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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反应物总能量生成
2、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,A,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、常见的放热反应：（化
3、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）金属与水和酸的反应 （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+H2,有
4、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，反应一般较慢，可
5、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,Zn,Cu,Zn,Cu,A,B,C,D,E,F,1.下列哪些装置能构成原电池？,G,水果,C.D.G,2、 已知空气锌电池的电极反应为： 锌片：Zn
6、+ 2OH2e= ZnO + H2O 石墨：1/2O2+H2O + 2e = 2OH 据此判断：锌片是( )A 负极，并被氧化 B 负极，并被还原 C 正极，并被氧化 D 正极，并被还原,A,3 、Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：Cu作_极, Fe作_极电极反应式是：负极_ 正极_总反应式是_,正,负,Fe-2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,Fe+H2SO4=FeSO4+H2或Fe+2H+= Fe2+ +H2 ,例：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，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d
7、相连时，b上有大量气泡产生，则这四种金属的活动性顺序由强到弱为 。,原电池原理的应用,4.判断金属的活泼性,acdb,5关于如图所示装置的叙述，正确的是（ ）,A 铜是阳极，铜片上有气泡产生 B 铜片质量减少 C 电流从锌片经导线流向铜片 D 氢离子在铜片表面被还原,D,6、如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（ ）,A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4 B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸 C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液 D、A是银，B是铁，C为AgNO3溶液,D,1、概念：,浓度常用mol.L-1，时间常用s，mi
8、n。,3 、单位：,2、表达式为：,三、化学反应速率,用单位时间内反应物浓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 、（A）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 =
9、2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为：(1)(A)=0.3mol/Ls (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
10、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：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
11、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）,练习： 反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为：(1)v(A)=0.3mol/Ls (2)v(B)=0.6mol/Ls (3)v(C)=0.2mol/Ls (4)v(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,应取同一参照物且单位相同,
