2016版高一化学 专题2 化学反应中的能量变化暑假作业(含解析)

专题2 化学反应中的能量变化
【知识回顾】
一、反应热
1．化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。

(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。

(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。

通常主要表现为热量的变化。

2．化学反应的实质：反应物化学键断裂和生成物化学键形成。

特征：既有物质变化，又有能量变化。

3．反应热：指当化学反应在一定温度下进行时，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位kJ/mol。

4．吸热反应和放热反应
(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示
、。

（2）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金属与酸的置换反应；
⑤生石灰和水反应；⑥物质的缓慢氧化等。

（3）常见的吸热反应：①大多数的分解反应；②晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl；③碳与水蒸气、C与CO2的反应，以及以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应；④盐类水解等。

（4）反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。

反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。

许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行
二、中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时的反应热叫中和热。

注意几个限定词：（1）稀溶液；（2）产物是1 mol液态H2O；
三、能源
1．分类
(1)化石燃料：①种类：煤、石油、天然气。

②特点：蕴藏量有限，且不再生。

(2)新能源：①种类：太阳能、氢能、地热能、风能、海洋能和生物质能等。

②特点：资源丰富，可再生，没有污染或污染很小。

（3）一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：原煤、原油、天然气、太阳能等。

（4）二次能源是由一次能源经过加工或转换得到的其他种类和形式的能源，包括煤气、焦炭、汽油、煤油、柴油等
2．能源问题：我国目前使用的主要能源是化石燃料，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭；化石燃料的大量使用带来严重的环境污染问题。

四、原电池
1.装置特点：化学能转化为电能的装置。

2.原电池的电极：
（1）原电池的负极——活泼金属——发生氧化反应——向外电路提供电子。

（2）原电池的正极——不活泼金属(或惰性电极如石墨)——发生还原反应——接受外电路提供的电子。

3.原电池的构成条件：
①能自发地发生氧化还原反应。

②电解质溶液或熔融的电解质(构成电路或参加反应)。

③由还原剂和导体构成负极系统，由氧化剂和导体构成正极系统。

④形成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。

小结：
原电池的四个判定方法:
①观察电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)；
②观察溶液——两极插入溶液中；
③观察回路——形成闭合回路或两极直接接触；
④观察本质——原电池反应是自发的氧化还原反应。

4.工作原理(以锌—铜原电池为例)
5.原电池正负极的判断的注意点
（1）原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个化学反应方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。

（2）判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：
a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；
b.Fe、Al在浓HNO3中
钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。

6.原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用
（1）加快氧化还原反应的速率：一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。

例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。

（2）比较金属活动性强弱：两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼。

（3）设计电池，制造化学电源，理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。

①将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极。

②确定电极材料，如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气
体(如H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。

发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。

③确定电解质溶液，一般选用反应物中的电解质溶液即可。

④构成闭合回路。

7.常见化学电源
【想一想】 例题1：化学反应A 2+B 2=2AB 的能量变化如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A ．该反应是吸热反应
B ．断裂2molA-B 键需要吸收ykJ 能量
C ．2molAB 的总能量高于1molA 2和1molB 2的总能量
D ．断裂1molA-A 键和1molB-B 键可放出xkJ 能量
【答案】B
【解析】
试题分析：A ．根据图示可知反应物的能量高于生成物的能量，因此该反应是放热反应，错
误；B ．根据图示可知生成物的活化能是ykJ/mol ，所以断裂2molA-B 键需要吸收ykJ 能量，正确；C ． 由图可知，1molA 2和1molB 2的总能量高于2molAB 的总能量，错误；D ．断裂1molA-A 键和1molB-B 键可吸收xkJ 能量，错误。

考点：考查考查了化学键的键能与反应的活化能及反应热的关系的知识。

例题2：银锌钮扣高能电池放电时的反应为：Zn+Ag 2O==ZnO+2Ag ，下列说法中不正确．．．
的是 A ．若电解质溶液为KOH 溶液，则电池工作一段时间后pH 有明显变化
B ．Zn 作
负极，被氧化
C ．Ag 2O 在正极上发生还原反应
D．电解质溶液中的阴离子移向负极
【答案】A
【解析】
试题分析：A．根据电池反应式知，KOH不参加反应，也没有其它溶质或溶剂生成，所以理论上该电池工作一段时间后，溶液中KOH的浓度不变，pH没有明显变化，A错误；B．该反应中Zn元素化合价由0价变为+2价，所以Zn失电子作负极，被氧化，B正确；C．该反应中Ag元素化合价由+1价变为0价，Ag2O作正极，发生还原反应，C正确；D．放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，D正确；答案选A。

考点：考查化学电源新型电池
例题3：下列各组材料中不能组成原电池的是（）
A. 锌片、石墨、硫酸溶液
B. 铜片、银片、氯化铁溶液
C. 锌片、铜片、乙醇溶液
D. 铁片、铜片、稀盐酸
【答案】C
【解析】
试题分析：A、锌是活泼金属，石墨能导电，锌和硫酸能自发的发生氧化还原反应，所以能形成原电池，A错误；B、两金属的活泼性不同，且铜片能自发的与氯化铁发生氧化还原反应，所以能形成原电池，B错误；C、两金属的活泼性不同，但是乙醇是非电解质，所以不能形成原电池，C正确；D、铁是活泼金属，铜能导电，铁和硫酸能自发的发生氧化还原反应，所以能形成原电池，D错误，答案选C。

考点：考查原电池的形成条件
【练一练】
1．下列说法中，不正确的是
A、若形成化学键释放的能量大于断裂化学键所吸收的能量，则是放热反应
B、若反应物的总能量大于生成物的总能量，则是放热反应
C、化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D、化学反应必然伴随着能量的变化和化学键的变化
2．下列说法正确的是
A．放热反应发生的过程中，只放出能量
B．化学反应中的能量通常表现为热量的变化
C．锌与盐酸反应是吸热的过程
D ．反应物的总能量高于生成物的总能量为吸热反应
3．下列反应中能量变化与其它不同的是( )
4．下列图示关系中不正确．．．的是
5．下列变化过程，属于放热反应的是
①水蒸气变成液态水 ②酸碱中和反应 ③浓硫酸稀释
④固体氢氧化钠溶于水 ⑤氢气在氯气中燃烧 ⑥食物腐败
A ． ②③④⑤⑥ B． ②③④ C． ②⑤⑥ D． ①③⑤
6．金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质．在100kPa 时，1mol 石墨转化为金刚石，
要吸收1.895kJ 的能量。

下列说法不正确的是（ ）
A ．石墨比金刚石稳定
B ．金刚石与石墨中的化学性质相似
C ．1mol 金刚石比1mol 石墨的总能量高
D ．1mol 石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量石墨比金刚石多
7．关于右图所示装置的叙述错误的是（ ）
A ．锌是负极，其质量逐渐减小
B ．氢离子在铜表面被还原
C ．电子从锌片经导线流向铜片
D．电流从锌片经导线流向铜片
8．已知1mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量242kJ，且氢气中1mol H-H键完全断裂时吸收热量436kJ，水蒸气中1mol H-O键形成时放出热量463kJ，则氧气中1mol O=O 键断裂时吸收热量为（）
A. 920kJ
B. 496kJ
C. 436kJ
D. 188kJ
9．把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。

若A、B 相连时，A为负极；C、D相连，D上有气泡逸出；A、C相连时A极减轻；B、D相连，B 为正极。

则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为（）
A． A>C>D>B B． A>C>B>D
C． B>D>C>A D． A>B>C>D
10．于放热反应Zn＋H2SO4==ZnSO4＋H2↑，下列叙述正确的是（）
A．反应过程中的能量关系可用右图表示
B．1 mol Zn的能量大于1 mol H2的能量
C．若将其设计为原电池，则锌作正极
D．若将其设计为原电池，当有32.5 g Zn溶解时，
正极放出的气体一定为11.2 L
11．科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图所示），与白磷分子相似。

气态时，已知断裂1mol N—N键吸收167kJ热量，断裂1mol N≡N键吸收942kJ热量，则( )
A．N4与N2互称为同位素
B．N4属于一种新型的化合物
C．N4化学性质比N2稳定
D．1mol N4气体转化为N2时要放出882kJ能量
12．某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气。

所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。

已知该电池的总反应为2H2＋O2==2H2O，正极反应为O2＋2CO2＋4e－==2CO32—，则下列推断正确的是
A．负极反应为H2＋2OH－－2e－==2H2O
B．放电时负极有CO2生成
C．该电池供应2 mol水蒸气，同时转移2 mol电子
D．该电池可在常温或高温时进行工作，对环境具有较强的适应性
13．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

（1）分别写出B、C装置中铁片表面发生的电极反应：
B：________________________________________。

C：________________________________________。

（2）A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是____________。

（3）科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是以Pt和Zn为电极材料，依靠人体内液体中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。

该电池的正极反应：。

14．某实验小组同学进行如下实验，以探究化学反应中的能量变化。

（1）实验表明：①中的温度降低，由此判断氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是____________（填“吸热”或“放热”）反应。

（2）实验②中，该小组同学在烧杯中加入5 mL 1.0 mol/L盐酸，再放入用砂纸打磨过的铝条，观察产生H2的速率，如图A所示，该反应是___（填“吸热”或“放热”）反应，其能量变化可用下图中的_____（填“B”或“C”）表示。

图A中0一t l段化学反应速率变化的原因是_____________。

15.（1）下列反应能设计成化学能转化为电能的装置是；
A 、Zn ＋CuSO 4 ＝ZnSO 4 ＋Cu
B 、KOH + HCl = KCl + H 2O
（2）若将(1)中的反应设计成原电池，请在方框中画出该原电池的装置图，写出电极材料和电解质溶液，并标出电子的流动方向。

并写出电极反应式：正极发生 反应，电极反应式为： ；
（3）日常生活中的手电筒干电池通常是锌锰电池，其构造示意图如下：据图回答： ① 作正极的是______；
② 负极的电极反应是____________；
③ 许多国家对废电池进行回收，其主要原因是 。

【乐一乐】。