化學(xué)反應(yīng)與熱能

一.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)

1. 概念：放熱反應(yīng)：釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)。

吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。

2.常見的放熱反應(yīng)

金屬與水或酸的反應(yīng)，燃燒反應(yīng)，大多數(shù)的化合反應(yīng)，酸堿中和反應(yīng)

3.常見的吸熱反應(yīng)

氫氧化鋇晶體與氯化銨的反應(yīng)，鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)，大多數(shù)的分解反應(yīng)，炭做還原劑的反應(yīng)

二.以化學(xué)鍵和總能量的角度分析化學(xué)反應(yīng)的能量變化

• 化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)與特征

• 化學(xué)反應(yīng)能量變化

• 以氯氣和氫氣的反應(yīng)為例

• 化學(xué)鍵與反應(yīng)的能量變化

三.化學(xué)反應(yīng)的能量變化圖像

原電池基本概念

• 火力發(fā)電的能量變化

• 原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能

• 原電池

1. 定義：利用氧化還原反應(yīng)原理，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
2. 電極名稱

• 負(fù)極 電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)的電極
• 正極 電子流入，發(fā)生還原反應(yīng)的電極

3.構(gòu)成條件

理論上，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可構(gòu)成原電池

具體條件

• 具有活動性不同的兩個電極（金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬）
• 溶液：兩電極均插入電解質(zhì)溶液中
• 導(dǎo)線：兩電極用導(dǎo)線相連，形成閉合回路

4.例題

化學(xué)電池

1. 概念：化學(xué)電池是根據(jù)原電池原理，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。
2. 分類：可分為一次電池，二次電池和燃料電池

• 一次電池：放電后不能再充電使其復(fù)原的電池（內(nèi)部氧化還原反應(yīng)無法逆向進(jìn)行）
• 二次電池：又稱為充電電池或蓄電池，放點(diǎn)后可以再充電，可以多次重復(fù)使用
• 燃料電池：利用燃料和氧化劑之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，能連續(xù)的將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池，如氫氧燃料電池，甲醇燃料電池

一.一次電池-鋅錳干電池

• 石墨棒只導(dǎo)電不反應(yīng)，二氧化錳是氧化劑被還原

二.二次電池-鉛酸蓄電池

• 負(fù)極為鉛，正極為二氧化鉛。
• 放電過程中，鉛和二氧化鉛都變?yōu)榱蛩徙U（正極負(fù)極在放電過程中質(zhì)量都增加，電解液硫酸的物質(zhì)的量濃度降低）充電時正好相反。

三.燃料電池-氫氧燃料電池

• 要背電極反應(yīng)式

化學(xué)反應(yīng)速率

一.化學(xué)反應(yīng)速率的含義與表達(dá)方法

1. 定義：化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量。
2. 表示方法：通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量（均取正值）來表示。
3. 計(jì)算公式與單位

4.固體純液體的濃度視為定值（在一定溫度下），不因其質(zhì)量或物質(zhì)的量的增減而變化，所以不能用固體和純液體的濃度變化來表示反應(yīng)速率。

二.化學(xué)反應(yīng)速率的換算與比較

1.對于同一個反應(yīng)來說，用不同物質(zhì)來表示該反應(yīng)速率時，其數(shù)值可能不同，但表達(dá)的意義是相同的。因此，表達(dá)化學(xué)反應(yīng)的速率時，必須指明是用反應(yīng)體系中的哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn)。

2.在同一反應(yīng)中用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時，其數(shù)值之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。

• 例題

三.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

• 探究溫度對反應(yīng)速率的影響

• 探究反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率的影響

• 探究催化劑對反應(yīng)速率的影響

• 探究固體反應(yīng)物的表面積對反應(yīng)速率的影響

• 例題1

• 例題2

四.壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響

有氣體參加的反應(yīng)：改變壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響實(shí)質(zhì)是改變體積，使反應(yīng)物的濃度改變。

1. 壓縮體積或充入氣態(tài)反應(yīng)物，使壓強(qiáng)增大，都能加快反應(yīng)速率。
2. 充入非反應(yīng)氣體（無關(guān)氣體）對化學(xué)反應(yīng)的影響

• 恒溫恒容時：充入無關(guān)氣體-壓強(qiáng)增大，但各物質(zhì)濃度不變-反應(yīng)速率不變。
• 恒溫恒壓時：充入恒溫氣體-壓強(qiáng)不變-體積增大-各物質(zhì)濃度減小-反應(yīng)速率減慢。

化學(xué)反應(yīng)限度

一.可逆反應(yīng)

1. 在相同條件下能向正反應(yīng)方向進(jìn)行同時又能向逆反應(yīng)進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。
2. 特征：

• 雙向性：指可逆反應(yīng)分為方向相反的兩個反（正反應(yīng)和逆反應(yīng)）
• 雙同性：指正逆反應(yīng)是在同一條件下同時進(jìn)行的
• 共存性：指反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于百分之百，反應(yīng)物與生成物共存。

3.有些化學(xué)反應(yīng)能進(jìn)行得比較徹底（非可逆反應(yīng)）

有些化學(xué)反應(yīng)是不能進(jìn)行徹底的（可逆反應(yīng)）

可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，存在一定的化學(xué)反應(yīng)限度

二.化學(xué)平衡狀態(tài)的建立

三.化學(xué)平衡狀態(tài)

如果外界條件（溫度濃度壓強(qiáng)等）不發(fā)生改變，當(dāng)可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度是，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物與生成物的濃度不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)稱為“化學(xué)平衡狀態(tài)”，簡稱化學(xué)平衡。

四.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

• 定義：v正=v逆
• 變量不變，極達(dá)平衡

五.化學(xué)反應(yīng)條件的控制

• 控制化學(xué)反應(yīng)條件的意義

促進(jìn)有利反應(yīng)（提供反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率及原料的利用率，加快反應(yīng)速率等）

抑制有害反應(yīng)（減緩反應(yīng)速率，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生，控制副反應(yīng)的發(fā)生）

• 控制化學(xué)反應(yīng)條件的方法

1. 改變化學(xué)反應(yīng)速率
2. 改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度

• 合成氨工業(yè)反應(yīng)條件的控制

• 煤燃燒反應(yīng)條件的控制

1. 將固體煤粉碎以增大接觸面積，同時空氣適當(dāng)過量，以提高轉(zhuǎn)化率。
2. 爐膛材料盡量選擇保溫性能好的，煙道廢氣中的熱量用來加熱水，發(fā)電等，以提高熱量利用率。

• 例題

原電池電極反應(yīng)式的書寫

一.原電池的電極反應(yīng)是書寫步驟

二.電極反應(yīng)式書寫-甲烷燃料電池

三.電極反應(yīng)式書寫-甲醇燃料電池

四.生物燃料電池

五.電極反應(yīng)式書寫-非水溶液電解質(zhì)

• 例題一

• 例題二

六.電極反應(yīng)式書寫-鋰離子電池

• 炭只導(dǎo)電不反應(yīng)