归纳与整理名师教学设计1

2022-08-06 10:05:05
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第二章

化学反应与能量

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

①所有的燃烧与缓慢氧化。

常见的放热反应:

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)。

多数分解反应,如KClO3、、CaCO3的分解等。

常见的吸热反应:

②C+CO2

2CO ③铵盐和碱的反应,Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O [思考]放热反应都不需要加热,吸热反应都要加热,这种说法对吗?

点拔: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。NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应,但反应并不需要加热。

第二节

化学能与电能

1、

能源的分类:

一次能源:直接从自然界取得的能源称为一次能源,如流水、风力、煤、石油、天然气等、

二次能源:一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源,如电力、蒸汽等。

2、原电池

(1)概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

(2)原电池的工作原理:发生氧化还原反应(有电子的转移)。

(3)构成原电池的条件:

①活泼性不同的两种金属做电极(或其中一种是非金属);

②电极材料均插入电解质溶液中;

③两级构成闭合回路。

(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

Zn-2e-=Zn2+

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

2H+2e=H2↑

正极的现象:一般有气体放出或正极质量增加。

总反应方程式:把正极和负极反应式相加而得【Zn + 2 H+ = Zn2+ + H2↑】

(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)等作正极。

②根据电流方向或电子流向:(外电路)电子:负极→导线→正极。(电流由正极流向负极);

③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放出。

2、化学电源基本类型:

①干电池(一次电池):如:Cu-Zn原电池、锌锰电池(Zn做负极,碳棒做正极)、银锌纽扣电池

②充电电池(二次电池):两极都参加反应的原电池,可充电循环使用。如铅蓄电池(Pb为负极,

PbO2为正极)、锂电池、镍镉电池等。

③燃料电池:如H2、CH4燃料电池,电解质溶液常为碱性试剂(KOH等)。

第三节

化学反应的速率和限度

1、化学反应的速率

(1)概念: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)=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=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)

2、化学反应的限度——化学平衡

(1)在一定条件下,当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再改变,达到表面上静止的c(B)n(B)=

tVt

一种“平衡状态”,就是这个反应所能达到的限度,即化学平衡状态。

在任何可逆反应中,正方应进行的同时,逆反应也在进行(同时发生,不分先后)。可逆反应不能进行到底,即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、等、动、定、变。

①逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。

②等:达平衡状态时,正反应速率相等逆反应速率。

③动:动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应仍在不断进行,但不等于0。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:

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+yBzC,x+y≠z

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