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2024年普通高中学业水平考试 第12讲 化学反应与能量变化课件PPT
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这是一份2024年普通高中学业水平考试 第12讲 化学反应与能量变化课件PPT，共24页。PPT课件主要包含了要点导引·定锚点，教材研析·固基础，化学反应与热能，化学反应与电能，实战演练·微知著，Ag2O等内容，欢迎下载使用。
1.放热反应与吸热反应
2.化学反应中能量变化的原因
3.能源的开发利用(1)化石燃料面临的两个问题:短期内不可再生,储量有限;燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等造成大气污染。(2)节能:主要是充分有效地利用能源。如在燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率,在能量利用阶段提高能源利用率。(3)理想的新能源:应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点。如:太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
1.原电池(1)定义:把化学能转化为电能的装置叫做原电池。(2)铜锌原电池的工作原理。
(3)原电池的构成条件。①有一个自发的氧化还原反应。
③有电解质溶液或熔融状态电解质。④形成闭合回路。
(4)电极反应式与电池方程式的书写方法。
2.常见的化学电池(1)一次电池:放电后不能充电。如锌锰干电池,锌筒作负极、石墨棒作正极、氯化铵糊作电解质溶液。(2)二次电池:放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态,从而实现放电与充电的循环。如铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。铅酸蓄电池的反应情况如下:
(3)燃料电池:是一种将燃料(如H2、CH4、乙醇)和氧化剂(如O2)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置,具有清洁、安全、高效等特点。如氢氧燃料电池(KOH溶液为电解液)的反应情况如下:负极:2H2+4OH-―4e-══4H2O正极:O2+2H2O+4e-══4OH-总反应:2H2+O2══2H2O
1.(2021年7月浙江学考第16题)在25 ℃和101 kPa条件下,断开1 ml H2(g)中的化学键要吸收436 kJ的能量,断开1 ml Cl2(g)中的化学键要吸收243 kJ的能量,形成2 ml HCl(g)中的化学键要释放862 kJ的能量。下列说法正确的是( )A.H(g)和Cl(g)形成HCl(g)的过程要吸收能量
B.等质量的HCl(l)与HCl(g)具有相同的能量C.H2(g)+Cl2(g) ══2HCl(g)的能量关系可用右图表示D.在H2和Cl2的反应过程中,断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量
【解析】H(g)和Cl(g)形成HCl(g)的过程就是形成H—Cl,会放出能量,A不正确;等质量的HCl(l)与HCl(g),后者能量高,B不正确;根据题给信息可计算每生成2 ml HCl(g)的能量变化:436 kJ+243 kJ-862 kJ=-183 kJ,说明在H2和Cl2的反应过程中,断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量,该反应为放热反应,反应物能量高于生成物能量,C正确、D不正确。【答案】C
2.(2021年7月浙江学考第17题)某兴趣小组以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池,装置如图,实验所得数据如表:
电池工作时,下列说法不正确的是( )A.化学能主要转化为电能B.负极的电极反应为Zn-2e-══Zn2+C.电子从锌片经水果流向铜片D.水果种类和电极间距离对电流的大小均有影响
【解析】该装置为原电池,化学能转化为电能,A正确;锌为负极,发生的电极反应为Zn-2e-══Zn2+,B正确;电子从锌片经导线流向铜片,C不正确;从数据分析可知,水果种类和电极间距离对电流的大小均有影响,D正确。【答案】C
3.(2022年7月浙江学考第16题)下列属于放热反应的是( )A.氢氧化钡晶体与氯化铵反应B.碳酸氢钠受热分解C.镁条与盐酸反应D.灼热的炭与二氧化碳反应
【解析】氢氧化钡晶体与氯化铵反应、碳酸氢钠受热分解、灼热的炭与二氧化碳反应均为吸热反应,镁条与盐酸反应为放热反应。故选C。【答案】C
4.(2022年7月浙江学考第17题)常见的锌锰干电池构造示意图如图所示。下列说法不正确的是( )
【解析】锌锰干电池工作时将化学能转化为电能。故选D。【答案】D
5.在一个小烧杯里加入研细的20 g Ba(OH)2·8H2O晶体,如图所示。将此小烧杯放在事先滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向小烧杯中加入10 g NH4Cl晶体,并用玻璃棒快速搅拌。
(1)实验中要用玻璃棒搅拌的原因是______________________________。 (2)该实验中观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外,还有一个现象是______________________________。该现象可以证明该反应为_________ (填“吸”或“放”)热反应。
使混合物充分接触并发生反应
玻璃片因结冰而与小烧杯粘在一起
6.电子表和电子计算器中所用的是银锌纽扣电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解液为KOH溶液,工作时电池总反应为Ag2O+Zn+H2O══2Ag+Zn(OH)2。(1)工作时电流从_________ (填“Ag2O”或“Zn”,下同)极流向________极。 (2)电极反应:正极____________________________,负极_______________________。
【解析】根据电池总反应,Zn为负极,电极反应为Zn-2e-+2OH-══Zn(OH)2;Ag2O为正极,电极反应为Ag2O+2e-+H2O══2Ag+2OH-。
Ag2O+2e-+H2O══2Ag+2OH-
Zn-2e-+2OH-══Zn(OH)2
1.放热反应与吸热反应
2.化学反应中能量变化的原因
3.能源的开发利用(1)化石燃料面临的两个问题:短期内不可再生,储量有限;燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等造成大气污染。(2)节能:主要是充分有效地利用能源。如在燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率,在能量利用阶段提高能源利用率。(3)理想的新能源:应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点。如:太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
1.原电池(1)定义:把化学能转化为电能的装置叫做原电池。(2)铜锌原电池的工作原理。
(3)原电池的构成条件。①有一个自发的氧化还原反应。
③有电解质溶液或熔融状态电解质。④形成闭合回路。
(4)电极反应式与电池方程式的书写方法。
2.常见的化学电池(1)一次电池:放电后不能充电。如锌锰干电池,锌筒作负极、石墨棒作正极、氯化铵糊作电解质溶液。(2)二次电池:放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态,从而实现放电与充电的循环。如铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。铅酸蓄电池的反应情况如下:
(3)燃料电池:是一种将燃料(如H2、CH4、乙醇)和氧化剂(如O2)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置,具有清洁、安全、高效等特点。如氢氧燃料电池(KOH溶液为电解液)的反应情况如下:负极:2H2+4OH-―4e-══4H2O正极:O2+2H2O+4e-══4OH-总反应:2H2+O2══2H2O
1.(2021年7月浙江学考第16题)在25 ℃和101 kPa条件下,断开1 ml H2(g)中的化学键要吸收436 kJ的能量,断开1 ml Cl2(g)中的化学键要吸收243 kJ的能量,形成2 ml HCl(g)中的化学键要释放862 kJ的能量。下列说法正确的是( )A.H(g)和Cl(g)形成HCl(g)的过程要吸收能量
B.等质量的HCl(l)与HCl(g)具有相同的能量C.H2(g)+Cl2(g) ══2HCl(g)的能量关系可用右图表示D.在H2和Cl2的反应过程中,断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量
【解析】H(g)和Cl(g)形成HCl(g)的过程就是形成H—Cl,会放出能量,A不正确;等质量的HCl(l)与HCl(g),后者能量高,B不正确;根据题给信息可计算每生成2 ml HCl(g)的能量变化:436 kJ+243 kJ-862 kJ=-183 kJ,说明在H2和Cl2的反应过程中,断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量,该反应为放热反应,反应物能量高于生成物能量,C正确、D不正确。【答案】C
2.(2021年7月浙江学考第17题)某兴趣小组以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池,装置如图,实验所得数据如表:
电池工作时,下列说法不正确的是( )A.化学能主要转化为电能B.负极的电极反应为Zn-2e-══Zn2+C.电子从锌片经水果流向铜片D.水果种类和电极间距离对电流的大小均有影响
【解析】该装置为原电池,化学能转化为电能,A正确;锌为负极,发生的电极反应为Zn-2e-══Zn2+,B正确;电子从锌片经导线流向铜片,C不正确;从数据分析可知,水果种类和电极间距离对电流的大小均有影响,D正确。【答案】C
3.(2022年7月浙江学考第16题)下列属于放热反应的是( )A.氢氧化钡晶体与氯化铵反应B.碳酸氢钠受热分解C.镁条与盐酸反应D.灼热的炭与二氧化碳反应
【解析】氢氧化钡晶体与氯化铵反应、碳酸氢钠受热分解、灼热的炭与二氧化碳反应均为吸热反应,镁条与盐酸反应为放热反应。故选C。【答案】C
4.(2022年7月浙江学考第17题)常见的锌锰干电池构造示意图如图所示。下列说法不正确的是( )
【解析】锌锰干电池工作时将化学能转化为电能。故选D。【答案】D
5.在一个小烧杯里加入研细的20 g Ba(OH)2·8H2O晶体,如图所示。将此小烧杯放在事先滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向小烧杯中加入10 g NH4Cl晶体,并用玻璃棒快速搅拌。
(1)实验中要用玻璃棒搅拌的原因是______________________________。 (2)该实验中观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外,还有一个现象是______________________________。该现象可以证明该反应为_________ (填“吸”或“放”)热反应。
使混合物充分接触并发生反应
玻璃片因结冰而与小烧杯粘在一起
6.电子表和电子计算器中所用的是银锌纽扣电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解液为KOH溶液,工作时电池总反应为Ag2O+Zn+H2O══2Ag+Zn(OH)2。(1)工作时电流从_________ (填“Ag2O”或“Zn”,下同)极流向________极。 (2)电极反应:正极____________________________,负极_______________________。
【解析】根据电池总反应,Zn为负极,电极反应为Zn-2e-+2OH-══Zn(OH)2;Ag2O为正极,电极反应为Ag2O+2e-+H2O══2Ag+2OH-。
Ag2O+2e-+H2O══2Ag+2OH-
Zn-2e-+2OH-══Zn(OH)2
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