归纳与整理教学目标设计

必修2 第二章

化学反应与能量

知识归纳与整理

一.教学目标

知识与技能：

1、了解化学反应中的能量变化，吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念；

2、理解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式；

3、掌握有关燃烧热的简单计算；

4、初步了解电池的结构。

过程与方法：先是对知识的总结，再结合典型例题，加深对知识的理解。

情感态度价值观：通过对能量的学习，了解能量的产生与环境的关系；树立节约能源的意识。

要点一、化学能与热能

要点诠释：

1．化学反应中能量变化的本质是化学键的断裂和形成。其中断键吸收能量，成键放出能量。

2．化学反应中能量变化与反应物、生成物能量的关系：

反应物的总能量＞生成物的总能量，反应放出能量(放热反应)。

反应物的总能量＜生成物的总能量，反应吸收能量(吸热反应)。

3．反应中化学能与热能的相互转化

(1)化学能转化为热能—放热反应

常见的放热反应：

①所有的燃烧与缓慢氧化

②酸碱中和反应

③金属与酸反应制取氢气

④大多数化合反应(特殊：C＋CO2

△

2CO是吸热反应)

(2)热能转化为化学能——吸热反应

常见的吸热反应：

①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如：C(s)＋H2O(g)

△

CO(g)＋H2(g)

②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等

4．中和热：酸与碱发生中和反应生成1mol H2O时所释放的热量称为中和热。

要点二、化学能与电能

1．原电池

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要点诠释：

(1)概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

(2)原电池的工作原理：通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。

(3)构成原电池的条件：①电极为导体且活泼性不同；②两个电极接触(导线连接或直接接触)；③两个相互连接的电极插入电解质溶液中构成闭合回路。

(4)电极名称及发生的反应：

负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应，

电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子

负极现象：负极溶解，负极质量减少。

正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应，

电极反应式：溶液中阳离子＋ne－＝单质

正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。

(5)原电池正负极的判断方法：

①依据原电池两极的材料：

较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼，不能作电极)；

较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极。

②根据电流方向或电子流向：(外电路)的电流由正极流向负极；电子则由负极经外电路流向原电池的正极。

③根据内电路离子的迁移方向：阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池负极。

④根据原电池中的反应类型：

负极：失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小。

正极：得电子，发生还原反应，现象是常伴随金属的析出或H2的放出。

要点三、化学反应的速率和限度

1．化学反应的速率

要点诠释：

(1)概念：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。

计算公式：v(B)＝c(B)n(B)＝

tVt①单位：mol/(L·s)或mol/(L·min) ②B为溶液或气体，若B为固体或纯液体不计算速率。

③以上所表示的是平均速率，而不是瞬时速率。

④重要规律：a.速率比＝方程式系数比；b.变化量比＝方程式系数比

(2)影响化学反应速率的因素：

内因：由参加反应的物质的结构和性质决定的(主要因素)。

外因：①温度：升高温度，增大速率

②催化剂：一般加快反应速率(正催化剂) ③浓度：增加反应物的浓度，增大速率(溶液或气体才有浓度可言) ④压强：增大压强，增大速率(适用于有气体参加的反应) ⑤其它因素：如光(射线)、固体的表面积(颗粒大小)、反应物的状态(溶剂)、原电池等也会改变化学反应速率。

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【例题1】在1×105 Pa和298 K时,将1 mol气态AB分子分离成气态A原子和B原子所需要的能量称为键能(kJ· mol-1)。下面是一些共价键的键能(已知N2分子中有一个键,氨分子中有三个等价的N—H键):

H—H 共价键

N—H 945 391 键能/(kJ· mol-1) 436 (1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是

(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)在298 K时,取1 mol氮气和3 mol氢气放入一密闭容器中,在催化剂存在下完全进行反应。理论上放出或吸收的热量为Q1,你能计算出Q1的数值吗?

【例题2】氢氧燃料电池电动车以氢气为能源,实现了真正的零污染,氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液,下列有关该电池的叙述错误的是(

) A.正极反应式为:O2+2H2O+4e-4OH-

B.工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量浓度不变

C.该燃料电池的总反应方程式为:2H2+O22H2O D.该电池工作时每生成1 mol H2O转移2 mol电子

解析:该电池总反应方程式为2H2+O22H2O,原电池工作过程中有H2O生成,KOH的物质的量浓度变小,故B不正确。

答案:B

应用原电池原理回答下列问题：

纯锌跟稀H2SO4反应速率很小，为了加快锌的溶解和放出H2的速率，并且使产生H2的量不变，当稀H2SO4过量时，可向其中加少量(

) A．CuSO4溶液

C．铜

B．CH3COONa固体

D．镁条

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(2013·上饶高一检测)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)。若2 s(秒)时测得C的浓度为0.6 mol/L，填写下列空白：

(1)用物质A表示反应的平均速率为________。

(2)用物质B表示反应的平均速率为________。

(3)2 s时物质A的转化率为________。

(4)2 s时物质B的体积分数为________。

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