1、2-1 化学能与热能化学能与热能第二章第二章2-2 化学能与电能化学能与电能2-3 化学反应化学反应速率速率与与 化学反应化学反应限度限度 任何化学反应都伴随着任何化学反应都伴随着能量变化能量变化。能量变化的主要原因。能量变化的主要原因1.当物质发生化学反应时,当物质发生化学反应时,断开断开反应物中的化学反应物中的化学键键要要 ;形成形成生成物中的生成物中的化学键化学键 。是化学键的断裂和形成。是化学键的断裂和形成。吸收能量吸收能量放出能量放出能量物质都有能量物质都有能量例题:例题:H2在在O2中燃烧产生蓝色火焰,在反应中,破坏中燃烧产生蓝色火焰,在反应中,破坏1 mol HH键消耗的能量为键
2、消耗的能量为Q1 kJ,破坏,破坏1 mol O=O键消键消耗的能量为耗的能量为Q2 kJ,形成,形成1 mol HO键释放的能量为键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是(下列关系式中正确的是(B )A.2Q1 +Q2 4Q3 B.2Q1 +Q2 4Q3 C.Q1 +Q2 E生生,放出能量。,放出能量。(2)若)若E反反 b c d Ba c d b Cc a b.d Db d c a B七种常见的化学电池七种常见的化学电池电池名称电池名称负极材料负极材料 正极材料正极材料电解质溶液电解质溶液锌锰电池 锌筒碳棒NH4Cl+MnO2碱性电池 同上同上湿KOH铅蓄电池 铅PbPbO2H2S
3、O4(aq)镍镉电池 KOH镍氢电池锂离子电池燃料电池三三.发展中的化学电源发展中的化学电源锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池,某种锂电池到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池,某种锂电池的总反应为的总反应为Li+MnOLi+MnO2 2=LiMnO=LiMnO2 2,下列说法正确的是下列说法正确的是 A A、LiLi是正极,电极反应为是正极,电极反应为Li Li e e-=Li=Li+B B、LiLi是负极,电极反应为是负极,电极反应为Li Li e e-=Li=Li+C C、LiLi是负极,
4、电极反应为是负极,电极反应为MnOMnO2 2+e+e-=MnO=MnO2 2 D D、LiLi是负极,电极反应为是负极,电极反应为Li Li 2e2e-=Li=Li2+2+B习题指导习题指导tCV化学反应速率是化学反应速率是平均速率,均取正值。平均速率,均取正值。(2)同一反应的速率,既可以用)同一反应的速率,既可以用反应物的浓度反应物的浓度减少量减少量表示,也可以用表示,也可以用生成物的浓度增加量生成物的浓度增加量表表示,数值可能不同,但表示的意义相同示,数值可能不同,但表示的意义相同(3)2-3 化学反应的化学反应的速率速率与与限度限度 化学反应速率的特点:化学反应速率的特点:P53有关
5、化学反应速率的简单计算有关化学反应速率的简单计算 对于对于A2+3B2=2C的反应来说,以下化学反应速的反应来说,以下化学反应速率的表示中反应速率最快的是率的表示中反应速率最快的是 A、v(B2)=0.8 mol/(Ls);B、v(A2)=0.4 mol/(Ls);C、v(C)=0.6 mol/(Ls);D、v(B2)=4.2 mol/(Lmin)D解读解读P54考题考题:P55课本课本P43思考与交流思考与交流二、化学反应的二、化学反应的限度限度(反应所能进行的最大程度或反应所能进行的最大程度或化学平衡状态化学平衡状态)一个可逆反应进行到一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等正反应速率
6、与逆反应速率相等时,反应物和生成物的时,反应物和生成物的浓度浓度不再改变,达到表面上静止不再改变,达到表面上静止的状态,称为的状态,称为“化学平衡状态化学平衡状态”,反应所能达到的限度。,反应所能达到的限度。任何化学反应的进程都有一定的任何化学反应的进程都有一定的限度限度,只是不同反应的,只是不同反应的限度不同而已。限度不同而已。理解图理解图2-20化学平衡状态化学平衡状态的特征:的特征:P56等:等:v(正正)v(逆逆)定:外界条件一定,定:外界条件一定,反应混合物中各物质成分反应混合物中各物质成分的百分含量一定(但不一定相等)的百分含量一定(但不一定相等)动:动:v(正正)v(逆逆)0,动
7、态平衡,动态平衡可逆反应达到平衡状态有两个主要的判断依据这两个特征是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心依据一定条件下,一定条件下,N23H2 2NH3,*单位时间内单位时间内,有有1 mol N2反应掉,同时有反应掉,同时有1 mol N2生成生成 *单位时间内,有单位时间内,有n mol N2生成,同时有生成,同时有2n mol NH3生生成成 *单位时间内单位时间内,有有3 mol H2反应掉反应掉,同时有同时有2 mol NH3反应掉反应掉 *各组分的各组分的物质的量物质的量 不随时间的改变而改变不随时间的改变而改变判断是否已达判断是否已达到平衡状态到平衡状态习题指导习题指导P591
8、5 单位时间内单位时间内,消耗消耗n mol A2与生成与生成2n AB方向均为方向均为正反应,不能证明正反应,不能证明V(正正)V(逆逆)“提高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率”,分析,分析化学反应条件的控制化学反应条件的控制P521.煤研得越细,粉末越小,与空气中煤研得越细,粉末越小,与空气中O2的的接触面积接触面积越越大,燃烧越充分,反应速率越快。大,燃烧越充分,反应速率越快。2.空气充足,煤燃烧生成空气充足,煤燃烧生成CO2越充分,放热越多;若越充分,放热越多;若空气不足,则煤燃烧部分生成空气不足,则煤燃烧部分生成CO,放出的热量大大减,放出的热量大大减少,且少,且CO排到空气中造成污染。
9、排到空气中造成污染。3.选择选择保温隔热保温隔热且且耐热耐热的炉膛材料;煤燃烧是放热反的炉膛材料;煤燃烧是放热反应,但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续,因应,但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续,因此利用煤燃烧放出的部分热量维持反应的继续进行。此利用煤燃烧放出的部分热量维持反应的继续进行。4.可将燃烧后的废气通过交换装置可将燃烧后的废气通过交换装置,供其他方面使用。供其他方面使用。C(s)+1/2O2(g)=CO(g)点燃点燃放热放热110.5 kJC(s)+O2(g)=CO2(g)点燃点燃放热放热393.5.5 kJ燃料不充分燃烧有何危害?燃料不充分燃烧有何危害?(1)产生热量少,浪费资源;)产生热量少,浪费资源;(2)产生污染物,危害人体健康。)产生污染物,危害人体健康。燃料充分燃烧的条件是什么燃料充分燃烧的条件是什么?(1)尽可能使燃料充分燃烧,提高能量的转化)尽可能使燃料充分燃烧,提高能量的转化率。关键是,燃料与空气或氧气要尽可能充分接率。关键是,燃料与空气或氧气要尽可能充分接触,且空气要触,且空气要适当过量适当过量。(2)尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能,)尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能,提高热能的利用率。提高热能的利用率。提高燃料的燃提高燃料的燃烧效率的措施烧效率的措施