高考化学反应中的能量变化知识汇总.docx
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高考化学反应中的能量变化知识汇总.docx
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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+CO22CO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:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。
3、能源的分类:
形成条件
利用历史
性质
一次能源
常规能源
可再生资源
水能、风能、生物质能
不可再生资源
煤、石油、天然气等化石能源
新能源
可再生资源
太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能、沼气
不可再生资源
核能
二次能源
(一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源)
电能(水电、火电、核电)、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等
[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。
化学能与电能
1、化学能转化为电能的方式:
电能
(电力)
火电(火力发电)
化学能→热能→机械能→电能
缺点:
环境污染、低效
原电池
将化学能直接转化为电能
优点:
清洁、高效
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)。
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