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1、01020304目录化学反应与电能化学反应速率化学反应限度化学反应与热能01一、化学反应与热能一、化学反应与热能放热反应和吸热反应的判断放热反应和吸热反应的判断根据反应物和生成物的根据反应物和生成物的总能量总能量大小判断大小判断反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应放热反应反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应吸热反应根据化学键根据化学键断裂断裂和和形成形成时时能量变化能量变化大小的关系推断大小的关系推断断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量的反应为断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的
2、能量的反应为吸热反应吸热反应断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量的反应为断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量的反应为放热反应放热反应一、化学反应与热能放热反应和吸热反应的判断放热反应和吸热反应的判断根据经验规律判断根据经验规律判断所有的燃烧反应及缓慢氧化反应所有的燃烧反应及缓慢氧化反应酸碱中和反应酸碱中和反应活泼金属和酸或水的反应活泼金属和酸或水的反应大多数化合反应大多数化合反应铝热反应铝热反应少数分解反应少数分解反应放放热热反反应应大多数分解反应大多数分解反应某些以某些以C C、COCO、H H2 2为还原为还原剂还原氧化物的反应剂还原氧化物的反应某些晶体间的反应某些晶体间的
3、反应盐酸与碳酸氢钠的反应盐酸与碳酸氢钠的反应吸吸热热反反应应一、化学反应与热能放热反应和吸热反应的判断放热反应和吸热反应的判断根据生成物和反应物的根据生成物和反应物的相对稳定性相对稳定性判断判断由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应吸热反应由不稳定的物质生成稳定的物质的反应为由不稳定的物质生成稳定的物质的反应为放热反应放热反应能量越低，物质越稳定能量越低，物质越稳定根据反应条件判断根据反应条件判断需要需要持续加热持续加热才能进行的反应是才能进行的反应是吸热反应吸热反应需要需要加热，去掉热源加热，去掉热源仍能进行的反应是仍能进行的反应是放热反应放热反应课
4、堂检测课堂检测 下列图示变化为吸热反应的是下列图示变化为吸热反应的是()()A A 01二、化学反应与电能二、化学反应与电能原电池的构成条件原电池的构成条件具有具有两两个能导电的电个能导电的电极极具有具有电解质电解质溶液或熔融电解质溶液或熔融电解质能能自发进行氧化还原自发进行氧化还原反应反应一般一般为两种活动性不同的金属为两种活动性不同的金属或金属与能导电的非金属（石墨等）或金属与能导电的非金属（石墨等）电极间形成电极间形成闭合回路闭合回路用导线用导线连接两极与电解质溶液共同形成闭合回路，连接两极与电解质溶液共同形成闭合回路，也可以让也可以让两个电极直接接触两个电极直接接触一般一般负极与电解质
5、溶液发生氧化还原反应负极与电解质溶液发生氧化还原反应即原电池的总反应即原电池的总反应二、化学反应与电能原电池正负极的判断原电池正负极的判断二、化学反应与电能列物质标得失负极 参加反应的微粒和失去电子数，正极 参加反应的微粒和得到电子数。看环境配守恒在电解质溶液中要生成稳定的电极产物，即注意H、OH、H2O等是否参加反应。遵守电荷守恒、质量守恒、得失电子守恒。两电极反应式相加，与总反应式对照验证。两式加验总式电极反应式的书写电极反应式的书写二、化学反应与电能(1)定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。(2)拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应，还原
6、剂ne=氧化产物(负极电极反应)；氧化剂ne=还原产物(正极电极反应)。(3)找：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。(4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。原电池的设计原电池的设计二、化学反应与电能例例 铁铁及及铁铁的的化化合合物物应应用用广广泛泛，如如FeClFeCl3 3可可用用作作催催化化剂剂、印印刷刷电电路路铜铜板板腐蚀剂和外伤止血剂等。腐蚀剂和外伤止血剂等。(1)(1)写出写出FeClFeCl3 3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：_。(2)(2)若若将将(1)(1
7、)中中的的反反应应设设计计成成原原电电池池，请请画画出出原原电电池池的的装装置置图图，标标出出正正、负极，并写出电极反应式：负极，并写出电极反应式：负极反应：负极反应：_；正极反应：正极反应：_。2Fe2Fe3 3Cu=2FeCu=2Fe2 2CuCu2 22Fe2Fe3 32e2e=2Fe=2Fe2 2CuCu2e2e=Cu=Cu2 201三、化学反应速率三、化学反应速率化学反应速率及其表示方法化学反应速率及其表示方法快慢快慢 1 1含义含义 化学反应速率是用来描述化学反应化学反应速率是用来描述化学反应_的物理量。的物理量。反应物浓度反应物浓度的减少量的减少量 生成物浓度生成物浓度的增加量的
8、增加量 通常用单位时间内通常用单位时间内_或或_来表示。来表示。2 2表示方法表示方法 3 3表达式表达式 t t：浓度变化的：浓度变化的时间时间 c c(x)(x)：反应物：反应物(或生成物或生成物)x)x浓度的变化量浓度的变化量 v(x)=(x)=c(x)(x)t t t tnn(x)(x)V V三、化学反应速率化学反应速率及其表示方法化学反应速率及其表示方法4 4单位单位 化学反应速率的常用单位为化学反应速率的常用单位为molLmolL1 1s s1 1 或或molLmolL1 1minmin1 1 。1 1 molLmolL1 1s s1 1 =60 60 molLmolL1 1min
9、min1 1 三、化学反应速率同一同一反应用反应用不同的物质不同的物质来表示速率来表示速率，需要，需要指明指明具体物质具体物质，如，如v v(NO)(NO)。化学反应速率指化学反应速率指平均速率平均速率，不是瞬时速率。，不是瞬时速率。不用不用固体固体或或纯液体纯液体表示化学反应速率。表示化学反应速率。同一化学反应同一化学反应:a aA AbbB=B=c cC CddDD，有有v(A)(A)v(B)(B)v(C)(C)v(D)(D)a abbc cdd化学反应速率之比化学计量数之比化学反应速率之比化学计量数之比化学反应速率的正确理解化学反应速率的正确理解比较化学反应速率与化学计量数的比值三、化学
10、反应速率换算成同一物质换算成同一物质表示的反应速率表示的反应速率,再比较数值的大小再比较数值的大小归一法归一法看单位是否统一看单位是否统一,若不统一若不统一,换算成相同的单位换算成相同的单位比较化学反应速率与化学计量数的比值比较化学反应速率与化学计量数的比值比值法比值法如反应如反应aA+bB cCaA+bB cC，要比较，要比较v(A)v(A)与与v(B)v(B)的相对大小，的相对大小，用用v(A)v(A)表示的反应速率比用表示的反应速率比用v(B)v(B)表示的反应速率大表示的反应速率大若若 化学反应速率大小的比较方法化学反应速率大小的比较方法三、化学反应速率 不同的化学反应，具有不同的反应
11、速率，这说明化学反应速率的大小主要取决于 。反应物本身的性质 1 1内因内因 化学反应速率的影响因素化学反应速率的影响因素三、化学反应速率2.2.外因外因 增大反应物浓度增大反应物浓度加快加快化学反应速率化学反应速率减小反应物浓度减小反应物浓度减慢减慢化学反应速率化学反应速率升高温度升高温度加快加快化学反应速率化学反应速率降低温度降低温度减慢减慢化学反应速率化学反应速率多数情况下，使用催化剂能够加快化学反应速率多数情况下，使用催化剂能够加快化学反应速率化学反应速率的影响因素化学反应速率的影响因素浓度浓度温度温度催化剂催化剂三、化学反应速率化学反应速率的影响因素化学反应速率的影响因素有气体有气体
12、参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积使参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积使反反应物的浓度应物的浓度改变导致的改变导致的。(1)(1)恒温时恒温时体积缩小压强增大体积缩小压强增大浓度增大浓度增大反应速率加快反应速率加快(2)(2)恒容时恒容时充入气体反应物充入气体反应物浓度增大浓度增大反应速率加快反应速率加快充入惰性气体充入惰性气体总压强增大，各物质的浓度不变，反应速率不变总压强增大，各物质的浓度不变，反应速率不变压强压强三、化学反应速率(注：此处惰性气体指不参加反应的气体注：此处惰性气体指不参加反应的气体)(3)(3)恒压时恒压时充入惰性气体充入惰性气体体积增大体
13、积增大各反应物浓度减小各反应物浓度减小反应速率减慢反应速率减慢化学反应速率的影响因素化学反应速率的影响因素压强压强三、化学反应速率在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，化学反应速在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快；减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢率加快；减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢形成原电池，使用合适的溶剂等也能影响化学反应的速率形成原电池，使用合适的溶剂等也能影响化学反应的速率固体反应物表面积固体反应物表面积其他其他01四、化学反应限度四、化学反应限度化学平衡化学平衡1 1含义含义 一定条件一定条件下，下，可逆反应可逆反应里，里，正正反应速率和
14、反应速率和逆逆反应反应速率速率相等，相等，反应混合物中反应混合物中各组分的浓度保持不变各组分的浓度保持不变的状态。的状态。适用条件：适用条件：外在标志：外在标志：内在本质内在本质：适用对象：适用对象：可逆反应可逆反应一定条件一定条件v v(正正)=)=v v(逆逆)0 0反应混合物中各组分的浓度保持不变反应混合物中各组分的浓度保持不变四、化学反应限度化学平衡化学平衡逆：逆：可逆反应（或可逆过程可逆反应（或可逆过程）等：等：v v正正 =v v逆逆 (不等于零不等于零)动：动：正逆反应均未停止，只是速率相等正逆反应均未停止，只是速率相等,是是动态平衡动态平衡定：定：平衡时，各组分的平衡时，各组分
15、的浓度或含量浓度或含量保持不变保持不变变：变：条件条件改变，改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。平衡移动原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。平衡移动2 2平衡特征平衡特征 四、化学反应限度标志一标志一 ：v v正正=v=v逆逆0 0即单位时间内即单位时间内生成与消耗某反应物（生成物）的量相等。生成与消耗某反应物（生成物）的量相等。该物质的生成速率与消耗速率相等。该物质的生成速率与消耗速率相等。用用同一种物质同一种物质来表示反应速率时来表示反应速率时速率之比速率之比化学方程式中相应的化学化学方程式中相应的化学计量数之比计量数之比。表示表示两个不同的方向两个不同的方向。用用不同种物质
16、不同种物质来表示反应速率时来表示反应速率时必须符合两方面必须符合两方面3.3.可逆反应达到平衡的标志可逆反应达到平衡的标志 四、化学反应限度标志二：变量不变标志二：变量不变（注意不是相等，也不是成一定的比值）（注意不是相等，也不是成一定的比值）各组分的物质的量或物质的量分数保持不变各组分的物质的量或物质的量分数保持不变各组分的质量或质量分数保持不变各组分的质量或质量分数保持不变各气体的体积或体积分数保持不变各气体的体积或体积分数保持不变各组分浓度保持不变各组分浓度保持不变特例：只有生成物有气体时，体积分数始终不变，不是变量特例：只有生成物有气体时，体积分数始终不变，不是变量3.3.可逆反应达到
17、平衡的标志可逆反应达到平衡的标志 四、化学反应限度催化剂催化剂内容内容内容3.3.可逆反应达到平衡的标志可逆反应达到平衡的标志 标志二：标志二：“变量变量”不变不变气体的平均相对分子质量 MM=m总n总取决于有无非气体取决于气体系数差以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例且m+np+q若各物质均为气体M不变时，即为平衡状态若各物质均为气体，且m+n=p+qM不变时，不一定为平衡状态若有非气体参与M不变时，即为平衡状态四、化学反应限度3.3.可逆反应达到平衡的标志可逆反应达到平衡的标志 标志二：标志二：“变量变量”不变不变=m总V容器取决于有无非气体取决于气体系数差气体密度若若有非气
18、体参与，恒压或是恒容 不变时，一定为平衡状态若各物质均为气体若各物质均为气体恒容不变时，不一定为平衡状态恒压若m+np+q若m+n=p+q四、化学反应限度标志二：标志二：“变量变量”不变不变混合气体总压强因为恒容、恒温条件下，因为恒容、恒温条件下，n(g)n(g)越大则压强越大则压强P P就越大，则无就越大，则无论各成份是否均为气体，论各成份是否均为气体，只需考虑只需考虑n(g)n(g)。当n(g)=0，则P为恒值，不一定是化学平衡状态。PV=nRT当n(g)0，则P一定时，一定是化学平衡状态。3.3.可逆反应达到平衡的标志可逆反应达到平衡的标志 四、化学反应限度标志二：标志二：“变量变量”不
19、变不变体系的颜色和温度不变一定为平衡状态H2 +I2 2HI2 2NO NO2 2 NN2 2O O4 4红棕色3.3.可逆反应达到平衡的标志可逆反应达到平衡的标志 四、化学反应限度4 4控制反应条件的意义控制反应条件的意义 促进有利促进有利的化学反应的化学反应（即原料的利用率）（即原料的利用率）提高反应速率提高反应速率提高反应物的转化率提高反应物的转化率抑制有害抑制有害的化学反应的化学反应降低反应速率降低反应速率控制副反应的发生控制副反应的发生减少甚至消除有害物质的产生减少甚至消除有害物质的产生四、化学反应限度5 5反应条件的控制反应条件的控制 在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应
20、条件时，需要考在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的虑控制反应条件的成本成本和实际和实际可能性可能性。基本措施基本措施基本措施基本措施改变反应速率改变反应速率改变反应限度改变反应限度改变温度、浓度、气体的压强等改变温度、浓度、气体的压强等四、化学反应限度5 5反应条件的控制反应条件的控制 实际案例实际案例催化剂催化剂高温、高压高温、高压NN2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3工业合成氨条件的控制工业合成氨条件的控制温度低温度低压强大压强大有利：氨的产率较高有利：氨的产率较高不利：反应速率小，生产成本高不利：反应速率小，生产成本高有利：氨的产率较高
21、有利：氨的产率较高不利：对动力和生产设备的要求高不利：对动力和生产设备的要求高常用温度常用温度400500400500常用压强常用压强101030Mpa30Mpa四、化学反应限度6 6以以“提高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率”为例为例 提高提高煤的煤的燃烧燃烧效率效率煤的状态煤的状态空气用量空气用量炉膛材料的选择炉膛材料的选择热能的利用热能的利用煤被研得越细，与空气中氧气的接触面积越煤被研得越细，与空气中氧气的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越大大，燃烧越充分，反应速率越大过多的空气会带走大量的热量，降低反应温过多的空气会带走大量的热量，降低反应温度，减小燃烧速率，甚至会使燃烧停止度，减小燃烧速率，甚至会使燃烧停止燃烧后废气中的热能可用于供暖或发电等燃烧后废气中的热能可用于供暖或发电等采用隔热的耐高温材料，减少热量的损失采用隔热的耐高温材料，减少热量的损失少量的空气会使煤燃烧不充分，造成能源浪少量的空气会使煤燃烧不充分，造成能源浪费，污染环境费，污染环境适当用量适当用量