第一章化學反應與能量
第一單元化學反應中的熱效應
一、焓變反應熱
1．反應熱：一定條件下，一定物質的量的反應物之間完全反應所放出或吸收的熱量
2．焓變(δh)的意義：在恆壓條件下進行的化學反應的熱效應
（1）.符號： △h （2）.單位：kj/mol
3.產生原因：化學鍵斷裂——吸熱化學鍵形成——放熱
放出熱量的化學反應。 (放熱》吸熱) △h 為「-」或△h <0
吸收熱量的化學反應。（吸熱》放熱）△h 為「+」或△h >0
☆ 常見的放熱反應： ① 所有的燃燒反應酸鹼中和反應
③ 大多數的化合反應 ④ 金屬與酸的反應
⑤ 生石灰和水反應濃硫酸稀釋、氫氧化鈉固體溶解等
☆ 常見的吸熱反應： ① 晶體ba(oh)2·8h2o與nh4cl大多數的分解反應
③ 以h2、co、c為還原劑的氧化還原反應 ④ 銨鹽溶解等
二、熱化學方程式
書寫化學方程式注意要點:
①熱化學方程式必須標出能量變化。
②熱化學方程式中必須標明反應物和生成物的聚集狀態
（g,l,s分別表示固態，液態，氣態，水溶液中溶質用aq表示）
③熱化學反應方程式要指明反應時的溫度和壓強。
④熱化學方程式中的化學計量數可以是整數，也可以是分數
⑤各物質係數加倍，△h加倍；反應逆向進行，△h改變符號，數值不變
三、燃燒熱
1．概念：25 ℃，101 kpa時，1 mol純物質完全燃燒生成穩定的化合物時所放出的熱量。燃燒熱的單位用kj/mol表示。
※注意以下幾點：
①研究條件：101 kpa
②反應程度：完全燃燒，產物是穩定的氧化物。
③燃燒物的物質的量：1 mol
④研究內容：放出的熱量。（δh<0，單位kj/mol）
四、中和熱
1．概念：在稀溶液中，酸跟鹼發生中和反應而生成1mol h2o，這時的反應熱叫中和熱。
2．強酸與強鹼的中和反應其實質是h+和oh-反應，其熱化學方程式為：
h+(aq) +oh-(aq) =h2o(l) δh=－57.3kj/mol
3．弱酸或弱鹼電離要吸收熱量，所以它們參加中和反應時的中和熱小於57.3 kj/mol。
4．中和熱的測定實驗
五、蓋斯定律
1．內容：化學反應的反應熱只與反應的始態（各反應物）和終態（各生成物）有關，而與具體反應進行的途徑無關，如果乙個反應可以分幾步進行，則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成的反應熱是相同的。
第二單元化學能與電能的轉化
原電池：
1、概念： 化學能轉化為電能的裝置叫做原電池_______
2、組成條件：①兩個活潑性不同的電極② 電解質溶液③ 電極用導線相連並插入電解液構成閉合迴路
3、電子流向：外電路： 負極——導線—— 正極
內電路：鹽橋中陰離子移向負極的電解質溶液，鹽橋中陽離子移向正極的電解質溶液。
4、電極反應：以鋅銅原電池為例：
負極： 氧化反應： zn－2e＝zn2較活潑金屬）
正極： 還原反應2h＋＋2e＝h2較不活潑金屬）
總反應式： zn+2h+=zn2++h2↑
5、正、負極的判斷：
（1）從電極材料：一般較活潑金屬為負極；或金屬為負極，非金屬為正極。
（2）從電子的流動方向負極流入正極
（3）從電流方向正極流入負極
（4）根據電解質溶液內離子的移動方向陽離子流向正極，陰離子流向負極
（5）根據實驗現象①__溶解的一極為負極__② 增重或有氣泡一極為正極
第二節化學電池
1、電池的分類：化學電池、太陽能電池、原子能電池
2、化學電池：借助於化學能直接轉變為電能的裝置
3、化學電池的分類： 一次電池 、 二次電池燃料電池
一、一次電池
1、常見一次電池：鹼性鋅錳電池、鋅銀電池、鋰電池等
二、二次電池
1、二次電池：放電後可以再充電使活性物質獲得再生，可以多次重複使用，又叫充電電池或蓄電池。
2、電極反應：鉛蓄電池
放電：負極（鉛）： pb＋－2e ＝pbso4↓
正極（氧化鉛）： pbo2＋4h+＋＋2e ＝pbso4↓＋2h2o
充電：陰極： pbso4＋2h2o－2e ＝pbo2＋4h+＋
陽極： pbso4＋2e ＝pb＋
兩式可以寫成乙個可逆反應： pbo2＋pb＋2h2so4 2pbso4↓＋2h2o
3、目前已開發出新型蓄電池：銀鋅電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子電池
三、燃料電池
1、燃料電池： 是使燃料與氧化劑反應直接產生電流的一種原電池
2、電極反應：一般燃料電池發生的電化學反應的最終產物與燃燒產物相同，可根據燃燒反應寫出總的電池反應，但不註明反應的條件。，負極發生氧化反應，正極發生還原反應，不過要注意一般電解質溶液要參與電極反應。
以氫氧燃料電池為例，鉑為正、負極，介質分為酸性、鹼性和中性。
當電解質溶液呈酸性時：
負極：2h2－4e =4h+ 正極：ｏ2＋4 e 4h+ =2h2o
當電解質溶液呈鹼性時：
負極： 2h2＋4oh－4e＝4h2o 正極：ｏ2＋2h2o＋4 e＝4oh
另一種燃料電池是用金屬鉑片插入koh溶液作電極，又在兩極上分別通甲烷燃料和氧氣氧化劑 。電極反應式為：
負極：ch4＋10oh－－8e ＝ ＋7h2o；
正極：4h2o＋2o2＋8e ＝8oh 。
電池總反應式為：ch4＋2o2＋2koh＝k2co3＋3h2o
3、燃料電池的優點：能量轉換率高、廢棄物少、執行噪音低
四、廢棄電池的處理：**利用
第三節電解池
一、電解原理
1、電解池： 把電能轉化為化學能的裝置也叫電解槽
2、電解：電流(外加直流電)通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(被動的不是自發的)的過程
3、放電：當離子到達電極時，失去或獲得電子，發生氧化還原反應的過程
4、電子流向：
（電源）負極—（電解池）陰極—（離子定向運動）電解質溶液—（電解池）陽極—（電源）正極
5、電極名稱及反應：
陽極：與直流電源的正極相連的電極，發生氧化反應
陰極：與直流電源的負極相連的電極，發生還原反應
6、電解cucl2溶液的電極反應：
陽極： 2cl- -2e-=cl2 (氧化)
陰極： cu2++2e-=cu(還原)
總反應式： cucl2 =cu+cl2 ↑
7、電解本質：電解質溶液的導電過程，就是電解質溶液的電解過程
☆規律總結：電解反應離子方程式書寫：
放電順序：
陽離子放電順序
ag+>hg2+>fe3+>cu2+>h+（指酸電離的)>pb2+>sn2+>fe2+>zn2+>al3+>mg2+>na+>ca2+>k+
陰離子的放電順序
是惰性電極時：s2->i->br->cl->oh->no3->so42-(等含氧酸根離子)>f-(so32-/mno4->oh-)
是活性電極時：電極本身溶解放電
注意先要看電極材料，是惰性電極還是活性電極，若陽極材料為活性電極（fe、cu)等金屬，則陽極反應為電極材料失去電子，變成離子進入溶液；若為惰性材料，則根據陰陽離子的放電順序，依據陽氧陰還的規律來書寫電極反應
電解質水溶液電解產物的規律
上述四種型別電解質分類：
（1）電解水型：含氧酸，強鹼，活潑金屬含氧酸鹽
（2）電解電解質型：無氧酸，不活潑金屬的無氧酸鹽（氟化物除外）
（3）放氫生鹼型：活潑金屬的無氧酸鹽
（4）放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽
二、電解原理的應用
1、電解飽和食鹽水以製造燒鹼、氯氣和氫氣
（1）、電鍍應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法
（2）、電極、電解質溶液的選擇：
陽極：鍍層金屬，失去電子，成為離子進入溶液m— ne — == m n+
陰極：待鍍金屬（鍍件）：溶液中的金屬離子得到電子，成為金屬原子，附著在金屬表面
m n+ + ne — == m
電解質溶液：含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液
鍍銅反應原理
陽極(純銅)：cu-2e-=cu2+，陰極(鍍件)：cu2++2e-=cu，
電解液：可溶性銅鹽溶液，如cuso4溶液
（3）、電鍍應用之一：銅的精煉
陽極：粗銅； 陰極： 純銅 ; 電解質溶液： 硫酸銅
3、電冶金
（1）、電冶金：使礦石中的金屬陽離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來用於冶煉活潑金屬，如鈉、鎂、鈣、鋁
（2）、電解氯化鈉：
通電前，氯化鈉高溫下熔融：nacl == na + + cl—
通直流電後：陽極：2na+ + 2e— == 2na
陰極：2cl— — 2e— == cl2↑
☆規律總結：
原電池、電解池、電鍍池的判斷規律
（1）若無外接電源，又具備組成原電池的三個條件。①有活潑性不同的兩個電極；②兩極用導線互相連線成直接插入連通的電解質溶液裡；③較活潑金屬與電解質溶液能發生氧化還原反應（有時是與水電離產生的h+作用），只要同時具備這三個條件即為原電池。
（2）若有外接電源，兩極插入電解質溶液中，則可能是電解池或電鍍池；當陰極為金屬，陽極亦為金屬且與電解質溶液中的金屬離子屬同種元素時，則為電鍍池。
（3）若多個單池相互串聯，又有外接電源時，則與電源相連線的裝置為電解池成電鍍池。若無外接電源時，先選較活潑金屬電極為原電池的負極（電子輸出極），有關裝置為原電池，其餘為電鍍池或電解池。
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