1、期末复习 专题一化学反应与能量变化,一、专题1 化学反应与能量变化主要内容,2,二、各单元知识点的内在联系 1.“化学反应中的热效应”各知识点的内在关系,2. “化学能与电能的转化”各知识点的内在关系, “化学能与电能的转化”各知识点的内在关系,三、几个重、难点,1.有关焓变：教材第2页：在化工生产和科学实验中，化学反应通常在敞口容器中进行，反应体系的压强与外界相等，即反应是在恒压条件下进行的。在恒温、恒压条件下（严格说来，只做体积功，不做其他功），化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变（H）。,焓变:,在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变.,符号： H,
2、单位： kJ/mol,规定：,当H为“”（ H0）时，为放热反应；,当H为“”（ H0）时，为吸热反应.,从键能上看：H反应物总键能生成物总键能,从总能量上看： H=E生成物总能量-E反应物总能量,1).焓变与各物质的能量的关系,从总能量上看： H=E生成物总能量E反应物总能量,吸热反应,生成物,反应物,能量,反应过程中能量变化曲线图：,生成物,反应物,能量,放热反应,H生成物总能量反应物总能量,H0或 H为“”,H0 或H为“”,H0,H0,A,化学反应的本质是什么？,化学键的断裂和形成,旧键断裂需要 能量，新键形成会 能量。,放 出,吸 收,2).焓变与各物质的键能的关系,从键能上看：H反
3、应物总键能生成物总键能（吸收的能量） (放出的能量）,C,C,下列各组热化学方程式中,化学反应的H在数值上前者大于后者的是: C(s)+ O2(g)=CO2(g) H1 C(s)+ O2(g)=CO(g) H2 S(s)+O2(g)=SO2(g) H3 S(g)+ O2(g)=SO2(g) H4 H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H5 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H6 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H7 CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) H8,3）.焓变大小的比较,已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 =
4、 a kJ/mol （2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol （3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol （4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol 则a、b、c、d的关系正确的是 。 A、ad0 C、2a=b0,C,反应热大小的比较,2.热化学方程式,1）反应物和生成物要标明其聚集状态。 2）方程式右端用H 标明恒压条件下反应放出或吸收的热量。 3）热化学方程式中各物质前的化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数或分数。 4）对于同一反应，当化学计
5、量数不同时，其H 也不同，即H 的值与计量数成正比,当化学反应逆向进行时,数值不变,符号相反。 5)可逆反应中的H数值是指该反应完全进行时的数值。 6）要注明反应的温度和压强（一般不注明,为101kPa，25（298K）,A,已知在1105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是( ),H2O（g）H2（g）1/2O2（g）；H242kJmol1 2H2（g）O2（g）2H2O（l）；H484kJmol1 H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；H242kJmol1 2H2（g）O2（g）2H2O（g）；H484kJ,3.盖斯定律,一个化学反
6、应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。,关键是：化学反应的H仅与反应的起始状态和最终状态有关，与反应的途径无关。,意义：可以计算一些很难测定的反应的热效应或者可以利用已知反应的焓变去求未知反应的焓变。,A,A,4中和反应反应热的实验测定,（1）实验药品：,50 mL、0.50 mol/L的盐酸和 50 mL、0.50 mol/L氢氧化钠溶液,（2）实验仪器：,简易量热计 量筒 （50 mL）两个,实验原理：,(4)实验步骤：,a、药品取用,用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干
7、净。,用另一个量筒量取50 mL 0.50 mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。,b、酸碱混合,把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计（注意不要洒到外面）。立即盖上盖板,用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。,c、 数据处理,d、 重复以上实验两次,5.原电池原理,1）.概念：把化学能转变为电能的装置叫 原电池。,2).构成原电池的条件：,因为原电池反应的本质是氧化还原反应，所以从理论上讲：任何自发的氧化还原反应都可用于制作原电池。,必须自发进行氧化还原反应。,电解质溶液（两电极必须插入电解质溶液）。,两个电极必须相连
8、并形成闭合回路。,必须有两种活泼性不同的导电材料作电极。,A,B,C,E,F,M,N,下列哪几个装置能形成原电池（ ）。,D,V,X,V,V,X,X,X,V,ABDE,CuSO4,09年福建理综11控制适合的条件，将反应2Fe32I 2Fe2I2设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是（ ）。 A反应开始时，乙中 石墨电极上发生氧化反应 B反应开始时，甲中 石墨电极上Fe3被还原 C电流计读数为零时， 反应达到化学平衡状态 D电流计读数为零后， 在甲溶质为FeCl2，乙中石墨电极为负极,D,FeCl3 溶液,KI 溶液,Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：Cu作_极, Fe作_
9、极 电极反应式是：负极：正极： 总反应式是： 如将稀硫酸改为浓硝酸则： Cu作 极, Fe作 极 电极反应式是：负极 _ 正极 _ 总反应式是：,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O,正,负,Fe-2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,Fe+H2SO4=FeSO4+H2,负,正,Cu-2e-=Cu2+,2NO3-+4H+2e-=2NO2 +2H2O,电极的判断级电极方程式的书写,氢氧燃料电池的工作原理,酸性条件：,负极（H2）：,2H2 -4e = 4H+,碱性或中性条件：,负极（H2）：,2H2 + 4OH - 4e = 4H2O,正极（O2）： O2 + 2H2O
10、 + 4e = 4OH,总反应： 2H2O22H2O,总反应： 2H2O22H2O,氢氧燃料电池结构,正极（O2）： O2 + 4H+ + 4e = 2H2O,考查热点：燃料电池,氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式： ， 此时电池内总的反应式 ： 。,燃料电池的电极反应式书写,a b,CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O,CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,燃料电池的电极反应式书写规律: 写出燃烧反应； 根据电解液改写燃
11、料电池总反应； 写出正极的电极反应式 由电子转移数目及原子守恒，电荷守恒写出负极的电极反应式。 或者由燃料电池总反应减去正极的电极 反应式得负极的电极反应式。,负极：CH4,-4,+4,-8e-,+10OH-,+7H2O,燃料电池的正极：,O2+4e-=2O2-,酸性介质：,O2+4H+4e-=2H2O,碱性或中性介质：,O2+ 2H2O+4e- =4OH-,已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应式为：Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2 试写出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电极反应式。,放电正极:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-,2）可充电电池的
12、电极式反应书写,放电负极:Fe-2e-+2OH-= Fe(OH)2,充电： 阴极：Fe(OH)2+2e-= Fe+2OH-,阳极：Ni(OH)2+2OH-2e-= NiO2+2H2O,可充电电池电极反应式的书写规律: 看清楚 “充电、放电” 的方向 放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理,（2006年广东高考）某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列说法正确的是 （ ）A、放电时，LiMn2O4发生氧化反应B、放电时，正极反应为：Li+LiMn2O4e-=Li2Mn2
13、O4C、充电时，LiMn2O4发生氧化反应D、充电时，阳极反应为：Li+e-=Li,B,6.电解原理及其应用,电解时电极反应式的书写规律 (1)电极反应：阴极发生还原反应，电极与电源负极相连，且为惰性电极，本身不参与反应，溶液中的阳离子得电子；阳极与电源正极相连，发生氧化反应，若为活性电极，则本身参与反应，若为惰性电极，则是溶液中的阴离子失电子。 (2)书写电极反应式时应注意首看电极：主要是看阳极是何种类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化，发生氧化反应。再看离子：搞清电解质溶液中存在哪些离子，根据放电顺序，书写电极反应式。水溶液中始终有H和OH,放电顺序中H、OH之后的离子一般不参与电极反
14、应。,1阳极产物的判断首先看电极，若是活性电极(除金、铂外的金属)，则电极材料本身失电子，电极被溶解形成阳离子进入溶液；若是惰性电极(如石墨、铂、金等)，则根据溶液中阴离子放电顺序加以判断，放电顺序： 阳极：金属(除Au、Pt外)S2IBrClOH含氧酸根离子F。 2阴极产物的判断1）直接根据溶液中阳离子放电顺序加以判断、阳离子放电顺序：AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2Al3Mg2NaCa2K。,(2)根据阳离子放电顺序判断阴极产物时，要注意下列两点： Fe3得电子能力大于Cu2，但第一阶段只能被还原为Fe2； Pb2、Sn2、Fe2、Zn2控制一定条件(即电镀)时也能在水溶液
15、 中放电；Al3、Mg2、Na、Ca2、K只有在熔融状态下放电。,(上海市高考题)如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是 ( )Aa为负极，b为正极Ba为阳极，b为阴极C电解过程中，d电极质量增加D电解过程中，氯离子浓度不变,变式： 某电解池内盛有CuSO4溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：阳极质量不变，阴极质量增加，电解液 pH减小，则应选用的电极是题 ( )A阴阳两极都有石墨 B铜作阳极，铁作阴极C铁作阳极，铜作阴极 D铂作阳极，铜作阴极,C,AD,惰性电极电解规律,如图所示，下列关于实验现象的描述正确的是 ( ),C,在50 mL 0.2 molL1硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解(不考虑水分蒸发)。则：(1)若两极均为铜片，试说明电解过程中浓度将怎样变化 。(2)若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是_。(3)如不考虑H在阴极上放电，当电路中有0.04 mol e通过时，阴极增重_g，阴极上的电极反应式是 _。,不变,1.28,7.金属的腐蚀与防护,1）吸氧腐蚀 2）析氢腐蚀 3）金属防护,
