6.1.1化学反应与热能 讲义【新教材】2020-2021学年高一化学(人教版（2019）必修二,机构用).docx

1、高中化学人教版（2019）必修第二册【6.1.1化学反应与热能】【学习要点】吸热反应和放热反应/化学能与热能相互转化及其利用/从微观的角度认识化学反应中的能量变化/从宏观角度认识化学反应中的能量变化【知识梳理】1.常见的放热反应可燃物的燃烧反应（如甲烷在氧气中燃烧，氢气在氯气中燃烧）。活泼金属与酸或水的反应（如钠放入水中）。活泼金属氧化物与酸或水的反应（如溶于水）。酸和碱的中和反应（如与反应）。铝热反应（如和在高温下的反应）。（1） 绝大多数化合反应（如）。2.常见的吸热反应绝大多数分解反应（如）。铵盐和碱的反应，碳单质与二氧化碳的反应、碳单质与水的反应。含弱电解质离子的盐的水解反应。特别提醒

2、：（1） 吸热反应和放热反应均指化学反应。浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶于水是也放出热量，但不是放热反应；硝酸铵晶体溶于水、物质的电离也会吸收热量，但不是吸热反应。1、 吸热反应、放热反应与反应条件无必然关系。需要加热的反应不一定是吸热反应，如铝热反应、煤的燃烧等；不需要加热不一定是放热反应。3.化学反应中能量变化的计算方法（1） 计算方法化学反应的能量变化=反应物中化学键断裂吸收的总能量-生成物中化学键形成释放的总能量=生成物的总能量-反应物的总能量，若大于0，则为吸热反应；若小于0，则为放热反应。（2） 注意事项注意共价化合物中的共价键数目，如1mol中含有2molH-O键，1mol中含有2m

3、olH-O键和1molO-O键。计算时要注意化学计量数与共价键总数的关系，不能都按1mol计算，要根据实际配平的化学方程式计算反应物或生成物的总能量。【典例分析】例1.填写下表：化学反应能量转化形式CH4+2O2CO2+2H2O由_能转化为热能Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O由_能转化为_能CaCO3Ca+CO2由_能转化为_能6nH2O+6nCO2（C6H12O6）n+6nO2由_能转化为_能【答案】化学；化学；电；热；化学；光；化学 【解析】（1）CH4+2O2CO2+2H2O是将化学能转变为热能，故答案为：化学；热；（2）蓄电池放电时将化学能转变为电能，充电时将电能转变

4、为化学能，故答案为：放电：化学能转化为电能；充电：电能转化为化学能；（3）CaCO3CaO+CO2将热能转化为化学能，故答案为：热；化学；（4）6nH2O+6nCO2（C6H12O6）n+6nO2将光能转化为化学能，故答案为：光；化学例2.化学能的利用是化学研究的重要方面，化学能的利用包括化学能与热能、光能、电能的转化（1）化学能与光能的说法不正确的是_（填编号）A化石能源是远古太阳能转化为化学能而储存下来的B光能转化为化学能最重要的是植物的光合作用C利用太阳能分解水制取氢气是光能转化为化学能的过程D灯泡通电发光就是灯泡把化学能转化为光能的过程（2）化学能与热能已知：1molH2分子中化学键断

5、裂时需要吸收436kJ的能量1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量请写出氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是_（3）化学能与电能以H2为燃料可制成氢氧燃料电池 已知2H2（g）+O2（g）2H2O（l）H=572kJmol1某氢氧燃料电池释放228.8kJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化率为_如图是某笔记本电脑用一个乙醇燃料电池工作时的示意图乙池中的两个电极均为石墨电极，乙池中盛有100mL 3.00mol/L的CuSO4溶液请回答下列问题：a通入O2的电极的电极反应式是_b在此过程中，若乙池中

6、两电极产生的气体恰好相等时（假设标准状况下），理论上需通入_克乙醇【答案】D；H2（g）+Cl2（g）2HCl（g）H=183kJ/mol；80%；O2+2H2O+4e4OH；4.6 【解析】解：（1）A化石能源是远古太阳能转化为化学能而储存下来的，符合实际，故A正确；B植物的光合作用是将光能转化为化学能最重要的方式，故B正确；C利用太阳能分解水制取氢气是光能转化为化学能的过程，故C正确；D灯泡通电发光就是灯泡把电能转化为光能以及热能的过程，故D错误故选D（2）反应热=生成物的键能减反应物的键能=436kJmol1+243kJmol12431 kJmol1=183kJmol1 ， 故1mol氢

7、气与1mol氯气反应时放出热量为183kJ，H=183kJ/mol，故氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的H=183kJ/mol，即H2（g）+Cl2（g）2HCl（g）H=183kJ/mol，故答案为：H2（g）+Cl2（g）2HCl（g）H=183kJ/mol；（3）电池的能量转化率=100%=228.85722100%=80%，故答案为：80%；a、燃料电池中，通氧气的极是正极，该极上发生氧气得电子的还原反应，电极反应为O2+2H2O+4e4OH ， 故答为：O2+2H2O+4e4OH；b、乙池中阳极反应是4OH4eO2+2H2O，阴极反应依次是：Cu2+2eCu，2H+2eH2

8、 ， 当铜离子全部放电时，转移电子是0.6mol，设转移nmol电子时，两极上产生气体的体积相等，则两极上产生气体的物质的量等式表示为：0.25n=0.5（n0.6），解得n=1.2，根据反应C2H6O+3O22CO2+3H2O，在转移12mol电子时，消耗C2H6O的量为1mol，当转移1.2mol电子时，理论上消耗乙醇0.1moL，质量是4.6g，故答案为：4.6【能力提升】1.能量通常包括热能、电能、光能、机械能、化学能等，下列有关能量转化关系的判断错误的是( ) A.甲烷燃烧：化学能转化为热能和光能B.植物进行光合作用：太阳能转化为化学能C.二次电池放电：电能转化为化学能D.风力发电：

9、风能转化为机械能，机械能转化为电能2.下列选项中描述的过程能实现热能转化为化学能的是（ ） A.燃料电池B.火力发电C.铝热焊接D.煅烧石灰石3.下列图示的能量转化方式错误的是（ ） 选项ABCD图示太阳能热水器燃气燃烧干电池工作叶绿素光化作用能量转换方式太阳能转化为热能化学能转化为热能、光能电能转化为化学能太阳能转化为化学能A.AB.BC.C D.D4.下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（ ） A.电烤箱B.铅蓄电池C.燃气灶D.硅太阳能电池5.化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述错误的是（ ） A.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成B.能量变化是化学反应的基本特征之一

10、C.图I所示的装置能将化学能转变为电能D.图II所示的反应为放热反应【参考答案】1.【答案】 C 【解析】A甲烷在氧气中剧烈燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热，所以该过程中除了将化学能转化为热能外，还有一部分化学能转化为光能，故A不符合题意； B光合作用是植物把接收到的光能转化为化学能贮存起来，故B不符合题意；C二次电池放电，化学能转化为电能，故C符合题意；D风力发电主要是将风能转化为风轮的机械能，再通过发电机转化为电能，故D不符合题意；故答案为：C。 B.光合作用是绿色植物通过叶绿体利用光能把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程； C.原电池放电为化学能转化为电能； D.

11、风使机器转动，转化为机械能，机械能再转化为电能。2.【答案】 D 【解析】A燃料电池由化学能转化为电能，故A不符合题意； B火力发电由化学能转化为热能，热能转化为电能，故B不符合题意；C铝热焊接由化学能转化为热能，故C不符合题意；D煅烧石灰石由热能转化为化学能，故D符合题意；故答案为：D。3.【答案】 C 【解析】A.太阳能热水器将太阳能转化为热能，不符合题意； B.燃气的燃烧将化学能转化为热能和光能，不符合题意； C.干电池将化学能转化为电能，符合题意； D.叶绿素的光合作用将太阳能转化为化学能，不符合题意。 故答案为：C 4.【答案】 C 【解析】A. 电烤箱将电能转化成热能，故A不符； B. 铅蓄电池是将化学能转化为电能，故B不符；C. 燃气灶是将化学能转化为热能，故C符合；D. 硅太阳能电池是将光能转化为电能，故D不符；故答案为：C。 5.【答案】 C 【解析】A.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成，因为断裂旧键要吸收能量、形成新键要放出能量，A不符合题意； B.能量变化是化学反应的基本特征之一，B不符合题意；C.图I所示的装置不是原电池，故不能将化学能转变为电能，C符合题意；D.图II所示的反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，故为放热反应，D不符合题意；故答案为：C。（2）