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第二章

化学反应与能量复习课

一、教学目标

1、知识与技能

（1）进一步熟悉化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因(化学键的断裂要吸收能量,化学键的形成要放出能量)。

（2）知道化学能与热能的相互转化,了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。

2.过程与方法

能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用,初步了解化学电池的化学反应基础(氧化还原反应)。

3.情感态度与价值观

通过实例认识化学反应的速率及其影响因素,知道化学反应有一定的限度,并在此基础上认识控制反应条件对生产、生活及科学研究的意义。

二、重难点

1、化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。

2、原电池实验的探究及构成条件。

3、化学反应速率及影响因素。

三、教学方法

知识归纳——

展开讨论——

讲练结合

四、教学过程

{知识梳理} 一、化学反应中的能量变化

1.化学反应本质：旧键断裂，新键形成。

2.吸热反应与放热反应

(1)吸热反应: ①概念:

的化学反应;

②从自身能量角度分析:

小于

;

③从微观键能角度分析:

大于

;

④常见的吸热反应:大多数分解反应、NH4Cl(s)与Ba(OH)2·8H2O(s)反应等。

(2)放热反应: ①概念:

的化学反应;

②从总能量角度分析:

大于

;

③从键能角度分析:

小于

;

④常见的放热反应:大多数化合反应、燃烧反应、中和反应、活泼金属和酸反应等。

(3)根据你对吸热反应和放热反应理解判断正误,并给予解释。

①吸热反应很难进行,放热反应较易进行。

②吸热反应一定需要加热或点燃,放热反应一定不用加热或点燃。

3.吸/放热反应判断方法

1）反应物与生成物总能量相对大小

2）根据化学键破坏与形成的能量变化相对大小

3）反应物与生成物的相对稳定性

4）化学反应类型

4.应用

1)为人类生存和发展提供能量和动力

2）进行科学研究、研究新物质

3）利用能源的三个阶段

二、原电池

1.原电池工作原理

(1)负极和正极: ①负极: a.电极材料—

的金属;

b.电子流向—

电子的一极;

c.反应类型—

反应的一极;

d.离子流向—

流向的一极。 ②正极: a.电极材料—

的金属或能导电的非金属;

b.电子流向—

电子的一极;

c.反应类型—

反应的一极;

d.离子流向—

流向的一极。

(2)原理：自发进行的氧化还原反应

(3)构成条件：

a.自发进行的氧化还原反应

b.活泼性不同的电极材料

c.电解质溶液

d.构成闭合回路

(4)电极反应式的书写。

负极:还原剂-ne-氧化产物; 正极:氧化剂+ne-还原产物。

2.原电池原理的应用

(1)加快化学反应速率; (2)比较金属活动性强弱; 3.燃料电池

1）酸性：

正极反应：

负极反应：

总反应：

2）碱性：

正极反应：

负极反应：

总反应：

4.化学电源

三、化学反应速率和限度

1.化学反应速率

(1)定义：单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量. (2)公式:v=

(3)单位：

(4）关系：化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比

(5)三段式法计算反应速率

(6)速率大小的比较

(7)影响化学反应速率的因素

增大化学反应速率的五种方法:

;

;

;

;

。 2.化学反应的限度

(1)定义： (2)特点：逆、等、动、定、变

(3)平衡判定依据：

。

(4)判断以下两种说法的正误。

①各组分的浓度相等证明反应达到平衡状态。

②各组分的分子数等于化学计量数之比证明反应达到平衡状态。

{实例探究与练习巩固} 一、化学反应中的能量变化

【例1】下图1是等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末分别与足量的盐酸发生反应时的情景,产生CO2气体的体积较多的A试管中加入的固体试剂是

。

图1

图2

实验过程中我们还能感受到Na2CO3与盐酸反应时是放热反应,而NaHCO3与盐酸反应时表现为吸热。在A、B两试管中的此反应过程中,反应体系的能量变化的总趋势分别对应于图2中的:A—

,B—

[填写“(a)”或“(b)”]。 【例2】化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键

形成时放出的能量不同引起的。如下图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法正确的是(

)

N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化

A.通常情况下,NO比N2稳定

B.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO C.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量

D.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJ [练习1]下列说法正确的是(

) A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B.化学反应中的能量变化都表现为热量变化

C.任何放热反应在常温下一定能发生反应

D.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热

[练习2]下列反应中生成物的总能量高于反应物的总能量的是(

) A.碳酸钙受热分解

B.乙醇燃烧

C.钠与水反应

D.氧化钙溶于水

二、原电池

【例3】研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法中不正确的是(

) A.水既是氧化剂又是溶剂

B.放电时正极上有氢气生成

C.放电时OH-向正极移动

D.总反应为:2Li+2H2O2LiOH+H2↑

[练习3]在如图所示的装置中,a的金属活泼性比氢强,b为石墨棒,关于此装置的各种叙述不正确的是(

)

A.石墨棒上有气体放出,溶液pH变大

B.a是正极,b是负极

C.导线中有电子流动,电子从a极到b极

D.a极上发生了氧化反应

[练习4]高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为: 3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述不正确的是(

) Zn(OH)2

A.放电时负极反应为:Zn-2e-+2OH-B.放电时正极发生氧化反应

C.放电时每转移2 mol电子,反应的锌的质量是65 g D.放电时化学能转化为电能

三、化学反应速率和限度

【例5】已知反应N2+3H22NH3,下列说法能说明该反应处于化学平衡状态的是(

) ①v(N2生成)=v(N2消耗),②N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2,③单位时间内生成2 mol NH3,同时消耗1 mol N2,④N2、H2、NH3的物质的量不再发生变化。

A.①④

B.②③

C.②③④

D.①③④

【例6】在一密闭容器里装有氮气和氢气。反应开始时,氮气的浓度为2 mol·L-1,氢气的浓度为5 mol·L-1,反应2 min后,测得容器中氮气的浓度为1.8 mol·L-1。2 min后氢气的浓度为多少?这2 min内氮气的平均反应速率是多少?氢气和氨气的平均反应速率各是多少?2 min内氮气、氢气和氨气的反应速率之比为多少? [练习5]反应3X(g)+Y(g)2Z(g)+2W(g)在2 L密闭容器中进行,5 min后Y减少了0.5 mol,则此反应的平均速率v为(

) A.v(X)=0.05 mol/(L·min) B.v(Z)=0.10 mol/(L·min) C.v(Y)=0.10 mol/(L·min) D.v(W)=0.10 mol/(L·s)

[练习6]一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列描述正确的是(

) A.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为0.158 mol/(L·s) B.10 s后,该反应停止进行

C.反应的化学方程式为2X(g)+Y(g)

2Z(g) D.反应开始到10 s时,平均反应速率:v(X)=v(Y)=0.039 5 mol/(L·s)