归纳与整理教案2

《化学反应与能量》单元复习与巩固

【学习目标】

1、掌握化学反应的本质和化学反应中的能量变化；

2、了解原电池的工作原理及电极反应式的书写；

【知识网络】

【要点梳理】

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

(3)化学能与热能的相互转化

反应物的总能量大于生放热反应

类型

成物的总能量

化

学遵循能量反应物的总能量小于生能

能量守恒原理

吸热反应

成物的总能量

转

变化化

为减少污染

燃料充分燃烧

热能量

能

利用

新能源的开发

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。

5．能源的分类：

形成条件

一次能源

二次能源

△

【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?

利用历史

常规能源

新能源

可再生资源

不可再生资源

可再生资源

不可再生资源

核能

性质

水能、风能、生物质能

煤、石油、天然气等化石能源

太阳能、风能、地热能、潮汐能、沼气

(一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源) 电能(水电、火电、核电)、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等

(3)实际生产中,放出或吸收的热量为Q2,Q1与Q2比较,正确的是

(填选项号)。 A.Q1>Q2

B.Q1

C.Q1=Q2

你作出此选择的原因是

。

要点二、化学能与电能

1．原电池

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。

(6)原电池电极反应的书写方法：

①原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下：

a.写出总反应方程式。

b.把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。

c.氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱介质和水等参与反应。

②原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。

(7)原电池的应用：

①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快；

②比较金属活动性强弱；

③设计原电池；

④金属的腐蚀。

2．发展中的化学电源(只要求了解正负极材料、电解质溶液和其用途)

要点诠释：

(1)干电池(一次电池)：活泼金属作负极，被腐蚀或消耗。如：Cu－Zn原电池、锌锰电池。

(2)充电电池(二次电池)：两极都参加反应的原电池，可充电循环使用。如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等。

(3)燃料电池：两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应，如

H2、CH4燃料电池，其电解质溶液常为碱性试剂(KOH等)。