归纳与整理教案和学案内容

第二章

化学反应与能量知识总结

班级

姓名

学号

第一节

化学能与热能

1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。

原因：当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。E反应物总能量＞E生成物总能量，为放热反应。E反应物总能量＜E生成物总能量，为吸热反应。

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)

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

新能源

利用历史

常规能源

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

CO(g)＋H2(g)。

②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 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。

[练习]: 1、下列反应中，即属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是（

）

A.Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl反应

B.灼热的炭与CO2反应

C.铝与稀盐酸

D.H2与O2的燃烧反应

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. 因该反应为放热反应，故不必加热就可发生

1

第二节

化学能与电能

1、化学能转化为电能的方式：

电能

(电力) 2、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）原电池的化学原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。原电池工作时:负极失去电子(发生氧化反应),电子经外电路(导线)流入正极,形成电流,电子流入正极与溶液中的阳离子结合(发生还原反应)

（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）一个自发的氧化还原反应。

（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。

④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、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 －－火电（火力发电）

化学能→热能→机械能→电能

原电池

将化学能直接转化为电能

缺点：环境污染、低效

优点：清洁、高效

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）。

[练习]3、下图各装置中，溶液均为稀硫酸，不能构成原电池的是（

）

4、用锌棒、石墨和CuCl2溶液组成的原电池，锌棒为___极，电极上发生的是_____反应（填“氧化”或“还原”），该电极反应式为______________________，观察到的现象为_________________；石墨为___极，电极上发生的是_____反应（填“氧化”或“还原”），该电极反应式为_____________________，观察到的现象为_____________________；原电池反应的离子方程式为______________________。

5、把A、B、C、D四块金属泡在稀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，D上有气泡逸出；A、C相连时A极减轻；B、D相连，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为（

）

A. A>C>D>B

B. A>C>B>D

C. B>D>C>A

D. A>B>C>D 6、对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是①锌片溶解了32.5g

②锌片增重32.5g

③铜片上析出l g H2

④铜片上析出1 mol H2

A.①和③

B.①和④

C.②和③

D.②和④

7．某同学根据离子方程式：2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+设计了一套原电池装置，从而实现了该反应。请完成下列各题：

（1）该原电池的负极材料为

，

（2）电解质溶液可能是

（填溶质的化学式）。

（3）在下面方框中画出该原电池的示意图（正极材料为碳棒）。

．．．．．．．第三节

化学反应的速率和限度

1、化学反应的速率

（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：（i）速率比＝方程式系数比 （ii）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C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

3

改变化学反应速率。

2、化学反应的限度——化学平衡

(1)

在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应。通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应。而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应。

(2)可逆反应特征，①正、逆反应同时进行。②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。

(3)在一定条件下，当一个可逆反应进行到正向反应速率等于逆向反应速率时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止状态，即是这个反应所能达到的限度，即化学平衡状态。

(4)

化学平衡研究对象:

可逆反应

(5)化学平衡状态的特征：

①v正＝v逆≠0(动\等); ②各组分的浓度保持不变(定); ③条件改变平衡被破坏(变)。

（3）判断化学平衡状态的方法：

①各物质的浓度保持不变,(如:借助颜色不变判断“有一种物质是有颜色的”)。

②V正=V逆：

Ⅰ.同种物质，方向相反，消耗速率=生成速率；Ⅱ.不同物质，方向相反，速率之比=系数之比。

[练习]：

7、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使反应速率加快的是（

）

A.不用稀硫酸，改用98%浓硫酸

B.加热

C.滴加少量CuSO4溶液

D.不用铁片，改用铁粉

8、下列四种X溶液，均能跟盐酸反应，其中反应最快的是（

）

A.10℃ 20 mL 3mol/L的X溶液

B.20℃ 30 mL 2molL的X溶液

C.20℃ 10 mL 4mol/L的X溶液

D.10℃ 10 mL 2mol/L的X溶液

9、对于可逆反应2SO2+O2182SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长的时间后，O原子（

）

A.只存在于O2中

B.只存在于O2和SO3中

C. 只存在于O2和SO2中

D. 存在于O2、SO2和SO3中

10、对化学反应限度的叙述，错误的是（

）

A.任何可逆反应都有一定的限度

B.化学反应达到限度时，正逆反应速率相等

C.化学反应的限度与时间的长短无关

D.化学反应的限度是不可改变的

11、在一定温度下，可逆反应A(气)＋3B(气) 2C(气)，下列说法达到平衡的是

（

）

A.C生成的速率与C分解的速率相等

B. A、B、C的浓度相等

C. A、B、C的分子数比为1:3:2

D.单位时间生成n mol A，同时生成3n mol B 12、对于一定温度下的密闭容器中，可逆反应H2＋I22HI，下列说法达到平衡的是

（

）

A. V (H 2) ＝V (I2 )

B.混合气体的平均相对分子质量一定

C.生成n mol H2同时生成2n mol HI

D.压强不随时间的变化而变化

13、可逆反应A(g)＋3B(g) 的物质的量是多少？

14．某温度时，在5 L的容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如右图所示。请通过计算回答下列问题。

（1）反应开始至2 mim，Y的平均反应速率。

（2）分析有关数据，写出X、Y、Z的反应方程式。

2C( g)，取2 mol/L A和5 mol/L B置于一个5L的密闭容器中，2 min后，测得容器内A的浓度为1.6 mol/l.这2min内B和C的平均反应速率分别是多少？此时，容器内Cn/mol1.00.80.60.40.201 2 3

4 5 XYZt/min4