专题二化学反应与能量转化化学反应的速率和限度一、化学反应速率:是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。

1、化学反应速率的概念（1）定义：化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

（注：无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，其化学反应速率都取正值，且是某一段时间内的平均速率。

）（2）表达式：c vt =（3）常用单位：浓度常用：1mol L-⋅，时间常用：s，min化学反应速率：1(min)mol L-∙∙或1()mol L s-∙∙/(min)mol L⋅或/()mol L s⋅（4）有关化学反应速率的几点说明①化学反应速率实际上是指某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。

②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的化学反应速率的数值可能是不同的。

因此表示化学反应速率时，必须说明用哪种物质为基准。

③同一化学反应，用不同的物质表示的化学反应速率之比等于化学反应方程式中相应物质的化学计量数之比。

即：对于反应 aA＋bB==cC＋dD有V(A)︰V(B)︰V(C)︰V(D)＝a︰b︰c︰d④固体或纯液体，其浓度可视为常数。

因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。

2、外界条件对化学反应速率的影响决定化学反应速率的因素，内因（决定作用）：反应物本身的性质；外因：外界条件实验方案实验现象结论实验一：取2只试管，各加入5 mL 4%的过氧化氢溶液，分别滴入几滴洗涤剂，用水浴加热其中1支试管水浴加热产生气泡快加热能加快反应速率实验二：取2只试管，各加入5 mL 4%的过氧化氢溶液，分别滴入几滴洗涤剂，往其中1支试管中加入少量二氧化锰粉末加入二氧化锰粉末产生气泡快使用催化剂能加快反应速率实验三：取2只试管，各加入5 mL 2%、6%、12%的过氧化氢溶液，分别滴入几滴0.2 mol·L －1氯化铁溶液浓度大的产生气泡快增大反应物的浓度能加快反应速率（1）浓度对化学反应速率的影响：增大反应物的浓度可以增大化学反应速率（2）压强对化学反应速率的影响：对于有气体参加的反应：增大压强，可以增大化学反应速率。

减小压强，可以减小化学反应速率。

如果反应物是固体、液体、溶液时，改变压强对反应速率没有影响。

（3）温度对化学反应速率的影响：升高温度，可以增大化学反应速率降低温度，可以减小化学反应速率每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2～4倍。

（4）催化剂对化学反应速率的影响：使用催化剂，能显著地增大反应速率。

正催化剂和负催化剂(5)、其它条件对化学反应速率的影响：①固体反应物颗粒的大小、反应物接触面积等因素对化学反应速率也有影响。

某些反应也会受光、超声波、磁场等影响而改变反应速率。

②固体药品研得越细，其表面积越大，混合均匀后反应物之间接触得面积也越大，反应也迅速、充分。

③固体物质溶于水后，发生了电解质的电离，离子在溶液里受水分子作用而运动，增大了离子之间接触反应的机会，从而提高了化学反应速率。

④ Zn＋ H2SO4＝ZnSO4＋H2↑，离子方程式为：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋ H2↑，C(H+)的大小影响着该反应的反应速率，气泡变稀少了，是因为C(H+)减小了，反应速率减慢，如果添加适当浓度的硫酸溶液时，由于溶液中C(H+)又迅速增大，因而反应速率加快，产生气泡的速率又加快了。

从上面的事例可知，温度、固体的表面积、反应物的状态、溶液的浓度、催化剂、压强等都是影响化学反应速率的因素。

二.化学反应的限度1、可逆反应（1）定义：在同一反应条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的反应。

（2）可逆反应的普遍性：大部分化学反应都是可逆反应。

（3）可逆反应的特点：①正反应和逆反应既对立又统一；②正反应和逆反应发生的性质相同；③正反应和逆反应发生的条件相同；④反应物、生成物共同存在；⑤能量转化互逆；⑥可逆反应有一定的限度。

2、化学平衡: 当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度。

（1）化学平衡状态的建立:可逆反应在一定条件下进行到一定程度时,正反应和逆反应的速率相等，反应物和生成物的浓度保持不再发生变化，反应达到化学平衡状态，简称为化学平衡。

（2）化学平衡的特征：“逆”、“动”、“等”、“定”、“变”①“逆”：化学平衡只存在于可逆反应中；②“动”：化学平衡是一个动态平衡；正、逆反应还在不断进行③“等”：平衡时正反应和逆反应的速率相等且大于0；（是化学平衡状态的本质）④“定”：平衡时反应物和生成物的浓度保持不变；（是化学平衡状态的外观特征）。

⑤“变”：改变外界条件时，平衡会发生移动,各组分的浓度就会随之发生变化，在新的一定条件下又会建立新的平衡状态。

（旧的平衡将被破坏，并在新的条件下建立新的平衡。

）( 3 )、任何化学反应的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同罢了。

( 4 )、在可逆反应中，反应物不能按化学计量数之比完全转化为生成物,因此,反应物的转化率小于100％。

( 5 )、有些反应的可逆性很小，如Ag++Cl- = AgCl ↓一般可视为不可逆反应。

( 6 )、化学反应的限度可以通过改变条件而改变3、化学反应条件的控制（1）、在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应，这就要通过控制反应条件来达到目的。

（2）、提高燃料的燃烧效率的措施：①适当过量的空气，燃料与空气充分接触；②充分利用燃烧放出的热能，提高热能的利用率。

（3）、意义：可以通过控制反应条件，使化学反应符合或接近人们的期望化学反应中的热量一．化学反应中的热量变化1．物质发生化学变化的实质：物质发生化学变化的过程，实质上就是旧的化学键断裂和新的化学键形成过程。

断开化学键：吸收能量形成化学键：放出能量2．化学反应中的能量变化：通常表现为热量的变化3．放热反应和吸热反应化学上把有热量放出的化学反应叫做放热反应。

吸收能量<放出能量化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。

吸收能量>放出能量反应物的总能量高放热反应生成物的总能量低E反应物 = E生成物 +能量反应物的总能量低吸热反应生成物的总能量高E反应物 +能量=E生成物化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程4．反应热：化学反应过程中放出或吸收的热量用△H 表示，单位：kJ ·mol －1△H ＜0时，为放热反应；△H ＞0时，为吸热反应。

5．热化学方程式：表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式。

书写热化学方程式注意事项:（1）写符合质量守恒的化学方程式（2）反应物和生成物要标明其聚集状态，用g 、l 、s 分别代表气态、液态、固态。

（3）方程式右端用△H 标明恒压条件下反应放出或吸收的热量，放热为负，吸热为正。

（4）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，因此可以是整数或分数。

（5）对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其△H 也不同，即△H 的值与计量数成正比。

（6）物质的状态不同，其△H 也不同6. 常见的放(吸)热反应放热反应: (1). 金属与酸的反应(2). 所有的燃烧反应（包括爆炸反应）(3). 酸碱中和反应(4). 大多数化合反应吸热反应: (1). 氢氧化钙(钡)与氯化铵晶体的反应 (2). 2()()2()C s CO g CO g +高温 (3). 22()()2()()C s H O g CO g H g ++(4). 大多数分解反应* 思考: 热化学方程式与普通化学方程式有何区别?(1)标明各物质的聚集状态（s,l,g ）(2)系数只表示物质的量,可以为分数(3)注明反应热△H二、燃烧中的热量变化1、燃烧中的能量变化化学反应 ⎧⎨⎩放热反应 根据能量变化情况 吸热反应2、燃烧中能量变化的实质反应物 −−−→吸热键断裂 −−−→键形成放热生成物 三、燃料的燃烧１、燃烧：可燃物与氧气发生的发光、 发热的剧烈的化学反应。

实例：煤、石油、天然气的燃烧。

2、燃烧的条件：A 、与氧气接触 B 、达到着火点质量相同的不同燃料，完全燃烧后放出的热量不相等。

燃烧值或热值来表示物质 天然气 石油 煤炭 氢气甲醇 热值/kJ ·g-1 约56 约48 约33 143233、常见的燃料煤、石油、天然气-----化石燃料4、如何提高燃料的使用效率A 、防止环境污染、发展洁净煤技术B 、提高热效率C 、开发高能清洁能源D 、开发综合利用煤的新技术化学能转化为电能一、化学能通过燃烧转化为电能：燃烧的本质—氧化还原反应原理：化学能−−−→燃烧 热能−−−→蒸汽 机械能 −−−→发电机 电能 缺点：转换环节多、效率低、能源浪费、环境污染严重。

• ①产生烟尘和废气，造成空气污染• ②SO2形成酸雨• ③CO2加强温室效应• ④储量有限二、化学能通过原电池转化为电能1、定义：将化学能转变成电能的装置，叫做原电池。

2、反应本质：氧化还原反应---较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）3、原电池基本组成：两极一液一连线4、原电池反应能够发生的条件：①电极：两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒”）作电极，其中较活泼金属为负极。

较不活泼金属（或非金属）为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用）。

②溶液：电极材料均插入电解质溶液中（做原电池的内电路，并参与反应） ③导线：两电极用导线相连，形成闭合回路。

④较活泼金属能自发地发生氧化还原反应（通常为原电池负极与电解质溶液之间的氧化还原反应）5、电子流动方向(与电流方向相反)负极 −−→外电路(用电设备)−−→正极−−−−→电解质溶液负极 6、判断原电池正、负极的方法＊由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极电极 电极材料 反应类型 得失电子 电子流动方向负极 还原性较强的金属，较活泼金属 氧化反应 失去电子 电子流出（流向正极）的一极正极 还原性较弱的金属，较不活泼金属或非金属 还原反应 得到电子 电子流入（来自负极）的一极＊根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。

＊根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。

7、原电池原理的应用①制作化学电源②加快反应速率： 例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。

③判断金属活动性的强弱④揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。

钢铁中含有碳，可与Fe 组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀钢铁析氢腐蚀：负极：Fe – 2e- = Fe2+正极：2H+ + 2e- = H2↑钢铁的吸氧腐蚀：负极：2Fe – 4e- = 2Fe2+正极：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-防止钢铁腐蚀：在钢铁的表面焊接比Fe 更活泼的金属（如Zn ），组成原电池后，使Fe 成为原电池的正极而得到保护。