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第六章 化学反应与能量知识清单
【知识网络】
【知识归纳】
考点1 化学反应与能量变化
一、放热反应和吸热反应
1.前提条件:必须是化学反应
(1)物质的溶解过程:主要发生物理变化
①放热过程:浓硫酸、NaOH固体溶于水
②吸热过程:NH4NO3固体溶于水
(2)状态变化:发生物理变化
①放热过程:凝固、液化、凝华等
②吸热过程:升华、汽化、熔化等
(3)化学键的变化
①放热过程:化学键的形成过程,如2H→H2,Na++Cl-=NaCl
②吸热过程:化学键的断裂过程,如H2→2H,NaCl=Na++Cl-
2.本质判据
(1)能量角度
①放热反应:反应物的能量总和>生成物的能量总和
②吸热反应:反应物的能量总和<生成物的能量总和
(2)键能角度
①放热反应:反应物的键能总和<生成物的键能总和
②吸热反应:反应物的键能总和>生成物的键能总和
3.条件判据
(1)需要持续加热才能进行的反应一般是吸热反应
(2)反应开始需要加热,停热后仍能继续进行,一般是放热反应
4.现象判据
(1)反应体系的温度变化
①体系的温度升高:放热反应
②体系的温度降低:吸热反应
(2)密闭体系的压强变化
①体系的压强增大:放热反应
②体系的压强减小:吸热反应
(3)液体的挥发程度
①液体的挥发程度增大:放热反应
②液体的挥发程度减小:吸热反应
(4)催化剂的红热程度
①停热后催化剂继续红热:放热反应
②停热后催化剂不再红热:吸热反应
4.经验判据
(1)放热反应
①金属和金属氧化物与酸或水的反应
②可燃物的燃烧反应及缓慢氧化
③酸和碱的中和反应
④铝热反应,如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
⑤大多数的化合反应。如2NO2N2O4
(2)吸热反应
①大多数的分解的反应(2H2O22H2O+O2↑除外)
②铵盐和碱反应,如Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3•H2O+8H2O
③碳酸氢钠与盐酸的反应
④两个特殊反应:C+CO22CO、C+H2O(g)CO+H2
5.注意事项
(1)反应的热效应与反应条件无必然关系
①在高温下才能进行的化学反应不一定是吸热反应
②在常温下进行的化学反应不一定是放热反应
③使用催化剂的反应不一定是吸热反应
(2)反应的热效应与反应是化合还是分解无必然关系
①化合反应不一定是放热反应
②分解反应不一定是吸热反应
6.根据键能计算反应热
(1)断键:E吸=反应物的键能和
(2)成键:E放=生成物的键能和
(3)Q吸=E吸-E放=反应物的键能和-生成物的键能和
(4)Q放=E放-E吸=生成物的键能和-反应物的键能和
二、反应过程中热量大小的比较
1.燃烧过程中热量大小的比较
(1)物质完全燃烧时放出的热量多
(2)物质在O2中完全燃烧放出的热量比在空气中的少(光能多)
(3)物质完全燃烧生成固态产物时放出的热量最多
(4)气态的物质完全燃烧放出的热量最多
2.金属性和非金属性的强弱与能量的关系
(1)金属性越强,越容易失电子,吸收的能量越少
(2)非金属性越强,越容易得电子,释放的能量越多
(3)非金属单质与H2化合时生成的气态氢化物越稳定,放出的能量越多
3.根据稳定性判断能量高低
(1)微粒稳定性的判断
①能量角度:微粒所含的能量越低越稳定
②键能角度:微粒所含的化学键键能越大越稳定
(2)生成稳定性强的物质,放热多
三、能源的开发利用
1.常规能源
(1)化石燃料:煤、石油和天然气
(2)亟待解决问题
①短期内不可再生,储量有限
②煤和石油产品燃烧排放粉尘、SO2、NOx、CO等大气污染物
(3)解决方法:节能和寻找新能源
①提高燃料的燃烧效率:改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理炉灰
②提高能源利用率:使用节能灯、改进电动机的材料和结构,发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产
2.新能源
(1)特点:资源丰富、可以再生、对环境无污染
(2)类型:太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等
考点2 化学能转化成电能
一、火力发电
1.火力发电的原理:首先通过化石燃料燃烧,使化学能转变为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电。
2.能量转换过程
二、原电池的原理
1.能量转化:化学能能转化为电能
2.反应要求
①前提要求:自发反应
②本质要求:氧化还原反应
③能量要求:放热反应
3.装置的构成条件
(1)两个活泼性不同的电极
①负极:一般是较活泼的金属材料
②正极:比负极不活泼的金属或石墨
(2)有电解质(酸、碱、盐)溶液或熔融的电解质
(3)闭合回路:两个电极用导线连接或直接接触
4.电极反应
(1)负极:还原剂发生价升高的氧化反应
(2)正极:氧化剂发生价降低的还原反应
(3)电池
①本质反应:还原剂和氧化剂的反应
②一般规律:电解质溶液和负极材料的反应
5.三个方向
(1)电子