高中化学第六章-化学反应与能量

第六章化学反应与能量教学目的1：1.了解化学反应中化学键与能量变化的关系及化学能与热能的关系。2.了解原电池中的氧化还原反应及常用电池的化学反应。教学课时：2.5课时知识体系11.化学键与化学反应中能量变化的关系⑴化学反应过程中伴随着能量的变化任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也遵循能量守恒。反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应或吸热反应(E反：反应物具有的能量；E生：生成物具有的能量)：⑵化学变化中能量变化的本质原因⑶化学反应吸收能量或放出能量的决定因素：实质：一个化学反应是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。⑷放热反应和吸热反应放热反应吸热反应表现形式△H﹤0或△H为“—”△H﹥0或△H为“+”能量变化生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能联系键能越大，物质能量越低，越稳定；反之键能越小，物质能量越高，越不稳定，图示☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与酸的反应⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl②大多数的分解反应③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等⑵燃料的燃烧①燃烧的条件：达到着火点；与O2接触。②燃料充分燃烧的条件：足够多的空气；燃料与空气又足够大的接触面积。③提高煤炭燃烧效率的方法：煤的干馏、气化和液化。（目的：减少污染物的排放；提高煤炭的利用率）2.原电池原电池能量转换（实质）化学能→电能（两极分别发生氧化还原反应，产生电流）电极正极负极较活泼金属较不活泼金属Pt/CPt/C金属金属氧化物电极材料不一定都是金属材料，也可以是碳棒、金属氧化物、惰性电极。电解液和负极反应（也可不反应）构成条件两极、一液、一反应(自发)①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路④一个自发的氧化还原反应负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)离子迁移内电路阳离子→正极阴离子→负阳离子向正极作定向移动，阴离子向负极作定向移动。正极（Cu）：2H++2e-=H2↑(还原反应)电子流向外电路负极(-)e正极(+)负极极板因此而带正电荷，正极极板由于得到了带负电的电子显负电性。总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑重要应用制作电池、防止金属被腐蚀、提高化学反应速率干电池、铅蓄电池、新型高能电池、⑵几种常见新型原电池化学反应特点锌—锰电池负极：（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极：（碳棒）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2铅蓄电池负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极：PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O锌银电池Zn|KOH|Ag2O负极：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2能量大，体积小，但有优越的大电池放电性能，放电电压平稳，广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等锂电池新型电池负极：Li–e--=Li+正极：MnO2+2e-=MnO2-总反应：Li+MnO2=LiMnO2温度使用范围广，放电电压平坦，体积小，无电解液渗漏，并且电压随放电时间缓慢下降，可预示电池使用寿命。适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本电脑电池等。氢氧燃料电池电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：负极：2H2–4e-+4OH-===4H2O正极：O2+4e-+2H2O===4OH-电解质溶液为酸性溶液：负极：2H2–4e-===4H+正极：O2+4e-+4H+===2H2O甲烷燃料电池电解质溶液为氢氧化钾溶液：负极：CH4+10OH--8e-===CO32-+7H2O正极：2O2+8e-+4H2O===8OH-总反应：CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O电池是如何发明的？电池在我们今天的生活中，可以说已经成为不可离开的东西了：大到汽车用的蓄电池，小到电子表上的纽扣电池。你可知道，200多年前的电池发明过程中有一段曲折的故事，它至今仍能给我们以有益的启迪。1800年，英国皇家学会会长收到了意大利帕费亚大学物理学教授伏打(A．Volta，1745-1827)的一封信，信中说他制成了一种能够提供“不会衰竭的电荷及无穷的电力”的仪器，这里所说的那种仪器，就是后来所说的伏打电池。那么，伏打是如何发明出这种电池的呢？事情还须回到一年前：伏打收到他的同胞、生理学家伽法尼的一篇论文。文中谈到他的一次偶然发现：当他把悬有去了皮的青蛙腿的铜钩挂在铁架台上，发现蛙腿会发生奇异的痉挛现象。伽法尼从职业本能出发，把注意力集中到了肌肉收缩上，认为这是一种由生物电引起的现象。起初伏打也曾这样想，不久便对此产生了怀疑。物理学家的敏感把他的注意引到了两种金属的接触上，他的结论是“接触电”或“金属电”，而非“生物电”。接下来，伏打做的实验就是把不同的两种金属(锌和铜)放进食盐水中进行实验。他成功了！世界上第一个原电池——伏打电池就此诞生！1801年，拿破仑把伏打召到巴黎，亲自授予奖章和奖金，并给予许多优厚待遇。[基础达标1]1．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质可能是A．氯化钠B．固体硝酸铵C．生石灰D．蔗糖2.下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是A．锌粒与稀硫酸的反应B．灼热的木炭与CO2反应C．甲烷在氧气中的燃烧反应D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应3．下列物质加入水中显著放热的是A．生石灰B．固体NaClC．无水乙醇D．固体NH4NO34．对于放热反应，下列说法正确的是A．产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量B．反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量C．反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量D．反应物H2和O2具有的能量相等5．已知反应X+Y=M+N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量6．“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰。1体积“可燃冰”可贮载100～200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是A．“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源B．“可燃冰”是一种比较洁净的能源C．“可燃冰”提供了水可能变成油的例证D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷7.航天飞机用的铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为：2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑+Q，下列对此反应叙述中错误的是A.反应属于分解反应B.上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行C.反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用8．下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是9.电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是：Zn+2OH--2e＝ZnO+H2O和Ag2O+H2O+2e＝2Ag+2OH-；下列判断正确的是A．锌为正极，Ag2O为负极B．锌为负极，Ag2O为正极C．原电池工作时，负极区溶液PH减小D．原电池工作时，负极区溶液PH增大10.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述不正确的是A．放电时负极反应为：Zn-2e—+2OH—=Zn(OH)2B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3-3e—+5OH—=FeO42－+4H2OC．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D．放电时正极附近溶液的碱性增强11.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化A．不变B.先变小后变大C.逐渐变大D.逐渐变小12.对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是①锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1gH2④铜片上析出1molH2A.①③B.①④C.②③D.②④13.X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成的原电池时，Y为电池的负极，则X、Y、Z三种金属的活动顺序为A.XYZB.XZYC.YXZD.YZX14.将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述正确的是A.该装置能形成原电池，其中铝是负极B．该装置能形成原电池，其中铜是负极C．该装置不能形成原电池D.以上说法均不正确15.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛使用，锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)﹦Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-﹦Mn2O3(s)+2OH-(aq)C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g16.微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源，这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I-.下列有关说法正确的是A．正极反应：2Li-2e-=2Li＋B．负极反应：I2+2e-=2I-C．总反应是：2Li+I2=2LiID．金属锂作正极17.某原电池总反应离子方程式为2Fe3＋+Fe=3Fe2＋能实现该反应的原电池是A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液B.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO418.氢氧燃料电池用于航天飞船，电极反应产生的水，经过冷凝后可用作航天员的饮用水，其电极反应如下：负极：2H2+4OH--4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH—，当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为A.1.8molB.3.6molC.100molD.200mol19．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是A．利用电池外壳的金属材料B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D．回收其中石墨电极20．废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B．碳棒取下洗净用作电极C．把铜帽取下洗净回收利用D．电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥用21.下列变化中属于原电池的是A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速22.实验室中欲制氢气,最好的方法是A.纯锌与稀硫酸反应B.纯锌与浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应23.铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成A.铝铆钉B.铜铆钉C.锌铆钉D.锡铆钉24.锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：Zn+2MnO2+2NH4＋=Zn2＋