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暑假作業(yè)02化學反應與能量變化

積累運用

i.能源的利用

化石燃料主要包括煤、石油和天然氣

常規(guī)能源①短期內(nèi)不可再生，儲量有限；②燃燒排放的粉塵、SO2、N。工、co等是大氣

特點

污染物的主要來源。

理想新能源太陽能、風能、地熱能、海洋能和氫能等

新能源

特點資源豐富、可以再生、對環(huán)境無污染

2.有熱量放出的變化未必是放熱反應，放熱反應和吸熱反應必須是化學變化。如苛性鈉溶于水放出熱量，

但不是放熱反應，NH4NO3溶于水吸收熱量，也不是吸熱反應，因為它們都不是化學反應。

3.化合反應并非都是放熱反應，如碳與二氧化碳的化合反應；分解反應并非都是吸熱反應，如過氧化氫的

化解。

4.由于化學反應一定有化學鍵的斷裂和形成，因此在物質變化的同時一定伴隨著能量變化。

5.物質的總能量越低，物質越穩(wěn)定。

6.熱量變化與反廢條件沒有必然的關系，如需要點燃或加熱的反應不一定是吸熱反應，吸熱反應也不一定

需要加熱。

7.放熱反應不一定容易發(fā)生，如合成氨反應需在高溫、高壓和催化劑條件下才能發(fā)生；吸熱反應也不一定

難發(fā)生，如八水合氯化鋼與氯化鏤的反應在常溫下就能發(fā)生。

8.在用鍵能計算化學反應中的能量變化時，不僅要注意參加反應的各物質的物質的量，還要注意1mol物

質中化學鍵的數(shù)目。

9.原電池中電解質溶液一般能與負極反應，但電極不一定參加化學反應，如氫氧燃料電池中的電極不參加反

應。

10.原電池中較活潑的金屬不一定作負極，如鎂和鋁與氫氧化鈉溶液組成的原電池，則是鋁作負極。

11.原電池中電子在導線中定向移動（由負極流出，流入正極），離子在溶液中定向移動（陰離子移向正極,

陰離子移向負極），即“電子不下水，離子不上岸”或“電子走陸路，離子走水路”。

12.書寫電極反應式時，注意溶液的性質，如堿性氫氧燃料電池中負極反應式不是H2—2e-=2H+,而是

H2-2e-+2OH=2H2Oo

培優(yōu)訓練

1鞏固提升練

1.下列物質的變化過程中，化學鍵沒有被破壞的是（）

A.冰融化為液態(tài)水

B.氯化鈉受熱熔化

C.氫氧化鈉溶于水中

D.氯化氫溶于水得到鹽酸

2.高粱釀酒過程中的部分流程按順序排列如下，其中能說明高粱轉化過程中放出熱量的是

3.一種生產(chǎn)和利用氫能的途徑如圖所示。下列說法錯誤的是

A.氫能屬于二次能源

B.圖中能量轉化的方式至少有6種

C.太陽能電池的供電原理與燃料電池相同

D.太陽能、風能、氫能都屬于新能源

4.下列說法正確的是

A.凡需加熱的反應一定是吸熱反應

B.水汽化需要吸收能量，所以水汽化屬于吸熱反應

C.任何化學反應都伴隨有能量變化

D.已知在100kPa時，1mol石墨轉化為金剛石要吸收1.895kJ的熱能，據(jù)此判斷：金剛石比石墨穩(wěn)定

5.下列說法正確的是

A.伴有能量變化的物質變化過程都是化學變化

B.干冰易升華，這與分子中C=0的鍵能大小有關

C.在燃煤中加入生石灰是實現(xiàn)碳中和的重要途徑

D.所有化學變化一定遵循質量守恒和能量守恒

6.化學與環(huán)境、材料、能源、信息等生產(chǎn)生活息息相關，下列說法錯誤的是

A.“燃煤脫硫”技術可以有效減少二氧化硫的排放，改善環(huán)境質量

B.研制的高效率鈣鈦礦太陽能電池能將太陽能轉化為電能

C.茶葉等包裝中加入還原性鐵粉，能顯著延長茶葉的儲存時間

D.《荀子勸學》中記載“冰之為水，而寒于水”，說明冰的能量低于水，冰變?yōu)樗畬儆谖鼰岱磻?/p>

7.根據(jù)圖中的能量關系，可求得C—H的鍵能為

c(g)J------l4H(g)

A/71=717kJmol"A//2=864kJmo「

^^2H2(g)

-75kJmo『

一CH4(g)

A.414kJ-mor'B.377kJ-moF1C.235kJ-moF1D.197kJmor'

A.兩步反應均為反應物的總能量大于生成物的總能量

B.三種化合物中C最穩(wěn)定

C.A-B反應，反應條件一定需要加熱

D.A—C反應為吸熱反應

9.為將反應2A1+6丁=2A1"+3凡T的化學能轉化為電能，下列裝置能達到目的的是（鋁條均已除去了氧化膜）

NaOH溶液稀鹽酸

10.在如圖所示的裝置中，a的金屬活潑性比氫要強，b為碳棒，下列關于此裝置的敘述不正確的是（）

稀您。4

A.碳棒上有氣體放出，溶液pH變大

B.a是正極，b是負極

C.導線中有電子流動，電子從a極到b極

D.a極上發(fā)生了氧化反應

11.鋰鐵一次電池可為智能門鎖、醫(yī)療器械等供電，其總反應為FeS2+4Li=Fe+2Li?S。以下說法正確的

是

A.Li作負極發(fā)生氧化反應

B.電解質溶液可使用稀硫酸

C.每生成ImolFe轉移2mol電子

D.電子由Li電極流出，經(jīng)電解質溶液流回Li電極

12.理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應都可以設計成原電池。某同學利用反應“Cu+2Ag+=2Ag+Cu?+

設計了一個化學電池（如圖所示）。該電池在外電路中，電流從a極流向b極。下列說法正確的是

A.電極b的電極材料為銅，電極反應式為Cu-2e-=Cu"

B.電極a的電極材料可以為Ag,也可以是石墨或鐵

C.c溶液為AgNCh溶液，放電時Ag+向b極移動

D.裝置放電時主要將電能轉化為化學能

13.I.如圖所示，在一個小燒杯里加入研細的20gBa（OH）2-8H2。晶體。將此小燒杯放在事先滴有3?4

滴水的玻璃片上，然后向小燒杯中加入lOgNH4cl晶體，并用玻璃棒快速攪拌。

H2O

Ba(OH)2-8H2O

+NH4CI

(1)該實驗中觀察到的現(xiàn)象除產(chǎn)生刺激性氣味的氣體及反應混合物呈糊狀以外，還有o該反應_

(填“是”或“不是")氧化還原反應。

⑵該反應為(填“吸”或“放”)熱反應。

(3)實驗中要用玻璃棒攪拌的原因是o

II.(4)現(xiàn)有如下兩個反應：A.NaOH+HCl=NaCl+H2O,B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2To判斷上述兩

個反應中能設計成原電池的是.(填"A”或"B”)。

(5)瑞典ASES公司設計的曾用于驅動潛艇的液氨一液氧燃料電池的示意圖如下，則該燃料電池工作時的

總反應方程式為

(6)請設計一個簡單原電池，證明氧化性Fe3+>Cu2+,則負極材料為,正極電極反應式

為.

14.某小組研究化學反應中的能量變化，進行了如下實驗。

(1)實驗I：將Zn片和Cu片分別插入盛有50mL2moi?口稀硫酸的燒杯中。

觀察到Zn片表面產(chǎn)生氣泡，溶液溫度由TJC升到T2℃；CU片表面無明顯變化。

①Zn片與稀硫酸反應的離子方程式為

②Zn片與稀硫酸反應的能量變化關系符合如圖_____(填“A”或"B”)。

反應物的總能量高生成物的總能量高

化學C

化學釋放卜吸收

反應\7能量反應能量

V

生成物的總能量低反應物的總能量低

AB

(2)實驗n：用導線將電流表、小燈泡與Zn片、Cu片相連接，插入盛有50mL21noi稀硫酸的燒杯中。

①觀察到電流表指針發(fā)生偏轉，Cu片表面產(chǎn)生氣泡，溶液溫度由TJC升到T3℃。

②結合電子的移動方向，解釋Cu片表面產(chǎn)生氣泡的原因o

(3)實驗I和II產(chǎn)生等量氣體時，測得T2>T3.結合能量的轉化形式，分析兩溶液溫度變化幅度不同的原

因。

(4)將Zn片和Cu片換成Fe片和石墨棒，重復實驗II,判斷電流表指針是否發(fā)生偏轉。若不偏轉,說明

理由；若偏轉，寫出Fe片表面發(fā)生的電極反應式，理由或電極反應式是。

2能力培優(yōu)練

1

15.已知：2H2(g)+O2(g)=2H2。⑴AH=-571.6kJ-mo「i,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)AH=-565.8kJ-mol?某

H2和CO的混合氣體完全燃燒時放出113.74kJ熱量，同時生成8.8gCC>2,則原混合氣體中H?和CO的物質

的量之比為

A.2：1B.1：2C.1：1D.2：3

16.汽車發(fā)動機工作會引發(fā)N2(g)+C)2(g)=2NO(g)的反應，其能量變化如圖所示。已知：斷開ImolN^g)

中化學鍵需吸收946kJ能量，斷開lmolC>2(g)中化學鍵需吸收498kJ能量。下列說法錯誤的是

A.該反應為吸熱反應

B.N?比0?更穩(wěn)定

C.形成ImolNO(g)中化學鍵需要放出632kJ能量

D.ImolNO(g)具有的能量一定高于ImolO?(g)所具有的能量

17.NOCI常用于有機合成，其合成原理為2NO(g)+C12(g)U2NOCl(g),反應過程中的能量變化如圖所示。

下列有關說法正確的是

A.2molNOCl(g)所具有能量比2molNO(g)所具有能量低76kJ

B.該反應為吸熱反應

C.該反應中每生成2moiNOCl(g)放出熱量76kJ

D.形成1molNOCl(g)中的化學鍵吸收熱量90kJ

18.Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應的離子方程式為

2AgCl+Mg=Mg2++2Ag+2Cr,下列有關該電池的說法正確的是

A.Mg為電池的正極

B.負極反應為AgCl+片=Ag+C「

C.電流由鎂電極經(jīng)外電路流向正極

D.可用于海上應急照明供電

19.鹽水小汽車”因結構簡單、制作方便，深受孩子們喜愛，其結構和原理如圖所示。下列說法錯誤的是

A.使用前，應將Mg片用砂紙打磨干凈

B.溶液中的C1-向Cu片一極移動

C.Cu片一極發(fā)生還原反應

D,負極的電極反應式為Mg-2e-=Mg2+

20.熱電廠尾氣經(jīng)處理得到較純的SCh,可用于原電池法生產(chǎn)硫酸。下列說法不氐聊的是

A.電極b周圍溶液pH變大

B.溶液中H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移

+

C.電極a的電極反應式是SO2-2e-+2H2O=4H+SO;

D.一段時間后，a極消耗的S02與b極消耗的02物質的量相等

21.“發(fā)展清潔能源、堅持人與自然和諧共生”是新時代堅持和發(fā)展中國特色社會主義的基本方略之一、氫氣

和甲醇(CH30H)都是綠色清潔能源，請回答下列問題:

(1)我國研究人員研制出一種新型復合光催化劑，利用太陽光在催化劑表面實現(xiàn)高效分解水制氫，主要過

程如圖所示。

8OO

Q

氧原子氫原子

①過程I、II分別.(填“釋放”或“吸收”)能量。

②總反應的化學方程式為

⑵生產(chǎn)甲醇的主要反應為CC)2(g)+3H2(g)UCH3OH(g)+H2O(g)。在某催化劑作用下反應過程中各物質

的相對能量變化如圖所示。

*

褪過渡態(tài)1

玄過渡態(tài)2

要

CO(g)+H2O(g)+2H2(g)

CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)

反應過程

則反應CO2(g)+3H式g)UCH30H(g)+H2O(g)為(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(3)一定溫度下，在2L恒容密閉容器內(nèi)發(fā)生反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),其中砍CO。

隨時間的變化如下表：

時間/min01234567

n(CO2)/mol10.08.05.74.03.33.03.03.0

①0~lmin內(nèi)平均反應速率小于l~2min內(nèi)平均反應速率，試分析其可能的原因____________________。

②由表可知，下列時刻達到反應限度的是（填字母）。

A.IminB.4minC_5minD.7min

22.能量轉化是化學變化的重要特征，按要求回答下列問題：

（1）已知：11-11鍵的鍵能為436日―010117,N-H鍵的鍵能為391kJ-mollT,NmN鍵的鍵能為

1

946kJ-mol-L-則反應2NH3（g）^iN2（g）+3H2（g）中，理論上消耗ImolNH3（填“吸收”或“放

出"）kJ熱量。

（2）把a、b、c、d四種金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。若a、b相連，a為

正極：c、d相連，c為負極：a、c相連，c上有氣泡逸出：b、d相連，b質量減小，則四種金屬的活動性由

強到弱順序為：o

（3）中國科學院長春應用化學研究所曾在甲烷（CHQ燃料電池技術方面獲得重大突破。甲烷燃料電池工作

的原理如圖所示，甲烷燃料電池采用粕作電板催化劑，電池中的質子交換膜只允許質子（H+）和水分子通過。

其工作原理的示意圖如下，請回答下列問題:

n%0+空氣

U

空氣（。2）

電解質溶液為稀硫酸

①CO2的電子式為,Pt（a）電極反應式為

②電解質溶液中的H+向（填“a”或"b”）極移動，電子流出的電極是（填"a”或"b”）極。

③該電池工作時消耗1L2LCHN標準狀況下），假設電池的能量轉化率為80%,則電路中通過mol電

子。

23.現(xiàn)代社會中，人類的一切活動都離不開能量，研究化學能與熱能、電能的轉化具有重要價值?；卮鹣?/p>

列問題：

I.化學反應與熱能

（1）下列化學反應過程中的能量變化符合圖示的是（填序號）。

①酸堿中和反應；②碳酸鈣分解；③金屬鈉與水反應；④灼熱的碳與二氧化碳反應；⑤Ba（OH18H2。與

NH4cl晶體的反應

（2）常溫下，根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)估算反應CH4+4月=CR+4HF的能量變化是（填字母）。

化學鍵C-HC-FH-FF-F

鍵能/(k?moL)414489565155

A.放出1940kJ.mo『B.吸收1940kJ.mol」

C.放出485kl.moLD.吸收485kJ-mol-

n.化學反應與電能

（3）如圖為某化學興趣小組探究不同條件下化學能與電能之間轉化的裝置，回答下列問題:

A

ab

①若電極a為鋅片、電極b為銅片、電解質溶液為稀硫酸，該裝置工作時，銅電極上可以看到的現(xiàn)象

為，SO：向（填“a”或"b”）極移動，正極的電極反應式為-

②若電極a為A1、電極b為Mg、電解質溶液為KOH溶液，則該原電池工作時，Mg作極（填“正”

或"負”），A1電極上的反應式為o

（4）某種燃料電池的工作原理示意圖如圖所示（a、b均為石墨電極）。

假設使用的“燃料”是甲烷（CH4）,則通入甲烷氣體的電極反應式為。電池工作一段時間后，電解

液的堿性將（填“增強”“減弱”或“不變”）。若消耗標準狀況下甲烷的體積為3.36L,假設化學能完全

轉化為電能，則轉移電子的數(shù)目為（設義為阿伏加