0 0 專題04 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 思維導(dǎo)圖 知識詳解 考點1 放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng) 1．兩條基本規(guī)律 質(zhì)量守恒定律：化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量保持不變。 能量守恒定律：一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，轉(zhuǎn)化的途經(jīng)和能量的形式不同，但是體系包含的總能量不變。 2．放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng) (1)放熱反應(yīng)：放出熱量的化學(xué)反應(yīng)，如燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)等。 (2)吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)，如高溫下煅燒石灰石等反應(yīng)。 3．化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的實驗探究 (1)鎂與鹽酸反應(yīng) (2)Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體反應(yīng) 4．常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) 【歸納總結(jié)】 放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較： 【典例1】下列對化學(xué)反應(yīng)的認識錯誤的是(　　) A．會引起化學(xué)鍵的變化 B．會產(chǎn)生新的物質(zhì) C．必然引起物質(zhì)狀態(tài)的變化 D．必然伴隨著能量的變化 【答案】C 【解析】化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂和形成，表現(xiàn)為有新物質(zhì)生成，并伴隨著能量的變化，而化學(xué)變化中的反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)在反應(yīng)前后可能相同，也可能不相同，故正確答案為C。 【典例2】下列反應(yīng)中屬于吸熱反應(yīng)的是( ) A．鎂與鹽酸反應(yīng)放出氫氣 B．氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng) C．硫粉在空氣中燃燒 D．八水氫氧化鋇晶體與氯化銨反應(yīng) 【答案】D 【解析】A項，Mg與稀鹽酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C不符合題意；B項，氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)的中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，B不符合題意；C項，硫粉在空氣中燃燒的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，C不符合題意；D項，Ba(OH)2?8H2O與NH4Cl反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，D符合題意；故選D。 考點2 化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因 1．宏觀解釋——反應(yīng)物與生成物的總能量不同。 2．微觀角度——反應(yīng)物斷鍵吸收的能量與生成物成鍵釋放的能量不同。 3．以能量為縱坐標，畫出放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的簡單示意圖 反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量 反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 【歸納總結(jié)】 反應(yīng)熱與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系 (1)鍵能：標準狀況下，將1 mol氣態(tài)分子AB(g)解離為氣態(tài)原子A(g)、B(g)所需的能量，用符號E表示，單位為kJ·mol－1。 (2)反應(yīng)熱與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系：反應(yīng)熱Q＝反應(yīng)物的鍵能之和－生成物的鍵能之和，Q0，反應(yīng)吸熱。以反應(yīng)H2＋Cl2===2HCl為例：H—H鍵、Cl—Cl鍵和H—Cl鍵的鍵能分別為436 kJ·mol－1、243 kJ·mol－1、431 kJ·mol－1，則反應(yīng)熱Q＝(436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1)－2×431 kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1甲>丙 D．氫氣和氧氣的總能量小于水的能量 23．根據(jù)能量變化示意圖，下列說法正確的是( ) A．斷開1molHCl(g)中的H—Cl鍵需要吸收bkJ能量 B．反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量 C．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) 放熱(a-b)kJ?mo1-l D．2molHCl(1)分解成1molH2(g)和1molCl2(g)需要吸收ckJ熱量 24．已知斷開1 mol Cl2(g)中的化學(xué)鍵需要吸收242.7 kJ的能量。根據(jù)反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)eq \o(===)2HCl(g)的能量變化示意圖，下列說法不正確的是( ) A．H2(g)＋Cl2(g)eq \o(===)2HCl(g)　放熱184.4 kJ·mol?1 B．HCl(g)eq \o(===)eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)　吸熱92.2 kJ·mol?1 C．斷開1 mol H2(g)中的化學(xué)鍵需要吸收436.4 kJ的能量 D．H2(g)和Cl2(g)形成1 mol HCl(g)釋放863.5 kJ的能量 25．(2022·福建省安溪第一中學(xué)高一月考)如圖是甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子(H+)和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為2CH3OH +3O22CO2+ 4H2O。下列說法不正確的是( ) A．左電極為電池的負極，a處通入的物質(zhì)是甲醇 B．正極反應(yīng)式為：O2+ 2H2O + 4e－= 4OH－ C．負極反應(yīng)式為：CH3OH + H2O-6e－ = CO2+ 6H+ D．該電池提供1mole－，消耗氧氣0.25mol 二、非選擇題 26．許多變化中存在著能量的變化,請回答下列問題: (1)從化學(xué)鍵角度上看,化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是____________。 (2)已知：N≡N鍵、H-H鍵和N-H鍵的鏈能分別記作a、b和c(單位：kJ·mol-1)合成氨反應(yīng)的能量變化關(guān)系如圖所示。 ①生成1molNH3要______(填“吸收”或“放出”)熱量______(用含a、b、c的代數(shù)式表示)kJ。 ②NH3?分解生成N2和1molH2要_________(填“吸收”或“放出”)熱量____________(用含a、b、c的代數(shù)式表示)kJ。 ③事實上，反應(yīng)的熱量總小于理論值，原因可能是_____________________。 27．工業(yè)合成氨的反應(yīng)N2＋3H22NH3的能量變化如圖所示，請回答有關(guān)問題： (1)合成1 mol NH3(l)________(填“吸收”或“放出”)________kJ的熱量。 (2)已知：拆開1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ。則圖中的a＝________kJ；1 mol N2(g)完全反應(yīng)生成NH3(g)產(chǎn)生的能量變化為________kJ。 (3)推測反應(yīng)2NH3(l)===2N2(g)＋3H2(g)比反應(yīng)2NH3(g)===2N2(g)＋3H2(g)________(填“吸收”或“放出”)的熱量________(填“多”或“少”)。 28．把一塊鋅片和一塊銅片平行地插入盛有稀硫酸的燒杯中，用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來，導(dǎo)線中間接入靈敏電流表，這個裝置(見下圖)就是簡單的原電池?；卮鹣铝袉栴}。 (1)電流表上出現(xiàn)的現(xiàn)象是___________。 (2)原電池工作時，能把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在兩個不同區(qū)域進行，實現(xiàn)電子的定向轉(zhuǎn)移，電子流動的方向是___________。 (3)鋅片為___________極，鋅片上發(fā)生___________反應(yīng)，溶液中的H+在銅片上___________(選填：得到、失去)電子轉(zhuǎn)化為H2。 (4)寫出電池中總反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。 (5)如果裝置中鋅片、銅片沒有用導(dǎo)線連接，化學(xué)能則轉(zhuǎn)化為___________能。 29．(2022·甘肅省會寧縣第一中學(xué)高一期末)十九大報告提出要對環(huán)境問題進行全面、系統(tǒng)的可持續(xù)治理?；卮鹣铝袉栴}： Ⅰ.電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如圖。 (1)Pt電極(a)為_______極(填“正”或“負”) ；Pt電極(b)上的電極反應(yīng)式為：_______。 (2)該過程總反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______，反應(yīng)一段時間后，KOH溶液的濃度將_______(填“增大”“減小”或“不變”)。當消耗0.1 mol O2時，理論上轉(zhuǎn)移電子個數(shù)為_______； Ⅱ. 以TiO2為催化劑的光熱化學(xué)循環(huán)分解CO2反應(yīng)為溫室氣體減排提供了一個新途徑，該反應(yīng)的機理及各分子化學(xué)鍵完全斷裂時的能量變化如圖所示。 (3)上述過程中，能量的變化形式是由_______轉(zhuǎn)化為_______。 (4)根據(jù)數(shù)據(jù)計算，分解1molCO2需_______(填“吸收”或“放出”) _______kJ的能量。 30．某實驗小組自制如圖水果電池，探究影響電池效果的因素有哪些，制成記錄表格如下： (1)水果電池中，水果的作用是___________。 (2)實驗①②③的目的是探究___________。對比實驗①②③得出的結(jié)論是___________。 (3)欲得出水果種類對電池效果有影響的結(jié)論，需要對比實驗___________(填實驗序號)。 (4)如果將實驗裝置中的水果換成CuSO4溶液，電極材料用Cu和Al組成原電池。則負極上電極反應(yīng)式：___________；正極的現(xiàn)象是___________；原電池總離子方程式：___________。 實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論產(chǎn)生大量氣泡、溫度計指示溫度升高鎂與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，該反應(yīng)放出熱量實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論a.有刺激性氣味氣體產(chǎn)生 b．用手摸燒杯底部有冰涼感覺 c．用手拿起燒杯，玻璃片黏結(jié)到燒杯的底部 d．燒杯內(nèi)反應(yīng)物成糊狀化學(xué)方程式為Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，該反應(yīng)吸收熱量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵 強弱的關(guān)系　生成物分子成鍵時釋放的總能量大于反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量反應(yīng)過程 圖示宏觀解釋放熱反應(yīng)示意圖吸熱反應(yīng)示意圖微觀解釋反應(yīng)物、生成物中化學(xué)鍵的變化關(guān)系能量變化斷裂舊化學(xué)鍵吸收的總能量＜形成新化學(xué)鍵釋放的總能量放出能量斷裂舊化學(xué)鍵吸收的總能量 ＞形成新化學(xué)鍵釋放的總能量吸收能量化學(xué)鍵H2O中H-O鍵O2中O=O 鍵H2中H-H鍵H2O2中O-O鍵H2O2中O-H鍵鍵能kJ/mol463496436138463分類依據(jù)種類舉例來源來自太陽輻射的能量太陽能、煤、石油、天然氣、生物質(zhì)能、風能來自地球內(nèi)部的能量地熱能、核能、水能來自天體的引力能量潮汐能轉(zhuǎn)換過程一次能源太陽能、煤、石油、天然氣、生物質(zhì)能、風能二次能源石油制品、煤氣、電能利用歷史化石燃料煤、石油、天然氣新能源太陽能、風能、地熱能、核能、氫能、生物質(zhì)能性質(zhì)可再生能源太陽能、風能、水能、生物質(zhì)能不可再生能源煤、石油、天然氣、核能電極材料鉑鉑電解質(zhì)溶液氫氧化鉀溶液鹽酸電池反應(yīng)原理電極反應(yīng)負極：2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－負極：2H2－4e－===4H＋ 正極：O2＋4H＋＋4e－===2H2O總反應(yīng)2H2＋O2===2H2O名稱干電池 (一次電池)充電電池 (二次電池)燃料電池特點①活性物質(zhì)(發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì))消耗到一定程度后，不能再使用 ②電解質(zhì)溶液為膠狀，不流動①放電后可再充電使活性物質(zhì)獲得再生 ②可以多次充電，重復(fù)使用①電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個催化轉(zhuǎn)換元件 ②工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進行反應(yīng)，生成物不斷地被排出舉例普通的鋅錳電池、堿性鋅錳電池、銀鋅電池等鉛酸蓄電池、鋰電池、鎳氫電池氫氧燃料電池、CH4燃料電池、CH3OH燃料電池等A．鋁熱反應(yīng)B．燃料燃燒C．酸堿中和反應(yīng)D．Ba(OH)2?8H2O與NH4Cl固體混合ABCD手機用鋰電池電動汽車用電池鉛酸蓄電池鋅錳干電池ABCD正極FeFeCuCu負極CuCuFeFe電解質(zhì)溶液CuSO4H2SO4CuCl2酒精序號電極電極距離(cm)水果種類電流表(μA)①Cu—Al2.0西紅柿78.5②Cu—Fe2.0西紅柿70.3③Al—Al2.0西紅柿0④Cu—Al2.0檸檬45.7⑤Cu—Al1.0檸檬98.4 0 0 專題04 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 思維導(dǎo)圖 知識詳解 考點1 放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng) 1．兩條基本規(guī)律 質(zhì)量守恒定律：化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量保持不變。 能量守恒定律：一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，轉(zhuǎn)化的途經(jīng)和能量的形式不同，但是體系包含的總能量不變。 2．放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng) (1)放熱反應(yīng)：放出熱量的化學(xué)反應(yīng)，如燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)等。 (2)吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)，如高溫下煅燒石灰石等反應(yīng)。 3．化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的實驗探究 (1)鎂與鹽酸反應(yīng) (2)Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體反應(yīng) 4．常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) 【歸納總結(jié)】 放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較： 【典例1】下列對化學(xué)反應(yīng)的認識錯誤的是(　　) A．會引起化學(xué)鍵的變化 B．會產(chǎn)生新的物質(zhì) C．必然引起物質(zhì)狀態(tài)的變化 D．必然伴隨著能量的變化 【答案】C 【解析】化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂和形成，表現(xiàn)為有新物質(zhì)生成，并伴隨著能量的變化，而化學(xué)變化中的反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)在反應(yīng)前后可能相同，也可能不相同，故正確答案為C。 【典例2】下列反應(yīng)中屬于吸熱反應(yīng)的是( ) A．鎂與鹽酸反應(yīng)放出氫氣 B．氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng) C．硫粉在空氣中燃燒 D．八水氫氧化鋇晶體與氯化銨反應(yīng) 【答案】D 【解析】A項，Mg與稀鹽酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C不符合題意；B項，氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)的中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，B不符合題意；C項，硫粉在空氣中燃燒的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，C不符合題意；D項，Ba(OH)2?8H2O與NH4Cl反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，D符合題意；故選D。 考點2 化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因 1．宏觀解釋——反應(yīng)物與生成物的總能量不同。 2．微觀角度——反應(yīng)物斷鍵吸收的能量與生成物成鍵釋放的能量不同。 3．以能量為縱坐標，畫出放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的簡單示意圖 反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量 反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 【歸納總結(jié)】 反應(yīng)熱與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系 (1)鍵能：標準狀況下，將1 mol氣態(tài)分子AB(g)解離為氣態(tài)原子A(g)、B(g)所需的能量，用符號E表示，單位為kJ·mol－1。 (2)反應(yīng)熱與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系：反應(yīng)熱Q＝反應(yīng)物的鍵能之和－生成物的鍵能之和，Q0，反應(yīng)吸熱。以反應(yīng)H2＋Cl2===2HCl為例：H—H鍵、Cl—Cl鍵和H—Cl鍵的鍵能分別為436 kJ·mol－1、243 kJ·mol－1、431 kJ·mol－1，則反應(yīng)熱Q＝(436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1)－2×431 kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1甲>丙 D．氫氣和氧氣的總能量小于水的能量 【答案】C 【解析】根據(jù)能量變化可知，1 mol H2與eq \f(1,2) mol O2斷鍵時吸收685 kJ能量，而生成1 mol H2O放出930 kJ能量，所以H2燃燒生成H2O的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則H2O的分解是吸熱反應(yīng)。 23．根據(jù)能量變化示意圖，下列說法正確的是( ) A．斷開1molHCl(g)中的H—Cl鍵需要吸收bkJ能量 B．反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量 C．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) 放熱(a-b)kJ?mo1-l D．2molHCl(1)分解成1molH2(g)和1molCl2(g)需要吸收ckJ熱量 【答案】C 【解析】A項，斷開1molHCl(g)中H-Cl鍵吸收J能量與1molH和1molCl形成1molH-Cl放出熱量相等，形成2molHCl(g)放出熱量bkJ，所以斷開1molHCl(g)中H-Cl鍵吸收能量=×bkJ=bkJ能量，故A錯誤；B項，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故B錯誤；C項，反應(yīng)放出熱量=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和，即H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) 放熱為(a-b)kJ?mo1-l，故C正確；D項，由圖可知，2mol氣態(tài)HCl(g)分解成1molH2(g)和1molCl2(g)需要吸收ckJ熱量，由于液態(tài)HCl氣化需要吸熱，則2mol氣態(tài)HCl(l)分解成1molH2(g)和1molCl2(g)需要吸收的熱量大于ckJ，故D錯誤；故選C。 24．已知斷開1 mol Cl2(g)中的化學(xué)鍵需要吸收242.7 kJ的能量。根據(jù)反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)eq \o(===)2HCl(g)的能量變化示意圖，下列說法不正確的是( ) A．H2(g)＋Cl2(g)eq \o(===)2HCl(g)　放熱184.4 kJ·mol?1 B．HCl(g)eq \o(===)eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)　吸熱92.2 kJ·mol?1 C．斷開1 mol H2(g)中的化學(xué)鍵需要吸收436.4 kJ的能量 D．H2(g)和Cl2(g)形成1 mol HCl(g)釋放863.5 kJ的能量 【答案】D 【解析】A項，已知斷開1 mol Cl2(g)中的化學(xué)鍵需要吸收242.7 kJ的能量，1molH2+1molCl2=2molH+2molCl, 吸收679.1kJ的熱量，2molH+2molCl=2HCl放出863.5kJ的熱量，所以反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)eq \o(===)2HCl(g)　 放熱184.4 kJ·mol?1，故A正確； B項，由上述分析H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　 放熱184.4 kJ·mol?1可知，HCl(g)eq \o(===)eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)　吸熱92.2 kJ·mol?1，故B正確；C項，已知斷開1 mol Cl2(g)中的化學(xué)鍵需要吸收242.7 kJ的能量，1molH2+1molCl2=2molH+2molCl, 吸收679.1kJ的熱量，斷開1 molH2(g)中的化學(xué)鍵需要吸收436.4 kJ的能量，故C正確；D項，由圖像可知，1molH2+1molCl2=2molH+2molCl吸收679.1kJ的熱量，2molH+2molCl=2HCl放出863.5kJ的熱量，所以H(g)和Cl(g)形成1molHCl釋放431.75kJ的能量,故D錯誤；故選D。 25．(2022·福建省安溪第一中學(xué)高一月考)如圖是甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子(H+)和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為2CH3OH +3O22CO2+ 4H2O。下列說法不正確的是( ) A．左電極為電池的負極，a處通入的物質(zhì)是甲醇 B．正極反應(yīng)式為：O2+ 2H2O + 4e－= 4OH－ C．負極反應(yīng)式為：CH3OH + H2O-6e－ = CO2+ 6H+ D．該電池提供1mole－，消耗氧氣0.25mol 【答案】B 【解析】A項，左電極是電池的負極，負極上投放燃料甲醇，甲醇在負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B項，酸性條件下，正極反應(yīng)式為：O2+4H++4e-=2H2O，故B錯誤；C項，負極上投放燃料甲醇，甲醇在負極上失電子生成二氧化碳，負極反應(yīng)式為：CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+，故C正確；D項，已知正極反應(yīng)式為：O2+4H++4e-=2H2O，則消耗1mol氧氣轉(zhuǎn)移1mol電子，所以該電池提供1mole-，消耗氧氣0.25mol，故D正確；故選B。 二、非選擇題 26．許多變化中存在著能量的變化,請回答下列問題: (1)從化學(xué)鍵角度上看,化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是____________。 (2)已知：N≡N鍵、H-H鍵和N-H鍵的鏈能分別記作a、b和c(單位：kJ·mol-1)合成氨反應(yīng)的能量變化關(guān)系如圖所示。 ①生成1molNH3要______(填“吸收”或“放出”)熱量______(用含a、b、c的代數(shù)式表示)kJ。 ②NH3?分解生成N2和1molH2要_________(填“吸收”或“放出”)熱量____________(用含a、b、c的代數(shù)式表示)kJ。 ③事實上，反應(yīng)的熱量總小于理論值，原因可能是_____________________。 【答案】(1)舊化學(xué)鍵的斷裂與新化學(xué)鍵的形成 (2)①放出(1分) ②吸收(1分) ③反應(yīng)不充分、熱量損失等(或其他合理答案) 【解析】(1)從化學(xué)鍵角度上看，化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)為舊化學(xué)鍵的斷裂與新化學(xué)鍵的形成；(2)①根據(jù)圖像可知反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，則反應(yīng)是放熱反應(yīng)，依據(jù)方程式N2＋3H22NH3可知生成1molNH3放出的熱量是kJ。②根據(jù)以上分析可知NH3分解生成N2和1molH2要吸收的熱量為kJ。③由于是可逆反應(yīng)，且會有熱量損失，因此反應(yīng)的熱量總小于理論值。 27．工業(yè)合成氨的反應(yīng)N2＋3H22NH3的能量變化如圖所示，請回答有關(guān)問題： (1)合成1 mol NH3(l)________(填“吸收”或“放出”)________kJ的熱量。 (2)已知：拆開1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ。則圖中的a＝________kJ；1 mol N2(g)完全反應(yīng)生成NH3(g)產(chǎn)生的能量變化為________kJ。 (3)推測反應(yīng)2NH3(l)===2N2(g)＋3H2(g)比反應(yīng)2NH3(g)===2N2(g)＋3H2(g)________(填“吸收”或“放出”)的熱量________(填“多”或“少”)。 【答案】(1)放出　b＋c－a　(2)1 127　92　(3)吸收　多 【解析】(1)分析能量變化圖，反應(yīng)物的能量和大于生成物的能量和，反應(yīng)放熱，合成1 mol NH3(l)時放出(b＋c－a)kJ的熱量。(2)圖中的a為斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量：946×eq \f(1,2)＋436×eq \f(3,2)＝1 127(kJ)；從化學(xué)鍵角度計算化學(xué)反應(yīng)的能量變化：946＋3×436－6×391＝－92(kJ)。(3)逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，結(jié)合圖象，前者吸收的熱量比后者多c kJ。 28．把一塊鋅片和一塊銅片平行地插入盛有稀硫酸的燒杯中，用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來，導(dǎo)線中間接入靈敏電流表，這個裝置(見下圖)就是簡單的原電池?；卮鹣铝袉栴}。 (1)電流表上出現(xiàn)的現(xiàn)象是___________。 (2)原電池工作時，能把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在兩個不同區(qū)域進行，實現(xiàn)電子的定向轉(zhuǎn)移，電子流動的方向是___________。 (3)鋅片為___________極，鋅片上發(fā)生___________反應(yīng)，溶液中的H+在銅片上___________(選填：得到、失去)電子轉(zhuǎn)化為H2。 (4)寫出電池中總反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。 (5)如果裝置中鋅片、銅片沒有用導(dǎo)線連接，化學(xué)能則轉(zhuǎn)化為___________能。 【答案】(1)指針偏轉(zhuǎn) (2)鋅片→導(dǎo)線→銅片 (3) 負(?) 氧化 得到 (4)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ (5)熱 【解析】(1)由于金屬活動性：Zn＞Cu，且Zn與硫酸會發(fā)生反應(yīng)，所以Zn、Cu、硫酸構(gòu)成原電池，因此在電流表上出現(xiàn)的現(xiàn)象是指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(2)由于金屬活動性：Zn＞Cu，所以Zn為負極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；Cu為正極，在正極上H+得到電子被還原產(chǎn)生H2，因此電子由負極Zn經(jīng)導(dǎo)線流向正極Cu，故電子流動的方向是：鋅片→導(dǎo)線→銅片。(3)由于金屬活動性：Zn＞Cu，所以Zn為負極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；Cu為正極，在正極上H+得到電子被還原產(chǎn)生H2。(4)Zn為負極，負極的電極反應(yīng)式為：Zn-2e-=Zn2+；Cu為正極，正極的電極反應(yīng)式為：2H++2e-=H2↑，由于同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，將正、負極電極反應(yīng)式疊加，可得總反應(yīng)的離子方程式為：Zn+2H+=Zn2++H2↑，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。(5)若裝置中鋅片、銅片沒有用導(dǎo)線連接，由于活動性：Zn＞H＞Cu，則Cu不發(fā)生反應(yīng)，而Zn片直接與硫酸發(fā)生上述反應(yīng)，發(fā)生該化學(xué)反應(yīng)放出熱量，故化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。 29．(2022·甘肅省會寧縣第一中學(xué)高一期末)十九大報告提出要對環(huán)境問題進行全面、系統(tǒng)的可持續(xù)治理?；卮鹣铝袉栴}： Ⅰ.電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如圖。 (1)Pt電極(a)為_______極(填“正”或“負”) ；Pt電極(b)上的電極反應(yīng)式為：_______。 (2)該過程總反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______，反應(yīng)一段時間后，KOH溶液的濃度將_______(填“增大”“減小”或“不變”)。當消耗0.1 mol O2時，理論上轉(zhuǎn)移電子個數(shù)為_______； Ⅱ. 以TiO2為催化劑的光熱化學(xué)循環(huán)分解CO2反應(yīng)為溫室氣體減排提供了一個新途徑，該反應(yīng)的機理及各分子化學(xué)鍵完全斷裂時的能量變化如圖所示。 (3)上述過程中，能量的變化形式是由_______轉(zhuǎn)化為_______。 (4)根據(jù)數(shù)據(jù)計算，分解1molCO2需_______(填“吸收”或“放出”) _______kJ的能量。 【答案】(1) 負極 O2+4e-+2H2O=4OH- (2)4NH3+3O2= 2N2+6H2O 減小 2.4081023 (3) 光能、熱能 化學(xué)能 (4) 吸收 278 【解析】Ⅰ.(1) Pt電極(a)通入的是氨氣，生成氮氣，說明氨氣被氧化，則Pt電極(a)為電源的負極。Pt電極(b)通入的是氧氣，為電源的正極，電解質(zhì)為堿性溶液，則Pt電極(b)上的電極反應(yīng)式O2+4e-+2H2O=4OH-。 (2)由圖可知，Pt電極(a)通入的是氨氣，生成氮氣，則Pt電極(a)上的電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+ 6OH-=N2+6H2O，根據(jù)兩個電極上的電極反應(yīng)式可知，該過程總的反應(yīng)化學(xué)方程式為4NH3+3O2= 2N2+6H2O。從反應(yīng)的總化學(xué)方程式來看，由于有水生成，導(dǎo)致一段時間后，KOH溶液的濃度會減小。根據(jù)電極反應(yīng)式O2+4e-+2H2O=4OH-，消耗1mol O2轉(zhuǎn)移電子4 mol，則當消耗0.1 mol O2時，理論上轉(zhuǎn)移電子個數(shù)為0.46.021023=2.4081023。 Ⅱ.(3)由圖可知，上述過程中，以TiO2為催化劑，在光和熱的條件下，CO2分解為CO和O2，根能量守恒定律，該過程中能量的變化形式是由光能、熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(4) CO2分解為CO和O2，根據(jù)反應(yīng)的焓變=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和及焓變與其方程式中的化學(xué)計量數(shù)成正比，由2 CO2(g)=2CO(g)+O2(g)及圖中各分子化學(xué)鍵完全斷裂時的能量變化數(shù)據(jù)可知=21598kJ·mol-1-(21072+496) kJ·mol-1=+556 kJ·mol-1，所以，分解1molCO2需吸收278 kJ的能量。 30．某實驗小組自制如圖水果電池，探究影響電池效果的因素有哪些，制成記錄表格如下： (1)水果電池中，水果的作用是___________。 (2)實驗①②③的目的是探究___________。對比實驗①②③得出的結(jié)論是___________。 (3)欲得出水果種類對電池效果有影響的結(jié)論，需要對比實驗___________(填實驗序號)。 (4)如果將實驗裝置中的水果換成CuSO4溶液，電極材料用Cu和Al組成原電池。則負極上電極反應(yīng)式：___________；正極的現(xiàn)象是___________；原電池總離子方程式：___________。 【答案】(1)作(提供)電解質(zhì)溶液 (2)電極材料對電池效果(或電流)的影響 在其他條件相同時，電極材料活潑性相差越大，電池效果越好 (3)①④ (4)Al-3e-=Al3+ 銅電極上有紅色物質(zhì)附著(或銅電極變粗) 2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu 【解析】(1)水果中含有電解質(zhì)溶液，則水果電池中，水果的作用是作(提供)電解質(zhì)溶液。(2)實驗①②③中，電極距離和水果種類相同，只有電極材料不同，而電流計的示數(shù)不同，由此可知這三個實驗進行對比探究了電極材料對電池效果(或電流)的影響，依據(jù)實驗現(xiàn)象可得出在其他條件相同時，電極材料活潑性相差越大，電池效果越好；(3)欲得出“水果種類對電池效果有影響”的結(jié)論，就需要選擇其他條件相同，只有水果種類不同的實驗進行對比，如實驗①和實驗④；故填：①④；(4)鋁是活潑金屬，銅是不活潑的金屬，如果將實驗裝置中的水果換成CuSO4溶液，電極材料用Cu和Al組成原電池，則負極是鋁，銅是正極，負極上電極反應(yīng)式為Al-3e-=Al3+，銅離子在正極放電析出銅，因此正極的現(xiàn)象是銅電極上有紅色物質(zhì)附著(或銅電極變粗)，原電池總離子反應(yīng)方程式為2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu。 實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論產(chǎn)生大量氣泡、溫度計指示溫度升高鎂與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，該反應(yīng)放出熱量實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論a.有刺激性氣味氣體產(chǎn)生 b．用手摸燒杯底部有冰涼感覺 c．用手拿起燒杯，玻璃片黏結(jié)到燒杯的底部 d．燒杯內(nèi)反應(yīng)物成糊狀化學(xué)方程式為Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，該反應(yīng)吸收熱量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵 強弱的關(guān)系　生成物分子成鍵時釋放的總能量大于反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量反應(yīng)過程 圖示宏觀解釋放熱反應(yīng)示意圖吸熱反應(yīng)示意圖微觀解釋反應(yīng)物、生成物中化學(xué)鍵的變化關(guān)系能量變化斷裂舊化學(xué)鍵吸收的總能量＜形成新化學(xué)鍵釋放的總能量放出能量斷裂舊化學(xué)鍵吸收的總能量 ＞形成新化學(xué)鍵釋放的總能量吸收能量化學(xué)鍵H2O中H-O鍵O2中O=O 鍵H2中H-H鍵H2O2中O-O鍵H2O2中O-H鍵鍵能kJ/mol463496436138463分類依據(jù)種類舉例來源來自太陽輻射的能量太陽能、煤、石油、天然氣、生物質(zhì)能、風能來自地球內(nèi)部的能量地熱能、核能、水能來自天體的引力能量潮汐能轉(zhuǎn)換過程一次能源太陽能、煤、石油、天然氣、生物質(zhì)能、風能二次能源石油制品、煤氣、電能利用歷史化石燃料煤、石油、天然氣新能源太陽能、風能、地熱能、核能、氫能、生物質(zhì)能性質(zhì)可再生能源太陽能、風能、水能、生物質(zhì)能不可再生能源煤、石油、天然氣、核能電極材料鉑鉑電解質(zhì)溶液氫氧化鉀溶液鹽酸電池反應(yīng)原理電極反應(yīng)負極：2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－負極：2H2－4e－===4H＋ 正極：O2＋4H＋＋4e－===2H2O總反應(yīng)2H2＋O2===2H2O名稱干電池 (一次電池)充電電池 (二次電池)燃料電池特點①活性物質(zhì)(發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì))消耗到一定程度后，不能再使用 ②電解質(zhì)溶液為膠狀，不流動①放電后可再充電使活性物質(zhì)獲得再生 ②可以多次充電，重復(fù)使用①電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個催化轉(zhuǎn)換元件 ②工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進行反應(yīng)，生成物不斷地被排出舉例普通的鋅錳電池、堿性鋅錳電池、銀鋅電池等鉛酸蓄電池、鋰電池、鎳氫電池氫氧燃料電池、CH4燃料電池、CH3OH燃料電池等A．鋁熱反應(yīng)B．燃料燃燒C．酸堿中和反應(yīng)D．Ba(OH)2?8H2O與NH4Cl固體混合ABCD手機用鋰電池電動汽車用電池鉛酸蓄電池鋅錳干電池ABCD正極FeFeCuCu負極CuCuFeFe電解質(zhì)溶液CuSO4H2SO4CuCl2酒精序號電極電極距離(cm)水果種類電流表(μA)①Cu—Al2.0西紅柿78.5②Cu—Fe2.0西紅柿70.3③Al—Al2.0西紅柿0④Cu—Al2.0檸檬45.7⑤Cu—Al1.0檸檬98.4

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