化学键化学反应与能量复习总结

本章从三个方面研究化学反应：一是化学键与化学反应的关系，化学反应中物质变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成，这些过程伴随着能量的变化，决定了化学反应有吸热反应和放热反应；二是从反应快慢和反应进行的程度两个角度研究不同类型的化学反应，影响化学反应速率的主要因素是物质本身的性质，另外，温度、浓度、压强、催化剂、光波等外界因素也影响反应速率。当可逆反应的正、逆反应速率相等时，反应就达到了平衡状态，而条件改变时，化学平衡又要发生移动；第三个方面是人们对化学反应的利用。利用化学反应中物质的变化可以制备新物质，利用化学反应中能量的

变化可以帮助人们寻找新能源。化学反应与人类生活密切相关。

【知识网络】

【知识分类讲解】

我们已学过了很多化学反应，这些化学反应都与物质内部的化学键有密切联系。

一、化学键与化学反应

1、化学键

(1)概念：相邻原子间强烈的相互作用。

(2)作用：通过化学键把原子(包括离子)结合成物质，物质参与化学反应时需破坏化学键。

(3)类型：

可见，化学键的常见类型有共价键、离子键和金属键。通过化学键可形成金属单质、非金属单质、离子化合物、共价化合物等。

2、化学键与化学反应中的物质变化

有新物质生成的变化为化学变化。化学反应中物质变化的实质是旧化学键断裂和新化学键生成。

3、化学键与化学反应中的能量变化

(1)化学反应中的能量变化

吸热反应：吸收热量的化学反应。

放热反应；放出热量的化学反应。

(2)能量变化与化学键的关系

旧化学键断裂时，要吸收热量，新化学键形成时，要放出热量。当旧键断裂吸收的热量大于新键形成放出的热量，整个反应表现为吸热反应，反之为放热反应。

任何化学反应都伴随着能量的变化。

二、化学反应的快慢和限度

1、化学反应的快慢：化学反应速率

(1)化学反应速率：用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示化学反应的

速率。化学反应速率用v表示，单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1等，公式为

对反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)

用不同物质表示同一反应的速率，数值可能不同，但都可以体现出该反应的快慢。这些速率之间满足如下关系：用不同物质表示的速率之比等于这些物质的化学计量数之比，即v A∶v B∶v C∶v D＝a∶b∶c∶d。

(2)影响化学反应速率的因素：

①物质本身的性质是决定反应快慢的内因，其它条件只是决定反应快慢的外因。

②反应物的浓度：

增大某一反应物浓度，使正反应速率增大。

增大某一生成物浓度，使逆反应速率增大。

③温度：

升高温度，正、逆反应速度都增大。温度每升高10℃，反应速率将增加到原来的2～4倍。

④压强

压强影响的实质是浓度的变化。压缩容器容积，压强增大，气体反应物和气体生成物浓度都增大，正、逆反应速率都增大。

⑤催化剂

催化剂能大大加快化学反应速率，使一些化学反应在较低温度下取得较高的反应速率。化工生产中，很多反应都需要用到催化剂。

2、化学反应的限度

(1)化学平衡：在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态。

(2)化学平衡的特点：

逆(可逆反应)、等(v正＝v逆)、定(各物质的浓度为定值)、动(平衡为动态平衡)、变(条件改变时平衡也随之改变，此即化学平衡的移动)。

(3)化学平衡的移动

影响化学平衡移动的因素有温度、浓度、压强等。

①温度：温度升高、平衡向吸热方向移动。温度降低，平衡向放热方向移动。

②浓度：增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。浓度主要用于溶液、气体，对纯液体或固体，浓度视为常数1，量的增加不代表浓度增大，平衡不移动。

③压强：适用于有气体参加的反应，实质仍是浓度的变化，具体规律是：增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动。减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。

催化剂虽能改变化学反应速率，但它同等程度改变正、逆反应速率，平衡不发生移动。

三、化学反应的利用

化学反应都伴随着物质变化和能量变化，化学反应的应用也体现在这两个方面。

1、利用化学反应制备新物质

实验室制取和工业制法的角度不完全相同，实验室制法的原则是快速、简易。工业制法的原则是经济效益好，综合成本低。很多物质的实验室制法和工业制法的原理不同。如Cl2的两种制法如下：

实验室制法：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

其中MnO2可用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、NaClO等物质代替。

工业制法：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑

2、利用化学反应为人类提供新能源

(1)利用化学反应可进行化学能与热能的转化

放热反应是把化学能以热能的形成释放出来，据此可把可燃物燃烧的热量利用起来。煤、石油、天然气等化石燃料是日常生活中重要的能量来源，但这些燃料具有不可再生性，同时燃烧后易对环境造成污染。

(2)利用化学反应可进行化学能与电能的转化

化学能产生电能的装置为原电池，最典型的原电池为Cu－Zn原电池，其中Zn为负极，电极反应为：Zn－2e-＝Zn2+，Cu为正极，溶液(H2SO4为电解质溶液)中的H+得电子：2H+＋2e-＝H2↑，通过得失电子，构成闭合回路，从而形成电流，常见的电池有普通锌锰干电池、碱性锌锰电池、蓄电池(铅蓄电池、铁镍蓄电池等)、燃料电池(氢氧燃料电池、甲烷氧燃料电池及熔融盐燃料电池等)。

【例题分析】