必修2必须掌握的知识之二 化学反应与能量.docx
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必修2必须掌握的知识之二化学反应与能量
必修2必须掌握的知识之二化学反应与能量
第一节化学能与热能（第1课时）
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1化学反应与体系的能量的变化：
化学反应过程中伴随着体系______的变化，物质的化学反应与体系的能量变化是______发生的。
2
化学反应中能量变化的本质原因：
是化学键的断裂与形成。
断开反应物中的化学键→______
（1）化学反应过程中能量发生变化
形成生成物中的化学键→______
例如：
H2（g）＋Cl2（g）====2HCl（g）
断开1molH2分子中的H—H键时需要吸收436kJ的热量
断开1molCl2分子中的Cl—Cl键时需要吸收243kJ的热量
形成2molHCl分子中的H—Cl键时要释放2×431kJ的热量
此反应中：
生成物分子形成时释放的总能量>反应物分子断裂时吸收的总能量
反应中放出能量==______－（______=______
（反应中放出能量后，体系的能量______。
）
若反应中：
生成物分子形成时释放的总能量<反应物分子断裂时吸收的总能量,反应中就要吸收能量。
（反应中吸收能量后，体系的能量______。
）
（2）化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量：
决定于反应物的总能量与生成物的总能量的______。
图示如下：
二、化学能与热能的相互转化
1.质量守恒和能量守恒定律（两条基本自然定律）：
（1）质量守恒定律：
参加反应的各物质的质量总和等于生成物的各物质的质量总和。
（2）能量守恒定律：
能量可以互相转化，但是体系包含的总能量不变。
2.能量的相互转化：
水由高处向低处流原电池
势能
动能化学能
电能
降雨电解池
3.化学能与热能的相互转化物质燃烧
化学能
热能
加热KClO3分解
※化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化——吸热或放热（反应热）。
（1）放热反应:
和吸热反应
①放热反应：
____________________放热反应.。
②吸热反应：
：
_______________吸热反应。
（2）常见的放热反应和吸热反应
☆常见的放热反应：
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金属与酸的反应
⑤生石灰和水反应
☆常见的吸热反应：
①晶体Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应
②大多数的分解反应
③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应
放出热量：
浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等（强酸、强碱的水化热大）
※溶解过程
吸收热量：
铵盐溶解等。
【随堂练习】
1、已知化学反应2C（s）＋O2（g）=2CO（g）、2CO（g）＋O2＝2CO2（g）都是放热反应据此判断，下列说法不正确的是（其他条件相同）
A、12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量-
B、56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量
C、12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量
D、将一定量的C燃烧、生成CO2比生成CO时放出的热量多
2、下列说法正确的是
A、物质发生化学变化都伴随着能量变化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，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D、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
3、下列说法正确的是
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B.放热反应在常温下一定很容易发生
C.化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
D.1mol硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热。
41molH-H键的键能是436KJ,1molI–I键的键能是151KJ，1molH-I键的健能是299KJ。
则H2（g）+I2（g）=2HI（g）的反应是
A.吸热反应 B.放热反应C.分解反应 D.可逆反应
5.指出下列说法的正确的是
A.生物体内进行的缓慢氧化反应是放热反应。
B.化学键断裂吸收的能量越多，化学键越牢固。
C.植物光合作用吸收太阳能，与化学能无关。
D.柴草的燃烧与化学能无关。
6．下列反应中属吸热反应的是
A.镁与盐酸反应放出氢气B.氢氧化钠与盐酸的反应
C.硫在空气或氧气中燃烧D.Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl反应
7.下列反应既是氧化还原反应,又是放热反应的是
A．铝与稀盐酸的反应B．Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的碳与二氧化碳的反应D．生石灰溶于水
8．面粉厂必须严禁烟火的主要原因是
A．防止火灾发生B．防止污染面粉C．吸烟有害健康
D．面粉颗粒极小，当其扩散在空气中与空气充分接触，一旦引发反应，极易发生爆炸
9.已知反应：
X＋Y＝＝M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是
A.X的能量一定高于M B.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
C.Y的能量一定高于ND.因为该反应为放热反应，故不必加热反应就可发
10．反应
是吸热反应，由此可知-----------------------------------------（）
A．石墨比金刚石更稳定B．金刚石和石墨可以相互转化
C．金刚石比石墨更稳定D．金刚石和石墨不能相互转化
11．已知反应：
2H2+O2=2H2O+能量，请填写下列表格中空白处的总能量值，并注明吸收还是放出。
有关键能：
H—H：
436kJ/molO—O：
496kJ/molH—O：
463kJ/mol
拆开化学键
形成化学键
能量变化
2molH2中的化学键
4molH—O键
4×463kJ—2×436kJ—496kJ=484kJ
1molO2中的化学键
12．在氢气与氯气反应生成氯化氢气体的反应中，若断裂1molH-H键要吸收436KJ的能量，断裂1molCl-Cl键要吸收243KJ的能量，断裂1molH-Cl键要吸收432KJ的能量，则充分燃烧1molH2的能量变化是_________（填“放出”或“吸收”）热量KJ
第二节化学能与电能（第1课时）
一、化学能与电能的相互转化
化石燃料燃烧蒸汽发电机
1.火力发电：
化学能热能机械能电能
（氧化还原反应）
化学电池
2.化学电源：
化学能电能
原电池的原理（氧化还原反应）
原电池
能量
转换（
实质）
______能→______能的装置。
（两极分别发生氧化还原反应，产生电流）
锌铜原电池
电
极
名
称
______极
（电子______的一极）
______极
（电子______的一极）
材
料
较活泼金属（Zn）
较不活泼金属（Cu）
金属（Fe）
非金属（C）
金属（Pb）
金属氧化物（PbO2）
电解液
通常和______极反应。
构
成
条
件
两极、一液、一线、一反应
①两个活泼性______的______
②______
③电极用导线相连并插入电解液
④能自发地进行一个氧化还原反应
负极（Zn）：
_____________
（______反应）
正极（Cu）：
_____________
（_____________反应）
总反应：
_____________
该氧化还原反应的化学能转变为电能。
离子迁移
池内
阳离子向______极作定向移动，
阴离子向______极作定向移动。
（池内）电流：
由______极到______极。
电子迁移
（池外）电子流动：
由______极到______极
（池外）电流：
由______极到______极。
重要
应用
制作电池、防止金属被腐蚀、提高化学反应速率
干电池、铅蓄电池、新型高能电池、
第二节化学能与电能（第2课时）
二、发展中的化学电源：
几种常见电池和新型燃料电池
1.干电池2.充电电池3.燃料电池
归纳如下表：
化学反应
特点
锌—锰电池
（一次电池）
负极：
（___）：
_____________（___反应）
正极：
（___）：
2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O
总反应：
Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2
锌银电池Zn|KOH|Ag2O
（一次电池）
锌银电池Zn|KOH|Ag2O
负极：
Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O
正极：
Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
总反应：
Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn（OH）2
能量大，体积小，但有优越的大电池放电性能，放电电压平稳，广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等
铅蓄电池（充电电池）
负极：
Pb-2e-+SO42-=PbSO4
正极：
PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O
总反应：
Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O
锂电池
新型电池
（充电电池
负极：
Li–e--=Li+
正极：
MnO2+2e-=MnO2-
总反应：
Li+MnO2=LiMnO2
温度使用范围广，放电电压平坦，体积小，无电解液渗漏，并且电压随放电时间缓慢下降，可预示电池使用寿命。
适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本电脑电池等。
燃
料
电
池
氢氧
燃料
电池
碱性电池：
电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：
负极：
_______________________
正极：
_______________________-
酸性电池：
电解质溶液为硫酸溶液：
负极：
_______________________
正极：
_______________________
反应物不是贮存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂。
产物是水，无污染。
一种高效、环境友的发电装置。
甲烷燃料电池
电解质溶液为氢氧化钾溶液：
负极：
_______________________
正极：
_______________________
总反应：
_______________________
【随堂练习】
1下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是
2.A、B、C都是金属：
B中混有C时，只有C能被盐酸溶解；A与B组成原电池时，A为电池的正极。
A、B、C三种金属的活动性顺序为
A．A＞B＞C B．A＞C＞BC．C＞B＞A D．B＞C＞A
3.下列说法正确的是
A．原电池是把电能转化为化学能的装置
B．原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应
C．原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应
D．形成原电池后，原电池中的阳离子向正极移动
4.把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。
若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极，则这四种金属活动性顺序由大到小为
A．a>b>c>dB．a>c>d>bC．c>a>b>dD．b>d>c>a
5.下列装置能构成原电池的是
6.实验室中欲制氢气,最好的方法是
A.纯锌与稀硫酸反应B.纯锌与浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌（含铅、铜杂质）与稀硫酸反应
7.电子表所用的某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag2O，电解质溶液为KOH，其电极反应式为：
Zn+2OH—=ZnO+H2O+2e—Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH—
电池的负极是______，正极发生的是______反应（反应类型），
总反应式为________________________________________。
8.现有A、B、C、D四种金属，把A、B分别浸入稀硫酸中，产生气泡都很慢；把C、D分别浸入稀硫酸中，产生气泡都很快；把A、B用导线连接浸入稀硫酸中时，A上有气泡析出；把C浸入D的硝酸盐溶液中，C的表面有D析出。
这四种金属的活动性顺序由强到弱为________________________________。
9．某原电池的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该原电池正确的组成是-------------（）
正极
负极
电解质溶液
A．
Cu
Zn
HCl
B．
Zn
Cu
CuSO4
C．
Cu
Zn
CuSO4
D．
Cu
Zn
ZnCl2
10．已知空气-锌电池的电极反应为：
锌粒：
Zn+2OH——2e—=ZnO+H2O
石墨：
O2+H2+2e—=2OH—。
根据判断，锌片是………………………………………（）
A．正极，并被还原B．正极，并被氧化
C．负极，并被还原D．负极，并被氧化
11．人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，其电极反应为：
Zn＋2OH－—2e—＝ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e—＝2Ag＋2OH－。
据此判断，氧化银是
A．负极，并被氧化B．正极，并被还原C．负极，并被还原D．正极，并被氧化
12．右图是氢氧燃料电池构造示意图。
关于该电池的说法不正确的是
A．a极是负极B．正极的电极反应是：
O2+2H2O+4e-=4OH-
C．电子由b通过灯泡流向aD．氢氧燃料电池是环保电池
13．铁在下列情况下腐蚀最快的是………………………（）
A．铁放入海水中B．将铁和锌连接后放入到海水中
C．将铁和锌连接后放入到淡水中
D．将铁和锡连接后放入到海水中
14．利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2反应，设计一个原电池，写出电极反应式。
15．在由铜片、锌片和200mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片只发生电化学腐蚀，当在铜片上放出3.36L（标准状况）的H2时，硫酸恰好用完，则：
（1）产生这些气体消耗的锌的质量是_____.
（2）通过导线的电子的物质的量是_______
（3）原稀硫酸的物质的量浓度是____________
第二章化学反应与能量
第3节化学反应的速率和限度（第1课时）
一、化学反应速率
1、定义：
用单位时间内___物浓度的___或___物浓度的___来表示。
2、计算公式：
v＝△C/△t单位:
：
mol/（L•s）mol/（L•min）mol/（L•h）
※注意：
（1）现表示的化学反应速率是___速率，同一反应用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，必须注明物质。
（2）起始浓度与化学计量数比无关，但是___浓度一定与___成比例。
（3）同一反应各物质的反应速率之比等于____之比。
例如：
2A（g）+3B（g）
C（g）+4D（g）
ν（A）:
ν（B）:
ν（C）:
ν（D）=____________________
【例1】某一反应物的初始浓度是2摩尔/升，经过两分钟的反应，它的浓度变成了1.6摩尔/升，求该反应的反应速率。
____________________
【例2】在一定条件下N2+3H2
2NH3的反应中，起始C（N2）为2mol/L，C（H2）为5mol/L，反应到2分钟时，测得C（NH3）为0.4mol/L.
（1）分别用N2、H2、NH3表示反应速率。
V（N2）=________________；V（H2）===______________；V（NH3）===_______________。
（2）反应到2分钟时C（N2）为________，C（H2）_________。
【例3】某温度时，2L容器中X、Y、Z三种物质的
量随时间的变化如图所示。
由图中数据分析，该
反应的化学方程式为____________________；
反应开始至2min，Z的平均反应速率为：
____________
【例4】在2A+B=3C+4D的反应中,下列表示该反应的化反速率最快的是
A.V（A）=0.5mol/（L·s）B.V（B）=0.3mol/（L·s）C.V（C）=0.8mol/（L·s）D.V（D）=1mol/（L·s）
【总结】对于同一反应，比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时，要换算成同一物质表示的速率，才能比较。
3．影响化学反应速率的因素
内因：
由参加反应的物质的性质决定。
影响反应速率的因素有
外因：
浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。
（1）浓度：
其它条件不变时，增大反应物浓度，可以___反应速率。
注意：
“浓度”是指“溶液中溶质的浓度”或“气体的浓度”；固体和纯液体的浓度可看成是一常数。
对固体，反应速率与其表面积大小有关，固体的颗粒度越小（表面积越大，则反应速率越快。
【例题5】在温度不变时，恒容的容器中进行反应H2
2H；△H＞0，若反应浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需要20s，那么由0.06mol/L降到0.036mol/L，所需时间为
A.10sB.12sC.大于12sD.小于12s
（2）温度：
其它条件不变时，升高温度可以___反应速率；降低温度可以___反应速率。
[例6]把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中，发现H2的生成速率v随时间t的变化关系如图，
其中0～t1速率变化的原因是_______________________；
t1～t2速率变化的原因是_______________________。
（3）压强：
对于有气体参加的反应，其它条件不变时，增大压强可以____反应速率；减小压强，可以______化学反应速率。
解释：
在温度、气体的物质的量不变时，增大压强，必缩小容器——引起气体的浓度增大，所以，反应速率加快。
（4）催化剂：
选择适当的催化剂可以成千上万倍的加快反应速率。
“催化剂”：
能改变反应速率，而在反应前后本身的组成和化学性质不发生变化。
【随堂练习】
1.下列措施肯定能使化学反应速率增大的是）
A.增大反应物的量B.增大压强C.升高温度D.使用催化剂
2.Na2S2O3溶液跟稀H2SO4反应的化学方方程式为：
。
下列各组实验中，溶液中最先变浑浊的是
反应
反应物
H2O
温度
Na2S2O3
H2SO4
V
℃
V（ml）
C（molL－1）
V（ml）
C（molL－1）
（ml）
A
10
5
0.1
10
0.1
5
B
10
5
0.1
5
0.1
10
C
30
5
0.1
5
0.1
10
D
30
5
0.2
5
0.2
10
3.下列条件一定能使反应速率加快的是
①增加反应物的物质的量②升高温度③缩小反应容器的体积④加入生成物⑤加入MnO2
A．全部B．①②⑤C．②D．②③
4.反应
在2L的密闭容器中进行，1分钟后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟变化正确的是
A．NO：
0.001
B．H2O：
0.002
C．NH3：
0.002
D．O2：
0.00125
4.在N2+3H2
2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6
在此时间内用NH3表示的反应速率为0.30
·S－1。
则此一段时间是
A．1秒B．2秒C．0.44秒D．1.33秒
5.在2N2O5==4NO2+O2反应中，N2O5的起始浓度为2.1
，经100秒钟后，N2O5的浓度为1.95
，则反应速率：
==___________.
6.在某一密闭容器中有A、B两种气体，开始时浓度分别为a
、b
，A跟B反应生成C，反应方程式为：
A+2B
3Ct秒末时，用C表示的反应速率为d
·S－1，则此时B的浓度为___________。
第3节化学反应的速率和限度（第2课时）
二、化学反应的限度
（一）可逆反应：
1、定义：
在同一条件下，同时向正、反两个方向进行的反应
2、特点：
（1）向两个相反的方向进行的两个化学反应，在相同的条件下同时进行、共存，两个化学反应构成了一个对立的统一体。
（2）符号：
“
”号
（3）通常从左向右的反应称为____反应，从右向左的反应称为____反应；
（4）在反应体系中，与化学反应有关的各种物质浓度____。
（二）化学反应限度
1、定义：
.当一个____反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度______，达到表____的一种“_状态_”，这就是这个反应所能达到的限度；此时这个
状态就叫做____状态。
反应开始：
υ正>υ逆
反应过程中：
υ正逐渐____，υ逆逐渐____；
反应物浓度____，生成物浓度____；
平衡时：
υ正==υ逆；各组分的浓度____变化。
2.化学平衡的特征：
等：
____＝____；
定：
各组分的____一定；
动：
____平衡。
变：
如果外界条件的改变，原有的化学平衡状态____，平衡______。
【例1】．在可逆反应体系2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）加入18O2后，哪些物质中会含有18O？
答：
_______________________。
【随堂练习】
1、高温高压催化剂条件下，3mol氢气和1mol氨气置于密闭容器中反应能够得到2mol氨
气吗？
为什么？
答：
__________________________。
【知识拓展】判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据
例举反应
mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定
平衡
②各物质的质量或各物质质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应
速率的关系
①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，即V（正）=V（逆）
平衡
②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC，则V（正）=V（逆）
平衡
③V（A）:
V（B）:
V（C）:
V（D）=m:
n:
p:
q，V（正）不一定等于V（逆）
不一定平衡
④在单位时间内生成nmolB，同时消耗了qmolD，因均指V（逆）
不一定平衡
压强
①m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定）
平衡
②m+n=p+q时，总
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