化学必修二第二章知识点总结.docx

1、化学必修二第二章知识点总结第二章 化学反应与能量第一节 化学能与热能一化学键与能量变化关系关系：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， 从微观 来看，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。反应热(宏观)含义化学反应中吸收或放出的热量符号Q单位kJ mol -1与能量变 化的关系Q0，反应吸收热量( E反应物总能量 E生成物总能量，为 吸热 反应 )Q E生成物总能量，为 放热

2、 反应 )2、常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应：1所有的燃烧与缓慢氧化；酸碱中和反应( 中和热 )；金属与酸、水反应制氢气；4大多数化合反应(特殊： C CO2=2CO是吸热反应)；铝热反应注：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成 1 mol 液态水时的反应热叫做 中和热 . 必须是酸和碱的 稀 溶液，因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热. 强酸和强碱的稀溶液反应才能保证 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) 中和热均为 57.3kJmol-1 ，而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收热量， 其反应热小于 57.3 kJ mol-1 ； . 以生成 1 mol 水为基准(2)

3、常见的吸热反应：1C 、 H2、CO为还原剂的氧化还原反应如： C(s) H2O(g) CO(g) H2(g) 。2盐和碱的反应如 Ba(OH)28H2O2NH4ClBaCl22NH3 10H2O3多数分解反应如 KClO3、 KMnO、4 CaCO3的分解等。(但 过氧化氢的分解是放热反应 )4水解，弱电解质的电离注： 反应条件与吸放热无关。3）放热反应与吸热反应的比较= Q，中学阶段二者通用比较类型放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学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变化的关系生成物分子成键时释放出的 总能量

4、大于反应物分子断裂 时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的 总能量小于反应物分子断裂 时吸收的总能量注：第二节 化学能与电能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：有 活泼性不同 的两个电极 “两极” ；2电解质溶液 “一液” ；自发的氧化还原反应 “一反应” ；闭合回路“成回路”（ 4）电极名称及发生的反应： “离子不上岸，电子不下水” 外电路：负极导线正极内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液， 盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。 负极 ：较活泼的金属作负极， 负极发生氧化反应

5、， 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 ：较不活泼的金属或非金属作正极， 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。5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。“正正负负”6据原电池中的反

6、应类型： “负氧化，正还原” 负极：失电子，电子流出，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，电子流入，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。 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。总结：“找剂产配电子配电荷配水

7、”（7）原电池的应用 ： 加快化学反应速率 ，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。 比 较金属活动性强弱 。 设计原电池 。金属的防腐。总结：经典原电池的电极方程式（已附纸）2. 一次电池（1）常见一次电池：普通（酸性）锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池1锌锰电池是最早使用的干电池。锌锰电池的电极分别是锌（负极）和碳棒（正极），内部 填充的是糊状的 MnO2和 NH4Cl。电池的两极发生的反应是：正极： 2NH4+2MnO2+2e 2NH3+Mn2O3+H2O 负极： Zn2e Zn2+总反应： Zn+2MnO2+2NH4+Zn2+Mn2O3+2NH3 +H2O2碱性锌锰电池。 用 KOH电

8、解质溶液代替 NH4Cl 作电解质时， 无论是电解质还是结构上都有 较大变化，电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。它的电极反应如下：负极： Zn+2OH- -2e -=Zn（OH）2 正极： 2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-总反应： Zn+2MnO2+H2O=Zn（OH）2+Mn2O33银锌电池纽扣电池。 该电池使用寿命较长， 广泛用于电子表和电子计算机。 其电极分 别为 Ag2O和 Zn，电解质为 KOH溶液。其电极反应式为：4高能电池锂电池。 该电池是 20 世纪 70 年代研制出的一种高能电池。 由于锂的相对原 子质量很小，所以比容量（单位质量电极材料所能转换的电量

9、）特别大，使用寿命长。如作 心脏起搏器的锂碘电池的电极反应式为：5锌空电池锌空气电池是一类结构特殊的品种。 负极采用了锌合金。 而正极材料， 则是空气 中的氧。在储存时一般保持密封，所以基本上没有自放电阴极： Zn + 2OH ZnO + H 2O + 2e 阳极： O2 + 2H 2O + 4e 4OH2 综合： 2Zn + O 2 + 2e 2ZnO（2）二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电 池或蓄电池。铅蓄电池放电：负极（铅）： Pb SO 24- 2e PbSO4正极（氧化铅）： PbO24H+ 2e PbSO4 2H2O充电：阴极： PbSO42

10、H2O2ePbO24H+SO42- 阳极： PbSO42e Pb SO 42-放电两式可以写成一个可逆反应： PbO 2 Pb2H2SO4 2PbSO4 2H2O充电2镍铬电池。优势是：放电时电压变化不大， 内阻小，对轻度的过充过放相对镍氢电池和锂 电池来说容忍度较大。 （易造成污染）镍镉电池最致命的缺点是，在充放电过程中如果处 理不当，会出现严重的“记忆效应”，使得服务寿命大大缩短。负极反应： Cd+2OH-Cd（OH）2+2e- 正极反应： 2e-+NiO2+2H2ONi（OH） 2+2OH-总反应： Cd+NiO2+2H2OCd（OH）2+Ni（OH） 23. 燃料电池氢气与氧气混合，总

11、反应方程式： 2H2 2 2H2O当电解质溶液呈酸性时：负极： 2H24e 4H+ 正极： 24 e +4H+ 2H2O 当电解质溶液呈碱性时：负极： 2H2 4OH 4e 4H2O 正极： 22H2O4 e 4OH另一种燃料电池是用金属铂片插入 KOH（碱性）溶液作电极，又在两极上分别通甲烷（燃料）和氧气（氧化剂） 。电池总反应式为： CH4 2O22KOHK2CO33H2O 电极反应式为：2负极： CH410OH8e CO32 7H2O 正极： 4H2O2O28e 8OH性质 类别原电池电解池电镀池定义（装置特点）将化学 能转变 成电能 的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属

12、表面镀上一侧层其他金属反应特征自发反应非自发反应非自发反应装置特征无电源，两级材料不同有电源，两级材料可同可不同有电源形成条件活动性不同的两极 电解质溶液形成闭合回路两电极连接直流电源 两电极插入电解质溶液形成闭合回路1 镀层金属接电源正极， 待镀 金属接负极； 2 电镀液必须含 有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属 正极： 较不活 泼金属（能导电非金属）阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连名称同电解，但有限制条件 阳极：必须是镀层金属 阴极：镀件电极反应负极：氧化反应，金属 失去电子正极：还原反 应，溶液中的阳离子的 电子或 者氧气 得电子 （吸氧腐蚀）阳极：氧化反应，溶液 中的阴

13、离子失去电子， 或电极金属失电子 阴极：还原反应，溶液 中的阳离子得到电子阳极：金属电极失去电子阴极：电镀液中阳离子得到电子电子流向负极正极电源负极阴极电源正极阳极同电解池溶液中带电粒子的移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动同电解池联系在两极上都发生氧化反应和还原反应注：析氢腐蚀腐蚀过程中不断有氢气放出 条件：潮湿空气中形成的水膜 , 酸性较强（水膜中溶解有 CO2、 SO2、 H2S等气体）- 2+ + -电极反应：负极 : Fe 2e-= Fe2+ 正极: 2H +2e- =H2 总式： Fe + 2H + = Fe 2+ + H 2 吸氧腐蚀反应过程吸收氧

14、气条件：中性或弱酸性溶液电极反应：负极 : 2Fe 4e - = 2Fe 2+正极 : O 2+4e- +2H 2O = 4OH-总式： 2Fe + O 2 +2H2O =2 Fe(OH) 2离子方程式： Fe2+ + 2OH- = Fe(OH) 2生成的 Fe(OH) 2被空气中的 O2氧化，生成 Fe(OH) 3 ， Fe(OH) 2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH) 3 Fe(OH)3 脱去一部分水就生成 Fe2O3?XH2O(铁锈主要成分) 规律总结：金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下： 电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐

15、蚀防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法有一般防 腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀总结：化学电源四、化学反应的速率和限度1、化学反应的速率(1)概念：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。计算公式： v(B) 单位： mol/(L ?s) 或 mol/(L ?min) B 为溶液或气体，若 B 为固体或纯液体不计算速率。 规律： 速率比方程式系数比4化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的 平均速率 ，而不是在某一时 刻的瞬时速率。5对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率

16、，其数值可 能不同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。因此， 表示化学反应的速率 时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。（2）影响化学反应速率的因素： 内因：由参加反应的物质的结构和性质决定的（主要因素）。 外因： 温度 ：升高温度，增大速率催化剂 ：一般加快反应速率（正催化剂）3浓度 ：增加 C 反应物的浓度，增大速率（溶液或气体才有浓度可言）6压强 ：增大压强，增大速率（影响对象： 压强 只影响有气体参与的反应 的反应速率）7其它因素：如光（射线）、固体的表面积（颗粒大小）、反应物的状态（溶剂）、原电 池等也会改变化学反应速率。注： 恒压 充稀有气体等不影响反应的气体 V

17、-N-c - v逆、动、等、定、变。2、化学反应的限度化学平衡1）化学平衡状态的特征：逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。注：可逆反应：在 同一条件 下，同时 向正、 反两个方向进行的化学反应称为可逆反应。前提 ：反应物和产物必须同时 存在于同一反应体系 中，而且在相同条件下， 正、逆反应都能 自动进行。 “三同双向”不等于 0。即 v 正 v 逆 0。动 ：动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行。3等 ：达到平衡状态时，正方应速率和逆反应速率相等，但4定：达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，各组成成分的含量保持一定。5变 ：当条件变化时，原平衡被破坏， 在新的条件下会重新建立新的平衡。注：标志是“反应混合物中各组分的 浓度相同。对于一种物质来说，由于 多少 不再随时间的改变而改变 。浓度保持不变 ” 。浓度没有变化，并不是各种物质的 单位时间内的生成量与消耗量相等 ，就表现出物质的3）判断化学平衡状态的标志 VA （正方向） VA（逆方向）或nA（消耗） nA（生成）（不同方向同一物质比较）各组分浓度、质量、体积保持不变或百分含量不变8颜色不变判断（有一种物质是有颜色的）9物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变（ 前提：反应前后气体的总物质的 量不相等的反应适用，即如对于反应 xA yB=zC， x yz ）10对于有 固体 与气体参加的反应，密度不变