高中化学必修二化学反应与能量变化重点知识梳理

化学反应与能量变化重点梳理

一、化学反应与热能

（一）常见的吸、放热反应

1、放热反应：

（1）定义：释放热量的化学反应称为放热反应

（2）常见的放热反应：所有的燃烧反应和缓慢氧化反应、所有的酸碱中和反应、大多数化合反应、铝热反应、活泼金属与水或酸的反应

2、吸热反应：

（1）定义：吸收热量的化学反应成为吸热反应

（2）常见的吸热反应：大多数的分解反应、C+CO 22CO、C+H2O(g)CO+H2

Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3·H2O+8H2O、NaHCO3+HCl=H2O+CO2↑+NaCl

注：①吸热反应和放热反应均是化学反应。NaOH固体溶于水、浓硫酸的稀释，属于放热过程，不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水，升华、蒸发等属于吸热过程，不属于吸热反应。

②需要加热的反应不一定是吸热反应

③在可逆反应中，如果正反应为吸热，则逆反应为放热

（二）化学反应中能量变化的原因

1、微观：化学键的断裂与形成

反应物→断键→吸收能量 > 生成物→成键→释放能量

反应物→断键→吸收能量 < 生成物→成键→释放能量

注：①化学反应的实质是旧键断裂和新键形成

②有化学键断裂的过程不一定是化学反应，如氯化钠溶于水的过程

③化学反应一定伴随能量变化，但有能量变化的过程不一定是化学反应，如物质的三态变化

2、宏观：反应物与生成物的总能量

反应物的总能量>生成物的总能量→放热反应

反应物的总能量<生成物的总能量→吸热反应

3、吸热反应和放热反应的判断方法

（1）根据反应物和生成物的总能量大小判断

（2）根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断

（3）根据经验判断——常见的吸放热反应

（4）根据生成物和反应物的相对稳定性判断——由稳定的物质（能量低）生成不稳定的物质（能量高）的反应为吸热反应，反之为放热反应

（三）人类对能源的利用及能源现状

1、人类对化学反应中热能的利用——燃烧

（1）发现：始于火的发现

（2）早期：以树枝杂草为主要能源

（3）现代：以煤、石油和天然气为主要能源

2、利用最多的化石燃料面临的两个亟待解决的问题

（1）能源短缺问题日益突出

（2）燃烧排放的粉尘、SO2、NO X、CO等造成了大气污染。

3、节能减排，寻找清洁的新能源

（2）理想新能源应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染的特点。如太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能

4、能源分类：

二、化学反应与电能

（一）化学能转化为电能的两种方式

方式转化过程优、缺点

火力发

过程长、低效、污染电化学能热能机械能电能

原电池化学能电能过程短、高效、清洁

1、定义：将化学能转化能电能的装置

注：原电池中的化学能并非全部转化为电能，有一部分转化成热能等其他形式的能量

2、本质：氧化还原反应

3、工作原理：以铜-锌，稀硫酸原电池为例

电极：Zn—负极，Cu—正极

工作原理：负极→失电子→发生氧化反应→电子通过导线流向正极→正极→离子得电子→发

生还原反应

溶液中：阴离子→负极，阳离子→正极 外电路—电子导电，内电路—离子导电

图中电极反应：⎩⎨⎧↑=+=--

++-有气泡产生正极：

锌片逐渐溶解

负极：22222n H e H Zn e Z 总反应： Zn+2H +=Zn 2++H ↑ 注：①电子只能在两极和外电路中流动，不可能进入溶液中。即“电子不下水，离子不上岸”

②溶液中是由电解质溶液中的阴阳离子定向移动形成闭合回路的 4、构成条件：两极一液一连线，氧化还原是条件 （1）两个能导电的电极——正极和负极：

两极的构成情况：①活泼性不同的两种金属 ②金属和非金属 ③金属和化合物 ④惰性电极：Pt 、C

注：1、很活泼的金属单质一般不作原电池的负极，如：K 、Ca 、Na 等

2、有些原电池的两极活泼性相同，如燃料电池 （2）要有电解质溶液或熔融的电解质 电解质溶液的情况：

①电解质溶液一般要能够与负极发生反应

②电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如：O 2） （3）形成闭合回路的情况：①导线相连 ②电极直接接触

（4）氧化还原反应：氧化还原反应是自发进行的，但自发进行的氧化还原反应不一定都能设计成原电池

5、能否构成原电池的判断——四看

（1）看电极——两极为导体且存在活泼性差异（燃料电池的电极一般为惰性电极） （2）看溶液——两极插入电解质溶液中

（3）看回路——形成闭合回路或两极直接接触 （4）看本质——有无自发的氧化还原反应发生 6、正负极的判断方法：

（1）电极反应：负极—氧化反应，正极—还原反应

（2）电子或电流的流向：电子：负→正；电流：正→负

（3）离子流向：阳离子→正极，阴离子→负极；即“正向正，负向负” （4）电极材料：活泼金属作负极；不活泼金属、金属氧化物、非金属作正极 注：不能简单的依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况

（5）其他：质量增加→正极，质量减少→负极，气体→正极，pH ↑→正极 7、电极反应式的书写

（1）分析电极反应：负极−−

−−−→−氧化反应，失电子氧化产物，正极−−−−−→−还原反应，得电子

还原产物 （2）注意电解质溶液环境：电极产物在电解质溶液中应稳定存在

①碱性介质中，若生成H +，结合OH -→H 2O ②酸性介质中，若生成OH -,结合H +→H 2O ③碱性介质中，若生成CO 2，结合OH -→CO 32-

④碱性介质中，若生成金属阳离子，则可能会结合OH -→沉淀M(OH)n （3）遵守三大守恒：质量守恒、电荷守恒、转移电子守恒

（4）两极反应式叠加得总反应式，总反应式减去其中一个电极反应式，可得另一个电极的反应式

（5）规律：①一般来说，金属作负极的原电池，根据不同的电解质，可以写出不同的电极