第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化一、化學(xué)反應(yīng)與熱能1、實驗探究(1)向Mg與稀鹽酸反應(yīng)的溶液中插入溫度計，溫度計顯示的溫度,說明該反應(yīng)為反應(yīng)。(2)將20gBa(OH)?8H:0晶體粉末與lOgNH4cl晶體混合放入燒杯中，將燒杯放在滴有幾滴水的木片上。用玻璃棒快速攪拌，聞到有氣味時用玻璃片蓋上燒杯，用手觸摸杯壁下部感覺,燒杯與木片間有現(xiàn)象，說明該反應(yīng)為反應(yīng)。2、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)(1)放熱反應(yīng)：的化學(xué)反應(yīng)，如活潑金屬與酸的反應(yīng)，燃燒反應(yīng)，中和反應(yīng)等。(2)吸熱反應(yīng)：的化學(xué)反應(yīng)，如氫氧化鋼與氯化錢的反應(yīng)，鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)，灼熱的炭與二氧化碳的反應(yīng)。3、化學(xué)反應(yīng)存在能量變化的原因(1)從化學(xué)鍵的變化理解一主要原因反應(yīng)物舊化學(xué)鍵斷裂新化學(xué)健形成生成物決定反應(yīng)物舊化學(xué)鍵斷裂新化學(xué)健形成生成物決定能量變化宏觀解釋 反應(yīng)示意圖 反應(yīng)示意圖化學(xué)反應(yīng)一—反應(yīng)物的總能母高生成物的總能用高反應(yīng)物的總能里大于,小于'1生成物的總能里化學(xué)反化學(xué)反應(yīng) 釋放能量VA化學(xué)反應(yīng) 吸收能員生成物的總能質(zhì)低反應(yīng)物的總能呈低應(yīng) —I放出能量卜(2)從物質(zhì)儲存化學(xué)能的角度理解①放熱反應(yīng)可以看成是反應(yīng)物所具有的能轉(zhuǎn)化為能釋放出來。②吸熱反應(yīng)可以看成是能轉(zhuǎn)化為能被生成物所“儲存4、人類對能源的利用(1)利用的三個階段柴草時期|—樹枝雜草 1化石能源時期——多能源結(jié)構(gòu)時期太陽能、氫能、核能、海洋能多能源結(jié)構(gòu)時期太陽能、氫能、核能、海洋能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?2)化石燃料利用過程中亟待解決的兩方面問題①一是其短期內(nèi),儲量有限；②二是煤和石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、等是大氣污染物的主要來源。5、新能源(1)特點：資源豐富、、對環(huán)境等。(2)人們比較關(guān)注的新能源：能、能、地?zé)崮?、海洋能和能等?、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量 生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量 生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強弱的關(guān)系生成物分子成鍵時釋放的總能量 反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量 反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量反應(yīng)過程圖示反應(yīng)，能量iSMw-量 \熱最生成 Y萼的 事能^—瓶.反應(yīng)，/i物的~/ 1髀^麗礴示例①金屬與水或酸的反應(yīng)②燃燒反應(yīng)③中和反應(yīng) ④大部分化合反應(yīng)①Ba(OH)2-8H2。與NH4cl反應(yīng)②C與H20(g)、CO?的反應(yīng)③大部分分解反應(yīng)二、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1>火力發(fā)電(1)火力發(fā)電原理：通過燃燒時發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，使能轉(zhuǎn)化為,加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機，帶動 發(fā)電。間接實現(xiàn)了一 轉(zhuǎn)化為電能。(2)能量轉(zhuǎn)換過程： 人“燃料燃燒—能 > "蒸汽輪機 能 > 及發(fā)電機_能——> 一能。其中能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是.2、化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能——原電池(1)定義：把能轉(zhuǎn)化為能的裝置叫原電池。(2)原理：負(fù)極：發(fā)生 反應(yīng)，電子o正極：發(fā)生 反應(yīng)，電子。3、原電池的生活示例——水果電池(1)水果電池中，水果的作用是?(2)水果電池中，選擇電極材料時應(yīng)注意兩電極不能相同，其中有一電極為活潑金屬如Al、Fe等，另一電極可以是Cu片或等。4、常見的化學(xué)電源(1)鋅缽干電池①結(jié)構(gòu)：鋅缽干電池是以鋅筒作極，石墨棒作極，在石墨棒周圍填充糊狀的MnO2和NH4cl作.②原理：鋅錦干電池屬于電池，放電之后充電(內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進行)。負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為2MnO2+2NH；+2e-=Mn2Ch+2NH3T+H。(2)充電電池①充電電池屬于電池。有些充電電池在放電時所進行的反應(yīng)，在充電時可以進行，生成物重新轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，使充電、放電可在一定時間內(nèi)循環(huán)進行。②常見充電電池：鉛酸蓄電池、、鋰離子電池等。第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度一、化學(xué)反應(yīng)速率1、表示方法：化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的或生成物濃度的(均取正值)來表示。2、表達式：v=^,單位 或.3、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素(1)濃度：增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率。(2)溫度：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率?(3)壓強：對于氣體參加的反應(yīng)，增大壓強，氣體反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率.(4)催化劑：催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率，一般加快反應(yīng)速率。(5)其他：反應(yīng)物狀態(tài)、固體的、溶劑、光照等。4、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗操作<①,③Q1/4\-/A圈錢)晝#圈濫)試管中均為2mL5%的H2O2溶液，同時滴入2滴FeCh溶液實驗現(xiàn)象①產(chǎn)生氣泡速率 ②產(chǎn)生氣泡速率 ③產(chǎn)生氣泡速率 實驗結(jié)論其他條件相同時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率 ,降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率

5、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗操作1I(,溶液DG_FeCh MnO2不溶液L粉末=h2o2 Uh2o2方溶液 5溶液D ③實驗現(xiàn)象①有 _氣泡出現(xiàn)②產(chǎn)生_ 氣泡③產(chǎn)生 氣泡實驗結(jié)論MnO2＞FeCb可以使H2O2分解的速率一—6、壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響在一密閉容器中充入1mol氏和1molL，壓強為p(Pa),并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)：H2(g)+L(g)2HI(g).該密閉容器有一個可移動的活塞(如圖所示)。可移動

’的活塞% 引起 引起1 1 (1)恒容時： 壓強——＞體積——?反應(yīng)速率。(2)氣體反應(yīng)體系中充入惰性氣體(不參與反應(yīng))時對反應(yīng)速率的影響(3)恒容：充入“惰性氣體”一?總壓 —＞反應(yīng)物濃度―＞反應(yīng)速率(4)恒壓：充入“惰性氣體”一^體積—＞反應(yīng)物濃度―＞反應(yīng)速率二、化學(xué)反應(yīng)的限度1、可逆反應(yīng)(1)概念：在同一條件下方向和方向均能進行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點：①反應(yīng)不能進行_ ；②在一定條件下與同時存在：③正、逆反應(yīng)方向進行。2、化學(xué)平衡(1)化學(xué)平衡的建立①濃度對速率的影響的角度：在一定條件下，向反應(yīng)容器中加入N2和H2,發(fā)生反應(yīng)：N2+3H2^^2NH3。濃度速率變化V正、V逆關(guān)系開始反應(yīng)物濃度 V正 V正＞丫逆生成物濃度 V逆 變化反應(yīng)物濃度 V正 V正》丫逆生成物濃度 V 平衡反應(yīng)物濃度 V止 V正=丫逆和生成物濃度 V ②利用速率一時間(v-t)圖像分析:反應(yīng)速率反應(yīng)速率時間(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念:在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)進行到一定程度時，與?相等，反應(yīng)物的和生成物的都不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài)，稱之為狀態(tài)。(3)化學(xué)反應(yīng)的限度是指可逆反應(yīng)在一定條件下所能達到或完成的程度，即該反應(yīng)進行的限度?；瘜W(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在該條件下轉(zhuǎn)化為生成物的最大O(4)轉(zhuǎn)化率=(4)轉(zhuǎn)化率=n(已被轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物)

n(初始反應(yīng)物)xlOO%o(5)影響因素：改變反應(yīng)條件，可以在一定程度上改變該反應(yīng)的化學(xué)狀態(tài)。三、化學(xué)反應(yīng)條件的控制1、化學(xué)反應(yīng)條件的控制(1)目的：促進的化學(xué)反應(yīng)，抑制的化學(xué)反應(yīng)。(2)基本措施①改變化學(xué)反應(yīng)速率：改變反應(yīng)體系的、物質(zhì)的、氣體的、固體的以及催化劑的合理使用等。②改變可逆反應(yīng)進行的限度：改變體系的溫度、物質(zhì)的濃度、氣體的壓強等。(3)考慮因素：控制反應(yīng)條件的成本和實際可能性。2、提高煤的燃燒效率(1)煤燃燒時，將煤塊粉碎成煤粉目的是增大與空氣中02的，煤粉燃燒,反應(yīng)速率快；通入適當(dāng)過量的空氣可以使煤粉充分燃燒，生成CO2,放出更多的熱量：若空氣不足，會造成煤燃燒不完全，生成co,產(chǎn)生熱量減少，且會造成污染。(2)選擇保溫隔熱且耐熱的爐灶材料的主要目的是熱量散失。(3)充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量可采取的措施是將燃燒后的廢氣通過裝置，供其他方面使用。3、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征——“五字訣”

化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)匐一達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等i⑥一化學(xué)平衡是一種表面靜止?fàn)顟B(tài)，但反應(yīng)并未停止，是一種I動態(tài)平衡@一達到化學(xué)平衡狀態(tài)后，各組分濃度保持不變，不隨時間I 變化而變化(§)-外界條件發(fā)生改變時，原平衡狀態(tài)將被打破，再在新條件4、化學(xué)平衡狀態(tài)的判定(1)4、化學(xué)平衡狀態(tài)的判定(1)正、逆反應(yīng)速率相等:V”(A)_A化學(xué)計量數(shù)Vi4(B) 化學(xué)計量數(shù)(2)各組分的濃度保持一定(3)間接標(biāo)志——“變量不變”實驗活動6化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能1、原電池實驗電極材料實驗現(xiàn)象解釋鋅片、銅片 逐漸溶解， 表面有氣泡產(chǎn)生，電流表指針鋅、銅、稀硫酸構(gòu)成原電池， 作負(fù)極， 作正極， 失去電子轉(zhuǎn)化為， 得到電子在銅片表面產(chǎn)生H2鋅片、石墨棒 逐漸溶解， 表面有氣泡產(chǎn)生，電流表指針鋅、石墨、稀硫酸構(gòu)成原電池， 作負(fù)極， 作正極， 失去電子轉(zhuǎn)化為， 得到電子在石墨棒表面產(chǎn)生H?銅片、石墨棒銅片、石墨棒表面均無明顯現(xiàn)象，電流表指針 —第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化一、化學(xué)反應(yīng)與熱能1、實驗探究(1)向Mg與稀鹽酸反應(yīng)的溶液中插入溫度計，溫度計顯示的溫度升高，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)將20gBa(OH)2?8氏0晶體粉末與10gNH4Cl晶體混合放入燒杯中，將燒杯放在滴有幾滴水的木片上。用玻璃棒快速攪拌，聞到有刺激性氣味時用玻璃片蓋上燒杯,用手觸摸杯壁下部感覺冰涼，燒杯與木片間有結(jié)冰現(xiàn)象,說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。2、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)(1)放熱反應(yīng)： 釋放熱量的化學(xué)反應(yīng),如活潑金屬與酸的反應(yīng)，燃燒反應(yīng)，中和反應(yīng)等。(2)吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng),如氫氧化鋼與氯化核的反應(yīng)，鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)，灼熱的炭與二氧化碳的反應(yīng)。3、化學(xué)反應(yīng)存在能量變化的原因(1)從化學(xué)鍵的變化理解——主要原因［吸收能量］ t . .(——］舊化學(xué)鍵斷裂f--I決定前.反應(yīng)物)新化學(xué)鍵形成［上成物)T變化,(2)從物質(zhì)儲存化學(xué)能的角度理解①放熱反應(yīng)可以看成是反應(yīng)物所具有的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來。②吸熱反應(yīng)可以看成是熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué) 能被生成物所“儲存4、人類對能源的利用(1)利用的三個階段柴草時期一樹枝雜草I化石能源時期煤、石油、天然氣

多能源結(jié)構(gòu)時期太陽能、氫能、核能、海洋能多能源結(jié)構(gòu)時期太陽能、氫能、核能、海洋能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?2)化石燃料利用過程中亟待解決的兩方面問題①一是其短期內(nèi)不可再生，儲量有限；②二是煤和石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NO,、CO等是大氣污染物的主要來源。5、新能源(1)特點：資源豐富、可以再生、對環(huán)境無污染等。(2)人們比較關(guān)注的新能源：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽芎蜌淠艿取?、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強弱的關(guān)系生成物分子成鍵時釋放的總能量一大于反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量.小于反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量反應(yīng)過程圖示反應(yīng)t能量器廠潮廠量 、熱量，生成 V藥的 督能^ 后.—疝量0 反應(yīng)過程生成t能量曾能幀收廠廠s熱取/：反應(yīng)，i物的_/ 1■能^彘礴示例①金屬與水或酸的反應(yīng)②燃燒反應(yīng)③中和反應(yīng) ④大部分化合反應(yīng)①Ba(OH?8H2O與NH4cl反應(yīng)②C與H2O(g).CO?的反應(yīng)③大部分分解反應(yīng)二、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1、火力發(fā)電(1)火力發(fā)電原理：通過化石燃料燃燒時發(fā)生的氧化還原反應(yīng),使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電。間接實現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。燃料燃燒 蒸汽輪機 發(fā)電機(2)能量轉(zhuǎn)換過程：化學(xué)能二^一熱能'二——>機械能——>電能。其中能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是燃燒(氧化還原反應(yīng))。2、化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能——原電池(1)定義：把一化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫原電池。(2)原理：負(fù)極：發(fā)生氧化反應(yīng),電子流出。正極：發(fā)生一還原反應(yīng),電子流入03、原電池的生活示例——水果電池(1)水果電池中，水果的作用是提供電解質(zhì)溶液。

(2)水果電池中，選擇電極材料時應(yīng)注意兩電極不能相同，其中有一電極為活潑金屬如AkFe等，另一電極可以是Cu片或石墨棒等。4、常見的化學(xué)電源(1)鋅缽干電池①結(jié)構(gòu)：鋅錦干電池是以鋅筒作負(fù)極,石墨棒作正極,在石墨棒周圍填充糊狀的MnCh和NH4C1作電解質(zhì)溶液。②原理：鋅鐳干電池屬于一次性電池,放電之后不能充電(內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進行)。負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Zn—2屋=21?’,正極發(fā)生的電極反應(yīng)為2MnCh+2NH：+2e-=Mn2Oj+2NH3f+H2O?(2)充電電池①充電電池屬于二^電池。有些充電電池在放電時所進行的氧化還原反應(yīng),在充電時可以逆向進行，生成物重新轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，使充電、放電可在一定時間內(nèi)循環(huán)進行。②常見充電電池：鉛酸蓄電池、銀氫電池、鋰離子電池等。第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度一、化學(xué)反應(yīng)速率1、表示方法：化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(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、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素(1)濃度：增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大。(2)溫度：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大。(3)壓強：對于氣體參加的反應(yīng)，增大壓強，氣體反應(yīng)物濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大。(4)催化劑：催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率，一般加快反應(yīng)速率。(5)其他：反應(yīng)物狀態(tài)、固體的表面積、溶劑、光照等。4、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗操作實驗操作試管中均為2mL5%的H2O2溶液，同時滴入2滴FeCh溶液實驗現(xiàn)象①產(chǎn)生氣泡速率最慢 ②產(chǎn)生氣泡速率較快 ③產(chǎn)生氣泡速率最快實驗結(jié)論其他條件相同時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大，降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小5、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

實驗操作1Jj￡溶液①C_FeCh MnO2彳溶液血粉末=H2O2 UH2O2方溶液 廿溶液D ③實驗現(xiàn)象①有少量氣泡出現(xiàn)②產(chǎn)生大量氣泡③產(chǎn)生一大量氣泡實驗結(jié)論MnO2,FeCb可以使H2O2分解的速率一加快6、壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響在一密閉容器中充入1mol氏和1mol12，壓強為p(Pa),并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)：H2(g)+h(g)-2HI(g)o該密閉容器有一個可移動的活塞(如圖所示)。可移動的活塞H： 引起 引起(1)恒容時： 增大壓強 ?體積縮小 ＞反應(yīng)速率增大。(2)氣體反應(yīng)體系中充入惰性氣體(不參與反應(yīng))時對反應(yīng)速率的影響(3)恒容：充入“惰性氣體”一＞總壓增大―，反應(yīng)物濃度不變―，反應(yīng)速率不變。(4)恒壓：充入“惰性氣體”一?體積增大—＞反應(yīng)物濃度減小―＞反應(yīng)速率減小。二、化學(xué)反應(yīng)的限度1、可逆反應(yīng)(1)概念：在同一條件下正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向均能進行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點：①反應(yīng)不能進行到底；②在一定條件下反應(yīng)物與生成物同時存在;③正、逆反應(yīng)方向同時進行。2、化學(xué)平衡(1)化學(xué)平衡的建立①濃度對速率的影響的角度：在一定條件下，向反應(yīng)容器中加入N2和H2,發(fā)生反應(yīng)：N2+3H2^^i2NH3o濃度速率變化V正、V逆關(guān)系開始反應(yīng)物濃度最大V正最大V正＞丫逆生成物濃度最小V逆最小變化反應(yīng)物濃度減小V正減小V正＞丫逆生成物濃度增大V.增大平衡反應(yīng)物濃度不變V正不變V正=丫逆和生成物濃度不變V逆不變②利用速率一時間(v-t)圖像分析:

反應(yīng)速率反應(yīng)速率時間(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念:在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)進行到一定程度時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度都不再改變,達到一種表面靜止的狀態(tài)，稱之為化學(xué)平衡狀態(tài)。(3)化學(xué)反應(yīng)的限度是指可逆反應(yīng)在一定條件下所能達到或完成的程度，即該反應(yīng)進行的限度?；瘜W(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在該條件下轉(zhuǎn)化為生成物的最大轉(zhuǎn)化率。(4)轉(zhuǎn)化率=0(4)轉(zhuǎn)化率=0(已被轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物)

n(初始反應(yīng)物)xlOO%.(5)影響因素：改變反應(yīng)條件，可以在一定程度上改變該反應(yīng)的化學(xué)」^狀態(tài)。三、化學(xué)反應(yīng)條件的控制1、化學(xué)反應(yīng)條件的控制(1)目的：促進有利的化學(xué)反應(yīng),抑制有害的化學(xué)反應(yīng)。(2)基本措施①改變化學(xué)反應(yīng)速率：改變反應(yīng)體系的溫度、物質(zhì)的濃度、氣體的壓強、固體的學(xué)面積以及催化劑的合理使用等。②改變可逆反應(yīng)進行的