化學(xué)反應(yīng)原理

1、關(guān)于化學(xué)反應(yīng)原理第一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月聯(lián)想質(zhì)疑化學(xué)反應(yīng)中常伴隨有能量變化，結(jié)合前面知識(shí)思考:1、化學(xué)反應(yīng)中為什么有能量變化?3、例舉生產(chǎn)生活中常見的化學(xué)反應(yīng)能量變化的應(yīng)用. 化學(xué)反應(yīng)中釋放與吸收能量與我們生活息息相關(guān)，這就需要一個(gè)化學(xué)量來定量描述研究反應(yīng)熱2、哪些反應(yīng)是放熱反應(yīng)？哪些反應(yīng)是吸熱反應(yīng)？4、如何定量描述一個(gè)化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收的熱量？5、用什么方法可以準(zhǔn)確地測(cè)量這些熱量？6、通過理論方法如何計(jì)算這些熱量？第二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月所有的化學(xué)反應(yīng)都有能量的變化，其中大部分都是熱量的變化化學(xué)反應(yīng)包括兩個(gè)過程：打斷舊鍵和形成新鍵，前者吸收能量，后

2、者放出能量，這兩個(gè)過程的能量不同，所以有能量變化，整個(gè)反應(yīng)放熱還是吸熱取決于兩個(gè)過程能量的相對(duì)大小。第三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)常見的放熱反應(yīng)活潑金屬與水或酸的反應(yīng)。如2Al+6HCl2AlCl3+3H2酸堿中和反應(yīng)。如2KOH+H2SO4K2SO4+2H2O 燃燒反應(yīng)。如C、CO、C2H5OH等的燃燒多數(shù)化合反應(yīng)。如Na2O+H2O 2NaOH，SO3+H2O=H2SO4第四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月常見的吸熱反應(yīng)多數(shù)分解反應(yīng)，如CaCO3 CaO+CO22NH4Cl（s）+Ba(OH)28H2O （s）BaCl2+2NH3 +10H

3、2OC(s)+H2O(g) CO+H2CO2+C 2CO高溫高溫高溫第五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月為了更準(zhǔn)確的描述反應(yīng)，我們引入了反應(yīng)熱的定義。一、反應(yīng)熱的涵義1、化學(xué)上規(guī)定，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所釋放或吸收的熱量為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)。2、符號(hào)：用Q表示 Q0，表示放熱；Q0，表示吸熱；3、單位：J/mol或kJ/mol如何獲得一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱呢？ 第六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月為了測(cè)定反應(yīng)熱，專門設(shè)計(jì)了測(cè)量的儀器：量熱計(jì) 簡(jiǎn)易量熱計(jì)示意圖第七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月如何求算一個(gè)體系放出或吸收的熱量呢？Q= - C(T2

4、-T1)- C0m(T2-T1)C熱容，當(dāng)物質(zhì)吸收熱量溫度升高時(shí)，溫度每升高1K所吸收的熱量，稱為該物質(zhì)的熱容；C0比熱容，單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容；T熱力學(xué)溫度，也叫開爾文溫度， 單位為k，T(k)=t(0c)+273.15第八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)值：測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱Q=-C(T2-T1)或Q=- cm(T2-T1)T2和T1第九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月中和熱的測(cè)定第十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月在測(cè)定過程中應(yīng)注意什么問題(1)用保溫性能好的儀器測(cè)量。 (2)混合好后，迅速蓋好裝置蓋子，減少熱量的損失。 (3

5、)所用藥品濃度的配制須準(zhǔn)確,用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液,而且要是稀溶液。(4)宜用有0.1分刻度的溫度計(jì)，讀數(shù)盡可能準(zhǔn)確，且估讀至小數(shù)點(diǎn)后二位。同時(shí)應(yīng)注意水銀球部位要完全浸沒在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時(shí)間后再讀數(shù)，以提高所測(cè)的精度。(5)記錄最高溫度。 第十一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)H為“”（ H0）時(shí)，為吸熱反應(yīng)第十二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月基本規(guī)律：所有的水解和電離過程都是吸熱反應(yīng)燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)大多數(shù)分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)大多數(shù)化合反應(yīng)都是放熱反應(yīng)也有例外： H2 + I2 = 2HIN2 + O2 = 2NOC + H2O(g) = CO + H2

6、N2O4 = 2NO2氫氧化鋇與銨鹽的反應(yīng)第十三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例 1：1molC與1molH2O(g)反應(yīng)生成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為H=kJ/mol。 例 2：拆開 lmol HH鍵、lmol NH鍵、lmolNN鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1mol N2生成NH3的反應(yīng)熱為 1mol H2生成NH3的反應(yīng)熱為。 131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol練 習(xí)第十四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、熱化學(xué)方程式什么是熱化學(xué)方程式？表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量

7、和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。第十五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月意義:熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。第十六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)方程式不同(1)書寫熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，(為什么？)而常溫、常壓可以不注明；(2)熱化學(xué)方程式要標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài)：固體s，液體l，氣體g；溶液中的溶質(zhì) aq(為什么要標(biāo)出？)(3)方程式后要隔一空格標(biāo)出反應(yīng)熱H，吸熱為“”，放熱為“”，反應(yīng)熱數(shù)值要與化學(xué)式前系數(shù)對(duì)應(yīng)；(4)方程式中的計(jì)量系數(shù)表示實(shí)際反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量，可以是整數(shù)也可以是

8、分?jǐn)?shù)。第十七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例 題1、當(dāng)1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)HCl，放出184.6KJ的熱量，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。H2(g) + Cl2(g) =2HCl(g) H =-184.6KJ/mol第十八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式課堂練習(xí)1、1molN2(g)與適量O2(g)反應(yīng)生成NO (g)，需吸收68kJ的熱量；2、2molCu(s)與適量O2(g)反應(yīng)生成CuO(s)，放出314kJ熱量；第十九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3、 1g 硫粉在氧氣中充分燃燒放出 9.36

9、kJ熱量，寫出硫燃燒的熱化學(xué)方程式。4、 4g CO在氧氣中燃燒生成CO2，放出 9. 6kJ熱量，寫出CO燃燒的熱化學(xué)方程式。第二十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月5、已知 H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/molH2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol則a、b、c、d的關(guān)系正確的是 。A、acd0 C、2a=b0 C第二十一張，PP

10、T共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月6、在一定條件下，氫氣和甲烷燃燒的化學(xué)方程式為： 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l) H= 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l) H= 890 kJ/mol由1mol 氫氣和2mol甲烷組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時(shí)放出的熱量為多少。2066KJ第二十二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月四、燃燒熱1、概念：25，101KPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱注：A、HFe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+陽極：_電子

11、，發(fā)生_反應(yīng)，離子_ 越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。當(dāng)陽極為惰性電極(石墨、鉑、金)時(shí),常見陰離子放電順序：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-得還原氧化性失氧化還原性第四十四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月分析電解反應(yīng)的一般思路：明確溶液中存在哪些離子判斷放電順序根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物離子在電場(chǎng)作用下怎樣移動(dòng)陰陽兩極附近有哪些離子陰極：氧化性 Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+ Zn2+Al3+Mg2+Na+ 陽極：還原性S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-第四十五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月活動(dòng)與探究向氯化銅溶液中通入直流電第四十六張

12、，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月陽極: Cl-OH-陰極: CuH+2Cl- -2e- = Cl2Cu +2e- = Cu 電解總反應(yīng)：CuCl2 = Cu + Cl2 電解第四十七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月專題三 原電池的工作原理第四十八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí) 驗(yàn) 一將鋅片插入稀硫酸中現(xiàn)象：鋅片上有氣泡產(chǎn)生Zn + 2H+ = Zn2+ + H2失2e-得2e- ( 氧化還原反應(yīng) )第四十九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí) 驗(yàn) 二將銅片插入稀硫酸中現(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象第五十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí) 驗(yàn) 三鋅片和銅片一起

13、插入稀硫酸中現(xiàn)象：鋅片上有氣泡產(chǎn)生,銅片上無明顯現(xiàn)象第五十一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí) 驗(yàn) 四1在鋅片和銅片之間連接上導(dǎo)線 現(xiàn)象：銅片上有氣泡產(chǎn)生2用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間連一電流計(jì)現(xiàn)象：電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)3、記錄指針偏轉(zhuǎn)方向第五十二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月問題探索1銅片上的氣泡是什么？H2 有電流產(chǎn)生，因?yàn)樵阡\片和銅片之間發(fā)生了電子的定向移動(dòng)3電流計(jì)的指針為什么會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)？2氣體是怎么產(chǎn)生的？2H+ 得到 2e- 生成H2第五十三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月原電池微觀原理圖思考：在此裝置中發(fā)生了什么能量轉(zhuǎn)化呢?化學(xué)能電能紅球：e-橙球：Zn2+

14、綠球：H+ 藍(lán)球：H2第五十四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月原電池的定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置第五十五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月知 識(shí) 探 索如何用反應(yīng)式分別表示鋅片和銅片上的變化呢？鋅片：Zn - 2e- = Zn2+銅片：2H+ + 2e- = H2氧化還原Zn + 2H+ = Zn2+ +H2 原電池的總反應(yīng)式：發(fā)生了（ ）反應(yīng) 發(fā)生了（ ）反應(yīng)屬于（氧化還原）反應(yīng)第五十六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月將一干電池與電流計(jì)相連，使指針偏轉(zhuǎn)方向與實(shí)驗(yàn)四的偏轉(zhuǎn)方向一致。由此可判斷出銅-鋅原電池的正極是（ ），負(fù)極是（ ）。電子從較活潑的( )流向較不

15、活潑的( ) 。銅鋅實(shí) 驗(yàn) 五鋅銅第五十七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 在原電池中，電子從負(fù)極流到正極。問 題 探 索1在原電池中，電子流動(dòng)方向是怎樣的？2能否通過兩極物質(zhì)的活潑性強(qiáng)弱判斷出原電池的正負(fù)兩極呢？能，較活潑的作負(fù)極， 較不活潑的作正極第五十八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月活潑性不同原電池的正負(fù)極 結(jié) 論 第五十九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月H+ （1）Zn是（ ）極，Cu是（ ）極。（2）活潑性Zn負(fù)正（3）硫酸在溶液中能電離出（ ）和（ ），這樣可使整個(gè)裝置形成閉合回路。 SO42-Cu銅-鋅原電池的結(jié)構(gòu)Cu Zn稀硫酸 SO42-H+

16、H+ 第六十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì)原料：鐵片、鋅片、碳棒、導(dǎo)線、 稀硫酸、電流計(jì)要求：（1）設(shè)計(jì)出一套原電池裝置（2）畫出簡(jiǎn)單裝置圖，標(biāo)出正負(fù)極（3）寫出電極反應(yīng)式第六十一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月Fe正負(fù)Zn稀硫酸C正負(fù)Fe稀硫酸C正負(fù)Zn稀硫酸負(fù)極: Zn - 2e- = Zn2+負(fù)極: Fe - 2e- = Fe2+負(fù)極: Zn - 2e- = Zn2+正極：2H+ + 2e- = H2正極：2H+ + 2e- = H2正極：2H+ + 2e- = H2第六十二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月分析下圖各裝置能否形成原電池？CFe

17、稀硫酸(A)ZnCu酒精(B)CuZn稀硫酸(D)ZnZn(E)稀硫酸FeZn稀硫酸(C)(C)考慮：形成原電池需要哪些條件？第六十三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月原電池的形成條件1有兩種活潑性不同的金屬（或碳棒）作電極 2電極材料均插入電解質(zhì)溶液中3形成閉合回路第六十四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月小 結(jié)原電池定義原理形成條件化學(xué)能負(fù)極：發(fā)生氧化反應(yīng)電能正極：發(fā)生還原反應(yīng)兩個(gè)電極電解質(zhì)溶液閉合回路一第六十五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二給你任意一個(gè)氧化還原反應(yīng)，從原理上你能否設(shè)計(jì)出一套對(duì)應(yīng)的原電池裝置？能第六十六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月

18、問 題 思 考利用氧化還原反應(yīng)Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2 ，選擇合適的電極材料，設(shè)計(jì)一套原電池裝置，并寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極： Fe Fe 2e- = Fe2+正極：C（或Cu等） 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+第六十七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)探索1往盛有鋅粒的試管內(nèi)加入稀硫酸 現(xiàn)象：2再加入少量硫酸銅溶液 現(xiàn)象：產(chǎn)生氣泡氣泡產(chǎn)生速度加快第六十八張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月稀硫酸Zn示意圖CuSO4溶液CuZn第六十九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月原因：鋅置換出銅，形成銅-鋅原電池，加快了反應(yīng)速度。思考：氣泡產(chǎn)生速度為何加快？

19、第七十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)探索將鐵片和碳棒一起插入自來水中，并用導(dǎo)線與電流計(jì)相連接現(xiàn)象：電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)第七十一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月問題探索1該裝置是否是原電池？2負(fù)極是（） ，正極是 （）。 鐵片碳棒3長(zhǎng)時(shí)間放置，鐵片質(zhì)量會(huì)（ ）。 是減少 這就是下一節(jié)我們將要學(xué)習(xí)的鋼鐵腐蝕的主要原理！第七十二張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十三張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月稀硫酸ZnZn示意圖CuSO4溶液Cu第七十四張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 練 習(xí)CX、Y、 Z均為金屬，X與Z組成原電池時(shí)， Z是原電池的正極，

20、 X與Y組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極。則X、Y、Z三種金屬的活潑性順序?yàn)椋?） A、X Y Z B、X Z Y C、Y X Z D、Y Z X第七十五張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月Cu Zn稀硫酸e-H+e-H+HHH2Zn2+第七十六張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月化學(xué)電源第七十七張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月我們所學(xué)的原電池的缺點(diǎn)：實(shí)用電池的特點(diǎn)：反應(yīng)一段時(shí)間后，銅極上聚集了許多氫氣泡，把銅極與硫酸隔開就不再產(chǎn)生電流，且攜帶不方便。能產(chǎn)生穩(wěn)定且具有較高電壓的電流；安全且攜帶方便；能適用特殊用途；便于回收處理，不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生影響小。第七十八張，PPT

21、共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）燃料電池 又稱為連續(xù)電池，一般以天然燃料或其它可燃物質(zhì)如氫氣、甲醇、天然氣、煤氣等作為負(fù)極的反應(yīng)物質(zhì)，以氧氣作為正極反應(yīng)物質(zhì)組成燃料電池?；瘜W(xué)電源分類（2）二次化學(xué)電源 二次電池在放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)恢復(fù)工作能力。鉛蓄電池和可充電電池都是二次電池。（1）一次化學(xué)電源 電池中的反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行一次氧化還原反應(yīng)并放電之后，就不能再次利用，如干電池。第七十九張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二，認(rèn)識(shí)幾種電池鋰電池干電池疊層電池紐扣電池各類電池第八十張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.干電池（普通鋅錳電池）電極反應(yīng)方程式：負(fù)極：正極：Zn 2e- = Zn2+2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 2NH3 + H2O反應(yīng)總的方程式2MnO2+2NH4+ Zn=Mn2O3+2NH3+H2O+Zn2+第八十一張，PPT共九十二頁，創(chuàng)作于2022年6月堿性鋅錳干電池以氫氧