归纳与整理教学设计(第一课时)

第二章 化学反应与能量

第一节

化学能与热能

一、化学键与化学反应中能量的变化关系

化学反应的本质是：旧化学键的断裂与新化学键的形成

旧化学键的断裂与新化学键形成是与能量联系在一起的，断开旧的化学键要_______能量，而形成新的化学键要_________能量，因此，化学反应都伴随有能量的变化。

2、常见的放热反应和吸热反应

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）。

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＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。

3、能源的分类：

形成条件

一次能源

二次能源

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、氢能、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

[思考]一般说来，大多数化合反应是放热反应，大多数分解反应是吸热反应，放热反应都不需要加热，吸热反应都需要加热，这种说法对吗？试举例说明。

点拔：这种说法不对。如C＋O2＝CO2的反应是放热反应，但需要加热，只是反应开始后不再需要加热，反应放出的热量可以使反应继续下去。Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但反应并不需要加热。

例24．下列反应中属吸热反应的是 （ ）

A.镁与盐酸反应放出氢气 B.氢氧化钠与盐酸的反应

C.硫在空气或氧气中燃烧

D.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应

例25．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是由反应物和生成物所具有的能量的相对大小决定的

D．吸热反应在一定条件下也进行

例26．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

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第二节

化学能与电能

一、原电池原理

（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：

（i）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：

①写出总反应方程式。

②把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。

③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。

（ii）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。

二、化学电源基本类型：

①干电池：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：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）。

三、铜锌原电池和电极反应：如图所示装置的叙述，

负极是 ,电极方程式为 属于 反应

正极是 ,电极方程式为 属于 反应

电子从

流向

；

极逐渐溶解，溶液PH值变

例27．下列说法正确的是（ ）

A．原电池是把电能转化为化学能的装置

B．原电池中电子流出的一极是正极发生氧化反应

C．原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应

D．形成原电池后，原电池中的阳离子向正极移动

例28．

把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极，则这四种金属活动性顺序由大到小为（ ）

A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b > d

D．b > d > c > a

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第三节

化学反应的速率和限度

一、化学反应速率：用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。

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：（i）速率比＝方程式系数比 （ii）变化量比＝方程式系数比

例：2A(g)+3B (g)C(g)+4D(g)

ν(A):ν(B):ν(C):ν(D) =

2 ：3 ：1 ：4 二、影响反应速率的因素：

浓度、温度、催化剂，压强（有气体参与的反应）、固体的表面积等。

①通常浓度越大(气体或溶液)，反应速率越快；（溶液或气体才有浓度可言） ②温度越高，反应速率越快；

③压强越大，反应速率越快（仅对有气体物质的反应）； ④催化剂能改变化学反应速率。（正催化剂）

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。

例29．在2 L的密闭容器中，充人2 mol N2和3 mol H2，在一定条件下反应，3 s后测得N2为0.8 mol，N2的反应速率为

；H2的反应速率为

。

例30．下列措施肯定能使化学反应速率增大的是（

）

A.增大反应物的量

B.增大压强

C.升高温度

D.使用催化剂

例31．把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响氢气产生速率的因素是

(

) ．．．A．盐酸的浓度

B．铝条的表面积

C．溶液的温度

D．加少量Na2SO4

三、化学反应的限度

1.

在一定条件下，当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度，即化学平衡状态。

化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。催化剂只改变化学反应速率，对化学平衡无影响。

可逆反应不能进行到底，即是说可逆反应无论进行到何种程度，任何物质（反应物和生成物）的物质的量都不可能为0。

2.平衡状态的特征：

①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。

②动：动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行。

③等：达到平衡状态时，正方应速率和逆反应速率相等，但不等于0。即v正＝v逆≠0。

④定：达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，各组成成分的含量保持一定。

⑤变：当条件变化时，原平衡被破坏，在新的条件下会重新建立新的平衡。

3.判断化学平衡状态的标志：

① VA（正方向）＝VA（逆方向）或nA（消耗）＝nA（生成）（不同方向同一物质比较）

②各组分浓度保持不变或百分含量不变

③借助颜色不变判断（有一种物质是有颜色的）

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④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变（前提：反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用，即如对于反应xA＋yBzC，x＋y≠z

）

例32．在一定条件下，对于密闭容器中进行的可逆反应：N2(g) + 3H2(g) 明这一反应已经达到化学平衡状态的是

（

）。

2NH3(g)，下列说法中可以充分说A．N2、H2、NH3在密闭容器中共存

B．N2、H2、NH3的浓度不再变化

C．

N2、H2、NH3的浓度相等

D．反应停止，正、逆反应速率都等于零

补充练习：1。已知反应4CO＋2NO2 N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是

－1

－1

(

) －1－1A．v(CO)＝1.5 mol·L·min B．v(NO2)＝0.7 mol·L·min

C．v(N2)＝0.4 mol·L·min D．v(CO2)＝1.1 mol·L·min

2.对于可逆反应A(g)＋最快的是

－1－1－1－1－1 2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率

－1

(

) －1－1A．v(A)＝0.5 mol·L·min B．v(B)＝1.2 mol·L·s

C．v(D)＝0.4 mol·L·min D．v(C)＝0.1 mol·L·s

－1－1－1－1

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