第二章复习
化学反应与能量
教学目标
使本章知识系统化

知识体系：阅55页
55页知识结构
一、化学能与热能
断开化学键——
吸收能量
形成化学键——
放出能量
化学反应中能量变化的主要原因是 .
化学键的断裂和形成
化学反应的特征：
有新物质生成，
同时伴随着能量的变化。
化学键的断裂与形成
1、微观：化学反应的实质：
练习：氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰，反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为O3kJ。下列关系式中正确的是
A．2Q1 + 2Q2 < Q3
B． Q1 + Q2 < Q3
C． Q1 + Q2 < 2Q3
D． Q1 + Q2 > 2Q3
C
2、宏观： 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
放出能量的反应——
∑E反应物 >∑E生成物
吸收能量的反应——
∑E反应物 < ∑E生成物
B
△H ＞0 为吸热反应
△H ＜0 为放热反应
3、一种能量可以转化为另一种能量，能量是守恒的，这就是能量守恒定律。
4、化学反应中的能量变化，通常主要表现为：
热量的变化——吸热或者放热。
吸热反应：
放热反应：
练习：指出下列各种情况下能量转化形式
原电池反应：
电池充电时：
光合作用：
练习：吸热反应一定是
A．释放能量 B． 贮存能量
C．反应物总能量高于生成物总能量
D．反应物总能量低于生成物总能量
BD
练习：能量越低，物质越稳定。反应：
C(石墨) C(金刚石)是吸热反应，由此可知：
A．石墨比金刚石更稳定
B．金刚石比石墨更稳定
C．金刚石和石墨不能相互转化
D．金刚石和石墨可以相互转化
AD
已知：2H2(g) + O2(g) ＝2H2O(g) 放出Q1
则：
① 2H2O(g) ＝ 2H2(g) + O2(g)
相同条件下发生的反应：
吸收 Q1
③ 2H2(g) + O2(g) ＝2H2O(l) 放出Q2
(Q2>Q1)
指出下列过程是放热的还是吸热的：
HCl +NaOH = NaCl + H2O
放热反应
2Al + 6HCl = 2AlCl3 = 3H2↑
放热反应
Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl = BaCl2 + 2NH3↑
+ 10H2O
吸热反应
吸热反应
H2 = H + H
吸热
2Na2O2 +2CO2 = 2Na2CO3 + O2
放热反应
放热反应和吸热反应的表示——热化学方程式
⑴聚集态：反应物和生成物必须标明聚集态，S-固态、l-液态、g-气态。
⑵ ∆H 写在方程式的右边，并用“ ；” 隔开。
⑶△H：在恒压条件下，用△H表示反应放出或吸收的热量， △H<0-放热、 △H>0-吸热，单位KJ/mol。
⑷计量数：热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量。可以是整数或简单分数。
读法：2H2(g)＋O2(g) ＝ 2H2O(l); ∆H＝－571.6kJ/mol
H2(g)＋1/2O2(g) ＝ H2O(g); ∆H＝－241.6kJ/mol
特别指出： △H的单位KJ/mol，mol得涵义——每mol反应。
1.在1.01×105Pa时，16g S在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化硫，放出148.5KJ的热量，写出S燃烧的热化学方程式
2.已知拆开1moLH-H键需消耗436KJ能量、拆开1moL0=O键需消耗496KJ能量、形成1moLH-O键需释放463KJ能量。从化学键的角度分析反应：2H2+O2=2H2O是吸热反应还是放热反应？写出热化学方程式
原电池
（1）定义：将化学能转变成电能的装置叫做原电池。
较活泼金属
较不活泼金属
负 极
正 极
发生氧化反应
发生还原反应
e-
I
电子流出，电流流入
电子流入，电流流出
（2）电极名称：
（二）化学能与电能
（3）电极反应式（如铜-锌原电池）
负极：
Zn – 2e- = Zn2+ 氧化反应
正极：
2H+ +2e- = H2↑ 还原反应
（4）总反应式（两个电极反应之和）
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
Zn + H2SO4(稀) = ZnSO4 + H2↑
原电池反应的本质是: 氧化还原反应。
（5）原电池原理：负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子从负极经外电路流向正极，从而产生电流，使化学能转变成电能
（6）原电池的构成条件：
电解质溶液、
形成闭合回路
两个电极、
√
√
练习：将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B． 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH值均增大
D． 产生气泡的速度甲比乙慢
C
（7）原电池原理的应用
①制作化学电源：各种电池
②加快反应速率：
例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。
③判断金属活动性的强弱
④揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀

防止钢铁腐蚀的方法之一：在钢铁的表面焊接比Fe更活泼的金属（如Zn），组成原电池后，使Fe成为原电池的正极而得到保护。
钢铁的析氢腐蚀：负极：Fe – 2e- = Fe2+
正极：2H+ + 2e- = H2↑
钢铁的吸氧腐蚀：
负极：2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
练习：镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有着广泛的应用，它的充放电反应按下式进行：
Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O

由此可知，该电池放电时的负极材料是
A．Cd(OH)2 B． 2Ni(OH)2
C． Cd D． NiO(OH)
C
充电
放电
17．（08年江苏化学·5）镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 +2Ni(OH)2
有关该电池的说法正确的是
A．充电时阳极反应：
Ni(OH)2 －e- + OH- == NiOOH + H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
A
（三）化学反应速率与限度
1、 化学反应速率是用来描述化学反应过程进行的 的物理量。
快慢
=
常用单位：mol/(L·s）或 mol/(L·min）
对于一个反应：a A + b B == c C
＝ △nA : △ nB ：△nC
＝ △cA : △ cB ：△cC
有： a:b:c
练习：2L密闭容器中发生的如下反应：
3X(g) +Y(g) = nZ(g) + 2W(g)，开始投入一定量的X和Y ，5min时生成0.2molW,同时测得以Z的浓度变化表示的反应速率为0.01mol/（L·min），则n值为
A．1 B． 2
C． 3 D． 4
A
反应物的性质
影响反应速率的因素（外因）：
①浓度：
④固体表面积：
②温度：
③催化剂：
⑤其他条件：光、超声波、激光、放射线等
决定反应速率的因素（内因）：
反应物浓度越大，反应速率越快
反应温度越高，反应速率越快
使用催化剂能够改变反应速率
固体表面积越大，反应速率越快
练习：下列措施肯定能提高反应速率的是
A．增大反应物用量 B．增大压强 C． 使用催化剂 D．适当升高温度
D
2、 化学反应限度是用来描述一定条件下的可逆反应所能达到或完成的 。
最大程度
可逆反应的特点：
1、同一条件下可向两个相反的方向同时进行
2、任何一个可逆反应都不能进行到底。反应开始后，所有物质永远共存
练习：向1L容器中充入2molSO3，在一定条件下发生反应，达到平衡时，SO2的浓度不可能为
A．1mol/L B．0.75mol/L C． 2mol/L D． 1.5mol/L
c
3.平衡状态的特点：逆、动、等、定、变
V正= V逆 达到平衡时，正、逆反应速率相等
达到平衡后，体系中各物质c、n、m不再改变
动：
等：
定：
只有可逆反应才能建立化学平衡
逆：
“变”在外界条件改变时，平衡发生改变
V正、V逆≠0 达到平衡时，反应并未停止
化学反应的限度首先决定于反应的化学性质，其次受温度、浓度、压强等条件的影响。
正反应速率等于逆反应速率，的反应物与生成物的浓度不再改变时的状态
1.同一物质的生成速率等于消耗速率
2 .不同物质表示的速率方向相反，大小等于系数比
化学平衡状态：
本质特征
V(正)= V(逆)
各组分的c不变
1.各组分的c、m、n不变
2.各组分的物质的量分数、质量分数不变
3.体系温度不变时
4.若有颜色，则颜色不变
5. aA2＋bB2 = cC,若a+b≠c n总不变
QQ化学交流群：51417113
练习1：某温度下，在一固定容积的容器中进行如下反应：H2(g)+I2(g) ⇌2HI(g)，下列情况一定能说明反应已达到限度的是 （ ）
A．压强不再随时间而改变时
B．气体的总质量不再改变时
C．混合气体中各组成成分的含量不再改变时
D．单位时间内每消耗1 mol I2，同时有2 mol HI生成时
C
练习2：在一定温度下，可逆反应x(g)+3Y(g)⇌2Z(g)达到
限度的标志是 （ ）
A．Z的生成速率和Z的分解速率相等
B．单位时间内生成n mol X，同时生成3nmol Y
C．压强不再变化
D．X、Y、Z的分子个数之比为1：3：2
AC
QQ化学交流群：51417113
练习3、在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时，表明反应：A(s)+3B(g) ⇌2C(g)+D(g)已达到平衡状态的是（　　）
A. 混合气体的压强不随时间变化
B. B的生成速率和的消耗速率之比为３：１
C. 混合气体的密度不随时间变化
D. B、C、D的分子数之比为３：２：１
看压强时要注意状态
C
( )
AC
4、化学反应条件的控制
意义：可以通过控制反应条件，使化学反应符合或接近人们的期望。
提高有利于人类的化学反应的速率、效率和转化率；降低有害于人类的化学反应的速率或隔离会引发反应的物质；控制特定环境中的特殊反应，如定向爆破、火箭发射等。
三、发展中的化学电源
1.干电池
( )极：Zn – 2e- == Zn2+
( )极：2NH4+ +2MnO2 + 2e- == 2NH3 + Mn2O3 + H2O
随着用电器朝着
小型化、多功能化发
展的要求，对电池的
发展也提出了小型化、
多功能化发展的要求。
体积小、性能好的碱性锌－锰电池应运
而生。这类电池的重要特征是电解液由原来
的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由
锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电
流大幅度提高。
2、充电电池
( )极：Pb + SO42- - 2e- == PbSO4
( )极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- == PbSO4 + 2H2O
锂电池
锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。
氢氧燃料电池
3、燃料电池
燃料电池的反应方程式：
2H2 + O2 == 2H2O
( )极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
4e-
( )极：2H2 – 4e- == 4H+
碱性条件下
正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
电解质溶液的酸碱性对电极反应的影响
负极：2H2 – 4e- == 4H+
负极：2H2 – 4e- == 4H+
正极：O2 + 4H+ + 4e- == 2H2O
酸性条件下
负极：2H2 + 4OH- – 4e- == 4H2O
正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
— 有效地防止电解质溶液对外壳的腐蚀
中性条件下：
改变燃料
正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
H2
正极：O2 + 2H2O + 8e- == 8OH-
负极：CH4 + 10OH- – 8e- == CO32- + 7H2O
CH4 +2O2 == CO2 + 2H2O
CH4 +2O2 + 2OH- == CO32- + 2H2O
CH4
负极：2H2 + 4OH- – 4e- == 4H2O
（7）原电池原理的应用
①制作化学电源
②加快反应速率：
例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。
③判断金属活动性的强弱
④揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀

防止钢铁腐蚀：在钢铁的表面焊接比Fe更活泼的金属（如Zn），组成原电池后，使Fe成为原电池的正极而得到保护。
钢铁的析氢腐蚀：负极：Fe – 2e- = Fe2+
正极：2H+ + 2e- = H2↑
钢铁的吸氧腐蚀：
负极：2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-