苏教版高中化学选择性必修一
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第一单元化学反应的热效应基础课时1化学反应的焓变1.通过宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质,正确认识和判断放热反应和吸热反应,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2.通过辨识化学反应中的能量转化形式,形成能量可以相互转化的观念,正确理解反应热和焓变的概念,培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。
3.通过从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型,能正确书写热化学方程式,培养模型认知的化学核心素养。
一、反应热焓变1.体系与环境被研究的物质系统称为体系,体系以外的其他部分称为环境或外界。
2.内能内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强、物质的聚集状态和组成的影响。
3.反应热在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,吸收或释放的热称为化学反应的热效应,也称反应热。
4.焓、焓变(1)焓。
焓是与内能有关的物理量,用符号H表示。
(2)焓变。
在恒压的条件下,化学反应过程中吸收或释放的热即为反应的焓变,用ΔH 表示,单位常采用kJ·mol-1。
微点拨:(1)焓变为恒压条件下的反应热。
(2)反应热、焓变的单位均为kJ·mol -1,热量的单位为kJ。
5.焓变(ΔH)与吸热反应和放热反应的关系(1)化学反应过程中的能量变化。
一个化学反应是吸收能量还是释放能量,取决于反应物总能量和生成物总能量之间的相对大小。
若反应物的总能量小于生成物的总能量,则反应过程中吸收能量;若反应物的总能量大于生成物的总能量,则反应过程中释放能量。
(2)焓变(ΔH)与吸热反应和放热反应的关系。
①吸收热的反应称为吸热反应,ΔH>0;②放出热的反应称为放热反应,ΔH<0。
用图示理解如下:吸热反应放热反应(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)反应热的单位与热量相同(×)(2)恒压条件下化学反应的反应热就是该反应的焓变(√)(3)一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH<0 (√)二、热化学方程式1.概念能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。
第3课时能源的充分利用A级必备知识基础练1.(河南郑州八校联考高二上期中)下列描述正确的是( )A.通过煤的液化、气化等物理方法可以将煤转化为CO、CH4等燃料,提高煤燃烧的热效率B.需要加热才能发生的反应是吸热反应C.天然气、水煤气是二次能源D.煤、石油、天然气的化学能归根到底来自太阳能2.(浙江温州十五校高二上期中)下列说法不正确的是( )A.释放或吸收热量是化学反应中能量变化的主要形式B.人体所需能量主要依靠糖类、脂肪、蛋白质这三大营养物质来提供C.化学反应中化学键的断裂和形成是反应过程中有能量变化的本质原因D.甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1,氢气的标准燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1,可知甲烷的热值大于氢气3.已知1.2 g C(石墨,s)不完全燃烧生成CO,放出11.1 kJ热量,继续燃烧生成CO2,又放出28.3 kJ热量,则能表示C(石墨,s)标准燃烧热的热化学方程式为( )O2(g)CO(g) ΔH=-11.1 kJ·mol-1A.C(石墨,s)+12B.C(石墨,s)+1O2(g)CO(g) ΔH=-111.1 kJ·mol-12C.C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1D.C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-28.3 kJ·mol-14.据悉,长征系列火箭的燃料为偏二甲肼(C2H8N2)。
已知:101 kPa下,1.5 g 偏二甲肼完全燃烧放出50 kJ热量,则偏二甲肼的标准燃烧热ΔH为( )A.-1 000 kJ·mol-1B.-1 500 kJ·mol-1C.-2 000 kJ·mol-1D.-3 000 kJ·mol-15.关于化学反应中能量变化的说法正确的是( )A.在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。
第一章化学反应与能量变化(满分:100分时间:75分)一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。
每小题只有一个选项符合题意)1.室温下,将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2,CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3,则下列判断正确的是( )A.ΔH2>ΔH3B.ΔH1<ΔH3C.ΔH1+ΔH3=ΔH2D.ΔH1+ΔH2>ΔH3【答案】B【解析】 ①胆矾溶于水时,溶液温度降低,反应为CuSO4·5H2O(s)===Cu2+(aq)+SO2-4(aq)+5H2O(l) ΔH1>0;②CuSO4(s)===Cu2+(aq)+SO2-4(aq) ΔH2<0;③已知CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH3;依据盖斯定律①-②得到③,所以ΔH3=ΔH1-ΔH2;ΔH2<0,ΔH1>0,故ΔH3>0。
由上述分析可知ΔH2<ΔH3,故A项错误;ΔH2=ΔH1-ΔH3,由于ΔH2<0,则ΔH3>ΔH1,故B项正确;ΔH3=ΔH1-ΔH2,故C项错误;ΔH2<0,ΔH1>0,ΔH3>ΔH1+ΔH2,故D项错误。
2.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。
反应过程的示意图如下: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OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程【答案】C【解析】 A项,由能量—反应过程图像中状态Ⅰ和状态Ⅲ知,CO和O生成CO2是放热反应,错误;B项,由状态Ⅱ知,在CO与O生成CO2的过程中CO没有断键形成C和O,错误;C项,由状态Ⅲ及CO2的结构式O==C==O知,CO2分子中存在碳氧极性共价键,正确;D项,由能量—反应过程图像中状态Ⅰ(CO和O)和状态Ⅲ(CO2)分析,状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O原子反应生成CO2的过程,错误。
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1、第2课时化学电源基础知识技能素养形成性自评课程目标1.了解化学电源的种类及其工作原理。
2.了解化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。
3.能正确书写各类电池的电极反应式。
图说考点基础知识新知预习一、化学电池1.化学电池是将能变成能的装置。
2.化学电池的分类化学电一次二次燃料二、常见的化学电池1.一次电池(以碱性锌锰电池为例)(1)组成:正极:;负极:;电解质:。
(2)工作原理:负极反应:_;正极反应:_。
总反应:_。
MnO2ZnKOHZn2OH2e=Zn(OH)22MnO22e2H2O=2MnO(OH)2OHZn2MnO2 2H2O=2MnO(OH)Zn(OH)2PbO2Pb稀2、H2SO4溶液充电阴极:_(还原反应);阳极:_(氧化反应)。
总反应:2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。
铅蓄电池的充、放电过程:PbPbO22H2SO4 2PbSO42H2O。
3.燃料电池(以氢氧燃料电池为例)(1)基本构造:(2)工作原理:负极反应:_;正极反应:_;总反应:2H2O2=2H2O。
2H24OH4e=4H2OO22H2O4e=4OH三、化学电池的使用1.化学电池的优点(1)化学电池的能量转换效率,供能稳定可靠。
(2)可以制成各种形状和、不同和的电池及电池组。
(3)使用方便,易于维护,并可在各种环境下工作。
较高大小容量电压 2.判断电池优劣的主要标准(1)比能量:即单3、位质量或单位体积所能输出的多少,单位(Wh)/kg(或Wh)/L。
(2)比功率:即单位质量或单位体积所能输出的多少,单位W/kg或W/L。
(3)电池的可储存时间的。
3.化学电池回收利用:废旧电池中含和酸碱等有害物质,应回收利用,既减少污染,又节约资源。
电能功率长短重金属即时性自测 1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”(1)碱性锌锰电池工作时电子由MnO2经外电路流向Zn极。
()(2)锌银电池的负极是Zn,正极是Ag2O,电解质溶液是KOH溶液,则其负极电极反应式为Zn2e=Zn2。
()(3)铅蓄电池充电时PbO2在阳极上生成。
()(4)燃料电池中通入燃料的一极为正极。
()(5)氢氧燃料电池(4、酸性电解质)中O2通入正极,电极反应为O24H4e=2H2O。
()(6)废旧电池中含有汞、镉、铅、镍等重金属,随意丢弃会污染环境,应对废旧电池分类回收,集中处理。
()2.下列有关化学电源的描述正确的是()一次电池也叫干电池,其活性物质被消耗后不能再生二次电池也叫可充电电池,通过充电可使其活性物质再生任何电池都是依据原电池的原理制造的化学电源与其他能源相比,具有携带方便,可制成各种形状等优点比能量与比功率,是判断电池优劣的主要标准A BC D答案:B3.下列说法正确的是()A酸性锌锰干电池是一次电池,碱性锌锰干电池是二次电池B铅蓄电池是一次电池,锂离子电池是二次电池C燃料电池的能量转化率可达105、0%D废旧电池集中处理的主要目的是防止电池中的重金属污染水源及土壤解析:一次电池是放电后不能再充电使其复原的电池,如酸性锌锰干电池、碱性锌锰干电池等;可充电电池又称二次电池或蓄电池,放电后可通过充电的方式使电池内的活性物质再生而继续使用的电池,如铅蓄电池、锂离子电池等,A、B项错误;燃料电池除将化学能转化为电能外,还有一部分转化为热能,能量转化率小于100%,C项错误;电池中含有的汞、镉、锰等重金属会污染土壤和水源,需要集中处理,D项正确。
答案:D4.铅蓄电池是最常见的二次电池,电压稳定,安全可靠,价格低廉,应用广泛。
电池总反应为Pb (s)PbO22H2SO4 2PbSO42H2O。
放电时,正6、极的电极反应是,电解质溶液中硫酸的浓度(填“增大”“减小”或“不变”),当外电路中通过0.5 mol电子时,理论上负极板的质量增加g。
减小24CH48e2H2O=CO28HCH44O28e=CO22H2O技能素养提升点一二次电池分析例1已知某镍镉(NiCd)电池的电解质溶液为KOH溶液,其充放电总反应为Cd2NiO(OH)2H2O Cd(OH)22Ni(OH)2。
有关该电池的说法正确的是()A充电时阳极反应:Ni(OH)2OHe=NiO(OH)H2OB.充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH向正极移动解析:充电时,阳极上电极反应式为Ni(7、OH)2OHe=NiO(OH)H2O,故A正确;充电时,电能转化为化学能,故B错误;放电时,负极上电极反应式为Cd2e2OH=Cd(OH)2,所以溶液的碱性减弱,故C错误;放电时,电解质溶液中OH向负极移动,故D错误。
答案:A状元二次电池,放电时是原电池、充电时是电解池,要看清题目中充电和放电过程的方向。
放电时,电极是正、负极,充电时两电极是阴、阳极。
答案:C状元二次电池充电时电极反应式的书写及正误判断是该类题的难点,二次电池的充电和放电过程中,同一个电极的电极反应互为“逆反应”,故可以先按照原电池原理写出该极的电极反应式,然后物质颠倒,得失电子相反即可。
关键能力解答二次电池相关问题的8、方法在解答二次电池类题时,若给出电池总反应,相关问题的分析可按如下方法进行。
1.电极极性及两极反应物的判断:首先根据放电总反应式标出电子转移的方向和数目,则放电时失去电子的物质为负极反应物,其所在电极为负极,得到电子的物质为正极反应物,其所在电极为正极;然后根据充电反应是放电反应的逆过程,可判断充电时的阳极(阴极)即为放电时的正极(负极)。
2.电极反应的书写:根据放电总反应写出放电时正、负极的电极反应;正、负极电极反应的逆过程即为充电时的阳、阴极电极反应。
3.溶液中离子移动方向:放电时,阴离子移向负极,阳离子移向正极;充电时,阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。
4.pH变化规律:消耗OH(H)的电9、极周围,溶液的pH减小(增大),生成OH(H)的电极周围,溶液的pH增大(减小)。
若总反应消耗OH(H),则电解质溶液的pH减小(增大);若总反应生成OH(H),则电解质溶液的pH增大(减小);若总反应既不消耗也不生成OH (H),则电解质溶液的pH变化情况由溶液的酸碱性及是否有水生成而定。
状元电池在充电时,正极接电源正极,负极接电源负极,即“正接正,负接负”。
答案:C状元燃料电池中通燃料的一极为负极,书写电极反应时,要考虑电解质溶液的酸碱性。
提升2以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构示意图如图所示。
下列关于该电池的叙述不正确的是()A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应为C6H1210、O66H2O24e=6CO224HC放电过程中,质子(H)从负极区向正极区迁移D在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下22.4 L CO2气体状元微生物在高温下变性失活,故微生物电池不宜在高温下工作。
答案:A形成性自评1.如图为氢氧燃料电池的原理示意图,下列叙述不正确的是()Aa电极是负极Bb电极的电极反应为4OH4e=2H2OO2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储存在电池内的新型发电装置答案:B解析:锂的摩尔质量较小,相对于铅蓄电池,锂电池的比能量更高,故A错误。
答案:A3.某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制11、备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(如下图)。
下列说法中正确的是()A放电时,正极的电极反应式为Fe2O36Li6e=2Fe3Li2OB该电池可以用水溶液做电解质溶液C放电时,Fe做电池的负极,Fe2O3做电池的正极D充电时,电池被磁铁吸引答案:A4.生物燃料电池(BFC)是以有机物为燃料,直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池,其能量转化率高,是一种真正意义上的绿色电池,其工作原理如下图所示。
已知C1极的电极反应式为:C2H5OH3H2O12e=2CO212H下列说法不正确的是()AC1极为电池负极12、,C2极为电池正极BC2极的电极反应式为O24H4e=2H2OC 该生物燃料电池的总反应式为C2H5OH3O2=2CO23H2OD电子由C2极经外电路导线流向C1极答案:D5.LED产品由于具有节能、寿命长的特点,越来越受到人们的欢迎。
如图所示是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。
a处通入的气体是氢气,b处通入的气体是氧气该装置中只涉及两种形式的能量转化电池正极的电极反应为O22H2O4e=4OHP型半导体连接的是电池负极上述说法中正确的是()A BC D答案:B答案:B7.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。
有一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应为Zn2OH13、2e=ZnOH2O,Ag2OH2O2e=2Ag2OH根据上述反应式,完成下列填空:(1)下列叙述正确的是。
A在使用过程中,电解质溶液中的KOH被不断消耗,pH减小B使用过程中,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极CZn是负极,Ag2O是正极DZn电极发生还原反应,Ag2O电极发生氧化反应C(2)写出电池的总反应式:_。
(3)使用时,负极区的pH(填“增大”“减小”或“不变”,下同),正极区的pH,电解质溶液的pH。
ZnAg2O=ZnO2Ag减小增大不变解析:(2)将正负两极反应式相加可得总反应式。
8.请仔细观察下列四种装置的构造示意图,完成下列问题。
(1)碱性锌锰电池的总反应14、式为 Zn 2MnO22H2O=2MnO(OH)Zn(OH)2,则负极的电极反应式为。
(2)碱性锌锰电池比普通锌锰电池(干电池)性能好,放电电流大。
试从影响反应速率的因素分析其原因是_。
(3)铅蓄电池放电过程中,硫酸溶液浓度(填“变大”“变小”或“不变”),充电时阴极的电极反应式为_。
(4)锌银纽扣电池在工作过程中(填物质名称)被还原。
Zn2OH2e=Zn(OH)2碱性锌锰电池用锌粉代替原锌锰电池的锌筒,增大了反应物的接触面积,加快了反应速率,故放电电流大变小氧化银9.(1)现有反应2H2O2 2H2O,要构成燃料电池,则负极通入的15、应是,正极通入的应是,电极反应式分别为_、。
(2)如把KOH溶液改为稀硫酸做电解液,则电极反应式分别为_、。
(3)上述(1)和(2)的电解液不同,反应进行后,(1)中溶液pH变(填“大”或“小”,下同),(2)中溶液pH 变。