高中化学 第二章 化学反应与能量 归纳与整理1 新人教版必修2文档格式.docx

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在乙烯分子中，原子间的结合力可归结为4个C—H键和1个CC键：

从键能数据估算反应热的具体方法和步骤如下：

（1）写出反应的化学方程式，并突出反应物和生成物分子中的各个化学键。

（2）归纳出化学键改变的情况。

6C—H+C—C→4C—H+C

C+H—H

即：

2C—H+C—C→C

（3）从键能的表中，查出有关的数据。

E（C—H）=414.4kJ/mol

E（C

C）=615.3kJ/mol

E（C—C）=347.4kJ/mol

E（H—H）=435.3kJ/mol

（4）根据下列公式粗略地估计反应热（ΔH）。

ΔH=∑E（反应物）-∑E（生成物）

上式表明，反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。

ΔH=〔2E（C—H）+E（C—C）〕-〔E（C

C）+E（H—H）〕

=（2×

414.4+347.4）kJ/mol-（615.3+435.3）kJ/mol

=125.6kJ/mol

这表明，上述反应是吸热的，吸收的热量为125.6kJ/mol。

其他反应是吸热还是放热，数值是多少，可以用以上方法进行估计。

2.原电池

课文里所讲的原电池，是为了便于说明原电池化学原理的一种最简单的装置。

如果用它作电源，不但效率低，而且时间稍长，电流就不断减弱，因此不适合于实际应用。

这是什么原因呢？

主要是由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。

这种作用称为极化作用。

为了避免发生这种现象，设计了如图2-4的原电池装置。

在两个烧杯中分别放入锌片和锌盐溶液、铜片和铜盐溶液，将两个烧杯中的溶液用一个装满电解质溶液的盐桥（如充满KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻）连接起来，再用导线将锌片和铜片联接，并在导线中串联一个电流表，就可以观察到下面的现象：

（1）电流表指针发生偏转，根据指针偏转方向，可以判断出锌片为负极、铜片为正极。

（2）铜片上有铜析出，锌片则被溶解。

（3）取出盐桥，指针回到零点，说明盐桥起了沟通电路的作用。

发生上述现象的原因是由于锌比铜活泼，容易失去电子变成Zn2+进入溶液，电子通过导线流向铜片，硫酸铜溶液中的Cu2+从铜片上获得电子变成铜原子沉积在铜片上。

由于电子从锌片流到铜片，所以锌片上发生氧化反应，铜片上发生还原反应。

Zn-2e-=Zn2+

Cu2++2e-=Cu

总反应式：

Cu2++Zn=Cu++Zn2+

一定时间后，溶液会因带电离子的积累（ZnSO4溶液中的Zn2+离子过多，CuSO4溶液中的SO42-离子过多）而阻碍电子的转移。

但有盐桥存在，允许溶液中离子迁移，以中和过剩的电荷，起了沟通电路的作用，使传递电子的反应能继续进行。

于是，锌和CuSO4的氧化还原反应的化学能转变成外电路上电子流动的电能。

从分析铜-锌原电池的组成可以看出，原电池是由两个半电池组成的。

锌和锌盐溶液组成一个半电池，铜和铜盐溶液组成另一个半电池。

组成半电池的导体叫电极，失去电子的电极为负极，得到电子的电极为正极。

不参加电极反应的电极叫惰性电极，如铜电极。

上述原电池的装置可用符号来表示：

Zn|ZnSO4‖CuSO4|Cu

负极 

盐桥 

正极

每个半电池都由两类物质组成，一类是可作还原剂的物质，如锌和铜，称为还原型物质。

另一类是可作氧化剂的物质，如ZnSO4和CuSO4，称为氧化型物质。

相对应的氧化型物质和还原型物质组成氧化还原电对，常用如下符号表示：

Zn2+/Zn,Cu2+/Cu。

不同氧化态的同一元素的离子或单质等也可构成氧化还原电对，如Fe3+/Fe2+、Cl2/Cl-、O4/OH-等。

3.课外实践活动案例

【实验探究1】中和热的近似测定

1.用量筒（最好使用移液管）量取50mL1mol/L的盐酸，加入100mL的烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度（tHCl），记录在下页表中。

2.用另一支量筒量取50mL1mol/L的NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度（tNaOH），也记录在下页表中，并计算起始温度的平均值（t1）。

3.把试管中的氢氧化钠溶液一次倒入盛盐酸的烧杯里，跟盐酸混合，随即盖上泡沫塑料板。

搅拌溶液，然后读出混合液的最高温度（t2），记录在表内。

4.根据上述测得的实验数据，按下式近似计算强酸强碱的中和热。

中和热=（m×

C×

△t×

10-3）/n（H2O）（kJ/mol）

式中m是混合液的质量（把盐酸和氢氧化钠溶液的密度近似看作水的密度为1g/cm3来计算），C是混合液的比热容（近似取4.18kJ/kg·

K），n（H2O）是中和反应生成水的物质的量（单位mol）。

实验

序号

物质

起始温度t1/℃

终止温度

t2/℃ 

温差

t2-t1/℃ 

中和热

/kJ/mol 

① 

HCl

tHCl=

t1=（tHCl+tNaOH）/2

=

t2=

t2-t1= 

NaOH 

tNaOH= 

② 

HCl 

tHCl= 

t2-t1=

③ 

5.重复上述实验2次，将实验结果填入上表格中。

取三次平行实验结果的平均值。

【实验探究2】放热反应的观察

1.利用空气的热胀冷缩原理观察氧化钙与水反应放热

（1）按图2-6所示将实验装置连接好。

（2）在U型管内加入少量品红溶液（或红墨水）。

打开T型管螺旋夹，使U型管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹。

（3）在中间的试管里盛1g氧化钙，当滴入2mL左右的蒸馏水后，可观察到U型玻管里的红墨水会沿开口端上升。

也可以在小试管里盛浓盐酸，滴入氢氧化钠溶液，或在3%的过氧化氢溶液里加入少量的二氧化锰粉末，反应时都会放出热量，具支试管内的空气受热膨胀，反应放出的热量使U型管内侧的液面立即下降，外侧的液面上升。

利用这个装置还可以观察无水CuSO4水合时的放热现象。

2.利用NO2平衡气体遇热颜色加深、遇冷颜色变浅来指示放热过程和吸热过程

（1）按图2-7所示将实验装置连接好。

（2）向其中一个烧杯的水中投入一定量的CaO固体，CaO与水反应放热，此烧杯中的NO2平衡混合气体的红棕色变深。

查找资料：

NO2平衡气体遇热颜色加深，遇冷颜色变浅的反应原理。

【实验探究3】利用原电池装置探究金属活动性

方法一：

［原理］活泼性不同的金属跟碳棒一起构成原电池时，用活泼金属做电极的电池电势差大，经放电后使灵敏导电仪（可以自制）中较多的小灯泡发光。

［装置］

图2-8 

利用原电池探究金属的活动性

（一）［操作］

1.按上图装配好仪器，小烧杯里各加10mL0.5mol/L的稀盐酸。

2.接通电源，碳棒作为原电池的正极，镁条、铝条和铜条作负极，依次跟导电仪的两根电极接通，并浸入电解质溶液中。

3.导线接触镁条时，反应最激烈，小灯泡全亮；

导线接触铝条时，小灯泡只亮一半；

导线接触铜条时，只有一支小灯泡微亮。

［实验要点］装置的输入端正极接金属，负极接碳棒。

实验前必须调节导电仪的灵敏度，使两根电极短路接触时灯泡不亮。

方法二：

［原理］1.原电池的电动势是正极跟负极的电势差（ε=E+-E-）。

在三个原电池中，正极都是铜电极，因此负极的电势愈低，原电池的电动势愈大。

2.电极的电势高低跟金属的活泼性有关。

在盐溶液浓度相同的情况下，金属愈活泼，构成电极的电势愈低。

（二）［操作］

1.如图2-9所示安装好装置。

2.取4支5mm×

80mm的玻璃管，管的一端套上玻璃纸，并用线扎紧。

3.取长100mm的丝状或条状铜、铁、锌、镁各一段，分别插入上述四支玻璃管中，然后分别加入适量的0.5mol/L相应的金属盐溶液。

这样就构成铜、铁、锌和镁的四支电极。

4.在150mL的烧杯中加入100mL、1mol/L的KNO3溶液。

在这溶液中任意插入两支电极，都能构成一个原电池。

5.把铜电极分别跟另外三个电极构成原电池，用伏特计测量三个原电池的电动势。

［实验要点］选用量程为2V的伏特计。

【实验探究4】水果、蔬菜、果汁原电池的制作

［活动目的］

1.培养学生动手制作的能力。

2.巩固学生已有的原电池知识。

3.调动学生的学习兴趣，训练学生的创新思维。

［活动形式］学生分组在课外自己选材制作。

［成果展示］将自己的制作成果在课堂上交流。

【实验探究5】固体反应物表面积跟反应速率的关系

图2-10 

反应物表面积对反应速率的影响

［实验要点］

1.锥形瓶中的碳酸钙过量，所以盐酸的体积必须尽量控制得准确一些，以使对比实验更有说服力。

2.量筒里盛满水，倒置在水槽中。

3.同时把注射器内的盐酸迅速注入锥形瓶中。

【研究性学习】当地化学能转化为热能的现状调查

1.问题的提出

中国人在一千多年前就用煤作燃料，石油和天然气的利用也有几百年的历史了。

现在，你所生活的地区化学能转化为热能的现状如何？

家庭生活、生产和事业部门还在延续过去的做法吗？

还是已经改用电、微波、太阳能等作能源了。

2.研究过程

（1）通过社区调查、人物专访，了解当地将化学能转化成热能（燃料来源、主要用途、使用方式等）情况，存在的问题及可能的解决办法。

（2）去图书馆和书店或上网查阅资料，记录书刊、期刊的名称、网址。

收录文章的题目、作者的姓名、文章的主要观点等。

（3）参观工厂，收集或摄制录像、照片等。

3.总结和汇报

（1）处理所获得的数据、信息、资料，写成调查报告，与同学交流。

（2）写出小论文交与老师审阅或互相交流。

（3）制作展板交流。

（4）提出合理化建议与用户交流。