（新教材）【人教版】高中化學(xué)第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量

山東省沂水三中高一化學(xué)必修2第二章－第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)能與熱能1、在任何的化學(xué)反應(yīng)中總伴有能量的變化。原因：當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，斷開(kāi)反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要吸收能量，而形成生成物中的化學(xué)鍵要放出能量?；瘜W(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過(guò)程中是吸收能量還是放出能量，決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。E反應(yīng)物總能量＞E生成物總能量，為放熱反應(yīng)。E反應(yīng)物總能量＜E生成物總能量，為吸熱反應(yīng)。2、常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)：①所有的燃燒與緩慢氧化。②酸堿中和反應(yīng)。③金屬與酸反應(yīng)制取氫氣。④大多數(shù)化合反應(yīng)（特殊：C＋CO22CO是吸熱反應(yīng)）。常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)：①以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)如：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。②銨鹽和堿的反應(yīng)如Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O③大多數(shù)分解反應(yīng)如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。3、能源的分類：形成條件利用歷史性質(zhì)一次能源常規(guī)能源可再生資源水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能不可再生資源煤、石油、天然氣等化石能源新能源可再生資源太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、氫能、沼氣不可再生資源核能二次能源（一次能源經(jīng)過(guò)加工、轉(zhuǎn)化得到的能源稱為二次能源）電能（水電、火電、核電）、蒸汽、工業(yè)余熱、酒精、汽油、焦炭等[思考]一般說(shuō)來(lái)，大多數(shù)化合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，大多數(shù)分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)都不需要加熱，吸熱反應(yīng)都需要加熱，這種說(shuō)法對(duì)嗎？試舉例說(shuō)明。點(diǎn)拔：這種說(shuō)法不對(duì)。如C＋O2＝CO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，但需要加熱，只是反應(yīng)開(kāi)始后不再需要加熱，反應(yīng)放出的熱量可以使反應(yīng)繼續(xù)下去。Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但反應(yīng)并不需要加熱。[練習(xí)]1、下列反應(yīng)中，即屬于氧化還原反應(yīng)同時(shí)又是吸熱反應(yīng)的是（）A.Ba(OH)2.8H2O與NH4Cl反應(yīng)B.灼熱的炭與CO2反應(yīng)C.鋁與稀鹽酸D.H2與O2的燃燒反應(yīng)2、已知反應(yīng)X＋Y＝M＋N為放熱反應(yīng)，對(duì)該反應(yīng)的下列說(shuō)法中正確的是（）A.X的能量一定高于MB.Y的能量一定高于NC.X和Y的總能量一定高于M和N的總能量D.因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就可發(fā)生第二節(jié)化學(xué)能與電能1、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方式：電能(電力)火電（火力發(fā)電）化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能缺點(diǎn)：環(huán)境污染、低效原電池將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能優(yōu)點(diǎn)：清潔、高效2、原電池原理（1）概念：把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。（2）原電池的工作原理：通過(guò)氧化還原反應(yīng)（有電子的轉(zhuǎn)移）把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?）構(gòu)成原電池的條件：（1）電極為導(dǎo)體且活潑性不同；（2）兩個(gè)電極接觸（導(dǎo)線連接或直接接觸）；（3）兩個(gè)相互連接的電極插入電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路。（4）電極名稱及發(fā)生的反應(yīng)：負(fù)極：較活潑的金屬作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：較活潑金屬－ne－＝金屬陽(yáng)離子負(fù)極現(xiàn)象：負(fù)極溶解，負(fù)極質(zhì)量減少。正極：較不活潑的金屬或石墨作正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式：溶液中陽(yáng)離子＋ne－＝單質(zhì)正極的現(xiàn)象：一般有氣體放出或正極質(zhì)量增加。（5）原電池正負(fù)極的判斷方法：①依據(jù)原電池兩極的材料：較活潑的金屬作負(fù)極（K、Ca、Na太活潑，不能作電極）；較不活潑金屬或可導(dǎo)電非金屬（石墨）、氧化物（MnO2）等作正極。②根據(jù)電流方向或電子流向：（外電路）的電流由正極流向負(fù)極；電子則由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。③根據(jù)內(nèi)電路離子的遷移方向：陽(yáng)離子流向原電池正極，陰離子流向原電池負(fù)極。④根據(jù)原電池中的反應(yīng)類型：負(fù)極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，現(xiàn)象通常是電極本身消耗，質(zhì)量減小。正極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，現(xiàn)象是常伴隨金屬的析出或H2的放出。（6）原電池電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)方法：（=1\*romani）原電池反應(yīng)所依托的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)是氧化反應(yīng)，正極反應(yīng)是還原反應(yīng)。因此書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)的方法歸納如下：①寫(xiě)出總反應(yīng)方程式。②把總反應(yīng)根據(jù)電子得失情況，分成氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。③氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生，還原反應(yīng)在正極發(fā)生，反應(yīng)物和生成物對(duì)號(hào)入座，注意酸堿介質(zhì)和水等參與反應(yīng)。（=2\*romanii）原電池的總反應(yīng)式一般把正極和負(fù)極反應(yīng)式相加而得。（7）原電池的應(yīng)用：①加快化學(xué)反應(yīng)速率，如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。②比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。③設(shè)計(jì)原電池。④金屬的腐蝕。2、化學(xué)電源基本類型：①干電池：活潑金屬作負(fù)極，被腐蝕或消耗。如：Cu－Zn原電池、鋅錳電池。②充電電池：兩極都參加反應(yīng)的原電池，可充電循環(huán)使用。如鉛蓄電池、鋰電池和銀鋅電池等。③燃料電池：兩電極材料均為惰性電極，電極本身不發(fā)生反應(yīng)，而是由引入到兩極上的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，如H2、CH4燃料電池，其電解質(zhì)溶液常為堿性試劑（KOH等）。[練習(xí)]3、下圖各裝置中，溶液均為稀硫酸，不能構(gòu)成原電池的是（）4、用鋅棒、石墨和CuCl2溶液組成的原電池，鋅棒為_(kāi)__極，電極上發(fā)生的是_____反應(yīng)（填“氧化”或“還原”），該電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________，觀察到的現(xiàn)象為_(kāi)________________；石墨為_(kāi)__極，電極上發(fā)生的是_____反應(yīng)（填“氧化”或“還原”），該電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________，觀察到的現(xiàn)象為_(kāi)____________________；原電池反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________。5、把A、B、C、D四塊金屬泡在稀H2SO4中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。若A、B相連時(shí)，A為負(fù)極；C、D相連，D上有氣泡逸出；A、C相連時(shí)A極減輕；B、D相連，B為正極。則四種金屬的活潑性順序由大到小排列為（）A.A>C>D>BB.A>C>B>DC.B>D>C>AD.A>B>C>D6、對(duì)于鋅一銅一稀硫酸組成的原電池裝置中，當(dāng)導(dǎo)線中有1mol電子通過(guò)時(shí)，理論上的兩極變化是①鋅片溶解了32.5g②鋅片增重32.5g③銅片上析出lgH2④銅片上析出A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度1、化學(xué)反應(yīng)的速率（1）概念：化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)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(lái)表示。計(jì)算公式：v(B)＝＝①單位：mol/(L·s)或mol/(L·min)②B為溶液或氣體，若B為固體或純液體不計(jì)算速率。③以上所表示的是平均速率，而不是瞬時(shí)速率。④重要規(guī)律：（=1\*romani）速率比＝方程式系數(shù)比（=2\*romanii）變化量比＝方程式系數(shù)比（2）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：內(nèi)因：由參加反應(yīng)的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定的（主要因素）。外因：①溫度：升高溫度，增大速率②催化劑：一般加快反應(yīng)速率（正催化劑）③濃度：增加C反應(yīng)物的濃度，增大速率（溶液或氣體才有濃度可言）④壓強(qiáng)：增大壓強(qiáng)，增大速率（適用于有氣體參加的反應(yīng)）⑤其它因素：如光（射線）、固體的表面積（顆粒大?。?、反應(yīng)物的狀態(tài)（溶劑）、原電池等也會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。2、化學(xué)反應(yīng)的限度——化學(xué)平衡（1）在一定條件下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到正向反應(yīng)速率與逆向反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變，達(dá)到表面上靜止的一種“平衡狀態(tài)”，這就是這個(gè)反應(yīng)所能達(dá)到的限度，即化學(xué)平衡狀態(tài)?；瘜W(xué)平衡的移動(dòng)受到溫度、反應(yīng)物濃度、壓強(qiáng)等因素的影響。催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率，對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響。在相同的條件下同時(shí)向正、逆兩個(gè)反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。通常把由反應(yīng)物向生成物進(jìn)行的反應(yīng)叫做正反應(yīng)。而由生成物向反應(yīng)物進(jìn)行的反應(yīng)叫做逆反應(yīng)。在任何可逆反應(yīng)中，正方應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)，逆反應(yīng)也在進(jìn)行?？赡娣磻?yīng)不能進(jìn)行到底，即是說(shuō)可逆反應(yīng)無(wú)論進(jìn)行到何種程度，任何物質(zhì)（反應(yīng)物和生成物）的物質(zhì)的量都不可能為0。（2）化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：逆、動(dòng)、等、定、變。①逆：化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)。②動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)仍在不斷進(jìn)行。③等：達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正方應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，但不等于0。即v正＝v逆≠0。④定：達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各組分的濃度保持不變，各組成成分的含量保持一定。⑤變：當(dāng)條件變化時(shí)，原平衡被破壞，在新的條件下會(huì)重新建立新的平衡。（3）判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：①VA（正方向）＝VA（逆方向）或nA（消耗）＝nA（生成）（不同方向同一物質(zhì)比較）②各組分濃度保持不變或百分含量不變③借助顏色不變判斷（有一種物質(zhì)是有顏色的）④總物質(zhì)的量或總體積或總壓強(qiáng)或平均相對(duì)分子質(zhì)量不變（前提：反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)適用，即如對(duì)于反應(yīng)xA＋yBzC，x＋y≠z）[練習(xí)]7、用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，下列措施不能使反應(yīng)速率加快的是（）A.不用稀硫酸，改用98%濃硫酸B.加熱C.滴加少量CuSO4溶液D.不用鐵片，改用鐵粉8、下列四種X溶液，均能跟鹽酸反應(yīng)，其中反應(yīng)最快的是（）A.10℃20mL3mol/L的X溶液B.20℃30mL2molL的X溶液

C.20℃109、對(duì)于可逆反應(yīng)2SO2+O22SO3，在混合氣體中充入一定量的18O2，足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，18O原子（）A.只存在于O2中B.只存在于O2和SO3中C.只存在于O2和SO2中D.存在于O2、SO2和SO3中10、對(duì)化學(xué)反應(yīng)限度的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.任何可逆反應(yīng)都有一定的限度B.化學(xué)反應(yīng)達(dá)到限度時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等C.化學(xué)反應(yīng)的限度與時(shí)間的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)D.化學(xué)反應(yīng)的限度是不可改變的11、在一定溫度下，可逆反應(yīng)A(氣)＋3B(氣)2C(氣)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（）A.C生成的速率與C分解的速率相等B.A、B、C的濃度相等C.A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2D.單位時(shí)間生成nmolA，同時(shí)生成3nmolB12、對(duì)于一定溫度下的密閉容器中，可逆反應(yīng)H2＋I(xiàn)22HI，達(dá)到平衡的