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第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
1、在任何得化学反应中总伴有能量得变化。
原因:当物质发生化学反应时,断开反应物中得化学键要吸收能量,而形成生成物中得化学键要放出能量。化学键得断裂与形成就是化学反应中能量变化得主要原因。一个确定得化学反应在发生过程中就是吸收能量还就是放出能量,决定于反应物得总能量与生成物得总能量得相对大小。
E(反应物总能量)＞E(生成物总能量),为放热反应。
E(反应物总能量)＜E(生成物总能量),为吸热反应。
2、常见得放热反应与吸热反应
(1)常见得放热反应
①所有得燃烧与缓慢氧化。②酸碱中与反应。③金属与酸、水反应制氢气。、
④大多数化合反应(特殊:C＋CO2 →2CO就是吸热反应)。
(2)常见得吸热反应
①以C、H2、CO为还原剂得氧化还原反应如:C(s)＋H2O(g) = CO(g)＋H2(g)。②铵盐与碱得反应如Ba(OH)2•8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3得分解等。
[练习]1、下列反应中,即属于氧化还原反应同时又就是吸热反应得就是( B )A、Ba(OH)2、8H2O与NH4Cl反应
B、灼热得炭与CO2反应
C、铝与稀盐酸
D、H2与O2得燃烧反应
2、已知反应X＋Y＝M＋N为放热反应,对该反应得下列说法中正确得就是( C )A、 X得能量一定高于M
B、 Y得能量一定高于N
C、 X与Y得总能量一定高于M与N得总能量
D、 因该反应为放热反应,故不必加热就可发生
第二节 化学能与电能
1、化学能转化为电能得方式
火电(火力发电) 化学能→热能→机械能→电能 缺点:环境污染、低效
原电池 将化学能直接转化为电能 优点:清洁、高效
2、原电池原理
(1)概念:把化学能直接转化为电能得装置叫做原电池。
(2)原电池得工作原理:通过氧化还原反应(有电子得转移)把化学能转变为电能。
(3)构成原电池得条件
①有活泼性不同得两个电极;②电解质溶液③闭合回路④自发得氧化还原反应
(4)电极名称及发生得反应
①负极:较活泼得金属作负极,负极发生氧化反应,
电极反应式:较活泼金属－ne－＝金属阳离子
负极现象:负极溶解,负极质量减少。
②正极:较不活泼得金属或石墨作正极,正极发生还原反应,
电极反应式:溶液中阳离子＋ne－＝单质
正极得现象:一般有气体放出或正极质量增加。
(5)原电池正负极得判断方法:
①依据原电池两极得材料
较活泼得金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极);
较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极;
②根据电流方向或电子流向:(外电路)得电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池得正极。
③根据内电路离子得迁移方向:阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。
④根据原电池中得反应类型
负极:失电子,发生氧化反应,现象通常就是电极本身消耗,质量减小。
正极:得电子,发生还原反应,现象就是常伴随金属得析出或H2得放出。
(6)原电池电极反应得书写方法
(a)原电池反应所依托得化学反应原理就是氧化还原反应,负极反应就是氧化反应,正极反应就是还原反应。因此书写电极反应得方法归纳如下:
①写出总反应方程式。②把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应。
③氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物与生成物对号入座,注意酸碱介质与水等参与反应。
(b)原电池得总反应式一般把正极与负极反应式相加而得
(7)原电池得应用
①加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
②比较金属活动性强弱。③设计原电池。④金属得防腐。
第三节 化学反应得速率与限度
1、化学反应得速率
(1)概念:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度得减少量或生成物浓度得增加量(均取正值)来表示。
计算公式:v(B)＝
① 单位:mol/(L•s)或mol/(L•min)
②B为溶液或气体,若B为固体或纯液体不计算速率。
③重要规律:速率比＝方程式系数比
(2)影响化学反应速率得因素:
内因:由参加反应得物质得结构与性质决定得(主要因素)。
外因:①温度:升高温度,增大速率
②催化剂:一般加快反应速率(正催化剂)
③浓度:增加C反应物得浓度,增大速率(溶液或气体才有浓度可言)
④压强:增大压强,增大速率(适用于有气体参加得反应)
⑤其它因素:如光(射线)、固体得表面积(颗粒大小)、反应物得状态(溶剂)、原电池等也会改变化学反应速率。
2、化学反应得限度——化学平衡
(1)化学平衡状态得特征:逆、动、等、定、变。
①逆:化学平衡研究得对象就是可逆反应。
②动:动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应仍在不断进行。
③等:达到平衡状态时,正方应速率与逆反应速率相等,但不等于0。即v正＝v逆≠0。
④定:达到平衡状态时,各组分得浓度保持不变,各组成成分得含量保持一定。
⑤变:当条件变化时,原平衡被破坏,在新得条件下会重新建立新得平衡。
(3)判断化学平衡状态得标志:
① VA(正方向)＝VA(逆方向)或nA(消耗)＝nA(生成)(不同方向同一物质比较)
②各组分浓度保持不变或百分含量不变
③借助颜色不变判断(有一种物质就是有颜色得)
④总物质得量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变(前提:反应前后气体得总物质得量不相等得反应适用,即如对于反应xA＋yB zC,x＋y≠z )
第一节 化学能与热能
第二节 化学能与电能
第三节 化学反应得速率与限度
第一节 化学能与热能
第二节 化学能与电能
第三节 化学反应得速率与限度
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