《化學(xué)反應(yīng)速率和限度-說課稿》教案17(人教版必修2)

第三節(jié)化學(xué)反響的速率和限度沉著說課本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分為兩局部：第一局部，從日常生活中學(xué)生熟悉的大量化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)實驗入手，引出反響速率的概念。在此根底上又通過實驗探究，總結(jié)影響化學(xué)反響速率的因素。這局部內(nèi)容是后面學(xué)習(xí)化學(xué)反響限度概念的根底。第二局部，在對影響化學(xué)反響速率的因素進行實驗探究和總結(jié)后，教材又設(shè)置新的實驗探究，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)化學(xué)反響限度問題，經(jīng)過對該問題的再認(rèn)識，逐步形成了化學(xué)反響限度的概念，并以上述觀點為指導(dǎo)去分析和解決實際問題。本節(jié)教學(xué)設(shè)計的指導(dǎo)思想，是由淺入深，從學(xué)生日常生活中的化學(xué)現(xiàn)象和實驗中抽象出有關(guān)的概念和原理。形成一個由宏觀到微觀、由感性到理性、由簡單到復(fù)雜的科學(xué)探究過程。采用“指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)與問題解決相結(jié)合〞教學(xué)模式進行教學(xué)更能表達上述教學(xué)指導(dǎo)思想。其主要過程是：關(guān)于“化學(xué)反響速率〞的具體教學(xué)程序設(shè)計為：關(guān)于“化學(xué)反響的限度〞的具體教學(xué)程序設(shè)計為：本節(jié)可劃分為兩課時：第一課時是化學(xué)反響速率的概念、表示方法以及影響因素；第二課時是化學(xué)反響限度概念，化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)、外部特征、影響反響限度的因素。燃料利用問題。教學(xué)評價。問題交流【思考與交流】在生產(chǎn)、生活和科研中，常會遇到通過控制反響條件使化學(xué)反響按照人們的期望去完成，如對提高對人類有用的化學(xué)反響速率和反響程度，以提高原料的利用率或轉(zhuǎn)化率。對這些問題的研究不僅能讓學(xué)生認(rèn)識到面對一個具體化學(xué)反響所必須考慮的根本問題，還能對人們將提高燃料的燃燒效率、提高能量的轉(zhuǎn)化率，作為解決能源危機的有效途徑有更深刻的理解。本節(jié)教學(xué)重點：化學(xué)反響速率和反響限度概念；了解影響化學(xué)反響速率和反響限度的因素。本節(jié)教學(xué)難點：化學(xué)反響限度的本質(zhì)原因及外部特征。課時安排2課時第1課時三維目標(biāo)知識與技能1．理解根本的化學(xué)反響速率的概念和影響化學(xué)反響速率的外界條件。2．學(xué)習(xí)實驗研究的方法，能設(shè)計并完成一些化學(xué)實驗。過程與方法1．重視培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的根本方法，提高科學(xué)探究的能力。2．通過實驗探究分析影響化學(xué)反響速率的外界條件。情感、態(tài)度與價值觀有參與化學(xué)科技活動的熱情，有將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識，能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會和生活問題做出合理的判斷。教學(xué)重點化學(xué)反響速率概念；了解影響化學(xué)反響速率的因素。教學(xué)難點影響化學(xué)反響速率的因素教具準(zhǔn)備多媒體課件、投影儀。教學(xué)過程[新課導(dǎo)入]教師：播放投影片北京的故宮是世界著名的古建筑群，是祖國珍貴的文化遺產(chǎn)。在保和殿后，有一塊巨大的“云龍陛石〞，上面雕有精美的蟠龍圖案〔如左圖〕。但是，近些年浮雕已開始受損，一些細小的花紋已變得模糊不清。在太和殿周圍的玉石護欄的蟠龍柱以及吐水龍頭上的花紋也不同程度地受到腐蝕。據(jù)統(tǒng)計，世界上的古建筑在本世紀(jì)所遭受的腐蝕比過去幾百年甚至幾千年所遭受的腐蝕還要嚴(yán)重，有的已面目全非。這真是一場大的災(zāi)難。造成這場災(zāi)難的元兇是什么呢它就是我們在前面介紹過的酸雨。為什么以前幾百年腐蝕很慢，而近幾十年腐蝕卻變快了呢這就會涉及化學(xué)反響速率的問題。師：同學(xué)們回憶在初中化學(xué)學(xué)習(xí)中有關(guān)化學(xué)反響速率的例子〔或日常生活中有關(guān)的例子〕生1：化石燃料的形成生2：鋼鐵生銹生3：煤窯的瓦斯爆炸生4：冰箱中的食物變質(zhì)生5：森林火災(zāi)、巖石風(fēng)化――――――師：很好。不同的化學(xué)反響進行得快慢不一樣，有的反響進行得很快，瞬間就能完成，例如，氫氣和氧氣混合氣體遇火發(fā)生爆炸，酸、堿溶液的中和反響等；有的反響那么進行得很慢，例如，有些塑料的分解要幾百年，而石油的形成要經(jīng)過億萬年等。這些都說明了不同的化學(xué)反響具有不同的反響速率。[板書]第三節(jié)化學(xué)反響的速率和限度[推進新課]師：在初中物理課本上是怎樣定義宏觀物體的運動速率的呢同學(xué)們想一想化學(xué)反響速率應(yīng)該怎樣衡量呢［板書］一、化學(xué)反響速率［學(xué)生自學(xué)］閱讀課本P41-P42頁生：1.化學(xué)反響速率是用來衡量化學(xué)反響進行的快慢程度的，通常用單位時間內(nèi)反響物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。濃度的單位常用mol／L表示，化學(xué)反響速率的單位常用mol／〔L·min〕或mol／〔L·s〕表示。師：請舉例說明化學(xué)反響速率的意義生：某反響物的濃度在1min內(nèi)減少了1mol／L，那么其化學(xué)反響速率為1mol／〔L·min〕。又如，在某化學(xué)反響中，某一反響物B的初始濃度是2.0mol／L。經(jīng)過2min后，B的濃度變成了1.6mol／L，那么在這2min內(nèi)B的化學(xué)反響速率為0.2mol／〔L·min〕。師：很好。投影下表［合作探究］演示實驗2－5生：觀察并完成下表師：正確引導(dǎo)學(xué)生完成實驗探究=1\*GB2⑴.反響原理探究實驗題目雙氧水分解反響實驗步驟在一支試管中參加2～3mL約5%的H2O2，然后滴加1～2滴1mol/L的FeCl3溶液待試管中產(chǎn)生大量氣泡時，用帶火星的火柴梗檢驗產(chǎn)生的氣體實驗現(xiàn)象

用化學(xué)方程式解釋實驗現(xiàn)象

思考問題

尋找答案1.通過觀察什么現(xiàn)象來判斷該反響進行得快慢2.還有哪些其他方法觀察該化學(xué)反響速率列出你對

問題的

想

法

=2\*GB2⑵.溫度對化學(xué)反響速率影響的實驗探究根據(jù)所給出的儀器和藥品設(shè)計實驗方案、步驟和裝置。如以下列圖實驗題目比較不同溫度下雙氧水分解反響的化學(xué)反響速率大小實驗步驟在三支相同的試管中分別參加2～3ml約5%的H2O2，然后在每一支試管中滴加2滴1mol/L的FeCl3溶液后立即套上氣球〔大小相同〕。等三支試管上的氣球大小差不多相同時，同時置于三個燒杯中觀察現(xiàn)象。反響條件熱水常溫冷水實驗現(xiàn)象反響速率大小得出結(jié)論。

演示實驗2－6=3\*GB2⑶.催化劑對化學(xué)反響速率影響的實驗探究根據(jù)所給出的儀器和藥品設(shè)計實驗方案、步驟和裝置。實驗題目比較不同條件下雙氧水分解反響的化學(xué)反響速率大小實驗步驟在三個相同的帶活塞的漏斗中分別參加2～3mL約5%的H2O2，然后在一支試管中滴加2滴1mol/L的FeCl3溶液，另一支試管中參加少量MnO2固體。同時向三支試管中放入漏斗中的全部溶液，觀察紅墨水上升情況。反響條件少量MnO2無催化劑2滴FeCl3溶液實驗現(xiàn)象反響速率大小得出結(jié)論。

=4\*GB2⑷．補充實驗實驗題目比較鋁片于不同濃度的鹽酸反響的化學(xué)反響速率大小實驗步驟在兩支放有相同的鋁片試管里，分別參加10mL1mol／L鹽酸和10mL0．1mol／L鹽酸。觀察現(xiàn)象。觀察反響現(xiàn)象。反響條件10mL1mol／L鹽酸0．1mol／L鹽酸實驗現(xiàn)象反響速率大小得出結(jié)論。

[課堂小結(jié)]［板書］2．對于同一化學(xué)反響，化學(xué)反響速率與下了因素有關(guān)：=1\*romani.溫度：在其它條件不變情況下，溫度高化學(xué)反響速率快，反之，溫度降低，化學(xué)反響的速率降低。=2\*romanii.催化劑：催化劑(正)加快化學(xué)反響的速率。=3\*romaniii.濃度：在其它條件不變情況下，濃度大化學(xué)反響速率增快。濃度減小化學(xué)反響速率減慢。[布置作業(yè)]1．教材P47T1、T2、T3、T4[板書設(shè)計]第三節(jié)化學(xué)反響的速率和限度一、化學(xué)反響速率1.化學(xué)反響速率是用來衡量化學(xué)反響進行的快慢程度的，通常用單位時間內(nèi)反響物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示2．對于同一化學(xué)反響，化學(xué)反響速率與下了因素有關(guān)：=1\*romani.溫度：在其它條件不變情況下，溫度高化學(xué)反響速率快;溫度降低，化學(xué)反響的速率降低。=2\*romanii.催化劑：催化劑(正)加快化學(xué)反響的速率。=3\*romaniii.濃度：在其它條件不變情況下，濃度大化學(xué)反響速率增快。濃度減小化學(xué)反響速率減慢。活動與探究1995年諾貝爾化學(xué)獎授予致力于研究臭氧層被破壞問題的三位環(huán)境化學(xué)家。大氣中的臭氧層可濾除大量的紫外光，保護地球上的生物。近來由于大氣中污染物〔如冰箱制冷劑氟利昂CF2Cl2和汽車尾氣中的氮氧化物等)不斷增加使得臭氧層遭到破壞，從而造成對環(huán)境和生物的嚴(yán)重影響。產(chǎn)生Cl原子，Cl原子會對臭氧層產(chǎn)生長久的破壞作用(臭氧的分子式為(O3)。有關(guān)反響為CF2Cl2→CF2Cl+ClNO2→NO+O因此Cl原子或NO2分子能消耗大量的O3Cl＋O3→ClO+O2NO+O3→N2+O2ClO＋O→Cl＋O2NO2+O→NO+O2總反響O3+O=2O2總反響O3+O=2O2在上述臭氧變成氧氣的反響過程中，Cl和NO2起什么作用應(yīng)如何保護臭氧層隨堂練習(xí)1．同質(zhì)量的鋅與稀硫酸反響，欲使反響速率最大，選擇以下組合中的反響條件：①鋅粒②鋅片③鋅粉④10％的稀硫酸⑤15％的稀硫酸⑥20％的稀硫酸⑦加熱⑧用冰冷卻⑨不斷攪拌⑩迅速參加鋅片后靜置。[]A．②⑥⑦⑩B．①④⑧⑩C．③⑤⑦⑨D．③⑥⑦⑨2．在2L密閉容器內(nèi)，某氣體反響物在2s內(nèi)由8mol變?yōu)?.2mol，那么該反響的平均反響速率為[]A．0.4mol／L·sB．0.3mol／L·sC．0.2mol／L·sD．0.1mol／L·s3．以下各組實驗中溶液最先變渾濁的是[]。A．0.1mol／LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水5mL，反響溫度10B．0.1mol／LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水10mL，反響溫度10C．0.1mol／LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水10mL，反響溫度30D．0.2mol／LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水10mL，反響溫度304．反響A(s)＋B(g)=c(g)在密閉容器中進行，以下情況中，不能使反響速率加快的是［］。A．升高溫度B．增加A的物質(zhì)的量C．使用催化劑D．縮小容器體積使壓強增大5.NO和CO都是汽車尾氣中的有害物質(zhì)，它們能緩慢地起反響，生成N2和CO2。對此反響的以下表達中正確的選項是[]。A．使用催化劑能加快反響的速率B．使一種反響物過量能提高反響的速率C．改變壓強對反響速率沒有影響D．降低溫度能加快反響速率6.把以下四種X溶液分別參加四個盛有10ml，2mol/L鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到50mL，此時，X和鹽酸緩慢地進行反響，其中反響最快的是[]。A．1020mL3mol/L的X溶液B．2030mL2molL的X溶液C．1010mL4mol/L的X溶液D．1010mL2mol/L的X溶液7.對于反響NO2(氣)＋SO2(氣)=NO(氣)＋SO3(氣)＋Q，以下表達正確的選項是[]A．使用催化劑不能改變反響速率B．改變壓強對反響速率沒有影響C．升高溫度能加快反響速率D．減小壓強會降低反響速率8.反響速率v和反響物濃度的關(guān)系是用實驗方法測定的?；瘜W(xué)反響H2+Cl2=2HCl的反響速率?？杀硎緸関=k[C(H2)]m[C(C12)]n，式中k為常數(shù)，m,n值可用下表中的數(shù)據(jù)確定。c(H2)(mol·L-1)c(C12)(mol·L-1〕v[mol·L-1·S-1］1.01.01.Ok2.01.02.Ok2.04.04.Ok由此可推得，m,n值正確的選項是()A.m=1,n=1B.m=1/2,n=1/2C.m=1/2,n=1D.m=l,n=1/29．用鐵片與稀硫酸反響制取氫氣時，以下措施不能使氫氣生成速率加大的是〔〕A．加熱B．不用稀硫酸，改用98％濃硫酸C．滴加少量CUSO4溶液D.不用鐵片，改用鐵粉10．以下因素一定會使化學(xué)反響速率加快的是〔〕①增加反響物的物質(zhì)的量②升高溫度③縮小容器體積④加人生成物A.①②④B.②③C.①②③D.只有②隨堂練習(xí)參考答案：1.D2.C3.D4.B5.答案：A。分析：該反響的方程式為：2CO＋2NO=N2＋2CO2這里雖然列出了化學(xué)方程式，其實反響速率與化學(xué)方程式無關(guān)。反響的速率只與濃度、溫度、催化劑有關(guān)，氣體的反響還與壓強有關(guān)。此題中，B不正確，因為一種皮應(yīng)物過量并不一定是反響物濃度增加。一種反響物過量只能使另一種反響物轉(zhuǎn)化率提高，不涉及反響的速率問題；C也不正確，對氣體來說，改變壓強必然影響速率；D也不正確，降低溫度只能降低反響速率。6.答案:：B分析：化學(xué)反響的速率隨濃度的增大而加快，隨濃度的降低而減慢。當(dāng)在其它條件相同的情況下，溫度高化學(xué)反響速率快，溫度低化學(xué)反響速率慢。分析此題，要比較反響速率的大小，在其它條件不變的情況下，比較速率大小，先比較濃度的大小。此時，濃度必須是混合后的濃度，由于混合后各燒杯中鹽酸濃度相等，所以只要求出X的濃度是最大者反響最快，然后比較溫度的上下。由此可見，混合后A、B選項中x的濃度最大，但是二者溫度不同。A項中10℃，B項中20℃，應(yīng)選項B中化學(xué)7.答案：C、D分析：這是一個有氣體物質(zhì)參加的化學(xué)反響，因此，濃度、溫度、壓強、催化劑等因素能影響該反響的反響速率。8.D9.B.分析，鐵與濃硫酸在常溫下發(fā)生鈍化，加熱后發(fā)生反響也不生成氫氣10.D．分析：反響物或生成物是固體時，改變其量；或沒有氣體物質(zhì)參加反響，縮小容器的體積，反響速率均不變。第三節(jié)化學(xué)反響的速率和限度〔第2課時〕三維目標(biāo)知識與技能1．理解可逆反響、化學(xué)反響平衡的概念2.化學(xué)反響限度的本質(zhì)原因及外部特征。3．學(xué)習(xí)實驗研究的方法，能設(shè)計并完成一些化學(xué)實驗。通過實驗探究響形成化學(xué)反響平衡的概念及化學(xué)反響限度的概念過程與方法1．重視培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的根本方法，提高科學(xué)探究的能力。2．通過探究實驗認(rèn)識化學(xué)平衡與反響限度，并用得到的結(jié)論去指導(dǎo)去分析和解決實際問題。情感、態(tài)度與價值觀有參與化學(xué)科技活動的熱情，有將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識，能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會和生活問題做出合理的判斷。教學(xué)重點化學(xué)反響速率概念；了解影響化學(xué)反響速率的因素。教學(xué)難點化學(xué)反響限度概念；了解影響化學(xué)反響限度的因素。教學(xué)難點：化學(xué)反響限度的本質(zhì)原因及外部特征。教具準(zhǔn)備多媒體課件、投影儀。教學(xué)過程[新課導(dǎo)入]教師：根據(jù)化學(xué)方程式進行計算時，你是否考慮過這樣的問題：一個化學(xué)反響在實際進行時，所有反響物能否完全〔按照方程式中相應(yīng)物質(zhì)的量關(guān)系〕轉(zhuǎn)變成生成物，如果能，反響條件是什么如果不能，原因是什么解決這些問題的重要性是不言而喻的。例如在預(yù)知理論產(chǎn)率極低的情況下，就不必再消耗人力、物力和時間去進行探索性實驗等。[板書]第三節(jié)化學(xué)反響的速率和限度[推進新課]師：請同學(xué)閱讀課本P44實驗2-7,答復(fù)有關(guān)問題。生：討論探究實驗2-7生1：把1mol/l的Na2SO4溶液逐滴滴加到盛有3ml-4ml的CaCl2溶液中，直到不再有沉淀產(chǎn)生為止。反響現(xiàn)象是：白色沉淀產(chǎn)生。離子反響方程式：Ca2＋+SO42＋=CaSO4↓生2：繼續(xù)演示實驗2-7過濾，取澄清溶液與小試管中，參加適量的1mol/l的Na2CO3溶液，可能的現(xiàn)象是：有白色的沉淀CaCO3產(chǎn)生，或者沒有沉淀產(chǎn)生。師：很好。開始演示實驗。把1mol/l的Na2SO4溶液逐滴滴加到盛有3ml-4ml的CaCl2溶液中，直到不再有沉淀產(chǎn)生為止。過濾，取澄清溶液與小試管中，參加適量的1mol/l的Na2CO3溶液，提問學(xué)生觀察到什么現(xiàn)象生1：有白色的沉淀師：怎樣驗證是硫酸鈣還是碳酸鈣沉淀生2：滴加稀鹽酸，如果溶解是碳酸鈣沉淀，否那么，是硫酸鈣沉淀。師：做演示實驗，驗證生2的猜想。然后，請同學(xué)寫出離子反響方程式。生：Ca2＋+CO32－=CaCO3↓師：同學(xué)們從以上實驗探究中你得到什么啟示生1：CaSO4和Ca2＋、SO42－同時存在同一體系中。

CaSO4和Ca2＋、SO42－同時存在同一體系中生2：碳酸鈣比硫酸鈣根難容。師：在第一支試管內(nèi)的溶液中，還有Ca2＋存在，那么在第二支試管的溶液中Ca2＋還存在嗎生：Ca2＋的濃度減小了，但是仍然存在。CaCO3和Ca2＋、CO32－同時存在此體系中。［板書］二、化學(xué)反響限度［學(xué)生自學(xué)］閱讀課本P45頁師：什么是可逆反響[板書]可逆反響生：在同一條件下，既能向正反響方向又能向逆反響方向進行的反響稱可逆反響。例如Ca2＋+SO42－=＝＝＝CaSO4↓的反響，正向反響和逆向反響同時進行。師：什么是化學(xué)平衡呢[板書]化學(xué)平衡生1：平衡狀態(tài)很像圍城現(xiàn)象，城里的人想到城外去，而成外的人又想到城里去。當(dāng)一段時間里，出去的人和進城的人相等時，“圍城現(xiàn)象〞就處于“平衡狀態(tài)〞。這種關(guān)系就是：“化學(xué)平衡〞。師：好！有沒有那位同學(xué)再給出化學(xué)平衡定義生2：在一定的條件下，正反響速率和逆反響速率相等，反響物和生成物的濃度保持不變．師：很好，有關(guān)化學(xué)平衡的認(rèn)識我們將在以后的選修教材中繼續(xù)學(xué)習(xí)?；瘜W(xué)反響限度怎樣理解呢板書生1：不同的平衡體系到達平衡狀態(tài)時，反響限度不同。例如平衡體系1，Ca2＋+SO42－=＝＝＝CaSO4↓平衡體系2，Ca2＋+CO32－=＝＝＝CaCO3↓這兩個平衡體系中，在起始濃度都是1mol/l時，到達平衡時，平衡體系2的CO32的濃度比平衡體系1中SO42－的濃度小，也就是說平衡體系2中正反響向右進行的限度大。生2：同一個平衡體系在不同的條件下，反響限度也不同。平衡體系，Ca2＋+SO42－=＝＝＝CaSO4↓;給平衡體系加熱，CaSO4固體質(zhì)量將減少，溶液中Ca2＋、SO42－的濃度將增大。正反響的限度將減少。［合作探究］煉鐵高爐尾氣之謎三、化學(xué)反響的條件控制在生產(chǎn)生活中，促進有利的化學(xué)反響發(fā)生，抑制有害的化學(xué)反響發(fā)生，這就要討反響條件的控制。[學(xué)生自學(xué)]閱讀課本P46頁師：帶著學(xué)生探究A.建筑物定向爆破問題；B煤的燃燒條件問題?！裨汉琒量：要求＜2%，否那么SO2排放濃度會偏高；●原煤粒度：要求≤40mm，且越均勻越好，但不能使用粉煤；●爐膛：耐高溫；●煙囪抽力要求有大于20%的充裕能力，氧氣要適當(dāng)充足，等。[課堂小結(jié)]=1\*romani通過實驗探究，同學(xué)們了解：可逆反響、化學(xué)平衡、化學(xué)平衡狀態(tài)、化學(xué)反響限度。=2\*romanii.控制反響條件可以使化學(xué)反響向有益的方向盡可能多、快地進行。[布置作業(yè)]1．教材P48T5、T6.[板書設(shè)計]第三節(jié)化學(xué)反響的速率和限度二、化學(xué)反響限度實驗探究2-7=1\*romani可逆反響、化學(xué)平衡、化學(xué)平衡狀態(tài)、化學(xué)反響限度。=2\*romanii.控制反響條件可以使化學(xué)反響向有益的方向盡可能省、快地進行。活動與探究1.利用NO2平衡氣體遇熱顏色加深、遇冷顏色變淺來指示放熱過程和吸熱過程〔1〕按圖2-7所示將實驗裝置連接好?！?〕向其中一個燒杯的水中投入一定量的CaO固體，CaO與水反響放熱，此燒杯中的NO2平衡混合氣體的紅棕色變深。隨堂練習(xí)1．在一定條件下，使NO和O2在一密閉容器中進行反響，以下說法中不正確的選項是[]。A．反響開始時，正反響速率最大，逆反響速率為零B．隨著反響的進行，正反響速率逐漸減小，最后為零C．隨著反響的進行，逆反響速率逐漸增大，最后不變D．隨著反響的進行，正反響速率逐漸減小，最后不變2．一氧化氮與一氧化碳都是汽車尾氣里含有的物質(zhì)，它們能緩慢地起反響生成氮氣和二氧化碳。對此反響，以下表達中正確的選項是[]A．使用催化劑不能改變反響速率B．使用催化劑能加大反響速率C．降低壓強能加大反響速率D．升高溫度能加大反響速率3．在一定溫度下，可逆反響A〔g〕＋3B〔g〕2C〔g〕到達平衡的標(biāo)志是[]A．C生成的速率與C分解的速率相等B．A、B、C的濃度不再變化C．單位時間內(nèi)生成nmolA，同時生成3nmolBD．A、B、C的分子數(shù)比為1∶3∶2A．化學(xué)反響速率理論可指導(dǎo)怎樣在一定時間內(nèi)快出產(chǎn)品B.化學(xué)平衡理論可指導(dǎo)怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品C．化學(xué)反響速率理論可指導(dǎo)怎樣提高原料的轉(zhuǎn)化率D．正確利用化學(xué)反響速率和化學(xué)平衡理論都可提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益5.在一密閉容器中，反響aA(g)=bB(g〕到平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，當(dāng)?shù)竭_新的平衡時，B的濃度是原來的60%，那么〔〕A．平衡向正反響方向移動了B．物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了C．物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了D.a＞6.壓強變化不會使以下化學(xué)反響的平衡發(fā)生移動的是〔〕A.H2〔g〕＋I2〔g〕=HI(gB.3H2〔g〕＋N2〔g〕=2NH3〔g〕C.25O2〔g〕＋O2〔g〕=2SO3〔g〕D.C(s)＋CO2〔g〕=2CO(g)7.在一定溫度下，反響A2(g)＋B2(g2AB(g〕到達平衡的標(biāo)志是〔〕A．單位時間生成nmol的A2同時生成nmol的ABB．容器內(nèi)的總壓不隨時間變化C．單位時間生成2nmol的AB同時生成nmol的B2D．單位時間生成nmol的A2同時生成nmol的B28.某溫度下，在一容積可變的容器中，反響：2A(g)+B(g)=2C(g)到達平衡時，A,B和C的物質(zhì)的量分別為4mol,2mol和4mol。保持溫度和壓強不變，對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整，可使平衡右移的是〔〕A．均減半B均加倍C均增加1molD．均減少1mol9·反響2SO2+O2=2SO3，以下判斷中正確的選項是〔〕A.2體積SO2和足量O2反響，必定生成2體積SO3B．其他條件不變，增大壓強，平衡必定向右移動C.平衡時，SO2消耗速度必定等于O3生成速率的兩倍D．平衡時，SO2濃度必定等于O2濃度的兩倍10.工業(yè)上用氨和二氧化碳反響合成尿素：CO2＋2NH2＝＝＝＝CO〔NH2〕2＋H2O。以下物質(zhì)在一定條件下均能與水反響產(chǎn)生H2和CO2。H2是合成氨的原料，CO2供合成尿素用。假設(shè)從充分利用原料的角度考慮，選用〔填序號〕作原料較好。A．CO．B.石腦油〔C5H12、C6H14〕C．CH4D．焦炭隨堂練習(xí)答案:BBDABC答案:A,C〔解析〕題設(shè)的關(guān)鍵信息是反響達平衡后容器體積增大一倍，應(yīng)轉(zhuǎn)換為〔1)條件變化的瞬間A,B的濃度均為原來的50%;(2〕容器內(nèi)壓強減小為原來的1/2。此題的設(shè)問多項比較綜合，但只要抓住達新平衡時B的濃度由50%-60%這第2個關(guān)鍵信息，說明生成物B的物質(zhì)的量、質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)都增大了，故平衡正向移動，反響物A的轉(zhuǎn)化率增大，并且由壓強減小，平衡向體積增大方向移動，推出a<b6.［答案]A［解析］此題是對化學(xué)平衡移動原理的考查。對于有氣體參加的反響而言，壓強改變，不會影響平衡移動的只有方程式兩邊氣體分子數(shù)相等的反響。7.〔答案]C〔解析〕根據(jù)平衡的特征可選出C為答案，但注意的是該反響兩邊的氣體分子數(shù)相等，反響過程始終等壓。8.［答案］C［解析］在容積可變的情況下，如果均加倍的話，相當(dāng)于對平衡時的各物質(zhì)來講，濃度均沒有發(fā)生變化，故正逆反響速率均沒有發(fā)生改變，平衡不發(fā)生移動；均減半與此類似。由于反響物的系數(shù)之和比生成物的大，所以均增加1mol的話，可認(rèn)為先增加1molA,0.5molB,1mo1C，這時平衡不移動，再增加0.5molB,B的濃度增加、平衡向正反響方向移動。對反響物和生成物來講，他們的反響速率的變化就不會一樣，導(dǎo)致正逆反響速率不相同，平衡發(fā)生移動。均減少1mol與此類似，只不過平衡移動的方向正好相反罷了。只有C符合題意。9.［答案］BC〔解析〕選項A：生成2體積還表示2體積SO2全部反響但此反響是可逆反響，反響物不可能全部轉(zhuǎn)化為生成物；選項B,此反響的正反響是氣體物質(zhì)分子數(shù)目減少的反響，因此增大壓強時會使平衡向正反響方向移動；選項C,到達平衡時的標(biāo)志是正、逆反響速率相等。SO2的消耗是正反響，O2的生成是逆反響。由于反響速率之比等于方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比。所以消耗SO2的速率應(yīng)為生成O2速率兩倍；選項D,平衡時，SO2濃度與O2濃度的關(guān)系要看反響起始的投料量，如果SO2與O2的起始投料量的物質(zhì)的量之比為2：1時，由于反響消耗的SO2與O2的起始投料量的物質(zhì)的量之比為2：1，所以達平衡時，SO2濃度必定等于O2濃度的兩倍，否那么不會是。10.答案：B［解析］根據(jù)反響N2＋3H2=2NH3和CO2＋2NH3=CO(NH2)2＋H2O，假設(shè)要充分利用原料，顯然要求原料與水反響產(chǎn)生的H2和CO2的物質(zhì)的量之比等于或接近于3:1時，上述兩個反響趨于恰好完全反響，從而原料得以充分利用。習(xí)題祥解1.升高溫度可以增大化學(xué)反響速率，因為溫度升高，反響物分子的能量增加，使有效碰撞次數(shù)增多因而化學(xué)反響速率增大。例如，在夏季食品更易變質(zhì)。反響物的濃度增大可以增大化學(xué)反響速率，當(dāng)增大反響物的濃度時，活化分子的數(shù)量增多，使有效碰撞次數(shù)增多因而化學(xué)反響速率增大。固體反響物的外表積越大，會使反響物的接觸面積增大，使有效碰撞次數(shù)增多因而化學(xué)反響速率增大。催化劑能夠增大化學(xué)反響速率，是由于催化劑能夠降低反響所需要的能量，這樣會使更多的反響物分子成為活化分子，從而增大化學(xué)反響速率。2.面粉屬于外表積非常大的有機物，與空氣的接觸面積大，所以，非常容易劇烈燃燒而發(fā)生爆炸。3.〔1〕提高溫度或使用催化劑都可以促進KClO3的分解?！?〕2KclO32KCl+3O2↑第二章化學(xué)反響與能量〔復(fù)習(xí)課〕沉著說課本節(jié)課是復(fù)習(xí)課，第二章全部內(nèi)容。通過復(fù)習(xí)使學(xué)生熟悉根底知識，重點掌握探究實驗中的過程與方法，開展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，有將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識。具體從一下方面入手：1.化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反響中能量變化的主要原因2.了解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用及其對人類文明開展的奉獻。3.了解化學(xué)電池的化學(xué)反響根底〔氧化復(fù)原反響〕及研制新型電池的重要性。4.認(rèn)識化學(xué)反響的速率，化學(xué)平衡、反響限度；控制反響條件對生產(chǎn)、生活及科學(xué)研究的意義，解決提高燃料燃燒效率等一些實際問題。5.獲得有關(guān)化學(xué)實驗的根底知識和根本技能，學(xué)習(xí)實驗研究的方法，能設(shè)計并完成一些化學(xué)實驗；經(jīng)歷對化學(xué)物質(zhì)及其變化進行探究的過程，進一步理解科學(xué)探究的意義，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的根本方法，提高科學(xué)探究能力。有參與化學(xué)科技活動的熱情，有將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識，能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會和生活問題做出合理的判斷。三維目標(biāo)知識與技能1．掌握化學(xué)能與熱能、化學(xué)能與電能的關(guān)系；化學(xué)反響速率與限度的概念及其意義。2．用探究實驗的方法解決化學(xué)反響中化學(xué)變化的速率和限度、能量的轉(zhuǎn)化的化學(xué)問題。過程與方法：2．通過典型例題的分析學(xué)習(xí)，掌握分析問題、解決問題的方法。3．能對自己的化學(xué)學(xué)習(xí)過程進行方案、反思、評價和調(diào)控，提高自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力。情感、態(tài)度與價值觀1.有將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識，能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會和生活問題做出合理的判斷。2.贊賞化學(xué)科學(xué)對個人生活和社會開展的奉獻，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會熱點問題，逐步形成可持續(xù)開展的思想。教學(xué)重點比較、分類、歸納、概括等方法對信息進行加工。教學(xué)難點培養(yǎng)舉一反三的能力，培養(yǎng)發(fā)散思維、創(chuàng)新思維的能力。教具準(zhǔn)備實物投影儀課時安排１課時教學(xué)過程［新課導(dǎo)入］目前人類正在使用的能源一覽表師：從這張表中我們?nèi)菀装l(fā)現(xiàn)化學(xué)能與電能、熱能、其他形式的能的密切關(guān)系。充分說明了本章內(nèi)容的重要性。同學(xué)們請看書和筆記本等，然后歸納、整理一下本章內(nèi)容，比較，看誰歸納的最好。［板書］復(fù)習(xí)課第二章化學(xué)反響與能量生：開始歸納、整理師：巡視，了解、掌握學(xué)生情況。［用實物投影儀投出學(xué)生歸納、總結(jié)情況］生１：放出能量放出能量直接應(yīng)用一、化學(xué)反響與能量物質(zhì)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化途徑變化原因?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化形式化學(xué)反響化學(xué)鍵的改變電能生活生產(chǎn)其他熱能反響物中化學(xué)鍵的斷裂燃燒其他反響火電轉(zhuǎn)化化學(xué)電源二、化學(xué)反響速率和限度化學(xué)反響速率的概念——化學(xué)反響速率是指化學(xué)反響進行的快慢程度?；瘜W(xué)反響速率的表示方法_____________________________________。對化學(xué)反響限度的認(rèn)識________________________________________?？刂苹瘜W(xué)反響條件的意義______________________________________。生2：略師〔給出評價〕：同學(xué)們集圖表、文字、圖像等于一體，充分顯示出當(dāng)代中學(xué)生的思維活潑的一面。生1：第一種方法歸納比較全面、細致生2、第2種提綱挈領(lǐng)，但有些不完整生3、第3種以表格的形式給人看起來較整齊、美觀，還畫出了銅鋅原電池的圖像。生4：……師〔微笑〕：形式應(yīng)該為內(nèi)容效勞，力求做到形式與內(nèi)容完美結(jié)合，無論以哪種形式歸納、總結(jié)，都要注意以下幾點：(1)要注意根底知識(2)要抓重點(3)突出難點(4)便于掌握、理解[例題剖析]例1：某學(xué)校設(shè)計了一節(jié)實驗活動課，讓學(xué)生從廢舊干電池回收碳棒、鋅皮、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物質(zhì)，整個實驗過程如下，請答復(fù)有關(guān)問題?！?〕有關(guān)干電池的根本構(gòu)造和工作原理。以下列圖是干電池的根本構(gòu)造圖。干電池工作時負極上的電極反響式是，MnO2的作用是除去正極上的產(chǎn)物，本身生成Mn2O3，該反響的化學(xué)方程式是_________________?！?〕鋅皮和碳棒的回收。用鉗子和剪刀剪開回收的干電池的鋅筒，將鋅皮和碳棒取出，并用毛刷刷洗干凈，將電池的黑色粉末移入小燒杯中?！?〕氯化銨、氯化鋅的提取、檢驗和別離。如何從黑色粉末中提取NH4Cl、ZnCl2等晶體的混合物寫出簡要的實驗步驟〔填操作名稱〕?！?〕最后剩余黑色殘渣的主要成分是MnO2，還有炭黑和有機物?？捎米茻姆椒ǔルs質(zhì)，該實驗中需要用到的主要儀器除酒精燈外有【教師精講】干電池是同學(xué)們熟悉的電源，它的負極是鋅片，正極是石墨碳棒。書寫電極反響方程式時，要根據(jù)化合價的變化,確定正負極;2.根據(jù)質(zhì)量守恒、電荷守恒寫出電極反響方程式。答案：：〔1〕Zn-2e-===Zn2+2MnO2+H2====Mn2O3+H2O〔3〕①溶解、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶②〔a〕取所得晶體適量于燒杯中，參加溶解〔b〕取〔a〕所得溶液少許于試管中，加NaOH溶液，加熱〔c〕產(chǎn)生使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體〔d〕NH4++OH-====NH3↑.+H2O〔e〕取〔a〕所得少量溶液于試管中，參加NaOH溶液使全部生成沉淀，將沉淀分成三份，一份加鹽酸至過量，一份加NaOH溶液至過量，一份加氨水至過量〔f〕三份白色沉淀均溶解〔4〕坩堝、玻璃棒、三腳架、泥三角等例2化學(xué)活動課上，三組學(xué)生分別用圖示甲、乙兩裝置，探究“NaHCO，和Na2CO，與稀鹽酸的反響〞，按表中的試劑用量，在相同條件下，將兩個氣球中的固體粉末同時倒入試管中(裝置的氣密性已檢查)。請答復(fù)：(1)各組反響開始時_____________.，裝置中的氣球體積先變大，該裝置中反響的離子方程式是_________________________.(2)當(dāng)試管中不再有氣體生成時，三組實驗出現(xiàn)不同現(xiàn)象，填寫下表的空格。＼試劑用量實驗現(xiàn)象(氣球體積變化)分析原因第①組0．42gNaHC030．53gN2C03mL4mol／L鹽酸甲中氣球與乙中氣球的體積相等甲、乙鹽酸均過量n(NaHC03)=n(Na2C03)ν甲(CO2)=ν乙(CO2)第②組0．3gNaHC030．3gNa2C03mL4mol／L鹽酸甲中氣球比乙中氣球的體積大第③組0．6gNaHC03O．6gNa2C03mL2mol／L鹽酸甲中氣球比乙中氣球的體積大片刻后，乙中氣球又縮小，甲中氣球的體積根本不變(用離子方程式表示)答案：(1)甲HCOO2－+H＋=C02t+H20＼試劑用量實驗現(xiàn)象(氣球體積變化)分析原因②甲、乙鹽酸均過量n(NaHC03)>n(Na2C03V甲(C02)>V乙(C02)③甲、乙鹽酸均缺乏量消耗的n(NaHC03)>n(NaC03)V甲(C02)>V乙(C02)C02+H20+cO2－=2HCO2－布置作業(yè)【投影】放出能量直接應(yīng)用放出能量直接應(yīng)用一、化學(xué)反響與能量物質(zhì)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化途徑變化原因?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化形式化學(xué)反響化學(xué)鍵的改變電能生活生產(chǎn)其他熱能反響物中化學(xué)鍵的斷裂燃燒其他反響火電轉(zhuǎn)化化學(xué)電源二、化學(xué)反響速率和限度1.化學(xué)反響速率的概念——化學(xué)反響速率是指化學(xué)反響進行的快慢程度?；瘜W(xué)反響速率的表示方法_____________________________________。2.對化學(xué)反響限度的認(rèn)識________________________________________。3.控制化學(xué)反響條件的意義______________________________________?；顒优c探究1．2003年10月15日〔1〕肼〔N2H4〕是發(fā)射航天飛船常用的高能燃料。一般將液太N2O4作為火箭的推進劑。1mol液態(tài)肼與足量液態(tài)N2O4完全反響放出QkJ的熱量，產(chǎn)物是對環(huán)境無害的氮氣和水蒸氣，但實際發(fā)射過程中會看到有大量紅色的煙霧，除了該反響可能產(chǎn)生少量NO外，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因可能是?！?〕實際上，最理想的燃燒熱大，體積小，本身毒性小、平安的固態(tài)氫，目前人們還不能制得固態(tài)氫，因為。〔3〕新型無機材料在航天工業(yè)中也有廣泛應(yīng)用。如飛船外表覆蓋有一種耐高溫的氮化硅陶瓷，該物質(zhì)中各原子均滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)，那么氮化硅的化學(xué)式為?！?〕飛船上的能量主要來自于太陽能和燃料電池。常用的燃料電池是氫氧燃料電池，負極的反響式為：2H2－4e—+4OH—4H2O，正極的反響式為，工作時極pH相對較大。答案：〔1〕2N2H4〔1〕N2O4〔l〕+N2O4〔l〕3N2〔g〕+4H2O〔g〕；局部N2O4轉(zhuǎn)化為NO2〔2〕因為制備時需要極高的壓強〔其它合理答案均給分〕〔3〕Si3N4〔4〕O2+4e—+|2H2O4OH—〔1分〕正隨堂練習(xí)1．為“綠色奧運〞某同學(xué)提出了以下環(huán)保建議，其中你認(rèn)為可以采納的是②開發(fā)生產(chǎn)無汞電池③提倡使用一次性發(fā)泡塑料餐具和塑料袋④分類回收垃圾⑤開發(fā)無磷洗滌劑⑤提倡使用手帕，減少餐巾紙的使用A．①③③④B．②③④⑤C．①②④⑤⑥D(zhuǎn)．全部2．把鋅片和鐵片放在有稀食鹽水的酚酞溶液的外表皿中，如下列圖經(jīng)過一段時間后，最先觀察到變紅的區(qū)域是〔〕A．Ⅰ和Ⅲ B．Ⅰ和ⅣC．Ⅱ和Ⅲ D．Ⅱ和Ⅳ3.以下列圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，以下表達不正確的選項是〔〕A．b電極是正極B．總反響方程式為：C．負極發(fā)生復(fù)原反響，正極發(fā)生氧化反響D．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源4、航天器的燃料之一是鋁粉與高氯酸銨〔NH4ClO4〕的固體混合物，點燃時，鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨反響，其反響式為：2NH4ClO4=N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑反響放出大量熱，以下對該反響的表達中，錯誤的選項是()A．NH4ClO4既是氧化劑，又是復(fù)原劑B．1molNH4ClO4完全反響時，轉(zhuǎn)移14摩爾電子C．反響中只有Cl元素被復(fù)原D．從能量角度看，化學(xué)能主要轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣幽?、蓄電池在放電時起原電池的作用，在充電時起電解池的作用。下式是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時發(fā)生的反響：以下有關(guān)對愛迪生蓄電池的推斷錯誤的選項是〔A〕放電時，F(xiàn)e是負極，NiO2是正極〔B〕充電時，陰極上的電極反響式為：Fe(OH)2＋2e==Fe＋2OH－〔C〕放電時電解質(zhì)溶液中的陰離子是向正極方向移動〔D〕蓄電池的電極必須浸入堿性電解質(zhì)溶液中6.以下說法正確的選項是：A、1molH2SO4與1molBa(OH)2完全中和所放出的熱量為中和熱B、中和反響都是放熱反響，鹽類水解反響都是吸熱反響C、在101kPa1mol碳燃燒所放出的熱量一定是碳的燃燒熱D、碳與二氧化碳的反響既是吸熱反響，也是化合反響7.以下說法正確的選項是 A．化學(xué)反響中的能量變化，都表現(xiàn)為熱量的變化 B．反響物的總能量高于生成物的總能量時發(fā)生吸熱反響 C．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反響是放熱反響 D．工業(yè)法制硫酸的三步主要反響都是放熱反響8.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，放電時的電池反響如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O，根據(jù)此反響判斷以下表達中正確的選項是〔〕A．PbO2是電池的負極B．負極的電極反響式為：Pb＋SO42－－2e－＝PbSO4↓C．PbO2得電子，被氧化D．電池放電時，溶液酸性增強9.一種新型熔融鹽燃料電池具有高發(fā)電效率而倍受重視?，F(xiàn)有Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，一極通CO氣體，另一極能O2和CO2的混合氣體，制作650℃時工作的燃料電池，其電池總反響是2CO+O22CO2。那么以下說法中正確的選項是〔 A．通CO的一極是電池的正極 B．負極電極反響是：O2+2CO2+4e—=2CO32— C．熔融鹽中CO32—的物質(zhì)的量在工作時保持不變 D．正極發(fā)生氧化反響10.100mL濃度為2mol/L的鹽酸跟過量的鋅片反響，為減緩反響速率，又不影響生成的氫氣的總量，可采用的方法是A．參加適量的6mol/L的鹽酸B．參加適量Na2CO3固體C．參加適量Na2SO4溶液D．參加適量CH3COOK固體隨堂練習(xí)參考答案1.C2.B3.C4.B5.C6.BD7.C8.B9.C10.CD氫：完美替代化石能源現(xiàn)有能源體系從終端利用的角度，可分為固定式和移動式。固定式能源需求部門包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和住宅，能源的需求形式為熱能和動力。對于高需求密度區(qū)，可由化石能源發(fā)電，并輸送到需求區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿?，由載熱介質(zhì)供應(yīng)熱能。但是對于低需求密度區(qū)和移動式機械的能量供應(yīng)，電力的應(yīng)用受到限制，因為電力為不可儲存的能量，而且在長途輸送過程中沿程損耗巨大。在這樣的場合，液體和氣體化石燃料通過燃氣輪機、活塞式發(fā)動機等轉(zhuǎn)化設(shè)備，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為動力和熱能。用于固定式發(fā)電的燃料主要是煤，用于分布式及移動機械的燃料主要為天然氣和石油。這三種化石能源并重而互補。出于規(guī)模效應(yīng)，大型電站有經(jīng)濟能力對尾氣進行凈化，消除大局部氣體污染物排放，產(chǎn)生出清潔的電力和熱能。汽車工業(yè)中，石油產(chǎn)品燃燒造成的污染那么不易消除，導(dǎo)致大城市空氣質(zhì)量惡化。再加上能源供應(yīng)平安等因素，人們首先想到能否有一種清潔的流體燃料來代替石油產(chǎn)品，驅(qū)動運輸設(shè)備，這種燃料就是氫。燃料電池的開展對氫能的前景起到了巨大推動作用。燃料電池防止了傳統(tǒng)的熱機循環(huán)限制，直接將氫的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動力，其效率可為傳統(tǒng)內(nèi)燃機的2～3倍。目前燃料電池技術(shù)正得到飛速開展。放熱反響化學(xué)反響總伴隨能量的變化，通常表現(xiàn)為熱量的變化。有熱量放出的化學(xué)反響叫做放熱反響，放熱反響往往可表現(xiàn)為反響體系溫度的升高。例如燃料的燃燒、食物的腐敗等。放熱反響的發(fā)生，有時需加熱，很多燃料需點燃方能燃燒。一旦發(fā)生反響，放出的熱量足以維持反響必要的溫度而有余，就不需外界持續(xù)提供能量了。反響物的總能量大于生成物的總能量。吸熱反響吸收熱量的化學(xué)反響叫做吸熱反響。吸熱反響那么常表現(xiàn)為反響體系溫度的降低，或者，必須持續(xù)供應(yīng)必要的熱量反響才能持續(xù)進行。例如，氯酸鉀的分解反響是吸熱反響，在MnO2催化的條件下要不斷加熱，反響才能完成。反響物的總能量低于生成物的總能量。礦物燃料也稱為化石燃料。到目前為止，世界各國所用的燃料，幾乎都是化石燃料，即石油、天然氣和煤。但在自然界經(jīng)歷幾百萬年才逐漸形成了化石燃料，看來在幾百年內(nèi)將全部被人類耗盡。根據(jù)觀察、研究說明，在今天的地下已不再形成煤和石油。〔1〕石油也稱原油，是人們從地下開采出來顏色由黃色到黑色的可燃性粘稠液體，常與天然氣共存，是很復(fù)雜的混合物。石油的性質(zhì)因產(chǎn)地不同而不同，密度、粘度、凝固點的差異也很大，以凝固點而言，有的高達30℃，有的低至-66℃。熱值43.7～46.2MJ/kg。石油中各組分的沸點差異很大，從常溫到石油的主要元素是碳和氫，分別占83～87％和11～14％。此外，還含有少量的硫〔0.06～8％〕、氮〔0.02～1.7％〕、氧〔0.08～1.8％〕以及微量金屬元素〔鎳、釩、鐵、銅等〕。我國大慶和任丘的石油以烷烴為主，新疆、遼河和勝利的石油是烷烴，環(huán)烷烴混合石油，臺灣的石油那么以芳香烴為主?！?〕天然氣從廣義上講，指的是埋藏在地層中自然形成的氣體的總稱。但通常所指的天然氣只指貯藏于地層較深部的可燃性氣體〔即氣態(tài)的化石燃料〕和與石油共存的氣體〔常稱為油田伴生氣〕。天然氣的主要成分是甲烷，此外根據(jù)不同的地質(zhì)形成條件，還含有不同數(shù)量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等低碳烷烴以及二氧化碳、氮氣、氫氣、硫化物等非烴類物質(zhì)。有的氣田中還含有氦氣。甲烷含量高的天然氣稱為干氣，含有2個或2個以上碳原子的烷烴較高的天然氣稱為濕氣。我國四川自貢產(chǎn)天然氣?！?〕煤也叫煤炭，埋藏在地下的固態(tài)可燃性礦物。煤是一種混合物，沒有單一的分子結(jié)構(gòu)，雖然很多科學(xué)家經(jīng)長期研究已介紹有關(guān)煤結(jié)構(gòu)的普通形式，如質(zhì)分子相對量從300～1000，結(jié)構(gòu)是多碳環(huán)，一些環(huán)相互鍵合〔稠合的〕，其他環(huán)鍵合成長鏈，等等。比較常見的有懷澤的煙煤結(jié)構(gòu)模型，但都還沒有能揭示出煤的實質(zhì)結(jié)構(gòu)。煤中有機物元素主要是碳，其次是氫，還有氧、氮和硫等元素。煤可以分為無煙煤、煙煤、次煙煤、褐煤，它們的性質(zhì)如下：無煙煤煙煤次煙煤褐煤熱值高高中等低含硫量低高低低氫/碳〔物質(zhì)的量比〕0.50.60.91.0〔4〕油頁巖又稱油母頁巖，一種高礦物質(zhì)的腐泥煤，為低熱值的固態(tài)化合燃料。顏色由淺灰色到深褐色，可提取石油〔產(chǎn)油率低于6％的屬貧礦，高于10％的屬富礦〕，也可直接作燃料。油頁巖主要包括油母、水分和礦物質(zhì)。油母含量約10～15％〔干基〕，是復(fù)雜的高分子化合物，富含脂肪烴結(jié)構(gòu)，較少芳香烴結(jié)構(gòu)，氫碳物質(zhì)的量比為1.25～1.75，水分4～25％，礦物質(zhì)主要有石英、高嶺土、粘土、云母、碳酸鹽巖以及硫鐵礦等。我國的能源概況煤炭我國煤炭資源的總儲量為14380億噸，已探明的可開采儲量為7310億噸。1991年的年產(chǎn)量為10.9億噸，居世界首位，且每年在按4000萬噸左右的速度遞增。但全國煤炭資源的分布很不平衡，就總儲量計，華北占71.13％，西北占9.05％，華東占8.15％，東北占3.68％，中南占2.33％。其中山西省約占全國的1/3。我國規(guī)劃到二十世紀(jì)末，年生產(chǎn)量為12億噸左右，按此水平，我國的煤炭至少還可以開采260年。石油和天然氣1991年我國石油產(chǎn)量達1.39億噸，天然氣產(chǎn)量為150億立方米。估計我國石油資源儲量為300～600億噸〔也有認(rèn)為我國遠景石油資源為787億噸，國外估計值為300～1000億噸〕，而現(xiàn)在已探明的石油儲量僅有幾十億噸。天然氣資源量預(yù)測為3.3×105億立方米，探明的儲量只占3％左右。因此石油和天然氣的開發(fā)潛力還很大。石油的年產(chǎn)量目前為1.4～1.5億噸，每年尚在按2％的速度遞增。1990年的原油產(chǎn)量居世界第5位。生物燃料能我國的森林面積約1.2×1012m2，林木蓄積量為95億立方米，每年可供柴薪216億千克左右。農(nóng)村中最主要的生物燃料是秸桿，估計為4.58億噸，此外還有柴薪2800萬噸、畜糞900萬噸。至1990年，全國有沼氣池338.1萬個，年供沼氣約10億立方米。水能我國地表水年徑流量達26200億立方米，居世界第四位，按人口計，我國人均占有水資源約2700m3，居世界第127位。水能的開發(fā)和利用，目前僅占可利用水能的7％，水電裝機容量僅為1700萬千瓦，開發(fā)的程度還是很低的。其他，如核燃料，雖然我國已建立了一批具有相當(dāng)規(guī)模的鈾礦開采、冶煉基地，但我國的核電站還起步不久。秦川核電站是30萬千瓦的核電站，東部沿海近年中還要再建立一些。例如田灣、大亞灣，我國核電站選址將主要考慮東南沿海經(jīng)濟興旺省份。根據(jù)核電“遠景規(guī)劃〞，到２０２０年中國核電裝機容量將從目前已經(jīng)投產(chǎn)和在建的８７０萬千瓦增加到３６００萬千瓦，從目前的占全國電力裝機總?cè)萘康模?３％提升到４％。這個規(guī)劃意味著，從２００４年起，中國每年將至少批準(zhǔn)建設(shè)２個百萬千瓦級核電機組。也就是說，今后１６年，中國每年都要建一座大亞灣規(guī)模的核發(fā)電廠。盡管太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿鹊墓烙嬏N藏量都不算少，但尚待進一步開發(fā)和利用。東北試點推廣乙醇汽油“初戰(zhàn)告捷〞２００４年下半年以來，東北三省在全國率先實現(xiàn)了全區(qū)域封閉使用車用乙醇汽油，讓這種可再生的新型“綠色〞能源以盡可能少的資源消耗、盡可能小的環(huán)境代價實現(xiàn)最大的經(jīng)濟和社會效益。乙醇俗稱燃料酒精，它以小麥、玉米、高粱、薯類或植物纖維為生產(chǎn)原料，被稱為綠色能源。將燃料乙醇和汽油按一定比例混配使用，可形成一種新型車用燃料——乙醇汽油。據(jù)統(tǒng)計，世界上現(xiàn)有約２０個國家推廣使用乙醇汽油。為緩解石油資源短缺的矛盾，２００３年１１月，吉林省在全國率先開始在全省范圍內(nèi)封閉運行推廣車用乙醇汽油，為在整個東北地區(qū)乃至全國進一步擴大試點奠定了根底。２００４年下半年，遼寧、黑龍江兩省相繼實現(xiàn)了全省車用乙醇汽油封閉銷售，至此整個東北地區(qū)全部封閉推廣車用乙醇汽油。此外，我國還在河南、安徽兩省及湖北、山東、河北和江蘇４省的局部地區(qū)開展了車用乙醇汽油試點工作，預(yù)計到今年底，上述各省和地區(qū)范圍內(nèi)要根本實現(xiàn)車用乙醇汽油替代其他汽油。一年來，乙醇汽油在東北三省的市場覆蓋率到達了９０％左右，并取得了一系列明顯的效益。車用乙醇汽油開辟了替代能源的新途徑，有效地解決了糧食出路問題，同時也降低了汽車尾氣對空氣的污染，有效改善了大氣環(huán)境。國家發(fā)改委有關(guān)負責(zé)人認(rèn)為，東北三省作為全國先行試點推廣省份，為國家開展新型能源承擔(dān)了義務(wù)，做出了積極的探索和有益的嘗試。據(jù)初步統(tǒng)計，從吉林?。玻埃埃衬辏保痹抡絾榆囉靡掖计弯N售到２００５年２月末，東北三省共銷售車用燃料乙醇汽油１９４萬噸，累計節(jié)約原油７０多萬噸。吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司總經(jīng)理王學(xué)泠說，在目前石油極為緊缺的情況下，燃料乙醇對于已經(jīng)推廣使用乙醇汽油的地區(qū)緩解能源緊張狀況有著十清楚顯的作用。專家們認(rèn)為，從國家后備能源的儲藏角度、替代角度考慮，尋找到一種新的可循環(huán)的再生能源是非常重要的。一旦進口油品出現(xiàn)困難，可以擴大燃料乙醇的推廣范圍。反響熱和鍵能的關(guān)系化學(xué)鍵是分子中相鄰原子間的強烈的相互作用，這種相互作用具有一定的能量，這一能量就是鍵能。鍵能常用E表示，單位是kJ/mol。下面用乙烷裂解為乙烯和氫氣為例，根據(jù)化學(xué)反響中化學(xué)鍵的改變和鍵能的變化來分析反響熱和鍵能的關(guān)系。在乙烷分子中，原子間的結(jié)合力可歸結(jié)為6個C—H鍵和1個C—C鍵：在乙烯分子中，原子間的結(jié)合力可歸結(jié)為4個C—H鍵和1個C=C鍵：從鍵能數(shù)據(jù)估算反響熱的具體方法和步驟如下：〔1〕寫出反響的化學(xué)方程式，并突出反響物和生成物分子中的各個化學(xué)鍵?！?〕歸納出化學(xué)鍵改變的情況。6C—H+C—C—→4C—H+C==C+H—H即：2C—H+C—C—→C==C+H—H〔3〕從鍵能的表中，查出有關(guān)的數(shù)據(jù)。E(C—H)=414.4kJ/molE(C==C)=615.3kJ/molE(C—C)=347.4kJ/molE(H—H)=435.3kJ/mol〔4〕根據(jù)以下公式粗略地估計反響熱〔Q〕。Q=∑E〔生成物〕-∑E〔反響物〕上式說明，反響熱等于生成物的鍵能總和跟反響物的鍵能總和之差。Q=[E(C==C)+E(H—H)]-[2E(C—H)+E(C—C)]=(615.3+435.3)kJ/mol-(2×414.4+347.4)kJ/mol=-125.6kJ/mol這說明，上述反響是吸熱的，吸收的熱量為125.6kJ/mol。其他反響是吸熱還是放熱，數(shù)值是多少，可以用以上方法進行估計。對于化學(xué)方程式：可以說明1份〔如1個、1mol等，下同〕H2與1份Cl2在點燃條件下反響生成2份HCl?；瘜W(xué)方程式只說明了反響物分子轉(zhuǎn)化為生成物分子時原子重新組合的情況，即只說明了化學(xué)反響中的物質(zhì)變化，但它不能說明化學(xué)反響中的能量變化。如果我們把上述化學(xué)方程式改寫為下述形式：H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)；ΔH=-184.6kJ/mol即說明了1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反響生成2mol氣態(tài)HCl，放出184.6kJ的熱量。這種說明反響所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。熱化學(xué)方程式不僅說明了化學(xué)反響中的物質(zhì)變化，也說明了化學(xué)反響中的能量變化。從熱化學(xué)方程式可以明顯地看出反響過程中需要吸收或放出的熱放出285.8kJ的熱量，上述兩個反響的熱化學(xué)方程式可以表示如下：從上述熱化學(xué)方程式可以明顯地看出，由H2與O2反響生成H2O〔l〕比生成H2O〔g〕多放出44kJ/mol的熱量。書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注意以下幾點：1．需注明反響的溫度和壓強，因反響的溫度和壓強不同時，其ΔH也不同。但中學(xué)化學(xué)中所用的ΔH的數(shù)據(jù)，一般都是在101kPa和25℃時的數(shù)據(jù)，因此可不特別注明。但需注明ΔH的“+〞與“-〞2．要注明反響物和生成物的狀態(tài)。物質(zhì)呈現(xiàn)哪一種聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關(guān)。例如，冰熔化為水時，需要吸收熱量，水蒸發(fā)為水蒸氣時，也需要吸收熱量，如下列圖。因此，水在蒸氣狀態(tài)時所具有的能量與液態(tài)或固態(tài)時所具有的能量是不相同的。這也就是為什么H2與O2反響生成2mol液態(tài)水與生成2mol水蒸氣時所放出的熱量不同的原因。3．與化學(xué)方程式不同，熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個數(shù)，因此，它可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。對于相同物質(zhì)的反響，當(dāng)化學(xué)計量數(shù)不同時，其ΔH也不同。例如：H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)；ΔH=-184.6kJ/mol2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)；ΔH=-483.6kJ/mol顯然，對于上述相同物質(zhì)的反響，前者的ΔH是后者的兩倍。許多化學(xué)反響的反響熱可以直接測得，但有些化學(xué)反響的反響熱不能直接測得，需通過計算求得。正確書寫熱化學(xué)方程式對于生產(chǎn)和科學(xué)研究有重要意義。反響熱前面我們主要介紹了氧化復(fù)原反響和離子反響中的物質(zhì)變化。在化學(xué)反響中，發(fā)生物質(zhì)變化的同時，還伴隨有能量變化，這種能量變化，常以熱能的形式表現(xiàn)出來。例如，在高一化學(xué)中，我們曾做過鋁片與鹽酸，以及氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體在迅速攪拌下反響的實驗，前者反響時放出熱量，為放熱反響；后者反響時吸收熱量，為吸熱反響。在化學(xué)反響過程中放出或吸收的熱量，通常叫做反響熱。反響熱用符號ΔH表示，單位一般采用kJ/mol。許多化學(xué)反響的反響熱是可以直接測量的，其測量儀器叫做量熱計。在中學(xué)化學(xué)中，一般研究的是在一定壓強下，在敞開容器中發(fā)生的反響所放出或吸收的熱量。下面，我們試從微觀的角度來討論宏觀反響熱的問題。實驗測得1molH2與1molCl2反響生成2molHCl時放出184.6kJ的熱量，這是該反響的反響熱。任何化學(xué)反響都有反響熱，這是由于在化學(xué)反響過程中，當(dāng)反響物分子間的化學(xué)鍵斷裂時，需要克服原子間的相互作用，這需要吸收能量；當(dāng)原子重新組合成生成物分子，即新化學(xué)鍵形成時，又要釋放能量。就上述反響來說，當(dāng)1molH2與1molCl2在一定條件下反響生成2molHCl時，1molH2分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量，1molCl2分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收243kJ的能量，而2molHCl分子中的化學(xué)鍵形成時要釋放431kJ/mol×2mol=862kJ的能量，如圖1所示。H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)的反響熱，應(yīng)等于生成物分子形成時所釋放的總能量〔862kJ/mol〕與反響物分子斷裂時所吸收的總能量〔679kJ/mol〕的差，即放出183kJ/mol的能量。顯然，這個分析結(jié)果與實驗測得的該反響的反響熱〔184.6kJ/mol〕很接近〔一般用實驗數(shù)據(jù)來表示反響熱〕。這說明該反響完成時，生成物釋放的總能量比反響物吸收的總能量大，這是放熱反響。對于放熱反響，由于反響后放出熱量而使反響本身的能量降低。因此，規(guī)定放熱反響的ΔH為“-〞，即上述反響的反響熱為：ΔH=-184.6kJ/mol反之，對于吸熱反響，由于反響通過加熱、光照等吸收能量，而使反響本身的能量升高。因此，規(guī)定吸熱反響的ΔH為“+〞。例如，1molC與1mol水蒸氣起反響，生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的熱量，即該反響的反響熱為：ΔH=+131.5kJ/mol綜上所述，當(dāng)ΔH為“-〞或ΔH＜0時，為放熱反響；當(dāng)ΔH為“+〞或ΔH＞0時，為吸熱反響。也就是說，如果反響物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，反響物轉(zhuǎn)化為生成物時放出熱量，這是放熱反響。反之，如果反響物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，反響物就需要吸收熱量才能轉(zhuǎn)化為生成物，這是吸熱反響。化學(xué)變化過程中的能量變化如圖2所示。月亮——氦3核聚變He-3是一種清潔、平安和高效的核聚變發(fā)電的燃料。據(jù)估算，月壤中He-3的資源總量可達100萬-500萬噸。如果采用D-He-3核聚變發(fā)電，美國年發(fā)電總量僅需消耗25噸He-3；中國1992年的年發(fā)電總量只需8噸He-3，全世界一年有100噸He-3就夠了。問題：以目前全球電價和空間運輸本錢算，1噸He-3的價值約40億美元。如何將月球上的He-3運回地球呢風(fēng)——風(fēng)能風(fēng)能發(fā)電風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象，它是由太陽照射到地球外表，地球外表各處受熱不同，產(chǎn)生溫差從引起大氣的對流運動形成的。據(jù)估計到達地球的太陽能中雖然只有大約2％轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，全球的風(fēng)能約為2.74X109MW，其中可利用的風(fēng)能為2X107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。問題：不穩(wěn)定、因地而異太陽——太陽能太陽，這顆太陽系中最大的恒星，不停地向宇宙中發(fā)射能量，僅其中的22億分之一，即成就了今天的地球。目前太陽能可以取暖、制冷、熱水、供電。太陽能光伏板

1平方米太陽能熱水器，相當(dāng)于每年節(jié)約120公斤煤。目前技術(shù)上最成熟、市場化程度最高的就是太陽能供熱水。問題：太陽能發(fā)電本錢過高。江河——水能二灘水電站許多世紀(jì)以前，人類就開始利用水的下落所產(chǎn)生的能量。最初，人們以機械的形式利用這種能量。在19世紀(jì)末期，人們學(xué)會將水能轉(zhuǎn)換為電能。問題：可能會改變一局部自然景觀21世紀(jì)的能源——太陽能電池問：目前市場上的太陽能電池主要是由什么材料制作的答：目前市場上最大量生產(chǎn)的太陽能電池的主要材料是由晶體硅制作的半導(dǎo)體材料．這種太陽能電池的結(jié)構(gòu)如附圖的上圖所示．圖中的A是表層金屬導(dǎo)線；B層是吸光材料，通常是黑色涂層，以保證射入太陽能電池的光不從電池外表因反射而逃逸．E是金屬電極．F是底層材料．C和D都是晶體硅半導(dǎo)體，但C是n-型半導(dǎo)體，它在光的照射下產(chǎn)生電子〔圖中用e-表示〕，而D是p-型半導(dǎo)體，它在C產(chǎn)生電子的同時產(chǎn)生帶正電的空穴〔圖中用h+表示〕．C和D合在一起叫做n-p結(jié)．晶體硅制成n-型和p-型半導(dǎo)體的主要方法是在晶體硅中摻雜．n-型硅半導(dǎo)體摻入的雜質(zhì)是電子比硅原子多的原子，如磷原子，p-型硅半導(dǎo)體摻入的雜質(zhì)是電子比硅原子少的原子，如硼原子．摻雜會大大提高硅釋放電子的能力，例如，只要摻雜百萬分之一的磷，晶體硅的電子流會提高10萬倍．摻雜是在由二氧化硅復(fù)原成硅制作晶體硅時進行的．事實上n-p結(jié)硅半導(dǎo)體是制成單片的．問：在70年代就有過報道，晶體硅將被非晶硅所代替，非晶硅是什么問：非晶硅這樣好，為什么沒有取而代之把晶體硅驅(qū)逐出市場答：非晶硅有2個致命缺點：一是壽命短，在光的不斷照射下會發(fā)生所謂Staebler-Wronski效應(yīng)，光電轉(zhuǎn)化效率會下降到原來的25％，這本質(zhì)上正是非晶硅中有太多的以懸鍵為代表的缺陷，致使結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定；二是它的光電轉(zhuǎn)化效率遠比晶體硅低．現(xiàn)今市場上的晶體硅的光電轉(zhuǎn)化效率為12％，最近面世的晶體硅的光電轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)提高到18％，在實驗室里，甚至可以到達29％〔比照：綠色植物的葉綠體的光電轉(zhuǎn)化效率小于1％！〕，然而非晶硅的光電轉(zhuǎn)化效率一直沒有超過10％．但是，人們對非晶硅的熱情未減．最近的一那么報道說，在美國密執(zhí)根的聯(lián)合太陽能系統(tǒng)公司剛剛創(chuàng)造了一種“三結(jié)〞非晶硅光電池，可以同時接受藍、綠和紅／紅外輻射，光電轉(zhuǎn)化效率到達12.1％．由于非晶硅的本錢低，1990年用光電轉(zhuǎn)化效率只有4～6％的非晶硅太陽能電池，就把一架飛機飛行400km從美國西海岸加里福尼亞圣地亞哥飛到東海岸北卡羅林那州的凱提堆克．這說明非晶體硅的前途仍然是光明的，只要克服壽命短和效率欠佳的缺點，將來還是會占據(jù)相當(dāng)大的市場份額的．問：老式的照相機不能自動測光，照相測光要用一種小型測光器，我記得它的光電轉(zhuǎn)化材料是CdS，現(xiàn)今的照相機都帶自動測光，它里面裝的是什么光電材料它們也能做成太陽能電池嗎答：測光所需的光電轉(zhuǎn)化率不需要很高．硫化鎘就屬于這類光電池．其實不止是硫化物，許多硒化物和碲化物也是光電轉(zhuǎn)化材料．用這類化合物制作的光電池品種很多，其中有一些光電轉(zhuǎn)化效率甚高，作為太陽能電池的材料的前景也看好，例如，迄今光電轉(zhuǎn)化效率最高的光電材料是GaAs-GaSb，它的轉(zhuǎn)化率可以到達33％．許多價格不匪的照相機里裝的就是砷化鎵光電池，用它來做太陽能電池價格太貴，不可能用在地面裝置上，美國波半日公司已經(jīng)把GaAs-GaSb太陽能電池裝在航天飛機上．還有，幾年前有一種用CdTe制作的太陽能電池已經(jīng)問世．這種太陽能電池的實驗室轉(zhuǎn)化效率到達16％，見于市場的那么達8％．它比非晶硅壽命長，效率穩(wěn)定，制作也較簡單，很有前途．有人擔(dān)憂這種太陽能電池因含致癌元素鎘而有害．但專家們認(rèn)為完全不必擔(dān)憂，因為太陽能電池是密封的．相比之下，目前已經(jīng)廣泛使用的鎘-鎳可充電電池要危險得多，廢電池經(jīng)常被到處扔．這里，我還要特別提到所謂CIS，它是CuInSe2的縮寫，是一種極有前途的太陽能電池，價格相對于CdTe要廉價．最近報道說，美國科羅拉多國立可更新能源實驗室〔NREL〕開發(fā)了一種摻極少量Ga的CIS，效率竟到達18％．1997年，現(xiàn)合并到西門子太陽能公司的原阿克羅太陽能公司曾經(jīng)制成一塊達0.5m2面積的CIS模塊，效率到達11％．長遠地看，硫族化合物太陽能電池具有與晶體硅太陽能電池競爭的實力．它們與晶體硅不同而與非晶硅相同之處是可以造得很薄，這是這類半導(dǎo)體的根本性質(zhì)決定的，因而用材很省．問：80年代初報道過二氧化鈦是一種光電材料，有可能用來光解水，它也能制作太陽能電池嗎答：這是一種值得稱贊的聯(lián)想．二氧化鈦確實可以制作太陽能電池．第一個制作二氧化鈦太陽能電池的是位于瑞士Lausanne的瑞士聯(lián)邦制作了這種電池，后人稱為格萊澤電池．附圖的以下列圖是改進的格萊澤電池的示意圖．圖中A是透光的玻璃；B是既透光又能導(dǎo)電的高分子薄膜；夾在高分子薄膜中間的是含碘離子的水溶液，溶液的底部那么是納米級的二氧化鈦晶體．在二氧化鈦晶體外表上有一種釕的配合物，是光繁化劑．格萊澤電池受到光照射時，Ru2+離子從基態(tài)變成激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)釕釋放出能量時從Ru2+氧化為Ru3+，釋放出的電子進入二氧化鈦晶格，使鈦從Ti4+復(fù)原為Ti3+，于是二氧化鈦發(fā)生如同在葉綠素里發(fā)生的所謂電子弛豫，把電子傳遞到與之接觸的導(dǎo)電高分子〔光電池的負極〕，與此同時，溶液里的碘離子跟Ru3+氧化態(tài)的釕配合物反響，把電子傳遞給釕，使釕恢復(fù)到Ru2+，碘離子氧化為碘原子〔實為I3-離子〕，后者從光電池的正極接受一個電子復(fù)原為碘離子，完成一個電子傳遞的循環(huán)．這個循環(huán)在飛秒級的時限內(nèi)便完成了．據(jù)說循環(huán)進行1億次系統(tǒng)運轉(zhuǎn)仍然正常．這種太陽能電池估計可以使用20年．在陽光直射時，格萊澤電池的光電轉(zhuǎn)化效率為10％．這種電池最人驚訝處是，在陰天，它的效率更高，到達15％．這是硅太陽能電池望塵莫及之處．作為比照，雖然晶體硅可以吸收從350mm到1.1μm的光子，但吸收藍光的光電轉(zhuǎn)化效率是很低的．陰天的散射光是藍光，硅太陽能電池效率低下，而格萊澤電池卻能高效率地吸收藍光獨領(lǐng)風(fēng)騷．據(jù)說，格萊澤電池的價格只有晶體硅太陽能電池的1／5．大家知道，二氧化鈦目前廣泛用于制造牙膏和涂料〔即鈦白粉〕，是一種很廉價的天然礦物，據(jù)說，建造1m2的二氧化鈦薄膜只需人民幣1.3元．眼下許多國家的大公司競相投資開發(fā)格萊澤電池．例如，瑞士的SMH在1998年成功地將格萊澤電池裝進手表．澳大利亞利用光電池研究所〔INAP〕制作了一塊10×10cm2的模塊光電轉(zhuǎn)化效率到達7％，宣稱2000年開始進行試生產(chǎn)，等等．問：到21世紀(jì)初，太陽能電池究竟能夠占到多大的電能市場答：每天太陽光照射到地球外表的能量超過全人類使用的全部電能的10000倍！太陽能資源真可謂無窮無盡，不會枯竭，問題在于用什么方法才能廉價地把它轉(zhuǎn)化為電能．隨著化石燃料逐漸枯竭，化石燃料燃燒引起的溫室氣體、氮氧化物等環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，核電站不僅投資驚人還有核泄漏的潛在危險和核廢料存放問題，人們轉(zhuǎn)向利用太陽能來解決能源危機的目光已經(jīng)越來越焦灼，越來越執(zhí)著．從1970年到1998年，太陽能電池的價格已經(jīng)下降了10倍！不過現(xiàn)在在屋頂上裝太陽能電池板是仍然是一種奢侈．算下來，用晶體硅，在美國每平方米要花640美元，在英國，屋頂提供的電能在用電頂峰期每度電要花人民幣40元．這跟生產(chǎn)量不大也有關(guān)．終究，利用太陽能實在太吸引人，總有一天，隨著市場需求的急劇膨脹，將推動太陽能電池制造業(yè)的投資猛增，生產(chǎn)規(guī)模急速擴大，太陽能電池的價格還會下降．一旦太陽能價格降到人們可以接受的價格，家家戶戶的屋頂上會裝上太陽能電池板，將構(gòu)成一道新的風(fēng)景線．預(yù)計到2022年，100萬戶美國家庭會裝上太陽能電池板．辦公樓裝太陽能電池屋頂更劃算，因為它們白天用電，跟太陽能白天發(fā)電相匹配．太陽能電池現(xiàn)在占的電能分額仍很有限，但增長很快．1987年，全球生產(chǎn)的太陽能電池發(fā)電量到達1.25×108W，1998年預(yù)期到達1.60×108W．這急劇增長的數(shù)字中有格萊澤電池的功績．曾有過報道，英國認(rèn)為到2022年太陽能電池將占到英國總電能消耗的10％．英國現(xiàn)在年耗電量是3×1014W·h，1991年有一個叫Newcastle的調(diào)查團體做過調(diào)查，如果英國的所有屋頂裝上太陽能電池，光電發(fā)電的總量也可以到達這個數(shù)據(jù)．相信我國太陽能電池的開展到下個世紀(jì)也會突飛猛進．原電池正負極確實定原電池正負極確實定將銅鋅兩種金屬放在電解質(zhì)溶液中，用導(dǎo)線連接，便構(gòu)成原電池的兩極，如圖．由于Cu、Zn兩種金屬電勢上下不同，所以存在著電勢差．電子總是從低電勢的極流向高電勢的極．電勢的上下一般可根據(jù)金屬的活潑性確定：金屬越活潑其電極電勢就越低，金屬越不活潑其電極電勢就越高．由于鋅比銅活潑，所以電子總是從鋅極流向銅極．電化學(xué)上把電子流出的極定為負極，流入的極定為正極．如下列圖，鋅為負極，銅為正極．原電池中主要的反響類型〔1〕電極與電解質(zhì)溶液中的電解質(zhì)發(fā)生氧化復(fù)原反響．例如鋅、銅和稀硫酸，鋅、銅和硫酸銅溶液都可以構(gòu)成原電池，這些原電池的原理是鋅、銅和稀硫酸及硫酸銅溶液能分別發(fā)生氧化復(fù)原反響．鐵、碳棒和三氯化鐵溶液也能構(gòu)成原電池，這是由于鐵與三氯化鐵能發(fā)生氧化復(fù)原：Fe+2FeCl33FeCl2〔2〕電極與電解質(zhì)溶液中溶解的氧氣等物質(zhì)的反響．如將鐵和碳棒插入NaCl溶液，銅和碳棒插入NaCl溶液，都有電流產(chǎn)生，這是因為發(fā)生了原電池反響：負極：2Fe-4e2Fe2+2Cu-4e2Cu2+正極：2H2O+O2+4e4OH-2H2O+O2+4e4OH-NaCl起著增強溶液導(dǎo)電性作用，未形成原電池時，在常溫下鐵與水及銅與水都是不反響的．但是，將鋅和銅插入ZnCl2濃溶液中那么不能構(gòu)成原電池，因為Zn2+的大量存在抑制鋅的離子化，使氧化復(fù)原反響不易發(fā)生．當(dāng)然，要構(gòu)成有實用意義的原電池，必須對電極材料、電解質(zhì)溶液都有所選擇．電池知多少隨著電信業(yè)向國際市場敞開大門，必將愈來愈普及，作為配件的電池，其需求量將與日俱增．電池功能的核心在于電芯，這種可充電的二次電芯，在國內(nèi)尚無技術(shù)生產(chǎn)．國內(nèi)廠家主要是從日本進口電芯而組裝電池，如名牌“諾基亞〞，“愛立信〞便是．現(xiàn)將電池生產(chǎn)開展近況概述如下：鎳鎘電池由兩個極板組成，一個是用金屬鎳，另一個是用金屬鎘做成．這兩種金屬在電池中能發(fā)生可逆反響，因此電池可重新充電．其電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，待機時間及通話時間長，缺點是金屬鎘易致污染．鎳氫電池亦稱“環(huán)保電池〞，因其不含易污染的金屬鎘．其電量儲藏比鎳鎘電池多30～50％以上，待機時間和通話時間因此而延長了30％．愛立信398型用標(biāo)準(zhǔn)6V鎳氫電池，它是由5節(jié)1.2V單體鎳氫二次電池或