第二节燃烧热能源 教学目标： 1.知识与技能 ①理解燃烧燃烧的含义 ③掌握表示燃烧热的热化学方程式的写法和有关燃烧热的简单的计算 2．过程与方法 通过对“应根据什么标准来选择燃料”的教学，让学生学会多角度的综合分析的方法3．情感态度与价值观 通过结我国的能源现状的认识过程，培养学生的节能意识 教学重点 表示燃烧热的热化学方程式的写法和有关燃烧热的简单的计算 教学难点 表示燃烧热的热化学方程式的写法 学习过程 1、燃烧热 什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？ 1）定义：在25℃,101 kPa时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热通常可由实验测得。 2）在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点： ①研究条件：25℃ ,101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol） ⑤在未有特别说明的情况下，外界压强一般指25℃ ,101 kPa.所谓完全燃烧也是完全氧 化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物。如: C→CO2(g)、H → H2O（l）、S → SO2（g） 练习1］分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？ A.C（s）＋O2（g）===CO(g);ΔH=110.5 kJ/mol B.C（s）＋O2（g）===CO2(g);ΔH=－393.5 kJ/mol C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l);ΔH=－571.6 kJ/mol D.H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g);ΔH=－241.8 kJ/mol 你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗？ 由于计算燃烧热时，可燃物质是以 1 mol 作为标准来计算的，所以热化学方程式的化学
第2节 化学能与电能 一、能源的分类 1.化学能间接转化为电能(在能量的转化过程中存在能量的损失)—比如火力发电 ①转化过程 火力发电是通过化石燃料的燃烧,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,然后带动发电机发电.燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转化过程. 化学能??→?燃烧 热能??→?蒸汽 机械能??→?发电机 电能 ②转化原理 燃烧(氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键.因此燃烧一定发生氧化还原反应,氧化还原反应必定有电子的转移,电子的转移引起化学键的重新组合,同时伴随着体系能量的变化. 拓展点1:火力发电的优缺点 优点:①我国煤炭资源丰富②投资少,技术成熟,安全性能高 缺点:①排出大量的能导致温室效应的气体CO 2以及导致酸雨的含硫氧化物,比如SO 2②消耗大量的不可再生的化石燃料资源③能量转化率低④产生大量的废渣、废水. 2.化学能直接转化为电能(在能量的转化过程中不存在能量的损失)—原电池(将氧化还原反应所释放的化学能直接转化为电能) (1)原电池的工作原理
电流表指针发生偏转并且 指针偏向于 会逐渐溶解,而由Zn失去的电子则由Zn片通过导线流向Cu片,因此Zn片上会带有大量的正电荷,Cu片上会带有大量的负电荷,而电解质溶液中含有阳离子(H+、Zn2+)以及阴离子(OH-、SO42-),由于正负电荷相互吸引,所以电解质溶液中的阳离子会移向Cu片去中和Cu片上带负电荷的电子,阴离子则移向Zn片去中和Zn片上的正电荷,但是由于溶液中的H+得电子能力比Zn2+强,所以H+就移向Cu片去获得Cu片上由Zn片失去的电子而被还原为H原子,H原子再结合成H分子即H2从Cu片上逸出,因此Cu片上有无色气泡产生.通过电流表指针发生偏转并且指针偏向于Cu片这一边,可以得出该装置产生了电流(而电流的形成是因为电子发生了定向移动),并且电流移动的方向与电子移动的方向相反,所以电流是从Cu片流出,Zn片流迚,即Cu片作为正极;Zn片作为负极. 原电池工作原理的总结归纳: ①原电池中电流的流向:正极→负极 ②原电池中电子的流向:负极→导线→正极(注意:在该过程中,电子是永进都不会迚入到电解质溶液中,因为电子只在金属内部运动并且电解质溶液中的自由移动的阴阳离子也不能在导线中通过) ③原电池中电解质溶液中阴、阳离子的移动方向:阳离子→正极阴离子→负极 ④原电池工作原理的本质:发生自发的氧化还原反应即将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动,将化学能转化为电能的形式释放.(所谓自发就是指该氧化还原反应不需要借助外在的力量即本身就能够自己发生) ⑤原电池中的负极发生氧化反应,通常是电极材料或还原性气体失去电子被氧化,电子从负极流出;原电池的正极发生还原反应,通常是溶液中的阳离子或O2等氧化剂得到电子被还原,电子流入正极. (2)原电池的构成条件(两极一液一回路,反应要自发) ①两极:正极和负极是两种活泼性不同的电极材料,包括由两种活泼性不同的金属材料构成的电极或者是由一种金属与一种非金属导体(如石墨)构成的电极,一般活泼性较强的金属作为负极. ②一液(电解质溶液):包括酸、碱、盐溶液. ③一回路(构成闭合的电路):即两电极由导线相连或直接接触以及两电极必须插入到同一种电解质溶液中或者分别插入到一般与电极材料相同的阳离子的两种盐溶液中,两盐溶液之间用盐桥相连形成闭合回路.比如以下装置: ④氧化还原反应要自发:指电解质溶液至少要与作为负极的金属电极材料发生自发的氧化反应. (3)电极反应式 ①定义:原电池中的正极和负极所发生的反应 ②电极反应式的书写方法:
张鑫，男，博士，教授。1995-1999年，大庆石油学院化学工程专业，获工学学士；1999－2002，北京服装学院化工研究所，导师：傅吉全教授，硕士论文题目：MCM-22分子筛的动态合成、表征、改性及烷基化催化应用，获工学硕士学位；2002－2006年清华大学化学系获理学博士学位，导师徐柏庆教授。2006年9月加入西班牙科学院化工技术研究所（Instituto de Tecnología Química, UPV-CSIC）Avelino Corma教授研究组从事博士后研究。2009年1月以“杰出海外留学人才计划”回国受聘到中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室工作，主要从事多相催化、均相催化等物理化学方面的研究工作，包括纳米催化、新型催化材料及环境友好催化化学。2004年获国际催化联合理事会（IACS）授予的首届“Young Scientist Prize”奖，以表彰在研究“Au/ZrO2催化CO氧化反应中载体ZrO2纳米粒子的尺寸效应”的开创性工作。2009年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”。2009年获教育部自然科学奖二等奖（获奖项目：氧化物及纳米复合型“金属/氧化物”催化剂研究，第三完成人）。目前已在Angew. Chem. Int. Ed.（2篇）, J. Catal.（2 篇）, Chem. Commun.（2篇）, J. Phys. Chem. B, Dalton Trans., Catal. Today等重要化学/化工期刊发表研究论文16篇，其中SCI论文收录11篇（第1作者9篇），EI论文收录9篇，其中9篇SCI论文获总引用200余次，他引150余次。已参与了两项国家自然科学基金、一项973计划和一项西班牙政府资助的重点研究项目，目前主持国家自然科学基金（20903119）两项，中国石油大学“杰出海外留学人才计划”启动基金一项，教育部留学回国人员启动科研基金一项。 学习经历: 1. 200 2.9-2006.7 清华学（北京）化学系物理专业博士 2. 1999.9-2002.5 北京服装学院化工研究所化学工艺专业硕士 3. 1995.9-1999.6 大庆石油学院石油化工系化学工程专业学士 工作经历： 1. 2009.7-至今中国石油大学（北京）化工学院教授 2. 2009.1-2009.6 中国石油大学（北京）化工学院讲师 3. 2006.9-2008.12 瓦伦西亚科技大学化工技术研究所博士后
化学与能源 一、内容摘要。 化学与能源从各自诞生之日起就起着相互体现相互促进的作用。通过上学期专业选修发电厂导论和本学期从分子水平看世界的课程的学习，对化学与能源的历史发展时期以及每个时期内二者的内容有了全新的认识。当然，具体而深入的研究还得等大二大三随着学习的深入慢慢进行。现在只能凭着浅薄的知识略谈一二，望老师谅解。 二、关键词：化学能源发展火力发电新能源 三、正文。 （一）化学的发展史和能源化学 古时候，为了他们的生存，在与的种种灾难进行抗争中，发现和利用了火。原始人类从用火之时开始，由野蛮进入文明，同时也就开始了用化学方法认识和改造天然物质。燃烧就是一种化学现象。掌握了火以后，人类开始食用熟食；继而人类又陆续发现了一些物质的变化，如发现在翠绿色的等铜矿石上面燃烧炭火，会有红色的铜生成。这样，人类在逐步了解和利用这些物质的变化的过程中，制得了对人类具有的产品。人类逐步学会了制陶、冶炼；以后又懂得了酿造、染色等等。这些有天然物质加工改造而成的制品，成为古代文明的标志。在这些生产实践的基础上，萌发了古代化学知识。后来在中国出现了炼丹术，到了公元前2世纪的时代，炼丹术已颇为盛行，大致在公元7世纪传到国家，与相融合而形成阿拉伯炼丹术，阿拉伯炼丹术于传入欧洲，形成欧洲炼金术，后逐步演进为近代的化学。16世纪开始，欧洲工业生产蓬勃兴起，推动了医药化学和冶金化学的创立和发展，使炼金术转
向生活和实际应用，继而更加注意物质化学变化本身的研究。1775年前后，用定量化学实验阐述了燃烧的，开创了定量化学时期，使化学沿着正确的轨道发展。19世纪初，英国化学家提出近代，突出地强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征，其中量的概念的引入，是与古代原子论的一个主要区别。近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释，成为说明化学现象的统一理论。接着意大利科学家提出分子概念。自从用来研究化学，化学才真正被确立为一门科学。 由此可见，化学一开始的产生就是跟能量、能源有着不可磨灭的千丝万缕的联系了。通过我们专业的发电厂概论的学习我们知道，直到现在，人们主要使用的化石燃料其本质还是利用燃料燃烧产生的热能来加热水产生高温蒸汽，然后利用蒸汽带动汽轮机转动做切割磁感线运动从而产生电能，传送给世界上的千万家庭。燃烧，就是化学中的一个重要现象。当然，实际上的化学能与热能电能之间的转化并没这么简单，我们在转化过程中还得研究如何提高能源转化的效率、如何减少转化过程中对环境的污染、如何在循环工作中保证催化剂和设备等硬件设施的正常运转与保养等等，一系列亟待解决的问题，都跟化学密不可分。 此外，除了火力发电，新能源也是与化学同在的一个新世纪的重要课题。之前的新闻中看到科学家们在致力于研究能将水迅速大量分解为氧气和氢气的催化剂，还有的在研究利用生物质能发电，或者垃圾发电，这些都与化学息息相关。而且我国也在发展新能源尤其是生物质能发电的方面有很大进展，全国很多地方电厂都已经引入这一项技术，诸如利用玉米等作物发电等等，已初见成效。相信随着化学这门基础学科的飞速发展，新能源一定能在未来
中国石油大学石油化学期末考试卷 标准答案与评分标准 专业班级 姓名 学号 开课系室应用化学系 考试日期 题号一二三四五总分得分 阅卷人 一、填空题（每空1分，共25分） 1、烃类的热解反应遵循的反应机理是（自由基链反应），而在催化裂化催化剂 作用下烃类的裂解反应遵循的反应机理是（正碳离子反应）。 2、烃类的高温裂解采用（高温短时间）的反应条件可以得到较高的乙烯与丙 烯产率。 3、催化裂化工艺流程主要包括（反应－再生系统）、（分馏系统）、（吸收 稳定系统）三大部分。
4、催化裂化催化剂属于（固体酸）类型的催化剂，目前工业上主要用（沸石 分子筛）作为催化裂化催化剂。 5、催化重整原料的馏分范围确定主要是依据其生产目的，如果是为了生产高辛 烷值汽油调和组分，其馏分范围为（80～180℃），如果是为了生产BTX，原料的馏分范围为（60～145℃）。 6、为了提高催化重整催化剂的酸性功能，一般加入（电负性较高的氟、氯等卤 素）。 7、加氢处理催化剂与加氢裂化催化剂均为负载型催化剂，常用的金属活性组分 均为（Ni、Co、Mo、W），而加氢处理催化剂的载体为（γ-Al2O3）、加氢裂化催化剂的载体为（无定形硅酸铝和沸石分子筛）。 8、加氢处理的主要目的是（脱除原料中的含硫、氮、氧及金属化合物，烯烃与 芳烃加氢饱和），加氢裂化的主要目的是（大分子的烃类裂化成小分子），润滑油基础油加氢处理的主要目的是（将非理想组分通过加氢转化成理想组分，提高其黏度指数）。 9、目前重油加氢工艺按照反应器的类型可分为（固定床）、（移动床）、（沸 腾床）、（悬浮床）四种。 10、柴油与润滑油基础油催化脱蜡的主要目的是（通过催化脱蜡，将其柴油与 润滑油基础油的倾点），所用的催化剂为（金属组分载在择形沸石分子筛上）。 11、催化烷基化最主要的反应是（异丁烷与C4烯烃反应生成异辛烷），催化醚 化最主要的反应是（异丁烯与甲醇反应生成甲基叔丁基醚）。 二、选择题（每题1分，共15分） 1、烃类高温裂解过程中，采用相同的反应条件，下列原油的相同石脑油馏分， 乙烯与丙烯产率最高的是（ A ） A、大庆直馏石脑油 B、胜利直馏石脑油
第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能 1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。 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 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 ＋CO 22CO 是吸热反应）。 ① 多数分解反应，如KClO 3、、CaCO 3的分解等。 ②C ＋CO 22CO ③铵盐和碱的反应，Ba(OH)2·8H 2O ＋NH 4Cl ＝BaCl 2＋2NH 3↑＋10H 2O [思考]放热反应都不需要加热，吸热反应都要加热，这种说法对吗？ 点拔：不对。如C ＋O 2＝CO 2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。NH 4Cl 与Ba(OH)2·8H 2O 的反应是吸热反应，但反应并不需要加热。 第二节 化学能与电能 1、 能源的分类： 一次能源：直接从自然界取得的能源称为一次能源，如流水、风 力、煤、石油、天然气等、 △ △ 常见的放热反应： 常见的吸热反应：
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， 如电力、蒸汽等。 2、原电池 （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：发生氧化还原反应（有电子的转移）。（3）构成原电池的条件： ①活泼性不同的两种金属做电极（或其中一种是非金属）； ②电极材料均插入电解质溶液中； ③两级构成闭合回路。 （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 【Zn-2e-=Zn2+ 】 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【2H++2e-=H2↑】正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。 总反应方程式：把正极和负极反应式相加而得【Zn + 2 H+ = Zn2+ + H ↑】 2（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）等作正极。 ②根据电流方向或电子流向：（外电路）电子：负极→导线→正极。 （电流由正极流向负极）； ③根据原电池中的反应类型： 负极：失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小。
A卷 一、填空题（40分，每空1分）。 1、石油是由__________、__________、__________、__________、__________组成，其中氢__________、碳__________， 我国大庆原油特点主要有__________、__________、__________、__________。 2、车用汽油的抗暴性可用__________表示。在分子量相近时，各族烃类抗暴性大致顺序为 ______________________________。一般而言，直馏汽油的抗暴性比催化裂化汽油__________。 3、油品的特性因素K值是__________和__________的函数。烷烃的K值是__________，环烷烃__________，芳香烃 __________。 4、正构烷烃的相关指数__________，芳香烃的相关指数__________，环烷烃的相关指数__________。相关指数越大，表示 油品____________________。相关系数越大，表示油品____________________，相关系数广泛表征____________________。 5、一般认为石油沥青质结构为结晶结构。有三个层次构成，即__________、__________、__________，影响石油油胶 溶体系数稳定性因素主要有__________、__________、__________。 6、同种油料的蒸馏曲线（是沸点蒸馏曲线） 二·判断是非题。 1.烃类及石油组分的氢碳原子比越高，其芳香度和缩合程度越低。 2.在石油中，含硫，含氮及含氧化合物的含量随沸点升高都呈增加趋势。 3.石油馏分的粘度指数大，表示其粘度高。 4.对比某一石油馏分的恩氏蒸馏，实沸点蒸馏和平衡汽化，要达到同一馏出或汽化百分数，平衡汽化所需温度最低。 5.催化裂化的气体产物主要是C1和C2烃类。 6.石油馏分BMCI值越低，其高温裂解制烯烃的烯烃收率越高。 7.石油渣油的焦化过程焦炭产率一般低于其残炭值。 8.柴油的十六烷值越高越好。 9.石油非烃类加氢脱氮一般比加氢脱硫反应容易进行。 10.汽油的诱导期越长，稳定性越好。 三·选择题 1.天然石油中一般不含（）： A烷烃B环烷烃C烯烃D芳香烃 2.某种石油的特性因数K为12.7，可判断该油品富含（）： A烷烃B环烷烃C烯烃D芳香烃 3.各种烃类中以（）的粘温性质最差。 A烷烃B环烷烃C烯烃D芳香烃 4.以下炼油厂的蒸馏操作中，以（）分离效果最好 A闪蒸B简单蒸馏C精馏D平衡汽化 5.烃类的下列反应中遵循自由基反应基理是（）： A热反应B催化裂化反应C催化重整反应D加氢裂化反应 6.在催化裂化条件下，石油烃类发生的主要反应是（）： A缩合放映B分解反应 C 氢转移反应 D 异构化反应 四：比较催化重整催化剂和加氢裂化催化剂组成及功能的异同。 五：写出丙基苯的热裂化和催化裂化的主要产物，并用反应机理加以解释。 B 卷 一填空题
必修2第二章化学反应与能量 第一节 化学能与热能 1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。 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 ＋CO 22CO 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)2·8H 2O ＋NH 4Cl ＝BaCl 2＋2NH 3↑＋10H 2O ③大多数分解反应如KClO 3、KMnO 4、CaCO 3的分解等。 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 ＋O 2＝CO 2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)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应是吸热反应，但反应并不需要加热。 第二节 化学能与电能 （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。 △ △
中国石油大学化学原理二实验报告 实验日期：2014/11/07 成绩： 班级：石工（理科）1202学号：12090413姓名：李佳教师： 同组者：韩秀虹、张鑫 聚丙烯酰胺的合成与水解 一、实验目的 1.熟悉由丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺的加聚反应。 2.熟悉聚丙烯酰胺在碱溶液中的水解反应。 二、实验原理 聚丙烯酰胺可在过硫酸铵的引发下由丙烯酰胺合成： 由于反应过程中无新的低分子物质产生，所以高分子的化学组成与起始单体相同，因此这一合成反应属于加聚反应。 随着加聚反应的进行，分子链增长。当分子量增长到一定程度时，即可通过分子间的相互纠缠形成网络结构，使溶液的粘度明显增加。 聚丙烯酰胺可以在碱溶液中水解，生成部分水解聚丙烯酰胺： 随着水解反应的进行，有氨放出并产生带负电的链节。由于带负电的链节相互排斥，使部分水解聚丙烯酰胺有较伸直的构象，因而对水的稠化能力增加。 聚丙烯酰胺在钻井和采油中有许多用途。
三、实验仪器与药品 1．仪器 恒温水浴，沸水浴，烧杯，量筒，搅拌棒，电子天平。 2．药品 丙烯酰胺（化学纯），过硫酸铵（分析纯），氢氧化钠（分析纯）。 四、实验操作步骤 1．丙烯酰胺的加聚反应 （1）用台秤称取烧杯和搅拌棒的质量。然后在烧杯中加入2g丙烯酰胺和18ml水，配成10％的丙烯酰胺溶液。 （2）在恒温水浴中，将10％丙烯酰胺加热到80℃，然后加入 15滴10％过硫酸铵溶液，引发丙烯酰胺加聚。 （3）在加聚过程中，慢慢搅拌，注意观察溶液粘度的变化。 （4）10分钟后，停止加热，产物为聚丙烯酰胺。 2.聚丙烯酰胺的的水解 （1）称量制得的聚丙烯酰胺，计算要补充加多少水，可配成5％聚丙烯酰胺的溶液。 （2）在聚丙烯酰胺中加入所需补加的水，用搅拌棒搅拌，观察高分子的溶解情况。 （3）称取 20g 5％聚丙烯酰胺溶液（剩下的留作比较）加入 2ml 10％氢氧化钠，放入沸水浴中，升温至90℃以上进行水解。 （4）在水解过程中，慢慢搅拌，观察粘度变化，并检查氨气的放出（用湿的广泛pH试纸）。 （5）半小时后，将烧杯从沸水浴中取出，产物为部分水解聚丙烯酰胺。 （6）称取产物质量，补加蒸发损失的水量，制得5％的部分水解聚丙烯酰胺。比较水解前后5％溶液的粘度。 （7）将制得的聚丙烯酰胺倒入回收瓶中。
第二章化学反应与能量(复习提纲) 第一节化学能与热能 1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。 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＋CO 2△ 2CO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 2 O(g)△CO(g)＋H 2 (g)。 ②铵盐和碱的反应如Ba(OH) 2·8H 2 O＋NH 4 Cl＝BaCl 2 ＋2NH 3 ↑＋10H 2 O ③大多数分解反应如KClO 3、KMnO 4 、CaCO 3 的分解等。 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＋O 2＝CO 2 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) 2·8H 2 O与NH 4 Cl的反应是吸热 反应，但反应并不需要加热。 [练习]1、下列反应中，即属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是（） A.Ba(OH) 2.8H 2 O与NH 4 Cl反应 B.灼热的炭与CO 2 反应 C.铝与稀盐酸 D.H 2与O 2 的燃烧反应 2、已知反应X＋Y＝M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（） A. X的能量一定高于M B. Y的能量一定高于N C. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量 D. 因该反应为放热反应，故不必加热就可发生 第二节化学能与电能 1、化学能转化为电能的方式：
化学能与电能 [教学目标] 1、知识技能目标 通过实验和科学探究形成原电池概念，初步了解原电池的组成，理解其工作原理 培养学生实验操作能力、观察能力、科学探究精神和分析、归纳能力 2、情感目标 培养学生自主探索创新精神和交流合作学习的协作精神 [重点难点] 1、初步了解原电池组成，理解其工作原理 2、通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件 [教学方法]实验，探究，讨论 [教学过程] [引入]投影资料： 1、奇妙的青蛙腿——伽伐尼电流 伽伐尼是意大利的解剖学和医学教授。 有一天，他的妻子用蛙腿做菜肴。她把剥去皮的青蛙随手放在起电机旁的金属板上。并取了一把解剖刀，解剖刀很偶然地触及到了青蛙的腿神经，这时起电机刚好飞过一个火花，青蛙腿猛地抽搐了一下。妻子惊讶地叫了起来，引起了伽伐尼的注意，于是他立即重复了这个实验。 起先，他用铜丝与铁窗连着，在雨天和晴天做实验，他发现无论是晴天还是雨天，青蛙腿都发生了痉挛。他又以严谨的科学态度，选择不同的条件，在不同的日子做了这类实验。在1791年发表的《论在肌肉运动中的电力》一文中他说
到：“我选择不同的日子，不同的时间，用各种不同的金属多次重复，总是得到相同的结果，只是在使用某些金属时，收缩更加强烈而已。” 2、金属的“怪味” 瑞士学者苏尔泽早在1750年就谈到过类似的发现。 他将银片和铅片的一端互相接触，另一端用舌头夹住，舌头则感到有点麻木和酸味。他想到，这可能是两种金属接触时，金属中的微小粒子发生震动而引起舌头神经的兴奋，产生的感觉。为此苏尔泽做了另一个实验来进一步研究这个现象。他将一个盛水的锡杯子放在银台上，舌头接触杯子内的水，并没有酸味的感觉；但当用手接触银台时，舌头就明显地感觉到酸味，这时已构成电流回路。[教师]可惜的是，苏尔泽并未继续研究这种现象，而伽伐尼却做到了。因此，伽 伐尼的成功告诉我们，成功只属于那些有准备的头脑。 [投影]意大利的物理学家伏打，根据伽伐尼电流产生的原理，设计出第一块电池——伏打电池 [提问]我们目前使用的电能从何而来？ [投影]2001年我国发电总量构成图 火力发电，水力发电，核能发电等…… [投影]火电站工作原理示意图 [提问]火力发电过程中，能量如何转化？ 化石燃料燃烧——加热水蒸气——推动蒸汽机——带动发电机化学能热能机械能电能（氧化还原反应） [总结]燃煤发电是从煤的化学能开始的一系列能量转化过程，燃烧是使化学能转化成电能的关键 [教师]目前大规模使用的火力发电有何优点，有何缺点？ [学生思考] 火力发电的优点：投资较少，建厂快，技术成熟，安全性能较高，原料较充分。 火力发电的弊病：对环境污染较重，所需原料是有限的不可再生的化石燃料，能源利用率低。 [设问]能不能找到一种装置，把化学能直接转化为电能呢？ [过渡]燃烧是氧化还原反应，也是放热反应。除燃烧外，还有哪些反应既是氧化还原反应又是放热反应呢？ [学生]金属与水或酸反应生成氢气，某些化合反应
第二章化学反应与能量 第一节化学能与热能知识点 一、化学能与热能的相互转化 1、镁条与盐酸的反应能量的变化——温度升高，放热反应 注意：要选择强酸且浓度不要太低。尽量使用纯度好的镁条，反应前要用砂纸打磨光亮2、B a(O H)2 ·8H2O 与NH4Cl 反应中的能量变化——烧杯变凉、结冰，吸热反应 【实验三】酸碱中和反应中的能量变化 3、酸碱中和反应中的能量变化————温度升高，放热反应 结论：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。 二、常见的吸热反应和放热反应 1、放热反应： （1）燃料的燃烧C + O2＝CO2 （2）中和反应HCl + NaOH = NaCl + H2O （3）活泼金属与水或酸的反应 （4）大部分化合反应 （5）食物的缓慢氧化 2、吸热反应 （1）大多数分解反应：CaCO3 = CaO + CO2↑ （2）Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应： （3）碳与CO2气体的反应： C + CO2＝2CO （4）碳与水蒸气的反应：C + H2O＝CO + H2 （5）氢气还原氧化铜：H2+CuO = H2O+Cu 三、化学能的利用 （1）柴草时期——火的发现至18世纪产业革命——以树枝杂草为主要能源。 （2）化石能源时期——18世纪中期至现代——以煤、石油、天然气为主要能源。（3）多能源结构时期——可再生能源和清洁能源(绿色能源)将成为新能源的主力军。
四、宏观上化学反应能量变化的原因 在化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差 1、∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放出能量 2、∑ E（反应物）＜∑E（生成物）——吸收能量 五、微观上化学反应能量变化的原因 化学反应的过程中伴随着能量变化,通常表现为热量的变化 放热反应：放出热的化学反应 化学反应 吸热反应：吸收热的化学反应 吸放热与能量关系 1、键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。破坏化学键时要吸收能量，形成化学键时放出能量 2、化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同。 3、反应中要遵循能量守恒。 4、反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。如果二者能量比较接近，则放热和吸热不明显。 5、引起化学反应中的能量变化的微观原因：化学键的断裂 第一节化学能与热能习题 1. 下列说法正确的是( ) A. 大多数的化合反应是释放能量的反应 B. 大多数分解反应是吸收能量的反应 C. 释放能量的反应都不需要加热 D. 吸收能量的反应都需要加热 2. 下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是 A.铝片与稀盐酸的反应 B. B a(O H)2 ·8H2O 和NH4Cl 的反应 C.灼热的炭与CO2的反应 D.甲烷在氧气中的燃烧反应
?A) Knudsen扩散和分子扩散的主要区别在于扩散阻力产生的主要原因是分子与孔壁碰撞还是分子与分子间碰撞造成的 ?B) 扩散阻力的存在对反应未必是不利的 ?C) 对于实际的气固相催化反应，存在的扩散要么是Knudsen扩散，要么是分子扩散 ?D) 扩散阻力的大小，与催化剂孔道的复杂程度有关 ?A) 中间物种的浓度低 ?B) 中间物种的寿命短
中间物种虽然具有正常化合物的结构和性质，但由于仪器灵敏度的原因难以进行检测 ?D) 中间物种往往不具有正常化合物的结构和性质 ?A) 反应器体积更小 ?B) 转化率更小 ?C) 温度更低 ?A) 在平推流与全混流串联的反应器中 ?B) 在平推流反应器内进行反应
在全混流反应器内进行反应 ?D) 在循环反应器中 ?A) 反应速率是反应本身的特性，不受催化剂的影响 ?B) 反应速率会受到反应物在催化剂上的吸附和产物脱附速率的影响，与催化剂的粒径大小无关 ?C) 反应速率不仅会受到反应物吸附、产物脱附速率的影响，还有可能受到孔内扩散速率的影响 ?A) 全混流反应器 ?B) 平推流反应器
循环反应器 ?D) 平推流与全混流串联在一起的反应器 ?A) 空时等价于反应时间，提出空时的概念仅仅是表明它表达的是连续流动式反应器的反应时间 ?B) 空时不仅适用于连续流动式反应器，也适用于间歇式反应器 ?C) 空时并不完全等价与反应时间，能够表示连续流动式反应器的处理能力?D) 对于连续流动式反应器，在任何情况下空时和反应时间都不相等 ?A) 物理吸附的吸附热较化学吸附更强 ?B)
物理吸附和化学吸附均为多层吸附 ?C) 化学吸附具有选择性，物理吸附无选择性 ?D) 物理吸附和化学吸附都是可逆的过程 ?A) 反应级数仅仅是一个经验值，可以是任何数值 ?B) 反应级数不可能是0 ?C) 反应级数不能大于3，但可以是小数 ?A) 同一平推流反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的?B) 在同一全混流反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的?C)
一、金属性与金属活动性 金属性是指气态金属原子失去电子（形成气态阳离子）能力的性质。我们常用电离能来表示原子失去电子的难易程度，一般说来，元素的电离能数值越大，它的金属性越弱。 二、金属性强弱的判断依据(金属性越强，失电子能力越强，越易形成阳离子） 1、依据金属活动顺序表（极少数除外）。位置越靠前，金属性越强。 2、常温下与水反应的难易程度。与水反应越容易，金属性越强。 3、常温下与酸反应的难易程度。与酸反应越容易，金属性越强。 4、金属与盐溶液间的置换反应。金属性强的金属能置换出金属性弱的金属。 5、金属阳离子的氧化性强弱（极少数除外）。阳离子的氧化性越强，对应金属的金属性越弱。 ， 6、（氢氧化物）最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。碱性越强，对应元素的金属性越强。 7、高温下与金属氧化物间的置换反应。金属性强的金属能置换出金属性弱的金属，如铝热反应。 8、同周期中，从左向右，随核电荷数的增加，半径减小，原子核对核外电子的吸引力增大，金属原子失电子能力减弱，金属性减弱。 同主族中，从上到下，随核电荷数的增加，半径增大，原子核对核外电子的吸引力增大，金属原子失电子能力增强，金属性增强。 三、非金属性 非金属性是指非金属原子得到电子（形成阴离子）能力的性质。我们常用电子亲核能来表示原子得到电子的难易程度，一般说来，元素的电子亲核能越大，它的非金属性越强。 四、非金属性强弱的判断依据 < 1、气态氢化物的稳定性。氢化物越稳定，则对应元素的非金属性越强。 2、与H2化合的条件。反应条件越容易，则对应元素的非金属性越强。 3、与盐溶液之间的置换反应。非金属性强的单质能置换出非金属性弱的单质。 4、(最高价的含氧酸)最高价氧化物对应水化物的酸性强弱（F、O除外）。酸性越强，对应元素的非金属性越强。 5、非金属的简单阴离子还原性的强弱。阴离子还原性越强，对应非金属单质的氧化性越弱。
第一章 热化学与能源 重点内容概要 1、热力学基本概念： 系统与环境 (1)定义：人为地（根据研究的需要（如弹式量热器要把反应系统和水合起来作为系统）） 将一部分物质与其余物质分开（可以是实际的，也可以是假想的），被划定的研究对象称为系统；系统以外，与系统密切相关、影响所能及的部分称为环境。 (2)按系统与环境有无物质和能量交换分成：封闭系统、孤立系统、敞开系统；若按相的 组成来分为：单相系统和多相系统(第3章分别讲单相和多相离子平衡)。（在使用某些概念定律时要注意其适用的系统类型及原因，比如反应热的测定，根据测定原理要求系统必须使系统与环境之间无能量交换（孤立系统）才能准确。） 状态与状态函数 (1)定义：系统的状态是指用来描述系统的诸如压力（p）、体积(V)、温度（T）、质量（m）和组成等各种宏观性质的综合表现。用来描述系统状态的物理量称为状态函数. （2）状态函数性质：状态一定，其值一定；状态发生变化，其值也要发生变化（不一定所有的状态函数都变，只要有一个状态函数改变，状态就发生了变化）；状态函数的变化值只决定于系统的始态和终态，而与如何实现这一变化的途径无关。 （3）状态函数按其性质分为两类： 广度性质（又称容量性质）——具有加和性，即其量值与系统中物质的量成正比。如：V、m 、U 、S 、G 、H 、热容（C b） 强度性质——不具有加和性。即其量值与系统中物质的量多寡无关。如：压力p、密度ρ、粘度、浓度、摩尔体积、摩尔质量、摩尔分数、摩尔焓、比热容（c）（广度性质除以物质的量或质量或任两个广度性质量相除之后就成为强度性质） 过程与途径 (1)系统发生的任何变化称为过程。实现这个过程的具体步骤称为途径。 （2）热力学可逆过程——（定义） 可逆过程特点：系统与环境双复原（定义）；是在无限接近平衡的状态下发生的无限缓慢的过程；是最经济、效率最高的过程；是一种理想的过程，实际过程都是不可逆过程。 研究意义：一些重要的热力学函数增量只有通过可逆过程求得（物理化学这方面的计算要求高，普化阶段重点理解可逆过程的特点及应用，以及那些公式要求必须满足是可逆过程） 化学计量数和反应进度 对于一般反应∑ = B B B ν B ν——物质B的计量数，反应物取负值，生成物取正值 反应进度ξ定义： B B dn d1- =ν ξ或)] 0( ) ( [1 B B B n n- =-ξ ν ξ 注意理解：ξ与反应方程式写法（或说 B ν）有关；对于具体的反应与取反应式中哪种物质计算无关。 2、定容热效应、摩尔反应热、热化学方程式 弹式量热计是精确测定反应热的装置，测定的是等容热效应q v。 T C m c q b O H V ? + - =} { ) (2 摩尔反应热ξ/q q m =摩尔反应热与反应方程式写法（或说Bν）有关。 注意与反应方程式写法有关的量，在标出时一定要有对应的化学反应方程式。 3、热力学第一定律（热化学定律） w q U+ = ?(封闭系统成立) w——包括体积功和非体积功 体积功的计算：恒外压膨胀或压缩w= -p△V 外压不定的膨胀或压缩w=?-21V V pdV （物理化学要求功的计算，普化不是重点） 焓：H = U+PV
化学与能源论文 核能的利用 摘要 中国作为一个能源大国目前依旧面临着巨大的资源与环境挑战，人均资源匮乏，环境堪忧。化石能源开采殆尽，环境愈加恶劣。我们不应该坐以待毙，应当寻找新能源打破当前困境。 新能源有别于传统化石能源，具有清洁无污染、安全高效率等优点。而化学新能源是将化学能直接转化成电能，如锂离子电池、燃料电池、电化学电容器等，具有广阔的应用发展前景。 本文阐述了核能的历史及原理，讨论了核能的优点与广阔应用前景，并且理性的认识和探讨其缺点，希望能为解决当前的能源危机提供一些建议。
一、核能的历史 简史--------------------- 19世纪末英国物理学家汤姆逊发现了电子。 1895年德国物理学家伦琴发现了X射线。 1896年法国物理学家贝克勒尔发现了放射性。 1898年居里夫人发现新的放射性元素钋。 1902年居里夫人经过4年的艰苦努力又发现了放射性元素镭。 1905年爱因斯坦提出质能转换公式。 1914年英国物理学家卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子。 1935年英国物理学家查得威克发现了中子。 1946年德国科学家奥托哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象。 1942年12月2日美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。 1945年8月6日和9日美国将两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎。 1957年苏联建成了世界上第一座核电站------奥布灵斯克核电站。 二战后，人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色
列等国相继展开对核能应用前景的研究。 发展进程--------------- 第一代核电站。核电站的开发与建设开始于20世纪50年代。1954年前苏联建成发电功率为5兆瓦的实验性核电站；1957年，美国建成发电功率为9万千瓦的Ship Ping Port 原型核电站。这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。 第二代核电站。20世纪60年代后期，在实验性和原型核电机组基础上，陆续建成发电功率30万千瓦的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电机组，他们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明。 第三代核电站。20世纪90年代，为了消除三里岛和切尔诺贝利核电站事故的负面影响，世纪核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关，美国和欧洲先后出台了《先进轻水堆用户要求文件》，即URD文件和《欧洲用户对轻水堆核电站的要求》，即EUR文件，进一步明确了预防与缓解严重事故，提高安全可靠性等方面的要求。 第四代核电站。2000年1月，在美国能源部的倡议下，美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷共10个有意发展核能的国家，联合组成了“第四代国际核能论坛”，与2001年7月签署了合约，约定共同合作研究开发第四代核能技术。 二、核能发电的原理
化学工程与工艺专业（煤化工） (专业代码：081101) 一、培养目标 培养德、智、体、美全面发展，适应国家化学工业及其相关领域经济建设需要和国际人才市场需求，以面向煤化学工业为特色，具备扎实的化工专业基础知识和工程实践能力，具有强烈的社会责任感、良好的道德修养、心理素质、创新精神、团队精神、国际视野和管理能力的高级工程技术人才。 二、业务要求 本专业以煤化工为特色，主要学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识，受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练，掌握一门外国语，能够从事化工生产控制与管理、化工产品研究与开发、化工装置设计与放大等方面工作的工作。 毕业生应达到如下要求： 1．具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德； 2．具有从事工程工作所需的相关数学、自然科学以及经济和管理知识； 3．掌握工程基础知识和化学工程与工艺专业的基本理论知识，具有系统的工程实践学习经历；了解化学工程与工艺专业的前沿发展现状和趋势； 4．具备设计和实施工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析； 5．掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识；具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力，设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素； 6．掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法； 7．了解与化学工程与工艺专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法津、法规，能正确认识工程对于客观世界和社会的影响； 8．具有一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力； 9．对终身学习有正确认识，具有不断学习和适应发展的能力； 10．具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。 三、主干学科和学位课程 主干学科：化学工程与技术。 学位课程：高等数学、基础外语、大学物理、中国化马克思主义、化工原理、化工热力学，化学反应工程、分离工程、化工传递过程基础、化工过程控制、煤化学、煤化工工艺