專題化學反應與能量轉化

1、專題化學反應與能量轉化第1頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日1、概念和表示方法用單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量（均取正值）來表示化學反應快慢。molL-1s-1或molL-1min-1或molL-1h-1說明： 化學反應速率一般是指某一段時間內平均速率。 相同反應時間內，同一化學反應的速率，用不同物質表示時數(shù) 值可能不同。因此表示化學反應速率時，必須說明用哪種物質 為基準。 同一化學反應，用不同的物質表示的化學反應速率之比等于化 學反應方程式中相應物質的化學計量數(shù)之比。 固體或純液體，其濃度可視為常數(shù)。因此不用固體或純 液體表示化學反應速率。 一.化學反

2、應速率第2頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日2、外界條件對化學反應速率的影響影響化學反應速率最主要的因素：反應物本身的性質影響化學反應速率的外界條件： 增大反應物的濃度可以加快化學反應； 對于有氣體參加的反應，增大壓強，可以加快化學反應； 反應物是固體、液體、溶液時，改變壓強對反應速率無影響 升高溫度，可以增大化學反應速率； 每升高10 ，化學反應速率通常增大到原來的24倍 使用催化劑，能顯著地增大反應速率。 固體反應物顆粒的大小、反應物接觸面積等因素對反應速 率也有影響。某些反應也會受光、超聲波、磁場等影響而 改變反應速率。第3頁，共26頁，2022年，5月20日，1點

3、47分，星期日二.化學反應的限度1、可逆反應 定義：在同一反應條件下，既可以向正反應方向進行，同時又可以向逆反應方向進行的反應。 可逆反應的普遍性：大部分化學反應都是可逆反應。 可逆反應的特點：可逆反應有一定的限度，反應物、生成物共同存在；能量轉化互逆。2、化學平衡 化學平衡狀態(tài)的建立：可逆反應在一定條件下進行到一定程度時,正反應和逆反應的速率相等，反應物和生成物的濃度保持不再發(fā)生變化，反應達到化學平衡狀態(tài)，簡稱為化學平衡。 化學平衡的特征： “逆”、“動”、“等”、“定”、“變”第4頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日三.化學反應中的熱量變化1、放熱反應和吸熱反應放熱反應

4、：H0 kJmol-1 反應物總能量生成物總能量 反應物總鍵能生成物總鍵能用鍵能估算反應熱： H反應物總鍵能生成物總鍵能注意：物質中的鍵能越大、鍵越牢固、該物質越穩(wěn)定 物質具有的能量越低越穩(wěn)定常見的放熱反應：燃燒反應、中和反應、金屬與酸反應 吸熱反應： C+CO2、H2+CuO、C+H2O、 Ba(OH)28H2O + NH4Cl第5頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日2、熱化學方程式 反應物和生成物要標明其聚集狀態(tài)，用g、l、s分別代表 氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)，若為同素異形體，要注明名稱。 熱化學方程式右端用H 標明恒壓條件下反應放出或吸 收的熱量，放熱為負，吸熱為正。 熱化學

5、方程式中各物質前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù)， 只表示物質的量，因此可以是整數(shù)或分數(shù)，不用小數(shù)。 對于相同物質的反應，當化學計量數(shù)不同時，其H值 也不同，即H 的值與計量數(shù)成正比。3、有關反應熱的計算蓋斯定律：反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關而與反應 途徑無關。第6頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日電解池能量轉換離子的遷移方向發(fā)生氧化反應的電極 發(fā)生還原反應的電極 電能轉化為化學能陽極（接電源正極）陰極（接電源負極）陰離子向陽極遷移陽離子向陰極遷移原電池化學能轉化為電能負極正極陰離子向負極遷移陽離子向正極遷移相同點(從原理分析) 都是氧化還原反應 四.化學能與電能的轉化第

6、7頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日原電池電解池正極 負極電極名稱陽極 陰極電極確定由電極材料決定，較活潑的是負極，較不活潑的是正極接電源正極為陽極,接電源負極為陰極電子流向負極流出經(jīng)導線流入正極由電源負極流入陰極,再由陽極流回正極電極反應性 質負極氧化反應正極還原反應陽極氧化反應陰極還原反應能量轉變化學能轉成電能電能轉為化學能裝置特點無外接電源有外接直流電源有外接直流電源相似之處均能發(fā)生氧化還原反應，且同一裝置中兩個電極上的電子得失總數(shù)相等第8頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日判斷原電池正、負極的方法由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負

7、極活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷：電流是由正極流向負極；電子流動方向是由負極流向正極。根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應，正極總是得電子發(fā)生還原反應。第9頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日陰極：得電子，發(fā)生還原反應，離子氧化性 越強，反應越容易。常見陽離子氧化順序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+陽極：失電子，發(fā)生氧化反應，離子還原性 越強，反應越容易。常見陰離子還原順序：S2- I- Br- Cl- OH- 最高價含氧酸根陰離子 F- 判斷時先看電極材料：若兩極均為惰性

8、電極（C、Pt），則陰陽離子放電；若陽極為金屬，金屬優(yōu)先放電。判斷電解池電極產(chǎn)物的方法第10頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日電解質溶液用惰性電極電解的示例類型物質電極反應化學方程式溶液pH變化溶液復原電解水型H2SO4NaOHNa2SO4電解質分解型HCl CuCl2放H2生堿型NaCl 放O2生酸型CuSO4陽極：4OH-4e- = O2+2H2O陰極：4H+ + 4e- = 2H2減小增大不變H2O陽極：2Cl- +2e- = Cl2陰極：2H+2e- = H2增大HCl陽極：2Cl- +2e- = Cl2陰極：Cu2+2e- = Cu不變CuCl2陽極： 2Cl-

9、 +2e- = Cl2陰極：2H+2e- = H2增大HCl陽極：4OH- = 4e- O2+2H2O陰極：2Cu2+4e- = 2Cu減小CuO2H2O = 2H2+O2 2HCl = H2+ Cl2 CuCl2 = Cu+Cl2 2H2O +2Cl- = OH-+H2+Cl2 2CuSO4+2H2O=H2SO4 2Cu+O2 第11頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日負極：H2 + 2OH- = 2H2O + 2e- 正極：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- H2 - O2燃料電池：第12頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日1、在一定條件下

10、，mA + nB = pC的反應中，各物質的化學反應速率為v(A) = a mol/(Ls)，v(B) = 0.5 amol/(Ls)，v(C) = a mol/(Ls)，則該反應的化學方程式為：_答案： 2A+B=2C隨堂練習第13頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日2、反應A(g) + 3B(g) = 2C(g) 在 2 L密閉容器中反應，0.5 min內C的物質的量增加了0.6 mol，有關反應速率正確的是（ ）A、V(A) = 0.005 mol/(Ls) B、V(C) = 0.002 mol/(Ls)C、V(B) = V(A)/3 D、V(A)=0.001mol/

11、(Ls)A隨堂練習第14頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日3、在一定溫度下，容器內某一反應中M、N的物質的量隨反應時間變化的曲線如下圖，下列表述中正確的是（ ）A反應的化學方程式為：2 M NBt2時，正逆反應速率相等，達到平衡 Ct3時，正反應速率大于逆反應速率Dt1時，N的濃度是M 濃度的 2 倍隨堂練習D第15頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日隨堂練習4、在一定溫度下，向 a L密閉容器中加入1 mol X氣體和 2 mol Y氣體，發(fā)生如下反應：X(g)2Y(g) 2Z(g) 此反應達到平衡的標志是（ ）A. 容器內壓強不隨時間變化B. 容器

12、內各物質的濃度不隨時間變化C. 容器內X、Y、Z的濃度之比為122D. 單位時間消耗0.1 mol X同時生成0.2 mol ZAB第16頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日5、下列說法正確的是（ ）A. 需加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應B. 放熱的反應在常溫下就一定能進行C. 反應是放熱還是吸熱是由反應物和生成物所 具有的總能量的相對大小決定的D. 吸熱反應在一定條件下也能進行CD隨堂練習第17頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日6、下列反應中生成物總能量高于反應物總能量的是（ ）A碳酸鈣受熱分解B乙醇燃燒C鋁粉與氧化鐵粉末反應D氧化鈣溶于水隨堂練習

13、A第18頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日隨堂練習7、有關鍵能數(shù)據(jù)如下表：則Si(s)+O2(g)=SiO2(s)，H989.2 kJmol-1 則X的值為（ ）A. 460 B. 920C. 1165.2 D. 423.3化學鍵Si-OO=OSi-Si鍵能/kJmol-1X498.8176A第19頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日隨堂練習8、把A、B、C、D四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若A、B相連時，A為負極；C、D相連時，D上產(chǎn)生大量氣泡；A、C相連時，電流由C經(jīng)導線流向A；B、D相連時，電子由D經(jīng)導線流向B，則此四種金屬的

14、活動性由強到弱的順序為 （ ） ABCD ACDB CABD BACD第20頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日9、一個原電池的總反應的離子方程式是Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，該反應的原電池的組成正確的是（ ） ABCD正極ZnAgCuCu負極CuCuZnZn電解質溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl2C隨堂練習第21頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日隨堂練習10、足量鐵粉與一定量鹽酸反應，欲加快反應速率，但不影響氫氣總量，下列措施可行的有（ ） 加蒸餾水 加適量CuSO4溶液 加醋酸鈉 適當加熱 加入少量濃鹽酸 加入少量炭粉 加

15、入少量鋅粉 增加鐵粉用量 A. B. C. D. D第22頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日11、鋰電池是一代新型高能電池，它以質量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電池的總反應為Li + MnO2=LiMnO2，下列說法正確的是（ ）A、 Li是正極，電極反應為Li e- = Li+B、 Li是負極，電極反應為Li e- = Li+C、 Li是負極，電極反應為MnO2 + e- = MnO2 D、 Li是負極，電極反應為Li 2e- = Li2+B隨堂練習第23頁，共26頁，2022年，5月20日，1點47分，星期日12、鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實用化的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應式為：負極：C6LixeC6Li1xxLi（C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成的復合材料）正極：Li1xMO2xLixeLiMO2（LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物）下列有關說法正確的是（ ）A. 鋰離子電池充電時總反應為C6LiLi1xMO2LiMO2C6Li1xB. 電池反應中，鋰、鋅、銀、鉛各失去 1 mol電子