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先进节 化学能与热能
1.从能量的角度看，断开化学键要 吸收能量 ，形成化学键要 释放能量 。一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于 反应物总能量与生成物总能量的相对大小 。
2.从能量形式上看，化学反应中的能量变化通常表现为 热量 的变化，所有的燃烧反应都要 释放 热量。
3.生活中和生产上较常用的燃料里所含的主要元素有 C、H ，它们在燃烧后生成的化合物主要是 CO2、H2O 。
4.下列反应中，属于放热反应的是②③④⑤⑥ ，属于吸热反应的是 ① 。
①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO) ②燃烧木炭取暖 ③炸药爆炸
④酸与碱的中和反应 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥食物因氧化而腐败
5.下列说法中，错误的是( D )
A.人类目前所直接利用的能量大部分是由化学反应产生的
B.煤、石油、天然气是当今世界较重要的三种化石燃料
C.我国目前较主要的能源是煤炭
D.人体运动所消耗的能量与化学反应无关
6.下列说法中，错误的是( C )
A.化学反应必然伴随发生能量变化
B.化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
C.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D.能量变化是化学反应的基本特征之一
7.金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质(同素异形体)。在100 kPa时，1 molC(石墨)转化为金刚石，要吸收1.895kJ的热能。据此，试判断在100 kPa压强下，下列结论正确的是( AD )
A.石墨比金刚石稳定
B.金刚石比石墨稳定
C.1 mol C(石墨)比1 mol C(金刚石)的总能量高
D.1 mol C(石墨)比1 mol C(金刚石)的总能量低
8.阅读下面的叙述，回答有关问题。
“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质能”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放用能方式正在被现代科学技术所改变。
(1)下面有关“生物质能”的说法，不正确的是( D )
A.利用生物质能就是间接利用太阳能
B.生物质能源是可再生的能源
C.生物质能源是解决农村能源的主要途径
D.生物质能的缺点是严重污染环境
解：A.生物质具有的能量是植物光合作用形成的，故A正确;
B.生物质能源取之不尽、用之不竭，是可再生能源，故B正确;
C.农村有丰富的生物质能，故C正确;
D.生物质能不污染环境，相反能减少污染，故D错误.
故选D.
(2)沼气是有机废弃物(树叶、秸秆、草类及垃圾、粪便等)在隔绝空气的条件下发酵分解而成的气体，主要成分是甲烷。农村沼气池中发酵后的池底剩余物是很好的沤肥。下面有关结论中，错误的是( D )
A.沼气是一种清洁的能源 B.使用沼气作能源可以保护森林
C.使用沼气给农民的生活带来了不便 D.使用沼气是对化学能的充分利用
9.某反应是放热反应，所放出的热能从何而来?某反应是吸热反应，且所吸收的热能由外加热源(如酒精灯)提供，提供的热能主要起什么作用?
答案：主要是用来破坏化学键的; 吸热反应 生成的新物质间的化学键能量高于反应物的总量，由外加热源(如酒精灯)提供的热能主要作用破坏反应物中的化学键
10.下面是两位同学关于吸热反应和放热反应的对话，你同意哪位同学的说法?请陈述理由。
甲同学：凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应。
乙同学：不一定。有些反应在启动时要加热，反应开始后不再加热就能继续进行，如燃烧反应，这类反应属于放热反应。
[提示：在讨论这个问题时，要分清温度和热量两个不同的概念。加热可以是为了提高温度，也可以是为了给反应系统提供热能(供转化为化学能之用)。]
参考答案：我同意乙同学的说法，反应放热还是吸热与反应条件无关，主要取决于反应物和生成物能量的相对大小，需要加热的反应只是为了给化学键的断裂提供能量，反应一旦开始就不需要再供能了
11.研究表明，在一定温度和压强条件下，2 mol H2(g)和1mol O2(g)完全化合生成2 mol H2O(g)所放出的热量：①与在相同条件下2 molH2O(g)完全分解为2 mol H2(g)和1 molO2(g)所吸收的热量在数值上相等;②是相同条件下1molH2(g)和0.5 molO2(g)完全化合生成1 mol H2O(g)所放出热量的2倍;③比在相同条件下2 mol H2(g)和1 molO2(g)完全化合生成2mol H2O(1)所放出的热量少。由此，你可得出哪些结论?
参考答案：①与在相同条件下2mol H2O (g) 和 1mol O2(g)所吸收的热量在数值上相等;
---结论：正反应放热,逆反应则吸热!
②是相同条件下1mol H2 (g) 和0.5mol O2(g)完全化合生成1mol H2O (g) 所放出的热量的2倍;
---相同条件下的反应热与物质的量成正比!
③比在相同条件下2mol H2 (g)和 1mol O2(g)完全化合生成2 mol H2O (l)所放出的热量少.
---反应热与物质的状态有关!
12.已知在25℃、1.013×105Pa下，1 mol CH4充分燃烧(C转化为CO2气体，H转化为液态水)放出的热量为890 kJ;使1 kg水的温度升高1℃需热量4.18kJ。
(1)1 m3(标准状况)甲烷在25℃、1.013×105Pa条件下充分燃烧(生成CO2气体和液态水)，释放出的热能是多少?
(2)若用1 m3(标准状况)甲烷在25℃、1.013×105Pa条件下充分燃烧所释放的热能加热温度为25℃的水，若热量损失为20%，可使多少干克水沸腾?
答案：(1) 1m3(标准状况)甲烷的物质的量是1000/22.4=44.64mol
放出的热量是44.64×890Kj=39729.6Kj
(2)水吸收的热量Q吸=39729.6Kj×20%=7945.9Kj使1kg水的温度升高75℃需热量4.18×75kJ=313.5Kj
可使水沸腾的质量为7945.9/313.5=25.4Kg
第二节 化学能与电能
1.原电池中发生的化学反应属于氧化还原反应 ，原电池将 化学 能转化为 电能。其中，电子流出的一极是原电池的负 极，该极发生 氧化 反应，电子流入的一极是原电池的 正 极，该极发生 还原 反应。原电池中电解质溶液的作用是 导电，使内电路形成闭合电路 。
2.现有A、B、C、D四种金属片，①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，A上有
气泡产生;②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，D发生还原反应;③把A、C用导
线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电子流动方向为A→导线→C。根据上述情况，回答下列问题：
(1)在①中，金属片 A 上 发生氧化反应;
(2)在②中，金属片 C 作负极;
(3)如果把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液，则金属片 D 上有气泡产生;
(4)上述四种金属的活动性顺序是 B>A>C>D 。
3.下列关于充电电池的叙述，不正确的是( B )
A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应
B.充电电池可以无限制地反复放电、充电
C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
D.较长时间不使用电器时，较好从电器中取出电池，并妥善存放
分析：A、充电电池的化学反应有化合价的变化，所以是氧化还原反应，故A正确.
B、充电电池属于二次电池，但并不是可以无限制地反复充电、放电，故B错误.
C、充电过程的反应物是放电过程的生成物，所以充电是使放电的氧化还原反应逆向进行，故C正确.
D、果用电器较长时期内不再使用，较好将电池取出并放于低温，干燥的地方，如果不这样，即使用电器被关掉，系统仍会使电池有一个低电流输出，这会缩短电池的使用寿命，故D正确.
4.下列各组材料中，不能组成原电池的是( C )
5.氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：
2H2+4OH--4e-==4H2O
O2+2H2O+4e-==4OH-
据此作出判断，下列说法中错误的是(D )
A.H2在负极发生氧化反应 B.供电时的总反应为：2H2+O2==2H2O
C.产物为无污染的水，属于环境友好电池D.燃料电池的能量转化率可达100%
6.一次性电池与充电电池有何根本区别?原因何在?
答案：一次性电池中的氧化还原反应是不可逆的，放完电后就不能再使用。而蓄电池中的氧化还原反应是可逆的，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使生成物恢复原状。
7.如何判别干电池的正、负极?
电池的正、负极的判断方法：
①由组成原电池的两极的电极材料判断。一般是活泼的金属是负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属是正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子流向的极为负极。
④根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
⑤根据原电池两极发生的现象来判断。一般质量减少的是负极，质量增加或有气泡产生的为正极。
8.废电池为什么不能随意丢弃?正确的处理方式是什么?
答案：因为废旧电池对环境污染很严重，一节电池可以污染万立方米的水。有的甚至说废电池随生活垃圾处理可以引起诸如日本水俣病之类的危害，还有一节1号废电池就可以使一平方土地荒废等，这些报道在社会上引起了很大反响，有很多热爱环保的人士和团体开展或参加了回收废电池的活动。
处理方法：1、用废弃电池锌皮制取硫酸锌晶体。2、第二层的化学物质中的成分很复杂，只有用先进的机器才能从中提取出有关成分，再制成有用的东西。日本也曾经有一间这样的工厂，把废电池回收，从中提取出汞，但一吨废电池较多可以提取几十千克的汞，所以这间工厂较后由于投资大，回收小而破产倒闭。
3、电池的较里面的是石墨碳棒，其也有很大的作用，回收后有很大的经济价值。如果从石墨上削下一些粉末，用手摸一下，有滑腻的感觉。石墨的这个性质决定了它可以被用作润滑剂
简单处理方法：统一放在一起，然后送回指定的废旧电池回收处。
9.调查以下项目：常用化学电池的种类、名称、形状、电极、电解质、电压、可否再充电、价格、存放期、特点、用途、回收途径等。列表进行比较或写成调查报告，然后全班展示(如墙报形式)或座谈交流。
可采用以下调查形式中的一种或两种：
①到图书馆或上互联网查阅资料;
②到附近商场进行调查;
③在家庭或到附近单位及社区进行调查。(自己思考)
10.化学电池是一种可移动或便携式电源，它存在以下几方面的不足：
①电压较低(有时只能采用串联的方式来解决);
②寿命较短[只能采用替换或不断充电(可充电电池)的方法来满足需要];
③存放期有限。
有人认为化学电池的这三个方面的不足，是由它的工作原理(包括电学原理)所决定的，也有人认为这是化学电池的制造技术不完善所造成的。你的看法和依据是什么?请与同学交流、讨论。
参考答案：化学电池的不足：化学电池的理论电压是由两极间失电子能力差所决定的，所以化学电池电压低是其固有的特征，无法改变;采用串联的方式可以使电压增大。 化学电池的寿命：一次电池放电结束，寿命即告终结;充电电池的寿命比一次电池寿命长，但充放电次数一般也在数千次;燃料电池的寿命是较长的，只要装置维护正常，供应燃料就可以一直使用下去。 化学电池在存放过程中，极容易变质或发生氧化还原反应，一般应采取低温干燥保存。
第三节 化学反应的速率和限度
1.根据已有知识和经验，填写下表。
影响反应速率的因素如何影响实例
温度温度高速率快食物在夏天容易变质
浓度浓度大速率快硫在氧气中比空气中燃烧剧烈
固体表面积表面积大速率快碳酸钙粉末与盐酸反应比块状碳酸钙快
催化剂一般加催化剂速率快过氧化氢中加入二氧化锰迅速产生大量气泡
2.工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400～500℃下的催化氧化：2SO2+O2=2SO3，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法中错误的是( D )
A.使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率
B.在上述条件下，SO2不可能100%地转化为SO3
C.为了提高SO2的转化率，应适当提高O2的浓度
D.达到平衡时，SO2的浓度与SO3的浓度相等
3.氢气是21世纪极有前途的新型能源，是各国研究的热点之一。氢能开发的首要问题是研究如何以水为原料制取氢气。以下研究方向中你认为可行的是(D )
A.大量建设水电站，用电力分解水制取氢气
B.设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生氢气
C.寻找更多的化石燃料，利用其燃烧放热，使水分解产生氢气
D.寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
4.生产面粉的工厂都要挂上“严禁烟火”的警示牌，请分析其原因。
答案：面粉厂空气中充满面粉粉尘，这些面粉粉尘是颗粒极小、总表面积巨大的有机物，与空气充分接触，非常容易被引燃而发生爆炸。
5.已知KClO3(氯酸钾)在发生分解反应时会释放出O2并生成KCl，但反应速率较低。
(1)你设想一下，有哪些条件可能提高KClO3的分解反应速率?
(2)写出KClO3分解反应的化学方程式。
答案：(1)能提高KClO3的分解反应速率的方法有加热、加催化剂
(2)2KClO3==二氧化锰，加热==2KCl+3O2↑
6.按下表所列项目，对自己家里的灶具等进行调查分析，如实填写并与家长及同学学交流。
答案：(仅供参考)红日牌煤气灶.液化石油气(或管道石油气，或管道煤气).调节出气量和进O2量.增大进O2量，减小出气量;用抽油烟机吸走废气.有漏气的危险.请发明人或科学家研制煤气或石油气泄漏预警系统.
7.了解家里存放各种食物的方法，比较其优点和不足，分析可能存在的问题，与家长讨论可行的改进措施并付诸实施。
存放食物的方法评价
自然放置，不采取任何措施不费电，不费力，但容易腐败
冬天放在阴面的阳台外面，利用室外低温保存食物省电，环保，但取用不太方便
放在冰箱中保存费电，取用方便，不环保
将食物煮熟后保存费力，取用方便
将食物腌制或干制费力，取用方便，环保，有时有特殊风味，但食物新鲜感下降
复题目
1.已知化学能与其他形式的能可以相互转化。回答下列问题。
(1)化学能与其他形式的能相互转化的途径是 化学反应 。
(2)填写下表：
答案：①化学能转化为热能 ②放电时化学能转化为电能，充电时电能转化为化学能
③热能转化为化学能 ④光能转化为化学能
(3)上述反应中属于氧化还原反应的是(填序号) ①②④ 。
2.回答下列问题。
(1)为防止碳素钢菜刀生锈，使用后特别是切过咸菜后，应采取的简易措施是 洗净擦干 。
(2)铁与硫可以在一定条件下发生化合反应：Fe+SFeS。该反应属于放热反应，不需要催化剂。现有块状的铁和硫黄，欲进行反应实验，反应前宜采取的措施是 ，目的是： 。
答案：将块状的铁粉和硫磺粉碎成粉状,目的是使得铁粉和硫磺充分接触
3.C、CO、CH4、C2H5OH是常用的燃料，它们每1 mol分别完全燃烧生成CO2(g)及H2O(1)时，放出的热量依次为393.5 kJ、283.0kJ、890.3 kJ、1366.8kJ。相同质量的这4种燃料，完全燃烧时放出热量较多的是(C )
A.C B.CO C.CH4 D.C2H5OH
4.关于右图所示装置的叙述，错误的是( C )
A.锌是负极，其质量逐渐减小
B.氢离子在铜表面被还原，产生气泡
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.电子从锌片经导线流向铜片
5.1 mol C、1mol CO分别按下式反应(燃烧)：
C(s)+O2(g)==CO(g) 放热110.5 kJ
CO(g)+O2(g)==CO2(g) 放热283.0 kJ
C(s)+O2(g)==CO2(g) 放热393.5 kJ
分析上述化学方程式及有关数据，回答下列问题。
(1)请用数据说明：煤炭充分燃烧是为了节约能源并减少对环境的污染。
答案：C(s)+1/2O2(g)==CO(g) 放热110.5 kJ
C(s)+O2(g)==CO2(g) 放热393.5 kJ
由以上两个方程式可知1molC完全燃烧释放出的能量都，所以煤炭充分燃烧就是节约能源，同时充分燃烧的产物是CO2不污染环境
(2)单质碳通过先与氧气反应生成CO(g)，再与氧气反应生成CO2(g)，所放出的热量之和与相同质量的碳与氧气完全反应生成CO2(g)所放出的热量有何关系?你据此有何猜想，请通过查找资料予以检验。
答案：单质碳通过先与氧气反应生成CO(g)，再与氧气反应生成CO2(g)，所放出的热量之和与相同质量的碳与氧气完全反应生成CO2(g)所放出的热量相同，用盖斯定律可以解释
6.实验室常用大理石与稀盐酸反应制取CO2。不用纯碱与盐酸或硫酸反应制取CO2的考虑①纯碱比大理石(或石灰石)成本高，不经济;②反应速率太快，难于控制和收集。但反应除可以通过改变反应条件来控制。作为研究，请你提出用纯碱与盐酸反应制取CO2的适宜途径，并用实验来检验你的设计。
分析：由于反应快难于控制和收集，所以改变反应条件的目的是让反应变慢或可以控制，而如果盐酸浓度太低会使产生气体量太少，所以考虑用分液漏斗滴加盐酸的方法。
一个可行性方法：
所需仪器：锥形瓶(或圆底烧瓶) 双孔塞 分液漏斗
在锥形瓶中注入适量的纯碱溶液，上塞双孔塞，一孔插入分液漏斗，一孔插入导气管。实验室时，可通过分液漏斗调节注入稀盐酸的量，从而达到控制反应的目的。
7.锂电池是广泛使用并不断发展的新型电池。
(1)锂电池用金属锂或锂的合金作为电极材料，在电池中它是正极还是负极?理由是什么?
(2)根据你的已有知识及查阅有关资料，归纳锂电池的优点。
答案：(1)负极,因为锂肯定发生氧化反应,给出电子,所以是负极.
(2)锂电池没有毒啊.而且性能好啊.
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