新人教版 化学第二册 第六章 第一节化学反应与能量变化

知识点总结 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能 燃料燃烧释放的热量
知识点
1、 化学反应中能量变化的主要形式：
①化学能与热能 主要为燃料通过燃烧将化学能转化为热能
②化学能与电能 通过原电池、电解池装置
③化学能与光能
2、化学变化中能量变化与化学键的关系：成键释放能量，断键吸收能量。
3、化学反应中的能量变化规律：
化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。化学反应一般是以热量和功的形式跟外界环境进行能量交换的，而其中多以热量的形式进行能量交换。
（1）化学反应的特征是有新物质生成，生成物与反应物所具有的总能量不同。
（2）任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也都遵循能量守恒。
（3）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或吸热反应。
4、物质稳定性和键能的关系 物质的键能越大稳定性越强，具有的能量越低。
5、化学反应中能量变化与反应物和生成物总能量的关系图示，常见图示如下





6、吸热反应、放热反应




7、不同燃料燃烧时放出的热量不同，即使是同一燃料状态不同，释放的热量也不同，燃料燃烧是产生热量主要来源，其他的化学反应也会伴随热量变化。
8、化石燃料燃烧存在的问题和解决方法
（1）问题：不可再生、排放粉尘、SO2、NOX、CO等大气污染物。
（2）解决方法：
节能充分有效的利用能源：例如改进锅炉和燃料空气的比、清理积灰、使用节能灯、改进电动机的材料和结构、钢铁厂余热的利用等
寻找新能源：太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能。
练习题
1、下列说法正确的是 （ ）
A．需加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．放热的反应在常温下一定易进行
C．反应是放热还是吸热由反应物和生成物所具有的能量的相对大小决定
D．吸热反应在一定条件下也进行
2、已知反应：X＋Ｙ Ｍ＋Ｎ为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是 ( )
A．Ｘ的能量一定高于Ｍ B．Ｙ的能量一定高于Ｎ
C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D．因为该反应为放热反应，故不必加热反应就可发生
3、有人预言：H2是2l世纪最理想的能源，其根据不正确的是 （ ）
A．生产H2的原料来源广阔
B．在等质量的可燃气体中，H2燃烧时放出的热量多
C．H2易液化，携带方便
D．燃烧时无污染
4、下列燃料中，不属于化石燃料的是 （ ）
A．汽油 B．煤 C．天然气 D．氢气
5、下列有关“燃烧”的叙述不正确的是 （ ）
A．燃烧是发光、发热的化学反应 B．燃烧必须有O2参加
C．燃烧一定有Ｈ２Ｏ生成 D．燃烧一定是氧化还原反应
6若石油井着火。在灭火工作中，下列措施不能考虑用于
灭火的是 （ ）
A．设法阻止石油喷射 B．设法降低火焰温度
C．设法降低石油着火点 D．设法使火焰隔绝空气
7、为了提高煤燃料的热效率并减少CO等有害物质的污染，可采用的措施是 ( )
A．通入大量的空气 B．将固体燃料粉碎，使之充分燃烧
C．控制煤的生产 D．将煤经过处理，使之转化为气体燃料
8、总起来讲，燃料充分燃烧通常需要考虑两点：
（1）
（2）
9、人们常利用化学反应中的能量变化为人类服务。
(1)煤是一种重要的燃料，在点燃条件下燃烧，放出大量的热。其在燃烧过程中能量的变化与如图所示中的 (填字母代号)最相符。

(2)将一定量的碳酸钠晶体与硝酸铵晶体密封于一塑料袋中，用线绳绑住塑料袋中间部分，使两种晶体隔开，做成“冰袋”。使用时将线绳解下，用手使袋内两种固体粉末充分混合，便立即产生低温，这种“冰袋”可用于短时间保鲜食物。则碳酸钠与硝酸铵的总能量 (填“高于”或“低于”)反应后生成产物的总能量。
(3)化学反应中的能量变化不仅仅表现为热能的变化，有时还可以表现为其它形式的能量变化。比如，停电时，人们一般点蜡烛来照明，这主要是将化学能转化为 ；人们普遍使用的干电池，是将化学能转化为 。
10、用传统的煤、石油、天然气作燃料，其主要缺点是_________________
国际上认为“氢能源将是21世纪中后期最理想的能源”。你是怎样理解这句话的？
11、已知破坏各1mol N≡N键、H—H键和N—H键分别需吸收的能量为946kJ、436kJ、391kJ。计算1molN2(g)和3molH2(g)完全转化为NH3(g)的反应热的理论值。
12、下列对热化学方程式1/2H2(g)+ 1/2I2(g)====HI(g)；△H = +26kJ·mol-1的叙述中，正确的是 （ ）
A．1mol氢气和1mol碘蒸气完全反应需要吸收26kJ的热量
B．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52kJ的热量
C．1molH2(g)与1molI2(g)完全反应生成2mol的HI气体需吸收52kJ的热量
D．1molH2(g)与1molI2(g)完全反应放出26kJ的热量
13、以下反应属于吸热反应的是 ( )
A．生石灰加水制熟石灰 B．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合
C．氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸 D．化石燃料的燃烧
14、（1）某化学反应，设反应物总能量为E1，生成物总能量为E2。若E1＞E2，则该反应为________热反应，该反应过程可看成___ ____________
（2）中和反应都是______热反应，其实质是____________ ___________
15、能源可化分为一级能源和二级能源。自然界以现成方式提供的能源称为一级能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2Ｈ２Ｏ（l）===2H2（g）+O2（g）该反应要吸收大量的热。根据上述内容回答下列问题
(1)、下列叙述正确的是 （ ）
A．电能是二级能源 B．水能是二级能源
C．天然气是一级能源 D．水煤气是一级能源
(2)、关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是 （ ）
A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢气成为二级能源
B．设法将太阳光聚集，产生高温，使水分解产生氢气
C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量
D．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能量，以分解水制取氢气
16、金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收EkJ的能量，下列说法正确的是 （ ）
A.金刚石与石墨互为同位素
B.石墨不如金刚石稳定
C.金刚石不如石墨稳定
D.等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多
17、下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是 ( )

18、航天飞机用铝粉与高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为： NH4ClO4=N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑；△H<0
下列对此反应的叙述中错误的是 （ ）
A．上述反应属于分解反应
B．上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行
C．反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能
D．在反应中高氯酸铵只能起氧化剂作用
第2课时 化学能转化为电能
【知识点】
1.原电池的工作原理
原电池是将化学能转化为电能的一种装置，电子流出的一极称为负极，该
极发生氧化反应，电子流入的一极叫正极，该极发生还原反应。原电池中电子流动的方向为：从负极经外电路流向正极。
2．构成原电池的条件
（1）具有活泼性不同的两个电极，较活泼金属作负极，发生氧化 反应。较不活泼金属或能导电的非金属单质（如石墨等）作正极，发生还原反应。
（2）具有电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）
（3）形成闭合回路（或在溶液中接触）
（4）原电池反应是自发的氧化还原反应。
3、原电池正负极的判断方法
（1）可由组成原电池的电极材料来判断。一般活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属
或能导电的非金属为正极；
（2）根据电流的方向或电子流动的方向来判断。电流是由正极流经外电路流向负极，电子流动方向正好相反。
4、原电池电极反应的书写方法
原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，书写电极反应的方法归纳如下：
(1)写出总化学反应方程式（即氧化还原反应方程式）；
(2)根据总反应方程式从电子得失（或元素化合价升降）的角度，将总反应分成氧化反应和还原反应；
(3)氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，注意介质可能参与反应；
(4)验证；两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。
例子 铜锌电池


燃料电池





5、化学电源有一次电池和二次电池之分，一次电池用过后不能复原，二次电池充电后能继续使用。一次性干电池中的氧化还原反应是不可逆的，放完电之后就不能再使用；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。

6、常见化学电池有：锌锰干电池、铅酸蓄电池电池、镍氢电池、锂离子电池、
氢氧燃料 电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池。

正极 负极 电解质溶液
锌锰干电池 石墨棒 锌筒 氯化铵糊
铅酸蓄电池 PbO2 Pb 硫酸
氢氧燃料电池 氧气 氢气 酸或碱

例子：







锂电池



【练习题】
1、下列关于原电池的叙述,错误的是 （ ）
A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B.原电池是将化学能转变为电能的装置
C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应
D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极
2、下列关于实验现象的描述不正确的是 （ ）
A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜
B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡
C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快
3、下列变化中属于原电池的是 （ ）
A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化
C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层
D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速
4、实验室中欲制氢气,最好的方法是 （ ）
A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应 D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应
5、铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成 （ ）
A.铝铆钉 B.铜铆钉 C.锌铆钉 D.锡铆钉
6、由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化 （ ）
A．不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小
7、对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是
①锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1g H2④铜片上析出1molH2
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ （ ）
8、 X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成的原电池时，Y为电池的负极，则X、Y、Z三种金属的活动顺序为 （ ）
A.X > Y > Z B. X > Z > Y C. Y > X > Z D. Y > Z > X
9、将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述正确的是 （ ）
A.该装置能形成原电池，其中铝是负极 B．该装置能形成原电池，其中铜是负极
C．该装置不能形成原电池 D.以上说法均不正确
10、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛使用，锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)﹦Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
下列说法错误的是 （ ）
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-﹦Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
11、微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源，这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I-.下列有关说法正确的是 （ ）
A．正极反应：2Li - 2e- = 2Li+ B．负极反应：I2 + 2e- = 2I-
C．总反应是：2Li + I2 = 2LiI D．金属锂作正极
12、某原电池总反应离子方程式为2Fe3+ + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是 （ ）
A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液
B.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3
D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4
13、锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O
在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是 （ ）
A. Zn B. 碳棒 C. MnO2 和NH4+ D. Zn2+ 和NH4+
14、将锌片和铜片插入某种电解质溶液,锌片和铜片用导线相连,形成原电池装置。
(1)若电解质溶液是稀硫酸,则发生氧化反应的是 极(“锌”、“铜”),铜极发生的反应是 ,该电池的总反应方程式是 。
(2)若电解质溶液是硫酸铜溶液,在导线中电子是由 极流向 极,铜极上反应的电极反应方程式是 ,该电池总反应方程式是 　 。
15、某同学想测定A、B、C三种金属活动顺序,他把这三种金属放到相同物质的量浓度的盐酸中,反应速率都较慢,不易分辨出三者差异,现只有盐酸一种化学试剂,应该用什么方法迅速测出三种金属的活动性顺序?


16、氢氧燃料电池用于航天飞船，电极反应产生的水，经过冷凝后可用作航天员的饮用水，其电极反应如下：
负极：2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为 （ ）
A.1.8mol B.3.6mol C.100mol D.200mol
17、市场上出售的“热敷袋”其中主要成分是铁屑、碳粉和少量的NaCl、水等.热敷袋在启用前用塑料袋使之与空气隔绝,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓,就会放出热量,使用完后,会发现袋内有许多铁锈生成,回答:
(1)热敷袋放出的热量来源于 放出的热量.
(2)碳粉的作用是 .
(3)加入NaCl的作用是 .
(4)写出有关的电极反应式和化学方程式 .
18、请设计一个原电池,其总反应为:Zn + 2FeCl3 ＝ ZnCl2 + 2FeCl2





19、把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池，若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时， c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序为 （ ）
A．a>b>c>d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D.b>d>c>a
20、在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法正确的是 （ ）
A．锌片是正极，铜片上有气泡产生 B．电流方向是从锌片流向铜片
C．溶液中硫酸的物质的量浓度减小 D．电解质溶液的pH保持不变
【能力提高题】
1、随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是 ( )
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其它物品
D．回收其中石墨电极
2、Li-Cd池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反应按下式进行:

Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 Cd + 2NiO(OH) + 2H2O

由此可知,该电池放电时的负极材料是 ( )
A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiO(OH)
3、电子表和电子计算器的电源通常用微型银-锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液，电极总反应为：Ag2O + H2O + Zn = Zn(OH)2 + 2Ag.下列叙述正确的是( )
A．Zn是正极, Ag2O是负极 B．Zn是负极, Ag2O是正极
C．工作时负极区溶液的pH增大 D．工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
4、据报道，美国在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池，它具有容量大、污染小的特点其电池反应为：2Zn + O2 = 2ZnO,其原料为锌、空气和电解质溶液，则下列叙述正确是 ( )
A． 锌为正极，空气为负极反应
B． 负极还原反应，正极氧化反应
C． 负极的电极反应为：Zn - 2 e- + 2OH- = ZnO + H2O
D． 电池工作时溶液的pH降低
5、微型纽扣电池在现代生活中有广泛使用，有一种银锌电池其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH，电极反应为：Zn + 2OH- - 2e- = ZnO + H2O
Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-根据上述反应式，判断下列叙述正确的是 ( )
A．在使用过程中，电极负极区溶液的pH减小
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
6、将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，即构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷的一极，其电极反应为：CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O;通入氧气的另一极，其电极反应式是2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-,下列叙述正确的是 ( )
A．通入甲烷的电极为正极 B．正极发生氧化反应
C．该电池使用一段时间后应补充氢氧化钾
D．燃料电池工作时，溶液中的阴离子向正极移动
7、铅蓄电池其电极分别是Pb、PbO2，电解质是一定浓度的硫酸，工作时的反应方程式为：

PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O试分别写出其电极反应式。请写出放电时的电极反应。

__________________________________________________________________

8、航天技术上使用的氢—氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境的优点，氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应的化学方程式均可表示为：
2H2 + O2 = 2H2O, 酸式氢—氧燃料电池中的电解质是酸，其负极反应为2H2 — 4e- = 4H+，则其正极反应为 ，碱式氢—氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应为O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,则其负极反应为 。
9、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：正极反应式：2CO + 2CO32- = 4CO2 + 4e-
负极反应式：
总电池反应式：

10、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为 ，
此电池放电时，负极上发生反应的物质是 （ ）


11、（海水电池）1991年我国首创以铝－空气－海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其总反应方程式为：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3,则该电源的负极材料为 ，正极材料为 ，负极反应
正极反应 。







第3课时 太阳能、生物质能和氢能的利用
太阳能的利用
【知识点】
1、太阳能最成功的利用方式----光合作用
2、利用太阳能的一般方式：直接利用和间接利用
直接利用中能量转化方式①光能转化为化学能 如：光合作用 ②光能转化为热能 如：太阳能热水器 ③光能转化为电能 如：太阳能电池
间接利用中能量转化方式①光能转化为机械能 如：水力发电 ②光能转化为化学能 如：矿物燃料的燃烧
【练习题】
一、选择题：
1、下列说法不正确的是： （ ）
A.电解水生成氢气和氧气时，电能转变成化学能
B.煤燃烧时化学能转变成热能
C.绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能
D.白炽灯工作时全部转变为光能
2、科学家最近研究发现，生活在海洋中的单细胞浮游生物能收集阳光并将其转变为食物，在此过程中它们可以从大气中摄取二氧化碳并释放出大量氧气。下列相关说法不正确的是： ( )
A．该过程与植物的光合作用类似，可称为“海洋中的光合作用”
B．该过程中没有化学变化
C．如果能揭示其中的奥秘，就能够找到解决温室效应的新方法
D．如果能弄清此变化过程，将有助于人类更好地利用太阳能，缓解能源危机
3、能源的利用大致可以分为三个时代，柴草能源、化石能源、多能源时代。以下说法正确的是 （ ）
A.原始社会人类学会利用火，他们以天然气取暖，吃熟食，从事生产活动
B.目前我国广大农村生火作饭使用的都是化石燃料
C.多能源时代指的是新能源时代，包括有核能、太阳能、氢能
D.化石燃料不会带来很多大气污染物
4、关于化石燃料的说法正确的是 ( )
A.化石燃料是可再生的。因此地球上的蕴藏量也是无限的
B.化石燃料虽然在地球上蕴藏量是有限的，但形成化石燃料的速度非常快，所以化石燃料相当于是无限的
C.化石燃料在地球上蕴藏量也是有限的，而且又都是经过亿万年才能形成的非再生能源
D.化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间也较长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的
5、“人人参与,创建绿色家园”，下列活动不符合这一主题的是 （ ）
A.推广垃圾分类存放，分类回收，分类处理
B.改革传统采煤时将煤层气（瓦斯气，主要成分甲烷）直接排入空气的做法，先开采和综合利用煤层气，然后再采煤
C.推广使用液化石油气（LPG）替代汽油和柴油作公交车和出租车的燃料
D将工厂的烟囱造高，以减少工厂周围的大气污染
6、利用太阳能，使燃料循环使用有如下构思和方案：①CO2 光能 CO+O2
②2H2O光能 2H2+O2③2N2+6H2O光能 4NH3+3O2④CO2+2H2O 光能 CH4+ 2O2，要实现上述构想，关键是 （ ）
Ａ.如何使物质吸收光能转变为其他物质 B.寻找催化剂
C.利用光能 D.利用绿色植物
7、阅读材料，回答问题：
（1）某无色液体A，在通电的条件下能生成无色气体B和C，B能使带火星的木条着火，C能在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰且只生成A。则B、C的化学式分别为， ， 。
（2）若已知每摩气体C燃烧后生成A液体时放出285.8kJ的热量，试写出其燃烧的热化学方程式： 。
（3）能源可分为一级能源和二级能源。自然界以现存形式提供的能源称为一级能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。有人认为，气体C是一种优质能源，你认为气体C作为能源的最突出的优点是
（4）也有人认为气体C作为能源是不现实的，你的意见呢？你如果认为现实，答出现实的理由。如果认为不现实，则答出不现实的理由。（不少于20字）
8、汽车尾气 (含有烃类、CO、SO2、NO等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”。它的特点是使 CO 和 NO 反应，生成可参与生态循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。

（1） 写出CO 和 NO 反应的化学方程式
（2）“催化转化器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因是 ：

（3）控制城市空气污染源的办法可以有 （ ）
A. 开发氢能源 B. 使用电动车 C. 植树造林 D. 戴上呼吸面具

生物质能的利用
【知识点】
1、生物质能的来源和种类
生物质能来源于植物即其加工产品所贮存的能量。生物质包括农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等。
2、生物质能的含义
生物质能是太阳能以化学能贮存在生物体内的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，直接或间接来源于植物的光合作用
3、生物质能的优缺点
优点：提供廉价和清洁的能源。
缺点：利用规模小；植物仅能将少量的太阳能转化为生物质能；单位土地面积的有机物能量偏低；缺乏适合栽种植物的土地。
4、生物质能的利用方式
①直接燃烧 ②生物化学转化 ③热化学转化
【练习题】
一、选择题：
1、目前世界上最重要的气体矿物燃料是 （ ）
A.水煤气 B.天然气 C.煤气 D.石油
2、燃烧煤时产生的下列物质，不会污染大气的是 （ ）
A．CO B.CO2 C.SO2 D.烟尘
3、有人认为人体实际上是一架缓慢氧化着的“高级机器”，人体在生命过程中也需要不断的补充“燃料”，按照这种观点，你认为人们通常摄入的下列物质不能看作“燃料”的是 ( )
A.淀粉类物质 B.水 C.脂肪类 D.蛋白质
4、下列叙述正确的是 （ ）
A．葡萄糖在人体内氧化分解是个放热反应
B．某些物质在空气中燃烧是吸热反应
C．强酸强碱的中和反应是放热反应，弱酸弱碱的中和反应是吸热反应
D．金属活动性顺序表中排在氢之前的活泼金属和盐酸或稀硫酸反应生成氢气全部都是放热反应
５、下列说法正确的是 （ ）
A.化学反应中的能量变化，都表现为热量的变化
B.煤和石油经过亿万年才能形成，那么亿万年后地球还会生成煤、石油，因此，二者属于可再生能源
C.要使燃料燃烧只需要大量的氧气
D.汽车排出大量尾气中含有一定量的CO和NO会污染大气
6、最近我国开始从新疆开发天然气，贯穿东西至上海的大工程，关于天然气的下列叙述不正确的是 ( )
A.天然气和沼气的主要成份都是甲烷
B.改液化石油气为天然气作燃料，燃烧时应减小进空气量或增大进天然气量
C.天然气燃烧的废气中，SO2等污染物的含量少
D.天然气与空气的体积比为1∶2时，混合气点燃爆炸最激烈
7、近年来某市政府率先在公交车和出租车中推行用天然气代替汽油作燃料的改革，取得了显著进展。走上街头你会发现不少公交车和出租车上有“CNG”的标志，代表它们是以天然气作为燃气的汽车。
（1） 天然气是植物残体在隔绝空气的条件下，经过微生物的发酵作用而生成的，因此
天然气中所贮藏的化学能最终来自于 。
（２）天然气的主要成分是 。
8、在日常生活和学习中，我们常接触到下列反应：①化石燃料燃烧； ②强酸强碱的中和反应；③用C和H2O在高温下制水煤气；④活泼金属和盐酸反应制氢气；⑤氢氧化钡晶体和氯化铵晶体研磨放出氨气；⑥煅烧石灰石。其中属于放热反应的有 ；属于吸热反应的有 。
9.在高温下，水蒸汽与灼热的炭发生反应，化学方程式
10、在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子的利用率为100%，在用CH3C≡CH合成CH2=C（CH3）COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要的反应物有 （ ）
A.CO2和H2O B.CO和CH3OH C CH3OH和H2 D. CO2和H2
分析：根据绿色化学的含义，在生成的产品CH2=C（CH3）COOCH3与原料之间元素种类和原子数目都完全相同，即原子守恒。将生成物中各个原子个数减去反应物各个原子差值为C2H4O2，对照答案，反应物中原子数之和为C2H4O2的只有B。
氢能的开发与利用
【知识点】
1、氢气作为能源的优点
①所有元素中氢气质量最轻 ②所有气体中氢气导热性最好
③氢是自然界存在的最普遍的元素 ④燃烧性能好
⑤氢本身无毒是最洁净的能源 ⑥氢的燃烧值大
⑦氢能利用形式多
⑧氢可以以气态、液态、固态的氢化物出现，能适应不同的要求
2、氢能利用的关键
①制备氢气的耗能问题②氢气的储运和运输问题
3、氢能的开发和利用的方式
①直接燃烧法 ②制作氢氧燃料电池
【练习题】
一、选择题：
1、旨在限制发达国家温室气体排放量、抑制全球范围内气候持续变暖的《京都议定书》已于今年2月16日正式生效。我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，下列措施不切实际的是 ( )
A．大力开发氢能源 B．充分利用太阳能
C．不使用含碳能源 D．提高能源利用率
2、关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是 （ ）
A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源
B．设法将太阳光聚焦，产生高温使水分解产生氢气
C．寻找高效催化剂，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
3、“绿色商品”是指对环境无污染的商品。下列商品不能称为“绿色商品”的是 （ ）
A. 无铅汽油 B. 无磷洗涤剂 C. 无氟冰箱 D. 无碘食盐
4、能源与人类的生活和社会发展密切相关，下列关于能源开发和利用的说法不正确的是
( )
A．用酒精代替汽油作汽车燃料
B．随着科技的发展，氢气将会成为主要能源
C．在农村提倡利用沼气作生活燃料
D．人类利用的能源都是通过化学反应获得的
5、能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其它能源间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取： 2H2O (l) ==2H2 (g) ＋ O2 (g)
下列叙述正确的是 （ ）
A．电能是一级能源 B．水力是二级能源
C．天然气是一级能源 D．干馏煤气是一级能源
6、氢能源是21世纪极其具发前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环使用。请在下图的两个空格中填上循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成理想的氢能源循环体系图（循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在）。从能量转换的角度看，过程Ⅱ上主要是 （ ）

A. 氢能转化为化学能
B. 化学能转化为电能
C. 太阳能转化为热能
D. .电能转化为化学能





7、下表： 几种常见燃料的热值
燃料主要成分 酒精 焦炭（C） 天然气（主要是CH4） 氢气 汽油（C8H18为例）
热值（kJ／mol） 1367 300 896 286 5472
回答：
（1）由表分析， 是一种理想的燃料。
（2）试简述这种理想能源的主要优点。
① ；② ；③ 。
8、“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰。１体积“可燃冰”可存储100-200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是 （ ）
A．可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源
B．“可燃冰”是一种比较洁净的能源
C．“可燃冰”提供了水可能变油的例证
D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷
解：本题考查了未来能源――“可燃冰”的开发利用的问题，体现了化学与科技生活相联系的理念。
由“可燃冰”又称“天然气水合物”，可知“可燃冰”的可燃成分是甲烷，由于甲烷中不含N、S等可产生大气污染的元素，故“可燃冰”可作为清洁能源；又由１体积“可燃冰”可存储100-200体积的天然气，可知它有可能成为人类未来的重要能源；从以上分析可知“可燃冰”不是由水变化而来。答案：C






第一节 化学反应与能量
　
第1课时 化学反应中的热量
燃料燃烧释放的热量
参考答案：
1、CD 2、C 3、C 4、D 5、BC 6、C 7、BD
8、(1) 足够多的空气
(2)燃料与空气要有足够大的接触面积
9、（1）A （2）低于 （3）光能、电能
10、解析：煤、石油都是不可再生的化石燃料，其资源总量是有限的；其次，燃烧后产生的SO2、NOx等严重污染大气，形成酸雨，燃烧后的CO2又导致地球表面气温升高（温室效应）。对于氢能源来说，来源（水）十分丰富，燃烧时放热多，放出的热量约是同质量汽油的3倍，燃烧的产物为水，不污染环境，还可循环使用。正因为氢能源具有上述优点，它将成为21世纪中后期最理想的能源。
答案：煤、石油、天然气等作燃料，缺点是资源有限，不可再生，污染较严重。氢能源则来源丰富，燃烧值高，不污染环境，且可循环使用。
评注：比较几种能源的优劣，一般从以下几个角度去考虑：来源是不是丰富；
燃烧后产物的污染程度；燃料的热值高低
11、[分析]N2(g)与H2(g)反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g)，使1mol的N≡N键断裂吸收946kJ的能量，使3molH—H键断裂共需吸收436kJ·mol-1×3mol＝1308kJ的能量，因此使1molN2(g)和3molH2(g)反应物的化学键断裂共需吸收的能量为946kJ＋1308kJ＝2254 kJ。而2molNH3（g）中含6molN－H键，形成6molN－H键时放出能量为391 kJ·mol-1×6mol＝2346 kJ 。因此反应热应等于生成物分子形成时所释放的总能量2346kJ·mol-1与反应物分子断裂时所吸收的总能量2254 kJ·mol-1之差，即放出了92 kJ·mol-1的能量。
12、
[分析]热化学方程式的具体形式是表示一定物质的量的、一定聚集状态的反应物完全反应生成一定聚集状态的生成物时的放热、吸热情况。只要依据书写热化学方程式的六点注意事项，对于本例题就不难作出判断。在A、B、D三个选项中均未指明生成物的状态；且D将反应错认为是放热反应；A则未将反应的化学计量数与△H正确对应起来；B则无视热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数的前提。因此合理答案只有C。
13、B 14、(1)放 ；贮存在物质内部的能量转化为热量释放出来
(2)放；酸电离出来的H＋ 与碱电离出来的OH－结合生成了水
15、（1）AC （2）AC 16、CD 17、A 18、D


第2课时 化学能转化为电能
参考答案
1.AD 2.C 3.BD 4.D 5.AC 6.C 7.A 8.C 9.B 10.C 11.C 12.A 13.C
14.(1) 锌 2H+ ＋ 2e- = H2↑ Zn ＋ 2H+ = Zn2+ ＋ H2 ↑
(2)锌 铜 Cu2+ ＋ 2e- = Cu Zn ＋ Cu2+ = Zn2+ ＋ Cu
15.将A、B、C三种金属两两连接起来，放入盐酸溶液中，观察哪种金属上产生气泡，则其活动性较差。
16.D
17.（1）铁屑被氧化 （2）碳粉与铁及NaCl溶液组成原电池，作为原电池的正极。
（3）NaCl与水作用形成电解质溶液。（4）负极Fe － 2e- = Fe2+
正极 2H2O ＋ O2 ＋4e- = 4OH-
18.该总反应中，Zn为还原剂，Zn可直接作负极材料，FeCl3是氧化剂易溶于水可作电解质溶液，用不活泼的金属或能导电的非金属（如石墨等）作正极，用导线连接正、负极即可。
19、B 20、C


能力提高题参考答案
1.B 2.C 3.B 4.C 5.AC 6.C
7.负极 Pb－2e- + SO42- = PbSO4 正极 PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O
8. 4H+ + O2 + 4e- = 2H2O 2H2 + 4OH-－4e- = 4H2O
9.负极反应式：2CO2 ＋ O2 ＋4e- = 2CO32-
总反应式：2CO ＋ O2 = 2CO2
10、解析：因为放电发生Ag2O + Zn + H2O = 2Ag + Zn(OH)2的反应，负极失去电子，发生氧化反应，做还原剂，因此负极为Zn,答案为D
11、解析：Al 、O2（空气）之间的氧化还原反应为：4Al + 3O2 = Al2O3.将该反应与原电池原理、铝的导电性等知识进行综合分析可知，铝既是负极产物，又是反应材料，O2是正极反应物，正极材料应该选择还原性比铝弱的导电性强的材料，如石墨等
铝、O2的氧化反应、还原反应分别为：Al – 3e- = Al3+,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
答案：铝 石墨 负极反应：Al – 3e- = Al3+，O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
第3课时 太阳能、生物质能和氢能的利用
太阳能的利用
答案：1．D 2．B 3．C 4．C 5．D 6．A
7：(1) O2 H2
(2) 2 H2（g） + O2（g）==2 H2O(l) △H＝-571.6 kJ/mol
(３)燃烧产物是水，不会造成污染
8、解：汽车排放的污染物是公认的重大公害之一，大力整治汽车污染物是大势所趋。近年来，环保部门对减少汽车尾气的排放采取了许多科学有效措施，至今仍是研究热点之一。
CO和NO反应，生成可参与生态循环的无毒气体，并促使SO2的转化。联想：CO和NO反应，生成无毒的气体只能是CO2，故（1）2CO+2NO 2CO2+N2 ；催化转化器在将SO2的催化氧化的过程中将SO2转化为SO3。故（２）答案是：SO2转化为SO3 , SO3 与 H2O反应产生硫酸酸雾。认真读题“控制城市空气污染源的方法”，（３）的答案是A、B

生物质能的利用
答案：１.B ２.B ３.B ４.AD ５.D 6.D
7.（１）太阳能（２）CH4
8.①②④ ③⑤⑥
9.C+H2OCO+H2 氧化 还原
10、分析：根据绿色化学的含义，在生成的产品CH2=C（CH3）COOCH3与原料之间元素种类和原子数目都完全相同，即原子守恒。将生成物中各个原子个数减去反应物各个原子差值为C2H4O2，对照答案，反应物中原子数之和为C2H4O2的只有B。


氢能的开发和利用
答案：1.C 2.A 3.D 4.D 5.C 6.B
7（1）H2
（2）清洁无污染 等质量的燃料H2放出的热量最多 氢是自然界存在的最普遍的元素
8、解：本题考查了未来能源――“可燃冰”的开发利用的问题，体现了化学与科技生活相联系的理念。
由“可燃冰”又称“天然气水合物”，可知“可燃冰”的可燃成分是甲烷，由于甲烷中不含N、S等可产生大气污染的元素，故“可燃冰”可作为清洁能源；又由１体积“可燃冰”可存储100-200体积的天然气，可知它有可能成为人类未来的重要能源；从以上分析可知“可燃冰”不是由水变化而来。答案：C


放电

充电