专题化学反应与能量转化 (2)优秀课件.ppt

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1、专题化学反应与能量转化专题化学反应与能量转化第1页，本讲稿共26页1、概念和表示方法、概念和表示方法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）来表示化学反应快慢。（均取正值）来表示化学反应快慢。molL-1s-1或或molL-1min-1或或molL-1h-1说明：说明：化学反应速率一般是指某一段时间内平均速率。化学反应速率一般是指某一段时间内平均速率。相同反应时间内，同一化学反应的速率，用不同物质表示时数相同反应时间内，同一化学反应的速率，用不同物质表示时数 值可能不同。因此表示化学反应速率时，必须说明用哪种物质值可能不同

2、。因此表示化学反应速率时，必须说明用哪种物质 为基准。为基准。同一化学反应，用不同的物质表示的化学反应速率之比等于化同一化学反应，用不同的物质表示的化学反应速率之比等于化 学反应方程式中相应物质的化学计量数之比。学反应方程式中相应物质的化学计量数之比。固体或纯液体，其浓度可视为常数。因此不用固体或纯固体或纯液体，其浓度可视为常数。因此不用固体或纯 液体表示化学反应速率。液体表示化学反应速率。一一.化学反应速率化学反应速率第2页，本讲稿共26页2、外界条件对化学反应速率的影响、外界条件对化学反应速率的影响影响化学反应速率最主要的因素：影响化学反应速率最主要的因素：反应物本身的性质反应物本身的性质

3、影响化学反应速率的外界条件：影响化学反应速率的外界条件：增大反应物的浓度可以加快化学反应；增大反应物的浓度可以加快化学反应；对于有气体参加的反应，增大压强，可以加快化学反应；对于有气体参加的反应，增大压强，可以加快化学反应；反应反应物是固体、液体、溶液时，改变压强对反应速率无影响物是固体、液体、溶液时，改变压强对反应速率无影响 升高温度，可以增大化学反应速率；升高温度，可以增大化学反应速率；每升高每升高10，化学反应速率通常增大到原来的，化学反应速率通常增大到原来的24倍倍 使用催化剂，能显著地增大反应速率。使用催化剂，能显著地增大反应速率。固体反应物颗粒的大小、反应物接触面积等因素对反应速固

4、体反应物颗粒的大小、反应物接触面积等因素对反应速 率也有影响。某些反应也会受光、超声波、磁场等影响而率也有影响。某些反应也会受光、超声波、磁场等影响而 改变反应速率。改变反应速率。第3页，本讲稿共26页二二.化学反应的限度化学反应的限度1、可逆反应、可逆反应 定义：定义：在同一反应条件下，既可以向正反应方向进行，同时又在同一反应条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的反应。可以向逆反应方向进行的反应。可逆反应的普遍性：可逆反应的普遍性：大部分化学反应都是可逆反应。大部分化学反应都是可逆反应。可逆反应的特点：可逆反应的特点：可逆反应有一定的限度，反应物、生成物共同可逆反应有一

5、定的限度，反应物、生成物共同存在；能量转化互逆。存在；能量转化互逆。2、化学平衡、化学平衡 化学平衡状态的建立：化学平衡状态的建立：可逆反应在一定条件下进行到一定程度时可逆反应在一定条件下进行到一定程度时,正反应和逆反应的速率相正反应和逆反应的速率相等，反应物和生成物的浓度保持不再发生变化，反应达到等，反应物和生成物的浓度保持不再发生变化，反应达到化学平衡化学平衡状态状态，简称为，简称为化学平衡化学平衡。化学平衡的特征：化学平衡的特征：“逆逆”、“动动”、“等等”、“定定”、“变变”第4页，本讲稿共26页三三.化学反应中的热量变化化学反应中的热量变化1、放热反应和吸热反应、放热反应和吸热反应放

6、热反应：放热反应：H0 kJmol-1 反应物总能量反应物总能量生成物总能量生成物总能量 反应物总键能反应物总键能生成物总键能生成物总键能用键能估算反应热：用键能估算反应热：H反应物总键能反应物总键能生成物总键能生成物总键能注意：注意：物质中的键能越大、键越牢固、该物质越稳定物质中的键能越大、键越牢固、该物质越稳定 物质具有的能量越低越稳定物质具有的能量越低越稳定常见的常见的放热反应：燃烧反应、中和反应、金属与酸反应放热反应：燃烧反应、中和反应、金属与酸反应 吸热反应：吸热反应：C+CO2、H2+CuO、C+H2O、Ba(OH)28H2O+NH4Cl第5页，本讲稿共26页2、热化学方程式、热化

7、学方程式 反应物和生成物要标明其聚集状态，用反应物和生成物要标明其聚集状态，用g、l、s分别代表分别代表 气态、液态、固态，若为同素异形体，要注明名称。气态、液态、固态，若为同素异形体，要注明名称。热化学方程式右端用热化学方程式右端用H 标明恒压条件下反应放出或吸标明恒压条件下反应放出或吸 收的热量，放热为负，吸热为正。收的热量，放热为负，吸热为正。热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，因此可以是整数或分数，不用小数。只表示物质的量，因此可以是整数或分数，不用小数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其对于相同物

8、质的反应，当化学计量数不同时，其H值值 也不同，即也不同，即H 的值与计量数成正比。的值与计量数成正比。3、有关反应热的计算、有关反应热的计算盖斯定律：盖斯定律：反应热只与反应体系的始态和终态有关而与反应反应热只与反应体系的始态和终态有关而与反应 途径无关。途径无关。第6页，本讲稿共26页电解池电解池能量转换能量转换离子的迁移离子的迁移方向方向发生氧化反应发生氧化反应的电极的电极 发生还原反应发生还原反应的电极的电极 电能转化为化学能电能转化为化学能阳极（接电源正极）阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）阴极（接电源负极）阴离子向阳极迁移阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移阳离子向阴极迁移原电池原电

9、池化学能转化为电能化学能转化为电能负极负极正极正极阴离子向负极迁移阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移阳离子向正极迁移相同点相同点(从原理分析从原理分析)都是氧化还原反应都是氧化还原反应 四四.化学能与电能的转化化学能与电能的转化第7页，本讲稿共26页原电池原电池电解池电解池正极正极 负极负极电极名称电极名称阳极阳极 阴极阴极电极确定电极确定由电极材料决定，较活由电极材料决定，较活泼的是负极，较不活泼泼的是负极，较不活泼的是正极的是正极接电源正极为阳极接电源正极为阳极,接电源负极为阴极接电源负极为阴极电子流向电子流向负极流出经导线流入正负极流出经导线流入正极极由电源负极流入阴极由电源负极流入阴极,

10、再由阳极流回正极再由阳极流回正极电极反应电极反应性性 质质负极负极氧化反应氧化反应正极正极还原反应还原反应阳极阳极氧化反应氧化反应阴极阴极还原反应还原反应能量转变能量转变化学能转成电能化学能转成电能电能转为化学能电能转为化学能装置特点装置特点无外接电源无外接电源有外接直流电源有外接直流电源有外接直流电源有外接直流电源相似之处相似之处均能发生氧化还原反应，且同一装置中两个电极均能发生氧化还原反应，且同一装置中两个电极上的电子得失总数相等上的电子得失总数相等第8页，本讲稿共26页判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法由组成原电池的两极材料判断：由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属

11、为负极一般是活泼的金属为负极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极根据电流方向或电子流动方向判断：根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极；电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。电子流动方向是由负极流向正极。根据原电池两极发生的变化来判断：根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。正极总是得电子发生还原反应。第9页，本讲稿共26页阴极阴极：得电子，发生还原反应，离子氧化性：得电子，发生还原反应，离子氧化性 越强，反应越容易。越强，反应越容易。

12、常见阳离子氧化顺序：常见阳离子氧化顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+阳极阳极：失电子，发生氧化反应，离子还原性：失电子，发生氧化反应，离子还原性 越强，反应越容易。越强，反应越容易。常见阴离子还原顺序：常见阴离子还原顺序：S2-I-Br-Cl-OH-最高价最高价含氧酸根阴离子含氧酸根阴离子 F-判断时先看电极材料：判断时先看电极材料：若两极均为惰性电若两极均为惰性电极（极（C、Pt），则阴阳离子放电；若阳极为金属），则阴阳离子放电；若阳极为金属，金属优先放电。，金属优先放电。判断电解池电极产物的方法判断电解池电极产物的方法第10页，本讲稿共26页电解质溶液用

13、惰性电极电解的示例电解质溶液用惰性电极电解的示例类类型型物物质质电电极反极反应应化学方程式化学方程式溶液溶液pH变变化化溶液溶液复原复原电电解解水型水型H2SO4NaOHNa2SO4电电解解质质分解型分解型HCl CuCl2放放H2生生碱型碱型NaCl 放放O2生生酸型酸型CuSO4阳极：阳极：4OH-4e-=O2+2H2O阴极：阴极：4H+4e-=2H2减小减小增大增大不不变变H2O阳极：阳极：2Cl-+2e-=Cl2阴极：阴极：2H+2e-=H2增大增大HCl阳极：阳极：2Cl-+2e-=Cl2阴极：阴极：Cu2+2e-=Cu不不变变CuCl2阳极：阳极：2Cl-+2e-=Cl2阴极：阴极

14、：2H+2e-=H2增大增大HCl阳极：阳极：4OH-=4e-O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e-=2Cu减小减小CuO2H2O=2H2+O2 2HCl=H2+Cl2 CuCl2=Cu+Cl2 2H2O+2Cl-=OH-+H2+Cl2 2CuSO4+2H2O=H2SO4 2Cu+O2 第11页，本讲稿共26页负极：负极：H2+2OH-=2H2O+2e-正极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-H2-O2燃料电池：燃料电池：第12页，本讲稿共26页1、在一定条件下，、在一定条件下，mA+nB=pC的反应中，各物质的反应中，各物质的化学反应速率为的化学反应速率为v(A)=a mol/(Ls

15、)，v(B)=0.5 amol/(Ls)，v(C)=a mol/(Ls)，则该反应的化学方程，则该反应的化学方程式为：式为：_答案：答案：2A+B=2C随堂练习随堂练习第13页，本讲稿共26页2、反应、反应A(g)+3B(g)=2C(g)在在 2 L密闭容器中反应，密闭容器中反应，0.5 min内内C的物质的量增加了的物质的量增加了0.6 mol，有关反应速率，有关反应速率正确的是（正确的是（）A、V(A)=0.005 mol/(Ls)B、V(C)=0.002 mol/(Ls)C、V(B)=V(A)/3 D、V(A)=0.001mol/(Ls)A随堂练习随堂练习第14页，本讲稿共26页3、在一

16、定温度下，容器内某一反应中、在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的物质的量随反应时间变化的曲线如下图，下列表述中正的量随反应时间变化的曲线如下图，下列表述中正确的是（确的是（）A反应的化学方程式为：反应的化学方程式为：2 M NBt2时，正逆反应速率相等，达到平衡时，正逆反应速率相等，达到平衡 Ct3时，正反应速率大于逆反应速率时，正反应速率大于逆反应速率Dt1时，时，N的浓度是的浓度是M 浓度的浓度的 2 倍倍随堂练习随堂练习D第15页，本讲稿共26页随堂练习随堂练习4、在一定温度下，向、在一定温度下，向 a L密闭容器中加入密闭容器中加入1 mol X气体和气体和 2 mol Y气体

17、，发生如下反应：气体，发生如下反应：X(g)2Y(g)2Z(g)此反应达到平衡的标志是（此反应达到平衡的标志是（）A.容器内压强不随时间变化容器内压强不随时间变化B.容器内各物质的浓度不随时间变化容器内各物质的浓度不随时间变化C.容器内容器内X、Y、Z的浓度之比为的浓度之比为122D.单位时间消耗单位时间消耗0.1 mol X同时生成同时生成0.2 mol ZAB第16页，本讲稿共26页5、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（）A.需加热才能发生的反应一定是吸热反应需加热才能发生的反应一定是吸热反应B.放热的反应在常温下就一定能进行放热的反应在常温下就一定能进行C.反应是放热还是吸热是由反应

18、物和生成物所反应是放热还是吸热是由反应物和生成物所 具有的总能量的相对大小决定的具有的总能量的相对大小决定的D.吸热反应在一定条件下也能进行吸热反应在一定条件下也能进行CD随堂练习随堂练习第17页，本讲稿共26页6、下列反应中生成物总能量高于反应物总能、下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（量的是（）A碳酸钙受热分解碳酸钙受热分解B乙醇燃烧乙醇燃烧C铝粉与氧化铁粉末反应铝粉与氧化铁粉末反应D氧化钙溶于水氧化钙溶于水随堂练习随堂练习A第18页，本讲稿共26页随堂练习随堂练习7、有关键能数据如下表：、有关键能数据如下表：则则Si(s)+O2(g)=SiO2(s)，H989.2 kJmol-1

19、 则则X的值为（的值为（）A.460 B.920C.1165.2 D.423.3化学键Si-OO=OSi-Si键能/kJmol-1X498.8176A第19页，本讲稿共26页随堂练习随堂练习8、把、把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，用四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若导线两两相连组成原电池。若A、B相连时，相连时，A为负为负极；极；C、D相连时，相连时，D上产生大量气泡；上产生大量气泡；A、C相连相连时，电流由时，电流由C经导线流向经导线流向A；B、D相连时，电子由相连时，电子由D经导线流向经导线流向B，则此四种金属的活动性由强到弱，则此四种金属的活动性由强到弱的顺序为

20、的顺序为（）ABCD ACDB CABD BACD第20页，本讲稿共26页9、一个原电池的总反应的离子方程式是、一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2+Cu，该反应的原电，该反应的原电池的组成正确的是（池的组成正确的是（）ABCD正极正极ZnAgCuCu负极负极CuCuZnZn电解质溶液电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl2C随堂练习随堂练习第21页，本讲稿共26页随堂练习随堂练习10、足量铁粉与一定量盐酸反应，欲加快反应速率，但、足量铁粉与一定量盐酸反应，欲加快反应速率，但不影响氢气总量，下列措施可行的有（不影响氢气总量，下列措施可行的有（）加蒸馏水加蒸馏水 加适

21、量加适量CuSO4溶液溶液 加醋酸钠加醋酸钠 适适当加热当加热 加入少量浓盐酸加入少量浓盐酸 加入少量炭粉加入少量炭粉 加入少加入少量锌粉量锌粉 增加铁粉用量增加铁粉用量 A.B.C.D.D第22页，本讲稿共26页11、锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高、锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为锂电池的总反应为Li+MnO2=LiMnO2，下列说法正确，下列说法正确的是（的是（）A、Li是正极，电极反应为是正极，电极反应为Li e-=Li+B、Li是负极，电极反应为是负

22、极，电极反应为Li e-=Li+C、Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为MnO2+e-=MnO2 D、Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为Li 2e-=Li2+B随堂练习随堂练习第23页，本讲稿共26页12、锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压、锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为：高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为：负极：负极：C6LixeC6Li1xxLi（C6Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）正极：正极：Li1xMO2xLixeLiMO2

23、（LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物）表示含锂的过渡金属氧化物）下列有关说法正确的是（下列有关说法正确的是（）A.锂离子电池充电时总反应为锂离子电池充电时总反应为C6LiLi1xMO2LiMO2C6Li1xB.电池反应中，锂、锌、银、铅各失去电池反应中，锂、锌、银、铅各失去 1 mol电子，金属锂所消耗的质量小电子，金属锂所消耗的质量小C.锂离子电池放电时电池内部锂离子电池放电时电池内部Li向负极移动向负极移动D.锂离子电池充电时阴极反应为锂离子电池充电时阴极反应为C6Li1xxLixeC6Li随堂练习随堂练习BD第24页，本讲稿共26页13、下图各容器中盛有海水、下图各容器中盛有海水,铁在其中的腐蚀铁在其中的腐蚀 由快到慢的顺序是由快到慢的顺序是()A金属被腐蚀的速率快慢规律：金属被腐蚀的速率快慢规律：电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀 原电池引起的腐蚀原电池引起的腐蚀 化学腐蚀化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀有防腐措施的腐蚀随堂练习随堂练习第25页，本讲稿共26页随堂练习随堂练习第26页，本讲稿共26页