第二章化學反應與能量
第一節化學能與熱能
1． 反應熱
（1）定義：為了定量描述化學反應是釋放或吸收的熱量，化學上規定，當化學反應在一定溫度下進行時，反應所釋放或吸收的熱量成為該反應在此溫度下的熱效應，簡稱為反應熱，常用符號△h來表示。反應吸熱時，△h為正值；反應放熱時，△h為負值。
（2）反應熱產生的原因：在化學反應過程中，斷開反應物中的化學鍵要吸收能量，而形成生成物中的化學鍵要放出能量，從而引起反應過程中產生能量的變化，這種能量變化以熱的形式體現出來就形成了化學反應的反應熱。
計算公式：反應熱(△h)=反應物鍵能總和—生成物鍵能總和
（3）在任何的化學反應中總伴有能量的變化。原因：當物質發生化學反應時，e反應物總能量＞e生成物總能量，為放熱反應。e反應物總能量＜e生成物總能量，為吸熱反應。
圖示：放熱反應或
吸熱反應或
2、【記憶】常見的放熱反應和吸熱反應
常見的放熱反應：①所有的燃燒與緩慢氧化。②酸鹼中和反應。③金屬與酸反應製取氫氣。④大多數化合反應（特殊：c＋co22co是吸熱反應）。
常見的吸熱反應：①以c、h2、co為還原劑的氧化還原反應如：c(s)＋h2o(g)co(g)＋h2(g)。
②銨鹽和鹼的反應如ba(oh)2·8h2o＋nh4cl＝bacl2＋2nh3↑＋10h2o
③大多數分解反應如kclo3、kmno4、caco3的分解等。
【例】氫氣在氧氣中燃燒產生藍色火焰，在反應中，破壞1molh－h鍵消耗的能量為q1kj，破壞1molo ＝ o鍵消耗的能量為q2kj，形成1molh－o鍵釋放的能量為q3kj。下列關係式中正確的是（ b ）
a.2q1+q2>4q3b.2q1+q2<4q3
<3、能源的分類：
【例】1、下列反應中，即屬於氧化還原反應同時又是吸熱反應的是（）
與nh4cl反應 b.灼熱的炭與co2反應c.鋁與稀鹽酸與o2的燃燒反應
2、已知反應x＋y＝m＋n為放熱反應，對該反應的下列說法中正確的是（）
a. x的能量一定高於m b. y的能量一定高於n
c. x和y的總能量一定高於m和n的總能量
d. 因該反應為放熱反應，故不必加熱就可發生
第二節化學能與電能
1、化學能轉化為電能的方式：
2、原電池原理
（1）概念：把化學能直接轉化為電能的裝置叫做原電池。
（2）原電池的工作原理：通過氧化還原反應（有電子的轉移）把化學能轉變為電能。
（3）構成原電池的條件：（1）電極為導體且活潑性不同；（2）兩個電極接觸（導線連線或直接接觸）；（3）兩個相互連線的電極插入電解質溶液構成閉合迴路。（4）基於乙個自發的氧化還原反應
（4）電極名稱及發生的反應：
負極：較活潑的金屬作負極，失去電子，負極發生氧化反應，電極反應式：較活潑金屬－ne－＝金屬陽離子；
負極現象：負極溶解，負極質量減少。
正極：較不活潑的金屬或石墨作正極，得到電子，正極發生還原反應，電極反應式：溶液中陽離子＋ne－＝單質
正極的現象：一般有氣體放出或正極質量增加。
（5）【重點】原電池正負極的判斷方法：
①依據原電池兩極的材料：較活潑的金屬作負極（k、ca、na太活潑，不能作電極）；
較不活潑金屬或可導電非金屬（石墨）、氧化物（mno2）等作正極。
②根據電流方向或電子流向：（外電路）的電流由正極流向負極；電子則由負極經外電路流向原電池的正極。
③根據內電路離子的遷移方向：陽離子流向原電池正極，陰離子流向原電池負極。
④根據原電池中的反應型別：
負極：失電子，發生氧化反應，現象通常是電極本身消耗，質量減小。
正極：得電子，發生還原反應，現象是常伴隨金屬的析出或h2的放出。
（6）原電池電極反應的書寫方法：
（）原電池反應所依託的化學反應原理是氧化還原反應，負極反應是氧化反應，正極反應是還原反應。因此書寫電極反應的方法歸納如下：
①寫出總反應方程式。②把總反應根據電子得失情況，分成氧化反應、還原反應。
③氧化反應在負極發生，還原反應在正極發生，反應物和生成物對號入座，注意酸鹼介質和水等參與反應。
（）原電池的總反應式一般把正極和負極反應式相加而得。
（7）原電池的應用：①加快化學反應速率，如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。②比較金屬活動性強弱。③設計原電池。④金屬的腐蝕。
2、化學電源基本型別：
①乾電池：活潑金屬作負極，被腐蝕或消耗。如：cu－zn原電池、鋅錳電池。
②充電電池：兩極都參加反應的原電池，可充電迴圈使用。如鉛蓄電池、鋰電池和銀鋅電池等。
③燃料電池：兩電極材料均為惰性電極，電極本身不發生反應，而是由引入到兩極上的物質發生反應，如h2、ch4燃料電池，其電解質溶液常為鹼性試劑（koh等）。
【例】1.下圖各裝置中，溶液均為稀硫酸，不能構成原電池的是（）
2.用鋅棒、石墨和cucl2溶液組成的原電池，鋅棒為___極，電極上發生的是_____反應（填「氧化」或「還原」），該電極反應式為觀察到的現象為石墨為___極，電極上發生的是_____反應（填「氧化」或「還原」），該電極反應式為觀察到的現象為原電池反應的離子方程式為
3.把a、b、c、d四塊金屬泡在稀h2so4中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連，d上有氣泡逸出；a、c相連時a極減輕；b、d相連，b為正極。
則四種金屬的活潑性順序由大到小排列為（）
a. a>c>d>b >c>b>d c. b>d>c>a d. a>b>c>d
4.對於鋅一銅一稀硫酸組成的原電池裝置中，當導線中有1 mol電子通過時，理論上的兩極變化是①鋅片溶解了32.5g②鋅片增重32.
5g③銅片上析出lgh2 ④銅片上析出1 mol h2
a.①和③ b.①和④ c.②和③ d.②和④
第三節化學反應的速率和限度
1、化學反應的速率
（1）概念：化學反應速率通常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。
【重點記憶】計算公式：v(b)＝＝
①單位：mol/(l·s)或mol/(l·min)；②b為溶液或氣體，若b為固體或純液體不計算速率。③以上所表示的是平均速率，而不是瞬時速率。
④重要規律：（）速率比＝方程式係數比（）變化量比＝方程式係數比
（2）影響化學反應速率的因素：
內因：由參加反應的物質的結構和性質決定的（主要因素）。
外因：①溫度：公升高溫度，增大速率
②催化劑：一般加快反應速率（正催化劑）
③濃度：增加c反應物的濃度，增大速率（溶液或氣體才有濃度可言）
④壓強：增大壓強，增大速率（適用於有氣體參加的反應）
⑤其它因素：如光（射線）、固體的表面積（顆粒大小）、反應物的狀態（溶劑）、原電池等也會改變化學反應速率。
2、化學反應的限度——化學平衡
（1）在一定條件下，當乙個可逆反應進行到正向反應速率與逆向反應速率相等時，反應物和生成物的濃度不再改變，達到表面上靜止的一種「平衡狀態」，這就是這個反應所能達到的限度，即化學平衡狀態。
化學平衡的移動受到溫度、反應物濃度、壓強等因素的影響。催化劑只改變化學反應速率，對化學平衡無影響。
在相同的條件下同時向正、逆兩個反應方向進行的反應叫做可逆反應。通常把由反應物向生成物進行的反應叫做正反應。而由生成物向反應物進行的反應叫做逆反應。
在任何可逆反應中，正方應進行的同時，逆反應也在進行。可逆反應不能進行到底，即是說可逆反應無論進行到何種程度，任何物質（反應物和生成物）的物質的量都不可能為0。
（2）化學平衡狀態的特徵：逆、動、等、定、變。
①逆：化學平衡研究的物件是可逆反應。
②動：動態平衡，達到平衡狀態時，正逆反應仍在不斷進行。
③等：達到平衡狀態時，正方應速率和逆反應速率相等，但不等於0。即v正＝v逆≠0。
④定：達到平衡狀態時，各組分的濃度保持不變，各組成成分的含量保持一定。
⑤變：當條件變化時，原平衡被破壞，在新的條件下會重新建立新的平衡。
（3）判斷化學平衡狀態的標誌：
① va（正方向）＝va（逆方向）或na（消耗）＝na（生成）（不同方向同一物質比較）
②各組分濃度保持不變或百分含量不變
③借助顏色不變判斷（有一種物質是有顏色的）
④總物質的量或總體積或總壓強或平均相對分子質量不變（前提：反應前後氣體的總物質的量不相等的反應適用，即如對於反應xa＋ybzc，x＋y≠z ）
【例】1.用鐵片與稀硫酸反應製取氫氣時，下列措施不能使反應速率加快的是（）
a.不用稀硫酸，改用98%濃硫酸 b.加熱
c.滴加少量cuso4溶液d.不用鐵片，改用鐵粉
2.下列四種x溶液，均能跟鹽酸反應，其中反應最快的是（）
a.10℃ 20ml 3mol/l的x溶液 b.20℃ 30ml 2moll的x溶液
c.20℃ 10ml 4mol/l的x溶液 d.10℃ 10ml 2mol/l的x溶液
3.對於可逆反應2so2+o22so3，在混合氣體中充入一定量的18o2，足夠長的時間後，18o原子（）
a.只存在於o2中b.只存在於o2和so3中
c. 只存在於o2和so2中d. 存在於o2、so2和so3中
4.對化學反應限度的敘述，錯誤的是（）
a.任何可逆反應都有一定的限度b.化學反應達到限度時，正逆反應速率相等
c.化學反應的限度與時間的長短無關d.化學反應的限度是不可改變的
5.在一定溫度下，可逆反應a(氣)＋3b(氣)2c(氣)達到平衡的標誌是（）
化學必修1第二章知識總結
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