高中化学重点:化学反应中能量变化知识总结

1、在任何的化学反应中总伴有 能量的变化(www.xieren.com.cn)。

原因:当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。一个确定的化学反应在发生过程中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。E反应物总能量>E生成物总能量,为放热反应。E反应物总能量<E生成物总能量,为吸热反应。

2、常见的放热反应和吸热反应

常见的放热反应:①所有的燃烧与缓慢氧化。②酸碱中和反应。③金属与酸反应制取氢气。

④大多数化合反应(特殊:C+CO22CO是吸热反应)。

常见的吸热反应:

①以C、H 2、CO为还原剂的氧化还原反应如:C(s)+H 2O(g) CO(g)+H 2(g)。

②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O

③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。

3、能源的分类:

形成条件

利用历史

性质

一次能源

常规能源

可再生资源

水能、风能、生物质能

不可再生资源

煤、石油、天然气等化石能源

新能源

可再生资源

太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能、沼气

不可再生资源

核能

二次能源

(一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源)

电能(水电、火电、核电)、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等

[思考]一般说来,大多数化合反应是放热反应,大多数分解反应是吸热反应,放热反应都不需要加热,吸热反应都需要加热,这种说法对吗?试举例说明。

点拔:这种说法不对。如C+O2=CO2的反应是放热反应,但需要加热,只是反应开始后不再需要加热,反应放出的热量可以使反应继续下去。Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,但反应并不需要加热。

化学能与电能

1、化学能转化为电能的方式:

电能

(电力)

火电(火力发电)

化学能→热能→机械能→电能

缺点:环境污染、低效

原电池

将化学能直接转化为电能

优点:清洁、高效

2、原电池原理

(1)概念:把 化学能直接转化为 电能的装置叫做原电池。

(2)原电池的工作原理: 通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。

(3)构成原电池的条件: (1)电极为导体且活泼性不同;(2)两个电极接触(导线连接或直接接触);(3)两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。

(4)电极名称及发生的反应:

负极: 较活泼的金属作负极,负极发生 氧化反应,

电极反应式: 较活泼金属-ne =金属阳离子

负极现象: 负极溶解,负极质量减少。

正极: 较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生 还原反应,

电极反应式: 溶液中阳离子+ne =单质

正极的现象: 一般有气体放出或正极质量增加。

(5)原电池正负极的判断方法:

①依据原电池两极的材料:

较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极);

较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO 2)等作正极。

②根据电流方向或电子流向:(外电路)的电流由极流向极;电子则由极经外电路流向原电池的极。

③根据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池 极,阴离子流向原电池 极。

④根据原电池中的反应类型:

负极: 电子,发生 氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。

正极: 电子,发生 还原反应,现象是常伴随金属的析出或H 2的放出。

(6)原电池电极反应的书写方法:

(i)原电池反应所依托的化学反应原理是 氧化还原反应,负极反应是 氧化反应,正极反应是 还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下:

①写出总反应方程式。

②把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应。

③氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,注意酸碱介质和水等参与反应。

(ii)原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。

(7)原电池的应用:①加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。②比较金属活动性强弱。③设计原电池。④金属的腐蚀。

2、化学电源基本类型:

干电池:活泼金属作负极,被腐蚀或消耗。如:Cu-Zn原电池、锌锰电池。

充电电池:两极都参加反应的原电池,可充电循环使用。如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等。

燃料电池:两电极材料均为惰性电极,电极本身不发生反应,而是由引入到两极上的物质发生反应,如H 2、CH 4燃料电池,其电解质溶液常为碱性试剂(KOH等)。

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