子得到电子。） （4）电子移动方向：负极到正极；电流移动方向：正极到负极。（电子电流移动方向相反） （5）离子移动方向：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。（阴负阳正） 注意：电子只在导线中移动，离子只在溶液中移动。可简记为电子不下水，离子不上岸。但电流是从正极出发，经过导线到负极，再从负极经过溶液回到正极，可简记为电流完整走一圈。 总结—正负极的判断方法： （6）盐桥为装有含KCl饱和溶液的琼胶，离子可在其中自由移动。其作用为： ① 形成闭合回路； ② 平衡电荷，使溶液呈电中性； ③ 避免电极与电解质溶液直接反应，使能量利用转化更高效，提高原电池的工作效率。 练习： 1. 铜锌电池原理如图所示，下列说法正确的是（ ） A．b电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu B．盐桥中K＋移向a电极 C．a电极发生还原反应 D．电子由Zn电极流出，经盐桥流向b电极 【答案】A 2. 有关如图所示原电池的叙述不正确的是（ ） A．电子沿导线由Cu片流向Ag片 B．正极的电极反应式是Ag＋＋e－===Ag C．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应 D．反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液 【答案】D　 3. 用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述中正确的是（ ） 甲 乙 丙 实验 装置 现象 a不断溶解 c的质量增加 a上有气泡产生 A．装置甲中的b金属是原电池的负极 B．装置乙中的c金属是原电池的阳极 C．装置丙中的d金属是原电池的正极 D．四种金属的活泼性顺序：d>a>b>c 【答案】D　　 4. X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示： 则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A．Z＞Y＞X＞W B．Z＞X＞Y＞W C．Z＞Y＞W＞X D．Y＞Z＞X＞W 【答案】A 5. 利用反应构成电池的装置如图所示。下列说法正确的是（ ） A．电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极 B．电极A极反应式为 C．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 D．当有被处理时，转移电子数为 【答案】C （7） 原电池的应用： ① 比较金属活动性：两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。 特例：Mg—Al—NaOH溶液，Fe—Cu—浓硝酸。 ② 加快氧化还原反应的速率：一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触时的反应速率快。例如：在足量Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，能使H2的生成速率加快。 ③ 设计原电池：理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。 练习： 1. 下列有关原电池的说法正确的是（ ） A．将反应2Fe3＋+Fe=3Fe2＋设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCl3为电解质 B．铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极 C．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 D．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼作负极 【答案】B A．Fe作负极，活泼性比Fe弱的作正极，所以不能用Zn作负极。 2. 过量铁与少量稀硫酸反应，为了加快反应速率，但是又不影响生成氢气的总量，可以采取的措施是（ ） A．加入适量NaCl溶液 B．加入适量的水 C．加入几滴硫酸铜溶液 D．再加入少量稀硫酸 【答案】C 3. 理论上不能设计为原电池的化学反应是（ ） A．CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O B．2FeCl3 + Fe === 3FeCl2 C．2Al + 2NaOH + 2H2O === 2NaAlO2 + 3H2↑ D．HNO3 + NaOH === NaNO3 + H2O 【答案】D 二、一次电池 （1）定义：一次电池，放电后不可再充电。常见的一次电池有碱性锌锰干电池、锌银电池等。 （2）碱性锌锰干电池 负极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2； 正极反应：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 （3）锌银电池 负极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2； 正极反应：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－； 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 练习： 1. 碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2，下列说法错误的是（ ） A．电池工作时，锌失去电子 B．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 C．Zn电极上发生氧化反应 D．外电路中每通过0.4 mol电子，就有0.2 mol Zn参与反应 【答案】B 三、二次电池 （1） 定义：有些电池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，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环，这种充电电池属于二次电池。 （2） 铅蓄电池： 工作原理 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 放电 总反应 Pb + PbO2 + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O 负极 Pb﹣2e- + === PbSO4 正极 PbO2 + 2e- + + 4H+ === PbSO4 + 2H2O 练习： 1. 目前汽车上使用的铅蓄电池如图所示，根据图示回答下列问题： （1）铅蓄电池的负极是___________，铅蓄电池的正极是___________。 （2）铅蓄电池的总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，则负极发生___________（填“氧化”或“还原”）反应，由___________生成___________；正极发生___________（填“氧化”或“还原”）反应，由___________生成___________。 （3）电解质溶液是H2SO4，那么在铅蓄电池中H＋向___________（填“正”或“负”）极移动，向___________（填“正”或“负”）极移动。 【答案】     Pb     PbO2     氧化     Pb     PbSO4     还原     PbO2     PbSO4     正     负 （3）锂离子电池：（配平该电池电极方程式时先原子守恒再电荷守恒） 工作原理 Li1-xCoO2 + LixC6 LiCoO2 + C6 放电 总反应 Li1-xCoO2 + LixC6 === LiCoO2 + C6 负极 LixC6﹣xe- === C6 + xLi+ 正极 Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- === LiCoO2 四、燃料电池 燃料电池是一种连续地将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。 燃料电池正负极方程式的书写： 例：按要求书写不同环境下甲醇燃料电池的电极反应式。 （1）酸性水溶液环境，如H2SO4溶液 负极：___________________________________________________________________。 正极：___________________________________________________________________。 （2）碱性水溶液环境，如KOH溶液 负极：___________________________________________________________________。 正极：___________________________________________________________________。 （3）熔融金属氧化物环境，在高温下能传导O2－，如熔融ZrO2 负极：___________________________________________________________________。 正极：___________________________________________________________________。 （4）熔融碳酸盐介质，如熔融K2CO3 负极：___________________________________________________________________。 正极：___________________________________________________________________。 【答案】 （1）CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋　 O2+4e-+4H+=2H2O （2）CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O　 O2+4e-+2H2O=4OH- （3）CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O　 O2+4e-=2O2- （4）CH3OH－6e－＋3CO===4CO2↑＋2H2O　 O2+4e-+2CO2 =2CO32- 注意：书写燃料电池负极方程式时，C元素在碱性环境产物为CO32- ，其余三种环境下为CO2；H元素在酸性环境下产物为H+，其余三种环境下为H2O。 练习: 1. 下图为绿色电源“二甲醚（CH3OCH3）燃料电池”的工作原理示意图。b电极是　　　　（填“正”或“负”）极，电极上的电极反应式为　 　　 　　　　　　　　　　 。 【答案】正　CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+ 2. 乙同学结合课本氢氧燃料电池知识将CH4设计成燃料电池，装置如图所示。其中_______ （填“A”或“B”）处电极入口通甲烷。当消耗标况下甲烷33.6 L时，假设能量转化率为90%，则导线中转移电子的物质的量_______mol。若将该燃料电池内部KOH溶液改为熔融的掺杂着氧化钇( Y2O3)的氧化锆（ZrO2）晶体，在其内部可以传导O2-，电池的负极电极反应式：______________________________________。 【答案】A 10.8 CH4—8e—+4O2—=CO2+2H2O 3. 燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，某氢氧燃料电池的构造示意图如下，该电池工作时，下列说法正确的是（ ） A．O2在b电极上发生氧化反应 B．电解质溶液中OH-向正极移动 C．该装置实现了电能到化学能的转化 D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 【答案】D 4. 一种应用比较广泛的甲醇燃料电池，电解液是酸性溶液，其工作原理如图所示，下列说法正确的是（ ） A．若有生成，则有从甲池通过交换膜进入乙池 B．N极电极反应为 C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小 D．Ｍ极为负极，发生还原反应 【答案】A 负极电极方程式为：CH3OH-6e-+H2O =CO2+6H+，正极电极方程式为O2+4e-+4H+=2H2O。 5. 一种高性能的碱性硼化钒（VB2）—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：该电池工作时，下列说法中错误的是（ ） A. 负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L（标准状况）O2参与反应 B. 正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高 C. 电池总反应为 D. 电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极 【答案】B 正极生成大量的OH-使正极区pH升高，负极消耗OH-使负极区OH-浓度减小pH降低。 学科网（北京）股份有限公司 $化学反应与能量 化学反应与热能 一、反应热和焓变 (1)化学反应在进行过程中向环境释放或从环境中吸收的热量，称为反应热。高中阶段可认为反应热和焓 变为一个意思，均用△H表示，单位为kJ/mol或kJ·mol。 (2)△H=生成物的总能量一反应物的总能量。 (3)放热反应的△H<0,吸热反应的△H>0。下图为放热反应示意图： 能量 反应物 生成物 反应过程 其中：E为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，E,为使用催化剂时正反应的活化能。 (4)断键吸收能量，成键释放能量。 (5)键能越大越稳定，能量越低越稳定。 (6)盖斯定律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即化学反应的 反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 练习： 1.下列说法不正确的是() A.化学能可转变为热能 B.化学反应伴随能量变化是化学反应基本特征之一 C.放热反应的△H<0,吸热反应的△H>0 D.化学变化时断裂化学键需放出能量【答案】D 2.下列说法正确的是() A.任何化学反应都伴随着能量的变化 B.加入催化剂，可以改变化学反应的反应热 C.化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现 D.断键释放能量，成键吸收能量 【答案】A 三、△H的计算 (1)△H=生成物的总能量一反应物的总能量。（后减前） (2)△H=反应物的总键能之和一生成物的总键能之和。（前减后） 练习： 1 1.己知H2(g)+二02(g)=H20(g)△H=-242 kJ.mol,断开1mol0-0键和1molH一0键所吸收的能量分别为 496kJ和463kJ,则断开1molH一H键所吸收的能量为() A.920kJ B.557kJ C.436kJ D.188kJ 【答案】C x kJ-mol1+ 1 :×496 kJmol-1-2×463 kJmol1=242 kJ-mol1,解得x=436。 2.己知反应C0(g)十2H2(g) ≥CH,OH(g)中相关的化学键键能数据如下： 化学键 H-H C-0 CO H-O C-H E/kJ·mol厂1) 436 343 1076 465 413 由此计算该反应的△H= kJ·mol1。 【答案】-99 (3)△H=正反应的活化能一逆反应的活化能（前减后） 练习： 1.化学反应1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(①)的能量变化如图所示，则该反应的△H=kJ·mol厂1。 能 1 mol N+3 mol H E增加 △E=akJ 2 mol Na(g+号molH(g △E=bkJ 1 mol NH3(g) △E=ckJ 1 mol NH3(1) 【答案】a-b-c (4)盖斯定律的应用：方程式进行加减乘除时，△H也会相应发生变化。（丛唯一物质入手) 练习： 1.己知： ①2C(s)+O2(g)=2C0(g) △H1=-221.0 kJ-mol1 ②2H2(g)+02(g)=2H20(g) △H2=-483.6 kJmol1 则制备水煤气的反应C(s)十HO(g)=CO(g)十H(g)的△H等于 【答案】(1)+131.3 kJ-mol1 2.已知： ①N2(g)+O2z(g)=2NO(g)△H=+180.5 kJmol-1 ②2C(s)+0z(g)=2C0g)△H=-221.0 kJmol-1 ③C02(g)=C(s)+02(g)△H=+393.5kJmo1 则反应2NO(g+2C0(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H= kJ.mol-1。 【答案】-746.5 -(①+②+③×2) 3.已知热化学方程式： ①HCOOH(g)=CO(g)+HO(g)△H=+72.6kJ·mol1； ②2C0(g)+O2(g)=2C02(g) △H2=-566.0 kJ.mol; ③2H2(g+02(g)=2H20(g) △H3=483.6 kJ.mol 则反应④：CO2(g)tH(g=HCOOH(g)的△H=kJ-mol-1。 【答案】-31.4 ③x1.0.②x1 2 4.已知碳的气化反应过程部分化学反应的热化学方程式为： ①C(s)+2H2(g)=CH4(g) △H ②C(s)+02(g)-C02(g) △H2 ③C(s)+一O2(g)=C0(g) △H 则催化重整反应CH4(g)+C0,(g)=2C0(g)+2H(g)的△H为(） A.2△H3-△H1-△H2 B.2△H3-△H+△H2 C.2△H+△H1-△H2 D.2△H3-△H1-2△H2 【答案】A2×③-①-② 四、反应热图像 1.己知：①2NO2(g)→N204(g)△H<0:②2N02(g)→N204(①)△H<0;则下列图像中正确的是（) ↑2NO(g 2NO2(g) NO4① “不 N2Oa(g) 能 △H 能 △H3 N2O(g) N204I① 量 △H (g) △H 1.N00) 能 量 △H △H A C △H D 量 N204(0) N2O(g) 2NO2(g) △H 2N0(g. 反应过程 反应过程 反应过程 反应过程 【答案】A放热反应，排除C、D;又因为气态N2O4的能量高于液态N2O4的能量，排除B。 2.下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 能 金刚石+02 S(g+02 能个 C0(g)+H20(g 量 白磷+02 石墨02 S8+02 红磷+02 C02 s028以 P400】 C02(g)+H2(g 反应过程 反应过程 反应过程 反应过程 图1 图2 图3 图4 据此判断下列说法中正确的是( A.由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应 B.由图2知，S(g)十O2(g)-S02(g)△H1,S(S)十O2(g)SO2(g)△H2，则△H1>△H2 C.由图3知，白磷比红磷稳定 D.由图4知，C0(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H>0 【答案】AB.看图：D.图反了。 3.己知某化学反应A2(g)+2B2(g)一2AB2(g)(AB2的分子结构为B一A一B)的能量变化如图所示，下列有关 叙述中正确的是() 能量/(k·mo) E2 2 mol AB2 (g) 1.--- 1 mol A2 (g)+2 mol B2 (g) 反应过程 A.该反应是放热反应 B.该反应的△H=一(E1一E2kJ·mol1 C.该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和 D.由2molA(g)和4molB(g)形成4nolA一B键吸收E2kJ能量 【答案】CB.△H=十(E1-E2)kJ·mol1D.释放出E2kJ能量。 4.己知2HO,(①一2H200十O2(g)反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法中不正确的是() 能量 2molH20(1) 2molH202(1) 1mol02(1) 反应过程 A.途径Ⅱ与途径I相比，可能是加入了二氧化锰 B.2molH0z(①)的能量高于2molH200的能量 C.其他条件相同，产生相同量氧气时放出的热量：途径大于途径Ⅱ D.其他条件相同，产生相同量氧气耗时：途径I大于途径I 【答案】C 5.最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到C0与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程示 意图如下： 状态Ⅱ 能 量 状态1 状态I 状态Ⅱ 状态山 状态1 反应过程 ●表示C ●表示O 777777表示催化剂 下列说法正确的是() A.C0和O生成CO2是吸热反应 B.在该过程中，C0断键形成C和O C.C0和O形成了具有极性共价键的CO2 D.状态I→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程【答案】C 6.已知某催化剂催化水煤气变换反应：CO(g)+HO(g)=CO2(g)十H(g)△H<0的反应过程示意图如下： 9pp c●b ● 过程I 出过程色9过程 催化剂。H。C●O 下列说法中正确的是() A.图示显示：起始时的2个H0最终都参与了反应 B.过程I、过程Ⅱ均为放热过程 C.过程Ⅲ只生成了极性共价键 D.使用催化剂降低了水煤气变换反应的△H 【答案】AB.断键吸热；C生成H,是非极性键。 化学反应与电能 一、原电池 (1)原电池是将化学能转化为电能的装置，常用作电源。 (2)构成原电池的四个基本条件： ①两个活动性不同的电极（一般是较活泼的金属作负极，另一极为正极）： ②电解质溶液（或熔融电解质）： ③形成闭合回路： ④自发进行的氧化还原反应。（一般是负极材料和电解质溶液发生此反应） 锌 铜 硫酸铜 溶液 装置① 练习： 如图所示是某同学设计的几种装置，其中能构成原电池的是() Zn Fe Cu 石墨 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 酒精溶液 FeCl3溶液 ① ② ③ ④ ⑤ 6 ⑦ A.③⑤⑦ B.③④⑤ C.④⑤⑦ D.②⑤⑥ 【答案】A (3)负极：失去电子，发生氧化反应：正极：得到电子，发生还原反应。（负失正得） (在基础的原电池中，一般是负极材料本身失去电子，溶液中的阳离子得到电子。) (4)电子移动方向：负极到正极：电流移动方向：正极到负极。（电子电流移动方向相反） (5)离子移动方向：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。（阴负阳正） 注意：电子只在导线中移动，离子只在溶液中移动。可简记为电子不下水，离子不上岸。但电流是从正极 出发，经过导线到负极，再从负极经过溶液回到正极，可简记为电流完整走一圈。 总结一正负极的判断方法： 较不活泼金 活泼金属 电极材料 属或非金属 判 氧化反应 判 电极反应 还原反应→ 为←电子流出 电子流向 电子流入→ 多 负 不断溶解 电极增重或 公 极 电极现象 质量减小 质量不变 极 阴离子移向 离子移向 阳离子移向 (6)盐桥为装有含KC1饱和溶液的琼胶，离子可在其中自由移动。其作用为： ①形成闭合回路； ②平衡电荷，使溶液呈电中性： ③避免电极与电解质溶液直接反应，使能量利用转化更高效，提高原电池的工作效率。 A 锌 盐桥 铜 硫酸锌溶液硫酸铜溶液 装置② 练习： 1.铜锌电池原理如图所示，下列说法正确的是() A 电流计 盐桥 b Zn 二二二二二 ZnS04溶液 CuSO4溶液 A.b电极反应式为Cu2十2e=Cu B.盐桥中K移向a电极 C.a电极发生还原反应 D.电子由Zn电极流出，经盐桥流向b电极 【答案】A 2.有关如图所示原电池的叙述不正确的是() cu片 曼Ag片 盐 Cu(N03)2 桥 AgNO3 溶液 -二二 溶液 A.电子沿导线由C1片流向Ag片 B.正极的电极反应式是Ag+e=Ag C.Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应 D.反应时盐桥中的阳离子移向CuNO3)2溶液 【答案】D 3.用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述中正确的是() 甲 丙 实验 装置 稀H2S04 CuSO4溶液 稀H2S04 现象 a不断溶解 c的质量增加 a上有气泡产生 A.装置甲中的b金属是原电池的负极 B.装置乙中的c金属是原电池的阳极 C.装置丙中的d金属是原电池的正极 D.四种金属的活泼性顺序：d>a>b>c 【答案】D 4.X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示： 盐酸 盐酸 盐酸 盐酸 X上有气泡产生 W上发生还原反应 甲 丙 入 则四种金属的活动性由强到弱的顺序为() A.Z>Y>X>W B.Z>X>Y>W C.Z>Y>W>X D.Y>Z>X>W 【答案】A 5.利用反应6NO2+8NH3=7N,+12H,O构成电池的装置如图所示。下列说法正确的是() NH; 负载 尸NO2 电极A 电极B 20%≈30% KOH溶液 离子交换膜 A.电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极 B.电极A极反应式为2NH3-6e=N2+6H C.为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 D.当有4.48LNO2被处理时，转移电子数为0.8N 【答案】C (7)原电池的应用： ①比较金属活动性：两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。 特例：Mg一A一NaOH溶液，Fe一Cu一浓硝酸。 ②加快氧化还原反应的速率：一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触时的反应速率快。 例如：在足量Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，能使H2的生成速率加快。 ③设计原电池：理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。 练习： 1.下列有关原电池的说法正确的是() A.将反应2Fe3+Fe=3Fe2设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCl3为电解质 B.铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极 C,铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 D.铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼作负极 【答案】BA.Fe作负极，活泼性比Fe弱的作正极，所以不能用Zn作负极。 2.过量铁与少量稀硫酸反应，为了加快反应速率，但是又不影响生成氢气的总量，可以采取的措施是() A.加入适量NaCl溶液 B.加入适量的水 C.加入几滴硫酸铜溶液 D.再加入少量稀硫酸 【答案】C 3.理论上不能设计为原电池的化学反应是() A.CH4+202点然C02+2H0 B.2FeCl3+Fe=3FeCl2 C.2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H21 D.HNO3 NaOH=NaNO3+H2O 【答案】D化学反应与能量 化学反应与热能 一、反应热和焓变 (1)化学反应在进行过程中向环境释放或从环境中吸收的热量，称为反应热。高中阶段可认为反应热和焓 变为一个意思，均用△H表示，单位为kJ/mol或kJ·mol。 (2)△H=生成物的总能量一反应物的总能量。 (3)放热反应的△H<0,吸热反应的△H>0。下图为放热反应示意图： 能量 E E 反应物 生成物 反应过程 其中：E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，E3为使用催化剂时正反应的活化能。 (4)断键吸收能量，成键释放能量。 (5)键能越大越稳定，能量越低越稳定。 (6)盖斯定律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即化学反应的 反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 练习 1.下列说法不正确的是() A.化学能可转变为热能 B.化学反应伴随能量变化是化学反应基本特征之一 C.放热反应的△H<0,吸热反应的△H>0 D.化学变化时断裂化学键需放出能量 2.下列说法正确的是（) A.任何化学反应都伴随着能量的变化 B.加入催化剂，可以改变化学反应的反应热 C.化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现D.断键释放能量，成键吸收能量 二、常见的吸热反应和放热反应 放热反应 吸热反应 ①所有燃烧反应： ①大多数分解反应： ②大多数化合反应； ②Ba(OHD2·8H2O与NH4Cl反应； ③酸碱中和反应； ③高温条件下C、H、CO作还原剂的反应： ④金属与酸或水的置换反应； ④弱电解质的电离。 ⑤铝热反应。 注意： 只有化学反应才能用吸热反应和放热反应来衡量，若是物理变化则只能用吸热过程和放热过程来表述。 练习： 1.下列反应既是非氧化还原反应，又是吸热反应的是() A.碘单质升华 B.氢氧化钠和盐酸反应 C.甲烷在O2中的燃烧 D.Ba(OHD28HO与NH4CI的反应 2.下列图示变化为吸热反应的是() 1能量 ↑能量/k」·mo 生成物 2N+6H 稀盐酸 A 58 600 C 浓硫酸 反应物 N:+3H, 2NH 水 反应过荐 反应过程 锌粉 3.下列过程中能量变化与图像不相符的是() 选项 A B D 反应 NaOH和盐酸反应 Ba(OH)28HO和NH4CI反应 Cl2和H2反应 Na和水反应 总 反应物 总 生成物 总反应物 总↑ 能量 生成物 图像 量 反应物 生成物 生成物 反应物 三、△H的计算 (1)△H=生成物的总能量一反应物的总能量。（后减前） (2)△H=反应物的总键能之和一生成物的总键能之和。（前减后) 练习： 1 1.己知H2(g)+二O2(g)=HO(g)△=-242 kJ-mol,断开1mol0-0键和1molH一0键所吸收的能量分别为 496kJ和463kJ,则断开1molH一H键所吸收的能量为（) A.920kJ B.557kJ C.436kJ D.188kJ 2.己知反应CO(g)十2H(g)→CH3OH(g)中相关的化学键键能数据如下： 化学键 H一H C-0 C=0 H-O C-H E/kJ·mol) 436 343 1076 465 413 由此计算该反应的△H= k灯·mol1。 (3)△H=正反应的活化能一逆反应的活化能（前减后） 练习： 1.化学反应1/2N2(g)十3/2H(g)=NH()的能量变化如图所示，则该反应的△H= kJ·mol1。 1 mol N+3 mol H 量E增加 △E=akJ 2 molN(g+号molH2(g) △E=bkJ 1 mol NH3(g) △E=ckJ 1 mol NH3(1) (4)盖斯定律的应用：方程式进行加减乘除时，△H也会相应发生变化。（丛唯一物质入手) 练习 1.己知： ①2C(s)+0(g)=2C0(g) △H1=-221.0 kJ.mol1 ②2H(g)+O2(g)=2H0(g) △H2=-483.6 kJ-mol1 则制备水煤气的反应C(s)十HO(g)=CO(g)+H2(g)的△H等于 2.己知： ①N2(g)+0z(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ·mol1 ②2C(s)+O2(g）=2C0g)△H=-221.0 kJmol-1 ③C02(g)=C(s)+O2(g)△H=+393.5 kJmol-1 则反应2NO(g)+2C0(g)=N2(g)十2CO2(g)的△H= kJ:mol1。 3.己知热化学方程式： ①HC0OH(g)=C0(g)+HO(g)△H=+72.6kJ·mol; ②2C0(g)+02(g)=2C02(g) △H2=-566.0 kJmol1; ③2H2(g)+0,(g)=2H20(g) △H=483.6 kJ.mol1 则反应④：CO2(g)+H2(g=HCOOH(g)的△H= kJmo。 4.己知碳的气化反应过程部分化学反应的热化学方程式为： DC(s)+2H2(g)-CH(g) △H ②C(s+O2(g)-C02(g △H2 1 ③C(s)十二O2(g)=-CO(g) △H 0 则催化重整反应CH4(g+CO2(g)一2C0(g)+2H(g)的△H为() A.2△H-△H-△H2 B.2△H3-△H+△H2 C.2△H+△H-△H2 D.2△H3-△H1-2△H2 四、反应热图像 1.已知：①2NO2(g)→N204(g)△H<0;②2NO2(g)→N204(①)△H<0;则下列图像中正确的是() 2N02(g) 2NO2(g) N20①) 7不 N2O4(g) 能 △H △H 必 N204(g) 能 N20a4①) 量 △H _￥N0g △H N2O4(1) 量 △H △H A. B C △H 2N0(g) D 量 N204I) N2O:(g) △H 2NO2(g) 反应过程 反应过程 反应过程 反应过程 2.下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 ↑ 能 量 金刚石+02 能 S(g+02 能 CO(g)+H2O(g) 白磷+02 石墨+02 S8+02 红磷+02 C02. P40 C02(g+H2(g) 反应过程 反应过程 反应过程 反应过程 图1 图2 图3 图4 据此判断下列说法中正确的是() A.由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应 B.由图2知，S(g)+O2(g)=SO2(g)△H,S(s)十O2(g)SO2(g)△H2,则△H1>△H2 C.由图3知，白磷比红磷稳定 D.由图4知，CO(g)+HO(g)=CO2(g)+H2(g)△H>0 3.己知某化学反应A2(g)+2B2(g)=2AB,(g)(AB2的分子结构为B一A一B)的能量变化如图所示，下列有关 叙述中正确的是() 能量/(kJ·mo) E E2 2 mol AB2 (g) 1 mol A2 (g)+2 mol B2(g) 反应过程 A.该反应是放热反应 B.该反应的△H=一(E1一E2)kJ·mol1 C.该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和 D.由2molA(g)和4molB(g)形成4molA一B键吸收E2kJ能量 4.己知2H2O,(①一2H200)十O2(g)反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法中不正确的是() 4能量 2molH20(1) 2molH202(1) 1mol02(0) 反应过程 A.途径Ⅱ与途径I相比，可能是加入了二氧化锰 B.2 mol H2O2(①)的能量高于2molH200)的能量 C.其他条件相同，产生相同量氧气时放出的热量：途径大于途径Ⅱ D.其他条件相同，产生相同量氧气耗时：途径I大于途径Ⅱ 5.最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到C0与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程示 意图如下： 状态Ⅱ 能 量 状态I 状态I 状态Ⅱ 状态Ⅲ 状态川 反应过程 ●表示C ●表示0 7777表示催化剂 下列说法正确的是() A.C0和0生成CO2是吸热反应 B.在该过程中，CO断键形成C和O C.CO和O形成了具有极性共价键的CO2 D.状态I→状态Ⅲ表示C0与O2反应的过程 6.己知某催化剂催化水煤气变换反应：COg)十HO(g)=CO,(g)十H(g)△H<0的反应过程示意图如下： pp C过程I 催化剂。H。C●O 下列说法中正确的是() A.图示显示：起始时的2个H2O最终都参与了反应 B.过程I、过程Ⅱ均为放热过程 C.过程Ⅲ只生成了极性共价键 D.使用催化剂降低了水煤气变换反应的△H 化学反应与电能 一、原电池 (1)原电池是将化学能转化为电能的装置，常用作电源。 (2)构成原电池的四个基本条件： ①两个活动性不同的电极（一般是较活泼的金属作负极，另一极为正极）： ②电解质溶液（或熔融电解质）： ③形成闭合回路； ④自发进行的氧化还原反应。（一般是负极材料和电解质溶液发生此反应） 锌 ④ 铜 硫酸铜 溶液 装置① 练习： 如图所示是某同学设计的几种装置，其中能构成原电池的是() A Cu n Cu Zn Zn Cu 石墨 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 硫 酒精溶液 FeCl3溶液 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ A.③⑤⑦ B.③④⑤ C.④⑤⑦ D.②⑤⑥ (3)负极：失去电子，发生氧化反应：正极：得到电子，发生还原反应。（负失正得） (在基础的原电池中，一般是负极材料本身失去电子，溶液中的阳离子得到电子。) (4)电子移动方向：负极到正极：电流移动方向：正极到负极。（电子电流移动方向相反） (5)离子移动方向：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。（阴负阳正） 注意：电子只在导线中移动，离子只在溶液中移动。可简记为电子不下水，离子不上岸。但电流是从正极 出发，经过导线到负极，再从负极经过溶液回到正极，可简记为电流完整走一圈。 总结一正负极的判断方法： 较不活泼金 活泼金属 电极材料 属或非金属 判 氧化反应 电极反应 多 断 还原反应→ 断 为电子流出 电子流向 电子流入→ 为 负 不断溶解 电极增重或 正 极 电极现象 极 质量减小 质量不变 阴离子移向 离子移向 阳离子移向 (6)盐桥为装有含KC1饱和溶液的琼胶，离子可在其中自由移动。其作用为： ①形成闭合回路： ②平衡电荷，使溶液呈电中性： ③避免电极与电解质溶液直接反应，使能量利用转化更高效，提高原电池的工作效率。 A 锌 盐桥 铜 硫酸锌溶液硫酸铜溶液 装置② 练习： 1.铜锌电池原理如图所示，下列说法正确的是() A 电流计 盐桥 b Zn ”二二二二二二1 ZnS0,溶液 CuSO4溶液 A.b电极反应式为Cu2十2e=Cu B.盐桥中K移向a电极 C.a电极发生还原反应 D.电子由Zn电极流出，经盐桥流向b电极 2.有关如图所示原电池的叙述不正确的是() A Cu片 Ag片 盐 Cu(NO3)2宦 桥 AgNO3 溶液 溶液 A.电子沿导线由Cu片流向Ag片 B.正极的电极反应式是Ag十e一Ag C.Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应 D.反应时盐桥中的阳离子移向CuNO3)2溶液 3.用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述中正确的是() 甲 丙 实验 d 装置 稀H2S04 CuSO4溶液 稀H2S04 现象 a不断溶解 c的质量增加 a上有气泡产生 A.装置甲中的b金属是原电池的负极 B.装置乙中的c金属是原电池的阳极 C.装置丙中的d金属是原电池的正极 D.四种金属的活泼性顺序：d>a>b>c 4.X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示： 盐酸1 盐酸 盐酸 X上有气泡产生 W上发生还原反应 分 乙 丙 入 则四种金属的活动性由强到弱的顺序为() A.Z>Y>X>W B.Z>X>Y>W C.Z>Y>W>X D.Y>Z>X>W 5.利用反应6NO,+8NH,=7N,+12H,O构成电池的装置如图所示。下列说法正确的是() NH; 负载 =4NO2 电极A 电极B 20%30% KOH溶液 离子交换膜 A.电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极 B.电极A极反应式为2NH,-6e=N,+6H C.为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 D.当有4.48LNO,被处理时，转移电子数为0.8N (7)原电池的应用： (①比较金属活动性：两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。 特例：Mg一A一NaOH溶液，Fe一Cu一浓硝酸。 ②加快氧化还原反应的速率：一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触时的反应速率快。 例如：在足量Z1与稀HSO4反应时加入少量CSO4溶液，能使H2的生成速率加快。 ③设计原电池：理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原申池。 练习： 1.下列有关原电池的说法正确的是() A.将反应2Fe3+Fe=3Fe2设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCl3为电解质 B.铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极 C.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 D.铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼作负极 2.过量铁与少量稀硫酸反应，为了加快反应速率，但是又不影响生成氢气的总量，可以采取的措施是() A.加入适量NaCl溶液 B.加入适量的水 C.加入几滴硫酸铜溶液 D.再加入少量稀硫酸 3.理论上不能设计为原电池的化学反应是() A.CH4+202点燃C02+2H0 B.2FeCl3+Fe=3FeCl2 C.2A1+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H21 D.HNO3+NaOH=NaNO3+H2O