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必修2（新课标）第二章化学反应与能量制作:王兴宏审核：王兴宏1第二章化学反应和能量第一节.化学能与热能能量总述：1.任何物质都储存有能量，能量的形式有多种，如热能、电能、化学能、机械能、光能等。2.化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同，而反应中能量守恒，所以：★任何化学反应都伴随着能量的变化，变化的能量主要以热能、电能、光能等表现出来。★一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，取决于。（1）反应物总能量生成物总能量，则化学反应为吸收能量；（2）反应物总能量生成物总能量，则化学反应为放出能量；3.化学反应从化学键的角度分析，就是旧的化学键的断裂、新的化学键的形成的过程。断键和成键都伴随着能量的变化：★断键——吸收能量；成键——放出能量化学能与热能（关键熟记哪些类型的反应吸热或放热）1.化学反应能量变化主要以热能表现出来即吸热或者放热。2.常见的放热反应：①所有的燃烧反应②大多数的化合反应；（CO2+C====2CO为吸热反应）③酸碱中和反应；④金属与酸或水反应置换出氢气⑤缓慢的氧化反应3.常见的吸热反应：（1）大多数的分解反应；（2）以下几个反应是吸热反应：①Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==2NH3↑+BaCl2+10H2O②CO2+C====2CO③C+H2O===CO+H2注意：有热量放出未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。某些常见的热效应：a、放热：①浓硫酸溶于水②NaOH溶于水③CaO溶于水，其中属于放热反应的是b、吸热：铵盐溶于水★反应条件与热量变化没有必然的关系，既需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。例1：下列说法正确的是（）A.物质发生化学反应都伴随着能量变化B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量D.放热反应的发生无需任何条件例2：下列反应中，即属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是（）A.Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl反应B.铝与稀盐酸C.灼热的炭与CO2反应D.甲烷与O2的燃烧反应例3：在H2燃烧的反应中，破坏１molH2的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏１molO2的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成１molH2O的化学键释放的能量为Q３kJ，下列关系式正确的是A．Q1＋Q2＞Q３B．２Q1＋Q2＞4Q３C．Q1＋Q2＜Q３D．２Q1＋Q2＜4Q３第二节.化学能与电能（要熟悉原电池工作原理与设计原电池）1.原电池是将化学能直接转为电能的装置。2.形成原电池四要素（缺一不可）：（1）有两个活泼性不同的金属或非金属（石墨）作电极；（2）形成闭合电路；（3）能自发发生氧化还原反应；（4）有电解质溶液。例题：下列装置能够组成原电池，产生电流的是（）高温高温高温必修2（新课标）第二章化学反应与能量制作:王兴宏审核：王兴宏2★3.原电池工作原理：利用氧化还原反应将化学能转化为电能。（注意：不是所有的氧化还原反应都能设计成原电池，如钠与水反应。）如右图所示，将铜与锌用导线连接起来一起插入稀硫酸溶液中，由于活泼性大于，所以锌片电子，电子由流向，电流由流向；有电流通过，形成原电池。此原电池中，为负极，发生__________反应(“氧化”或“还原”)为正极，发生反应（“氧化”或“还原”）电极反应式：负极：正极：电极反应总式：★4.原电池电极判断：（1）负极：较活泼的金属为负极，发生氧化反应；现象为：负极本身溶解、质量减少；（2）正极：较不活泼的金属或石墨作正极，发生还原反应。现象为：正极一般有气泡或金属单质析出。例1：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+2H2O；此电池放电时，负极上发生反应的物质是()A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn例2：把a,b,c,d四块金属片浸入稀硫酸中，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，d上产生大量气泡；a.c相连时，电流由c经导线流向a；b、d相连时，电子由d经导线流向b，则此四种金属的活动性由强到弱的顺序为()A.a＞b＞c＞dB.a＞c＞d＞bC.c＞a＞b＞dD.b＞d＞c＞a★5.原电池的电极反应式的书写：（以铁—铜、硫酸铜溶液为电解质为例）（1）负极：负极本身–ne-===金属阳离子Fe-2e-===Fe2+（2）正极：溶液中阳离子+ne-====单质Cu2++2e-==Cu（3）电极反应总式：将负极与正极电极反应加起来就得电极反应加起来。Fe+Cu2+===Fe2++Cu★根据原电池原理，一般来说负极容易被腐蚀、正极受保护。请解释（1）实验室用粗锌制备氢气而不用纯锌的原因。（2）钢铁在潮湿中容易生锈；★6.根据氧化还原反应设计原电池：步骤：（1）写出正极、负极电极反应式；（化合价在负极反应；化合价在正极反应。）（2）选正、负极材料，电解质溶液。负极：反应中失去电子的金属单质充电放电必修2（新课标）第二章化学反应与能量制作:王兴宏审核：王兴宏3正极：选取活泼性比负极弱的金属或石墨（最好是石墨）电解质溶液：选取反应中含阳离子的电解质溶液如设计原电池：电极反应式Zn+2H+==Zn2++H2↑Fe+Cu2+==Fe2++CuCu+2Fe3+==Cu2++2Fe2+负极反应式正极反应式电解质溶液7.发展中的化学能源：（1）化学电池有三大类型：；（2）特点：一次电池不可充，二次电池可循环利用，放电过程是将能转化为能；充电过程是将能转化为能。燃料电池最理想的燃料是。第三节、化学反应速率与限度（一）反应速率υ：表示化学反应快慢的物理量。1.不同的化学反应有快有慢，化学中用反应速率表示化学反应的快慢2.反应速率表示方法：单位时间内某反应物的减少量或生成物浓度增加量。即：★υ（A）==A的变化浓度÷反应时间==△C/t==△n/Vt（单位________或________）注：A为气体或液体（固体浓度为1）3.注意：（1）一个化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率；（2）同一个反应的速率可以用不同的物质（气态或液态）来表示，其数值可能不同，但其意义相同。★各物质速率比===各物质的化学计量数比★★反应速率计算题格式（关键是求出△C）如N2+3H22NH3起始（始）:变化量（变化）:反应后（末）:特别注意：变化量只能是：物质的量、物质的量浓度或气体体积。各物质变化量．．．之比等于各物质化学计量数之比。某一时刻各物质的各种量之间不存在任何关系。4.影响反应速率大小的因素：（1）内因（决定化学反应速率的主要因素）：反应物自身的性质（2）外因：①浓度大，反应快；②温度高，反应快；③使用催化剂反应快；④接触面积大，反应快；⑤配成溶液反应快；⑥形成原电池负极溶解快。5.化学反应速率大小的（二）化学反应限度与化学平衡1.绝大多数化学反应都有可逆性，可逆程度较小（可以忽略）的称为不可逆反应；可逆程度较大（不可以省略）的称为可逆反应。如N2+3H22NH3称为可逆反应。★★当一个可逆反应达到化学平衡（反应物和生成物浓度不再改变）时，即达到这个反应的最大限度。2.可逆反应的特点：可逆反应只能进行到一定程度，不会完全反应，★反应物和生成物共存。★3.可逆反应达到平衡的特征：逆、等、动、定、变逆——反应可逆等——达到平衡时，V正==V逆（单位时间内消耗与生成同一种物质的浓度相同）动——动态平衡（反应达到平衡，并不是说停止反应，正逆反应仍在不断进行着）定——只要条件不变，各物质的浓度就不再改变变——外界条件改变，化学平衡状态也会发生改变。怎样判断一个反应是否达到平衡1）正反应速率与逆反应速率相等；（2）反应物与生成物浓度不再改变；（3）混合体系中各必修2（新课标）第二章化学反应与能量制作:王兴宏审核：王兴宏4组分的质量分数不再发生变化；（4）条件变，反应所能达到的限度发生变化。（三）化学反应条件的控制1.目的：通过改变速率使反应向着人们需要的方向进行2.措施：改变化学反应的条件可以改变反应速率和限度。3.转化率==转化量/起始量×100%例1：反应N2＋3H22NH3在2L的密闭容器中发生，5min内NH3的质量增加了1.7g，求υ（NH3）υ（H2）、υ（N2）。例2：在下列事实中，什么因素影响了化学反应速率？黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒（）熔化的KClO3放出气泡很慢，加入少量MnO2后很快产生气体（）同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢（）夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象（）例3：下列各项中，可以说明2HIH2+I2(g)已经达到平衡状态的是（）A.单位时间内，生成nmolH2的同时生成nmolHIB.一个H—H键断裂的同时，有2个H—I键断裂C.温度和体积一定时，容器内压强不再变化D.温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化E.温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化F.条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化