电能转化为化学能------ 第二课时电解类型
一、课标要求
理解并掌握电解池的工作原理
二、研读目标
1、知道常见电解类型
2、能准确书写电极反应式
三、研读要求
研读教材P44到P45页
四、导读设计
(一)知识回顾
阳离子放电顺序
阴离子放电顺序
(二)电解类型
1、电解水型(电解Na2SO4溶液)阴极:(反应)
阳极:(反应)小结:H+ OH-分别在阴阳两极放电,电解质的阴阳离子不放电。
2、电解电解质型(电解CuCl2溶液)
阴极:
阳极:
小结:H+ OH-在阴阳两极不放电,电解质的阴阳离子分别在两极放电。
3、放氢生碱型(电解NaCl溶液)
阴极:
阳极:
总反应:
4、放氧生酸型(电解CuSO 4溶液)
阴极:
阳极:
总反应: 小结:H + 不放电OH -放电,电解质的阳离子在阴极放电。
五、质疑问难
六、考题链接
下图是一种航天器能量储存系统原理示意图,下列说法正确的是( )
A .该系统中只存在3种形式的能量转化
B .装置Y 中负极的电极反应式为:22O +2H O+4e 4OH --=
C .装置X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D .装置X 、Y 形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化
七、课后作业
1、如图所示,两电极一为碳棒,一为铁片,若电流表的指针发生偏转,且a 极上有大量气
泡生成,则以下叙述正确的是 ( )
A .a 为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸
B .b 为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C .a 为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸
D .b 为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
2.芬兰籍华人科学家张霞昌研制的“超薄型软电池”获2009年中国科技创业大赛最高奖,被称之为“软电池”的纸质电池总反应为:Zn + 2MnO2 + H2O == ZnO + 2MnO(OH)(碱式氧化锰)。下列说法正确的是()
A.该电池中Zn作负极,发生还原反应 B.该电池反应中MnO2起催化作用
C.该电池工作时电流由Zn经导线流向MnO2
D.该电池正极反应式为:2MnO2 + 2e- + 2H2O == 2MnO(OH)+ 2OH-
3.右图装置中,U型管内为红墨水,a、b试管中分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生
铁块,放置一段时间。下列有关描述错误
..的是()
A.a中发生了吸氧腐蚀,b中发生了析氢腐蚀
B.两试管中负极反应均是:Fe – 2e-= Fe2+C.生铁块中碳作原电池正极
D.红墨水在一段时间后,两边液面变为左低右高
溶
液
a b
2017年全国高考化学试题化学反应与能量专题汇编 Ⅰ—化学反应与能量变化 1.(2017?天津-3)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是 A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能 B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能 C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能 D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能 【答案】A 【解析】发生的反应中存在元素的化合价变化,则为氧化还原反应,以此来解答。 A.光能转化为电能,不发生化学变化,与氧化还原反应无关,故A选; B.发生原电池反应,本质为氧化还原反应,故B不选; C.发生电解反应,为氧化还原反应,故C不选; D.发生氧化反应,故D不选. 【考点】氧化还原反应;反应热和焓变;原电池与电解池; 【专题】氧化还原反应专题;化学反应中的能量变化 【点评】本题考查氧化还原反应,为高频考点,把握发生的反应及反应本质为解答关键,注意能量变化的形式,题目难度不大。 2.(2017?江苏-8)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是 ①C(s) +H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H1=a kJ?mol﹣1 ②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H2=b kJ?mol﹣1 ③CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H3=c kJ?mol﹣1 ④2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=d kJ?mol﹣1 A.反应①、②为反应③提供原料气 B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C.反应CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H=d/2kJ?mol﹣1 D.反应2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=(2b+2c+d ) kJ?mol﹣1 【答案】C 【解析】A.反应③中的反应物为CO2、H2,由反应可知,反应①、②为反应③提供原料气,故A正确;B.反应③中的反应物为CO2,转化为甲醇,则反应③也是CO2资源化利用的方法之一,故B正确; C.由反应④可知,物质的量与热量成正比,且气态水的能量比液态水的能量高,则反应CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H≠d/2kJ?mol﹣1,故C错误; D.由盖斯定律可知,②×2+③×2+④得到2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g),则△H=(2b+2c+d) kJ?mol﹣1,故D正确; 【考点】盖斯定律及其应用;反应热和焓变; 【专题】化学反应中的能量变化 【点评】本题考查反应热与焓变,为高频考点,把握反应的特点、反应中能量变化、盖斯定律应用为解答的关键,侧重分析能力和应用能力的考查,题目难度中等。 3.(2017?江苏-12)下列说法正确的是 A.反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的△H<0,△S>0 B.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀 C.常温下,K sp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+)≤5.6×10﹣4 mol?L—1 D.常温常压下,锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2,反应中转移的电子数为6.02×1023 【答案】B C 【分析】A.合成氨反应为放热反应,△H<0,且为气体体积减小的反应,则△S<0,故A错误; B.导线连接锌块,构成原电池时Zn为负极,Fe作正极被保护,则可以减缓管道的腐蚀,故B正确; C. pH=10的含Mg2+溶液中,c (OH—)=10﹣4 mol?L—1,c(Mg2+)≤5.6×10—12/(10—4)2=5.6×10—4 mol?L﹣1,故C正确; D.常温常压下,Vm≠22.4L/mol,则不能利用氢气的体积计算物质的量及转移电子数,故D错误; 【考点】反应热和焓变及熵变;原电池;难溶电解质Ksp ;氧化还原反应。 【专题】化学反应中的能量变化 【点评】本题考查较综合,涉及反应热与焓变、原电池、难溶电解质Ksp的计算等,为高频考点,把握化学反应原理为解答的关键,侧重分析能力和应用能力的考查,注意选项④为易错点,题目难度中等。 4.(13分)(2017?北京-26)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下: 资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质
《化学反应与能量变化》教案 一、教学目标: 知识与技能 1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式; 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系 3、了解反应热和焓变的含义 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 过程与方法 1、通过化学反应的实质的回顾,逐步探究引起反应热内在原因的方法,引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法 2、通过讨论、分析、对比的方法,培养学生的分析能力和主动探究能力 情感态度与价值观 激发学生的学习兴趣,培养学生从微观的角度理解化学反应,培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点 二、教学重难点: 重点:化学反应中的能量变化,热化学方程式的书写 难点:焓变,△H的“+”与“-”,热化学方程式的书写 三、教学方法: 教学中充分利用多媒体演示实验、实物感知、图表数据分析和多媒体计算机辅助教学等手段,充分调动学生的参与意识,注意利用图示的方式将抽象的内容形象化。师生共同创设一种民主、和谐、生动活泼的教学氛围,使学生敢于参与教学过程,敢于提出问题,敢于真正成为课堂的主人。 四、教学程序:
五、板书设计 第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化 一、反应热焓变 1、定义:恒压条件下,反应的热效应等于焓变 2、符号:△H 3、单位:kJ/mol或kJmol-1 4、反应热表示方法:△H为“+”或△H>0时为吸热反应;△H为“一”或△H <0时为放热反应。 5、△H计算的三种表达式: (1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量 (2) △H == 生成的总能量–反应物的总能量 (3) △H == 反应物的键能之和–生成物的键能之和 二、热化学方程式(thermochemical equation) 1.定义:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。2.书写热化学方程式的注意事项: 4.热化学方程式的应用 六、教学反思: 本节课采用教师提问或学生互相交流的方式创设问题情境,学生以小组为单位进行讨论。这种方式既调动了学生的积极性又增加了内容的趣味性,激发了学生的集体荣誉感,培养了学生交流与合作的能力。学生们主动、积极地参与到活动中来,自由地表达着自己的观点,由此获得了成功的快乐和合作的愉悦。既符合化学学科的特点,也符合学生的心理和思维发展的特点。我认为本节最大的亮点是通过恰当的设计和引导,让学生在实验探究中提高学习兴趣,并轻松的获得知识,还启迪了学生的思维、培养了学生的动手能力和创新能力。让学生在实践中学会交流,学会合作,并认识到合作是学习的有效途径。更重要的是,给学生提供了充分展示自己的机会,实现了课堂围绕学生为中心的教学活动,真正体现了学生的主体地位,大大激发学生学习的积极性。
初中化学四大基本反应类型归纳 四大基本反应类型是:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应 一、化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应,叫化合反应。 点燃 1、非金属单质与氧气生成非金属氧化物。如 2H 2+O 2 ===H 2 O 其它非金属如硫、磷、碳等都可以与氧气反应生成非金属氧化物。 点燃 2、金属与氧气反应生成金属氧化物。如 3Fe+2O 2====Fe 3 O 4 其它金属如铝、锌、铜也可以与氧气发生类似反应,生成相应的金属氧化物。 3、金属氧化物与水反应,生成相应的碱。如CaO+H 2O= Ca(OH) 2 其它金属氧化物Na 2O、K 2 O、BaO都可以与水反应生成相应的碱 4、非金属氧化物与水反应,生成相应的酸。如 CO 2+H 2 O= H 2 CO 3 其它非金属氧化物SO 2、 SO 3 也可以与水生成相应的酸。 点燃 5、其它如2CO+ O 2 =====2CO 2 等。 二、分解反应:由一种物质生成两种或两种以上其他物质的化学反应叫做分解反应。高温 1、不溶性碳酸盐高温分解如CaCO 3====CaO+CO 2 ↑ 加热 2、不溶性碱受热分解,如Cu(OH) 2 =====CuO + H 2 O 加热
3、某些酸式盐受热分解(了解)如B、2NaHCO 3 =====Na 2 CO 3 +CO 2 ↑+H 2 O 加热 4、某些碱式盐受热分解(了解)如 Cu 2(OH) 2 CO 3 =====2CuO+ CO 2 ↑+ H 2 O 其它如:水的电解、双氧水分解、高锰酸钾受热分解、氯酸钾受热分解 三、置换反应:一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。 1、活泼金属与酸反应(金属为金属活动顺序中氢以前的金属,酸不包括浓硫酸 和硝酸)例如Fe+2HCl=FeCl 2+H 2 ↑ Mg+ 2HCl = MgCl 2+ H 2 ↑ H 2 SO 4 + Fe = FeSO 4 + H 2 ↑ 2HCl + Zn = ZnCl 2+ H 2 ↑H 2 SO 4 + Zn = ZnSO 4 + H 2 ↑ 2、金属与盐反应,生成新盐与新金属。盐(含较不活泼金属)+金属(较活泼)——金属(较不活泼)+盐(含较活泼金属)盐须溶于水,金属须比盐中金属活泼,钾、钙、钠三种金属不跟盐溶液发生置换反应。 如Fe+CuSO 4===FeSO 4 +Cu 2AgNO 3 + Cu= Cu(NO 3 ) 2 +2 Ag 加热 3、氢气还原金属氧化物,H 2+CuO =====Cu+H 2 O 高温 4、碳还原金属氧化物。3C+Fe 2O 3 =====2 Fe+ 3CO 2 ↑ 四、复分解反应:两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应,叫复分解反应。 1、酸+碱性氧化物——盐+水 如Fe 2O 3 + 6HCl= 2 FeCl 3 +3H 2 O 3H 2SO 4 + Fe 2 O 3 = Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O
化学反应与能量 一、选择题 1.向4.0 L容器中充入0.70 mol SO2和0.40 mol O2,4 s末测得剩余SO2 0.30 mol,则v(O2)为() A.0.10 mol·L-1·s-1 B.0.025 mol·L-1·s-1 C.0.50 mol·L-1·s-1 D.0.012 5 mol·L-1·s-1 答案:D 【解析】Δn (SO2)=0.7 mol-0.3 mol=0.4 mol 则v(SO2)==0.025 mol·L-1·s-1 故v(O2)=1/2v(SO2)=0.012 5 mol·L-1·s-1。 2.下列对化学反应的认识错误的是() A.会引起化学键的变化 B.会产生新的物质 C.必然引起物质状态的变化 D.必然伴随着能量的变化 答案:C 【解析】选C。化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化学键的生成,在化学键变化过程中一定会伴随能量的变化和物质的变化,故只有C项错误。 3.下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是() A.该系统中只存在3种形式的能量转化 B.装置Y中负极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH- C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化 答案:C 【解析】本题主要考查的是电化学知识。A项,在该装置系统中,有四种能量转化的关系,即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化;B项,装置Y为氢氧燃料电池,负极电极反应为H2 -2e-+ 2OH-= 2H2O;C项,相当于用光能电解水,产生H2和O2,实现燃料(H2)和氧化剂(O2)的再生;D项,在反应过程中,有能量的损耗和热效应的产生,不可能实现化学能和电能的完全转化。综上分析可知,本题选C项。 4.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是() ①固体燃料粉碎②液体燃料雾化③煤经气化处理④通入足量的空气
高中化学所有化学反应方程式 一、非金属单质(F2,Cl2,O2,S,N2,P,C,Si,H) 1、氧化性: F2+H2===2HF (阴暗处爆炸) F2+Xe(过量)==XeF2 2F2(过量)+Xe==XeF4(XeF4是强氧化剂,能将Mn2+氧化为MnO4–) nF2+2M===2MFn(M表示大部分金属) 2F2+2H2O===4HF+O2 (水是还原剂) 2F2+2NaOH===2NaF+OF2+H2O F2+2NaCl===2NaF+Cl2 F2+2NaBr===2NaF+Br2 F2+2NaI===2NaF+I2 7F2(过量)+I2===2IF7 F2+Cl2(等体积)===2ClF (ClF属于类卤素:ClF+H2O==HF+HClO ) 3F2(过量)+Cl2===2ClF3 (ClF3+3H2O==3HF+HClO3 ) Cl2+H22HCl (将H2在Cl2点燃;混合点燃、加热、光照发生爆炸) 3Cl2+2P2PCl3Cl2+PCl3PCl5Cl2+2Na2NaCl 3Cl2+2Fe2FeCl3Cl2+Cu CuCl2 Cl2+2FeCl2===2FeCl3(在水溶液中:Cl2+2Fe2+===2Fe3++3Cl-) Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2Cl2+2Br-=2Cl-+Br2 Cl2+2KI===2KCl+I2Cl2+2I-=2Cl-+I2 3Cl2(过量)+2KI+3H2O===6H Cl+KIO3 3Cl2+I–+3H2O=6H++6Cl–+IO3– 5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl 5Cl2+I2+6H2O=10Cl–+IO3–+12H+ Cl2+Na2S===2NaCl+S↓Cl2+S2–=2Cl–+S↓ Cl2+H2S===2HCl+S↓(水溶液中:Cl2+H2S=2H++2Cl–+S↓ Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42–+2Cl– Cl2+H2O2===2HCl+O2Cl2+H2O2=2H++Cl–+O2 2O2+3Fe Fe3O4O2+K===KO2 S+H2H2S 2S+C CS2S+Zn ZnS S+Fe FeS (既能由单质制取,又能由离子制取) S+2Cu Cu2S (只能由单质制取,不能由离子制取) 3S+2Al Al2S3 (只能由单质制取,不能由离子制取)
一、化合反应 指的是由两种或两种以上的物质生成一种新物质的反应。化合反应一般释放出能量。 (一)、示例 1、金属+氧气→金属氧化物 很多金属都能跟氧气直接化合。例如常见的金属铝接触空气,它的表面便能立即生成一层致密的氧化膜,可阻止内层铝继续被氧。 如:4Al+3O2 = 2Al2O3 铁与氧气反应通常有氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)三种氧化物,它们分别是在不同条件下生成。 (1)铁在缓慢氧化中生成氧化铁,是暗红色的。反应方程式为:4Fe+3O2=2Fe2O3 (2)铁在氧气中燃烧,现象是剧烈燃烧,产生大量火花,集气瓶底有黑色固体产生。反应方程式为:3Fe+2O2=燃烧=Fe3O4(3) Fe和O2直接反应,在不超过570℃时灼热,生成物是Fe3O4;温度高于570℃时,生成的是FeO;Fe和O2直接化合,很难生成Fe2O3,当温度高达1300℃时,生成的FeO才可以进一步氧化生成Fe2O3。铁只能在纯度很高的氧气中燃烧,生成磁性氧化铁,是黑色的。 四氧化三铁,是铁的一种氧化物,其化学式为Fe3O4,相对分子质量为231.54。是具有磁性的黑色晶体,故又称为磁性氧化铁。四氧化三铁是中学阶段唯一可以被磁化的铁化合物。四氧化三铁中含有一个Fe2+和两个Fe3+,分子式较为复杂,一般也可认为是FeO·Fe?O?
2、非金属+氧气→非金属氧化物 经点燃,许多非金属都能在氧气里燃烧, 如:C+O2=点燃=CO2 S+O2=点燃=SO2 4P+5O2=点燃=2P2O5 氧化反应是化合反应。 3、金属+非金属→无氧酸盐 许多金属能与非金属氯、硫等直接化合成无氧酸盐。 如:2Na+Cl2==点燃==2NaCl 4、氢气+非金属→气态氢化物。 因氢气性质比较稳定,反应一般需在点燃或加热条件下进行。 如:2H2+O2=点燃=2H2O 5、酸性氧化物+水→含氧酸 除SiO2外,大多数酸性氧化物能与水直接化合成含氧酸。如:CO2+H2O=H2CO3 6、碱性氧化物+水→碱 多数碱性氧化物不能跟水直接化合。判断某种碱性氧化物能否跟水直接化合,一般的方法是看对应碱的溶解性,对应的碱是可溶的或微溶的,则该碱性氧化物能与水直接化合。如:Na2O+H2O=2NaOH。对应的碱是难溶的,则该碱性氧化物不能跟水直接化合。如CuO、Fe2O3都不能跟水直接化合。 7、碱性氧化物+酸性氧化物→含氧酸盐 Na2O+CO2=Na2CO3 大多数碱性氧化物和酸性氧化物可以进行这一反应。其碱性氧化
化学反应与能量变化单元总结 一、“串联电池”两大题型的解题攻略 原电池和电解池统称为电池,将多个电池串联在一起,综合考查电化学知识是近年来高考命题的热点,该类题目能够考查考生对解题方法的掌握情况,需要考生具有缜密的思维能力及巧妙的数据处理能力。 这类题目对知识点的考查主要包括以下方面:电极名称的判断、电极反应式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动、pH的变化、电解后电解质溶液的恢复及运用电子守恒处理相关数据等。正确判断电池种类和灵活运用整个电路中各个电池工作时各电极上转移电子数目相等是解决多池“串联”试题相关问题的关键。 二、“串联”类电池的解题流程 题型一:电解池与电解池的“串联”——有外接电源型 与电源负极相连的是阴极,根据“电解池串联时阴、阳极交替出现”原则正推电极,也可以通过装置中某极的变化、现象反推电极。 下图装置中a、b、c、d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是( )。
选项X Y A MgSO4CuSO4 B AgNO3Pb(NO3)2 C FeSO4Al2(SO4)3 D CuSO4AgNO3 A项中当X为MgSO4时,b极上生成H2,电极质量不增加,错误;C项中,X为FeSO4,Y为Al2(SO4)3,b、d极上均产生气体,错误;D项中,b极上析出Cu,d极上析出Ag,其中d极质量大于b极质量,错误。 B 题型二:原电池与电解池的“串联”——无外接电源型 多个电池“串联”在一起,但没有外接直流电源,其中一个装置是原电池,装置中两个电极活泼性差异较大的装置为原电池,较活泼的作负极,其余均为电解池。 烧杯甲中盛有0.1 mol·L-1的H2SO4溶液,烧杯乙中盛有0.1 mol·L-1的CuCl2溶液(两种溶液均足量),装置如图所示,下列说法不正确 的是( )。 ... A.甲中Fe极质量减少,C极有气体产生
1、卤代反应:有烃与卤素单质反应 如423CH Cl CH Cl HCl +?? →+光(烷烃:光照) 2Fe Br +?? →Br -HBr +(芳香烃:催化剂) 醇与氢卤酸反应 例:25252C H OH HBr C H Br H O +→+ 2、硝化反应: 如 3|CH 2433H SO HNO +????→浓2O N -2 NO -2| NO 3 | CH 23H O + 3、碘化反应: 如:()24H SO ?+??→浓3SO H -2H O + 4、有机物的水解(卤代烃水解和酯的水解) 例:25225C H Br H O C H OH HBr ?+?? →+ 3252325H CH COOC H H O CH COOH C H OH + ++垐垎噲垐 5、分子间脱水(酯化反应,醇分子间脱水) 例如:24 3253252H SO CH COOH C H OH CH COOC H H O ?+????→+浓 24025252521402H SO C C H OH C H OC H H O ????→+浓
1、不饱和烃与H 2、X 2、HX 、H 2O 等加成 如2332Ni CH CH H CH CH ? ≡+??→ 22222|| CH CH Br CH CH Br Br =+→- 2、芳香烃与X 2、H 2加成 例: 23Ni H ?+??→ 3、||O C --与H 2加成(包括醛、酮单糖与H 2加成) 如3232Ni CH CHO H CH CH OH ? +??→ 三、消去反应: 1、卤代烃消去:X 所连碳原子上连有H 原子的卤代烃才能消去(NaOH 醇溶液)。 如:322322CH CH CH X NaOH CH CH CH NaX H O ? -+??→=++醇 2、醇消去:羟基所连碳原子上的相邻碳原子上必须连有H 原子的醇才能消去(浓H 2SO 4,加热)。 如:2403232217033 ||| H SO C CH CH CH CH C CH H O CH CH OH --????→-=+浓 四、聚合反应: 1、加聚反应:不饱和有机物彼此加成而生成高分子化合物的反应。
专题突破化学反应与能量变化 一、选择题(本题包括10个小题,每小题6分,共60分) 1.(2019浙江台州中学高三统练)下列有关说法正确的是() A.储热材料芒硝可用于光—化学能的转换 B.发达国家采用的现代化垃圾焚烧处理法不能有效利用生活垃圾中的生物质能 C.利用微生物在光合作用下分解水,是制取氢气的一个重要研究方向 D.太阳能、可燃冰资源丰富,在使用时对环境无污染或很少污染,且可以再生,是最有希望的未来新能源 2.(2019河北衡水安平县安平中学高三期中)下列关于反应与能量的说法正确的是() A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,E反应物
D.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则0.5 mol H2SO4与0.5 mol Ba(OH)2反应一定放出57.3 kJ热量 4.(2019甘肃静宁一中高三模拟)下列说法正确的是() A.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-572 kJ·mol-1,则H2的燃烧热ΔH=-572 kJ·mol-1 D.500 ℃、30 MPa时,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-38.6 kJ·mol-1。在此条件下将1.5 mol H2和过量N2充分反应,放出热量19.3 kJ C.若将等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多 D.已知:2C(s)+2O2(g)2CO2(g)ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2,则ΔH1<ΔH2 5.(2019北京师大附中高三期中)中国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如下图所示。 下列说法不正确的是() A.该催化反应实现了太阳能向化学能的转化 B.阶段Ⅰ中,H2O2是氧化产物 C.每生成1 mol O2,阶段Ⅱ中转移2 mol电子 D.反应的两个阶段均为吸热过程 6.(2019山东山师大附中高三模拟)25 ℃、101 kPa时,有以下能量转化图,下列说法不正确的是() A.转化Ⅱ的热化学方程式2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·mol-1
高一化学反应与能量知识点总结 一、在化学反应过程中,化学键的断裂需要吸收外界的能量,化学键的形成会向外界释放出能量,因此在化学反应中,参与反应的物质会伴随着能量的变化。 1、化学变化中能量变化的本质原因 ①当化学键键能越大,断开时所需的能量就越多,形成时所释放出的能量也越多。 ②化学反应中,反应物中的化学键(总键能E1)断裂时,吸收能量E1,在形成化学键变成生成物(总键能E2)时,放出能量E2。整个过程中,反应体系从外界吸收的能量为 ΔE=E1-E2 . 2、有的化学反应会吸收能量,有的化学反应会放出能量。 据图可知,一个化学反应是吸收能量 还是放出能量,决定于反应物总能量 与生成物总能量的相对大小。 3、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(化学能转化成热能)或吸热反应(热能转化成化学能)。 (E反:反应物具有的能量;E生:生成物具有的能量): 4、放热反应和吸热反应 表现形式放热反应吸热反应 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 由1、2联系得键能越大,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
5、常见的放热反应和吸热反应 ☆常见的放热反应: ①所有的燃烧与缓慢氧化。②酸碱中和反应。③金属与酸反应制取氢气。 ④大多数化合反应(特殊:C+CO2△ 2CO是吸热反应)。 注意:有热量放出未必是放热反应,放热反应和吸热反应必须是化学变化。某些常见的热效应:放热:①浓硫酸溶于水②NaOH溶于水③CaO溶于水,其中属于放热反应的是③ ☆常见的吸热反应:①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如: C(s)+H2O(g)△ CO(g)+H2(g)。 ②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O ③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。 [思考]一般说来,大多数化合反应是放热反应,大多数分解反应是吸热反应,放热反应都不需要加热,吸热反应都需要加热,这种说法对吗?试举例说明。 点拔:这种说法不对。如C+O2=CO2的反应是放热反应,但需要加热,只是反应开始后不再需要加热,反应放出的热量可以使反应继续下去。Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,但反应并不需要加热。 二、化学反应中化学能除了可以转化为热能,还可以转化为电能,因此,可以将化学反应用于电池中电能的生产源,由此制备将化学能转化为电能的装置------原电池。 1、原电池原理 (1)概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 (2)原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。(3)构成原电池的条件:①两种活泼性不同的电极 ②电解质溶液(做原电池的内电路,并参与反应) ③形成闭合回路 ④能自发地发生氧化还原反应 (4)电极名称及发生的反应: 负极:较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应, 电极反应式:较活泼金属-ne-=金属阳离子 负极现象:负极溶解,负极质量减少。 正极:较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应,
有机化学反应类型总结 1、取代反应 定义:有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应称为取代反应。 (1)能发生取代反应的官能团有:醇羟基(-OH)、卤原子(-X)、羧基(-COOH)、酯基(-COO-)、肽键(-CONH-)等。 (2)能发生取代反应的有机物种类如下图所示: 2、加成反应 定义:有机物分子里不饱和的碳原子跟其他原子或原子团直接结合,生成别的物质的反应,叫加成反应。分子结构中含有双键或三键的化合物,一般能与H2、X2(X为Cl、Br、I)、HX、H2O、HCN等小分子物质起加成反应。 1.能发生加成反应的官能团:双键、三键、苯环、羰基(醛、酮)等。 2.加成反应有两个特点: ①反应发生在不饱和的键上,不饱和键中不稳定的共价键断裂,然后不饱和原子与其它原子或原子团以共价键结合。 ②加成反应后生成物只有一种(不同于取代反应)。 说明: 1.羧基和酯基中的碳氧双键不能发生加成反应。 2.醛、酮的羰基只能与H2发生加成反应。 3.共轭二烯有两种不同的加成形式。 3、消去反应 定义:有机化合物在适当条件下,从一个分子相邻两个碳原子上脱去一个小分子(如H2O、HX等)而生成不饱和(双键或三键)化合物的反应称为消去反应。发生消去反应的化合物需具备以下两个条件: (1)是连有—OH(或—X)的碳原子有相邻的碳原子。 (2)是该相邻的碳原子上还必须连有H原子。
(1)能发生消去反应的物质:醇、卤代烃;能发生消去反应的官能团有:醇羟基、卤素原子。 (2)反应机理:相邻消去 发生消去反应,必须是与羟基或卤素原子直接相连的碳原子的邻位碳上必须有氢原子,否则不能发生消去反应。如CH3OH,没有邻位碳原子,不能发生消去反应。 4、聚合反应 定义:有许多单个分子互相结合生成高分子化合物的反应叫聚合反应。 聚合反应有两个基本类型:加聚反应和缩聚反应 (1)加聚反应: 由许多单个分子互相加成,又不缩掉其它小分子的聚合反应称为加成聚合反应。烯烃、二烯烃及含C=C的物质均能发生加聚反应。 烯烃加聚的基本规律: (2)缩聚反应: 单体间相互结合生成高分子化合物的同时,还生成小分子物质的聚合反应,称为缩合聚合反应。 酚和醛、氨基酸(形成多肽)、葡萄糖(形成多糖)、二元醇与二元酸、羟基羟酸等均能发生缩聚反应。 (1)二元羧酸和二元醇的缩聚,如合成聚酯纤维: (2)醇酸的酯化缩聚: (3)氨基与羧基的缩聚 (1)氨基酸的缩聚,如合成聚酰胺6: (2)二元羧酸和二元胺的缩聚: nHOOC-(CH2)4-COOH+nNH2(CH2)6NH2 =[CO(CH2)4CONH(CH2)6NH]n+2nH2O 5、氧化反应与还原反应 1.氧化反应就是有机物分子里“加氧”或“去氢”的反应。 能发生氧化反应的物质和官能团:烯(碳碳双键)、醇、酚、苯的同系物、含醛基的物质等。
高中化学全部反应公式汇总 编辑:徐淑贤2012-11-13 13:53:00来源:中国教育在线一、非金属单质(F2,Cl2、O2、S、N2、P、C、Si 1.氧化性: F2+H2===2HF F2+Xe(过量===XeF2 2F2(过量+Xe===XeF4 nF2+2M===2MFn(表示大部分金属 2F2+2H2O===4HF+O2 2F2+2NaOH===2NaF+OF2+H2O F2+2NaCl===2NaF+Cl2 F2+2NaBr===2NaF+Br2 F2+2NaI===2NaF+I2 F2+Cl2(等体积===2ClF 3F2(过量+Cl2===2ClF3 7F2(过量+I2===2IF7 Cl2+H2===2HCl 3Cl2+2P===2PCl3 Cl2+PCl3===PCl5 Cl2+2Na===2NaCl
3Cl2+2Fe===2FeCl3 Cl2+2FeCl2===2FeCl3 Cl2+Cu===CuCl2 2Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2 Cl2+2NaI===2NaCl+I2 5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl Cl2+Na2S===2NaCl+S Cl2+H2S===2HCl+S Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl Cl2+H2O2===2HCl+O2 2O2+3Fe===Fe3O4 O2+K===KO2 S+H2===H2S 2S+C===CS2 S+Fe===FeS S+2Cu===Cu2S 3S+2Al===Al2S3 S+Zn===ZnS N2+3H2===2NH3
N2+3Mg===Mg3N2 N2+3Ca===Ca3N2 N2+3Ba===Ba3N2 N2+6Na===2Na3N N2+6K===2K3N N2+6Rb===2Rb3N P2+6H2===4PH3 P+3Na===Na3P 2P+3Zn===Zn3P2 2.还原性 S+O2===SO2 S+O2===SO2 S+6HNO3(浓===H2SO4+6NO2+2H2O 3S+4HNO3(稀===3SO2+4NO+2H2O N2+O2===2NO 4P+5O2===P4O10(常写成P2O5 2P+3X2===2PX3(X表示F2,Cl2,Br2 PX3+X2===PX5 P4+20HNO3(浓===4H3PO4+20NO2+4H2O C+2F2===CF4 C+2Cl2===CCl4
化学反应基本类型及举例 一、化学反应基本类型: 1、化合反应:两种或两种以上物质生成一种物质的反应。 2、分解反应:由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应。 3、置换反应:由一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的 反应。 4、复分解反应:由两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应 二、其它反应类型: 1、物理反应(又叫物理变化):(略) 2、化学反应(又叫化学变化):(略)。 3、氧化反应:物质和氧发生的反应。 4、还原反应:含氧化合物中的氧被夺走的反应。 5、氧化-还原反应:一种物质被氧化,另一种物质被还原的反应。 (附:氧化剂:在氧化反应中提供氧的物质。 还原剂:在还原反应中夺取含氧化合物中的氧元素的物质。 氧化性:氧化剂具有氧化性。 还原性:还原剂具有还原性。) 6、电解反应:(略) 7、中和反应:酸和碱反应生成盐和水的反应。 三、在化学反应中,有盐生成的九种反应: 1、金属+酸→盐+氢气如 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 2、金属+盐(溶液)→另一种金属+另一种盐 3、金属+非金属→无氧酸盐如: 2Na + Cl2点燃 2NaCl 4、碱性氧化物+酸→盐+水 5、酸性氧化物+碱→盐+水 6、酸+碱→盐+水 7、酸+盐→另一种酸+另一种盐 8、碱+盐→另一种碱+另一种盐 9、盐+盐→另外两种盐 四、基本反应类型对初中反应进行分类: 化合反应 1、单质之间的化合: C+O2点燃 CO2 2C+O2(不足) 点燃 2CO S + O2点燃 SO2 4P + 5O2点燃 2P2O5 H2 + Cl2 点燃 2HCl 2H2 +O2点燃 2H2O 2Hg + O2高温 2HgO 2Mg + O2点燃 2MgO 3Fe + 2O2点燃 Fe3O4 2Cu +O2△ 2CuO 2Na +Cl2点燃 2NaCl 4Al + 3O2点燃 2Al2O3 2、单质和化合物之间的化合: 2CO + O2点燃 2CO2 CO2 + C 高温 2CO 3、化合物之间的化合:
《化学反应与能量》专题复习 一、建构知识网络 化学知识零碎,要注意按照知识得内在联系站在全章得角度,重新审视、整合知识,借组图表把零散得知识结构化、网络化,如本章内容,可以整合成如下框图: 二、整合重点知识 1、常见得吸热反应、放热反应 (1)常见吸热反应 ①大多数分解反应,②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应,③C+H2O 高温 CO+H2,④C+CO2 高温 2CO。 (2)常见放热反应 ①大多数化合反应,②燃烧,③中与反应,④活泼金属与酸反应,⑤铝热反应。 2、化学反应能量变化得原因 (1)微观角度 化学反应得本质就是旧化学键得破裂与新化学键得形成,断开化学键需要吸收能量,形成化学键需要放出能量。若断开化学键吸收得能量大于形成化学键释放得能量,反应为吸热反应;若断开化学键吸收得能量小于形成化学键释放得能量,反应为放热反应。 (2)宏观角度 一个确定得化学反应完成后就是吸收能量还就是放出能量,取决于反应物得总能量与生成物得总能量得大小关系。若E(生成物)>E(反应物) ,反应为吸热反应;若E(生成物) 第二章化学反应与能量 第一节化学能与热能 2.用化学方程式表示上述反应: Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O [ 步骤一:三组学生各取一套大小相同装置,分别做一个实验并记录实验现象和数据。 步骤二:汇总实验现象和数据并列表比较。 步骤三:对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量? HNO3+NaOH=NaNO3+H2O,H+ + OH- = H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O,H+ + OH- = H2O HCl+KOH=KCl+H2O,H+ + OH- = H2O 由此可见,三个反应的化学方程式虽然不同,反应物也不同,但是它们的反应本质相同,都是H+与OH-离子反应生成水的反应,属于中和反应,其离子方程式都是:H+ + OH- = H2O。所以,可提出推测,即中和反应都放热。由于三个反应中H+和OH-离子的量都相等,则生成水的量也相等,故放出的热量也相等(在上述三个实验中,温度上升的幅度接近)。 形成概念──酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。 热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式,有些化学反应表现为向环境放出热量,有些化学反应表现出向环境吸热。 1化学反应在发生过程中是吸热还是放热,决定于E(反应物的总能量)与E(生成物的总能量)的相对大小 总结:物质的燃烧一般是化学能转化成热能;但也有些化学反应相反。 2.化学能与电能、光能也可以相互转化。 第二节化学能与电能 二、化学能直接转化为电能的原理与装置 1.当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时,化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。 2.把氧化剂和还原剂分开,使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。 3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。 4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境,化学物质的选择。 Cu-Zn原电池实验: ① Cu、Zn分别插入稀硫酸中。② Cu、Zn同时插入稀硫酸中,但不接触。③将Cu、Zn用导线连接起来。 ④在Cu、Zn导线之间接电流表。⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表。 [板书] Zn片发生氧化反应, Zn:Zn -2e =Zn2-负极 H+在Cu片上发生还原反应,Cu:2H++ 2e =H2↑正极 师:很好,总的离子反应方程式: Zn 2+ + 2H+ =Zn2++ H2↑ 2. Zn-Zn与稀硫酸进行实验。 3. Cu-石墨与稀硫酸进行实验。(在短时间内,不考虑氧气的作用) 4. Zn-石墨与稀硫酸进行实验。 5. Fe-Zn与稀硫酸进行实验。 6. Cu-Zn与乙醇进行实验。 7. Cu-Zn与一个西红柿进行实验。 8. Cu-Zn与两个西红柿进行实验 上述实验及现象以表格对比的形式呈现出来。 ①两极材料不同的各种现象。 ②不同溶液的各种现象。 ③电极在同一容器和不同容器中的现象。 有机化学反应类型全总结一、取代反应 定义:有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应称为取代反应. 取代反应的类型很多, 中学化学中主要有下面几类: 1.卤代反应烷烃、芳香烃、苯酚等均能发生卤代反应如: 。 2.硝化反应苯及其同系物、苯酚、烷烃等均能发生硝化反应如: 3.磺化反应苯、苯的衍生物, 几乎均可磺化.如: ; (邻、对位产物为主) 4. 酯化反应 (1)羧酸和醇的反应.如: (2)无机含氧酸和醇的反应.如: 5.水解反应: 卤代烃、酯、多糖、二糖、蛋白质都能在一定条件下发生水解反应.如: , 6. 与活泼金属的反应: 醇、酚、羧酸等均能与活泼金属如钠反应生成氢气.如: , 7.醇与卤化氢(HX)的反应.如: 8.羧酸或醇的分子间脱水.如: 二、加成反应 定义有机物分子里不饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合, 生成别的物质的反应, 叫加成反应分子结构中含有双键或叁键的化合物, 一般能与H2、X2(X为Cl、Br、I)、HX、H2O、HCN等小分子物质起加成反应. 如烯烃、二烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛、酮、不饱和高级脂肪酸及其甘油脂、单糖等. 说明: 1.羧基和酯基中的碳氧双键不能发生加成反应。 2.醛、酮的羰基只能与H2发生加成反应。 3.共轭二烯有两种不同的加成形式。 1.和氢气加成. — 2.和卤素加成 3.; 4.和卤化氢加成 5.和水加成 三、消去反应 定义:有机化合物在适当条件下, 从一个分子相邻两个碳原子上脱去一个小分子(如H2O、HX等)而生成不饱和(双键或叁键)化合物的反应称为消去反应, 又称消除反应发生消去反应的化合物需具备以下两个条件: (1)是连有一OH(或一X)的碳原子有相邻的碳原子; — (2)是该相邻的碳原子上还必须连有H原子. 1.醇的消去反应.如: 2.卤代烃的消去反应.如: 四、聚合反应 定义:由许多单个分子互相结合生成高分子化合物的反应叫聚合反应. 聚合反应有两个基本类型:加聚反应和缩聚反应. 1.加聚反应. 由许多单个分子互相加成, 又不缩掉其它小分子的聚合反应称为加成聚合反应简称加聚反应. ! 烯烃、二烯烃及含的物质均能发生加聚反应.如: 化学反应与能量变化专题测试题 相对原子质量:H-1 O-16 Na-23 Cu-64 Ag-108 一、选择题(每小题3分,共48分,每个小题中只有一个选项正确.) 1.下列物质间的反应,其能量变化符合下图的是 A.由锌和稀硫酸制氢气 B.灼热的碳与二氧化碳反应 C.Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合 D.碳酸钙的分解 2、1g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ热,表示该反应的热化学方程式正确的是 A.2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l);△H = -142.9 kJ/mol B.H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l);△H = -285.8 kJ/mol C.2H2+ O2= 2H2O;△H = -571.6 kJ/mol D.H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g);△H = -285.8kJ/mol 3.在同温同压下,下列各组热化学方程式Q2>Q1的是 A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH= -Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= -Q2 B.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH= -Q1S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH= -Q2 C.C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH= -Q1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -Q2 D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= -Q1H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) ΔH= -Q2 4、下列有关叙述正确的是 A、需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B、已知4P(红磷,s)= P4(白磷,s)△H>0,则白磷比红磷稳定 C、含20.0g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则 OH-(aq)+H+(aq)= H2O(l)△H= - 57.4kJ/mol D、已知2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H= -483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol 5.SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S-F键。已知:1 mol S(s)转化为气态 硫原子吸收能量280 kJ,断裂1 mol F-F、S-F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)+3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为 A. -1780 kJ/mol B. -1220 kJ/mol C.-450 kJ/mol D. +430 kJ/mol 6.用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KCl的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 ①在外电路中,电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为:Ag+ +e–=Ag ③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A.①②B.②③C.②④D.③④化学反应与能量课件
高中化学有机化学反应类型全总结
化学反应与能量变化专题测试题