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【考向指南】

1．化学反应中的物质变化和能量变化是我们人类学习化学反应、研究化学反应、利用化学反应为我们造福的着眼点，因此历来是高考考核的热点。本节应重点掌握：

⑴化学键与化学反应中能量变化的关系

⑵反应热与反应物和生成物的能量关系

⑶了解常见的放热和吸热反应。

2.化学能与电能的转化体现了物理与化学知识的相互交融，因此是理科综合考试的热点。本节应重点掌握：

⑴化学能与电能的相互转化方式

⑵原电池的组成和结构及反应原理

⑶发展中的化学电源所涉及的化学反应知识

3. 化学反应的速率与限度是我们研究化学反应、实践中利用化学反应必须解决的问题。本节应重点掌握：

⑴化学反应速率的计算及与方程式中各物质计量数的关系

⑵影响速率因素的探讨

⑶可逆反应限度---平衡态

【要点萃聚】

1．化学能与热能

（1）化学键与化学反应中能量变化的关系：破坏化学键吸热，形成化学键放热，化学反应时破坏反应物中化学键吸收的能量和形成生成物中化学键放出的能量的差就是反应热。ΔH=反应物的键能总和－生成物的键能总和。

（2）化学能和热能的相互转化：化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，有些反应是放热反应，有些反应是吸热反应。但是据能量守恒定律，能量是可以相互转化的。

常见的放热反应有：大多数化合反应、中和反应，铝和盐酸反应，焦灰、煤、石油、甲烷等燃料的燃烧反应，炸药爆炸反应等但C+CO2==2CO为吸热反应。

常见的吸热反应有：大多数分解反应、氯化铵和氢氧化钡晶体的反应、水煤气生产等。

化学能和热能的转化在生产和生活中有重要的意义。

2．化学能与电能

（1）化学能与电能的相互转化方式常见的有两种：

化学能→热能→机械能→电能（热电厂）；化学能→电能（化学电源）。

（2）原电池的结构：

化学能转化为电能的装置叫原电池。构成原电池的条件：①两个活泼性不同的电极；②电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）；③形成闭合回路（或在溶液中接触）。

（3）发展中的化学电源（常见化学电源）

锌锰干电池：

-2++-负极（Zn）：Zn-2e=Zn 正极（C）：2NH4+2e=2NH3+H2

+2+总反应：Zn+2NH4=Zn+2NH3+H2

蓄电池：

①铅蓄电池

2--2-+-负极（Pb）：Pb+SO4-2e=PbSO4 正极（PbO2）：PbO2+SO4+4H+2e=PbSO4+2H2O 总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

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②镍镉电池

--正极：NiO(OH)+2H2O+2e=Ni(OH)2+2OH 负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 总反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2 ③锂电池

-——+正极：MnO2+e=MnO2 负极：Li-e=Li

总反应：Li+MnO2=LiMnO2

氢氧燃料电池：

——+—

正极：O2+2H2O+4e=4OH或O2+4H+4e=2H2O。———+负极：2H2+4OH—4e=4H2O或2H2—4e=4H

总反应：2H2+O2=2H2O 3．化学反应的速率与限度

（1）化学反应速率用来衡量化学反应进行的快慢，用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

对同一化学反应：mA+nB==pC+qD，则VA∶VB∶VC∶VD==m∶n∶p∶q （2）除浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率有影响外，反应物颗粒（固体）的大小、光、波等对化学反应速率也有影响。

（3）对于可逆反应，是不能进行到底的。可逆反应进行的限度大小受外界条件（如浓度、压强、温度等）的影响，我们可以根据生产和科学研究的实际需要，通过控制反应条件，来调节可逆反应进行的限度。

【方法探讨】

1．根据原电池的工作原理，只要两种活泼性不同的金属或是一种金属和另一种能导电的非金属（如石墨）都可以组成原电池的两极，故组成原电池的两极的材料不必都是金属。通常情况下组成原电池的两极之间只要存在电势差，当导线连接两极时，便会产生电流（必须要有电

解质溶液存在），两极上的氧化还原反应使电流在电路中得以不断持续，故选择原电池的两极，不必考虑电极是否能与电解质溶液发生反应。

例

铁钉和碳棒用导线连接后，同时浸入0.01mol/L的NaCl溶液中，可能发生的反应是

—A．碳棒上放出氯气

B．碳棒附近产生OH

C．碳棒上放出氧气

D．铁钉被氧化

解析

铁钉和碳棒用导线连接后，同时浸入NaCl溶液中，铁钉与碳棒均不和NaCl溶液反应，但实质上是形成了原电池，根据原电池工作原理，铁比碳活泼，因此铁被氧化；而NaCl溶液是中性溶液，铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，在碳棒上发生了还原——反应，O2+2H2O+4e=4OH。答案 BD。

2．物质状态和浓度对反应速率的影响

（1）对于有固体参加的化学反应而言，由于在一定条件下，固体的浓度是固定的，所以固体物质在化学反应浓度不改变，因此固体的量的多少不影响反应的速率。但因为固体物质的反应是在其表面进行的，故与其表面积有关，当固体颗粒变小时，会增大表面积，加快反应的进行。

（2）对于有气体参加的反应而言，改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变所致。所以讨论压强对反应速率影响时，应区分引起压强改变的原因，这种改变对反应体系的浓度产生何种影响，由此判断出对反应速率的影响。

对于气体反应体系，有以下几种情况：

恒温时：增大压强→体积缩小→浓度增大→反应速率加快

恒容时：充入气体反应物→浓度增大→总压增大→速率加快

恒容时：充入“惰气”→总压增大，但各物质浓度不变，反应速率不变

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恒压时：充入“惰气”→体积增大→各反应物浓度减少→反应速率减慢

【典例精析】

例1埋在地下的自来水铁管，在下列情况下被腐蚀的速率最慢的是

A．在含有铁元素较多的酸性土壤中

B．在潮湿疏松透气性好的土壤中

C．在自来水的铁管上用导线连接一块锌块后，再埋入不透气的土壤中

D．在自来水的铁管上用导线连接一块铜块后，再埋入潮湿疏松的土壤中

解析

钢铁的腐蚀主要是在中性水膜中的吸氧腐蚀，只要难形成水膜就难腐蚀；若利用外联比铁活泼的金属块，铁就更难被腐蚀。答案：C。

例2 A、B能在溶液中进行反应，生成了C物质：A+B→C。现有下面4种化学实验：

—1—1（1）将0.2mol·LA溶液与0.2mol·L的B溶液各取20mL相互混合。

——（2）将0.5mol·L1A溶液与0.5mol·L1的B溶液各取10ml相互混合。

——（3）将1mol·L1A溶液与1mol·L1的B溶液各取10mL，同时倒入30mL蒸馏水中。

——（4）将1mol·L1A溶液20mL与1.2mol·L1的B溶液60mL混合。

在反应开始时反应速率由大到小的顺序应是（设混合前后体积不变）：

解析

这是一道与实验（实际情况）紧密联系的试题。比较几种不同情况的反应速率，关键在于浓度的比较。主要考查浓度对化学反应速率的影响。

cA（mol·L1）

—cB（mol·L1）

—0.2200.1

2200.5100.25

（2）2101100.2

（3）210301200.25

（4）2060（1）

答案

（4）＞（2）＞（3）＞（1）

0.2200.1

2200.5100.25

2101100.2

210301.2600.9

2060

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