【化学】培优 易错 难题化学反应与能量辅导专题训练附答案
【化学】培优易错难题化学反应与能量辅导专题训练附答案
一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析）
1．碳酸锰是制取其他含锰化合物的原料，也可用作脱硫的催化剂等。一种焙烧氯化铵和菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如图所示
已知①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3，还有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素
②常温下，相关金属离子在浓度为0.1mol/L时形成M(OH)n沉淀的pH范围如表
金属离子Al3+Fe3+Fe2+Ca2+Mn2+Mg2+
开始沉淀的pH 3.8 1.5 6.310.68.89.6
沉淀完全的pH 5.2 2.88.312.610.811.6
回答下列问题：
(1)“混合研磨”的作用为_______________________
(2)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________________________________
(3)分析图1、图2，焙烧氯化铵、菱锰矿粉的最佳条件是_____________________________
(4)净化除杂流程如下
①已知几种物质氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O8＞KMnO4＞MnO2＞Fe3+，则氧化剂X宜选择__________
A．(NH4)2S2O8 B．MnO2 C．KMnO4
②调节pH时，pH可取的范围为_________________
(5)“碳化结晶”过程中不能用碳酸铵代替碳酸氢铵，可能的原因是__________________
【答案】加快反应速率 MnCO3+2NH4Cl=MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O 温度为500℃，且
m(MnCO3)：m(NH4Cl)=1.10 B 5.2≤pH<8.8 CO32-水解程度大于HCO3-，易生成氢氧化物沉淀
【解析】
【分析】
菱锰矿的主要成分为MnCO3，加入氯化铵焙烧发生
MnCO3+2NH4Cl MnCl2+CO2↑+2NH3↑+H2O↑，气体为二氧化碳和氨气、水蒸气，浸出液中含MnCl2、FeCl2、CaCl2、MgCl2、AlCl3等，结合表中离子的沉淀pH及信息可知，浸取液净化除杂时加入少量MnO2氧化亚铁离子为铁离子，加氨水调pH，生成沉淀氢氧化铁和氢氧化铝，加入NH4F，除去Ca2+、Mg2+，净化液加入碳酸氢铵碳化结晶过滤得到碳酸锰，据此分析解题。
【详解】
(1)“混合研磨”可增大反应物的接触面积，加快反应速率；
(2) 根据流程，菱镁矿粉与氯化铵混合研磨后焙烧得到氨气、二氧化碳和Mn2+，主要化学反应方程式为：MnCO3+2NH4Cl MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O；
(3) 由图可知，锰的浸出率随着焙烧温度、氯化铵与菱镁矿粉的质量之比增大而提高，到500℃、1.10达到最高，再增大锰的浸出率变化不明显，故氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是焙烧温度500℃，氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为1.10；
(4) 净化过程：加入少量MnO2氧化亚铁离子为铁离子，加氨水调pH，生成沉淀氢氧化铁和氢氧化铝，加入NH4F，除去Ca2+、Mg2+；
①最合适的试剂为MnO2，氧化亚铁离子，反应的离子方程式为：
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，且不引入新杂质，故答案为B；
②调节溶液pH使Fe3+，A13+沉淀完全，同时不使Mn2+沉淀，根据表中数据可知调节溶液pH范围5.2≤pH＜8.8；
(5) 碳化结晶中生成MnCO3的离子方程式为Mn2++HCO3-+NH3═MnCO3↓+NH4+，不用碳酸铵溶液替代NH4HCO3溶液，可能的原因是碳酸铵溶液中的c(OH-)较大，会产生Mn(OH)2沉淀。
【点睛】
考查物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，题干信息的分析理解，结合题目
信息对流程的分析是本题的解题关键，需要学生有扎实的基础知识的同时，还要有处理信息应用的能力，注意对化学平衡常数的灵活运用，综合性强。
2．利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：
(1)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是______________________________；滤渣可循环利用，滤渣的主要成分是
____________(填化学式)。
(2)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。
若排放的尾气中NO含量升高，则NO和NO2物质的量之比______；若产品Ca(NO2)2中
Ca(NO3)3含量升高，则NO和NO2物质的量之比_______。（填写序号）
①＝1∶1 ②＞1∶1 ③＜1∶1 ④无法判断
(3)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，据此信息，某同学所写的反应离子方程式为2NO2－＋2H＋=NO2＋NO↑＋H2O，你同意吗？
_________（填“同意”或“不同意“），如不同意，请说明你的理由
________________________________________________。
【答案】使尾气中NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2②③不同意二氧化氮能与水会发生反应，产物中不可能生成二氧化氮
【解析】
【分析】
由流程可知，石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，生成Ca(NO2)2，过量的石灰乳
以滤渣存在，碱性溶液中尾气处理较好；
(1)使尾气中NO、NO2与石灰乳充分接触；滤渣的主要成分是Ca(OH)2；
(2)若n(NO)：n(NO2)＞1：1，则一氧化氮过量，若＜1：1，则二氧化氮过量；
(3)二氧化氮能与水会发生反应，据此分析解答。
【详解】
由流程可知，石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，生成Ca(NO2)2，过量的石灰乳
以滤渣存在，
(1)使尾气中NO、NO2与石灰乳充分接触，NO、NO2被充分吸收，滤渣主要成分是
Ca(OH)2；
(2)若n(NO)：n(NO2)＞1：1，则一氧化氮过量，排放气体中NO含量升高，若n(NO)：n(NO2)＜1：1，则二氧化氮过量，二氧化氮可与石灰乳反应生成Ca(NO3)2，产品中Ca(NO3)2含量升高；
(3)若离子方程式为2NO2－＋2H＋=NO2＋NO↑＋H2O，二氧化氮能与水会发生反应，产物中
不可能生成二氧化氮，则不同意该同学书写的离子反应方程式。
3．某含镍()NiO 废料中有FeO 、23Al O 、MgO 、2SiO 等杂质，用此废料提取4NiSO 的工艺流程如图1：
已知：①有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH 如图．
②25℃时，32NH H O ?的电离常数5b K 1.810.HF -=?的电离常数4a K 7.210-=?，
sp K ()112MgF 7.410-=?．
(1)加23Na CO 调节溶液的pH 至5，得到废渣2的主要成分是______(填化学式)．
(2)Mg 能与饱和4NH Cl 溶液反应产生3NH ，请用化学平衡移动原理解释(用必要的文字和离子方程式回答)______．
(3)25℃时，11mol L -?的NaF 溶液中()c OH -=______ 1mol L (-?列出计算式即可4).NH F 溶液呈______(填“酸性”、“碱性”或“中性”)．
(4)已知沉淀前溶液中()231c Mg 1.8510mol L +--=??，当除镁率达到99%时，溶液中()
c F -=______ 1mol L -?．
(5)在NaOH 溶液中用NaClO 与4NiSO 反应可得()NiO OH ，化学方程式为
____________；()NiO OH 与贮氢的镧镍合金可组成镍氢碱性电池(KOH 溶液)，工作原理为：()5652LaNi H 6NiO OH LaNi 6NiO 6H O +++?放电充电，负极的电极反应式：______． 【答案】3Al(OH)、3Fe(OH) 氯化铵水解生成盐酸和一水合氨，
4232NH H O NH H O H +++?+?
，镁和氢离子反应生成氢气，氢离子浓度减小，促进平衡正向进行，生成的一水合氨分解生成氨气，2432Mg 2NH Mg 2NH H +++=+↑+↑
酸性 32.010-? ()42422NiSO NaClO 4NaOH 2Na SO NaCl 2NiO OH H O ++=+++
5652LaNi H 6OH 6e LaNi 6H O --+-=+
【解析】
【分析】
某NiO 的废料中有FeO 、23Al O 、MgO 、2SiO 等杂质，加入稀硫酸溶解后过滤得到滤渣1为2SiO ，滤液为4NiSO 、4FeSO 、243Al (SO )、4MgSO ，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，再加入碳酸钠溶液调节溶液pH ，使铁离子，铝离子全部沉淀，过滤得到滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，滤液中加入4NH F 沉淀2Mg +，生成沉淀滤渣3为2MgF ，过滤得到的滤液，滤液中获得42NiSO 6H O ?晶体的方法是通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥得到晶体，失去结晶水得到硫酸镍，据此分析。
【详解】
某NiO 的废料中有FeO 、23Al O 、MgO 、2SiO 等杂质，加入稀硫酸溶解后过滤得到滤渣1为2SiO ，滤液为4NiSO 、4FeSO 、243Al (SO )、4MgSO ，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，再加入碳酸钠溶液调节溶液pH ，使铁离子，铝离子全部沉淀，过滤得到滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，滤液中加入4NH F 沉淀2Mg +，生成沉淀滤渣3为2MgF ，过滤得到的滤液，滤液中获得42NiSO 6H O ?晶体的方法是通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥得到晶体，失去结晶水得到硫酸镍，
()1加入碳酸钠溶液调节溶液pH ，使铁离子，铝离子全部沉淀生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，得到废渣2的主要成分是3Al(OH)、3Fe(OH)，
故答案为：3Al(OH)、3Fe(OH)；
()2Mg 能与饱和4NH Cl 溶液反应产生3NH ，氯化铵水解生成盐酸和一水合氨，4232NH H O NH H O H +++?+?
，镁和氢离子反应生成氢气，氢离子浓度减小，促进平衡正向进行，生成的一水合氨分解生成氨气，2432Mg 2NH Mg 2NH H +++=+↑+↑，
故答案为：氯化铵水解生成盐酸和一水合氨，4232NH H O NH H O H +++?+?，镁和氢
离子反应生成氢气，氢离子浓度减小，促进平衡正向进行，生成的一水合氨分解生成氨
气，2432Mg 2NH Mg 2NH H +++=+↑+↑；
()325℃时，11mol L -?的NaF 溶液中()c F 1mol /L -=，结合电离平衡常数
4a K 7.210-=?，()()()h w a c HF c OH K K /K c F -
-?==，水解平衡时F -近似取1mol /L ，
()()c HF c OH -=，则()14410c OH mol /L 7.210
---=?，一水合氨电离平衡常数5b K 1.810-=?。HF 的电离常数4a K 7.210-=?，a b K K >，则4NH F 溶液中铵根离子水解程度大，溶液显酸性，
故答案为：14
4107.210
--?；酸性； ()4已知沉淀前溶液中()231c Mg 1.8510mol L +--=??，当除镁率达到99%时，()251c Mg 1.8510mol L +--=??，()()()
2211sp 2K MgF c Mg c F 7.410+--==?，()11257.410c F mol /L 1.8510---?=?，()
11
357.410c F 2.010mol /L 1.8510----?==??， 故答案为：32.010-?；
()5在NaOH 溶液中用NaClO 与4NiSO 反应可得()NiO OH ，同时生成硫酸钠和氯化钠，反应的化学方程式为：
()42422NiSO NaClO 4NaOH 2Na SO NaCl 2NiO OH H O ++=+++，()NiO OH 与贮氢的镧镍合金可组成镍氢碱性电池(KOH 溶液)，工作原理为：
()56LaNi H 6NiO OH +52LaNi 6NiO 6H O ++，负极是56LaNi H 失电子生成5LaNi ，电极反应为：5652LaNi H 6OH 6e LaNi 6H O --+-=+，
故答案为：()42422NiSO NaClO 4NaOH 2Na SO NaCl 2NiO OH H O ++=+++；5652LaNi H 6OH 6e LaNi 6H O --+-=+。
4．以镍废料(主要成分为镍铁合金，含少量铜)为原料，生产NiO 的部分工艺流程如下：
已知：下表列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0 mol·L －1计算)。
氢氧化物
Fe(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2 开始沉淀的pH
1.5 6.5 7.7 沉淀完全的pH 3.3 9.9 9.2
（1）“除铁”时需控制溶液的pH 范围为________。
（2）“滤渣”的主要成分为________(填化学式)。
（3）“沉镍”时得到碱式碳酸镍[用xNiCO 3·
yNi(OH)2表示]沉淀。 ①在隔绝空气条件下，“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO ，该反应的化学方程式为________。 ②“沉镍”时，溶液pH 增大，碱式碳酸镍中Ni 元素含量会增加，原因是________。
【答案】3.3≤pH<7.7 CuS xNiCO 3·yNi(OH)2煅烧(x ＋y)NiO ＋xCO 2↑＋yH 2O Ni(OH)2中Ni 含
量高于NiCO 3，pH 越大，碱式碳酸镍中Ni(OH)2比例增大
【解析】
【分析】
以镍废料（主要成分为镍铁合金，含少量铜）为原料，加入硫酸、硝酸酸浸，Ni 转化为NiSO 4，同时生成亚铁离子、铁离子、铜离子等，加入过氧化氢，可氧化亚铁离子生成铁离子，加入氢氧化钠调节pH 可生成氢氧化铁沉淀，然后通入硫化氢生成CuS 沉淀，达到除铜的目的，在滤液中加入碳酸钠溶液可生成xNiCO 3?yNi(OH)2，煅烧可生成NiO ；
(1)根据表格数据分析“除铁”时要求铁离子全部除掉需要的pH ；
(2) S 2-可与Cu 2+反应生成CuS 沉淀；
(3)①在隔绝空气条件下，“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO ，xNiCO 3·yNi(OH)2高温下分解生成NiO 、CO 2和H 2O ；
②pH 越大，溶液碱性越强，结合碱式碳酸镍[用xNiCO 3·
yNi(OH)2表示]组成分析； 【详解】
(1) “除铁”时要求铁离子全部除掉，pH ≥3.3，镍离子和铜离子留在溶液中，pH<7.7，所以需控制溶液的pH 范围为3.3≤pH<7.7；
(2)向除铁后的滤液中通入H 2S 气体，发生反应H 2S+Cu 2+=CuS↓+2H +，因此滤渣的成分为CuS ；
(3)①在隔绝空气条件下，“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO ，xNiCO 3·yNi(OH)2高温下分解生成NiO 、CO 2和H 2O ，其化学方程式为：xNiCO 3·yNi(OH)2煅烧(x ＋y)NiO ＋xCO 2↑＋yH 2O ；
②碱式碳酸镍[用xNiCO 3·
yNi(OH)2表示]沉淀中Ni(OH)2中Ni 含量高于NiCO 3，pH 越大，碱式碳酸镍中Ni(OH)2比例增大，所以碱式碳酸镍中Ni 元素含量会增加。
【点睛】
题目难度不大，需要考生注意分析题目提供的表格信息和流程图中物质转化信息，如：根 “除铁”时要求铁离子全部除掉需要的pH ，直接可用表格中的数据获得取值范围。
5．氧化锌工业品广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业，随着工业的飞速发展，我国对氧化锌的需求量日益增加，成为国民经济建设中不可缺少的重要基础化工原料和新型材料。用工业含锌废渣(主要成分为ZnO ，还含有铁、铝、铜的氧化物，2Mn +、2Pb +、2Cd +等)制取氧化锌的工艺流程如图所示：
已知：相关金属离子()n c M 0.1mol /L +??=??n 生成氢氧化物沉淀的pH 如下表所示：
回答下列问题：
()1为调节溶液的pH ，则试剂X 为_________(填化学式)，
()2除杂时加入高锰酸钾的作用是_________，发生反应的离子方程式为___________。 ()3“过滤”所得滤渣的主要成分是_________(填化学式)。
()4写出“碳化合成”的化学方程式：________；“碳化合成”过程需纯碱稍过量，请设计实验方案证明纯碱过量：_________。
【答案】ZnO[或2Zn(OH)或3ZnCO ] 除去2Mn +
24222MnO 3Mn
2H O 5MnO 4H -++++=↓+ 3Fe(OH)、3Al(OH)、2MnO 32232322233Zn(NO )3Na CO 3H O ZnCO ?2Zn(OH)?H O 2CO 6NaNO [++=↓+↑+或(32232322333Zn(NO )5Na CO 5H O ZnCO ?2Zn OH)?H O 4NaHCO 6NaNO ?++=↓++? 静置，取少许上层清液继续滴加纯碱溶液，若无沉淀产生，则证明纯碱过量(或静置，取少许上层清液滴加2CaCl 溶液，若有白色沉淀产生，则证明纯碱过量)
【解析】
【分析】
()1根据除杂的同时不要掺入新的杂质考虑；
()2加入高锰酸钾的作用是将2Mn +转化为2MnO 沉淀，除去2Mn +；
()3 由()1、()2知，“过滤”所得滤渣；
()4“碳化合成”时加入23Na CO ，产物为322·
2()?ZnCO Zn OH H O ，写出化学方程式。 【详解】
()1加入试剂X 的目的是调节溶液的pH ，使3Fe +、3Al +生成沉淀除去，为不引入新的杂
质离子，可加入ZnO 、2()Zn OH 、3ZnCO 等；
()2加入高锰酸钾的作用是将2Mn +转化为2MnO 沉淀，除去2Mn +，反应的离子方程式为
242223254MnO Mn H O MnO H -++++=↓+；
()3由()1、()2知，“过滤”所得滤渣的主要成分是3()Fe OH 、3()Al OH 、2MnO ；
()4“碳化合成”时加入23Na CO ，产物为322·
2()?ZnCO Zn OH H O ，反应的化学方程式为32232322233()33?2()?26Zn NO Na CO H O ZnCO Zn OH H O CO NaNO ++=↓+↑+或3223232233233()55?2()?46(Zn NO Na CO H O ZnCO Zn OH H O NaHCO NaNO Na CO ++=↓++过量时)；若23Na CO 不足时，溶液中还有32()Zn NO ，继续滴加23Na CO 溶液有沉淀产生，或23Na CO 过量时，可检验溶液中的23CO -
，具体方法为：静置，取少许上层清液继续滴加纯碱溶液，若无沉淀产生，则证明纯碱过量(或静置，取少许上层清液滴加2CaCl 溶液，若有白色沉淀产生，则证明纯碱过量)。
6．() 1以2CO 和3NH 为原料合成尿素是利用2CO 的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应Ⅰ：()()()32242NH g CO g NH COONH s +? 1H V
反应Ⅱ：()()()24222NH COONH s CO(NH )s H O g +? 2H 72.49kJ /mol =+V n 总反应：()()()()322222NH g CO g CO(NH )s H O g ++? 3H 86.98kJ /mol =-V n 请回答下列问题：
①反应Ⅰ的1H =V ______________。
②在____(填“高温”或“低温”)情况下有利于反应Ⅱ的自发进行。
()2氨法溶浸氧化锌烟灰制取高纯锌的工艺流程如图所示。溶浸后氧化锌烟灰中锌、铜、镉、砷元素分别以234Zn(NH )+、234Cu(NH )+、234Cd(NH )+、25AsCl -
的形式存在。
①“溶浸”中 ZnO 发生反应的离子方程式为 _______。
②锌浸出率与温度的关系如图所示，分析 30n ℃时锌浸出率最高的原因为 __________。
③“滤渣 3”的主要成分为_______________。
【答案】159.47kJ /mol -n 高温 2324342ZnO 2NH ?H O 2NH Zn(NH )3H O ++++=+
低于30℃时，溶浸反应速率随温度升高而增大；超过30℃，氨气逸出导致溶浸反应速率下降 Cu 、Cd
【解析】
【分析】
（1）①依据热化学方程式和盖斯定律计算分析；
②依据反应自发进行的判断依据是△H-T △S ＜0分析；
()2①依据流程图可知，“溶浸”中ZnO 发生反应生成234
Zn(NH )+； ②低于30℃时，浸出反应速率随温度的升高而增大；超过30℃时，氨气逸出导致浸出反应速率下降；
③依据流程图可知，“滤渣3”的主要成分为锌发生置换反应的产物。
【详解】
①反应Ⅰ：2NH
()()3
2g CO g +?NH 2COONH ()4s ?H 1； 反应Ⅱ：NH 2COONH ()4s ?()()()222CO NH s H O g +?H 2=+72.49KJ/mol ； 总反应：2NH 3（g ）+CO 2（g ）()()()222CO NH s H O g +?H 3=-86.98KJ/mol ；根据盖斯定律，总反应-反应II ，得到反应I ，则?H 1=-86.98KJ/mol -（+72.49KJ/mol ）=-159.47 KJ/mol ；
故答案为：-159.47 KJ/mol ；
②反应Ⅱ：NH 2COONH
()4s ?()()()222CO NH s H O g +?H 2=+72.49KJ/mol ，反应?H >0，?S >0，满足反应自发进行的判断依据是?H -T ?S <0，则需要高温下反应自发进行；
故答案为：高温。 ()2①依据流程图可知，“溶浸”中 ZnO 发生反应的离子方程式为：
2324342ZnO 2NH ?H O 2NH Zn(NH )3H O +
+++=+；
故答案为：2324342ZnO 2NH ?H O 2NH Zn(NH )3H O ++++=+；
②锌浸出率与温度的关系如图所示，分析30℃时锌浸出率最高的原因为：低于30℃时，
浸出反应速率随温度的升高而增大；超过30℃时，氨气逸出导致浸出反应速率下降；
故答案为：低于30℃时，溶浸反应速率随温度升高而增大；超过30℃，氨气逸出导致溶浸反应速率下降；
③依据流程图可知，“滤渣3”的主要成分为锌发生置换反应的产物，所以主要成分为：Cu、Cd；
故答案为：Cu、Cd。
【点睛】
本题是对化学工艺流程知识的考查，是高考常考题型，难度一般，关键是依据流程图合理的推导物质的转化，侧重知识的综合能力考查。
7．高铁电池是一种新型可充电电池该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
（1）高铁电池的负极材料是___。
（2）放电时，正极发生__（填“氧化”或“还原”）反应；负极的电极反应式为__。
（3）放电时，__（填“正”或“负”）极附近溶液的碱性增强。
【答案】Zn 还原 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正
【解析】
【分析】
放电时该装置相当于原电池，根据原电池有关原理进行解答。
【详解】
（1）电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。由高铁电池放电时的总反应方程式可知，负极材料应为Zn。
答案为：Zn。
（2）原电池放电时，正极得到电子发生还原反应，负极材料为锌，失电子发生氧化反应，由总反应可知溶液为碱性，所以负极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。
答案为：还原；Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。
（3）放电时K2FeO4中的Fe的化合价由+6价变为+3价，发生还原反应，电极反应式为：FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，正极上生成氢氧根离子导致溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的碱性增强。
答案为：正。
8．现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一定体积为2L的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。已知：2NO2(g)N2O4(g)+Q。
（1）前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=___；
（2）a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态是___；
（3）35min时，反应2NO2(g)N2O4(g)在d点的平衡常数K(d)___K(b)（填“>”、“=”或“<”）。
（4）若要达到使NO2(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态，在25min时还可以采取的措施是___。
A．加入催化剂 B．缩小容器体积 C．升高温度 D．加入一定量的N2O4
【答案】0.04mol/(L·min) b和d = B、D
【解析】
【分析】
据图可知单位时间内X的浓度变化是Y的两倍，根据方程式2NO2( g )?N2O4(g)+Q可知，反应中NO2的浓度变化是N2O4的两倍，所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线，Y表示
N2O4浓度随时间的变化曲线。
【详解】
(1)根据分析可知X表示NO2浓度随时间的变化曲线，则
v(NO2)=
-1-1
0.6mol L-0.2mol L
=
10min
c
t
?
?
g g
= 0.04mol/(L·min)；
(2)达到平衡时X、Y的物质的量不发生变化，故b、d处于化学平衡状态；
(3)据图可知25min时NO2的浓度瞬间增大，N2O4的浓度不变，可知改变的条件是又通入一定量的NO2，温度不变，则平衡常数不变，所以K(d)=K(b)；
(4)因在25 min时，增大了NO2的浓度，同时容器内压强也增大，则d点平衡状态NO2的百分含量小于b点NO2百分含量，
A．使用催化剂不影响平衡移动，二氧化氮含量不变，故A错误；
B．缩小体积，压强增大，平衡正向移动，二氧化氮含量减小，故B正确；
C．正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，二氧化氮含量增大，故C错误；
D．加入一定量的N2O4，等效为增大压强，平衡正向移动，二氧化氮含量减小，故D正确；
故答案为：BD。
【点睛】
第4为易错点，学生容易认为d点二氧化氮浓度大，则二氧化氮含量高，注意等效平衡原理的应用。
9．氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。NO在空气中存在如下反应：2NO(g)+O 2(g)2NO2(g) △H，上述反应分两步完成，其反应历程如图所示：
回答下列问题：
（1）写出反应I的热化学方程式___。
（2）反应I和反应Ⅱ中，一个是快反应，会快速建立平衡状态，而另一个是慢反应。决定2NO(g)+O 2(g)2NO2(g)反应速率的是___(填“反应I”或“反应Ⅱ”)；对该反应体系升高温度，发现总反应速率反而变慢，其原因可能是___(反应未使用催化剂)。
【答案】2NO(g)?N2O2(g) △H=-(E3-E4) kJ/ mol 反应Ⅱ决定总反应速率的是反应Ⅱ，升高温度后反应I平衡逆向移动，造成N2O2浓度减小，温度升高对反应Ⅱ的影响弱于N2O2浓度减小的影响，N2O2浓度减小导致反应Ⅱ速率变慢
【解析】
【分析】
(1)根据图像分析反应I为2NO(g)?N2O2(g)的焓变，写出热化学方程式；
(2)根据图像可知，反应I的活化能＜反应Ⅱ的活化能，反应I为快反应，反应Ⅱ为慢反应，决定该反应速率的是慢反应；决定正反应速率的是反应Ⅱ，结合升高温度对反应I和Ⅱ的影响分析可能的原因。
【详解】
(1)根据图像可知，反应I的化学方程式为：2NO(g)?N2O2(g) △H=(E4-E3)kJ/mol=-(E3-E4) kJ/ mol，故答案为：2NO(g)?N2O2(g) △H=-(E3-E4) kJ/ mol；
(2)根据图像可知，反应I的活化能＜反应Ⅱ的活化能，反应I为快反应，反应Ⅱ为慢反应，决定2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)反应速率的是慢反应Ⅱ；对该反应体系升高温度，发现总反应速率变慢，可能的原因是：决定总反应速率的是反应Ⅱ，升高温度后反应I平衡逆向移动，造成N2O2浓度减小，温度升高对反应Ⅱ的影响弱于N2O2浓度减小的影响，N2O2浓度减小导致反应Ⅱ速率变慢，故答案为：反应Ⅱ；决定总反应速率的是反应Ⅱ，升高温度后反应I平衡逆向移动，造成N2O2浓度减小，温度升高对反应Ⅱ的影响弱于N2O2浓度减小的影响，N2O2浓度减小导致反应Ⅱ速率变慢。
10．氮的单质及其化合物性质多样，用途广泛。完成下列填空：
科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2：
2NO+2CO2CO2+N2+Q(Q＞0)。
在某温度下测得该反应在不同时间的CO浓度如下表：
浓度（mol/L）
时间（s）
012345
c（CO）3.60×10-
3
3.05×10-
3
2.85×10-
3
2.75×10-3
2.70×10-
3
2.70×10-3
（1）该反应平衡常数K的表达式为___；温度升高，K值___（选填“增大”“减小”“不变”）；前2s的平均反应速率v（N2）=___；若上诉反应在密闭容器中发生，达到平衡时能提高NO转化率的措施之一是___。
（2）工业合成氨的反应温度选择500℃左右的原因是___。
（3）实验室在固定容积的密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨，反应在一定条件下已达到平衡的标志是___。
A．N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2
B．容器内的压强保持不变
C．N2、H2、NH3的浓度不在变化
D．反应停止，正、逆反应的速率都等于零
（4）常温下向1molHCl的稀盐酸中缓缓通入1molNH3（溶液体积变化忽略不计），反应结束后溶液中离子浓度由大到小的顺序是___；在通入NH3的过程中溶液的导电能力___（选填“变大”“变小”“几乎不变”）
【答案】
()()
()()
2
22
22
c CO c N
c NO c CO
K
?
=
?
减小 1.875×10-4mol/(L·s）增大压强（或其它合理答
案）催化剂在500℃左右具有最佳活性 BC c(Cl-)> c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) 几乎不变【解析】
【分析】
(1)根据平衡常数和化学反应速率(
Δc
v=
Δt
)的相关公式进行计算；
(2)工业合成氨的反应温度选择500℃左右的主要原因是催化剂在500℃左右具有最佳活性；
(3)根据化学平衡状态的特征判断，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
(4)二者恰好反应生成氯化铵，水解方程式为NH 4++H2O NH3.H2O+H+，溶液呈酸性，进行分析。
【详解】
(1)平衡常数等于生成物浓度的系数次幂之积除以反应浓度系数次幂之积，根据反应2NO(g)+2CO(g)2CO 2(g)+N 2 (g) ，平衡常数()()
()()22222c CO c N c NO c CO K ?=?；该反应为放热反
应，温度升高时平衡逆向移动，所以平衡常数减小；根据速率之比等于各物质系数比可知：v(CO)= -3-3-43.6010-2.8510/2=3.7510mol/L s Δc =(Δt
????（）），前2s 内的平均反应速率v(N 2)=v(CO)/2=1.875×10-4 mol/(L·s ）；一氧化氮的转化率变大,说明平衡正向移动可以通过增大压强，使平衡正向移动，故答案为： ()()
()()22222c CO c N c NO c CO K ?=
? ；减小；1.875×10-4mol/(L·s ）；增大压强（或其它合理答案）；
(2)工业合成氨的反应温度选择500℃左右的主要原因是催化剂在500℃左右具有最佳活性，故答案为：催化剂在500℃左右具有最佳活性；
(3) A. 浓度之比为1：3：2，并不是不变，不能判断是否平衡，A 项错误；
B. 反应正向进行，体积减小，当压强不变时，已经到达平衡，B 项正确；
C.N 2、H 2、NH 3的浓度不再变化，已经到达平衡，C 项正确；
D. 可逆反应达到平衡时，正、逆反应的速率相等，但不会等于零，D 项错误；故答案为：BC ；
(4)二者恰好反应生成氯化铵，水解方程式为NH 4++H 2O NH 3.H 2O+H +，溶液呈酸性，即c(H +)>c(OH -)，根据溶液呈电中性有: c(NH 4+)+c(H +)=c(OH -)+ c(Cl -)，因为c(H +)>c(OH -)，所以c(Cl -)> c(NH 4+)，故离子浓度大小关系为: c(Cl -)> c(NH 4+)>c(H +)>c(OH -)；溶液中离子浓度几乎不变，所以导电能力几乎不变，故答案为：c(Cl -)> c(NH 4+)>c(H +)>c(OH -)；几乎不变。
【点睛】
本题易错点(3)注意平衡状态的判断，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。
11．有甲、乙两位学生利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人都使用镁片与铝片作
电极，但甲同学将电极放入6mol·
L -1硫酸溶液中，乙同学将电极放入6mol·L -1的氢氧化钠溶液中，如图所示。
（1）写出甲池中正极的电极反应式__。
（2）写出乙池中负极的电极反应式__。
（3）写出乙池中总反应的离子方程式__。
（4）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金
属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出__活动性更强，而乙会判断出__活动性更强(填写元素符号)。
（5）由此实验，可得到如下哪些结论正确（________）
A．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动顺序已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
（6）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序判断原电池中的正负极”这种做法__(可靠或不可靠)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案__(如可靠，此空可不填)。
【答案】2H＋＋2e-=H2↑ 2Al＋8OH-－6e-=2AlO2-＋4H2O 2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑Mg Al AD 不可靠将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池，利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极
【解析】
【分析】
甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是
2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。由于铝与碱的反应是一个特例，不可作为判断金属性强弱的依据。判断原电池的正极、负极要依据实验事实。
【详解】
（1）甲中镁与硫酸优先反应，甲池中正极上氢离子得电子产生氢气，电极反应式为：2H＋＋2e-=H2↑；
（2）乙池中负极上铝失电子在碱性条件下生成AlO2-，电极反应式为2Al＋8OH-－6e-
=2AlO2-＋4H2O；
（3）乙池中铝与氢氧化钠反应，镁与氢氧化钠不反应，总反应的离子方程式为：2Al＋
2OH-＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑；
（4）甲中镁作负极、乙中铝作负极，根据作负极的金属活泼性强判断，甲中镁活动性强、乙中铝活动性强，故答案为：Mg；Al；
（5）A．根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，故A正确；B．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，故B错误；、
C．该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序没有使用价值，故C错误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，故D正确；
故选AD；
（6）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法不可靠。可行实验方案如：将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池，利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极。
【点睛】
本题考查了探究原电池原理，明确原电池中各个电极上发生的反应是解本题关键，注意不
能根据金属的活动性强弱判断正负极，要根据失电子难易程度确定负极，为易错点。利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质；该实验还说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析。
12．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）A中反应的离子方程式为_________________________________。
（2）B中Fe极为_______极，电极反应式为_______________________。C中Fe极为
_______极，电极反应式为__________________________，电子从_______极流出（填“Zn”或“Fe”）。
（3）比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是___________________。
【答案】Fe＋2H＋=Fe2+H2↑负极Fe－2e－=Fe2+正极2H＋＋2e－=H2↑Zn B>A>C
【解析】
【分析】
已知金属活动性：Zn＞Fe＞Sn，则A发生化学腐蚀，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，B中Fe为负极，Sn为正极，Fe被腐蚀，C中Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，以此解答。
【详解】
(1)铁与硫酸反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(2)Fe比Sn活泼，则B中Fe为负极，Sn为正极，负极发生Fe－2e－ = Fe2+；Zn比Fe活泼，则C中Fe为正极，Zn为负极，正极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，电子从负极即Zn极流出；
(3)A发生化学腐蚀；B中Fe为负极，Sn为正极，Fe被腐蚀；C中Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，Zn被腐蚀，则A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B＞A＞C，。
13．如右图所示，常温，U形管内盛有100mL的某种溶液，请按要求回答下列问题。
（1）若所盛溶液为CuSO4溶液，打开K2，合并K1，则：
① A为_____极，B极的电极反应式为________________。
②反应过程中，溶液中SO42－和OH－离子向_____极（A或B）移动。
（2）若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，打开K1，合并K2，则：
①A电极可观察到的现象是__________________________。
②电解过程总反应的化学方程式是________________________。
③反应一段时间后打开K2,若忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B极产生气体的体积（折算成标准状况）为11.2mL，将溶液充分混合，溶液的pH为________。
④向电解后的电解质溶液中加入或通入_______（填试剂名称），能使溶液复原。
【答案】负 Cu2++2e-=Cu A 产生气泡，电极附近溶液变红 2NaCl+2H2O
电解
2NaOH+H2↑+Cl2↑ 12 氯化氢
【解析】
【详解】
(1)①该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子生成铜发生氧化反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
②原电池放电时，溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以溶液中氢氧根离子和硫酸根离子向A极移动；
(2)①该装置是电解池，碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性，加入酚酞后溶液变红；
②电解时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢
氧化钠，所以电池反应式为2NaCl+2H2O 电解
2NaOH+H2↑+Cl2↑；
③B极产生氯气，生成的氯气的物质的量为
11.2mL
22.4L/mol
=0.0005mol，根据电解总反应可知生
成的n(NaOH)=0.001mol，溶液中c(OH-)=0.001mol
0.1L
=0.01mol/L，所以溶液pH=12；
④如果要想使电解后的溶液恢复到原溶液，应遵循“析出什么加入什么”的思想加入物质，阳极上析出氯气，阴极上析出氢气，所以应该加入氯化氢。
14．T℃时，有甲、乙两个密闭容器，甲容器的体积为1L，乙容器的体积为2L，分别向甲、乙两容器中加入6mol A和3mol B，发生反应如下：3A（g）＋b B（g）3C（g）＋2D（g）， 4min后甲容器内的反应达到平衡，A的浓度为2.4mol/L，B的浓度为
1.8mol/L；t min后乙容器内的反应达到平衡，B的浓度为0.8mol/L。根据题给的信息回答下列问题：
（1）甲容器中反应的平均速率（B）＝____________________。
（2）在温度T℃时，该反应的化学平衡常数为__________________，由下表数据可知该反应为______________（填“吸热”“放热”）反应。
化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t℃70080083010001200
K0.60.9 1.0 1.7 2.6
（3）T℃时，在另一个体积与乙相同的丙容器中，为了达到平衡时B的浓度仍然为
0.8mol/L，起始时，向丙容器中加入C、D的物质的量分别为3mol、2mol，则还需加入A、B的物质的量分别是___________、___________。
【答案】0.3mol/(L g min)10.8吸热3mol2mol
【解析】
【分析】
【详解】
(1)甲中B起始浓度为3mol/L，4min内B的浓度改变了3mol/L?1.8mol/L=1.2mol/L，
(B)=1.2mol /L÷4min=0.3mol/(L g min)，答案为0.3mol/(L g min)；
(2)由上可知甲达平衡时，B的浓度改变了1.2mol/L，A的浓度改变了3.6mol/L，因为A和B 的浓度的改变量之比等于A和B的化学计量数之比，故b=1，所以B、C、D的化学计量数之比为1:3:2，所以平衡时C、D的浓度分别为3.6mol/L、2.4mol/L，温度T℃时，该反应的
化学平衡常数K=
32
3
3.6 2.4
=
2.4 1.8
?
?
= 10.8；由表可知，温度升高K增大，说明平衡正向移动，
故正反应为吸热反应。答案为10.8、吸热；
(3)该反应前后气体体积可变，同温同容下，要使乙和丙为等效平衡，则必须满足等量等效，即用“一边倒”的方法将C、D转化为反应物A、B后，A、B的量必须与乙中A、B的量对应相等，起始时，向丙容器中加入C、D的物质的量分别为3mol、2mol，等效于A、B 的物质的量分别为3mol、1mol，故还需要加入的A的物质的量=6-3=3mol，加入的B的物质的量=3-1=2mol，答案为3mol、2mol。
点睛：本题考查化学反应速率计算、化学平衡常数、等效平衡等，难度中等，（3）中注意理解等效平衡规律，分清楚是等温等容还是等温压下的等效平衡，并且考虑化学方程式中反应前后气体的化学计量数的特点，然后利用规律求解。
15．C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。
0～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_____，溶液中的H+向_____极移动，t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是______。
【答案】2H++NO3-+e-=NO2+H2O 正铝在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步发生反应
【解析】
【分析】
【详解】
0到t1这段时间，由于金属活动性：Al>Cu，因此Al作负极，失去电子发生氧化反应，浓硝酸电离产生的NO3-在正极Cu上得到电子，发生还原反应产生NO2气体，正极反应式为
2H++NO3-+e-=NO2+H2O，溶液中的H+不断移向正极；t1时，由于室温下铝被浓硝酸氧化产生Al2O3，覆盖在金属Al表面，使Al不能进一步发生反应而发生钝化现象，阻碍铝进一步发生反应，此时铜与浓硝酸发生氧化还原反应，铜作负极，铝作正极，导致电子移动的方向发生偏转。
全国高考化学试题化学反应与能量专题汇编含答案与解析
2017年全国高考化学试题化学反应与能量专题汇编 Ⅰ—化学反应与能量变化 1．（2017?天津-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 【答案】A 【解析】发生的反应中存在元素的化合价变化，则为氧化还原反应，以此来解答。 A．光能转化为电能，不发生化学变化，与氧化还原反应无关，故A选； B．发生原电池反应，本质为氧化还原反应，故B不选； C．发生电解反应，为氧化还原反应，故C不选； D．发生氧化反应，故D不选． 【考点】氧化还原反应；反应热和焓变；原电池与电解池； 【专题】氧化还原反应专题；化学反应中的能量变化 【点评】本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握发生的反应及反应本质为解答关键，注意能量变化的形式，题目难度不大。 2．（2017?江苏-8）通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是 ①C(s) +H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H1=a kJ?mol﹣1 ②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H2=b kJ?mol﹣1 ③CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H3=c kJ?mol﹣1 ④2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=d kJ?mol﹣1 A．反应①、②为反应③提供原料气 B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C．反应CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H=d/2kJ?mol﹣1 D．反应2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=(2b+2c+d ) kJ?mol﹣1 【答案】C 【解析】A．反应③中的反应物为CO2、H2，由反应可知，反应①、②为反应③提供原料气，故A正确；B．反应③中的反应物为CO2，转化为甲醇，则反应③也是CO2资源化利用的方法之一，故B正确； C．由反应④可知，物质的量与热量成正比，且气态水的能量比液态水的能量高，则反应CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H≠d/2kJ?mol﹣1，故C错误； D．由盖斯定律可知，②×2+③×2+④得到2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)，则△H=(2b+2c+d) kJ?mol﹣1，故D正确； 【考点】盖斯定律及其应用；反应热和焓变； 【专题】化学反应中的能量变化 【点评】本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握反应的特点、反应中能量变化、盖斯定律应用为解答的关键，侧重分析能力和应用能力的考查，题目难度中等。 3．（2017?江苏-12）下列说法正确的是 A.反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的△H＜0，△S＞0 B.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀 C.常温下，K sp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+)≤5.6×10﹣4 mol?L—1 D.常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023 【答案】B C 【分析】A.合成氨反应为放热反应，△H＜0，且为气体体积减小的反应，则△S＜0，故A错误； B.导线连接锌块，构成原电池时Zn为负极，Fe作正极被保护，则可以减缓管道的腐蚀，故B正确； C. pH=10的含Mg2+溶液中，c （OH—）=10﹣4 mol?L—1，c（Mg2+）≤5.6×10—12/(10—4)2=5.6×10—4 mol?L﹣1，故C正确； D.常温常压下，Vm≠22.4L/mol，则不能利用氢气的体积计算物质的量及转移电子数，故D错误； 【考点】反应热和焓变及熵变；原电池；难溶电解质Ksp ；氧化还原反应。 【专题】化学反应中的能量变化 【点评】本题考查较综合，涉及反应热与焓变、原电池、难溶电解质Ksp的计算等，为高频考点，把握化学反应原理为解答的关键，侧重分析能力和应用能力的考查，注意选项④为易错点，题目难度中等。 4．（13分）（2017?北京-26）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下： 资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质
《化学反应与能量变化》教案
《化学反应与能量变化》教案 一、教学目标： 知识与技能 1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系 3、了解反应热和焓变的含义 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 过程与方法 1、通过化学反应的实质的回顾，逐步探究引起反应热内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法 2、通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析能力和主动探究能力 情感态度与价值观 激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点 二、教学重难点： 重点：化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写 难点：焓变，△H的“+”与“-”，热化学方程式的书写 三、教学方法： 教学中充分利用多媒体演示实验、实物感知、图表数据分析和多媒体计算机辅助教学等手段，充分调动学生的参与意识，注意利用图示的方式将抽象的内容形象化。师生共同创设一种民主、和谐、生动活泼的教学氛围，使学生敢于参与教学过程，敢于提出问题，敢于真正成为课堂的主人。 四、教学程序：
五、板书设计 第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化 一、反应热焓变 1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于焓变 2、符号：△H 3、单位：kJ/mol或kJmol-1 4、反应热表示方法：△H为“＋”或△H＞0时为吸热反应；△H为“一”或△H ＜0时为放热反应。 5、△H计算的三种表达式： (1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量 (2) △H == 生成的总能量–反应物的总能量 (3) △H == 反应物的键能之和–生成物的键能之和 二、热化学方程式(thermochemical equation) 1．定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。2．书写热化学方程式的注意事项： 4．热化学方程式的应用 六、教学反思： 本节课采用教师提问或学生互相交流的方式创设问题情境，学生以小组为单位进行讨论。这种方式既调动了学生的积极性又增加了内容的趣味性，激发了学生的集体荣誉感，培养了学生交流与合作的能力。学生们主动、积极地参与到活动中来，自由地表达着自己的观点，由此获得了成功的快乐和合作的愉悦。既符合化学学科的特点,也符合学生的心理和思维发展的特点。我认为本节最大的亮点是通过恰当的设计和引导，让学生在实验探究中提高学习兴趣，并轻松的获得知识，还启迪了学生的思维、培养了学生的动手能力和创新能力。让学生在实践中学会交流，学会合作，并认识到合作是学习的有效途径。更重要的是，给学生提供了充分展示自己的机会，实现了课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现了学生的主体地位，大大激发学生学习的积极性。
化学 化学反应与能量变化的专项 培优 易错 难题练习题
化学化学反应与能量变化的专项培优易错难题练习题 一、化学反应与能量变化练习题（含详细答案解析） 1．A、B、C、D、 E、F六种物质的相互转化关系如下图所示（反应条件未标出），其中反应①是置换反应，B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色：反应③中有水生成，反应②需要放电才能发生，A是—种极易溶于水的气体，A和D相遇有白烟生成。 (1)反应③的化学方程式为_______________________________________________。 (2)反应①中每生成1 molC，转移的电子数为_______________________________。 (3)A与D的水溶液恰好完全反应时，其生成物的水溶液呈性___________（填“酸”“碱”或“中’’），该水溶液中存在着如下关系，用粒子浓度符号填写： ①c(H＋)+_________＝c(OH－)+_____________； ②c(H＋)＝c(OH－)+_____________。 (4)元素X与组成B的元素同周期，X的单质既可与酸反应也可与碱反应且都生成H2，则 ①X的单质与碱反应的离子方程式____________________________________； ②X、空气、海水可以组成新型海水标志灯的电池。该种灯以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使X不断氧化而源源不断产生电流。则该新型电池的正极的电极反应式为 ___________________________；原电池的总反应方程式为__________________________。【答案】4NH3＋5O24NO＋6H2O 3.612×1024酸 c(NH4＋) c(Cl－) c(NH3·H2O) 2Al ＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3 【解析】 【分析】 B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色，因此B是氯气。A是—种极易溶于水的气体，A和D相遇有白烟生成，这说明A应该是氨气，D是氯化氢。由于氯气具有强氧化性，且反应①是置换反应，因此反应①是氯气与氨气发生的氧化还原反应，生成物是氮气与氯化氢，其中C是氮气。反应②需要放电才能发生，因此F是氧气，在放电的条件下与氮气反应生成NO，则E是NO。反应③中有水生成，所以该反应是氨气与氧气发生的催化氧化生成NO与水，结合题目要求和物质的性质可解答该题。 【详解】 B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色，因此B是氯气。A是—种极易溶于水的气体，A和D相遇有白烟生成，这说明A应该是氨气，D是氯化氢。由于氯气具有强氧化性，且反应①是置换反应，因此反应①是氯气与氨气发生的氧化还原反应，生成物是氮气与氯化氢，其中C是氮气。反应②需要放电才能发生，因此F是氧气，在放电的条件下与氮气反应生成NO，则E是NO。反应③中有水生成，所以该反应是氨气与氧气发生的催化氧化生
化学反应与能量的变化(第一课时 导学案)
编号:_______ 使用时间:_______年___ 月___日 班级：______ 小组：________ 姓名：_____________ 小组评价：______ 教师评价：______ 编写：刘红旗 审核：张先斌 审批：苏自先 选选修修四四：：第第一一章章 化化学学反反应应与与能能量量 第一节 化学反应与能量的变化 课内导学案（第1时） 学习目标 1、知道化学反应中的能量变化。 2、知道焓变，△H 的“+”与“一”。 3、掌握常见的吸热反应和放热反应的类型。 学习过程 【自主学习】 一、焓变 反应热 （一）焓变 1、焓（ ）是与______有关的物理量。在一定的条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓差值即_______（ ）决定。 2、反应在恒压条件下进行时，此时的反应热等于_______，用____表示，常用单位为_______。 （二）化学反应与能量变化的关系 1、反应热产生的原因：任何化学反应都有_______，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子的化学键_____时，需要克服原子间的_____作用，这需要_____能量；当原子重新结合成生成物分子时，即新化学健_____时，又要_____能量。 2、任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是 等的，在产生新物质的同时总是伴随着 的变化。即在一个化学反应中，同时遵守 守恒和 守恒两个基本定律。 3、化学反应中能量变化形式 化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一，一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换，通常表现为______的变化。 【教师引导学习】 1、化学反应的本质： 2、以H 2(g) + Cl 2(g) = 2HCl(g)为例，该反应的反应热为_________。
高考化学专题训练06化学反应与能量(详解版)
化学反应与能量 一、选择题 1．向4.0 L容器中充入0.70 mol SO2和0.40 mol O2,4 s末测得剩余SO2 0.30 mol，则v(O2)为() A．0.10 mol·L－1·s－1 B．0.025 mol·L－1·s－1 C．0.50 mol·L－1·s－1 D．0.012 5 mol·L－1·s－1 答案：D 【解析】Δn (SO2)＝0.7 mol－0.3 mol＝0.4 mol 则v(SO2)＝＝0.025 mol·L－1·s－1 故v(O2)＝1/2v(SO2)＝0.012 5 mol·L－1·s－1。 2．下列对化学反应的认识错误的是（） A．会引起化学键的变化 B．会产生新的物质 C．必然引起物质状态的变化 D．必然伴随着能量的变化 答案：C 【解析】选C。化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化学键的生成，在化学键变化过程中一定会伴随能量的变化和物质的变化，故只有C项错误。 3．下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是() A．该系统中只存在3种形式的能量转化 B．装置Y中负极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化 答案：C 【解析】本题主要考查的是电化学知识。A项，在该装置系统中，有四种能量转化的关系，即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化；B项，装置Y为氢氧燃料电池，负极电极反应为H2 －2e－+ 2OH－= 2H2O；C项，相当于用光能电解水，产生H2和O2，实现燃料（H2）和氧化剂（O2）的再生；D项，在反应过程中，有能量的损耗和热效应的产生，不可能实现化学能和电能的完全转化。综上分析可知，本题选C项。 4．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是() ①固体燃料粉碎②液体燃料雾化③煤经气化处理④通入足量的空气
化学反应与能量教学设计
化学反应与能量说课稿 一、教材分析 化学反应与能量的相关内容主要出现在必修2第二章第一节化学能与热能和选修4第一章化学反应与能量，通过认真分析教材的这部分内容，发现主要考点有宏观、微观分析化学反应中能量变化的原因，吸热反应、放热反应的判断，反应热、焓变、燃烧热，中和热等概念的理解，热化学反应方程式的书写和判断，盖斯定律和反应热的计算，以及能源等。 统观整个高中化学教材，除了以物质结构知识统帅整个化学教材外，还以化学变化中的能量变化来组织教材。其原因是化学反应过程的能量变化对人类十分重要。能源是人类生存和发展的重要物质条件。 本部分内容与后面电化学基础形成了一个能量转化的体系，使学生对化学反应中能量的变化有了整体认识。本节通过对化学能与热能相互转化的探讨，使学生感悟到化学反应在人类利用能源的历史过程中充当的关键角色，初步树立起科学的能源观，形成将化学能与热能相互转化的化学知识应用于生产、生活实践的意识，并引导学生形成与环境和谐共处，合理利用自然资源的概念。 考情分析：反应热已成为近几年高考全国卷的必考内容，主要在全国卷非选择题部分某一问中结合化学反应速率、化学平衡及工艺流程进行考查，考查内容常与盖斯定律的应用和反应热的计算有关。随着能源问题的日益突出，与新能源问题相关的考点也引起了关注。 命题趋向：预计在2019年高考中，反应热的考查内容将不断拓宽，对热化学方程式的书写及盖斯定律的应用要求会有所提高，另外试题会更加关注能源问题，以期引导考生形成与环境和谐共处，合理利用自然资源的概念。 三、学情分析 化学反应与能量在必修2和选修4中都有，学生在学习这部分内容时已经基本掌握了化学反应中能量变化的有关概念，能书写和判断简单的热化学方程式，并且可以根据公式计算
化学反应与能量变化总结
化学反应与能量变化单元总结 一、“串联电池”两大题型的解题攻略 原电池和电解池统称为电池,将多个电池串联在一起,综合考查电化学知识是近年来高考命题的热点,该类题目能够考查考生对解题方法的掌握情况,需要考生具有缜密的思维能力及巧妙的数据处理能力。 这类题目对知识点的考查主要包括以下方面:电极名称的判断、电极反应式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动、pH的变化、电解后电解质溶液的恢复及运用电子守恒处理相关数据等。正确判断电池种类和灵活运用整个电路中各个电池工作时各电极上转移电子数目相等是解决多池“串联”试题相关问题的关键。 二、“串联”类电池的解题流程 题型一:电解池与电解池的“串联”——有外接电源型 与电源负极相连的是阴极,根据“电解池串联时阴、阳极交替出现”原则正推电极,也可以通过装置中某极的变化、现象反推电极。 下图装置中a、b、c、d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是( )。
选项X Y A MgSO4CuSO4 B AgNO3Pb(NO3)2 C FeSO4Al2(SO4)3 D CuSO4AgNO3 A项中当X为MgSO4时,b极上生成H2,电极质量不增加,错误;C项中,X为FeSO4,Y为Al2(SO4)3,b、d极上均产生气体,错误;D项中,b极上析出Cu,d极上析出Ag,其中d极质量大于b极质量,错误。 B 题型二:原电池与电解池的“串联”——无外接电源型 多个电池“串联”在一起,但没有外接直流电源,其中一个装置是原电池,装置中两个电极活泼性差异较大的装置为原电池,较活泼的作负极,其余均为电解池。 烧杯甲中盛有0.1 mol·L-1的H2SO4溶液,烧杯乙中盛有0.1 mol·L-1的CuCl2溶液(两种溶液均足量),装置如图所示,下列说法不正确 的是( )。 ．．． A.甲中Fe极质量减少,C极有气体产生
化学反应与能量变化 复习导学案
第一章：化学反应与能量变化 【复习目标】： 1、能正确书写热化学方程式 2、理解原电池与电解池的原理（重点） 3、利用电子守恒进行计算（难点） 第一节化学反应的热效应 【自主复习1】 一、反应热的概念 1、化学上规定，当化学反应在_______________下进行时，反应所___________或___________ 的热量为该反应在此温度下的热效应。 2、符号__________________________ 3、单位__________________________ 二、中和热 在________________中,强酸和强碱反应生成________________放出的热量. 三、燃烧热 25摄氏度，101KPa__________纯物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量。 四、中和反应的反应热的测定实验 50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_________________________。 （2）烧杯间填满碎纸条的作用是_________________________。 （3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值_____________（填“偏大”“偏小”“无影响”）。 （4）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_____________（填“相等”“不相等”），所求中和热_____________（填“相等”“不相等”），（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_____________；（均填“偏大”“偏小”“无影响”） 五、焓变的计算方法 1、已知反应物和生成物的总能量_________________________ 2、已知反应物和生成物的键能_________________________
2020届二轮复习 化学反应与能量变化 专题卷(全国通用) (1)
专题突破化学反应与能量变化 一、选择题(本题包括10个小题,每小题6分,共60分) 1.(2019浙江台州中学高三统练)下列有关说法正确的是() A.储热材料芒硝可用于光—化学能的转换 B.发达国家采用的现代化垃圾焚烧处理法不能有效利用生活垃圾中的生物质能 C.利用微生物在光合作用下分解水,是制取氢气的一个重要研究方向 D.太阳能、可燃冰资源丰富,在使用时对环境无污染或很少污染,且可以再生,是最有希望的未来新能源 2.(2019河北衡水安平县安平中学高三期中)下列关于反应与能量的说法正确的是() A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,E反应物
D.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则0.5 mol H2SO4与0.5 mol Ba(OH)2反应一定放出57.3 kJ热量 4.(2019甘肃静宁一中高三模拟)下列说法正确的是() A.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-572 kJ·mol-1,则H2的燃烧热ΔH=-572 kJ·mol-1 D.500 ℃、30 MPa时,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-38.6 kJ·mol-1。在此条件下将1.5 mol H2和过量N2充分反应,放出热量19.3 kJ C.若将等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多 D.已知:2C(s)+2O2(g)2CO2(g)ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2,则ΔH1<ΔH2 5.(2019北京师大附中高三期中)中国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如下图所示。 下列说法不正确的是() A.该催化反应实现了太阳能向化学能的转化 B.阶段Ⅰ中,H2O2是氧化产物 C.每生成1 mol O2,阶段Ⅱ中转移2 mol电子 D.反应的两个阶段均为吸热过程 6.(2019山东山师大附中高三模拟)25 ℃、101 kPa时,有以下能量转化图,下列说法不正确的是() A.转化Ⅱ的热化学方程式2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·mol-1
高一化学反应与能量知识点总结
高一化学反应与能量知识点总结 一、在化学反应过程中，化学键的断裂需要吸收外界的能量，化学键的形成会向外界释放出能量，因此在化学反应中，参与反应的物质会伴随着能量的变化。 1、化学变化中能量变化的本质原因 ①当化学键键能越大，断开时所需的能量就越多，形成时所释放出的能量也越多。 ②化学反应中，反应物中的化学键（总键能E1）断裂时，吸收能量E1，在形成化学键变成生成物（总键能E2）时，放出能量E2。整个过程中，反应体系从外界吸收的能量为 ΔE=E1-E2 . 2、有的化学反应会吸收能量，有的化学反应会放出能量。 据图可知，一个化学反应是吸收能量 还是放出能量，决定于反应物总能量 与生成物总能量的相对大小。 3、任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也遵循能量守恒。反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应（化学能转化成热能）或吸热反应（热能转化成化学能）。 (E反：反应物具有的能量；E生：生成物具有的能量)： 4、放热反应和吸热反应 表现形式放热反应吸热反应 键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能 由1、2联系得键能越大，物质能量越低，越稳定；反之键能越小，物质能量越高，越不稳定， 图示
5、常见的放热反应和吸热反应 ☆常见的放热反应： ①所有的燃烧与缓慢氧化。②酸碱中和反应。③金属与酸反应制取氢气。 ④大多数化合反应（特殊：C＋CO2△ 2CO是吸热反应）。 注意：有热量放出未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。某些常见的热效应：放热：①浓硫酸溶于水②NaOH溶于水③CaO溶于水，其中属于放热反应的是③ ☆常见的吸热反应：①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如： C(s)＋H2O(g)△ CO(g)＋H2(g)。 ②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。 [思考]一般说来，大多数化合反应是放热反应，大多数分解反应是吸热反应，放热反应都不需要加热，吸热反应都需要加热，这种说法对吗？试举例说明。 点拔：这种说法不对。如C＋O2＝CO2的反应是放热反应，但需要加热，只是反应开始后不再需要加热，反应放出的热量可以使反应继续下去。Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但反应并不需要加热。 二、化学反应中化学能除了可以转化为热能，还可以转化为电能，因此，可以将化学反应用于电池中电能的生产源，由此制备将化学能转化为电能的装置------原电池。 1、原电池原理 （1）概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 （2）原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。（3）构成原电池的条件：①两种活泼性不同的电极 ②电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应） ③形成闭合回路 ④能自发地发生氧化还原反应 （4）电极名称及发生的反应： 负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应， 电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子 负极现象：负极溶解，负极质量减少。 正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应，
11 化学反应与能量的变化 学案 人教选修4
１.１化学反应与能量的变化学案人教选修４ 【学习目标】 1、知识与技能 ①、了解反应热、焓、焓变的概念、符号、单位 ②、掌握从两种角度判断放热反应、吸热反应的方法 ③、掌握从键能角度定量计算反应热的方法 2、过程与方法 积极讨论、踊跃展示、探究反应热与键能的关系 3、情感、态度、价值观 体验合作学习的乐趣、体验逻辑推理的乐趣 【学习过程】 一、重温旧知 典型的放热反应类型： 。 典型的吸热反应类型： 。 二、新课探究 1、焓变、反应热 （1）、反应热的概念： 思考1：液态H20转变为气态水时要吸收热量，吸收的热量是反应热吗？ 注意： 阅读教材P2第一、二自然段，完成下列填空： （2）焓：①、概念： ②、符号：③、单位： （3）焓变：①、概念： ②、符号：③、单位： 思考2：①、焓变与反应热的关系？ ②、化学反应的实质是什么？ 阅读教材P2第四、五自然段，仔细领悟图1-1，并思考如何用坐标图呈现图1-1内容： 0 反应过程0 反应过程1molH2与1molCl2反应能量变化示意图2molHI分解的能量变化示意图
思考3：①、对比反应过程中放出、吸收热量的数据，判断这属于那种类型的化学反应？ ②、从物质的总能量角度来看，放热反应必须满足什么条件？ ③、图中生成物总能量对应纵坐标在什么位置？在反应物总能量纵坐标的上方还是下方？ ④、从微观角度分析得出的结论和从物质总能量角度分析得出的结论是否一致？1molH2与1molCl2反应实际产生多少能量？ ⑤、反应热中“/mol”针对具体的物质吗？如果是，是针对那种物质呢？ ⑥、如果是2molH2与2molCl2反应，反应放出多少能量？反应过程中能量变化的总体趋势和此图一致吗？ 已知化学键的键能：H-H键436KJ/mol，H-I键298.7KJ/mol，I-I键152.7KJ/mol；请在坐标图上画出2molHI分解过程中的能量变化示意图。 （4）、结论： 反应类型从物质总能量的角度（宏观角度描述）从键能的角度（微观角度描述）放热反应 吸热反应 应用 H 0H 0 ③、从键能的角度计算反应热： 【课堂反馈】 1、下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（） A、Al与稀H2SO4反应 B、Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl反应 C、灼热的C与H2O蒸汽反应 D、CH4在O2中的燃烧反应 2、下列叙述正确的是（） A、木炭常温下不燃烧，加热才能燃烧，说明木炭的燃烧是吸热反应 B、焓变是1mol物质参加反应时的能量变化 C、C(石墨)=C(金刚石) ?H= +1.19KJ/mol，所以石墨比金刚石更稳定 D、放热反应的反应热总大于吸热反应的反应热 3、已知：1mol硅晶体中含有2molSi-Si键，1molSiO2晶体中含有4molSi-O键，试计算2molSi 完全燃烧时的?H= 。 4、已知生成4molNH3时放出184.8KJ能量，试计算N≡N键的键能为。
《化学反应与能量的变化》教案
高中化学选修四第一章 第一节《化学反应与能量的变化》 [教学目标]： 1、使学生了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收 是以发生的物质为基础的，能量的多少决定于反应物和生成物的质量； 3、了解反应热和焓变的含义； 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。 [重点、难点]：1、化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写； 2、△H的“+”与“-”。 [教学过程]： [引入]能量是推动人类进步的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源 之一（一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换）。所以，研究化 学反应中的能量变化，就显得极为重要。 引言:我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有 思考： （1）你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？ 活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应 反应物具有的总能量 > 生成物具有的总能量 （2）你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？ 多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧碳生成一氧化碳反应物具有的总能量 < 生成物具有的总能量 [讲述]我们不仅要知道化学反应是吸热还是放热，还要会表示它。 [提问] 1、如何表示化学反应热？ 2、△H（焓变）所表示的意义？ 3、用△H（焓变）如何表示放热还是吸热呢？ 【查阅资料和课本讨论后口述】
△H（焓变）即化学反应过程中所吸收或放出的热量 △H（焓变）=反应物的总键能-生成物的总键能=生成物的总能量-应物的总能量单位：kJ/mol △ H（焓变）〉0表示吸热反应 H（焓变）〈0表示放热 【引导】现在大家看到的都是直观和表面的信息，有没有更深层次的信息？或者我们将得到的信息稍稍处理一下，能否得到更有价值的信息呢？ [板书]一、反应热焓变 1、概念：化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或转换成相应的 热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。符号：ΔH，单位：kJ/mol 或 kJ?mol-1 2、反应热的表示方法： 反应热用ΔH表示，其实是从体系的角度分析的。 放热反应：体系环境，体系将能量释放给环境，体系的能量降低，因此，放热反应的ΔH＜0，为“－” 吸热反应：环境体系，体系吸收了环境的能量，体系的能量升高，因此， 吸热反应的ΔH＞0，为“＋” 化学变化过程中的能量变化见下图： 3、反应热与化学键键能的关系 能量 能量
化学反应与能量变化导学案
课题：化学反应与能量变化 [自学评价] 1、形形色色的反应都有对应的反应热，这些反应热数据都是通过实验测定的吗？ 2、怎样准确的获得“2C(s)+O2(g)==2CO(g)”的△H值？ [互动学习] 一、盖斯定律 问题一盖斯定律含义 大量事实证明，不管化学反应是一步完成，还是分几步完成，其反应热是_______的,即化学反应的反应热只与反应体系的_______和_______有关,而与反应的_______无关,这就是盖斯定律 问题二盖斯定律应用 间接计算某些反应（反应热无法直接测得）的反应热。若某个化学反应可由另外几个化学方程式相加而得到，那么该化学反应的焓变即为这几个化学反应的焓变的代数和。如： △H＝___________ [经典范例] 例1、已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－393.51kJ·mol-1 C(金刚石)+O2(g)＝CO2(g)；△H＝－395.41kJ·mol-1 据此判断，由石墨制备金刚石是___________（“放热”还是“吸热”）反应；等质量时石墨的能量比金刚石的___________（“高”还是“低”）； 例2、发射“神六”时用肼（N2H4）作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。已知： N2（g）+2O2（g）==2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol N2H4（g）+O2（g）==N2（g）+2H2O（g）△H=-534kJ/mol。下列关于肼和NO2反应的热化学方程式中，正确的是（） A、2N2H4（g）+2NO2（g）==3N2（g）+4H2O（l）△H=-1135.7kJ/mol B、2N2H4（g）+2NO2（g）==3N2（g）+4H2O（g）△H=-1000.3kJ/mol
化学反应与能量专题复习
《化学反应与能量》专题复习 一、建构知识网络 化学知识零碎,要注意按照知识得内在联系站在全章得角度,重新审视、整合知识,借组图表把零散得知识结构化、网络化,如本章内容,可以整合成如下框图: 二、整合重点知识 1、常见得吸热反应、放热反应 (1)常见吸热反应 ①大多数分解反应,②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应,③C+H2O 高温 CO+H2,④C+CO2 高温 2CO。 (2)常见放热反应 ①大多数化合反应,②燃烧,③中与反应,④活泼金属与酸反应,⑤铝热反应。 2、化学反应能量变化得原因 (1)微观角度 化学反应得本质就是旧化学键得破裂与新化学键得形成,断开化学键需要吸收能量,形成化学键需要放出能量。若断开化学键吸收得能量大于形成化学键释放得能量,反应为吸热反应;若断开化学键吸收得能量小于形成化学键释放得能量,反应为放热反应。 (2)宏观角度 一个确定得化学反应完成后就是吸收能量还就是放出能量,取决于反应物得总能量与生成物得总能量得大小关系。若E(生成物)>E(反应物) ,反应为吸热反应;若E(生成物) 第二章化学反应与能量 第一节化学能与热能 2.用化学方程式表示上述反应： Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O [ 步骤一：三组学生各取一套大小相同装置，分别做一个实验并记录实验现象和数据。 步骤二：汇总实验现象和数据并列表比较。 步骤三：对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？ HNO3+NaOH=NaNO3+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+KOH=KCl+H2O，H+ + OH- = H2O 由此可见，三个反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同，但是它们的反应本质相同，都是H+与OH-离子反应生成水的反应，属于中和反应，其离子方程式都是：H+ + OH- = H2O。所以，可提出推测，即中和反应都放热。由于三个反应中H+和OH-离子的量都相等，则生成水的量也相等，故放出的热量也相等（在上述三个实验中，温度上升的幅度接近）。 形成概念──酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。 热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式，有些化学反应表现为向环境放出热量，有些化学反应表现出向环境吸热。 1化学反应在发生过程中是吸热还是放热，决定于E(反应物的总能量)与E(生成物的总能量)的相对大小 总结：物质的燃烧一般是化学能转化成热能；但也有些化学反应相反。 2.化学能与电能、光能也可以相互转化。 第二节化学能与电能 二、化学能直接转化为电能的原理与装置 1.当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。 2.把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。 3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。 4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择。 Cu-Zn原电池实验： ① Cu、Zn分别插入稀硫酸中。② Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。③将Cu、Zn用导线连接起来。 ④在Cu、Zn导线之间接电流表。⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表。 [板书] Zn片发生氧化反应， Zn：Zn －2e ＝Zn２－负极 H+在Cu片上发生还原反应，Cu：2H++ 2e ＝H2↑正极 师：很好，总的离子反应方程式： Zn 2+ + 2H+ ＝Zn2+＋ H2↑ 2. Zn-Zn与稀硫酸进行实验。 3. Cu-石墨与稀硫酸进行实验。（在短时间内，不考虑氧气的作用） 4. Zn-石墨与稀硫酸进行实验。 5. Fe-Zn与稀硫酸进行实验。 6. Cu-Zn与乙醇进行实验。 7. Cu-Zn与一个西红柿进行实验。 8. Cu-Zn与两个西红柿进行实验 上述实验及现象以表格对比的形式呈现出来。 ①两极材料不同的各种现象。 ②不同溶液的各种现象。 ③电极在同一容器和不同容器中的现象。 第一节化学反应与能量的变化教学设计 【教学目标】: 知识与技能： 1、使学生了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收是以发生的物质为基础的，能量的多少决定于反应物和生成物的质量； 3、了解反应热和焓变的含义； 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。 过程与方法：通过化学反应的实质的回顾，逐步探究引起反应热效应内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法，通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析能力和主动探究能力 情感、态度与价值观：激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点 【重、难点】: 1、化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写； 2、△H的“+”与“-”。 【教学方法】: 视频引入，逐步抽象，揭示实质，清晰脉络关系，结合练习。【课时安排】:1课时 教学过程 热反应举实例帮助学生理解概念 A B 答：化学反应的反应热的因素有哪些？ [练习]1、1mol C与1mol 水蒸气反应生成1mol CO 和1mol H2，需要吸收131.5 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。 2、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是 A、2CH4( g )＋4O2( g )＝2CO2( g )＋4H2O ( l ) ΔH = +890 kJ/mol B、CH4＋2O2＝CO2＋H2O ΔH = －890 kJ/mol C、CH4 ( g )＋2 O2 ( g ) ＝CO2 ( g ) ＋2 H2O ( l ) ΔH = －890 kJ/mol D、1/2CH4 ( g )＋O2 ( g ) ＝1/2CO2 ( g ) ＋H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol 3、已知 （1）H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol （2）2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol （3）H2 ( g )＋1/2 O2 ( g ) ＝H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol （4）2H2 ( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol 则a、b、c、d的关系正确的是。 A、a 第一节化学反应与能量的变化 （第一课时） 【学习目标】1.了解反应热的概念，知道热效应与反应的焓变之间的关系。 2.知道反应热与化学键的关系。 3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。 【重点·难点】 重点：焓变、反应热的概念。 难点：从化学键角度认识化学反应能量变化的原因。 课前预习------自主学习教材独立思考问题 1．焓变 (1)焓变 ①概念：焓(H)是与内能有关的。在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的即焓变(ΔH)决定。 ②常用单位：。 (2)焓变与反应热的关系： 恒压条件下，反应的热效应等于焓变。因此，我们常用表示反应热。2．1 mol H2分子中的化学键断裂吸收436 kJ的能量，1 mol Cl2分子中的化学键断裂吸收243 kJ的能量，2 mol HCl分子中的化学键形成释放862 kJ的能量，则H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量为。 3．ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系 (1)放热反应：ΔH0(填“<”或“>”)，即ΔH为(填“＋”或“－”)。 (2)吸热反应：ΔH0 (填“<”或“>”)，即ΔH为(填“＋”或“－”)。 4．△H计算的表达式： 课内探究------合作探究重点互动撞击思维 一、探究： 1、对于放热反应：能量如何转换的？能量从哪里转移到哪里？ 体系的能量如何变化？升高还是降低？ 环境的能量如何变化？升高还是降低？ 规定放热反应的ΔH 为“－”，是站在谁的角度？体系还是环境？ 2、由课本P2 中H2+Cl2=2HCl反应热的计算总结出用物质的键能计算反应热的 数学表达式△H＝。 3、△H＜0时反应热△H ＞0时反应热 4、如何理解课本P3中△H =-184.6kJ/mol中的“/mol 5、由课本P3 中图1-2 总结出用物质的能量计算反应热的数学表达式 二、反思总结 1、常见的放热、吸热反应分别有哪些？ ①常见的放热反应有 ②常见的吸热反应有： 2、△H＜0时反应热△H ＞0时反应热 3、反应热的数学表达式：△H= 第一节化学反应与能量的变化 （第二课时） 【学习目标】 1.知道热化学方程式的意义。 2.知道影响反应热大小的因素。 3.会写热化学方程式。 4.能熟练判断热化学方程式的正误。 5.了解中和热的含义及测定方法。 【重点·难点】热化学方程式的书写。 课前预习------自主学习教材独立思考问题 一、热化学方程式 1．概念：能表示参加反应的和的关系的化学方程式叫做热化学方程式。 2．表示意义 (1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的变化，也表明了化学反应中的化学反应与能量课件
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