第2章 化学反应与能量（知识点大串讲）-2019-2020学年高一化学下学期期末大串讲（人教版必修2）

第二章化学反应与能量 【知识梳理】 一、化学能与热能 1．化学反应中能量变化的本质是化学键的断裂和形成。其中断键吸收能量，成键放出能量。 2．化学反应中能量变化与反应物、生成物能量的关系：反应物的总能量＞生成物的总能量，反应放出能量（放热反应）。反应物的总能量＜生成物的总能量，反应吸收能量（吸热反应）。如图所示 　 3．化学反应中能量变化与反应物、生成物键能的关系：反应物的总键能<生成物的总键能，反应放出能量（放热反应）。反应物的总键能>生成物的总键能，反应吸收能量（吸热反应）。如图所示： 4．反应中化学能与热能的相互转化 （1）化学能转化为热能——放热反应 常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③金属与酸反应制取氢气④大多数化合反应（特殊：C＋CO22CO是吸热反应）⑤物质的缓慢氧化等。 （2）热能转化为化学能——吸热反应 常见的吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。 （3）化学能与热能的相互转化 　　　　 5．反应历程与反应热的关系 图示 意义 a表示正反应的活化能；b表示逆反应的活化能。c表示该反应的反应热。 ΔH 图1：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1，表示放热反应 图2：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝c kJ·mol－1，表示吸热反应 6．中和热：酸与碱发生中和反应生成1mol H2O时所释放的热量称为中和热。 7．能源的分类： 形成条件 利用历史 性质 一次能源 常规能源 可再生资源 水能、风能、生物质能 不可再生资源 煤、石油、天然气等化石能源 新能源 可再生资源 太阳能、风能、地热能、潮汐能、沼气 不可再生资源 核能 二次能源 （一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源） 电能（水电、火电、核电）、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等 二、化学能与电能 1．原电池 （1）概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。其反应本质是氧化还原反应。 （2）原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。 （3）构成原电池的条件： 1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。 3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液； ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中。 （4）电极名称及发生的反应： 负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应， 电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子 负极现象：负极溶解，负极质量减少。 正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应， 电极反应式：溶液中阳离子＋ne－＝单质 正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。 （5）原电池的应用： 1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。 4)设计制作化学电源 ①首先将氧化还原反应分成两个半反应。 ②根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。 2．发展中的化学电源 （1）干电池（一次电池）：活泼金属作负极，被腐蚀或消耗。如：Cu－Zn原电池、锌锰电池。 （2）充电电池（二次电池）：两极都参加反应的原电池，可充电循环使用。如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等。 注：.二次电池的充放电规律：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。 （3）燃料电池：两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应，如H2、CH4燃料电池，其电解质溶液常为碱性试剂（KOH等）。　　　　　　 注：只要求了解正负极材料、电解质溶液和其用途 三、化学反应的速率和限度 1．化学反应的速率 （1）表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。计算公式：v(B)＝ ＝ ①单位：mol/(L·s)或mol/(L·min) ②B为溶液或气体，若B为固体或纯液体不计算速率。 ③以上所表示的是平均速率，而不是瞬时速率。 ④重要规律：a.速率比＝方程式系数比；b.变化量比＝方程式系数比 （2）影响化学反应速率的因素： 内因：由参加反应的物质的结构和性质决定的（主要因素）。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg＞Al。 外因：①温度：升高温度，增大速率 ②催化剂：一般加快反应