第六章 第一节 化学反应与能量变化-新教材高中化学必修第二册【新课程同步训练】学习手册（人教版）

第六章 化学反应与能量 学 知 识 梳 理 知识点 1 化学能与热能的相互转化 从能量形式上看， 化学反应中的能量变化， 通常表现为热量的变化———吸热或放热。 1. 放热反应和吸热反应 （ 1 ） 放热反应： 有热量放出的化学反应。 常见的放热反应： 所有的燃烧反应、 酸碱中 和反应、 大多数化合反应、 活泼金属跟水或酸的 置换反应、 物质的缓慢氧化等。 （ 2 ） 吸热反应： 吸收热量的化学反应。 常见的吸热反应： 大多数分解反应、 碳和水 蒸气、 C 和 CO 2 的反应、 Ba （ OH ） 2 · 8H 2 O 与 NH 4 Cl 反应等。 2. 化学反应中能量变化的原因 （微观角度） （ 1 ） 物质中的原子 （或原子团） 之间是通过化学 键相结合的。 当物质发生化学反应时， 断开 反应物中的化学键要吸收能量 （ E 吸 ）， 而形成 生成物中的化学键要释放能量 （ E 放 ）。 （ 2 ） 放热反应： E 吸 ＜E 放 吸热反应： E 吸 ＞E 放 （ 3 ） 化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化 的主要原因。 3. 化学反应中能量变化的决定因素 （宏观角度） （ 1 ） 反应物的总能量大于生成物的总能量， 则化 学反应释放能量， 如图甲所示。 （ 2 ） 反应物的总能量小于生成物的总能量， 则化 学反应吸收能量， 如图乙所示。 4. 能源及能源的利用 （ 1 ） 化石燃料： 煤、 石油、 天然气 （ 2 ） 化石燃料的使用： 节能减排 节能： 减少能源的使用并充分有效地利用能 源。 例如， 在燃料利用过程中， 改进锅炉的炉型和 燃料空气比、 清理积灰等方法提高燃料的燃烧效 第一节 化学反应与能量变化 第六章 化学反应与能量 反应过程 能量 反应物 生成物 反应过程 能量 反应物 生成物 甲 乙 化学反应中的两个特征： 一是有新物质的 生成； 二是伴随着能量的变化。 物质具有的能量越低， 物质的稳定性越 强， 即能量越低越稳定。 ① 化学键变化时能量变化的计算方法： Ⅰ. 在相同条件下， 同种、 同量的化学键， 断 裂时 吸 收 的 能 量 和 形 成 时 释 放 的 能 量 相 等。 例如， 1 mol C — H 键， C — H→C+H ， 吸收 415 kJ 的能量； C+H→C — H ， 放出 415 kJ 的能量。 Ⅱ. 一个分子的所有化学键的断裂和形成时， 计算能量变化的方法是 “求 和 ”， 例 如 ， 1 mol CH 4 分子的所有化学键断裂时， 吸 收能量： 415 kJ×4=1660 kJ 。 ② 体系是指被研究的物质系统， 环境是指体系 以外的其他部分。 体系依据物质和能量与 环境间的交换关系， 又可分为如下三种： 与环境间 有无物质交换 与环境间 有无能量交换 敞开体系 有 有 封闭体系 无 有 孤立体系 无 无 温馨提示 教材拓展 21 学 第二册 （人教版）高 中 化 学 必 修 率； 通过使用节能灯， 改进电动机的材料和结构， 以及发电厂、 钢铁厂余热与城市供热联产等措施促 进能源循环利用， 有效提高能源利用率。 减排： 煤和石油产品燃烧排放的粉尘、 SO 2 、 NO 2 、 CO 等大气污染物， 必须采取合适的方法除 去。 （ 3 ） 新能源 特点： 资源丰富、 可以再生、 对环境无污染 等。 常用新能源： 太阳能、 风能、 地热能、 海洋能 和氢能等。 知识点 2 化学能与电能 1. 火力发电的能量转化 关键是化石燃料的燃烧 （氧化还原反应） 2. 化学电池的能量转化 化学能转化为电能， 原电池是把化学能转变为 电能的装置。 3. 铜、 锌、 稀硫酸组成的原电池工作原理 原电池的总反应： Zn+H 2 SO 4 ZnSO 4 +H 2 ↑ 4. 原电池的形成条件 （ 1 ） 两种活泼性不同的金属作电极， 较不活泼金属 可被非金属单质石墨 （碳棒） 代替。 负极： 活泼金属 正极： 不活泼金属 （或非金属） （ 2 ） 电解质溶液， 要求两电极插入其中， 并与较活 泼金属能自发地进行氧化还原反应。 负极： 活泼金属失电子发生氧化反应 正极： 溶液中的阳离子得电子发生还原反应 （ 3 ） 形成闭合回路 ① 化学反应中的两大变化： 物质变化和能量变 化。 ② 化学反应中的两大守恒： 质量守恒和能量守 恒。 ③ 化学反应中的能量转化形式： 热能、 光能、 电能等； 通常主要表现为热量的变化。 化学能 （燃料） 燃烧 热能 蒸汽 机械能 （涡轮机） 发电机 电能 锌 铜 H + A e - e - H + SO 2- 4 SO 2- 4 Zn 2+ H 2 太 阳 能 、 风 能 、 地 热 能 、 潮 汐 能 、 原 煤 、 石 油 、 天然气等 电 能 （水 电 、 核电