高中化学第二章化学键化学反应规律第二节化学反应与能量转化 化学反应能量转化的重要应用--化学电池学案

化学反应能量转化原理在日常生活中，我们经常听到化学反应这个词汇，但是对于这个过程背后的原理，似乎我们并不是非常熟悉。

在化学反应中，能量转化是一个非常重要的过程，下面我们就来探究一下化学反应能量转化的原理。

1. 化学反应中的能量转化化学反应是一种物质转化的过程，但是在这个过程中，往往伴随着能量的转化。

我们知道，能量是守恒的，因此在化学反应中，能量的总和应该保持不变。

但是，能量在化学反应中可以转化成不同的形式，例如热能、电能、光能等等。

这个过程是非常复杂的，它涉及到多个因素，包括反应物的结构、化学键的稳定性等等。

2. 热化学反应中的能量转化下面我们来看一个最为常见的例子：热化学反应。

在热化学反应中，能量转化的形式通常是热能。

当化学反应发生时，反应物分子之间的化学键会被打破，从而释放出能量，使周围的环境温度升高。

这个过程中，可以通过反应的焓变来描述化学反应中能量的变化。

例如，当氢气和氧气在一定条件下反应生成水的时候，反应过程中释放出的能量用来破坏氢气和氧气之间的键，从而使得水的化学结构得以形成。

这个过程中，化学键的裂解和形成都需要能量，而能量的释放和吸收使得物质结构发生变化。

3. 能量转化对化学反应的影响化学反应中能量的转化对反应过程的速率和选择性都有重要的影响。

通常来说，反应需要一定的能量才能起始，这个能量也被称作激活能，当温度升高时，反应速率会加快，因为更多的分子具有了足够的能量去克服激活能的阻碍。

此外，能量的转化还可以影响到反应的方向性。

有些反应需要吸收能量才能进行，例如光合作用，而有些反应则需要释放能量才能继续进行。

这个过程中，需要考虑反应物和生成物之间的热力学能量差，从而确定反应的方向性。

4. 能量转化在生命活动中的意义化学反应能量转化的意义不仅仅局限于化学反应本身，在生命活动中也拥有重要的地位。

毕竟，生命活动本身就是一连串复杂的化学反应的集合。

在生命体内，能量转化的形式也非常多样，其中最为关键的是ATP（三磷酸腺苷）分子的形成和分解，这个过程是细胞内代谢过程的主要来源。

高中化学教案：化学反应与能量转化1. 引言本教案旨在帮助高中学生理解化学反应与能量转化的基本概念和原理。

通过深入分析不同类型的化学反应及其能量变化，学生将能够更好地掌握化学反应背后的基本原理，并能够运用所学知识解决实际问题。

2. 化学反应的定义和类型2.1 化学反应的定义•了解什么是化学反应，以及它与物理变化的区别。

•掌握如何表示化学反应，包括方程式和符号。

2.2 化学反应的类型•认识不同类型的化学反应，如合成、分解、置换和双替换等。

•分析每种类型反应的特点，并提供相关实例进行说明。

3. 反应热和焓变3.1 热力学基础知识回顾•复习热力学基本概念，如系统、周围、内能等。

•理解温度与热量之间的关系，以及焓变与热量之间的关系。

3.2 反应热和焓变的定义•介绍反应热和焓变的概念。

•解释反应热和焓变与化学反应速率之间的关系。

3.3 焓变的计算方法•讲解如何计算焓变，包括标准反应焓变、燃烧热和溶解热等。

•提供具体实例进行演示和练习。

4. 能量转化在化学反应中的应用4.1 燃烧反应•分析燃烧反应中能量转化的过程和原理。

•讨论不同类型的燃料及其能量释放。

4.2 齐次平衡和动力学控制下的反应速率•探讨齐次平衡与动力学控制下反应速率之间的关系。

•解释温度、浓度、表面积等因素对反应速率的影响，并提供实验案例进行说明。

4.3 化学电池和电化学反应•剖析化学电池中能量转换的机制。

•解释电池中产生电能的过程，并提供相关案例分析。

5. 应用案例分析与实践5.1 能量转化问题求解•提供一些真实应用案例，要求学生根据所学知识解决相关能量转化的问题。

•鼓励学生利用实验和计算方法验证他们的答案。

5.2 设计化学反应实验•激发学生的创造力，鼓励他们设计和进行一个涉及能量转化的化学反应实验。

•提供指导以确保实验的安全和有效性。

总结本教案通过系统地介绍化学反应与能量转化的基本概念及原理，帮助高中学生理解不同类型的化学反应及其能量变化。

丰富的案例分析和实践活动将有助于巩固所学知识，并培养学生解决问题和创新思维能力。

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。

必修二 专题2《化学反应与能量变更》复习一、化学反应的速度和限度 1. 化学反应速率（v ）⑴ 定义：用来衡量化学反应的快慢，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变更 ⑵ 表示方法：单位时间内反应浓度的削减或生成物浓度的增加来表示⑶ 计算公式：v=Δc/Δt （υ：平均速率，Δc ：浓度变更，Δt ：时间）单位：mol/（L •s ）应速率不变。

（2）、惰性气体对于速率的影响：①恒温恒容时：充入惰性气体→总压增大，但是各分化学反应速率 意义：衡量化学反应快慢物理量 表达式：v = △c/△t 【单位：mol/(L ·min)或mol/(L ·s) 】 简洁计算：同一化学反应中各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比，也等于各物质的浓度变更量之比 影响因素 内因：反应物的结构的性质 外因 浓度：增大反应物的浓度可以增大加快反应速率；反之减小速率 温度：上升温度，可以增大化学反应速率；反之减小速率 催化剂：运用催化剂可以改变更学反应速率 其他因素：固体的表面积、光、超声波、溶剂压强（气体）： 增大压强可以增大化学反应速率；反之减小速率压不变，各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体时：充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢2．化学反应限度：大多数化学反应都具有可逆性，故化学反应都有肯定的限度；可逆反应的限度以到达化学平衡状态为止。

在肯定条件下的可逆反应，当正反应速率等于逆反应速率、各组分浓度不再变更时，反应到达化学平衡状态。

（1）化学平衡定义：化学平衡状态：肯定条件下，当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时，更组成成分浓度不再变更，达到表面上静止的一种“平衡”，这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。

（2）化学平衡的特征：动：动态平衡等：υ（正）=υ（逆）≠0定：各组分的浓度不再发生变更变：假如外界条件的变更，原有的化学平衡状态将被破坏（3）化学平衡必需是可逆反应在肯定条件下建立的，不同的条件将建立不同的化学平衡状态；通过反应条件的限制，可以变更或稳定反应速率，可以使可逆反应朝着有利于人们须要的方向进行，这对于化学反应的利用和限制具有重要意义。

化学反应与能量转化【教学目标】知识目标：1．理解化学反应中能量变化的实质；知道化学键的断裂和形成是能量变化的主要原因。

2．初步学会从微观的角度认识化学反应。

3．通过对铜锌原电池的分析，了解原电池的工作原理。

4．判断原电池的正负极和电极反应的书写。

能力目标：1．学会从微观的角度认识化学反应中能量变化的实质。

2．通过对铜锌原电池的分析，了解实验研究和理论研究在科学探究方面的意义。

3．在学习过程中，学会运用观察、分析、迁移等思维方法来建构新的概念。

情感态度和价值观：1．体会思考带给人的愉快情感体验，感悟化学学科学习的乐趣。

2．养成良好的实事求是的科学态度。

3．关注与化学有关的社会热点问题和科技前沿问题，增强环境保护意识，逐步形成可持续发展的思想。

【教学重点】1．化学反应中能量变化的实质。

2．原电池的概念、原理、组成及应用。

【教学难点】1．从微观的角度认识化学反应中能量变化的实质2．通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。

【教学方法】采用探究式学习方式：提出问题→明确任务→制定计划→进行实验→收集证据→解释与结论→反思与评价→表达与交流【教学准备】1．学生：按每4名同学为一组进行分组，以小组为单位预习探究实验，了解实验的主要目的与具体步骤；2．教师：准备多媒体教学设备及探究实验的仪器和药品。

【教学过程】第一课时【引入】嫦娥一号奔月是什么产生的能量把火箭推向天空？【提问】上节课学习了化学反应过程中，物质变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生成，请同学们分析以下两个反应中化学键变化的情况：2H2+O22H2O2H2O2H2↑+O2↑【过渡】我们研究化学反应就是要很好地利用化学反应，不仅仅可以利用化学反应制取新物质，还可以利用化学反应过程中的能量。

比如：远古时期的人通过钻木取火，并利用燃烧放出的能量烧烤食物、取暖；当今社会，煤、石油、天然气是主要能源。

鲁科版必修第二册第一章原子结构元素周期表.............................................................................................. - 2 - 第1节原子结构与元素性质........................................................................................ - 2 - 第1课时原子结构.............................................................................................. - 2 -第2课时原子结构与元素原子得失电子能力.................................................. - 7 - 第2节元素周期律和元素周期表................................................................................ - 12 - 第1课时元素周期律........................................................................................ - 12 -第2课时元素周期表.......................................................................................... - 17 - 第3节元素周期表的应用............................................................................................ - 22 - 第1课时认识同周期元素性质的递变规律.................................................... - 22 -第2课时研究同主族元素的性质.................................................................... - 27 -第3课时预测元素及其化合物的性质............................................................ - 34 - 微项目海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用................. - 41 - 第二章化学键化学反应规律............................................................................................ - 45 - 第1节化学键与物质构成........................................................................................ - 45 - 第2节化学反应与能量转化........................................................................................ - 50 - 第1课时化学反应中能量变化的本质及转化形式........................................ - 50 -第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池.................................. - 56 - 第3节化学反应的快慢和限度.................................................................................... - 63 - 第1课时化学反应的快慢................................................................................ - 63 -第2课时化学反应的限度................................................................................ - 71 - 微项目研究车用燃料及安全气囊—利用化学反应解决实际问题 ........................ - 78 - 第三章简单的有机化合物.................................................................................................... - 80 - 第1节认识有机化合物................................................................................................ - 80 - 第1课时有机化合物的一般性质与结构特点................................................ - 80 -第2课时有机化合物的官能团同分异构现象............................................ - 86 - 第2节从化石燃料中获取有机化合物........................................................................ - 93 - 第1课时从天然气、石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯 .................... - 93 -第2课时煤的干馏与苯.................................................................................. - 100 -第3课时有机高分子化合物与有机高分子材料.......................................... - 107 - 第3节饮食中的有机化合物...................................................................................... - 113 - 第1课时乙醇.................................................................................................. - 113 -第2课时乙酸.................................................................................................. - 118 -第3课时糖类、油脂和蛋白质...................................................................... - 125 - 微项目自制米酒—领略我国传统酿造工艺的魅力 .............................................. - 130 -第一章原子结构元素周期表第1节原子结构与元素性质第1课时原子结构1．下列有关原子的说法正确的是( )①原子是由核外电子和原子核构成的②原子不能再分③原子在化学变化中不能再分④原子在化学变化中不发生变化⑤原子的质量主要集中在原子核上A．①②③B．①③④C．①②⑤D．①③⑤答案 D解析所有原子都是由原子核和核外电子构成的，①正确；原子是由原子核和核外电子构成的，可以再分，②错误；原子是化学变化中的最小微粒，所以原子在化学变化中不能再分，③正确；原子在化学变化中可以通过得失电子变为离子，④错误；由于电子的质量很小，所以原子的质量主要集中在原子核上，⑤正确。

化学反应与能量转化化学反应是指由于物质之间的相互作用而引起的物质结构和性质的改变过程。

在化学反应中，能量的转化是一个重要的过程，能量在反应中既能被释放出来，也能被吸收进去。

本文将探讨化学反应与能量转化之间的关系，以及其中涉及到的一些重要概念和重要反应。

1. 能量与化学反应在任何化学反应中，都会涉及到能量的转化。

根据热力学定律，能量在反应中从一个物质转移到另一个物质，但总能量数值不变。

化学反应中常见的能量转化形式包括热能、光能、电能等。

例如，燃烧反应是一种重要的能量转化过程，燃料中的化学能被转化为热能和光能。

2. 内能与焓内能是物质分子在其它宏观性质相等的情况下所具有的所有能量形式的总和。

在化学反应中，内能的改变会导致能量的转化。

焓是内能和物质的体积、压力之间的关系，可以表示为H = U + PV，其中H表示焓，U表示内能，P表示压力，V表示体积。

化学反应过程中焓的改变可以用于定量描述反应过程中能量的转化情况。

3. 放热反应与吸热反应根据化学反应释放或吸收的能量情况，可以将化学反应分为放热反应和吸热反应。

放热反应是指反应过程中释放能量的反应，温度会升高，常见的例子包括燃烧反应。

吸热反应则是指反应过程中吸收能量的反应，温度会降低，常见的例子包括很多化学合成反应。

4. 能量转化的应用化学反应与能量转化在许多实际应用中起着重要作用。

例如，化学电池利用了化学反应将化学能转化为电能，从而提供电力供应。

太阳能电池则是利用光能与化学反应将其转化为电能，以实现可再生能源利用。

此外，能量转化还在生物体内发挥重要作用，生物体的新陈代谢过程依赖于化学反应与能量的转化。

5. 反应焓变与反应速率反应焓变指的是反应过程中焓的变化量，正值表示反应放热，负值表示反应吸热。

反应焓变与反应速率之间存在一定的关系。

一般来说，放热反应的反应速率要快于吸热反应，因为放热反应会产生热量，促进反应的进行。

总结：化学反应与能量转化密不可分，无论是放热反应还是吸热反应，能量的转化都是必然的。

化学反应与能量转化化学反应是指物质发生变化的过程，这种变化伴随着能量的转化。

在化学反应中，反应物被转化为产物，化学键断裂和形成，原子重新排列以形成新的物质。

这一过程伴随着能量的吸收或释放，能量的转化在化学反应中起着重要的作用。

一、放热反应放热反应是指在反应过程中释放出能量的反应。

这些反应通常伴随着温度的升高，或是其它形式的能量的释放。

例如，燃烧反应是一种常见的放热反应。

当燃料与氧气反应时，产生的新化合物比反应物具有更高的能量，因此能量被释放出来，产生火焰和热能。

放热反应的能量转化可以通过化学方程式来表示。

例如，燃烧乙醇（C2H5OH）的方程式可以写成：C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O + 能量。

二、吸热反应吸热反应是指在反应过程中吸收能量的反应。

这些反应通常伴随着温度的降低，或是其它形式的能量的吸收。

例如，化学草酸和水的混合反应是一种吸热反应。

该反应需要吸收一定量的热量才能继续进行。

吸热反应的能量转化同样可以通过化学方程式来表示。

例如，草酸和水的反应可以写成：H2C2O4 + 2H2O + 热量 -> 2H3O+ + C2O42-。

三、能量转化与反应速率能量转化在化学反应中不仅与反应的热效应有关，还与反应速率有密切的关系。

反应速率是指单位时间内反应物消失或产物形成的速度。

在化学反应中，能量转化会影响反应速率的大小。

放热反应通常具有较快的反应速率，因为能量的释放促使化学反应快速进行。

另一方面，吸热反应通常具有较慢的反应速率，因为能量的吸收会减缓反应的进行。

四、能量转化与化学平衡化学反应中的能量转化还与化学平衡有关。

化学平衡是指反应物浓度和产物浓度之间达到动态平衡的状态。

在化学平衡中，正向反应和逆向反应的速率相等。

能量的转化会在化学平衡达到后继续进行。

放热反应在正向反应的过程中释放能量，而吸热反应在逆向反应的过程中吸收能量。

总结：化学反应与能量转化密不可分，放热反应会释放能量，吸热反应会吸收能量。