1化学能与热能1、当物质发生化学反应时,断开化学键要吸收能量,而形成化学键要放出能量。(化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化学键的形成)2、能量越低越稳定,对于甲:生成物稳定对于乙:反应物稳定3、键能角度4、常见的放热反应:①所有的燃烧与缓慢氧化②酸碱中和反应③金属与酸或水的反应④大多数化合反应(CaO和H2O的反应)5、对于正逆反应的能量变化,数值相等,吸收与放出相反(若氢气与氧气化合是放热反应,则电解生成氢气和氧气是吸热反应)6、八水合氢氧化钡和氯化铵反应的现象闻到刺激性气味,烧杯壁发凉;玻璃片和烧杯黏结在一起。混合物呈糊状放热反应吸热反应少数化合反应为吸热反应27、化石能源包括煤、石油、天然气,是非再生能源。8、一些概念辨析:①反应吸热与放热与反应条件无关。有些放热反应必须加热才能发生(如:燃烧)。有些吸热反应在常温下就能发生(如铵盐和碱的反应)。②放热反应属于放热过程,但放热过程不一定是放热反应。如浓硫酸溶于水属于放热过程,但不是放热反应③化学反应中能量变化主要以热量的形式表现,有时有电能、光能例:燃料燃烧,化学能转化为热能、光能9、键能:断开或形成1mol化学键吸收或放出的能量叫键能例如:若H-H键的键能为436KJ/mol,则表示断裂1molH-H键需要吸收436kJ能量,形成1molH-H键需要放出436KJ能量化学能与电能1、原电池概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。2、原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。3、构成原电池的条件:(1)有活泼性不同的两个电极(金属+金属,金属+导电非金属);(2)电解质溶液(3)形成闭合回路或电极直接接触(代替导线连接)(4)自发的氧化还原反应(前提条件)(简记:两极一液成回路,自发氧化构电池)注:1、要求两个电极活泼性不同针对的是电极材料参与反应的电池。对于电极材料不参与反应的电池。只要两个电极导电即可,对活泼性无要求(如燃料电池电极可用两个Pt电极或两个石墨电极)2、惰性电极:不易失电子,一般不与电解液反应的电极(如:金、铂、石墨)4、原电池正负极的判断:负极:1、活泼性较强的金属2、电子流出的一极3、发生氧化反应的一极4、阴离子移向的一极5、溶解的一极6、和电解质溶液反应的一极正极:1、活泼性较弱的金属或导电非金属2、电子流入的一极3、发生还原反应的一极4、阳离子移向的一极5、增重或有气泡产生的一极注:判断正负极时电极活不活泼是相对电解液而言的。(如Mg-Al和稀硫酸电解液,Mg为负极。Mg-Al和氢氧化钠电解液,Al为负极。即和电解液优先反应的为负极)5、电子流向(从负极经导线流向正极)注:电子不能通过电解液(电子不走水路)电流流向(从正极到负极)离子流向(阴离子向负极移动,阳离子向正极移动)(简记“阴负阳正”)6、电极反应方程式的书写:注:1、气体要打上升符号,析出物质不用沉淀符号正极反应+负极反应=总反应(离子反应方程式)2、注意介质(即注意电解质对产物的影响。如酸性介质不可能有氢氧根产生。碱性燃料3电池不可能有CO2产生)3、负极反应一般是材料参与反应(燃料电池不是),即有的电池电极本身参与了反应,有的电池电极本身没有参与反应。4、负极:失去电子,化合价升高,发生氧化反应正极:得到电子,化合价降低,发生还原反应方法一:1、判断两极,负极与电解液的反应为总反应。2、写出总反应的离子方程式3、化合价升高的为负极反应,化合价降低的为正极反应例1:铜和石墨电极(电解液:FeCl3)总:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+方法二:很多反应负极反应较简单,正极反应较复杂或不好判断。可先写出负极反应,再由总反应减去负极反应得到正极反应例1:普通锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物)已知总反应:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2OZn+2NH4++2MnO2=Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O负极:Zn–2e-==Zn2+(氧化反应)正极:2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3+H2O+2NH3↑(还原反应)例2:碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH、MnO2的糊状物)已知总反应:Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+2MnOOH负极:Zn+2OH–2e-==Zn(OH)2(氧化反应)正极:2MnO2+2H2O+2e-==2MnOOH+2OH-(还原反应)例3:铅蓄电池:(负极—Pb正极—PbO2电解液—浓硫酸)已知总反应:Pb+PbO2+2H2SO4充电放电2PbSO4+2H2OPb+PbO2+4H++2SO42+充电放电2PbSO4+2H2O负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4(氧化反应)正极:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O(还原反应)例4:镁、铝与氢氧化钠组成原电池总:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑负极:2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O正极:6H2O+6e-=6OH-+3H2↑方法三:燃料电池的写法,1、可以先写总反应,再写正极(正极都是氧气得电子,记酸性和碱性两种情况),负极反应=总反应-正极反应2、直接写负极(注意介质)和正极3、平衡电荷和平衡原子的方法一、氢氧燃料电池(1、2两种方法)41、电解质是KOH溶液(碱性电解质)总反应方程式2H2+O2===2H2O负极:2H2–4e-+4OH—===4H2O(氧化反应)正极:O2+2H2O+4e-===4OH—(还原反应)2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)总反应方程式2H2+O2===2H2O负极:H2–2e-===2H+(氧化反应)正极:O2+4H++4e-===2H2O(还原反应)二、甲烷燃料电池(1、3两种方法。推荐用平衡电荷、平衡原子方法记忆)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)总反应方程式CH4+2KOH+2O2===K2CO3+3H2OCH4+2OH-+2O2===CO32-+3H2O正极:2O2+4H2O+8e-==8OH—(还原反应)负极:CH4+10OH—--8e-==CO32-+7H2O(氧化反应)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)总反应方程式CH4+2O2===CO2+2H2O正极:2O2+8e-+8H+==4H2O(还原反应)负极:CH4--8e-+2H2O==8H++CO2(氧化反应)练习:丙烷燃料电池酸性电解质(电解液H2SO4溶液)正极:5O2+20e-+26H+==10H2O(还原反应)负极:C3H8--20e-+6H2O==3CO2+20H+(氧化反应)总反应方程式C3H8+5O2===3CO2+4H2O碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:5O2+20e-+10H2O==20OH—(还原反应)负极:C3H8--20e-+26OH—==3CO32-+17H2O(氧化反应)总反应方程式C3H8+5O2+6KOH===3K2CO3+7H2O方法四:正确判断产物,结合电解质依次配电子、电荷和原子守恒原电池应用:1、加快化学反应速率(粗锌与稀硫酸反应比纯锌快,因为粗锌中杂质、锌和硫酸形成了原电池)2、比较金属活动性,原电池中,一般活动性强的金属为负极,活动性弱的金属为正极