高二化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量實(shí)驗(yàn)知識與熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫
高二化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量實(shí)驗(yàn)知識與熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫
化學(xué)反應(yīng)和能力是化學(xué)方程的發(fā)生過程中所展現(xiàn)出來的知識點(diǎn)，所以可以說這部分內(nèi)容貫穿了整個化學(xué)的學(xué)科，所以我們必須掌握好這部分內(nèi)容。接下來小編為大家整理了相關(guān)內(nèi)容，希望能幫助到您。
高二化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量實(shí)驗(yàn)知識
第一節(jié) 化學(xué)能與熱能
1、在任何的化學(xué)反應(yīng)中總伴有能量的變化。
原因：當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要吸收能量，而形成生成物中的化學(xué)鍵要放出能量?；瘜W(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。
一個確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。E反應(yīng)物總能量>E生成物總能量，為放熱反應(yīng)。E反應(yīng)物總能量
2、常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
常見的放熱反應(yīng)：
①所有的燃燒與緩慢氧化。
②酸堿中和反應(yīng)。
?、劢饘倥c酸反應(yīng)制取氫氣。
?、艽蠖鄶?shù)化合反應(yīng)(特殊：
是吸熱反應(yīng))。
常見的吸熱反應(yīng)：
①以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)如：
?、阡@鹽和堿的反應(yīng)如Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
③大多數(shù)分解反應(yīng)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) | |
一次能源 | 常規(guī)能源 | 可再生資源 | 水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能 |
不可再生資源 | 煤、石油、天然氣等化石能源 | ||
新能源 | 可再生資源 | 太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、氫能、沼?/span> | |
不可再生資源 | 核能 | ||
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(yīng)是放熱反應(yīng)，大多數(shù)分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)都不需要加熱，吸熱反應(yīng)都需要加熱，這種說法對嗎?試舉例說明。
點(diǎn)拔：這種說法不對。如C+O2=CO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，但需要加熱，只是反應(yīng)開始后不再需要加熱，反應(yīng)放出的熱量可以使反應(yīng)繼續(xù)下去。Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但反應(yīng)并不需要加熱。
第二節(jié) 化學(xué)能與電能
1、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方式：
電能 (電力) | 火電（火力發(fā)電） | 化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能 | 缺點(diǎn)：環(huán)境污染、低效 |
原電池 | 將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能 | 優(yōu)點(diǎn)：清潔、高效 |
2、原電池原理
(1)概念：把化學(xué)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(yīng)(有電子的轉(zhuǎn)移)把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>
(3)構(gòu)成原電池的條件：
?、匐姌O為導(dǎo)體且活潑性不同;
?、趦蓚€電極接觸(導(dǎo)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(yīng)：
負(fù)極：
較活潑的金屬作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)
電極反應(yīng)式：較活潑金屬-ne-=金屬陽離子
負(fù)極現(xiàn)象：負(fù)極溶解，負(fù)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(yīng)
電極反應(yīng)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
(5)原電池正負(fù)極的判斷方法：
?、僖罁?jù)原電池兩極的材料：
較活潑的金屬作負(fù)極(K、Ca、Na太活潑，不能作電極);
較不活潑金屬或可導(dǎo)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(fù)極;電子則由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。
?、鄹鶕?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(fù)極。
?、芨鶕?jù)原電池中的反應(yīng)類型：
負(fù)極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，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(yīng)，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(yīng)的書寫方法：
?、僭姵胤磻?yīng)所依托的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)是氧化反應(yīng)，正極反應(yīng)是還原反應(yīng)。因此書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下：
寫出總反應(yīng)方程式;
把總反應(yīng)根據(jù)電子得失情況，分成氧化反應(yīng)、還原反應(yīng);
氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生，還原反應(yīng)在正極發(fā)生，反應(yīng)物和生成物對號入座，注意酸堿介質(zhì)和水等參與反應(yīng)。
?、谠姵氐目偡磻?yīng)式一般把正極和負(fù)極反應(yīng)式相加而得。
(7)原電池的應(yīng)用：
?、偌涌旎瘜W(xué)反應(yīng)速率，如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。
?、诒容^金屬活動性強(qiáng)弱。
?、墼O(shè)計原電池。
?、芙饘俚母g。
3、化學(xué)電源基本類型：
?、俑呻姵兀夯顫娊饘僮髫?fù)極，被腐蝕或消耗。如：Cu-Zn原電池、鋅錳電池。
②充電電池：兩極都參加反應(yīng)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(yīng)，而是由引入到兩極上的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，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(xué)反應(yīng)的速率和限度
1、化學(xué)反應(yīng)的速率
(1)概念：化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)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：
?、賳挝唬簃ol/(L·s)或mol/(L·min)
②B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：
速率比=方程式系數(shù)比
變化量比=方程式系數(shù)比
(2)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：
內(nèi)因：由參加反應(yīng)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?yīng)速率(正催化劑)
?、蹪舛龋涸黾覥反應(yīng)物的濃度，增大速率(溶液或氣體才有濃度可言)
?、軌簭?qiáng)：增大壓強(qiáng)，增大速率(適用于有氣體參加的反應(yīng))
?、萜渌蛩兀喝绻?射線)、固體的表面積(顆粒大小)、反應(yīng)物的狀態(tài)(溶劑)、原電池等也會改變化學(xué)反應(yīng)速率。
2、化學(xué)反應(yīng)的限度——化學(xué)平衡
(1)在一定條件下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)進(jìn)行到正向反應(yīng)速率與逆向反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變，達(dá)到表面上靜止的一種“平衡狀態(tài)”，這就是這個反應(yīng)所能達(dá)到的限度，即化學(xué)平衡狀態(tài)。
化學(xué)平衡的移動受到溫度、反應(yīng)物濃度、壓強(qiáng)等因素的影響。催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率，對化學(xué)平衡無影響。
在相同的條件下同時向正、逆兩個反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。通常把由反應(yīng)物向生成物進(jìn)行的反應(yīng)叫做正反應(yīng)。而由生成物向反應(yīng)物進(jìn)行的反應(yīng)叫做逆反應(yīng)。
在任何可逆反應(yīng)中，正方應(yīng)進(jìn)行的同時，逆反應(yīng)也在進(jìn)行?？赡娣磻?yīng)不能進(jìn)行到底，即是說可逆反應(yīng)無論進(jìn)行到何種程度，任何物質(zhì)(反應(yīng)物和生成物)的物質(zhì)的量都不可能為0。
(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：逆、動、等、定、變。
①逆：化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)。
②動：動態(tài)平衡，達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)仍在不斷進(jìn)行。
?、鄣龋哼_(dá)到平衡狀態(tài)時，正方應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，但不等于0。即v正=v逆≠0。
?、芏ǎ哼_(dá)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一定。
?、葑儯寒?dāng)條件變化時，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(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：
?、賄A(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
③借助顏色不變判斷(有一種物質(zhì)是有顏色的)
?、芸偽镔|(zhì)的量或總體積或總壓強(qiáng)或平均相對分子質(zhì)量不變(前提：反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)適用，即如對于反應(yīng))
熱化學(xué)方程式知識點(diǎn) 化學(xué)熱化學(xué)方程式是什么
1.定義表示反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。
2.表示意義不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明廠化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。
化學(xué)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫
熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式相比，在書寫時除廠要遵守書寫化學(xué)方程式的要求外還應(yīng)注意以下問題：
1.注意△H的符號和單位 △H只能寫在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊。若為放熱反應(yīng)，△H為“-”;若為吸熱反應(yīng)，△H為“+”?！鱄的單位一般為kJ/moJ。
2.注意反應(yīng)條件反衄熱△H與測定條件(溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān)。因此書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明△H的測定條件。絕大多數(shù)△H是是25℃、101kPa下測定的，此條件下進(jìn)行的反應(yīng)可不注明溫度和壓強(qiáng)。
3.注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱△H不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。氣體用“g”，液體用：l“，固體用“s”，溶液用“aq”。
4.注意熱化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)
(1)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)，因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。
(2)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱表示反應(yīng)已完成時的熱量變化，由于△H與反應(yīng)完成的量有關(guān)，所以方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)必須與△H相對應(yīng)，如果化學(xué)計量數(shù)加倍，則△H也要加倍。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。
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