归纳与整理教学实录

第二章

化学反应与能量（归纳与整理）

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

能量，而形成生成物中的化学键要

能量。

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

。

反应物总能量＞生成物总能量，为

反应。

反应物总能量＜生成物总能量，为

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

大多数的化合反应

④

金属与酸的反应

⑤

生石灰和水反应（特殊：C＋CO2

△

2CO是吸热反应）

⑥

浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等

常见的吸热反应：①铵盐和碱的反应

如Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O

②大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等

③

以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应

如：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。

④

铵盐溶解等

3、产生原因：化学键断裂——吸热

化学键形成——放热

放出热量的化学反应。(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0 吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0 4、放热反应、吸热反应与键能、能量的关系

放热反应：∑E（反应物）

∑E（生成物）

其实质是，反应物断键吸收的能量＜生成物成键释放的能量，。

可理解为，由于放出热量，整个体系能量降低

吸热反应：∑E（反应物）

∑E（生成物) 其实质是：反应物断键吸收的能量＞生成物成键释放的能量，。

可理解为，由于吸收热量，整个体系能量升高。

5、热化学方程式（书写注意要点）:

①热化学方程式必须标出能量变化。

②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示）

③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。

△

1

④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数

⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变

第二节

化学能与电能

一、原电池

1、概念：

将化学能转化为电能的装置叫做原电池

2、组成条件：

①两个活泼性不同的电极

②电解质溶液

③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路

④某一电极与电解质溶液发生氧化还原反应

3、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。

4、电子流向：外电路：

极

→

导线

→

极

内电路：盐桥中

离子移向负极的电解质溶液

盐桥中

离子移向正极的电解质溶液。

电流方向：

极

→

导线

→

极

5、电极反应：以锌铜原电池为例：

＋负极：氧化反应：

Zn－2e＝Zn2

较活泼的金属作负极

－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：还原反应：

2H＋2e＝H2↑

较不活泼的金属或石墨作正极

－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。

总反应式：

6、正、负极的判断：

（1）从电极材料：一般

为负极；或金属为负极，非金属为正极。

（2）从电子的流动方向

（3）从电流方向

（4）根据电解质溶液内离子的移动方向

（5）根据实验现象①溶解的一极为负极

②增重或有气泡一极为正极

7、原电池电极反应的书写方法：

a、原电池反应所依托的化学反应原理是

，

负极反应是

反应，正极反应是

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。

b、原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。

8、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

二、化学电池：

1、分类：

、

、

一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等

二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，

又叫充电电池或蓄电池。

2、电极反应：

铅蓄电池：放电：负极（铅）：

Pb＋SO42-－2e

＝PbSO4↓

正极（氧化铅）：PbO2＋4H+＋SO42-＋2e

＝PbSO4↓＋2H2O

充电：阴极：

PbSO4＋2H2O－2e

＝PbO2＋4H+＋SO42-

阳极：

PbSO4＋2e

＝Pb＋SO42-

两式可以写成一个可逆反应：

PbO2＋Pb＋2H2SO4

2PbSO4↓＋2H2O

充电

放电

3、新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池

三、燃料电池

1、定义：使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池

2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。

例：以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。

当电解质溶液呈酸性时：负极：2H2－4e

=4H+

正极：Ｏ2＋4e

＋4H+ =2H2O 当电解质溶液呈碱性时：负极：2H2＋4OH－4e＝4H2O正极：Ｏ2＋2H2O＋4e＝4OH

3、优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低

第三节

化学反应的速率与反应限度

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

或

（均取正值）来表示。

计算公式：v(B)＝c(B)n(B)＝

tVt注意：①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：速率比＝方程式系数比＝变化量比

（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）、原电池等也会改变化学反应速率。

2、化学反应的限度——化学平衡

（1）在一定条件下，当一个

反应进行到

相等时，

不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个3

反应所能达到的限度，即化学平衡状态。

注意：a、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。

b、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。

c、在任何可逆反应中，正方应进行的同时，逆反应也在进行。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）化学平衡状态的特征：逆、动、等、定、变。

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：（既变量不变就平衡了）

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）

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＋yB

zC，x＋y≠z

）

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