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。

H2O(g) CO(g)

注：反应条件与吸放热无关。

（3）放热反应与吸热反应的比较

（1）概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

④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，

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。②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）原电池的应用：①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。②比较金属活动性强弱。③设计原电池。④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++2MnO

2+2e－＝2NH

3

↑+Mn

2

O

3

+H

2

O 负极：Zn－2e－＝Zn2+

总反应：Zn+2MnO

2+2NH

4

+＝Zn2++Mn

2

O

3

+2NH

3

↑+H

2

O

②碱性锌锰电池。用KOH电解质溶液代替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+Mn2O3

③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）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

3.燃料电池

①氢气与氧气混合，总反应方程式：2H2＋Ｏ2＝2H2O

当电解质溶液呈酸性时：

负极：2H2－4e-＝4H+ 正极：Ｏ2＋4 e-+4H+＝2H2O

当电解质溶液呈碱性时：

负极：2H2＋4OH-－4e-＝4H2O 正极：Ｏ2＋2H2O＋4 e-＝4OH-

②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＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O

电极反应式为：

负极：CH4＋10OH-－8e-＝CO32-＋7H2O 正极：4H2O＋2O2＋8e-＝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

②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+ = Fe2+ + H2↑