專題化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化

1、專題化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日1、概念和表示方法用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量（均取正值）來表示化學(xué)反應(yīng)快慢。molL-1s-1或molL-1min-1或molL-1h-1說明： 化學(xué)反應(yīng)速率一般是指某一段時間內(nèi)平均速率。 相同反應(yīng)時間內(nèi)，同一化學(xué)反應(yīng)的速率，用不同物質(zhì)表示時數(shù) 值可能不同。因此表示化學(xué)反應(yīng)速率時，必須說明用哪種物質(zhì) 為基準(zhǔn)。 同一化學(xué)反應(yīng)，用不同的物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化 學(xué)反應(yīng)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 固體或純液體，其濃度可視為常數(shù)。因此不用固體或純 液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。 一.化學(xué)反

2、應(yīng)速率第2頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日2、外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響影響化學(xué)反應(yīng)速率最主要的因素：反應(yīng)物本身的性質(zhì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件： 增大反應(yīng)物的濃度可以加快化學(xué)反應(yīng)； 對于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，可以加快化學(xué)反應(yīng)； 反應(yīng)物是固體、液體、溶液時，改變壓強(qiáng)對反應(yīng)速率無影響 升高溫度，可以增大化學(xué)反應(yīng)速率； 每升高10 ，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大到原來的24倍 使用催化劑，能顯著地增大反應(yīng)速率。 固體反應(yīng)物顆粒的大小、反應(yīng)物接觸面積等因素對反應(yīng)速 率也有影響。某些反應(yīng)也會受光、超聲波、磁場等影響而 改變反應(yīng)速率。第3頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)

3、47分，星期日二.化學(xué)反應(yīng)的限度1、可逆反應(yīng) 定義：在同一反應(yīng)條件下，既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。 可逆反應(yīng)的普遍性：大部分化學(xué)反應(yīng)都是可逆反應(yīng)。 可逆反應(yīng)的特點(diǎn)：可逆反應(yīng)有一定的限度，反應(yīng)物、生成物共同存在；能量轉(zhuǎn)化互逆。2、化學(xué)平衡 化學(xué)平衡狀態(tài)的建立：可逆反應(yīng)在一定條件下進(jìn)行到一定程度時,正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度保持不再發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱為化學(xué)平衡。 化學(xué)平衡的特征： “逆”、“動”、“等”、“定”、“變”第4頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日三.化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化1、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)

4、：H0 kJmol-1 反應(yīng)物總能量生成物總能量 反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能用鍵能估算反應(yīng)熱： H反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能注意：物質(zhì)中的鍵能越大、鍵越牢固、該物質(zhì)越穩(wěn)定 物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定常見的放熱反應(yīng)：燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)、金屬與酸反應(yīng) 吸熱反應(yīng)： C+CO2、H2+CuO、C+H2O、 Ba(OH)28H2O + NH4Cl第5頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日2、熱化學(xué)方程式 反應(yīng)物和生成物要標(biāo)明其聚集狀態(tài)，用g、l、s分別代表 氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)，若為同素異形體，要注明名稱。 熱化學(xué)方程式右端用H 標(biāo)明恒壓條件下反應(yīng)放出或吸 收的熱量，放熱為負(fù)，吸熱為正。 熱化學(xué)

5、方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個數(shù)， 只表示物質(zhì)的量，因此可以是整數(shù)或分?jǐn)?shù)，不用小數(shù)。 對于相同物質(zhì)的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時，其H值 也不同，即H 的值與計(jì)量數(shù)成正比。3、有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算蓋斯定律：反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)而與反應(yīng) 途徑無關(guān)。第6頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日電解池能量轉(zhuǎn)換離子的遷移方向發(fā)生氧化反應(yīng)的電極 發(fā)生還原反應(yīng)的電極 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）陰離子向陽極遷移陽離子向陰極遷移原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)極正極陰離子向負(fù)極遷移陽離子向正極遷移相同點(diǎn)(從原理分析) 都是氧化還原反應(yīng) 四.化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第

6、7頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日原電池電解池正極 負(fù)極電極名稱陽極 陰極電極確定由電極材料決定，較活潑的是負(fù)極，較不活潑的是正極接電源正極為陽極,接電源負(fù)極為陰極電子流向負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流入正極由電源負(fù)極流入陰極,再由陽極流回正極電極反應(yīng)性 質(zhì)負(fù)極氧化反應(yīng)正極還原反應(yīng)陽極氧化反應(yīng)陰極還原反應(yīng)能量轉(zhuǎn)變化學(xué)能轉(zhuǎn)成電能電能轉(zhuǎn)為化學(xué)能裝置特點(diǎn)無外接電源有外接直流電源有外接直流電源相似之處均能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，且同一裝置中兩個電極上的電子得失總數(shù)相等第8頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日判斷原電池正、負(fù)極的方法由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負(fù)

7、極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷：電流是由正極流向負(fù)極；電子流動方向是由負(fù)極流向正極。根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。第9頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日陰極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，離子氧化性 越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。常見陽離子氧化順序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+陽極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，離子還原性 越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。常見陰離子還原順序：S2- I- Br- Cl- OH- 最高價含氧酸根陰離子 F- 判斷時先看電極材料：若兩極均為惰性

8、電極（C、Pt），則陰陽離子放電；若陽極為金屬，金屬優(yōu)先放電。判斷電解池電極產(chǎn)物的方法第10頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例類型物質(zhì)電極反應(yīng)化學(xué)方程式溶液pH變化溶液復(fù)原電解水型H2SO4NaOHNa2SO4電解質(zhì)分解型HCl CuCl2放H2生堿型NaCl 放O2生酸型CuSO4陽極：4OH-4e- = O2+2H2O陰極：4H+ + 4e- = 2H2減小增大不變H2O陽極：2Cl- +2e- = Cl2陰極：2H+2e- = H2增大HCl陽極：2Cl- +2e- = Cl2陰極：Cu2+2e- = Cu不變CuCl2陽極： 2Cl-

9、 +2e- = Cl2陰極：2H+2e- = H2增大HCl陽極：4OH- = 4e- O2+2H2O陰極：2Cu2+4e- = 2Cu減小CuO2H2O = 2H2+O2 2HCl = H2+ Cl2 CuCl2 = Cu+Cl2 2H2O +2Cl- = OH-+H2+Cl2 2CuSO4+2H2O=H2SO4 2Cu+O2 第11頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日負(fù)極：H2 + 2OH- = 2H2O + 2e- 正極：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- H2 - O2燃料電池：第12頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日1、在一定條件下

10、，mA + nB = pC的反應(yīng)中，各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率為v(A) = a mol/(Ls)，v(B) = 0.5 amol/(Ls)，v(C) = a mol/(Ls)，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_答案： 2A+B=2C隨堂練習(xí)第13頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日2、反應(yīng)A(g) + 3B(g) = 2C(g) 在 2 L密閉容器中反應(yīng)，0.5 min內(nèi)C的物質(zhì)的量增加了0.6 mol，有關(guān)反應(yīng)速率正確的是（ ）A、V(A) = 0.005 mol/(Ls) B、V(C) = 0.002 mol/(Ls)C、V(B) = V(A)/3 D、V(A)=0.001mol/

11、(Ls)A隨堂練習(xí)第14頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日3、在一定溫度下，容器內(nèi)某一反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的曲線如下圖，下列表述中正確的是（ ）A反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2 M NBt2時，正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡 Ct3時，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率Dt1時，N的濃度是M 濃度的 2 倍隨堂練習(xí)D第15頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日隨堂練習(xí)4、在一定溫度下，向 a L密閉容器中加入1 mol X氣體和 2 mol Y氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)2Y(g) 2Z(g) 此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（ ）A. 容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間變化B. 容器

12、內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時間變化C. 容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為122D. 單位時間消耗0.1 mol X同時生成0.2 mol ZAB第16頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日5、下列說法正確的是（ ）A. 需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B. 放熱的反應(yīng)在常溫下就一定能進(jìn)行C. 反應(yīng)是放熱還是吸熱是由反應(yīng)物和生成物所 具有的總能量的相對大小決定的D. 吸熱反應(yīng)在一定條件下也能進(jìn)行CD隨堂練習(xí)第17頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日6、下列反應(yīng)中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的是（ ）A碳酸鈣受熱分解B乙醇燃燒C鋁粉與氧化鐵粉末反應(yīng)D氧化鈣溶于水隨堂練習(xí)

13、A第18頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日隨堂練習(xí)7、有關(guān)鍵能數(shù)據(jù)如下表：則Si(s)+O2(g)=SiO2(s)，H989.2 kJmol-1 則X的值為（ ）A. 460 B. 920C. 1165.2 D. 423.3化學(xué)鍵Si-OO=OSi-Si鍵能/kJmol-1X498.8176A第19頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日隨堂練習(xí)8、把A、B、C、D四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若A、B相連時，A為負(fù)極；C、D相連時，D上產(chǎn)生大量氣泡；A、C相連時，電流由C經(jīng)導(dǎo)線流向A；B、D相連時，電子由D經(jīng)導(dǎo)線流向B，則此四種金屬的

14、活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?（ ） ABCD ACDB CABD BACD第20頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日9、一個原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，該反應(yīng)的原電池的組成正確的是（ ） ABCD正極ZnAgCuCu負(fù)極CuCuZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl2C隨堂練習(xí)第21頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日隨堂練習(xí)10、足量鐵粉與一定量鹽酸反應(yīng)，欲加快反應(yīng)速率，但不影響氫氣總量，下列措施可行的有（ ） 加蒸餾水 加適量CuSO4溶液 加醋酸鈉 適當(dāng)加熱 加入少量濃鹽酸 加入少量炭粉 加

15、入少量鋅粉 增加鐵粉用量 A. B. C. D. D第22頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日11、鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電池的總反應(yīng)為Li + MnO2=LiMnO2，下列說法正確的是（ ）A、 Li是正極，電極反應(yīng)為Li e- = Li+B、 Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為Li e- = Li+C、 Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2 + e- = MnO2 D、 Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為Li 2e- = Li2+B隨堂練習(xí)第23頁，共26頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期日12、鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實(shí)用化的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應(yīng)式為：負(fù)極：C6LixeC6Li1xxLi（C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成的復(fù)合材料）正極：Li1xMO2xLixeLiMO2（LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物）下列有關(guān)說法正確的是（ ）A. 鋰離子電池充電時總反應(yīng)為C6LiLi1xMO2LiMO2C6Li1xB. 電池反應(yīng)中，鋰、鋅、銀、鉛各失去 1 mol電子