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1、第二章 化学反应与能量,一. 化学能与热能 二. 化学能与电能 三. 化学反应速率 四. 化学反应的限度,一、化学能与热能,1、化学反应的实质：,旧化学键断裂，新化学键形成的过程。,2、任何化学反应都伴随着能量的变化！,引起化学反应中的能量变化： （1）微观：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；,化学键的断裂吸收能量； 化学键的形成放出能量。,反应物 生成物 化学反应旧化学键断裂新化学键形成 （吸收总能量E1）（放出总能量E2）,当E1 E2 ， 反应吸收能量 当E1 E2 ， 反应放出能量,（2）宏观：在化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差。,EA EB 反应物
2、总能量生成物总能量 反应放出能量 反应物总能量生成物总能量 反应吸收能量,4、化学反应中的能量变化主要表现为热量的变化吸热或放热。,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。,现象,结论,溶液温度升高,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,放出热量,实验2-1,现象,结论,1、手摸杯底有冷的感觉,Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O,吸热,实验2-2,2、烧杯与玻璃片黏结在一起,盐酸温度,NaOH溶液温度,中和反应后温度,26,26,39,实验2-3,中和热：酸与碱发生中和反应生成1mol水所释放的热量称为中和热。,5、常见的放热反
3、应： （化学上把放出热量的化学反应叫放热反应） （1）所有的燃烧反应 （2）酸碱中和反应 （3）大多数的化合反应 （4）金属与酸的反应 （5）铝热反应,6、常见的吸热反应： （化学上把吸收热量的化学反应叫吸热反应） （1）晶体Ba(OH)28H2O+NH4Cl的反应 Ba(OH)2 8H2O +2NH4Cl= BaCl2+2NH3+10H2O （2）大多数的分解反应 （3）以H2、CO、C为还原剂的反应,火力发电中能量是如何转化的呢？,二、化学能与电能,（原）电池,定义：将化学能转变成电能的装置叫做原电池。,失,得,Zn2e- Zn2+,2H+ + 2e-H2,负极,正极,Zn+2H+Zn2+
4、H2,有气体产生,Zn片溶解,锌铜原电池原理,负极出电子，电子回正极,原电池反应的本质是: 氧化还原反应。,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,原电池的电极：,原电池形成条件：, 两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒”）作电极。 其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用）。 电解质溶液 形成闭合电路 能自发地发生氧化还原反应,两极一液一连线,原电池原理的应用：,制作化学电源：各种电池 加快反应速率： 例如:实验室制H2时，由于锌太纯，反应一
5、般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。 判断金属活动性的强弱 揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。 因为钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀。,判断原电池正、负极的方法,由组成原电池的两极材料判断：,一般是活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极,根据电流方向或电子流动方向判断：,电流是由正极流向负极 电子流动方向是由负极流向正极,根据原电池两极发生的变化来判断：,失电子的反应氧化反应负极 得电子的反应还原反应正极,1、概念：,浓度常用mol.L-1，时间常用s，min。,3 、单位：,2、数学表达式为：,三、化学反应速率,用单位时间内反应物浓
6、度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示,mol/(Lmin)或mol/(Ls),4 、是平均速率，不是瞬时速率。,5 、对某一反应而言：,(A)(B)(C)(D) =,mnpq,练习,某一反应物的浓度是1.0mol/L，经过20s后，它的浓度变成了0.2mol/L，在这20s内它的反应速率为( ),解：= (1.00.2)mol/L 20s = 0.04mol/(Ls),A. 0.04 B. 0.04mol/(Ls) C. 0.8mol/(Ls) D. 0.04mol/L,B,2.反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为： (1)(A)=0.3mol/Ls
7、 (2)(B)=0.6mol/Ls (3)(C)=0.4mol/Ls (4)(D)=0.45mol/Ls 则该反应速率的快慢顺序为。,(1)(4)(2)=(3),比较反应的快慢,应取同一参照物,6. 化学反应速率的影响因素： 内因（决定作用）:反应物本身的性质 外因（外界条件）:浓度、温度、压强、催化剂、固体的表面积、反应物的状态等,温度：温度升高，化学反应速率加快。,催化剂：催化剂能改变化学反应速率。,浓度：在其它条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率。,压强： 对于有气体参加的化学反应， 增大压强，可以增大反应速率。,固体的表面积：增大固体的接触面积，能增大反应速率。,反应物的状态
8、：液态或气态比固态反应速率快。,1 、可逆反应,正向反应：反应物生成物,是指在同一条件，正向反应和逆向反应同时进行的反应。,逆向反应：生成物反应物,四、化学反应的限度 化学平衡状态,2、概念：当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度。,化学平衡的标志：,正逆 反应混合物中各组分的浓度保持不变,3、化学平衡状态的特征： 逆、等、动、定、变。,逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。 等：(正)(逆) （是化学平衡状态的本质）。 动：动态平衡，正、逆反应还在不断进 行，正、逆反应速率相等但不等于零。,定：平衡时，各组分的浓度保持一定 （是化学平衡状态的外观特征）。 变：当影响化学平衡的外界条件改变，平衡会发生移动。,4、任何化学反应的进程都有一定的限度 ，只是不同反应的限度不同。,5、有些反应的可逆性很小，如Ag+Cl- = AgCl ,一般可视为不可逆反应。,6、化学反应的限度可以通过改变条件而改变。（化学平衡的移动）,
