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2．1化学能与热能

化学反应中放热的实质是生成物所含的总能量小于反应物所含的总能量。如果能量未转化为其他形式，则热量=反应物所含的总能量-生成物所含的总能量

气态水比液态水所含能量高。

所以，反应放热与否与反应是否需要加热无关。

常见的放热反应：燃烧、强酸强碱中和、金属置换出氢气或不活泼金属。

常见的吸热反应：碳与二氧化碳生成一氧化碳、碳酸氢钠受热分解、碳与水反应生成氢气与一氧化碳（制造水煤气）、碳酸钙高温分解为氧化钙与二氧化碳、2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)

BaCl2＋2NH3＋10H2O（书P34）

一些物质的溶解也伴随着温度的变化。放热：浓硫酸、氢氧化钠。吸热：硝酸铵（NH4NO3）溶解。

2．2化学能与电能

原电池形成的必须条件是，能自发发生氧化还原反应(放热反应)。

原电池正极发生还原反应、负极发生氧化反应。

电子流动方向与电流方向相反。电子由负极流向正极。

原电池的基本构成，正极、负极、电解质溶液。正极与负极之间需要有导体相连，使整个装置为一通路。正极物质与负极物质不能相同。正极可以不参加反应（如使用石墨作为正极），但两极必须能导电。如两极均为金属，则活泼金属作为负极。

三大化学电源（均是直接有化学能转化为电能）

1 干电池

使用基本的原电池原理，如锌锰电池，以二氧化锰作为正极（变为三氧化二锰），锌作为负极（变为锌离子），氯化铵作为电解质（酸性条件）。现在碱性锌锰电池已经逐步取代锌锰电池，这里锌变为氢氧化锌而不是锌离子。

干电池不能充电。

2 充电电池

铅硫酸充电电池（铅蓄电池，主要用于汽车蓄电池）。正极为二氧化铅，负极为铅，电解质溶液为硫酸。Pb＋PbO2＋2H2SO4

放电充电

2PbSO4＋2H2O 新的充电电池如镍镉、镍氢、锂电池。任何充电电池都是有充电次数限制的。

3 燃料电池

由外部设备提供燃料与氧化剂。是一种高效、环境友好的发电装置。

现在成熟的燃料电池技术如氢氧燃料电池。具体方程式见p45

2.3 化学反应速率

速率的单位为

mol/(L·min)或mol/(L·s)，公式为以某物质表示的速率=某物质物质的量的变化量/反应时间，如N2＋3H2

高温高压

催化剂

2NH3中，原始状态为1molN2，3molH2，容积为1L。反应结束时有0.9molN2，2.7molH2，0.2mol氨气，反应进min)，行了1分钟，容积为1L。则用N2表示速率

0.1 mol/(L·用H2表示速率

0.3

mol/(L·min)，用NH3表示速率

0.2 mol/(L·min)，由此可见，多种物质表示速率的比等于他们方程式前系数的比。

加热总能提高反应速率。对于液体或气体反应增加反应物浓度可以提高反应速率。对于气体间的反应，可以通过加压提高反应速率，加压提高速率的实质为增加反应物浓度，如未能增加浓度（如在合成氨反应中充入氦气），则并不能起到加快反应速度的目的。增加固体的表面积也可以加快反应速率。催化剂主要有用于增加反应速率，也有少量用于减少反应速率的。

对于某些可逆反应，如果正反应速率与负反应速率相同则反应达到平衡。平衡时并不是不再发生反应，只是外界观察不到。

MnO2，Fe3＋，均为催化H2O2分解的催化剂。

书写半反应方程式

首先，确定好正极与负极的反应物。以锌锰电池为例。

正极是二氧化锰还原，负极是锌氧化。

Zn的氧化产物为Zn2＋，则负极的半反应方程式为Zn－2e－

Zn2＋

二氧化锰的还原产物为三氧化二锰，则正极反应为2MnO2＋2H＋＋2e－

Mn2O3

＋H2O 由于氢离子是有氯化铵提供的，写为，2MnO2＋2NH4Cl＋2e－

Mn2O3＋H2O＋

2NH3＋2Cl－

总反应方程式，先把两个半反应的电子数配为相同，然后两式相加。

Zn＋2MnO2＋2NH4Cl

ZnCl2＋Mn2O3＋H2O