化学必背知识手册分类第六章 化学反应与能量 -【知识手册】（人教版必修第二册）

第六章化学反应与能量

第一节化学反应与能量变化

一、化学反应与热能

1、实验探究

（1）向Mg与稀盐酸反应的溶液中插入温度计，温度计显示的温度升高，说明该反应

为放热反应。

（2）将20gBa（OH）2.8H2O晶体粉末与10gNH4C1晶体混合放入烧杯中，将烧杯放在滴有

几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到有刺激性气味时用玻璃片盖上烧杯,用手触

摸杯壁下部感觉冰凉，烧杯与木片间有结冰现象,说明该反应为吸热反应。

2、放热反应与吸热反应

（1）放热反应：释放热量的化学反应,如活泼金属与酸的反应，燃烧反应，中和反应等。

（2）吸热反应：吸收热量的化学反应,如氢氧化钢与氯化镂的反应，盐酸与碳酸氢钠的

反应，灼热的炭与二氧化碳的反应。

3、化学反应存在能量变化的原因

（1）从化学键的变化理解——主要原因

（2）从物质储存化学能的角度理解

①放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来。

②吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。

4、人类对能源的利用

（1）利用的三个阶段

柴草时期|—树枝杂草

化石能源时期煤、石油、天然气

太阳能、氢能、核能、海洋能、

多能源结构时期

风能、地热能等

（2）化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题

①一是其短期内不可再生，储量有限；

②二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、S02、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。

5、新能源

（1）特点：资源丰富、可以再生、对环境无污染等。

（2）人们比较关注的新能源：太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。

6、放热反应与吸热反应的比较

放热反应吸热反应

反应物具有的总能量大于生成反应物具有的总能量小于生成物

形成原因

物具有的总能量具有的总能量

与化学键

生成物分子成键时释放的总能量a生成物分子成键时释放的总能量」

强弱的关

五反应物分子断键时吸收的总能量1二反应物分子断键时吸收的总能量

系

反应1能量告根［能量

反应过程叠能1吸收厂厂

量\热量，里热量\/1

生成V：反应，;1

图示物的------物质1—----,

总能1--------■能。反应过程

量0反应过程

①金属与水或酸的反应②燃烧反①Ba（OH）2-8H2。与NH4cl反应

示例应②C与H2O（g）＞CO2的反应③大部分

③中和反应④大部分化合反应分解反应

二、化学能转化为电能

1、火力发电

（1）火力发电原理：通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应,使化学能转化为

热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。间接实现了化

学能转化为电能。

⑵能量转换过程：化学能少热能X机械能沙电能。

其中能量转换的关键环节是燃烧（氧化还原反应）

2、化学能直接转化为电能——原电池

(1)定义：把化学能转化为电能的装置叫原电池。

(2)原理：负极：发生氧化反应,电子流出。

正极：发生还原反应,电子流入。

3、原电池的生活示例——水果电池

(1)水果电池中，水果的作用是提供电解质溶液。

(2)水果电池中，选择电极材料时应注意两电极不能相同，其中有一电极为活泼金属如A1、

Fe等，另一电极可以是Cu片或石墨棒等。

4、常见的化学电源

(1)锌锦干电池

①结构：锌镒干电池是以锌筒作负极,石墨棒作正极,在石墨棒周围填充糊状的

MnO2和NH4C1作电解质溶液。

②原理：锌锦干电池属于一次性电池,放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无

法逆向进行)。侦极发生的电极反应为Zn—2e-^=Zn2+,正极发生的电极反应为2MnO2

+2NH：+2e^=Mn2O3+2NH3T+H2O。

(2)充电电池

①充电电池属于二次电池。有些充电电池在放电时所进行的氧化还原反应,在充电时

可以逆向进行,生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。

②常见充电电池：铅酸蓄电池、银氢电池、锂离子电池等。

第二节化学反应的速率与限度

一、化学反应速率

1、表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增

加量(均取正值)来表示。

Ac、

2、表达式：v=不，单位mol/dmin)或mol/(L.s)。

3、化学反应速率的影响因素

(1)浓度：增大反应物浓度，化学反应速率增大。

(2)温度：升高温度，化学反应速率增大。

(3)压强：对于气体参加的反应，增大压强，气体反应物浓度增大，化学反应速率增

大_。

(4)催化剂：催化剂可以改变化学反应速率，一般加快反应速率。

(5)其他：反应物状态、固体的表面积、溶剂、光照等。

4、温度对化学反应速率的影响

\幽/A懿)T叠2Z4温国瑞)

实验操作

试管中均为2mL5%的H2O2溶液，同时滴入2滴FeCl3溶液

实验现象①产生气泡速率最慢②产生气泡速率较快③产生气泡速率最快

实验结论其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大，降低温度，化学反应速率减小

5、催化剂对化学反应速率的影响

1

M

实

验

一C13G

Fe液

溶no

末

口

「7

操

作

$

0_

一

一02

02液

H2液/

02溶

H2液

溶

注

①②③

实验

①有少量气泡出现②产生大量气泡③产生大量气泡

现象

实验

MnO?＞FeCL可以使H2O2分解的速率加快

结论

6、压强对化学反应速率的影响

在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:

H2(g)+I2(g)-----12Hl(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图所示)。

可移动

的活塞

一引起引起

(1)恒容时：增大压强----＞体积缩小-----＞反应速率增大。

(2)气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响

(3)恒容：充入“惰性气体”一＞总压增大—＞反应物浓度不变—＞反应速率不

变。

(4)恒压:充入“惰性气体”一＞体积增大―＞反应物浓度减小―＞反应速率减

小。

二、化学反应的限度

1、可逆反应

(1)概念：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。

(2)特点：①反应不能进行到底；②在一定条件下反应物与生成物同时存在;

③正、逆反应方向同时进行。

2、化学平衡

(1)化学平衡的建立

①浓度对速率的影响的角度：在一定条件下，向反应容器中加入N2和H2,发生反应：N2

+3H2-------2NH3O

浓度速率变化V正、V逆关系

反应物浓度最大V正最大

开始V正〉丫逆

生成物浓度最小V逆最小

反应物浓度减小V正减小

变化V正〉丫逆

生成物浓度增大V「增大

反应物浓度不变VJE不变

平衡v正=丫逆声0

生成物浓度不变V逆不变

②利用速率一时间(v-t)图像分析:

反

应

速

率

/"逆:

1

LZ/।

°时间

(2)化学平衡状态的概念：

在一定条件下，当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等,反应物

的浓度和生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止的状态,称之为化学平衡状

，0、O

(3)化学反应的限度是指可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度,即该反应

进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率

n(已被转化的反应物)

(4)转化率=xlOO%o

n(初始反应物)

(5)影响因素：改变反应条件，可以在一定程度上改变该反应的化学平衡状态。

三、化学反应条件的控制

1、化学反应条件的控制

(1)目的：促进有利的化学反应,抑制有害的化学反应。

(2)基本措施

①改变化学反应速率：改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体

的表面积以及催化剂的合理使用等。

②改变可逆反应进行的限度：改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等。

(3)考虑因素：控制反应条件的成本和实际可能性。

2、提高煤的燃烧效率

(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大与空气中O?的接触面积，煤粉燃烧更

充分，反应速率快；通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧，生成CO2,放出更多的热

量；若空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO,产生热量减少，且会造成污染。

(2)选择保温隔热且耐热的炉灶材料的主要目的是防止热量散失。

(3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过热交换装

置，供其他方面使用。

3、化学平衡状态的特征一“五字诀”

四一化学平衡研究的对象是可逆反应

⑥一达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等

⑥)一化学平衡是一种表面静止状态，但反应并未停止，是一种