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化学必背知识手册分类第六章 化学反应与能量 -【知识手册】（人教版必修第二册）（教师版）7
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这是一份化学必背知识手册分类第六章 化学反应与能量 -【知识手册】（人教版必修第二册）（教师版）7，共7页。学案主要包含了化学反应与热能，化学能转化为电能，化学反应条件的控制等内容，欢迎下载使用。
一、化学反应与热能
1、实验探究
（1）向Mg与稀盐酸反应的溶液中插入温度计，温度计显示的温度 升高 ，说明该反应为 放热 反应。
（2）将20 g Ba(OH)2·8 H2O晶体粉末与10 g NH4Cl晶体混合放入烧杯中，将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到有 刺激性 气味时用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部感觉 冰凉 ，烧杯与木片间有 结冰 现象，说明该反应为 吸热 反应。
2、放热反应与吸热反应
(1)放热反应： 释放热量 的化学反应，如活泼金属与酸的反应，燃烧反应，中和反应等。
(2)吸热反应： 吸收热量 的化学反应，如氢氧化钡与氯化铵的反应，盐酸与碳酸氢钠的反应，灼热的炭与二氧化碳的反应。
3、化学反应存在能量变化的原因
（1）从化学键的变化理解——主要原因
（2）从物质储存化学能的角度理解
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①放热反应可以看成是反应物所具有的 化学 能转化为 热 能释放出来。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②吸热反应可以看成是 热 能转化为 化学 能被生成物所“储存”。
4、人类对能源的利用
（1）利用的三个阶段
eq \x(柴草时期)——树枝杂草
↓
eq \x(化石能源时期)—— 煤 、 石油 、 天然气
↓
eq \x(多能源结构时期)——eq \a\vs4\al(太阳能、氢能、核能、海洋能、,风能、地热能等)
（2）化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①一是其短期内 不可再生 ，储量有限；
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、 SO2、NOx、CO 等是大气污染物的主要来源。
5、新能源
（1）特点：资源丰富、 可以再生 、对环境 无污染 等。
（2）人们比较关注的新能源： 太阳 能、 风 能、地热能、海洋能和 氢 能等。
6、放热反应与吸热反应的比较
二、化学能转化为电能
1、火力发电
（1）火力发电原理：通过 化石燃料 燃烧时发生的氧化还原反应，使 化学 能转化为 热能 ，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动 发电机 发电。间接实现了 化学能 转化为电能。
（2）能量转换过程： 化学 能eq \(―――→,\s\up9(燃料燃烧)) 热 能eq \(―――→,\s\up9(蒸汽轮机)) 机械 能eq \(――→,\s\up9(发电机)) 电 能。其中能量转换的关键环节是 燃烧(氧化还原反应) 。
2、化学能直接转化为电能——原电池
（1）定义：把 化学 能转化为 电 能的装置叫原电池。
（2）原理：负极：发生 氧化 反应，电子 流出 。
正极：发生 还原 反应，电子 流入 。
3、原电池的生活示例——水果电池
（1）水果电池中，水果的作用是 提供电解质溶液 。
（2）水果电池中，选择电极材料时应注意两电极不能相同，其中有一电极为活泼金属如Al、Fe等，另一电极可以是Cu片或 石墨棒 等。
4、常见的化学电源
（1）锌锰干电池
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①结构：锌锰干电池是以锌筒作 负 极，石墨棒作 正 极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质溶液 。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②原理：锌锰干电池属于 一次性 电池，放电之后 不能 充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。负极发生的电极反应为 Zn－2e－===Zn2＋ ，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NHeq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4))＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。
（2）充电电池
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①充电电池属于 二次 电池。有些充电电池在放电时所进行的 氧化还原 反应，在充电时可以 逆向 进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②常见充电电池：铅酸蓄电池、 镍氢电池 、锂离子电池等。
第二节 化学反应的速率与限度
一、化学反应速率
1、表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的 减少量 或生成物浓度的 增加量 (均取正值)来表示。
2、表达式：v＝eq \f(Δc,Δt)，单位 ml/(L·min) 或 ml/(L·s) 。
3、化学反应速率的影响因素
（1）浓度：增大反应物浓度，化学反应速率 增大 。
（2）温度：升高温度，化学反应速率 增大 。
（3）压强：对于气体参加的反应，增大压强，气体反应物浓度 增大 ，化学反应速率增大 。
（4）催化剂：催化剂可以改变化学反应速率，一般加快反应速率。
（5）其他：反应物状态、固体的 表面积 、溶剂、光照等。
4、温度对化学反应速率的影响
5、催化剂对化学反应速率的影响
6、压强对化学反应速率的影响
在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图所示)。
（1）恒容时： 增大 压强eq \(――→,\s\up9(引起))体积 缩小 eq \(――→,\s\up9(引起))反应速率 增大 。
（2）气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响
（3）恒容：充入“惰性气体”―→总压 增大 ―→反应物浓度 不变 ―→反应速率 不变 。
（4）恒压：充入“惰性气体”―→体积 增大 ―→反应物浓度 减小 ―→反应速率 减小 。
二、化学反应的限度
1、可逆反应
（1）概念：在同一条件下 正反应 方向和 逆反应 方向均能进行的化学反应。
（2）特点：①反应不能进行 到底 ；②在一定条件下 反应物 与 生成物 同时存在；③正、逆反应方向 同时 进行。
2、化学平衡
（1）化学平衡的建立
①浓度对速率的影响的角度：在一定条件下，向反应容器中加入N2和H2，发生反应：N2＋3H22NH3。
②利用速率—时间(vt)图像分析：
（2）化学平衡状态的概念：
在一定条件下，当反应进行到一定程度时， 正反应速率 与 逆反应速率 相等，反应物的 浓度 和生成物的 浓度 都不再改变，达到一种表面静止的状态，称之为 化学平衡 状态。
（3）化学反应的限度是指可逆反应在一定条件下所能达到或完成的 最大 程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大 转化率 。
（4）转化率＝eq \f(n（已被转化的反应物）,n（初始反应物）)×100%。
（5）影响因素：改变反应条件，可以在一定程度上改变该反应的化学 平衡 状态。
三、化学反应条件的控制
1、化学反应条件的控制
（1）目的：促进 有利 的化学反应，抑制 有害 的化学反应。
（2）基本措施
①改变化学反应速率：改变反应体系的 温度 、物质的 浓度 、气体的 压强 、固体的 表面积 以及催化剂的合理使用等。
②改变可逆反应进行的限度：改变 可逆反应 体系的温度、物质的浓度、气体的压强等。
（3）考虑因素：控制反应条件的成本和实际可能性。
2、提高煤的燃烧效率
（1）煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大与空气中O2的 接触面积 ，煤粉燃烧 更充分 ，反应速率快；通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；若空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。
（2）选择保温隔热且耐热的炉灶材料的主要目的是 防止 热量散失。
（3）充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过 热交换 装置，供其他方面使用。
3、化学平衡状态的特征——“五字诀”
4、化学平衡状态的判定
(1)正、逆反应速率相等：eq \f(v正（A）,v逆（B）)＝eq \f(A化学计量数,B化学计量数)
(2)各组分的浓度保持一定
(3)间接标志——“变量不变”
实验活动6 化学能转化成电能
1、原电池实验
宏观解释
放热 反应示意图
吸热 反应示意图
化学反应 放出热量
化学反应 吸收热量
放热反应
吸热反应
形成原因
反应物具有的总能量 大于 生成物具有的总能量
反应物具有的总能量 小于 生成物具有的总能量
与化学键强弱的关系
生成物分子成键时释放的总能量 大于 反应物分子断键时吸收的总能量
生成物分子成键时释放的总能量 小于 反应物分子断键时吸收的总能量
反应过程图示
示例
①金属与水或酸的反应 ②燃烧反应
③中和反应 ④大部分化合反应
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
②C与H2O(g)、CO2的反应 ③大部分分解反应
实验操作
试管中均为2 mL 5%的H2O2溶液，同时滴入2滴FeCl3溶液
实验现象
①产生气泡速率 最慢
②产生气泡速率 较快
③产生气泡速率 最快
实验结论
其他条件相同时，升高温度，化学反应速率 增大 ，降低温度，化学反应速率 减小
实验操作
实验现象
①有 少量 气泡出现
②产生 大量 气泡
③产生 大量 气泡
实验结论
MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率 加快
浓度
速率变化
v正、v逆关系
开始
反应物浓度最大
v正最大
v正＞v逆
生成物浓度最小
v逆最小
变化
反应物浓度减小
v正减小
v正＞v逆
生成物浓度增大
v逆增大
平衡
反应物浓度不变
v正不变
v正＝v逆≠0
生成物浓度不变
v逆不变
电极材料
实验现象
解释
锌片、铜片
锌片 逐渐溶解，铜片 表面有气泡产生，电流表指针发生偏转
锌、铜、稀硫酸构成原电池，锌作负极，铜作正极，锌失去电子转化为Zn2＋，H＋得到电子在铜片表面产生H2
锌片、石墨棒
锌片 逐渐溶解， 石墨棒 表面有气泡产生，电流表指针 发生偏转
锌、石墨、稀硫酸构成原电池，锌作负极，石墨棒作正极， 锌 失去电子转化为Zn2＋ ，H＋ 得到电子在石墨棒表面产生H2
铜片、石墨棒
铜片 、石墨棒表面均无明显现象，电流表指针不偏转
铜、石墨与稀硫酸不反应，无法构成原电池
一、化学反应与热能
1、实验探究
（1）向Mg与稀盐酸反应的溶液中插入温度计，温度计显示的温度 升高 ，说明该反应为 放热 反应。
（2）将20 g Ba(OH)2·8 H2O晶体粉末与10 g NH4Cl晶体混合放入烧杯中，将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到有 刺激性 气味时用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部感觉 冰凉 ，烧杯与木片间有 结冰 现象，说明该反应为 吸热 反应。
2、放热反应与吸热反应
(1)放热反应： 释放热量 的化学反应，如活泼金属与酸的反应，燃烧反应，中和反应等。
(2)吸热反应： 吸收热量 的化学反应，如氢氧化钡与氯化铵的反应，盐酸与碳酸氢钠的反应，灼热的炭与二氧化碳的反应。
3、化学反应存在能量变化的原因
（1）从化学键的变化理解——主要原因
（2）从物质储存化学能的角度理解
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①放热反应可以看成是反应物所具有的 化学 能转化为 热 能释放出来。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②吸热反应可以看成是 热 能转化为 化学 能被生成物所“储存”。
4、人类对能源的利用
（1）利用的三个阶段
eq \x(柴草时期)——树枝杂草
↓
eq \x(化石能源时期)—— 煤 、 石油 、 天然气
↓
eq \x(多能源结构时期)——eq \a\vs4\al(太阳能、氢能、核能、海洋能、,风能、地热能等)
（2）化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①一是其短期内 不可再生 ，储量有限；
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、 SO2、NOx、CO 等是大气污染物的主要来源。
5、新能源
（1）特点：资源丰富、 可以再生 、对环境 无污染 等。
（2）人们比较关注的新能源： 太阳 能、 风 能、地热能、海洋能和 氢 能等。
6、放热反应与吸热反应的比较
二、化学能转化为电能
1、火力发电
（1）火力发电原理：通过 化石燃料 燃烧时发生的氧化还原反应，使 化学 能转化为 热能 ，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动 发电机 发电。间接实现了 化学能 转化为电能。
（2）能量转换过程： 化学 能eq \(―――→,\s\up9(燃料燃烧)) 热 能eq \(―――→,\s\up9(蒸汽轮机)) 机械 能eq \(――→,\s\up9(发电机)) 电 能。其中能量转换的关键环节是 燃烧(氧化还原反应) 。
2、化学能直接转化为电能——原电池
（1）定义：把 化学 能转化为 电 能的装置叫原电池。
（2）原理：负极：发生 氧化 反应，电子 流出 。
正极：发生 还原 反应，电子 流入 。
3、原电池的生活示例——水果电池
（1）水果电池中，水果的作用是 提供电解质溶液 。
（2）水果电池中，选择电极材料时应注意两电极不能相同，其中有一电极为活泼金属如Al、Fe等，另一电极可以是Cu片或 石墨棒 等。
4、常见的化学电源
（1）锌锰干电池
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①结构：锌锰干电池是以锌筒作 负 极，石墨棒作 正 极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质溶液 。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②原理：锌锰干电池属于 一次性 电池，放电之后 不能 充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。负极发生的电极反应为 Zn－2e－===Zn2＋ ，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NHeq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4))＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。
（2）充电电池
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①充电电池属于 二次 电池。有些充电电池在放电时所进行的 氧化还原 反应，在充电时可以 逆向 进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②常见充电电池：铅酸蓄电池、 镍氢电池 、锂离子电池等。
第二节 化学反应的速率与限度
一、化学反应速率
1、表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的 减少量 或生成物浓度的 增加量 (均取正值)来表示。
2、表达式：v＝eq \f(Δc,Δt)，单位 ml/(L·min) 或 ml/(L·s) 。
3、化学反应速率的影响因素
（1）浓度：增大反应物浓度，化学反应速率 增大 。
（2）温度：升高温度，化学反应速率 增大 。
（3）压强：对于气体参加的反应，增大压强，气体反应物浓度 增大 ，化学反应速率增大 。
（4）催化剂：催化剂可以改变化学反应速率，一般加快反应速率。
（5）其他：反应物状态、固体的 表面积 、溶剂、光照等。
4、温度对化学反应速率的影响
5、催化剂对化学反应速率的影响
6、压强对化学反应速率的影响
在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图所示)。
（1）恒容时： 增大 压强eq \(――→,\s\up9(引起))体积 缩小 eq \(――→,\s\up9(引起))反应速率 增大 。
（2）气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响
（3）恒容：充入“惰性气体”―→总压 增大 ―→反应物浓度 不变 ―→反应速率 不变 。
（4）恒压：充入“惰性气体”―→体积 增大 ―→反应物浓度 减小 ―→反应速率 减小 。
二、化学反应的限度
1、可逆反应
（1）概念：在同一条件下 正反应 方向和 逆反应 方向均能进行的化学反应。
（2）特点：①反应不能进行 到底 ；②在一定条件下 反应物 与 生成物 同时存在；③正、逆反应方向 同时 进行。
2、化学平衡
（1）化学平衡的建立
①浓度对速率的影响的角度：在一定条件下，向反应容器中加入N2和H2，发生反应：N2＋3H22NH3。
②利用速率—时间(vt)图像分析：
（2）化学平衡状态的概念：
在一定条件下，当反应进行到一定程度时， 正反应速率 与 逆反应速率 相等，反应物的 浓度 和生成物的 浓度 都不再改变，达到一种表面静止的状态，称之为 化学平衡 状态。
（3）化学反应的限度是指可逆反应在一定条件下所能达到或完成的 最大 程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大 转化率 。
（4）转化率＝eq \f(n（已被转化的反应物）,n（初始反应物）)×100%。
（5）影响因素：改变反应条件，可以在一定程度上改变该反应的化学 平衡 状态。
三、化学反应条件的控制
1、化学反应条件的控制
（1）目的：促进 有利 的化学反应，抑制 有害 的化学反应。
（2）基本措施
①改变化学反应速率：改变反应体系的 温度 、物质的 浓度 、气体的 压强 、固体的 表面积 以及催化剂的合理使用等。
②改变可逆反应进行的限度：改变 可逆反应 体系的温度、物质的浓度、气体的压强等。
（3）考虑因素：控制反应条件的成本和实际可能性。
2、提高煤的燃烧效率
（1）煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大与空气中O2的 接触面积 ，煤粉燃烧 更充分 ，反应速率快；通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；若空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。
（2）选择保温隔热且耐热的炉灶材料的主要目的是 防止 热量散失。
（3）充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过 热交换 装置，供其他方面使用。
3、化学平衡状态的特征——“五字诀”
4、化学平衡状态的判定
(1)正、逆反应速率相等：eq \f(v正（A）,v逆（B）)＝eq \f(A化学计量数,B化学计量数)
(2)各组分的浓度保持一定
(3)间接标志——“变量不变”
实验活动6 化学能转化成电能
1、原电池实验
宏观解释
放热 反应示意图
吸热 反应示意图
化学反应 放出热量
化学反应 吸收热量
放热反应
吸热反应
形成原因
反应物具有的总能量 大于 生成物具有的总能量
反应物具有的总能量 小于 生成物具有的总能量
与化学键强弱的关系
生成物分子成键时释放的总能量 大于 反应物分子断键时吸收的总能量
生成物分子成键时释放的总能量 小于 反应物分子断键时吸收的总能量
反应过程图示
示例
①金属与水或酸的反应 ②燃烧反应
③中和反应 ④大部分化合反应
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
②C与H2O(g)、CO2的反应 ③大部分分解反应
实验操作
试管中均为2 mL 5%的H2O2溶液，同时滴入2滴FeCl3溶液
实验现象
①产生气泡速率 最慢
②产生气泡速率 较快
③产生气泡速率 最快
实验结论
其他条件相同时，升高温度，化学反应速率 增大 ，降低温度，化学反应速率 减小
实验操作
实验现象
①有 少量 气泡出现
②产生 大量 气泡
③产生 大量 气泡
实验结论
MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率 加快
浓度
速率变化
v正、v逆关系
开始
反应物浓度最大
v正最大
v正＞v逆
生成物浓度最小
v逆最小
变化
反应物浓度减小
v正减小
v正＞v逆
生成物浓度增大
v逆增大
平衡
反应物浓度不变
v正不变
v正＝v逆≠0
生成物浓度不变
v逆不变
电极材料
实验现象
解释
锌片、铜片
锌片 逐渐溶解，铜片 表面有气泡产生，电流表指针发生偏转
锌、铜、稀硫酸构成原电池，锌作负极，铜作正极，锌失去电子转化为Zn2＋，H＋得到电子在铜片表面产生H2
锌片、石墨棒
锌片 逐渐溶解， 石墨棒 表面有气泡产生，电流表指针 发生偏转
锌、石墨、稀硫酸构成原电池，锌作负极，石墨棒作正极， 锌 失去电子转化为Zn2＋ ，H＋ 得到电子在石墨棒表面产生H2
铜片、石墨棒
铜片 、石墨棒表面均无明显现象，电流表指针不偏转
铜、石墨与稀硫酸不反应，无法构成原电池
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