2.5课时
知识体系 1
1. 化学键与化学反应中能量变化的关系 ⑴ 化学反应过程中伴随着能量的变化
任何化学反应除遵循质量守恒外,同样也遵循能量守恒。反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应或吸热反应(E反:反应物具有的能量;E生:生成物具有的能量):
⑵ 化学变化中能量变化的本质原因
⑶化学反应吸收能量或放出能量的决定因素:
实质:一个化学反应是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。 ⑷ 放热反应和吸热反应 表现形式 放热反应 △H﹤0或△H为“—” 生成物释放的总能量大于 反应物吸收的总能量 键能变化 联系 生成物总键能大于反应物总键能 吸热反应 △H﹥0或△H为“+” 生成物释放的总能量小于 反应物吸收的总能量 生成物总键能小于反应物总键能 能量变化 键能越大,物质能量越低,越稳定;反之 键能越小,物质能量越高,越不稳定, 图 示 ☆ 常见的放热反应:① 所有的燃烧反应 ② 酸碱中和反应
③ 大多数的化合反应 ④ 金属与酸的反应 ⑤ 生石灰和水反应 ⑥ 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等
☆ 常见的吸热反应:① 晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl ② 大多数的分解反应
③ 以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应 ④ 铵盐溶解等
⑵ 燃料的燃烧
① 燃烧的条件:达到着火点;与O2接触。
② 燃料充分燃烧的条件:足够多的空气;燃料与空气又足够大的接触面积。
③ 提高煤炭燃烧效率的方法:煤的干馏、气化和液化。(目的:减少污染物的排放;提高煤炭的利用率)
2. 原电池 能量转换 (实质) 正极 电极 较活泼金属 原 电 池 化学能→电能 (两极分别发生氧化还原反应,产生电流) 负极 较不活泼金属 Pt/C 金属 Pt/C 金属氧化物 电极材料 不一定都是金属材料,也可以是碳棒、金属氧化物、惰性电极。 电解液 和负极反应(也可不反应) 构成条两极、一液、一反应(自发) ① 两个活泼性不同的电极 ② 电解质溶液 ③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 ④ 一个自发的氧化还原反应 件 负极(Zn):Zn - 2e- = Zn2+ (氧化反应) 离子迁阳离子→正极 阴离子→负 正极(Cu):2H+ + 2e- = H2↑ 移 (还原反应) 阳离子向正极作定向移动,阴离子向负极作定向移动。 内电路 电子流向外电路 重要应用 负极(-)???正极(+) 负极极板因此而带正电荷,正极极板由于得到了带负电的电子显负电性。 制作电池、防止金属被腐蚀、提高化学反应速率 总反应:Zn+2H=Zn+H2↑ +2+e?干电池、铅蓄电池、新型高能电池、 ⑵ 几种常见新型原电池 锌—锰电池 化 学 反 应 负极:(锌筒):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应) 正极:(碳棒) :特 点 2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O 总反应:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2 铅蓄电池 负极: Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极: PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O 总反应: Pb + PbO2 + 2H2SO4 ==== 2PbSO4 + 2H2O 负极: Zn + 2OH- - 2e-= ZnO + H2O 正极: Ag2O + H2O+2e- = 2Ag + 2OH- 总反应:Zn + Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2 能量大,体积小,但有优越的大电池放电性能,放电电压平稳,广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等 锌银电池 Zn|KOH|Ag2O 锂电池 新型电池 负极: Li – e--=Li+ 正极: MnO2+2e-=MnO2 总反应: Li+ MnO2=LiMnO2 -温度使用范围广,放电电压平坦,体积小,无电解液渗漏,并且电压随放电时间缓慢下降,可预示电池使用寿命。适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本电脑电池等。 氢氧燃料 电 池 电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液: 负极: 2H2 –4e- + 4OH-=== 4H2O 正极: O2+ 4e- + 2H2O === 4OH- 电解质溶液为酸性溶液: 负极: 2H2 –4e-=== 4H+ 正极: O2+ 4e- + 4H+ === 2H2O 甲烷燃料 电解质溶液为氢氧化钾溶液: 负极: CH4 + 10OH- -8e- === CO32- + 7H2O 电 池 正极:2O2 + 8e- + 4H2O === 8OH- 总反应:CH4 + 2O2 + 2OH- === CO32- + 3H2O 电池是如何发明的? 电池在我们今天的生活中,可以说已经成为不可离开的东西了:大到汽车用的蓄电池,小到电子表上的
纽扣电池。你可知道,200多年前的电池发明过程中有一段曲折的故事,它至今仍能给我们以有益的启迪。 1800年,英国皇家学会会长收到了意大利帕费亚大学物理学教授伏打 (A.Volta,1745-1827)的一封信,信中说他制成了一种能够提供“不会衰竭的电荷及无穷的电力”的仪器,这里所说的那种仪器,就是后来所说的伏打电池。那么,伏打是如何发明出这种电池的呢?
事情还须回到一年前:伏打收到他的同胞、生理学家伽法尼的一篇论文。文中谈到他的一次偶然发现:当他把悬有去了皮的青蛙腿的铜钩挂在铁架台上,发现蛙腿会发生奇异的痉挛现象。伽法尼从职业本能出发,把注意力集中到了肌肉收缩上,认为这是一种由生物电引起的现象。起初伏打也曾这样想,不久便对此产生了怀疑。物理学家的敏感把他的注意引到了两种金属的接触上,他的结论是“接触电”或“金属电”,而非“生物电”。
接下来,伏打做的实验就是把不同的两种金属(锌和铜)放进食盐水中进行实验。他成功了!世界上第一个原电池——伏打电池就此诞生! 1801年,拿破仑把伏打召到巴黎,亲自授予奖章和奖金,并给予许多优厚待遇。
[基础达标1] 21世纪教育网 1.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质可能是
A.氯化钠 B.固体硝酸铵 C.生石灰 D.蔗糖 2. 下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是
A.锌粒与稀硫酸的反应 B.灼热的木炭与CO2反应 C.甲烷在氧气中的燃烧反应 D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应 3.下列物质加入水中显著放热的是
A.生石灰 B.固体NaCl C.无水乙醇 D.固体NH4NO3 4.对于放热反应
,下列说法正确的是
A.产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量 B.反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量 C.反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量 D.反应物H2和O2具有的能量相等
5.已知反应X + Y = M + N为吸热反应,对这个反应的下列说法中正确的是 A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的 B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行
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