《第二章--化学反应与能量》知识点总结

第二章化学反应与能量

第一节化学能与热能

1、化学变化中能量变化的本质原因

2、化学反应吸收能量或放出能量的决定因素：

一个化学反应是吸收还是放出能量，决定于反应物总能量与生成物总能量的相对大小3、放热反应和吸热反应

表现放热反应吸热反应

键能生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能

联系键能越大，物质能量越低，越稳定

4、☆常见的放热反应：

①燃烧。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）。⑤缓慢氧化

注意：有热量放出未必是放热反应，如①浓硫酸溶于水②NaOH溶于水不是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。

☆常见的吸热反应：

①C＋H2O(g)△CO＋H2 C＋CO2△2CO ②Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O

③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。

[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。

第二节化学能与电能

1、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）原电池的反应本质：氧化还原反应。

（3）构成原电池的条件：①两种活泼性不同的电极（燃料电池两电极可相同）②电解质溶液③形成闭合回路④能自发地发生氧化还原反应（前提）

（4）原电池正负极的判断方法：

①依据原电池两极的材料：

一般较活泼的金属作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）；但在Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池种，铝做负极；在Al-Cu-浓HNO3形成的原电池中，铜做负极。

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）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保护金属设备（腐蚀负极保护正极）

将下列反应设计为原电池(写出电极材料及电极方程式)

Fe+2H+=Fe2++H2负极___ __________________正极___ _______________________

Zn+Cu2+=Zn2++Cu负极___ __________________正极___ _______________________

Fe+2Fe3+=3Fe2+负极___ __________________正极___ _______________________

Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+负极___ __________________正极___ _______________________

3、化学电源基本类型：

①充电电池：两极都参加反应的原电池，可充电循环使用。 铅蓄电池：负极Pb,正极PbO 2,电解质溶液H 2SO 4 电极反应：负极：Pb+ SO 42- -2e- =PbSO 4

正极：PbO 2 + 4H + + SO 42- +2e- =2PbSO 4 +2H 2O 电池总反应：Pb(s)+PbO 2+2H 2SO 4=2PbSO 4+2H 2O

②燃料电池：两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，工作室，燃料（如氢气）和氧化剂（氧气）连续的由外部供给，再点击上不断地进行反应，生成物不断的被排出。 氢氧燃料电池总反应方程式均为 ： 2H 2＋O 2＝2H 2O

碱性电解质：负极 : 2H 2+4OH --－4e-＝4H 2O 正极 : O 2+2H 2O ＋4e-＝4OH -- 酸性电解质：负极：2H 2 - 4e- = 4H + 正极：O 2 + 4H + + 4e-= 2H 2O 中性电解质：负极：2H 2 - 4e- = 4H + 正极 : O 2+2H 2O ＋4e-＝4OH -- 难点：书写电极反应方程式的基本类型

（1）根据原电池装置图：首先利用原电池装置图判断原电池的正负极，然后结合电解质溶液判断出氧化产物和还原产物。

（2）给出原电池总反应：①根据负极发生氧化反应、正极发生还原反应，判断电极反应的物质，标出得失电子数目。②电极产物在电解质的环境中能稳定存在，如碱性溶液中生成H+，应让其与OH-结合生成水。电极反应式应遵循电荷守恒 练习：1.镍--镉电池（负极____ 、正极_____、电解质溶液为KOH 溶液）

总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H 2O

放电

Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2

放电时 负极： 正极： 2.高铁电池：（负极—Zn 、正极---石墨、电解质为浸湿固态碱性物质）

总方程式： 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O

充电

放电3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH

放电时 负极： 正极：

3.氢氧燃料电池：一般是以惰性金属铂Pt或石墨做电极材料总反应 :2H2 + O2 = 2H2O (1)、电解质是KOH溶液（碱性电解质）

负极：____________________________ 正极：____________________________ (2)、电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）

负极：_________________________ 正极：___________________________ (3)、电解质是NaCl溶液（中性电解质）

负极：______________________________正极：___________________________

___

4碱性锌锰干电池：（负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物）电池总反应 Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO（OH）

负极：______________________________正极：______________________________ 5、银锌电池：(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )

化学方程式 Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag

负极：__________________________正极：______________________________

6、铝–空气–海水（负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水）

总反应式为： 4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3（铂网增大与氧气的接触面）

负极：_______________________正极：_____________________

7、镁---铝电池（负极--Al、正极--Mg 电解液KOH）

负极(Al)： ________________________正极(Mg）： _____________________ 化学方程式： 2Al + 2OH– + 2H2O ＝ 2AlO2–+ 3H2

答案、镍--镉电池放电时负极： Cd－2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2 正极： 2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–

高铁电池：放电时负极：3Zn －6e- + 6 OH–== 3 Zn(OH)2 正极：2FeO42—+6e-+ 8H2O ==2Fe (OH)3 + 10OH

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碱性锌锰干电池：负极： Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnO（OH） +2 OH－

银锌电池：负极：Zn+2OH––2e-== Zn(OH)2正极：Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2 OH－

铝–空气–海水负极：4Al－12e－==4Al3+ 正极：3O2+6H2O+12e－==12OH－