2019-2020学年高中化学 专题2 化学反应与能量转化专题小结与测评学案 苏教版必修2
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专题2 化学反应与能量转化本专题知识体系构建与核心素养解读变化观念与平衡思想认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化;能用化学键的变化解释某些化学反应的热效应;知道化学变化需要一定的条件,并遵循一定规律;知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态;认识化学变化是有一定限度的,是可以调控的。
能用对立统一、联系发展和动态平衡的观点考查、分析化学反应。
例析298 K时,将20 mL 3x mol·L-1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO3-3(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO3-4(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。
溶液中c(AsO3-4)与反应时间(t)的关系如图所示。
(1)下列可判断反应达到平衡的是________(填字母)。
a.溶液的pH不再变化b.v(I-)=2v(AsO3-3)c.c(AsO3-4)/c(AsO3-3)不再变化d.c(I-)=y mol·L-1(2)t m时,v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)t m时v逆________t n时v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是_______________。
答案(1)ac (2)大于 (3)小于t m时生成物浓度较低解析(1)a项,随反应进行,溶液的pH不断降低,当pH不再变化时,说明反应达到平衡;b项,速率之比等于化学计量数之比,该结论在任何时刻都成立,故无法判断反应是否达到平衡;c项,随反应进行,c(AsO3-4)不断增大,c(AsO3-3)不断减小,当二者比值不变时,说明二者浓度不再改变,则反应达到平衡;d项,由图像并结合方程式可知,平衡时c(I-)=2y mol·L-1,故当c(I-)=y mol·L-1时,反应未达到平衡。
(2)由图像可知t m时刻后c(AsO3-4)仍在不断增加,说明反应还在正向进行,故此时v正大于v逆。
2019-2020年高中化学第二章化学反应与能量复习课教案新人教版必修2三维目标:知识与能力:1.掌握化学能与热能、电能的关系,化学反应速率与限度和概念及其意义。
2.会用多种方法解决化学反应中化学变化的速率和限度、能量的转化的化学问题。
过程与方法:1.通过典型例题的分析学习,掌握分析问题、解决问题的方法。
2.能对自己的化学学习过程进行反思、评价和调控,提高自主学习化学的能力。
情感、态度和价值观:赞赏化学科学对个人生活和社会发展的巨大贡献,关注与化学有关的社会问题,逐步形成可持续发展的思想。
教学重点:比较、分类、归纳、概括等方法对知识信息进行加工。
教学难点:培养举一反三的能力,培养学生发散思维、创新思维的能力。
教具准备:多媒体教学仪教学过程[]复习课的导入] 我们师生一起学习了化学反应与能量的知识,现在大家从化学能、化学反应与电能、热能、其他形式的能,化学反应速率和限度方面进行本章回顾总结吧。
一、化学能与热能1、化学反应的实质:旧化学键断裂,新化学键形成的过程。
2、任何化学反应都伴随着能量的变化!引起化学反应中的能量变化:(1)微观:化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因;化学键的断裂——吸收能量;化学键的形成——放出能量。
反应物生成物化学反应=旧化学键断裂+新化学键形成(吸收总能量E1)(放出总能量E2)①当E1 > E2 ,反应吸收能量②当E1 < E2 ,反应放出能量(2)宏观:在化学反应中,反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差。
EA EB①反应物总能量>生成物总能量反应放出能量②反应物总能量<生成物总能量反应吸收能量3、一种能量可以转化为另一种能量,能量是守恒的,这就是能量守恒定律。
4、化学反应中的能量变化主要表现为热量的变化——吸热或放热。
实验2-12Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑放出热量实验2-2Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O 吸收热量实验2-3盐酸与NaOH溶液作用中和热:酸与碱发生中和反应生成1mol水所释放的热量称为中和热。
第2节化学反应与能量转化第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池课程标准核心素养1.能分析原电池的工作原理,能书写简单的电极反应。
2.能辨识简单原电池的构成要素。
3.能举出化学能转化为电能的实例。
4.能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。
1.宏观辨识与微观探析能从宏观(能量变化)和微观(电子转移)相结合的视角分析原电池的组成和工作原理。
2.科学探究与创新意识提高实施实验的能力,发展创造性体验和想象创新能力。
原电池的工作原理1.现在,化学电池已成为人类生产和生活的重要能量来源之一,各式各样的化学电池的发明也是化学科学对人类的一个重大贡献。
化学电池是根据原电池原理制成的。
2.原电池——化学能转化为电能原电池是一种利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。
3.初识氢氧燃料电池如图是一个简易的氢氧燃料电池的实验装置示意图。
用图a装置电解获得氢气和氧气,再按图b所示连接装置进行实验。
(1)在图b所示装置中,氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行,其中氢气分子中的氢原子在左侧石墨电极上失去电子,氢气作为电池的负极反应物;氧气分子中的氧原子在右侧石墨电极上得到电子,氧气作为电池的正极反应物。
稀硫酸中存在的自由移动的离子起到传导电荷的作用,导线起到传导电子的作用。
(2)物理学认为,在一个有电源的闭合回路中,产生电流的原因是电源给用电器提供了电势差。
简易氢氧燃料电池能够给用电器提供电势差,是由于在两个石墨电极上有得失电子能力不同的物质——氢气和氧气;当形成闭合回路时,便会产生电流。
(3)工作原理原电池的基本工作原理是,还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生氧化反应和还原反应,并通过能导电的物质形成闭合回路产生电流。
其中,还原剂(如氢气)在负极上失去电子,是负极反应物;氧化剂(如氧气)在正极上得到电子,是正极反应物;电极材料(如石墨电极)通常是能够导电的固体。
此外,还要有能传导电荷的电解质(如稀硫酸)作为离子导体;而导线则作为电子导体,起到传导电子形成闭合回路的作用。
第二章《化学反应与能量》导学案第一节化学能与热能(第二课时:化学能与热能)【核心素养发展目标】1.通过实验知道化学反应中能量变化的主要表现形式,能根据事实判断吸热反应、放热反应,能说出中和热的涵义。
2.通过实验探究体验科学研究的一般过程,了解科学研究基本方法。
3.通过实验发展学习化学的兴趣,进一步形成交流、合作、反思、评价的学习习惯。
【学习重点】吸热反应、放热反应、中和热等基本概念。
【温馨提示】吸热,放热反应的判断【自主学习】旧知回顾:1.断开化学键需要能量,形成化学键能量,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应能量,反应物的总能量小于生成物的总能量,反应能量。
4.化学反应中的能量变化:通常表现为的变化,酸与碱的中和反应是反应,反应后总能量。
新知预习:阅读教材P33-36,回答下列问题:1.化学反应中的放热反应、吸热反应与化学能和热能的转化有何种关系?列举常见的放热反应与吸热反应。
2.能量有多种形式,列举你所知道的能源形式。
目前主要使用的能源是什么?新能源主要指的是哪些?在能源开发与利用方面,化学应在哪些方面作出努力?3.中和热:在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成水时所释放出的热量。
情景导入:化学反应的基本特征是不仅有新物质生成,而且伴随着能量变化,化学反应中变化的能量多数以热能的形式呈现。
有的是化学能转化成了热能,有的是热能转化成了化学能。
二、化学能与热能的相互转化活动一:探究金属与酸反应的能量转化1.讨论交流:用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化,那么可采用哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化?23.讨论交流:(1)上述实验中铝条为什么要打磨?【答案】。
(2)化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度)是什么?【答案】。
化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,取决于反应物和生成物总能量的相对大小。
如图所示:反应物总能量<生成物总能量,反应能量;反应物总能量>生成物总能量,反应能量。
4.归纳小结:(1)金属与酸反应是热反应,能转化为释放出来。
专题 2 化学反响与能量转变本专题知识系统建立与中心修养解读变化看法与均衡思想认识化学变化的实质是有新物质生成,并伴有能量的转变;能用化学键的变化解说某些化学反响的热效应;知道化学变化需要必定的条件,并按照必定规律;知道可逆反响在必定条件下能达到化学均衡状态;认识化学变化是有必定限度的,是能够调控的。
能用对峙一致、联系发展和动向均衡的看法考察、剖析化学反响。
例析-1-1和 20 mL NaOH溶液混淆,发生反响:298 K 时,将 20 mL 3 x mol·L Na3AsO3、20 mL 3x mol·L I2-AsO34-(aq) + 2I-(aq)+ H2O(l) 。
溶液中c(AsO34- ) 与反响时间 ( t ) 的关系如AsO3- (aq) + I 2(aq) + 2OH (aq)图所示。
(1) 以下可判断反响达到均衡的是________( 填字母 ) 。
a.溶液的pH 不再变化b.v(I - ) = 2v(AsO3- )c.c(AsO34- )/ c(AsO3- ) 不再变化d.c(I - ) =y mol·L-1(2)t m时, v 正________v 逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)t m时 v 逆________t n时 v 逆(填“大于”“小于”或“等于”),原因是_______________。
答案(1)ac (2)大于 (3) 小于t m时生成物浓度较低分析(1)a 项,随反响进行,溶液的pH 不停降低,当pH不再变化时,说明反响达到均衡; b 项,速率之比等于化学计量数之比,该结论在任何时辰都建立,故没法判断反响能否达到均衡; c 项,随反响进行,c(AsO34- )不停增大, c(AsO3-)不停减小,当两者比值不变时,说明两者浓度不再改变,则反响达到均衡; d 项,由图像并联合方程式可知,均衡时-- 1-- 1c(I )=2y mol·L,故当 c(I) =y mol·L时,反响未达到均衡。
本专题总结拓展一、控制变量法探究影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素有多种,在探究相关规律时,需要控制其他条件不变,只改变某一个条件,探究这一条件对化学反应速率的影响。
变量探究实验因能够考查同学们对图表的观察、分析能力以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力,成为近几年高考的考查对象之一。
解答此类题时,首先要认真审题,清楚实验目的,弄清要探究的外界条件有哪些;然后分析题给图表,确定一个变量,弄清在其他几个量不变的情况下,这个变化量对实验结果的影响,进而总结出规律;最后确定另一个变量,重新进行相关分析。
但在分析相关数据时,要注意题给数据的有效性。
1.常见考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据,让同学们找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。
(2)给出影响化学反应速率的几种因素,让同学们设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。
2.解题策略(1)确定变量:解答这类题目时首先要认真审题,找出影响实验探究结果的因素。
(2)定多变一:在探究时,应先控制其他的因素不变,只改变一种因素,探究这种因素与题给问题的关系,然后分析另一种因素与所探究问题的关系。
通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
(3)数据有效:解答时注意选择的数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法做出正确判断。
二、有关化学反应速率的计算1.利用v =Δc Δt进行简单计算 对于反应物来说:变化浓度(Δc )=起始浓度(c 始)-某时刻浓度(c 末);对于生成物来说:变化浓度(Δc )=某时刻浓度(c 末)-起始浓度(c 始)。
2.“始、变、末”三段式解题模式有关化学反应速率的计算往往数据比较多,关系复杂,通过建立化学反应速率计算的解题模式,即“始、变、末”三段式,可以使各种数据直观、条理清晰,便于分析和计算。
建立解题模式的方法(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始浓度、转化浓度、某时刻浓度。
2019-2020年高中化学《化学反应与能量》教案新人教版必修2知识与技能1.获得化学能与热能化学实验的基础知识和基本技能,学习实验研究的方法,能完成吸热反应和放热反应的化学实验。
2.形成吸热反应和放热反应的概念。
3.能从能量守恒定律和化学键的角度来解释化学反应中能量变化之间的关系。
过程与方法具有较强的问题意识,能够发现和提出化学能与热能的探究性问题,敢于质疑,勤于思索,逐步形成独立思考的能力,善于与人合作,具有团队精神。
情感、态度与价值观1.发展学生学习化学的兴趣,乐于探究物质变化的奥秘,体验科学探究的艰辛和喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。
2.培养学生严谨求实,勇于探索科学精神。
3.培养学生有参与化学科技活动的热情,有将化学能与热能的化学知识应用于生产、生活实践的意识,能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。
树立正确的能源观。
【要点提示】教学重点实验探究和通过实验探究化学反应与能量变化,掌握吸热反应和放热反应的概念教学难点从微观结构的角度理解化学反应中能量的变化,从而建立起科学的能量变化观。
教具准备1. 仪器用品:温度计、玻璃棒、玻璃片、烧杯、50mL量筒、试管、锥形瓶、气球、胶头滴管。
2. 药品:镁条、2oml/LHCl、2oml/LKOH、2oml/LNaOH、NH4Cl固体、Ba(OH)2·8H2O固体。
【教学过程】【创设问题情境】播放神州七号发射时的视频。
从化学的角度分析,你知道神州七号顺利升空所需要的巨大推动力是如何产生的吗?【结论】燃料通过化学反应放出巨大能量【展示】本节课的课题:化学能与热能【展示】本节课探究内容1.感受化学能与热能的相互转化;2.从理论角度分析化学能与热能的相互转化的实质;3.自我体验酸碱中和反应的热能变化。
【设问】物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,这些能量变化通常又表现为热量的变化。
化学变化中热量变化的具体形式有哪些呢?下面我们就通过实验来进行研究、探讨。
专题2 化学反应与能量转化[知识网络构建]一、化学反应速率二、化学反应的限度三、化学键和能量变化四、原电池原理五、电解池原理【答案】一、①快慢 ②减少 ③增加 ④Δc Δt⑤mol·L -1·min -1(或mol·L -1·s -1) ⑥各物质的化学计量数之比 ⑦反应物的性质 ⑧越大 ⑨越大 ⑩越大 ⑪改变(加快或减慢)二、⑫= ⑬相等 ⑭保持不变 ⑮可逆 ⑯正、逆反应速率三、⑰吸收 ⑱< ⑲释放 ⑳>[专题总结对练]专题一 化学反应速率及平衡图像问题必修2中对化学反应速率、限度的要求是理解化学反应速率的概念及其大小的比较、影响因素、化学平衡的建立,学习运用变量控制方法研究化学反应。
高考对本部分知识的考查常借助图像。
化学反应速率及化学平衡的图像,能直观描述反应进行的快慢、反应进行的程度等问题。
图像题是化学中常见的一种题目,做这类题既要读文字内容,又要读图。
解答化学反应速率图像题三步曲:“一看”“二想”“三判断”;“一看”——看图像①看坐标轴:弄清纵、横坐标表示的含义;②看线:弄清线的走向、趋势;③看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,如曲线的折点、交点、最高点与最低点等;④看量的变化:弄清是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。
“二想”——想规律如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的速率之比与化学计量数之比的关系等。
“三判断”——通过对比分析,作出正确判断。
[专题对练]1.H 2O 2分解速率受多种因素影响。
实验测得70 ℃ 时不同条件下H 2O 2浓度随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是( )【导学号:13572106】甲乙丙丁A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大D[A错:图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越大,其分解速率越快。
化学科电子教案授课教师:课题 2.2化学反应与能量转化课时第1课时授课班级高一授课时间教学目标变化观念与平衡思想:通过生产、生活、实验中的实例,了解化学能与热能的相互转化,建立吸热反应、放热反应的概念,从能量变化的视角发展对化学反应的认识。
科学态度与社会责任:关注与化学有关的社会热点问题,认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性,增强节约能源及环境保护等意识,逐步形成可持续发展的思想。
宏观辨识与微观探析:通过认识化学反应中能量变化的实质,进一步深化对化学反应的微观认识。
教学重点化学键与化学反应能量的关系。
吸热反应和放热反应。
教学难点化学反应能量变化的本质课前准备课件与实验用品教学方法引导观察发现,分析归纳教学过程一、知识回顾1.化学变化中除有新物质生成外,常伴随着放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象发生。
2.化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成。
化学键断裂和形成伴随着能量的变化。
旧化学键的断裂需要吸收能量新化学键的形成会释放能量。
二、导语自然界的水是从高往低处流,如果从低处往高处流,需要什么呢?冬天你如何取暖?热量从哪儿来?物理变化获得还是化学变化获得呢?利用化学变化能干什么呢?三、讲授新课展示课件:人们利用化学反应可以干什么?活动一:认真研读课件中图片,思考问题:什么是化学变化?化学变化能给人类提供新物质,是否能给人类提供能量?活动二:看看下图,与同伴交流下,化学反应可以干什么?解释:一方面,用煤、石油、天然气的燃烧放热来说明化学能向热能的转化,人们利用这些化学反应获取能量;另一方面,用CaCO3经过高温煅烧分解生成CaO来阐述热能对化学反应的支持作用,人们利用热能来完成常温下很难发生的化学反应。
板书:利用化学反应:课堂记录一是制取物质二是利用反应中的能量展示课件:“联想质疑”相关图片活动三:在以下两个你熟悉的化学反应中,除了物质的变化外是否还有能量的变化?如果有,是什么样的能量变化?思考1.如何理解化学能?2.木炭在空气中燃烧时,化学能会转化成哪些形式的能量?3.电解水的过程中,电能转化成哪些形式的能量?4.电解水的过程中,电能转化成化学能。
专题2 化学反应与能量转化[知识网络构建]一、化学反应速率二、化学反应的限度三、化学键和能量变化四、原电池原理五、电解池原理【答案】一、①快慢 ②减少 ③增加 ④Δc Δt⑤mol·L -1·min -1(或mol·L -1·s -1) ⑥各物质的化学计量数之比 ⑦反应物的性质 ⑧越大 ⑨越大 ⑩越大 ⑪改变(加快或减慢)二、⑫= ⑬相等 ⑭保持不变 ⑮可逆 ⑯正、逆反应速率三、⑰吸收 ⑱< ⑲释放 ⑳>[专题总结对练]专题一 化学反应速率及平衡图像问题必修2中对化学反应速率、限度的要求是理解化学反应速率的概念及其大小的比较、影响因素、化学平衡的建立,学习运用变量控制方法研究化学反应。
高考对本部分知识的考查常借助图像。
化学反应速率及化学平衡的图像,能直观描述反应进行的快慢、反应进行的程度等问题。
图像题是化学中常见的一种题目,做这类题既要读文字内容,又要读图。
解答化学反应速率图像题三步曲:“一看”“二想”“三判断”;“一看”——看图像①看坐标轴:弄清纵、横坐标表示的含义;②看线:弄清线的走向、趋势;③看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,如曲线的折点、交点、最高点与最低点等;④看量的变化:弄清是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。
“二想”——想规律如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的速率之比与化学计量数之比的关系等。
“三判断”——通过对比分析,作出正确判断。
[专题对练]1.H 2O 2分解速率受多种因素影响。
实验测得70 ℃ 时不同条件下H 2O 2浓度随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是( )【导学号:13572106】甲乙丙丁A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大D[A错:图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越大,其分解速率越快。
B错:图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越大,H2O2分解速率越快。
C错:Mn2+浓度相同时,1.0 mol·L-1NaOH 溶液中H2O2分解速率小于0.1 mol·L-1 NaOH溶液中H2O2分解速率。
D对:pH相同时,Mn2+浓度越大,分解速率越快,所以图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大。
]2.一定温度下,某容积为2 L的密闭容器内,某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示:(1)该反应的化学方程式是______________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在右图所示的三个时刻中,________(填“t1”“t2”或“t3”)时刻处于平衡状态,此时v正________v正(填“>”“<”或“=”);达到平衡状态时,平均反应速率v(N)∶v(M)=________。
(3)已知M 、N 均为气体,若反应容器的容积不变,则“压强不再改变”________(填“能”或“不能”)作为该反应已达到平衡状态的判断依据。
(4)已知M 、N 均为气体,则下列措施能增大反应速率的是________(选填字母)。
A .升高温度B .降低压强C .减小M 的浓度D .将反应容器体积缩小【解析】 (1)由图可知N 为反应物,M 为产物,在反应至t 1时刻N 和M 的物质的量变化量分别为2 mol 、1 mol ,又知化学计量数之比等于物质的量变化之比,Δn (N)∶Δn (M)=2∶1,所以该反应的化学方程式为2N M 。
(2)各组分物质的量不变时,反应达到平衡状态,由题图可看出,t 3时刻N 和M 的物质的量均为定值,为平衡状态。
此时v (正)=v (逆),速率之比等于化学计量数之比,即v (N)∶v (M)=2∶1。
(3)由于反应容器的容积不变,又知该反应为气体总物质的量减小的反应,则在平衡之前压强会不断变化,不变时,说明反应已达到平衡状态。
(4)升温或增大物质的浓度,都会加快反应速率。
将反应容器体积缩小,相当于增大N 、M 气体的浓度。
【答案】 (1)2N M (2)t 3 = 2∶1 (3)能 (4)AD专题二 化学反应中热量的变化化学反应是化学科学研究的核心,化学反应过程中的物质变化要遵循质量守恒定律,而能量变化要遵循能量守恒定律。
在化学反应过程中一定存在着能量的变化,而这些能量变化大多数表现为热量的变化,这就实现了化学能与热能的转化。
1.从化学键的角度理解在化学变化前后,参加反应的原子的种类和个数并没有改变,只是进行了原子之间的重组和整合;原子进行重组、整合的过程,实际上就是反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成的过程。
由于反应物中化学键的断裂要消耗能量,而生成物中化学键的形成要释放能量,因此我们将化学反应中能量变化表示为反应物――――――――――→旧化学键断裂吸收能量新化学键形成释放能量生成物 这样,当反应中吸收的能量大于释放的能量时,反应表现为吸收能量,该反应为吸热反应; 当反应中吸收的能量小于释放的能量时,反应表现为放出能量,该反应为放热反应。
2.从化学能的角度理解自然界中存在着成千上万种物质,但不同的物质能量不同,因此在化学反应前后反应物和生成物所具有的能量也是不同的。
我们还可以从化学能的角度,也就是从反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小来看一个化学反应的能量变化。
若反应物的总能量>生成物的总能量,则化学反应放出能量,该反应为放热反应;若反应物的总能量<生成物的总能量,则化学反应吸收能量,该反应为吸热反应。
3.化学反应中能量变化的计算(1)用E(反应物)表示反应物的总能量,E(生成物)表示生成物的总能量,ΔQ表示能量变化,则:ΔQ=E(生成物)-E(反应物)。
(2)用Q(吸)表示反应物分子断裂时吸收的总能量,Q(放)表示生成物分子成键时放出的总能量,ΔQ表示能量变化,则:ΔQ=Q(吸)-Q(放)。
[专题对练]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A[A对:硅太阳能电池发电的主要原理是半导体的光电效应,将太阳能转化为电能,与氧化还原反应无关。
B错:该能量转化过程利用的是原电池原理,在负极发生氧化反应,正极发生还原反应,与氧化还原反应有关。
C错:该能量转化过程利用的是电解池原理,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,与氧化还原反应有关。
D错:葡萄糖为生命活动提供能量时,能量转化的同时葡萄糖被氧化为CO2和水,与氧化还原反应有关。
]4.在CO2中Mg燃烧生成MgO和C。
下列说法正确的是( )【导学号:13572107】A.元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B.Mg、MgO中镁元素微粒的半径:r(Mg2+)>r(Mg)C.在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性D.该反应中化学能全部转化为热能C[A选项,元素C还存在足球烯等其他同素异形体,所以错误;B选项,镁离子比镁原子少一个电子层,其半径也比镁原子的小,所以错误;C选项,该反应中镁作还原剂,其还原性强于还原产物的还原性,所以正确;D选项,该反应发光,因此化学能不可能全部转化为热能,所以错误。
]专题三原电池、电解池电极反应式的书写1.电极反应式书写的几种情况(1)可充电电池电极反应式的书写在书写可充电电池的电极反应式时,由于电极都参加反应,且正方向、逆方向反应都能进行,所以要明确电池和电极,放电时为原电池,充电时为电解池。
原电池的负极反应为放电方向的氧化反应;原电池的正极反应为放电方向的还原反应。
(2)根据给出电极反应式书写总反应式根据给出的两个电极反应式书写总反应式时,首先要使两个电极反应式的得失电子数相等,再将两式相加,然后消去反应物和生成物中相同的物质即可。
注意,若反应式同侧出现不能大量共存的离子,如H+和OH-、Pb2+和SO2-4,要写成反应后的物质,即H2O和PbSO4。
(3)燃料电池电极反应式的书写书写燃料电池的电极反应式时,首先要明确电解质是酸还是碱。
在酸性电解质溶液中,电极反应式不要出现OH-;在碱性电解质溶液中,电极反应式不要出现H+。
同时还要分清燃料是H2还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH……),但无论是哪一种燃料,在碱性条件下,正极反应式都是一样的,即O2+2H2O+4e-===4OH-,若是在酸性条件下,则正极反应式为O2+4H++4e-===2H2O。
如果是含碳燃料时,负极反应式的书写同甲烷燃料电池的书写,只是需要考虑用电荷守恒来配平不同的计量数。
2.几种燃料电池的电极反应式及总反应式(1)氢氧燃料电池在不同的介质中发生的电极反应归纳如下:电解质:KOH;正极反应式:3O2+6H2O+12e-===12OH-;负极反应式:2CH3OH+16OH--12e -===2CO2-+12H2O;总反应式:2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O。
3(3)肼燃料电池电解质:KOH;正极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-;负极反应式:N2H4+4OH--4e-===N2+4H2O;总反应式:N2H4+O2===N2+2H2O。
[专题对练]5.MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。
下列叙述错误的是( ) A.负极反应式为Mg-2e-===Mg2+B.正极反应式为Ag++e-===AgC.电池放电时Cl-由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑B[MgAgCl电池的电极反应:负极Mg-2e-===Mg2+,正极2AgCl+2e-===2Ag+2Cl-,A 项正确,B项错误。
在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,C项正确。
Mg是活泼金属,能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2,D项正确。
]6.锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn +O2+4OH-+2H2O===2Zn(OH)2-4。
下列说法正确的是( )A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小C.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e-===Zn(OH)2-4D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)C[A项,充电时装置为电解池,溶液中的阳离子向阴极移动。