化學(xué)反應(yīng)與能量.ppt

1、化學(xué)反應(yīng)與能量小結(jié)人教版化學(xué)必修2第二章,1.化學(xué)反應(yīng)與能量 2.原電池 3.化學(xué)反應(yīng)速率與限度,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,（1）放熱反應(yīng),E反應(yīng)物 E生成物,（2）吸熱反應(yīng),E反應(yīng)物 E生成物,一、化學(xué)反應(yīng)與能量,常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)：P37 4,3、常見(jiàn)的放熱反應(yīng)： （化學(xué)上把放出熱量的化學(xué)反應(yīng)叫放熱反應(yīng)） （1）所有的燃燒反應(yīng) （2）酸堿中和反應(yīng) （3）大多數(shù)的化合反應(yīng) （4）金屬與酸的反應(yīng) （5）鋁熱反應(yīng)（放熱過(guò)程？） 4、常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)： （化學(xué)上把吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)叫吸熱反應(yīng)） （1）晶體Ba(

2、OH)28H2O+NH4Cl的反應(yīng) Ba(OH)2 8H2O +2NH4Cl= BaCl2+2NH3+10H2O （2）大多數(shù)的分解反應(yīng) （3）以H2、CO、C為還原劑的氧化還原反應(yīng) （吸熱過(guò)程？）,H2 + Cl2 = 2HCl,HH,Cl Cl,HCl,斷開(kāi),斷開(kāi),點(diǎn)燃,一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的的過(guò)程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過(guò)程。,形成,吸收能量,吸收能量,H ,放出能量,取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對(duì)大小,從化學(xué)鍵的觀點(diǎn)來(lái)分析能量的變化,（1）若E反 E生，放出能量。,（2）若E反 E生，吸收能量。,或者,（1）若E斷 E成，吸收能量。,（2）若E斷 E

3、成，放出能量。,從總能量的角度,從化學(xué)鍵的角度,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A 煤燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程 B 化石燃料和植物燃料燃燒時(shí)放出的能量均來(lái)源于太陽(yáng)能 C動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過(guò)程 D 植物通過(guò)光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成熱能的過(guò)程 E 已知反應(yīng)X+Y=M+N為放熱反應(yīng)，X能量一定高于M且不需要加熱即可以發(fā)生 F 需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) G C(石墨，s)=C(金剛石，s) 反應(yīng)吸熱，所以石墨比金剛石穩(wěn)定 H 原電池中兩金屬電極，活潑的一定做負(fù)極 I Zn與稀H2SO4制H2時(shí)，加入少量CuSO4溶液可加快反應(yīng)速率（還有哪些可加快，

4、哪些可以減慢）,A,B,G,I,在反應(yīng)H2 + Cl2 2HCl中，已知HH鍵能為436kJ，ClCl鍵能為247kJ，HCl鍵能為431kJ，判斷該反應(yīng)是（ ） A. 吸熱反應(yīng) B. 放熱反應(yīng) C. 吸收179kJ熱量 D.放出179kJ熱量,BD,1、下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化. B.伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化. C.在一個(gè)確定的化學(xué)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不同. D.在一個(gè)確定的化學(xué)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量. 2、下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是 （1）液態(tài)水汽化 （2）高溫鍛燒石灰石 （3）濃H2SO4稀釋?zhuān)?

5、）KClO3分解制O2 （5）生石灰與水反應(yīng)生成熟石灰 （6）Ba(OH)28H2O晶體和NH4Cl混合攪拌 （7）鹽酸和氫氧化鈉混合 （8）鋅放入稀硫酸中（9）焦炭和水蒸氣高溫下反應(yīng),A、C,（2）（4）（6）（9）,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,兩極； 電解質(zhì)溶液； 閉合回路 (4)自發(fā)的氧化還原反應(yīng),電荷移動(dòng),比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。,比較反應(yīng)速率快慢。,原電池,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單電池。,總反應(yīng)式,離子方程式 Zn + 2H+ = Zn2+ +H2 化學(xué)方程式 Zn +H2SO4=ZnSO4+H2,負(fù)極（Zn） Zn2e- = Zn2+ （負(fù)失氧） 正極 (Cu) 2H+ +2e- = H2 （正得還）,本

6、質(zhì)：,形成條件：,二、原電池(實(shí)驗(yàn)),外電路：電子由負(fù)極流向正極,內(nèi)電路：陽(yáng)離子移動(dòng)正極，陰離子移向負(fù)極,應(yīng)用,原電池,2、工作原理: 活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng)向外線(xiàn)路提供電子原電池的負(fù)極； 不活潑金屬（或石墨）發(fā)生還原反應(yīng)接受外線(xiàn)路提供的電子原電池的正極。,一、原電池 1、定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.,必發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),必發(fā)生得電子的還原反應(yīng),5,原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)： 原電池構(gòu)成的本質(zhì)條件：電池的某一極（負(fù)極）必須能與電解質(zhì)溶液中的某種成分反應(yīng)。P26 4,氧化還原反應(yīng),總結(jié)：升失氧負(fù)，降得還正,例3, 請(qǐng)根據(jù)反應(yīng): 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+ 設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方

7、案?,Fe-Cu FeCl3,Fe-C Fe(NO3)3,Fe-Ag Fe2(SO4)3,6,判斷原電池正、負(fù)極的方法(P26 第5題),1、由組成原電池的兩極材料判斷：,一般是活潑的金屬為負(fù)極 活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極,2、根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷：,電流是由正極流向負(fù)極； 電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極。,3、根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動(dòng)方向判斷：,在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極,4、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來(lái)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)。,5、根據(jù)現(xiàn)象來(lái)判斷：,溶解的一極為負(fù)極，增重或有氣泡放

8、出的一極為正極。,(3)燃料電池,新型電池中，電極的導(dǎo)電材料一般多孔的金屬板，負(fù)極是通入還原劑的一方，正極是通入氧化劑的一方。,氫氧燃料電池，電解質(zhì)溶液為30%的氫 氧化鉀溶液. 正極： O2+ 4e + 2H2O = 4OH- 負(fù)極： 2H2 4e + 4OH-= 4H2O,總反應(yīng)式： 2H2+O2=2H2O,特點(diǎn)：,高效,環(huán)境污染少,外加設(shè)備供給氧化劑,練習(xí) 1、如圖各裝置中，溶液均為稀硫酸，不能構(gòu)成原電池的是（ ）,D,2. X、Y、Z都是金屬,把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X和Y組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)?（ ） （A）XYZ （B）X

9、ZY （C）YXZ （D）YZX,C,已知空氣鋅電池的電極反應(yīng)為 鋅片：Zn2OH2eZnOH2O； 碳棒： O2H2O2e2OH 據(jù)此判斷，鋅片是（ ） A正極，并被還原 B正極，并被氧化 C負(fù)極，并被還原 D負(fù)極，并被氧化,D,練習(xí)2,今有2H2+O2=2H2O反應(yīng),以KOH為電解質(zhì)溶液,構(gòu)成燃料電池,電極反應(yīng)？溶液PH變化？以H2SO4為電解質(zhì)溶液呢？,鉛蓄電池（原電池）工作時(shí)，總反應(yīng)為：PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O由此可以判斷： （1）原電池的電極材料：正極為_(kāi)，負(fù)極為_(kāi)。 (2)工作后，蓄電池里電解質(zhì)溶液的pH值（變大、變小、不變）_ 其理由是

10、_。,在由銅片、鋅片和200 mL稀硫酸組成的原電池中，若鋅片只發(fā)生電化學(xué)腐蝕，當(dāng)在銅片上放出3.36 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的H2時(shí)，硫酸恰好用完，則： (1)產(chǎn)生這些氣體消耗的鋅的質(zhì)量是多少？ (2) 通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電子的物質(zhì)的量是多少？ (3)原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度是多少？,9.75g,0.3mol,0.75mol/L,二、化學(xué)反應(yīng)的速率和限度,一、化學(xué)反應(yīng)速率,表達(dá)式：,其常用單位是mol(L min)-1或mol (L s)-1,2、表示方法：化學(xué)反應(yīng)速率可用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。,2、外因：溫度溫度愈高反應(yīng)速率愈快；催化劑-能大大增加化學(xué)反應(yīng)速率；濃度、反應(yīng)氣體的

11、壓強(qiáng)、固體反應(yīng)物的顆粒度、反應(yīng)物接觸面的大小等很多因素對(duì)反應(yīng)速率都有影響。,1、概念：化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度的物理量。,二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,1、內(nèi)因：化學(xué)反應(yīng)速率的大小主要決定于反應(yīng)物的性質(zhì),一、化學(xué)反應(yīng)限度,1、概念：化學(xué)反應(yīng)限度就是研究可逆反應(yīng)所能達(dá)到的最大程度。,2、可逆反應(yīng)：在同一反應(yīng)條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。,3、注意： （1）絕大多數(shù)反應(yīng)都有一定的可逆性。一個(gè)反應(yīng)是可逆反應(yīng)的必需條件：在同一反應(yīng)條件下進(jìn)行。 （2）可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，只能進(jìn)行到一定程度后達(dá)到所謂的平衡狀態(tài)，平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量都大于零。,二、化學(xué)

12、平衡,1、化學(xué)平衡的研究對(duì)象：可逆反應(yīng)的規(guī)律，如反應(yīng)進(jìn)行的程度以及外界條件對(duì)反應(yīng)進(jìn)行情況的影響等。,2、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立：可借助速率-時(shí)間圖像來(lái)理解化學(xué)平衡狀態(tài)的建立與化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系。,化學(xué)平衡狀態(tài)：,（1）概念：化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。,（2）特征：逆、等、動(dòng)、定、變,逆：可逆反應(yīng)；,等： 正 = 逆0 （本質(zhì)）；,定：反應(yīng)混合物各組分的濃度保持一定(表象）；,動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡；,變：外界條件一旦改變，平衡就會(huì)被破壞，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡.,25,例1 在一定的溫度下，固定容積容器中，可逆反

13、應(yīng)：A（g）+ 3B（g）= 2C（g）達(dá)到平衡的標(biāo)志是（ ） AC的生成速率與C的分解速率相等。 B單位時(shí)間生成n molA，同時(shí)生成3n molB。 CA、B、C的物質(zhì)的量濃度保持不變。 DA、B、C的分子數(shù)之比為1 ：3 ：2 。 E容器中氣體的密度保持不變。 F混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變。 G容器中氣體的總壓強(qiáng)保持不變。,A、C、F、G,溫度升高,鹽酸濃度下降,例、把除去氧化膜的鎂條投入到放有稀鹽酸的試管中，發(fā)現(xiàn) H2 發(fā)生的速率變化情況如圖，其中 t1t2速率變化的主要原因是 t2t3速率變化的主要原因是 。,高溫下，熾熱的鐵與水蒸氣在一個(gè)體積可變的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：3Fe（s

14、）4H2O（g）Fe3O4(s)4H2（g），下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響的是 A增加鐵的量 B將容器的體積縮小一半 C壓強(qiáng)不變，充入氮?dú)馐谷萜黧w積增大 D體積不變，充入氮?dú)馐谷萜鲏簭?qiáng)增大,在反應(yīng)：C(S)+CO2 =2CO中，可使反應(yīng)速率增大的措施是增大壓強(qiáng) 升高溫度 通入CO2 增加碳的量 降低壓強(qiáng) A B C D,AD,C,8.現(xiàn)進(jìn)行如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：在A瓶中放入10g黃豆粒大小的碳酸鈣，在B瓶中放入5g粉未狀碳酸鈣，分別加入50mL1molL-1的鹽酸，下圖中橫軸代表時(shí)間，縱軸代表瓶中碳酸鈣減小的質(zhì)量，其中能正確表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖是( ),A,將等質(zhì)量的兩份鋅粉a和b，分別加入兩個(gè)盛

15、過(guò)量的稀硫酸的燒杯中，并向加入a的燒杯中再加入少量CuO粉末。下列各圖表示氫氣體積V（H2）與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系，其中正確的是,A,把下列四種X溶液分別加入四個(gè)盛有10mL 2mol/L鹽酸的燒杯中，（均加水稀釋到50mL），此時(shí)，X和鹽酸緩慢地進(jìn)行反應(yīng)，其中反應(yīng)最快的是 A1020mL 3mol/L的X溶液 B2030mL 2mol/L的X溶液 C2010mL 4mol/L的X溶液 D1010mL 2mol/L的X溶液,在一密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)：2SO2+O2 = 2SO3(g)，已知反應(yīng)過(guò)程中某一時(shí)刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L,0.1mol/L，0.2mol/L，當(dāng)反

16、應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是( ) A.SO2為0.4mol/L，O2為0.2mol/L B.SO2為0.25mol/L C.SO2，SO3均為0.15mol/L D.SO3為0.4mol/L,B,C,將V1mL1.0molL-1 HCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測(cè)量并記錄溶液溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如右圖所示（實(shí)驗(yàn)中始終保持V1V250mL）.下列敘述正確的是 A做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度為22 B該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可能轉(zhuǎn)化為熱能 CNaOH溶液的濃度約為1.0mol/LL-1 D該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng),B,將等物質(zhì)的量的A，B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)3A（氣）B（氣

17、）= xC（氣）2D（氣）。經(jīng)5min后達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)知D的濃度為0.5mol/L，C(A)：C(B)=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/Lmin。試求 （1）A的平衡濃度是多少？ （2）B的平均反應(yīng)速率？ （3）x？,0.75mol/L,0.05molL-1min-1,2,三、化學(xué)反應(yīng)速率與限度,（1）鋅與稀硫酸產(chǎn)生氫氣的速率變化圖,（2）正逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化示意圖,觀察示意圖，回憶所學(xué)知識(shí),（1）反應(yīng)速率v：表示化學(xué)反應(yīng)快慢的物理量。 （2）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來(lái)表示,單位：mol /（Ls）、mol /（Lmin）或 mol /（Lh）； 化學(xué)反應(yīng)速率

18、的表示需標(biāo)明是什么物質(zhì)的反應(yīng)速率；一般不用純固體或純液體來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率 v 是平均速率；,（3）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 內(nèi)因：（主要）決定于反應(yīng)物的性質(zhì)。 外因：溫度溫度越高反應(yīng)速率越快； 催化劑催化劑能大大改變化學(xué)反應(yīng)速率； 反應(yīng)物的濃度反應(yīng)物的濃度（氣體或溶液）越大反應(yīng)速率越快 反應(yīng)物(固體)的接觸面積越大反應(yīng)速率越快；,（一）化學(xué)反應(yīng)速率,反應(yīng)中，固體或純液體的濃度視為常數(shù)，增大固體或純液體的量，不會(huì)增大反應(yīng)速率。,在反應(yīng)：C(S)+CO2 2CO中，可使反應(yīng)速率增大的措施是 增大壓強(qiáng) 升高溫度 通入CO2 增加碳的量 降低壓強(qiáng),練習(xí),1.試分析右圖鋅與稀硫酸產(chǎn)生氫氣速率先增后減變化的原因？,1.鋅與稀硫酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)，使溶液溫度逐漸升高，反應(yīng)速率逐漸增大，隨著反應(yīng)的發(fā)生，稀硫酸濃度逐漸減小，反應(yīng)速率逐漸減小。 在t1至t2段，溫度升高影響反應(yīng)速率占主導(dǎo)地位；在t2至t3段，濃度減小影響反應(yīng)