高中化学必修二第二章化学反应与能量讲义及习题Word格式文档下载.docx
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（2）化石能源时期——18世纪中期至现代——以煤、石油、天然气为主要能源。
（3）多能源结构时期——可再生能源和清洁能源（绿色能源）将成为新能源的主力军。
四、宏观上化学反应能量变化的原因
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
1、∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放出能量
2、∑E（反应物）＜∑E（生成物）——吸收能量
五、微观上化学反应能量变化的原因
化学反应的过程中伴随着能量变化,通常表现为热量的变化
放热反应：
放出热的化学反应
化学反应
吸热反应：
吸收热的化学反应
吸放热与能量关系
1、键能：
拆开1mol某键所需的能量叫键能。
单位：
kJ/mol。
破坏化学键时要吸收能量，形成化学键时放出能量
2、化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同。
3、反应中要遵循能量守恒。
4、反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。
如果二者能量比较接近，则放热和吸热不明显。
5、引起化学反应中的能量变化的微观原因：
化学键的断裂
第一节化学能与热能习题
1.下列说法正确的是（）
A.大多数的化合反应是释放能量的反应B.大多数分解反应是吸收能量的反应
C.释放能量的反应都不需要加热D.吸收能量的反应都需要加热
2.下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是
A.铝片与稀盐酸的反应B.Ba（OH）2·
8H2O和NH4Cl的反应
C.灼热的炭与CO2的反应D.甲烷在氧气中的燃烧反应
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.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应
C.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应结果是放热还是吸热
D.吸热反应在一定条件下也能发生反应
4、有关下列能量转化的认识不正确的是（）
A．植物的光合作用使得太阳能转化为了化学能
B．人类使用照明设备是将电能转化为了光能
C．生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更合理、有效
D．燃料燃烧时只是将化学能转化为了热能
5、绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源，如一级能源中的水能、地热、天然气等；
二级能源中电能、氢能等。
下列能源属于绿色能源的是（）
①太阳能②风能③石油④煤⑤潮汐能⑥木材
A.①②③B.③④⑤C.④⑤⑥D.①②⑤
6、下列反应中，属于吸热反应的是（）
A.活泼金属跟酸反应B.制造水煤气C.酸碱中和反应D.镁条燃烧
1.在反应H2+Cl2＝2HCl中，已知H－H键能为436kJ，Cl－Cl键能为243kJ，H－Cl键能为431kJ，判断该反应是
A.吸热反应B.放热反应
C.吸收183kJ热量D.放出183kJ热量
2、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（）
A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于D
C.A和B的总能量一定高于C和D的总能量
D.该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生
3、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO=O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中正确的是（）
A、2Q1+Q2>
4Q3B、2Q1+Q2<
4Q3
C、Q1+Q2<
Q3D、Q1+Q2=Q3
第二节化学能与电能知识点
一、原电池的定义及判定
1、定义：
将化学能转化为电能的装置.
2、原电池的工作原理
铜片上：
2H++2e-=H2↑（还原反应）
锌片上：
Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）
氧化还原反应：
Zn+2H+=Zn2++H2↑
3、原电池正负极的判别：
Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）负极
2H++2e-=H2↑（还原反应）正极
①从实验现象可判别正极。
②电子的流出极是负极。
③失电子极是负极。
④发生氧化反应的一极。
电子负极→正极电流正极→负极
二、原电池的形成条件：
一极、一液、一回路
三、原电池电子的流向及正负极的判断
1、在原电池的电解质溶液内，阳离子的移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。
2、若原电池工作后，X极质量增加，说明溶液中的阳离子在X极（正极）得电子，X级活动性较弱。
3、若原电池工作后，X极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明X极为正极，活动性弱。
4、增重或产生气泡的为正极，溶解的为负极。
5、注意：
不能机械地以金属活动性顺序表中体现的金属活泼性的强弱来判断原电池中的负极，“较活泼的金属”应理解为“在该原电池的特定条件下更容易与电解质反应（易被氧化）的金属”即在特殊情况要考虑电极与电解质溶液的反应，例如，Mg、Al与NaOH溶液构成的原电池中Al作负极；
Cu-Al-浓硝酸溶液构成的原电池中Al作正极
四、原电池电极反应的书写
1、写出总化学方程式
2、根据总化学反应方程式按照电子得失情况，分成氧化反应和还原反应
3、氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，注意介质参与反应。
4、总的化学反应方程式是正负电极反应相加的结果，反过来也可以相减，得电极反应。
电极反应也遵守质量守恒，电荷守恒及正、负极得失电子数相等的规律。
【强调】书写电极方程式时要注意几点：
1、根据给出的化学方程式或题意，确定原电池正负极，弄清正负极上的反应物。
2、弱电解质、气体或难溶物均以分子式表示，其余以离子符号表示。
3、注意电解质溶液的成分，对正极、负极反应产物的影响。
五、发展中的化学电源
实用电池一般应具有的特点是：
能产生稳定而具有较高电压的电流：
安全、耐用且便于携带；
能够适用于特殊用途；
便于回收处理，不污染环境或对环境产生较小的影响。
1．干电池——一次性电池，放电后不能再使用，内部氧化还原反应不可逆。
用锌制圆筒型外壳作负极，位于中央的顶盖有铜的石墨作正极，在石墨周围填充NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2和炭黑（Zn—Mn电池）。
为提高使用寿命，用KOH代替NH4Cl来提高性能。
负极（锌筒）：
Zn—2e-=Zn2+；
正极（石墨）：
正极：
2NH4++2e-=2NH3+H2
电池的总反应式为：
Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2
2、充电电池
（1）铅蓄电池（storagebattery）
铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。
负极：
Pb-2e-+SO42-=PbSO4
PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
充放电的总化学方程式：
Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O
（2）镍氢电池
H2+2OH--2e-=2H2O
2NiO（OH）+2H2O+2e-=2Ni（OH）2+2OH-
放电总反应式：
H2+2NiO（OH）=2Ni（OH）2
（3）碱性蓄电池
银锌电池：
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。
Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O
Ag2O+H2O+2e-=2Ag++2OH-
Zn+Ag2O+H2O
2Ag+Zn（OH）2
镉镍电池：
负极材料：
Cd，正极材料：
涂有NiO2，电解质：
KOH溶液。
镍镉电池寿命较蓄电池长，但镉是致癌物，镍镉污染环境。
Cd＋2OH--2e-=Cd（OH）2
2NiO（OH）+2e-+2H2O=2Ni（OH）2+2OH-
2NiO（OH）＋Cd＋2H2O
2Ni（OH）2＋Cd（OH）2
（4）锂电池
Li-e-=Li+
MnO2+e-=MnO2-
总反应式：
Li+MnO2=LiMnO2
【讲解】优点：
质量轻、容量大、放电时间长。
锂电池是一种高能电池，锂作为负极，技术含量高，有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。
常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。
3．燃料电池（fuelcell）
（1）氢氧燃料电池
（碱性）电极反应：
2H2+4OH--2e-=4H2O
O2+2H2O+2e-=4OH-
电池的总反应为：
2H2+O2=2H2O
特点是能量转化率高，可达70%以上，且其燃烧的产物为水，因此不污染环境。
若电解质溶液为稀H2SO4
2H2-4e-=4H+
O2+4H++4e-=2H2O
2H2+O2=2H2O
（2）甲烷氧气燃料电池
CH4+10OH--8e-=CO32－+7H2O
2O2+4H2O+8e-=8OH-
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
题型1原电池的判断
题型2、原电池的工作原理
2.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是（）
A、MgB.FeC.AlD.Cu
3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的PH（）
A.不变B先变大后变小C逐渐变大D.逐渐变小
题型3利用原电池电极判断金属性强弱
4、.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相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为（）
A．a>
b>
c>
dB．a>
d>
b
C．c>
a>
b.>
dD．b>
a
题型4原电池的构成条件
5.一个电池反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的的原电池组合是（）
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Fe
负极
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
HCl
题型5原电池电极反应的书写
6、科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是以Pt和Zn为电极材料，依靠人体内液体中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作，回答下列问题
（1）负极材料是______电极反应式是____________________
（2）正极材料是______电极反应式是___________________
第三节化学反应速率和限度知识点
一、化学反应的速率（reactionrate）
单位时间内反应物的浓度减少或生成物浓度的增加来表示
2、单位：
mol/L·
smol/L·
min
3、表达式：
v（A）==
△c（A）表示物质A浓度的变化，△t表示时间
4、有关化学速率的注意事项：
（1）化学反应速率是平均速率，只有正值没有负值，只有大小没有方向。
（2）在一定温度下，固体和纯液体物质，单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数。
因此，它们的化学反应速率也被视为常数。
（3）对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示反应速率，其数值可能不同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应速率。
因此，表示化学反应的速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。
5、化学反应速率的计算
有关化学反应速率的计算，有着其特有的运算模式，即三段法。
在与化学反应方程式各对应物质下标明三个量：
（1）初始状态各物质的量（浓度）
（2）改变量（3）终止状态各物质的量（浓度）。
其中改变量与化学计量数成正比来解决。
（1）同一反应中各物质的速率之比等于方程式中各物质的计量数之比
比较同一化学反应在不同情况下反应速率的快慢，应选用同种物质作标准，然后利用化学反应速率比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
求出不同情况下，用标准物表示的化学反应速率。
除此之外，也可先求出不同物质的表示的速率，用各物质表示的速率除以化学方程式中各自的化学计量数，然后比较大小，其比值大者反应速率大。
这种方法叫做比较比值法。
（2）对于反应mA（g）+nB（g）
pC（g）+qD（g）来说，则有
二、影响化学反应速率的因素
1、内部因素：
相同外界条件下，反应物的性质是决定化学反应速率的内部因素。
2、外部因素
（1）浓度对化学反应速率的影响
其他条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大化学反应速率（98%浓硫酸例外）
纯液体或固体物质，可认为其浓度为常数，量的改变不会影响化学反应速率。
（2）压强对化学反应速率的影响
对于有气体参加的反应，改变压强将使气体的体积发生改变，也即相应地改变气体的浓度。
故增大压强，反应速率加快，降低压强，反应速率减缓。
由于压强的变化对固体、液体或溶液的体积影响很小，因而它们浓度改变的影响也很小，可认为改变压强对反应速率没有影响。
对于可逆反应，压强增大，正、逆反应速率都增大。
（3）温度对化学反应速率的影响
在其他条件不变的条件下，温度越高，化学反应速率越快
（4）催化剂对化学反应速率的影响
在其他条件不变的条件下，催化剂能够改变化学反应速率。
能加快化学反应速率的叫正催化剂；
能减慢化学反应速率的叫负催化剂。
（5）固体反应物的表面积：
有固体参加的反应，固体的表面积越大，固体在同一时间内与其他反应物的接触越多，化学反应速率越快。
（6）反应物状态：
通常气相或液相反应比固相反应的反应速率大。
第三节化学反应速率和限度习题
1、在N2+3H2
2NH3反应中，自开始至2秒，氨的浓度由0变为0.6mol/L，则以氨气表示的化学反应速率是多少？
2、在某一化学反应中，反应物B的浓度在5s内从2.0mol/L变成0.5mol/L，在这5s内B的化学反应速率为____________
3、合成NH3的反应为N2+3H2
2NH3。
现在某2L的容器中充入2molN2和5molH2。
反应5分钟后，容器中的N2的物质的量减少为1mol。
求：
（1）5分钟后，容器中H2和NH3的物质的量。
（2）5分钟内三者的反应速率各是多少？
（3）三者速率是否相等
4、反应4NH3（g）＋5O2（g）
4NO（g）＋6H2O（g）在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率（）
A、ν（NH3）=0.0101mol.L-1.s-1B、ν（O2）=0.0010mol.L-1.s-1
C、ν（NO）=0.0010mol.L-1.s-1D、ν（H2O）=0.045mol.L-1.s-1
5、在一定条件下，mA+nB=pC的反应中，各物质的化学反应速率为v（A）=amol/（L·
s），v（B）=0.5amol/（L·
s），v（C）=amol/（L·
s），则该反应的化学方程式为：
_________________
6、在四个不同的容器中，在不同条件下进行反应：
N2+3H2
2NH3据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是
A、ν（H2）＝0.1mol/（L.min）B、ν（N2）=0.1mol/（L.min）
C、ν（NH3）=0.3mol/（L.min）D、ν（H2）＝0.01mol/（L.s）
7、反应A+3B=2C+2D在四种不同条件下的反应速率为：
（1）ν（A）=0.3mol/（L·
s）
（2）ν（B）=0.6mol/（L·
s）
（3）ν（C）=0.4mol/（L·
s）（4）ν（D）=0.45mol/（L·
s）
则该反应速率的快慢顺序为：
__________________
8、恒温下，将1molN2和3molH2在体积为2L的容器中混合，发生如下反应：
2NH3，2S后，测得NH3的体积分数为25%，则下列说法中不正确的是（）
A、用N2浓度的减少表示平均反应速率0.2mol/L·
s
B、2S时用N2的转化率为40%
C、2S时混合气体中n（N2）：
n（H2）：
n（NH3）==3:
9:
4
D、2S时NH3的浓度为0.4mol/L
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