必修二第二章化学反应与能量归纳整理.pptx

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1、第二章 化学反应与能量 归 纳 整 理安顺市第一高级中学 黄应娟 热能能 燃烧设备燃烧设备 机械能机械能 蒸汽机蒸汽机发电机发电机 电能电能化学能化学能 煤炭煤炭40%一、化学反应与能量（一）化学能与热能（一）化学能与热能 1 1、各种物质都储存有、各种物质都储存有 ，化学能转化为其它能量的途径：，化学能转化为其它能量的途径：化学反应的本质：化学反应的本质：的改变的改变 反应物中化学键的断裂反应物中化学键的断裂:能量能量E E1 1；生成物中化学键的形成：；生成物中化学键的形成：能量能量E E2 2 化学反应中的能量变化：化学反应中的能量变化：E E1 1 E E2 2，反应放出能量，反应放出

2、能量 热反应热反应（转化为转化为 能）；能）；E1 E2E1 E2，反应吸收能量，反应吸收能量 热反应（热反应（转化为转化为 ）反应物总能量高反应物总能量高 生成物总能量低生成物总能量低 能量，能量，反应反应反应物总能量低反应物总能量低 生成物总能量高生成物总能量高 能量，能量，反应反应化学反应伴随着能量变化是化学反应的基本特征之一化学反应伴随着能量变化是化学反应的基本特征之一化学能化学能化学反应化学反应吸收吸收放出放出放放化学能化学能热热吸吸热能热能 化学能化学能放出放出放热放热吸收吸收吸热吸热化学键化学键2、常见的能量变化方式：放热反应放热反应燃料的燃烧燃料的燃烧中和反应中和反应金属与酸金

3、属与酸物质氧化物质氧化浓硫酸稀释、氢氧浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解化钠固体溶解吸热反应吸热反应C+COC+CO2 2H H2 2+CuO+CuOC+HC+H2 2O OBa(OH)Ba(OH)2 2.8H.8H2 2O+NHO+NH4 4ClClCaCOCaCO3 3高温分解高温分解（二）化学能与电能 1 1、火力发电：、火力发电：化学能化学能热热 能能机械能机械能电电 能能2 2、原电池：、原电池：构成前提：能发生 反应 定义：把 转化为 的装置构成条件：的电极 溶液 形成 ；电子流向（外电路）溶液中阴离子向 移动，阳离子向 移动；氧化还原氧化还原化学能化学能电能电能活泼性不同活泼性不同电解

4、质电解质闭合回路闭合回路负极负极正极正极负极负极正极正极以锌铜原电池研究原电池的工作原理正极负极稀硫酸A电极：电极：负极锌 失电子 发生氧化反应Zn2e=Zn2正极铜 得电子 发生还原反应（溶液中H+在Cu上得电子）2H2e=H2电解质：电解质：稀硫酸导线中：导线中：电子：Zn Cu；电流：正极 负极电解质内部：电解质内部：阳离子正极；阴离子 负极电流：负极正极3、发展中的化学电源 一次电池：一次电池：；二次电池：；二次电池：锌锰干电池锌锰干电池铅蓄电池铅蓄电池燃料电池：氢燃料电池：氢-氧燃料电池（稀硫酸为电解质）氧燃料电池（稀硫酸为电解质）电极反应电极反应:负极：负极：反应反应 正极：正极：

5、反应反应电池反应：电池反应：2H2-4e-=4H+氧化氧化O2+4e-+4H+=2H2O还原还原2H2+O2=2H2O 二、化学反应的速率与限度1 1、化学反应的速率、化学反应的速率意义：意义：表示化学反应过程进行的表示化学反应过程进行的 的物理量的物理量;快慢程度快慢程度计算表达式：计算表达式：v v=c/t单位：单位：mol/(Ls)mol/(Lmin)mol/(Lh)同一化学反应同一化学反应:aAbB=cCdD 有有V(A)V(B)V(C)V(D)c(A)c(B)c(C)c(D)n(A)n(B)n(C)n(D)abcd化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。影响化学反应速率的因

6、素：内因内因反应物的结构和性质反应物的结构和性质外因外因浓度、温度、催化剂、其他因素浓度、温度、催化剂、其他因素有关化学反应速率的几点说明（1）化学反应速率指平均速率，不是瞬时速率。（2）同一反应的用不同物质来表示速率，需要指明具体物质，如V(CO)。（3）同一化学反应:aAbB=cCdD 有V(A)V(B)V(C)V(D)abcd（4）不用固体或纯液体表示化学反应速率。2、化学反应限度 化学平衡状态化学平衡状态定义：定义：在在一定条件下的一定条件下的可逆反应可逆反应中，当中，当正反应速率和逆反应速率相等正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的反应混合物中各组分的浓度保持不变浓度保持不

7、变的状态。的状态。化学平衡状态是化学平衡状态是 达到的一种特殊状态，是以给达到的一种特殊状态，是以给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的 可逆反应可逆反应限度限度前提（适用范围）前提（适用范围）：可逆反应可逆反应内在本质内在本质：v v(正正)=)=v v(逆逆)00外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征动：动态平衡（动：动态平衡（v v(正正)=)=v v(逆逆)00）等：等：v(v(正正)=v()=v(逆逆)定：各组分的浓度和含量保持

8、不变。定：各组分的浓度和含量保持不变。变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。立新的平衡。逆逆:可逆反应可逆反应如何判断达到化学平衡状态？如何判断达到化学平衡状态？从平衡状态的定义入手：从平衡状态的定义入手：各组分的百分含量保持不变；正反应速率等各组分的百分含量保持不变；正反应速率等于逆反应速率于逆反应速率。颜色、混合气体的总压、总体积、总物质的颜色、混合气体的总压、总体积、总物质的量、密度、平均摩尔质量保持不变量、密度、平均摩尔质量保持不变间接标志：间接标志：速率：速率：v v(正正)=v=v(逆逆)各成分的含量保持不变各成分的含量保持

9、不变直接标志：直接标志：变 量 不 变 3、转化率可逆反应中，反应物的转化率不可能达到可逆反应中，反应物的转化率不可能达到100%化学反应中，反应物已反应掉的量占最初投入量的百分含量化学反应中，反应物已反应掉的量占最初投入量的百分含量叫做该反应物的转化率叫做该反应物的转化率表达式：表达式：转化率转化率=（转化量（转化量/起始量）起始量）100%4、化学反应条件的控制目的：目的：方法：方法：促进有利的化学反应、抑制有害的化学反应促进有利的化学反应、抑制有害的化学反应改变化学反应一速率、改变化学反应的程度改变化学反应一速率、改变化学反应的程度【思考【思考1 1】从煤的燃烧中，可以讨论哪些能量变化？

10、化学能与热能、热能】从煤的燃烧中，可以讨论哪些能量变化？化学能与热能、热能与电能的转化有什么关系？与电能的转化有什么关系？化学能、热能和电能化学能、热能和电能通过燃烧的化学反应，把化学能转化为热能；还可以把热能转化为机械通过燃烧的化学反应，把化学能转化为热能；还可以把热能转化为机械能进一步转化为电能（火力发电原理）能进一步转化为电能（火力发电原理）遵循：质量守恒遵循：质量守恒 能量守恒能量守恒【思考【思考2】煤的燃烧过程中，如何提高煤的燃烧效率？】煤的燃烧过程中，如何提高煤的燃烧效率？尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率尽可能充分地利用燃料燃烧所放出的热

11、能，提高热能的利用率尽可能充分地利用燃料燃烧所放出的热能，提高热能的利用率化学反应条件的控制化学反应条件的控制已知化学反应已知化学反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g)是放热反应是放热反应i.该反应中该反应中 高于高于 ii.该反应在一定条件下可以制成原电池，则负极：该反应在一定条件下可以制成原电池，则负极：，发生，发生 反应反应正极：正极：，发生，发生 反应；外电路中电流方向：反应；外电路中电流方向：iii.把把3molH2和和1molN2投入容积为投入容积为1L的固定容积的密闭容器中，反应的固定容积的密闭容器中，反应4min时测得时测得 c(N2)=0.2mol/L，则则v（NH3）=

12、v（N2）=v（H2）=v（N2）：）：v（H2）：）：v（NH3）=此时容器中此时容器中H2的转化率的转化率=如果要加快该反应的速率，可采用的方法：如果要加快该反应的速率，可采用的方法：反应物总能量反应物总能量生成物总能量生成物总能量H2氧化氧化N2还原还原N2 H20.2mol/(Lmin)0.4mol/(Lmin)0.6mol/(Lmin)80%加热、加压、催化剂、增加加热、加压、催化剂、增加气体的浓度气体的浓度1:3:2 如果如果4min4min后，各组分的浓度不再随时间推移而改变，则此时反应达后，各组分的浓度不再随时间推移而改变，则此时反应达 状态，反应进行到该条件下的限度。能用于判

13、断该反应达到化学平衡状态状态，反应进行到该条件下的限度。能用于判断该反应达到化学平衡状态的方法：的方法：同一物质的同一物质的v v正正=v=v逆逆 ；容积不变时，该反应的压强不再变化；容积不变时，该反应的压强不再变化；该反该反应的总物质的量不再变化；应的总物质的量不再变化；混合气体的平均摩尔质量不再变化；混合气体的平均摩尔质量不再变化；混合混合气体的密度不再变化；气体的密度不再变化；混合气体的质量不再变化；混合气体的质量不再变化；各组分的浓度相等各组分的浓度相等合成氨的反应虽然是放热但是工业上合成氨却是在合成氨的反应虽然是放热但是工业上合成氨却是在500500，20-50MPa20-50MPa时在时在催化剂作用下进行，选择此条件的原因：催化剂作用下进行，选择此条件的原因：催化剂在此温度下的催化效率催化剂在此温度下的催化效率最高，有利于最高，有利于 ；在此压强下，有利在此压强下，有利于反应正向进行，提高原料的利用率（或转化率）于反应正向进行，提高原料的利用率（或转化率）平衡平衡化学反应速率化学反应速率家庭作业：完成导学案上课后习题家庭作业：完成导学案上课后习题谢 谢！