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1、第二章 化学反应与能量第二章 化学反应与能量本章概述-整体感知，所向无敌 本章主要学习化学能与热能的相互转化及与化学键的关系，化学能与电能的相互转化及其应用，化学反应速率的表示方法、化学反应的限度及其在实际生产的应用。这部分知识属于化学基本原理，与实际生活联系密切，在学习过程中要注重联系实际，联系化学键、氧化还原反应等知识，很好地理解并归纳总结其中的规律和方法。 章末总结与测评知识网络-靠本抓纲，洞悉全章一、化学反应与能量 二、化学反应的速率和限度专题整合-方法技巧，制胜法宝一、原电池的设计1. 首先将已知氧化还原反应拆成两个半反应；2. 根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应确定正负极材料
2、及电解液；（1）电解质溶液的选择 电解质是使负极放电的物质。因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如空气中的氧气）。但如果两个半反应分别在两个容器中进行（中间连接盐桥），则左右两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。如在铜一锌一硫酸铜构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2+的溶液中。（2）电极材料的选择在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极，氧化性较强的物质作为正极。并且，原电池的电极必须导电。电池中的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料（也可以是还原
3、性较强的非金属材料如H2、CH4等）3. 按要求画出原电池装置图。例1、根据反应：Zn+CuSO4= ZnSO4+Cu，选择适宜的材料和试剂设计一个原电池。（1）负极材料 ，电解质溶液是 。（2）写出电极反应式：正极： ；负极： 。（3）画出装置图，并标明各部分材料名称解析：根据反应：Zn+CuSO4= ZnSO4+Cu，Zn被氧化，应该用锌作负极，活泼性比锌弱的金属（如铜、银、铂等）或碳作正极，以CuSO4溶液作电解质溶液，来组成原电池。答案：（1）锌片 CuSO4溶液 （2）Cu2+2e- = Cu Zn2e- = Zn2+（3）装置图如下图： 或 变式训练1.某原电池总反应式为：2Fe3
4、+Fe =3Fe2+，不能实现该反应的原电池是（ ）A. 正极为Cu、负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液B. 正极为C、负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C. 正极为Ag、负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D. 正极为Ag、负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液二、可逆反应与化学平衡1. 可逆反应在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应。绝大部分的反应都存在可逆性。在定义可逆反应时，有一个必要的前提，那就是反应物和产物必须同时存在于同一反应体系中，而且在相同条件下，正、逆反应都能够自动进行。不能满足这个前提的化学反应体系，就不能
5、认为是可逆性的。 2. 可逆反应的特点（1）反应不能进行到底。可逆反应无论进行多长时间,反应物都不可能100%地全部转化为生成物. （2）可逆反应一定是同一条件下能互相转换的反应，如二氧化硫、氧气在催化剂、加热的条件下，生成三氧化硫；而三氧化硫在同样的条件下可分解为二氧化硫和氧气。 （3）在理想的可逆过程中，无摩擦、电阻、磁滞等阻力存在，因此不会有功的损失。 3. 化学平衡状态在一定条件下，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量 (溶液中表现为浓度)可以保持恒定。这时的状态也就是在给定条件下，反应达到了限度。对于可逆反应体系来说，我们称之为化学平衡状态。这时正、逆
6、变化过程虽然仍在继续，如果不采用特殊的方法或技术，实际观察到的是一种反应停止了的虚假表面现象。由此我们可以总结出以下的认识：（1）构成化学平衡体系的基本要求是反应物和所有产物均处于同一反应体系中，反应条件（温度、压强等）保持不变。（2）达到化学平衡状态时，体系中所有反应物和生成物的质量(或浓度)保持不变。但是这个体系中的反应并没有停止，只是正、逆反应的速率相等。 4. 可逆反应达平衡的判断（1）速率 V正V逆（不为0） （2）各物质的量百分含量保持不变；各物质的浓度不随时间改变；各物质的物质的量不随时间改变；（3）如果是有气体的反应，混合气体的总压强或总物质的量不随时间变化。（当反应两端气体计
7、量系数之和不等时）（4）如果是气体的反应，混合气体的平均相对分子质量不变（气体总质量和总物质的量同时不变的除外）。例2、在一恒容密闭容器中注入NO2，在25时建立下列平衡：2NO2(g) N2O4(g) H0，若把容器置于100的沸水中，下列情况：颜色、气体平均相对分子质量、质量、压强、密度中不变的是（ ）A. B. C. D. 解析：该体系中NO2为红棕色，NO2的浓度变化，气体的颜色就会变化；气体平均相对分子质量=，把容器置于100的沸水中，平衡逆移，气体总质量m不变，但气体的总物质的量n变大，气体平均相对分子质量变小，体系的压强变大；密度=，气体总质量m不变，恒容密闭容器的体积V也不变，
8、密度也不变。答案为A项。答案：A变式训练2. （2009天津学业水平测试）已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热)。若在500和催化剂的作用下，该反应在容积固定的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是（ ） A若降低温度，可以加快反应速率 B使用催化剂是为了加快反应速率 C在上述条件下，SO2能完全转化为SO3 D达到平衡时，SO2和SO3的浓度一定相等单元测评-学以致用，战无不胜一、选择题（共15小题，每小题3分，共45分，每小题只有一个选项符合题意）1. （2009山东学业水平考试）下列过程中需要吸收热量的是（ ）A. H22H B. 2H2+O2 =2H2OC. CaO+
9、H2O =Ca(OH)2 D. 2ClC122. 下列关于化学反应与能量的说法正确的是（ ）A化合反应一定是放热反应 B化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关 C反应物的总能量与生成物的总能量一定相等D化学反应中既有物质变化又有能量变化3. （2009湖南学业水平测试）化学反应伴随着能量的变化。下列过程中的能量变化不是由化学反应引起的是（ ） A. 天然气燃烧 B. 中和反应 C. 冰的熔化 D. Ba(OH)2?8H2O晶体与氯化铵晶体反应4. （2010江苏学业水平测试）对于反应中的能量变化，表述正确的是（ ） A放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量 B断开化学键的过程会放出能量
10、C加热才能发生的反应一定是吸热反应 D氧化反应均为吸热反应5. 已知反应X+Y=M+N为放热反应，下列有关说法正确的是（ ）A. X的能量一定高于M B. Y的能量一定高于NC. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量 D. 因该反应为放热反应，所以一定不必加热就可以发生6. 下列有关能量转换的说法不正确的是（ ）A. 煤燃烧是化学能转化为热能的过程B. 化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能C. 动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程成化学能的过程D. 植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变7. 某原电池的总反应离子方程式为：Zn+Cu2+=Zn2+Cu则该原
11、电池的正确组成可以是下列的（ ）8. 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 Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，下列判断不正确的是（ ） 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，正极区溶液pH增大9. （2010江苏学业水平测试）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是（ ）A该电池工作时电能转化为化学能B该电池中电极a是正极C外电路中电子由电极b通过导线流向电极aD该
12、电池的总反应：2H2+O2=2H2O10. （2009山东学业水平考试）下列关于反应速率的说法错误的是（ ）A. 反应速率用于衡量化学反应进行的快慢B. 可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应速率都为0C. 决定反应速率的主要因素是反应物的性质D. 增大反应物浓度，提高反应温度都能增大反应速率11. 在一定条件下，N2和H2在密闭容器内反应合成NH3。下列说法不正确的是（ ） A. 反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B. 随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零 C. 随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变 D. 随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变12. 化学反应
13、限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下面的说法错误的是（ ）A能够节约原料和能源 B能够提高产品的产量C能够提高经济效益 D能够提高化学反应速率 13. 在铜锌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（ ）锌片溶解32.5g 锌片增重32.5g 铜片上析出1gH2 铜片上析出1mol H2A. B. C. D. 14. 已知某反应aA(g)+ bB(g)2C(g)的各物质浓度数据如下：ABC起始浓度（mol/L）3.01.002s末浓度（mol/L）1.80.60.8 据此可推算出上述方程式中各物质的化学计量数之比是（） A. 9：3：4B. 3：1：2 C. 2：1：3D. 3：2：115. （2009山东理综）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是（ ） A. 催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率B. 增大反应体系的压强，反应速度一定增大C. 该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间D. 在t1、
