高一化学必修2化学能与热能
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人教版高一化学必修二化学能与热能在我们的日常生活中,能量的转化无处不在。
从燃烧燃料获取热能来驱动汽车、取暖,到利用电池中的化学能为手机供电,化学能与热能之间的相互转换起着至关重要的作用。
在人教版高一化学必修二中,“化学能与热能”这一章节为我们揭示了其中的奥秘。
首先,我们来了解一下什么是化学能。
化学能是物质发生化学反应时所释放或吸收的能量。
简单来说,就是在化学变化中蕴含的能量。
这种能量的储存和释放与物质的化学键密切相关。
化学键就像是把原子们“黏合”在一起的小钩子。
当这些钩子断开或者形成新的钩子时,能量就会发生变化。
当化学键断裂时,需要吸收能量;而当新的化学键形成时,会释放出能量。
比如说,煤炭的燃烧就是一个典型的化学能转化为热能的过程。
煤炭中的碳与氧气发生反应,碳氧之间的化学键断裂和形成,释放出大量的热能,我们可以用这些热能来烧水、做饭、发电等等。
化学反应中的能量变化可以分为吸热反应和放热反应。
吸热反应是指在反应过程中吸收热量的反应。
就像氯化铵和氢氧化钡的反应,将它们混合在一起时,会感觉到容器变得冰凉,这就是因为这个反应吸收了周围环境的热量。
与之相反,放热反应则是在反应过程中放出热量的反应。
比如燃烧反应、中和反应等。
当我们把酸和碱混合在一起时,会感觉到溶液的温度升高,这就是中和反应放出了热量。
那么,如何判断一个反应是吸热还是放热呢?这就需要我们了解反应的焓变。
焓变是用来描述化学反应中能量变化的一个物理量。
如果焓变大于零,反应为吸热反应;如果焓变小于零,反应为放热反应。
了解了化学能与热能的基本概念和反应类型,我们再来看看它们在实际生活中的应用。
在工业生产中,化学能与热能的转化有着广泛的应用。
例如,在钢铁冶炼中,通过燃烧煤炭等燃料提供高温,使铁矿石发生化学反应,从而得到钢铁。
在能源领域,化学能与热能的转化更是至关重要。
我们所熟知的化石燃料,如煤、石油、天然气,它们的燃烧为我们提供了大量的热能,用于发电、供热等。
高中化学必修二化学反应与能量知识点总结The document was prepared on January 2, 2021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+CO2△2CO是吸热反应.常见的吸热反应:①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如:Cs+H2Og △COg+H2g.②铵盐和碱的反应如BaOH2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等.3、能源的分类: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.BaOH2·8H2O与NH4Cl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、化学能转化为电能的方式: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MnO2等作正极.②根据电流方向或电子流向:外电路的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极.③根据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极.④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.正极:得电子,发生还原反应,现象是常伴随金属的析出或H2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:①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.②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.③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H2、CH4燃料电池,其电解质溶液常为碱性试剂KOH等.第三节化学反应的速率和限度1、化学反应的速率1概念: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. 计算公式:vB=()c Bt∆∆=()n BV t∆•∆①单位:mol/L·s或mol/L·min②B为溶液或气体,若B为固体或纯液体不计算速率.③以上所表示的是平均速率,而不是瞬时速率.④重要规律:i速率比=方程式系数比ii变化量比=方程式系数比2影响化学反应速率的因素:内因:由参加反应的物质的结构和性质决定的主要因素.外因:①温度:升高温度,增大速率②催化剂:一般加快反应速率正催化剂③浓度:增加C反应物的浓度,增大速率溶液或气体才有浓度可言④压强:增大压强,增大速率适用于有气体参加的反应⑤其它因素:如光射线、固体的表面积颗粒大小、反应物的状态溶剂、原电池等也会改变化学反应速率.2、化学反应的限度——化学平衡1在一定条件下,当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”,这就是这个反应所能达到的限度,即化学平衡状态.化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响.催化剂只改变化学反应速率,对化学平衡无影响.在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应.通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应.而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应.在任何可逆反应中,正方应进行的同时,逆反应也在进行.可逆反应不能进行到底,即是说可逆反应无论进行到何种程度,任何物质反应物和生成物的物质的量都不可能为0.2化学平衡状态的特征:逆、动、等、定、变.①逆:化学平衡研究的对象是可逆反应.②动:动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应仍在不断进行.③等:达到平衡状态时,正方应速率和逆反应速率相等,但不等于0.即v正=v逆≠0.④定:达到平衡状态时,各组分的浓度保持不变,各组成成分的含量保持一定.⑤变:当条件变化时,原平衡被破坏,在新的条件下会重新建立新的平衡.3判断化学平衡状态的标志:① V A正方向=V A逆方向或n A消耗=n A生成不同方向同一物质比较②各组分浓度保持不变或百分含量不变③借助颜色不变判断有一种物质是有颜色的④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变前提:反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用,即如对于反应xA+yB zC,x+y≠z。
【高一学习指导】高一化学必修2第二单元知识点:化学能与热能化学是自然科学的一种,在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律;创造新物质的科学。
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一、化学能和热能1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。
原因:当一种物质发生化学反应时,它需要吸收能量以断开反应物中的化学键,而它需要释放能量以在产品中形成化学键。
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
某一化学反应在发生过程中是吸收能量还是释放能量,取决于反应物总能量和产物总能量的相对大小。
反应物的总能量,产物的总能量,即放热反应。
E反应物总能量2、常见的放热反应和吸热反应常见放热反应:① 所有燃烧和缓慢氧化。
② 酸碱中和反应。
③ 金属与酸和水反应生成氢。
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、H2和CO为还原剂的氧化还原反应,如C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)。
②铵盐和碱的反应如ba(oh)2?8h2o+nh4cl=bacl2+2nh3+10h2o③ 大多数分解反应,如KClO 3、KMnO 4和CaCO 3的分解。
[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(b)a、 BA(OH)2.8h2o与nh4clb的反应热碳与co2的反应c.铝与稀盐酸d.h2与o2的燃烧反应2.已知反应x+y=m+n是放热反应,下面关于该反应的正确说法是(c)a.x的能量一定高于mb.y的能量一定高于nc、 X和y的总能量必须高于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高一化学必修2第二单元知识点,大家仔细阅读了吗?最后祝同学们学习进步。
必修2 第二章化学反应与能量第一节化学能与热能教案【课程三维目标】【知识技能】1、理解化学键与化学反应中能量转化之间的关系2、理解放热反应和吸热反应及化学能与热能之间的转化3、了解能源在生产、生活中的应用及对人类文明发展的贡献【过程方法】1、通过阅读了解能源对人类文明的贡献,并提出有探究价值的问题2、通过实验理解化学反应中能量的变化主要表现形式,弄清化学能与热能的关系【情感态度】感悟生物体内生命活动过程的能量变化,能源与人类社会发展的密切关系,形成节约能源、保护环境、可持续发展的意义【课内探究】一、化学键与化学反应中能量变化的关系1、物质中的原子之间是通过化学键相结合的2、化学反应的特征是有新物质的生成,涉及到反应物的化学键断裂,生成物的化学键的形成,而化学键的断裂要吸收能量,化学键的生成要放出能量,使得化学反应中就有了能量的变化。
3、化学反应中能量变化的原因在相同条件下,各物质的能量不相同;能量不能再生,也不会消失,只发生形式的转化或传递4、化学反应中能量变化形式化学反应都有新物质的生成,同时伴有能量变化;能量变化可表现为热能、光能、电能、声能、功等,通常表现为热能的变化5、物质所具有的能量与物质的状态有关:固体(s)、液体(l)、气体(g)、溶液(aq)某种物质从固体转变为液体、再转变为气体是需要吸收能量的,因此对于同种物质,气体所具有的能量最高,固体最低。
在说一个反应的能量变化时,一定要说明物质(反应物和生成物)的状态。
6、物质具有的能量越低越稳定,参加化学反应时,化学键断裂就需要吸收更多的能量;反之,物质具有的能量越高越不稳定,参加化学反应时,化学键断裂需要吸收的能量低。
(物质具有的能量大小与化学键的能量大小刚好相反)7、化学反应能量变化的计算反应的热量变化:△H(反应热)=E生成物的总能量-E反应物的总能量=E反应物的化学键断裂吸收的能量-E生成物的化学键形成放出的能量(教辅39页例1)推导:若△H>0(或△H为正),则为吸热反应;△H<0(或△H为负),则为放热反应例:已知H2(g)+Br2(l )===2HBr(g);△H=-72kJ·mol-1,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为A.404 B.260 C.230 D.200二、化学能与热能的相互转化 (教材33页)能量守恒定律1、化学反应中能量变化形式化学能是能量的一种形式,在化学反应都有新物质的生成,同时伴有能量变化;能量变化可表现为热能、光能、电能、声能、功等,通常表现为热能(吸热或放热)的变化2、实验验证实验2—1 Al 与盐酸的反应:温度升高——放热反应实验2—2 BaOH 2·8H 2O +2NH 4Cl=BaCl 2+2NH 3↑+10H 2O ——为吸热反应实验2—3 盐酸与NaOH 溶液的中和反应:放热反应中和热(教材34页思考与交流)在稀溶液中,酸碱中和生成1mol 水时放出的热量就叫中和热。
第一节化学能与热能1.知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。
2.掌握反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。
3.应用键能计算反应过程中的能量变化。
4.了解化学能与热能的相互转化。
5.理解中和热的概念,学会定性和定量研究化学反应中热量变化的科学方法。
6.了解能量转化在生产、生活中的应用。
要点一化学键与化学反应中能量变化的关系1.化学反应的实质。
化学反应的实质是,即反应物中的断裂和生成物中的形成。
2.化学反应中能量变化的直接原因。
(1)物质中的微粒之间是通过结合的。
(2)断开反应物中的化学键要能量;形成生成物中的化学键要能量。
(3)化学键的和是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。
3.化学反应中能量变化的根本原因。
反应物总能量与生成物总能量。
4.化学键与化学反应中能量变化的关系。
5.化学反应过程中的能量变化。
【应用思考】1.浓硫酸稀释时放出了热量,有化学键变化吗?是不是放热反应?2.化学反应中都有能量变化吗?为什么?要点二化学能与热能的相互转化1.两条基本的自然定律。
(1)质量守恒定律:自然界的物质发生转化时,不变。
(2)能量守恒定律:一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量,但是体系包含的不变。
2.吸热反应和放热反应。
(1)吸热反应:热量的化学反应。
(2)放热反应:热量的化学反应。
3.化学能与热能的相互转化。
(1)化学能转化为热能。
(2)热能转化为化学能。
4.中和热。
在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成称为中和热,单位为kJ·mol-1。
5.化学能与热能相互转化的应用。
(1)化学物质中的通过反应转化成,是人类生存和发展的动力之源。
(2)转化成是人们进行化学科学研究、创造新物质不可或缺的条件和途径。
6.人类利用能源的三个阶段。
(1)柴草时期。
该时期从火的发现至18世纪产业革命,以树枝杂草为主要能源。
(2)化石能源时期。
从18世纪中期到现代,以、、为主要能源。