關于化學反應原理第一頁，共九十二頁，2022年，8月28日聯想●質疑化學反應中常伴隨有能量變化，結合前面知識思考:1、化學反應中為什么有能量變化?3、例舉生產生活中常見的化學反應能量變化的應用.

化學反應中釋放與吸收能量與我們生活息息相關，這就需要一個化學量來定量描述研究反應熱2、哪些反應是放熱反應？哪些反應是吸熱反應？4、如何定量描述一個化學反應釋放或吸收的熱量？5、用什么方法可以準確地測量這些熱量？6、通過理論方法如何計算這些熱量？第二頁，共九十二頁，2022年，8月28日所有的化學反應都有能量的變化，其中大部分都是熱量的變化化學反應包括兩個過程：打斷舊鍵和形成新鍵，前者吸收能量，后者放出能量，這兩個過程的能量不同，所以有能量變化，整個反應放熱還是吸熱取決于兩個過程能量的相對大小。第三頁，共九十二頁，2022年，8月28日常見的放熱反應和吸熱反應⑴常見的放熱反應①活潑金屬與水或酸的反應。如2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑②酸堿中和反應。如2KOH+H2SO4＝K2SO4+2H2O③燃燒反應。如C、CO、C2H5OH等的燃燒④多數化合反應。如Na2O+H2O＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4第四頁，共九十二頁，2022年，8月28日⑵常見的吸熱反應①多數分解反應，如CaCO3CaO+CO2↑②2NH4Cl（s）+Ba(OH)2·8H2O（s）＝BaCl2+2NH3↑+10H2O③C(s)+H2O(g)CO+H2④CO2+C2CO高溫高溫高溫第五頁，共九十二頁，2022年，8月28日為了更準確的描述反應，我們引入了反應熱的定義。一、反應熱的涵義1、化學上規定，當化學反應在一定的溫度下進行時，反應所釋放或吸收的熱量為該反應在此溫度下的熱效應。2、符號：用Q表示Q>0，表示放熱；Q<0，表示吸熱；3、單位：J/mol或kJ/mol如何獲得一個反應的反應熱呢？第六頁，共九十二頁，2022年，8月28日為了測定反應熱，專門設計了測量的儀器：量熱計

簡易量熱計示意圖第七頁，共九十二頁，2022年，8月28日如何求算一個體系放出或吸收的熱量呢？Q=-C(T2-T1)＝-C0m(T2-T1)C—熱容，當物質吸收熱量溫度升高時，溫度每升高1K所吸收的熱量，稱為該物質的熱容；C0—比熱容，單位質量物質的熱容；T—熱力學溫度，也叫開爾文溫度，單位為k，T(k)=t(0c)+273.15第八頁，共九十二頁，2022年，8月28日實驗目的：實驗原理：實驗測定的數值：測定中和反應的反應熱Q=-C(T2-T1)或Q=-cm(T2-T1)T2和T1第九頁，共九十二頁，2022年，8月28日中和熱的測定第十頁，共九十二頁，2022年，8月28日在測定過程中應注意什么問題(1)用保溫性能好的儀器測量。(2)混合好后，迅速蓋好裝置蓋子，減少熱量的損失。(3)所用藥品濃度的配制須準確,用強酸和強堿溶液,而且要是稀溶液。(4)宜用有0.1分刻度的溫度計，讀數盡可能準確，且估讀至小數點后二位。同時應注意水銀球部位要完全浸沒在溶液中，而且要穩定一段時間后再讀數，以提高所測的精度。(5)記錄最高溫度。第十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日當?H為“－”（?H<0）時，為放熱反應當?H為“＋”（?H>0）時，為吸熱反應第十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日基本規律：所有的水解和電離過程都是吸熱反應燃燒反應、中和反應都是放熱反應大多數分解反應都是吸熱反應大多數化合反應都是放熱反應也有例外：H2+I2=2HIN2+O2=2NOC+H2O(g)=CO+H2N2O4=2NO2氫氧化鋇與銨鹽的反應第十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日例1：1molC與1molH2O(g)反應生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應的反應熱為△H=

kJ/mol。例2：拆開lmolH—H鍵、lmolN－H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1molN2生成NH3的反應熱為

1molH2生成NH3的反應熱為

。

＋131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol練習第十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日三、熱化學方程式什么是熱化學方程式？表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式，叫做熱化學方程式。第十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日意義:熱化學方程式不僅表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的能量變化。第十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日熱化學方程式與一般的化學方程式不同(1)書寫熱化學方程式要注明反應的溫度和壓強，(為什么？)而常溫、常壓可以不注明；(2)熱化學方程式要標明物質的狀態：固體—s，液體—l，氣體—g；溶液中的溶質—aq(為什么要標出？)(3)方程式后要隔一空格標出反應熱?H，吸熱為“＋”，放熱為“－”，反應熱數值要與化學式前系數對應；(4)方程式中的計量系數表示實際反應的物質的物質的量，可以是整數也可以是分數。第十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日例題1、當1mol氣態H2與1mol氣態Cl2反應生成2mol氣態HCl，放出184.6KJ的熱量，請寫出該反應的熱化學方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)?H=-184.6KJ/mol第十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日寫出下列反應的熱化學方程式課堂練習1、1molN2(g)與適量O2(g)反應生成NO

(g)，需吸收68kJ的熱量；2、2molCu(s)與適量O2(g)反應生成CuO(s)，放出314kJ熱量；第十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日3、1g硫粉在氧氣中充分燃燒放出9.36kJ熱量，寫出硫燃燒的熱化學方程式。4、4gCO在氧氣中燃燒生成CO2，放出9.6kJ熱量，寫出CO燃燒的熱化學方程式。第二十頁，共九十二頁，2022年，8月28日5、已知H2(g)＋1/2O2(g)

＝H2O(g)

ΔH1

=

akJ/mol2H2(g)＋O2(g)

＝2H2O(g)

ΔH2

=

bkJ/molH2(g)＋1/2O2(g)

＝H2O(l)

ΔH3

=

ckJ/mol2H2(g)＋O2(g)

＝2H2O(l)

ΔH4

=

dkJ/mol則a、b、c、d的關系正確的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0

C第二十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日6、在一定條件下，氫氣和甲烷燃燒的化學方程式為：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=–572kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=–890kJ/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放出的熱量為多少。2066KJ第二十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日四、燃燒熱1、概念：25℃，101KPa時，1mol純物質完全燃燒生成穩定的化合物時放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱注：A、△H<0，單位：KJ/molB、燃料的量：“1mol純物質”C、完全燃燒生成穩定的化合物如：C(s)→CO2(g)H2(g)→H2O(l)S(s)→SO2(g)…….第二十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日練習:1、在25℃，101KPa，1g甲醇完全燃燒生成CO2和液態水，同時放出22.68KJ的熱量。寫出該條件下甲醇燃燒熱的熱化學方程式2、2.3g某液態有機物和一定量的氧氣混合點燃恰好完全燃燒，生成2.7gH2O和2.24LCO2(標準狀況)，并放出68.35KJ的熱量，則該反應的燃燒熱為多少？第二十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日蓋斯定律及其應用第二十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日在眾多的化學反應中，有些反應的反應速度很慢，有些反應同時有副反應，還有些反應不易直接進行，測定這些反應的熱效應很困難如何測定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應熱△H①能直接測定嗎？如何測？②若不能直接測，怎么辦？思考：可通過蓋斯定律獲得它們的反應熱數據第二十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日蓋斯定律一個化學反應，不論是一步完成,還是分幾步完成,，其總的熱效應是完全相同的化學反應的焓變（ΔH）只與反應體系的始態和終態有關，而與反應的途徑無關。第二十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日△H＝△H1+△H2蓋斯定律直觀化蓋斯定律是質量守恒定律和能量守恒定律的共同體現的結果。不論一步進行還是分步進行，始態和終態完全一致，蓋斯定律才成立。第二十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3=+實例1第二十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日①C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH1=?②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol③C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol①+②=③

則ΔH1+ΔH2=ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol應用了什么規律？第三十頁，共九十二頁，2022年，8月28日①確定待求的反應方程式；②找出待求方程式中各物質出現在已知方程式的什么位置；③根據未知方程式中各物質計量數和位置的需要對已知方程式進行處理，或調整計量數，或調整反應方向；④實施疊加并檢驗上述分析的正確與否。蓋斯定律的計算要注意：第三十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日【練習1】已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=-283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=-285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol

試計算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH【解】：根據蓋斯定律，反應④不論是一步完成還是分幾步完成，其反應熱效應都是相同的。下面就看看反應④能不能由①②③三個反應通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應④能不能分成①②③幾步完成。①×2+②×4-③=④

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol

第三十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日【練習2】

：某次發射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態H2O。已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同狀態下，請寫出發射火箭反應的熱化學方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

你知道神六的火箭燃料是什么嗎？第三十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日【練習３】同素異形體相互轉化但反應熱相當小而且轉化速率慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難。現在可根據蓋斯提出的觀點“不管化學反應是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的”。已知：P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；=-2983.2

kJ/molH1P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；=-738.5

kJ/molH2試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式

。

P4(s、白磷)=4P(s、紅磷)；=-29.2kJ/molH第三十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日【練習４】使18g焦炭發生不完全燃燒，所得氣體中CO占1/3體積，CO2占2/3體積，

已知：C(S)+O2(g)=CO(g)；△H=－Q1KJ/mol,CO(g)+O2(g)=CO2(g)；△H=－Q2KJ/mol

A、1/3Q1KJB、1/3Q2KJC、1/3(Q1+Q2)KJD、1/2Q2KJ與這些焦炭完全燃燒相比較，損失的熱量是（）

D第三十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日專題二電解池的工作原理第三十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日通電第三十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日通電前,Na+、Cl-在__________運動。通電后,Na+向__極移動，Cl-向___極移動。

陰極：電子從電源負極流向_________，發生的反應：

陽極：電子從電解池陽極流向_______。

總反應為_______________________。陰無規則自由陽電解池陰極2NaCl

2Na+Cl2↑氧化反應，還原反應。電源正極2Na++2e-==2Na，2Cl-－2e-==Cl2↑，第三十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日電解熔融氯化鈉制鈉第三十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日(2)、電解池：將電能轉化成化學能的裝置。(1)、電解：在直流電作用下，在兩極上分別發生氧化反應和還原反應的過程。相關概念(3)、電解池形成的條件：a.有與直流電源相連的兩電極b.電解質溶液或熔融的電解質c.形成閉合回路第四十頁，共九十二頁，2022年，8月28日分析電解反應的一般思路：明確溶液中存在哪些離子根據陽極氧化，陰極還原分析得出產物離子在電場作用下怎樣移動陰陽兩極附近有哪些離子第四十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日電解飽和食鹽水實驗石墨石墨飽和NaCl溶液以石墨作電極，電解滴有幾滴酚酞的飽和食鹽水，并以濕潤的淀粉KI試紙檢驗陽極產物，觀察實驗現象。2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑電解陽極：陰極：2Cl—－2e—=Cl2↑2H++2e—=H2↑第四十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日

為何當一個電極存在多種可能的放電離子時，不是大家共同放電，而是只有一種離子放電？放電能力與什么因素有關？思考：物質在電解池的陰、陽兩極發生反應的過程叫放電。第四十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日陰極：___電子，發生____反應，離子 _____越強，反應越容易。常見陽離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+陽極：___電子，發生____反應，離子 _____越強，反應越容易。當陽極為惰性電極(石墨、鉑、金)時,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頁，共九十二頁，2022年，8月28日分析電解反應的一般思路：明確溶液中存在哪些離子判斷放電順序根據陽極氧化，陰極還原分析得出產物離子在電場作用下怎樣移動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-第四十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日活動與探究向氯化銅溶液中通入直流電第四十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日陽極:Cl-﹥OH-陰極:Cu２＋﹥H+2Cl--2e-=Cl2↑Cu

２＋+2e-=Cu

電解總反應：CuCl2

=Cu+Cl2↑

電解第四十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日專題三原電池的工作原理第四十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日實驗一將鋅片插入稀硫酸中現象：鋅片上有氣泡產生Zn+

2H+

=Zn2++H2失2e-得2e-

(氧化還原反應)第四十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日實驗二將銅片插入稀硫酸中現象：無明顯現象第五十頁，共九十二頁，2022年，8月28日實驗三鋅片和銅片一起插入稀硫酸中現象：鋅片上有氣泡產生,銅片上無明顯現象第五十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日實驗四1．在鋅片和銅片之間連接上導線

現象：銅片上有氣泡產生2．用導線在鋅片和銅片之間連一電流計現象：電流計指針發生偏轉3、記錄指針偏轉方向第五十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日問題探索1．銅片上的氣泡是什么？H2

有電流產生，因為在鋅片和銅片之間發生了電子的定向移動3．電流計的指針為什么會發生偏轉？2．氣體是怎么產生的？2H+

得到2e-

生成H2第五十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日原電池微觀原理圖思考：在此裝置中發生了什么能量轉化呢?化學能電能紅球：e-橙球：Zn2+綠球：H+

藍球：H2第五十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日原電池的定義：將化學能轉化為電能的裝置第五十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日知識探索如何用反應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原電池的總反應式：發生了（

）反應

發生了（）反應屬于（氧化還原）反應第五十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日將一干電池與電流計相連，使指針偏轉方向與實驗四的偏轉方向一致。由此可判斷出銅-鋅原電池的正極是（），負極是（）。電子從較活潑的()流向較不活潑的()。銅鋅實驗五鋅銅第五十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日

在原電池中，電子從負極流到正極。問題探索1．在原電池中，電子流動方向是怎樣的？2．能否通過兩極物質的活潑性強弱判斷出原電池的正負兩極呢？能，較活潑的作負極，較不活潑的作正極第五十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日活潑性不同原電池的正負極

結論

第五十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日H+

（1）Zn是（）極，Cu是（）極。（2）活潑性Zn＞負正（3）硫酸在溶液中能電離出（）和（），這樣可使整個裝置形成閉合回路。

SO42-Cu銅-鋅原電池的結構Cu

Zn稀硫酸

SO42-H+

H+

第六十頁，共九十二頁，2022年，8月28日實驗設計原料：鐵片、鋅片、碳棒、導線、稀硫酸、電流計要求：（1）設計出一套原電池裝置（2）畫出簡單裝置圖，標出正負極（3）寫出電極反應式第六十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日Fe正負Zn稀硫酸C正負Fe稀硫酸C正負Zn稀硫酸負極:Zn-2e-=Zn2+負極:

Fe-2e-=Fe2+負極:Zn-2e-=Zn2+正極：2H++2e-=H2正極：2H++2e-=H2正極：2H++2e-=H2第六十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日分析下圖各裝置能否形成原電池？CFe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？第六十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日原電池的形成條件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溶液中3．形成閉合回路第六十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日小結原電池定義原理形成條件化學能負極：發生氧化反應電能正極：發生還原反應兩個電極電解質溶液閉合回路一．第六十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日二．給你任意一個氧化還原反應，從原理上你能否設計出一套對應的原電池裝置？能第六十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日問題思考利用氧化還原反應Fe+2FeCl3=

3FeCl2，選擇合適的電極材料，設計一套原電池裝置，并寫出電極反應式。負極：Fe

Fe–2e-=Fe2+正極：C（或Cu等）

2Fe3++2e-=2Fe2+第六十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日實驗探索1．往盛有鋅粒的試管內加入稀硫酸現象：2．再加入少量硫酸銅溶液現象：產生氣泡氣泡產生速度加快第六十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日稀硫酸Zn示意圖CuSO4溶液CuZn第六十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日原因：鋅置換出銅，形成銅-鋅原電池，加快了反應速度。思考：氣泡產生速度為何加快？第七十頁，共九十二頁，2022年，8月28日實驗探索將鐵片和碳棒一起插入自來水中，并用導線與電流計相連接現象：電流計指針發生偏轉第七十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日問題探索1．該裝置是否是原電池？2．負極是（），正極是（）。鐵片碳棒3．長時間放置，鐵片質量會（）。是減少這就是下一節我們將要學習的鋼鐵腐蝕的主要原理！第七十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日第七十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日稀硫酸ZnZn示意圖CuSO4溶液Cu第七十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日

練習CX、Y、Z均為金屬，X與Z組成原電池時，Z是原電池的正極，X與Y組成原電池時，Y為電池的負極。則X、Y、Z三種金屬的活潑性順序為（

）A、X>Y>ZB、X>Z>YC、Y>X>ZD、Y>Z>X第七十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日Cu

Zn稀硫酸e-H+e-H+HHH2Zn2+第七十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日化學電源第七十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日我們所學的原電池的缺點：實用電池的特點：反應一段時間后，銅極上聚集了許多氫氣泡，把銅極與硫酸隔開就不再產生電流，且攜帶不方便。能產生穩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，不污染環境或對環境產生影響小。第七十八頁，共九十二頁，20