化学反应与能量讲义

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1、第二章 化学反应与能量第一节化学能与热能从化学键的角度解释化学反应的过程是 1、化学键断裂与形成角度(1)若 E1E2，为 。(2) 若 E1E，为 。(2) 若 E2Q3【例 2】化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol 化学键时释放(或吸收) 的能量。已知白磷和 P4O6 的分子结构如下图所示，现提供以下化学键的键能(kJ/mol)：PP：198，P O：360，O= =O：498，则反应 P4(白磷)3O 2=P4O6 的反应热 H 为A1 638 kJ/mol B1 638 kJ/mol C126 kJ/mol D126 kJ/mol【例 3】根据

2、碘与氢气反应的热化学方程式，下列判断正确的是(i) I2(g)+ H2(g) 2HI(g)+ 9.48 kJ (ii) I2(S)+ H2(g) 2HI(g) - 26.48 kJA254g I 2(g)中通入 2gH2(g)，反应放热 9.48 kJB1 mol 固态碘与 1 mol 气态碘所含的能量相差 17.00 kJC反应(i) 的产物比反应(ii) 的产物稳定D反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低【例 4】 已知化学反应的热效应用 H 表示，其值为负，表示该反应为放热反应；其值为正，表示该反应为吸热反应。如强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H (aq)OH (

3、aq)=H2O(l)H57. 3 kJ/mol，含义为：强酸与强碱的稀溶液发生中和反应，每生成 1 mol H2O 时放出 57.3 kJ的热量。分别向 1 L 0.5 mol/L 的 NaOH 溶液中加入：稀醋酸浓硫酸稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为 H1、H 2、H 3，它们的关系正确的是AH 1H2H3 BH 2H3H1CH 1H 2H 3 DH 1H3H2常见的吸热反应和放热反应1吸热反应(1)大多数的分解反应。如 NH4Cl HClNH 3；= = = = = (2)一些晶体的反应，如 Ba(OH)28H2O2NH 4Cl=BaCl22NH 3H2O8H 2O；(3)CCO 2

4、2CO；= = = = =高 温 (4)以 C、H 2、CO 为还原剂的氧化还原反应，如 CH 2O COH 2。= = = = =高 温 2放热反应(1)一切燃烧反应；(2)活泼金属与酸或水的反应；(3)酸碱中和反应；(4)大多数化合反应。(5)物质的缓慢氧化。特别提醒：一个化学反应是吸热还是放热，只与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关，而与反应开始前是否需要加热无关。吸热反应也可能不需加热，而放热反应也可能需在高温条件下才能进行。【例 1】下列变化中属于吸热反应的是液态水汽化将胆矾加热变为白色粉末浓硫酸稀释氯酸钾分解制氧气生石灰跟水反应生成熟石灰A B C D【例 2】把下列物质分别

5、加入装有水的锥形瓶里立即塞紧 U 形管的塞子，已知 U 形管内预先装有少量水(为使水容易观察，预先染成红色)。如图所示，结果 U 型管右边液面升高，则加入的物质可能是NaOH 固体 浓 H2SO4 NH4NO3 晶体Na 2O2生石灰A B C D第 2 节 化学能与电能一、化学能与电能的相互转化1、原电池：(1)概念： 。 (2)工作原理：负极： 电子（化合价 ），发生 反应 正极： 电子（化合价 ），发生 反应 (3) 原电池的构成条件 ：关键是能自发进行的氧化还原反应能形成原电池，a. 有 作电极； b. 电极均插入 ；c. 两电极 形成闭合回路。(4)原电池正、负极的判断：负极： 的电

6、极（较 的金属），金属化合价 ；正极：电子 的电极（较 的金属、石墨等）：元素化合价 。2、金属活泼性的判断：(1)金属活动性顺序表;(2)原电池的负极（电子流出的电极，质量减少的电极）的金属更活泼 ； (3)原电池的正极（电子流入的电极，质量不变或增加的电极，冒气泡的电极）为较不活泼金属3 原电池的电极反应：(1) 负极反应：XneX n (2) 正极反应：溶液中的阳离子得电子的还原反应二、原电池的设计：根据电池反应设计原电池：（三部分导线）(1)负极为 的金属（即化合价 的物质）；(2)正极为 的金属或 ； (3) 电解质溶液含有 离子（即化合价 的物质）。三、金属的电化学腐蚀(1)不纯的

7、金属（或合金）在电解质溶液中的腐蚀，关键形成了，加速了金属腐蚀。(2) 金属腐蚀的防护： 改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力。如：不锈钢。在金属表面覆盖一层保护层，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜）。 电化学保护法：牺牲活泼金属保护法，外加电流保护法。四、发展中的化学电源1、干电池（锌锰电池）负极： ；正极(石墨)：2NH 4 +2e-=2NH3+H2OH2+2MnO2=Mn2O3+H2O 4NH3+Zn2 = Zn(NH3)42总反应式： ；2. 充电电池(1)铅蓄电池： 铅蓄电池充电和放电的总化学方程式放电时电极

8、反应：负极：Pb + SO 42-2e -PbSO 4正极： ；(2)氢氧燃料电池：它是一种高效、不污染环境的发电装置。它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。总反应：2H 2 + O22H 2O电极反应为（电解质溶液为 KOH 溶液）负极： ；正极： ；一、原电池的正、负极的判断方法： 1、由组成原电池的两极的电极材料判断。一般是活泼的金属是负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属是正极。注意：如 Mg、Al 与 NaOH 溶液形成原电池；Fe、Cu 与浓硝酸形成原电池。都是相对不活泼金属作负极。 2、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

9、动方向是由负极流向正极。 3、根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子流向的极为负极。 4、根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。 二、原电池电极反应的书写方法原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，书写电极反应的方法归纳如下：1、写出总化学反应方程式（即氧化还原反应方程式）；2、根据总反应方程式从电子得失（或元素化合价升降）的角度，将总反应分成氧化反应和还原反应；3、氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，注意介质可能参与反应；4、验证；两电极反应式相加所得式子和原化学

10、方程式相同，则书写正确。【例 1】把 a、b、c、d 四块金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池，若 a、b 相连时，a 为负极；c、d 相连时，电流由 d 到 c；a、c 相连时， c 极上产生大量气泡；b、d 相连时，b 上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序为 Aabcd B.acdb C.cabd D.bdca【例 2】在用 Zn 片、Cu 片和稀硫酸组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法正确的是 A锌片是正极，铜片上有气泡产生 B电流方向是从锌片流向铜片C溶液中硫酸的物质的量浓度减小 D电解质溶液的 pH 保持不变【例 3】美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种

11、新型的化学电源，其构造如图所示： a、 b 两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。(1) a 是_极， b 是_极电极反应式分别是_、_。 【例 4】1991 年我国首创以铝空气海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其总反应方程式为：4Al + 3O 2 + 6H2O = 4Al(OH)3,则该电源的负极材料为 ，正极材料为 ，负极反应 正极反应 。【例 5】（2005 年江苏高考化学题）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。

12、高铁电池的总反应为：3Zn+2K 2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH,下列叙述不正确的是A放电时负极反应为：Zn-2e +2OH= Zn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH) 3 -3e+ 5OH= FeO42 + 4H2OC放电时每转移 3mol 电子，正极有 1molK2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强第 3 节 化学反应的速率与限度一、化学反应的速率1定义：化学反应速率用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。表示方法：= ，单位： ；2对于任意一个化学反应，各物质速率之比= ；即对于化学反应 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 的： v(A)v(B)v(C)v(D) = 【例 1】已知：4NH 3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(