化學反應是伴隨著能量的變化的,這就是化學能!本文,伊頓教育一對一輔導小編將為同學們分享高中化學必修二第二章 化學反應與能量知識點歸納,希望能夠幫助到各位同學!?。⌒【幰步ㄗh大家在學習的過程中學會自己總結(jié)和歸納知識點,這能夠幫助大家更好的學習!
第二章 化學反應與能量
第一節(jié) 化學能與熱能
1、在的化學反應中總伴有能量的變化。
原因:當物質(zhì)發(fā)生化學反應時,斷開反應物中的化學鍵要吸收能量,而形成生成物中的化學鍵要放出能量?;瘜W鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量,決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。E反應物總能量>E生成物總能量,為放熱反應。E反應物總能量
2、常見的放熱反應和吸熱反應
常見的放熱反應:①的燃燒與緩慢氧化。②酸堿中和反應。③金屬與酸反應制取氫氣。
④大多數(shù)化合反應(特殊:C+CO2 2CO是吸熱反應)。
常見的吸熱反應:①以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應如:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
?、阡@鹽和堿的反應如Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
③大多數(shù)分解反應如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。
3、能源的分類:
形成條件 |
利用歷史 |
性質(zhì) |
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一次能源
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常規(guī)能源 |
可再生資源 |
水能、風能、生物質(zhì)能 |
不可再生資源 |
煤、石油、天然氣等化石能源 |
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新能源 |
可再生資源 |
太陽能、風能、地熱能、潮汐能、氫能、沼氣 |
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不可再生資源 |
核能 |
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二次能源 |
(一次能源經(jīng)過加工、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]一般說來,大多數(shù)化合反應是放熱反應,大多數(shù)分解反應是吸熱反應,放熱反應都不需要加熱,吸熱反應都需要加熱,這種說法對嗎?試舉例說明。
點拔:這種說法不對。如C+O2=CO2的反應是放熱反應,但需要加熱,只是反應開始后不再需要加熱,反應放出的熱量可以使反應繼續(xù)下去。Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應是吸熱反應,但反應并不需要加熱。
第二節(jié) 化學能與電能
1、化學能轉(zhuǎn)化為電能的方式:
電能 (電力) |
火電(火力發(fā)電) |
化學能→熱能→機械能→電能 |
缺點:環(huán)境污染、低效 |
原電池 |
將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能 |
優(yōu)點:清潔、 |
2、原電池原理
(1)概念:把化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。
(2)原電池的工作原理:通過氧化還原反應(有電子的轉(zhuǎn)移)把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>
(3)構(gòu)成原電池的條件:(1)電極為導體且活潑性不同;(2)兩個電極接觸(導線連接或直接接觸);(3)兩個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:
負極:較活潑的金屬作負極,負極發(fā)生氧化反應,
電極反應式:較活潑金屬-ne-=金屬陽離子
負極現(xiàn)象:負極溶解,負極質(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,
電極反應式:溶液中陽離子+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。#p#副標題#e#
(5)原電池正負極的判斷方法:
①依據(jù)原電池兩極的材料:
較活潑的金屬作負極(K、Ca、Na太活潑,不能作電極);
較不活潑金屬或可導電非金屬(石墨)、氧化物(MnO2)等作正極。
?、诟鶕?jù)電流方向或電子流向:(外電路)的電流由正極流向負極;電子則由負極經(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:陽離子流向原電池正極,陰離子流向原電池負極。
?、芨鶕?jù)原電池中的反應類型:
負極:失電子,發(fā)生氧化反應,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,現(xiàn)象是常伴隨金屬的析出或H2的放出。
(6)原電池電極反應的書寫方法:
(i)原電池反應所依托的化學反應原理是氧化還原反應,負極反應是氧化反應,正極反應是還原反應。因此書寫電極反應的方法歸納如下:
?、賹懗隹偡磻匠淌健?②把總反應根據(jù)電子得失情況,分成氧化反應、還原反應。
③氧化反應在負極發(fā)生,還原反應在正極發(fā)生,反應物和生成物對號入座,注意酸堿介質(zhì)和水等參與反應。
(ii)原電池的總反應式一般把正極和負極反應式相加而得。
(7)原電池的應用:①加快化學反應速率,如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。②比較金屬活動性強弱。③設(shè)計原電池。④金屬的腐蝕。
2、化學電源基本類型:
?、俑呻姵兀夯顫娊饘僮髫摌O,被腐蝕或消耗。如:Cu-Zn原電池、鋅錳電池。
?、诔潆婋姵兀簝蓸O都參加反應的原電池,可充電循環(huán)使用。如鉛蓄電池、鋰電池和銀鋅電池等。
?、廴剂想姵兀簝呻姌O材料均為惰性電極,電極本身不發(fā)生反應,而是由引入到兩極上的物質(zhì)發(fā)生反應,如H2、CH4燃料電池,其電解質(zhì)溶液常為堿性試劑(KOH等)。
第三節(jié) 化學反應的速率和限度
1、化學反應的速率
(1)概念:化學反應速率通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。 計算公式:v(B)= =
?、賳挝唬簃ol/(L·s)或mol/(L·min)
?、贐為溶液或氣體,若B為固體或純液體不計算速率。
?、垡陨纤硎镜氖瞧骄俾?,而不是瞬時速率。
?、苤匾?guī)律:(i)速率比=方程式系數(shù)比 (ii)變化量比=方程式系數(shù)比
(2)影響化學反應速率的因素:
內(nèi)因:由參加反應的物質(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
?、诖呋瘎阂话慵涌旆磻俾?正催化劑)
③濃度:增加C反應物的濃度,增大速率(溶液或氣體才有濃度可言)
④壓強:增大壓強,增大速率(適用于有氣體參加的反應)
?、萜渌蛩兀喝绻?射線)、固體的表面積(顆粒大小)、反應物的狀態(tài)(溶劑)、原電池等也會改變化學反應速率。
2、化學反應的限度——化學平衡
(1)在條件下,當一個可逆反應進行到正向反應速率與逆向反應速率相等時,反應物和生成物的濃度不再改變,達到表面上靜止的一種“平衡狀態(tài)”,這就是這個反應所能達到的限度,即化學平衡狀態(tài)。
化學平衡的移動受到溫度、反應物濃度、壓強等因素的影響。催化劑只改變化學反應速率,對化學平衡無影響。
在相同的條件下同時向正、逆兩個反應方向進行的反應叫做可逆反應。通常把由反應物向生成物進行的反應叫做正反應。而由生成物向反應物進行的反應叫做逆反應。
在可逆反應中,正方應進行的同時,逆反應也在進行??赡娣磻荒苓M行到底,即是說可逆反應無論進行到何種程度,物質(zhì)(反應物和生成物)的物質(zhì)的量都不可能為0。
(2)化學平衡狀態(tài)的特征:逆、動、等、定、變。
?、倌妫夯瘜W平衡研究的對象是可逆反應。
?、趧樱簞討B(tài)平衡,達到平衡狀態(tài)時,正逆反應仍在不斷進行。
③等:達到平衡狀態(tài)時,正方應速率和逆反應速率相等,但不等于0。即v正=v逆≠0。
④定:達到平衡狀態(tài)時,各組分的濃度保持不變,各組成成分的含量保持。
?、葑儯寒敆l件變化時,原平衡被破壞,在新的條件下會重新建立新的平衡。
(3)判斷化學平衡狀態(tài)的標志:
① VA(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)
?、诟鹘M分濃度保持不變或百分含量不變
?、劢柚伾蛔兣袛?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或平均相對分子質(zhì)量不變(前提:反應前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應適用,即如對于反應xA+yB zC,x+y≠z )