1、鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案1第一章 化学反应中的能量转化第 1 节 化学反应的热效应【学习目标】1、理解反应热和焓的含义。2、理解测量反应热的实验原理。3、掌握热化学方程式的书写和焓变的计算【教学策略】授课时数：1 课时教学重点：反应热、焓变、热化学方程式。教学难点：热化学方程式的书写和焓变的计算。【知识梳理】 1、反应热：概念： 符号： 2、理论计算反应的反应热：化学反应的实质：旧键 和新键 ，前者 热量，后者 热量。故一个反应是吸热反应还是放热反应，就取决于断键吸收的热量多，还是形成新键放出的热量多。需要用这些键的键能计算，以 H2 与 Cl2 反应生成 HCl 为例分析。分析
2、：已知 HH、ClCl 、HCl 键的键能分别为436kJ/mol、243kJ/mol、431kJ/mol，反应方程式为：H 2Cl 22HCl。由反应知每1molH2、1molCl 2 反应生成 2molHCl。1molH 2、1molCl 2 的化学键断裂时吸收的总能量为：Q 吸 1mol436kJ/mol1mol243kJ/mol679kJ。生成 2molHCl 放出的热量为：Q 放2mol431kJ/mol862kJ。可知，放出的热量大于吸收的热量。该反应为放热反应，共放出热量：862kJ679kJ183kJ。 3、测反应的反应热：用量热计进行测定，如下图为简易量热计示意图，测定方法是
3、：反应物溶液加入量热计内筒并迅速混合、搅拌，测量反应前后溶液温度的变化值，利用公式：Qc(T 2T 1)计算，式中 c 为体系的热容。鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案2热容：当物质吸收热量使温度每升高 1K 所吸收的热量称为该物质的热容，用符号 c表示，单位是 JK-1。单位质量的物质的热容称为比热容，简称比热，单位是 JK-1g-1。常温下，液态水的比热为 4.18JK-1g-1，该数据可代入上式用于计算。 实验探究：测定中和反应的反应热：(1)量热计内筒中加入 100mL、1.0mol/L 的盐酸，记录初始温度 T1。(2)取 100mL、 1.1mol/L 的 NaOH 溶液，温度
4、与 T1 相同(NaOH 的浓度稍大些，是为了保证酸完全反应)。(3)碱溶液迅速倒入量热计的内筒中，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度 T2。(4)计算反应热：Qc(T 2T 1)。此处，可假设溶液的比热等于水的比热，用同样方法分别测定 KOH 溶液与盐酸、NaOH 溶液与硝酸反应的反应热。发现这三个反应的反应热相同。因为三者都是强酸与强碱的反应。反应实质都为： H OH H 2O，故反应热相同。 二、化学反应的焓变：1、焓与焓变(1)焓： (2)焓变： 符号及单位 解释数学表达式为 QPH(Q P 表示在压强不变的条件下化学反应的反应热 )成立条件：QPH（生成物）H（反应物）=H可见，焓变
5、H 能表示反应热，用 H 表示反应的吸热或放热。H0，反应产物的焓 反应物的焓，反应 热量，为 反应。H0，反应产物的焓 反应物的焓，反应 热量，为 反应。H、Q 都可以表示吸热反应、放热反应，二者表示角度不同，结果一致。2、热化学方程式：(1)概念： 含义： (2)热化学方程式的书写要注明反应的温度和压强，若反应是在 298K 和 1.013105Pa 条件下进行，可不予注明。要注明反应物和生成物的聚集状态或晶型。常用 s、l、g 分别表示固体、液体、气体。H 与方程式计量系数有关，注意方程式中的化学计量系数与对应 H 不要弄错，计量系数以“mol”为单位，可以是小数或分数。若反应逆向进行，
6、H 改变符号，绝对值不变。鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案3在所写化学反应计量方程式后写下 H 的数值和单位，方程式与 H 应用分号隔开。当 H 为“ ”或 H0 时，为放热反应，当 H 为“”或 H0 时，为吸热反应。三、反应焓变的计算。1、盖斯定律： 2、计算化学反应的焓变盖斯定律表明反应的热效应与途径无关，可以利用该定律分析热效应。如：H 2(g) O2(g)H 2O(l)；H=285.5kJ/mol该反应可看成如下过程：反应分步进行的热效应如下：1、H 2(g)2H(g)； H 1431.8kJ/mol2、 O2(g)O(g)； H2244.3kJ/mol3、2H(g)O(g)H
7、 2O(g)； H 3917.9kJ/mol4、H 2O(g)H 2O(l)； H 444.0kJ/mol这 4 个反应合并出总反应为：H 2(g) O2(g)H 2O(l)；H 431.8kJ/mol(244.3kJ/mol)(917.9kJ/mol)(44.0kJ/mol)285.8kJ/mol 上述过程验证了盖斯定律，同时运用盖斯定律，可任意计算一个反应的反应热。【典例解析】例 1、下列说法正确的是( )A、需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。B、任何放热反应在常温条件下一定能发生反应。C、反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热。D、吸热反应在一定条件下(如高温、加热等)
8、也能发生反应。解析：本题考查学生对吸热反应和放热反应的基本概念的掌握情况。鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案4认为需加热的反应一定是吸热反应是错误的，事实上，若反应需持续不断地加热，则反应一定是吸热，如 CCO 2 2CO 是吸热反应。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热，反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。答案：CD 。 例 2、 试利用 298K 时，下述反应焓变的实验数据，计算在此温度下 C(S，石墨) O2(g)CO(g) 的反应焓变。C(S，石墨)O
9、2(g)CO 2(g)； H 1393.5kJ/molCO(g) O2(g)CO 2(g)； H 2283.0kJ/mol解：把题中的两个反应相减：C(S，石墨)O 2(g)CO 2(g)； H 1393.5kJ/molCO(g) O2(g)CO 2(g)； H 2283.0kJ/mol总反应为：C(S，石墨) O2(g)CO(g) ；H 3由盖斯定律知，总反应 H3H 1H 2393.5kJ/mol （283.0kJ/mol）110.5kJ/mol答：298K 时，C(S ，石墨) O2(g)CO(g)的反应焓变为110.5kJ/mol盖斯定律是指分步反应与总反应的关系，上述例题中要体现出反
10、应总和，可把第二个反应改写为：CO 2(g)CO(g) O2(g)；H H 2 283.0kJ/mol。这种改写在题目中经常用到，反应改为逆反应，则焓变的符号也正好相反，但绝对值不能发生变化。结论：若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变为这几个化学反应焓变的代数和。例 3、下列热化学方程式书写正确的是（ ）A、2SO 2O 2 SO3；H196.6kJ/mol -1B、H 2(g) O2(g)H 2O(1)；H241.8kJmol -1C、H 2(g) O2(g)H 2O(g)；H 285.8kJmol -1鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案5D、2H 2(g)
11、O 2(g)2H 2O(1)；H571.6kJmol -1E、C(s)O 2(g)CO 2(g)； H393.5kJmol -1解析：要明确热化学方程式的书写规则，物质的状态变化伴随着热效应，H 2 和 O2 反应生成气态水比生成液态水放出的热量少。书写热化学方程式必须注意以下几点： 要注明反应热与生成物各物质的状态，A 错； 吸热反应 H0，体系能量升高；放热反应， H0 ，生成物的总量小于反应物的总能量，E 错。氢气和氧气反应生成气态水比生成液态水放出的热量少，因为有部分热量用于水的气化，所以 B、C 都错。答案：D。 【随堂演练】1、反应 C(石墨) C(金刚石 )是吸热反应，由此可知(
12、 )A、石墨比金刚石稳定。 B、石墨比金刚石不稳定。C、石墨和金刚石可以相互转化。 D、石墨和金刚石不可以相互转化。2、今有如下三个热化学方程式：H2(g) O2(g)H 2O(g)；HakJ/molH2(g) O2(g)H 2O(1)；HbkJ/mol2H2(g)O 2(g)2H 2O(1)；HckJ/mol关于它们的下列表述正确的是( )A、它们都是吸热反应。 B、a，b 和 c 均为正值。C、a b D、2bc3、已知反应 XYMN 为放热反应，该反应的下列说法正确的是( )A、X 的能量一定高于 M。B、Y 的能量一定高于 N。C、X 和 Y 的总能量一定高于 M 和 N 的总能量。D
13、、因该反应为放热反应，所以一定不必加热就可以发生。4、已知在 25，101kPa 下，1gC 8H18(辛烷) 燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ 热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是( )A、C 8H18(1) O2(g)8CO 2(g)9H 2O(g) H48.40kJmol -1B、C 8H18(1) O2(g)8CO 2(g)9H 2O(1) H5518kJmol -1C、C 8H18(1) O2(g)8CO 2(g)9H 2O(1) H5518kJmol -1D、C 8H18(1) O2(g)8CO 2(g)9H 2O(1) H48.40kJmol -1鲁科版高中化学选
14、修四 化学反应原理学案65、在同温同压下，下列各组热化学方程式中，ab(a 0，0)的是（ ） A、S(s)O 2(g)SO 2(g)； HakJ/molS(g)O 2(g)SO 2(g)； H b kJ/molB、2H 2(g)O 2(g)2H 2O(1)； HakJ/mol2H2(g)O 2(g)2H 2O(g)； H bkJ/molC、H 2(g)Cl 2(g) 2HCl(g)； H akJ/molH2(g) Cl2(g)HCl(g)； HbkJ/molD、C(s)O 2(g)CO 2(g)； HakJ/molC(s) O2(g)CO(g)； H bkJ/mol6、已知方程式 2H2(g
15、)O 2(g)2H 2O(1)；H 1571.6kJmol -1，则关于方程式2H2O(1)2H 2(g)O 2(g)；H 2？的说法中正确的是( )A、方程式中化学计量数表示分子数。 B、该反应 H2 大于零。C、该反应 H2571.6kJmol -1。 D、该反应可表示 36g 水分解时的热效应。【能力提升】7、甲烷是一种高效清洁的新能源，0.25molCH 4 完全燃烧生成液态水时放出 222.5kJ热量，则下列方程式正确的是( )A、2CH 4(g)4O 2(g)2CO 2(g)4H 2O(1) H890kJmol -1B、CH 4(g)2O 2(g)CO 2(g)2H 2O(1) H
16、 890kJmol-1C、CH 4(g)2O 2(g)CO 2(g)2H 2O(1) H 890kJmol-1D、CH 4(g)2O 2(g)CO 2(g)2H 2O(g) H890kJmol -18、已知：2H 2(g)O 2(g) 2H2O(1) H 571.6kJmol -1CO(g) O2(g)CO 2(g) H282.8kJmol -1现有 CO、H 2 和 CO2 组成的混合气体 67.2L(标准状况 )经完全燃烧后放出的总热量为710.0kJ。并生成 18g 液态水。则燃烧前混合气体中 CO 的体积分数为( )A、80% B、50% C 、60% D、20%9、下列各组热化学方程
17、式中，化学反应的 H 前者大于后者的是( )C(s)O 2(g)=CO2(g)； H1 C(s) O2(g)=CO(g)； H212S(s)O 2(g)=SO2(g)； H3 S(g)O 2(g)=SO2(g)； H4H 2(g) O2(g)=H2O(l)； H5 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l)； H612CaCO 3(s)=CaO(s)CO 2(g)； H7 CaO(s)H 2O(l)=Ca(OH)2(s)； H8A B C D鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案710、我国发射的“神舟五号”载人飞船的燃料是铝粉与高氯酸铵的混合物。点燃时，铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应 2NH4C
18、lO4=N2+4H 2O+Cl2+O 2；H4H+264g 4mol0.064g x x=0.002molH += =410-3mol/L 正确答案为 A例 2、有三个烧杯，分别盛有氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以 Pt 作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和 2.8 克，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为A、4：1 B、1：1 C、4：3 D、3：4解析：串联电路中，相同时间内各电极得或失的电子的物质的量相同，各电极上放出气体的物质的量之比为定值。不必注意电极增重是多少。只要判断出生成何种气体及生成该气体一定物质的量所得失电子的物质的量，就可以通过电子守恒，判断
19、气体体积之比，第一个烧杯中放出 ，第二烧杯中放出 Cl2 和 H2，第三烧杯中放出 O2。在有 1mol 电子转移下，分别是 0.5 mol，0.5 mol ， 0.5 mol 和 0.25mol。 所以共放出有色气体 0.5+0.5=1(mol)(Cl2)，无色气体 0.5+0.25=0.75(mol)(O2 和 H2)鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案12答案：C例3、图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现 a 极板质量增加，b 极板处有无色无臭的气体放出，符合这一情况的是 解析：a极质量增加的原因是：电解池的阴极板a上发生还原反应即阳极离子（本题中的Cu 2+、Ag +）得到电子
20、后析出金属。阴极a连接电源负极X 。在阳极板b处有无色、无臭气体放出的 A与B ；C 中阳极材料铁为活泼电极（铂、金、石墨除外的金属） ，电极反应失去电子。答案：A例 4、甲、乙两个容器中，分别加入 0.1mol/LNaCl 溶液与 0.1mol/LAgNO3 溶液后，以 Pt 为电极进行电解时，在 A、B、C、D 各电极上生成物的物质的量之比为:_ 解析：此装置相当于两个电解槽串联到一起,在整个电路中电子转移总数相等.首先判断各极是阳极还是阴极，即电极名称，再分析各极发生的反应.A 极( 阴极)反应:2H +2e-=H2，B 极(阳极)反应:2Cl -2e-=Cl2；C 极(阴极) 反应：A
21、g + e- =Ag；D 极(阳极)反应:4OH -4e-=2H2O+O2，根据电子守恒法可知,若整个电路中有 4mol 电子转移,生成 H2、Cl 2、Ag、O 2的物质的量分别为：2mol、2mol、4mol、1mol 因此各电极上生成物的物质的量之比为：2:2:4:1。【随堂演练】 1、将分别盛有熔融的KCl、MgCl 2、Al 2O3的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（ ） A、1：2：3 B、3：2：1 C、6：3：1 D、6：3：22、电解4.55%的氢氧化钠溶液 1000g,一段时间后,溶液浓度为5%, 则阳极产生的气体在标准状况下的体积
22、是:A、112L B、56L C、28L D、168L 3、电解2L4mol/L 的NaCl 溶液，当电路中通过0.02mol电子时，若不考虑由于电解而引起的溶液体积的变化，则溶液的pH 值为：A、2 B、7 C、11 D、124、Na 2SO4和CuSO 4的混合溶液1L，硫酸根离子的浓度为2mol/L ，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L(标准状况)气体 ,则原溶液中Na +为:a 极板 b 极板 X 极 Z 溶液A 锌 石墨 负极 CuSO4B 石墨 石墨 负极 NaOHC 银 铁 正极 AgNO3D 铜 石墨 正极 CuCl2鲁科版高中化学选修四 化学反应
23、原理学案13A、0.5mol/L B、1mol/L C、1.5mol/L D 、2mol/L5、用惰性电极电解某金属的硫酸盐溶液时，在阴极上析出ag金属，同时在阳极上析出0.8g气体，如果该金属的原子量为b，则其化合价为：A、ab B、 C、20a/b D 、b/10a6、用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量的水，能使溶液和电解前相同的是： A、AgNO 3 B、H 2SO4 C、NaOH D 、NaCl7、用两支惰性电极插入500mL AgNO3溶液中通电电解，当电解液的 pH由6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出)，且电解液在电解前后体积变化可
24、以忽略) 电极上应析出银的质量是A、27mg B、108mg C、54mg D、216mg8、将两个铂电极插入500mLCuSO 4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化) 。此时溶液中氢离子浓度约为 A、410 -3molL-1 B、 210-3 molL-1C、110 -3 molL-1 D、 110-7 molL-19、用石墨作电极，电解1molL -1下列物质的溶液，溶液的 pH值保持不变的是 A、HCl B、NaOH C、Na 2SO4 D、NaCl【能力提升】10、将质量分数为 0.052(5.2%)的 NaO
25、H 溶液 1L（密度为 1.06g/mL）用铂电极电解，当溶液中的 NaOH 的质量分数改变了 0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是 NaOH 的质量分数 阳极析出物的质量（g） 阴极析出物的质量（g）A 0.062(6.2%) 19 152B 0.062(6.2%) 152 19C 0.042(4.2%) 1.2 9.4D 4.2% 9.4 1.211、下列关于铜电极的叙述 正确的是 A、铜锌原电池中铜是正极B、用电解法精炼粗铜时铜作阳极C、在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D、电解稀硫酸制 H2、O 2 时铜作阳极12、用惰性电极电解M（NO 3）x的水溶液，当阴汲上
26、增重 a g 时，在阳极上同时产生b L氧气（标准状况）：从而可知M的相对原子质量为A.22.4ax/b B11.2ax/b C.5.6ax/b D.2.5ax/b13、A、B、C 是三种金属，根据下列、两个实验，确定它们的还原性强弱顺序为 将A与B浸在稀硫酸中用导线相连，A上有气泡逸出，B逐渐溶解电解物质的量浓度相同的A 、C盐溶液时，阴极上先析出C(使用惰性电极)A、ABC B、BCA C、CAB D、BAC14、若某池（电解池或原电池）的总反应离子反应式是Cu2H +=Cu2+H 2，关于此电鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案14池的有关说法正确的是 A、该池可能是原电池，也可能是电
27、解池B、该池只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C、该池只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极D、该池只能是电解池，电解质溶液可以是硝酸15、在外界提供相同电量的条件，Cu 2+或 Ag+分别按 Cu2+2eCu 或 Ag+eAg 在电极上放电，基析出铜的质量为 1.92g，则析出银的质量为 A1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g16、下列关于实验现象的描述不正确的是 A、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B、用铜板做电极电解硫酸铜溶液，阴极铜板质量增加C、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D、把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气
28、泡放出速率会快。17、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是A原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应18、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 A 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液 p H 不变B 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗 OH ，故溶液 pH 减小C 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为 1:2D 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为 1:119、如下图所示的装置，C、 D、E、F、X、Y 都是惰
29、性电极。接通电源后，向乙中滴入酚酞试液，在 F 极附近显红色。试回答下列问题：（1）A 是外加电源的 极， B 是 极。（2）甲是什么装置？写出电极反应式和电解反应的总反应方程式。（3）如果收集乙装置中产生的气体，则阴极和阳极产生的气体在相同状态下体积比为：。（4）欲用丙装置给铜镀银，铜件是 （填 G 或 H）极，电镀液是 溶液。（5）装置丁是什么装置，可以观察到什么现象，可以说明什么原因问题？鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案15参考答案（第二节第一课时）1、D 2、B 3、D 4、D 5、D 6、B 、C 7、C 8、A 9、C 10、B 11、AC 12、A 13 D 14、CD 1
30、5、B 16、C 17、BC 18、D 19、 （1）A 为正极 B 为负极 （2）电解池 2CuSO4 + 2H2O =2Cu + O2 + 2H2SO4 （3）1：1 （4）H；AgNO 3 （5）电泳；Y 极附近颜色变深；X 附近颜色变浅，说明氢氧化铁胶体带正电荷第二课时 电解的应用二、电解原理的应用1、电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气 【实验】在 U 形管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极（如图）。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。接通直流电源后，注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。现象：电极反应：阳极：阴极：电解食盐水的总反应为：工业上利用这一反
31、应原理，制取 NaOH、Cl 2 和 H2。注意 在上面的电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间能够发生化学反应，如 NaOH 溶液和 Cl2 能反应生成 NaClO，H 2 和 Cl2 混合遇火能发生爆炸。在工业生产中，为避免这几种产物混合，需要使反应在特殊的电解槽中进行。2、铜的电解精炼：如右图为电解法精炼铜的装置，其中阳极为 ，阴极为 ，电解质溶液为 溶液，粗铜中含 Fe、Zn、Ni、Ag 、Pt、Au 等少量杂质金属。阳极发生的主要反应为： 。（杂质 Fe、Zn、Ni 也发生电极反应：FeFe 2 2e 。Zn Zn 2 2e ，NiNi 2 2e 。由鲁科版高中化学选修四 化学反应原理
32、学案16于 Pt、Ag、Au 的金属性比 Cu 弱且量又少，这三种金属不反应，以单质的形式沉积在底部，得到阳极泥）。阴极的反应为 。（由于 Fe2 、Zn 2 、Ni 2 得电子能力比 Cu2弱且量又少，故 Fe2 、Zn 2 、Ni 2 不反应，以离子的形式留在溶液中，经过上述反应，粗铜中的杂质被除去，变成了精铜，能满足作为导线的要求，这就是铜的精炼）。3、电镀【活动探究】根据电解原理和铜的精炼的操作，利用如下材料：铁制品、铜片、CuSO 4 溶液、导线、直流电源，试设计一个实验，在铁钉表面镀上一层铜。思路：铜的精炼中，粗铜为阳极，Cu 失电子变成以Cu2 ，溶液中的 Cu2 在阴极得电子，
33、生成 Cu 单质，即在阴极上析出了铜。故要在铁制品表面镀铜，可让 做阳极， 为阴极， 溶液为电解质溶液，设计成如下图所示的装置。现象：电极反应：阳极：阴极：该过程就是电镀。(1)电镀：。(2)构成要素：电极：电镀溶液：【典例解析】例 1、如下图装置中，a、b 都是惰性电极，通电一段时间后，a 极附近溶液呈红色。(1)试分析电源的正负极、CuSO 4 溶液的 pH 变化及 CuSO4 溶液中各离子浓度的变化情况。（2）其中 B 装置为何要用 U 形管？（3）若电源输出电子 0.5mol，求 A 中析出铜多少克，B 中产生气体多少升。鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案17解析：此题是典型的电解
34、装置，根据现象不难推断，a、b 为惰性电极，a 附近溶液红色，即 a 附近溶液碱性，析出 H2，发生还原反应，是阴极，故电源 X 是负极，Y 是正极。在A 装置中，铂极是阴极，铜极是阳极，阳极是 Cu，活性电极本身放电，阴极是 Cu2 放电，即阳极：Cu2e Cu 2 (氧化反应) ，阴极：Cu 2 2e Cu（还原反应），故 A 装置是典型的电镀装置，pH 无变化，各离子浓度也无变化。 B 用 U 形管是为了让 H2 和 Cl2 分开，防止爆炸，电解方程式：2NaCl2H 2O根据电子守恒，故在 A 装置中转移电子数也为 0.5mol，故析出 Cu 为 0.25mol，质量为：0.25mol
35、64g/mol=16g ，在 B 中转移电子数也为 0.5mol, 产生气体为：L/mol=11.2L答案：(1)X 是负极， Y 是正极。pH 无变化，各离子浓度也无变化。(2)防止 H2、Cl 2 接触爆炸。(3)16g、11.2L 。例 2、请用下图所示仪器装置设计一个包括：电解饱和食盐水并测定电解时产生的氢气的体积和检验氯气的氧化性的实验装置。 (1)所选仪器连接时，各接口的顺序是（填各接口的代号字母）：A 接 、 接 ；B 接 、 接 。(2)实验时，装置中的石墨电极接电源的 极，所发生的反应为 ；铁电极接电源的 极，所发生的反应为 ；此电解总反应方程式为 。(3)实验测得产生的氢气
36、体积（已折算成标准状况）为 5.60mL，电解后溶液的体积恰好为 50.0mL，则溶液的 pH 值为 。解析：本题考查按实验要求设计组装合理实验装置的能力，并根据制得的 H2 的体积，计算电解后溶液的 pH 值。根据电解饱和食盐水阳极所发生的反应式：2Cl 2e Cl 2，为防止电极被腐蚀，实验中一般选用石墨作阳极。阴极发生的是水电离出的 H 离子被还原，2H 2e H 2，从而破坏水的电离平衡，在阴极区域里形成氢氧化钠，显碱性，阴极通常使用铁电极。电解的总是反应方程式为：2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2。鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案18原题 U 型管反应器中的两个电极
37、未限定哪个是阳极或阴极，可任意选用。而反应器两边连接哪些仪器及其连接顺序，取决于 A、B 为哪种电极以及电极产物和实验要求。设 A 上电极为铁质阴极、 B 上电极为石墨阳极，则反应器两边所选用的各仪器接口连接顺序为：A 接贮气瓶的 G 端，把水挤入量筒，用量筒测量出的水量，以测定产生的 H2体积。B 接洗气瓶的 D 端，生成的 Cl2 氧化洗气瓶里的淀粉 KI 溶液，以证明其氧化性，多余的 Cl2 通入烧杯里的 C 导管，借助氢氧化钠吸收 Cl2，防止污染大气。已知电解产生 H25.6mL，相当于2NaCl2H 2O=2NaOHH 2Cl 22mol 1molx 0.00025molx20.0
38、0025mol0.0005molc(OH )pOH=2 pH14212。答案：(1)A 接 G、F 接 H；B 接 D、E 接 C。(2)正极，2Cl 2e Cl 2；负极，2H 2e H 2；2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2(3)pH=12. 【随堂演练】1、用铂作电极电解一定浓度下的下列物质水溶液，电解结束后，向剩余电解质溶液中加入适量水。能使溶液和电解前相同的是（ ） A、AgNO 3 B、H 2SO4 C、NaOH D、NaCl2、用石墨作作电极，电解 1molL1 下列物质的溶液，溶液的 pH 保持不变（ ）A、HCl B、NaOH C、Na 2SO4 D、NaCl3、
39、将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联 , 在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为( ) A、123 B、321 C、631 D、6324、用惰性电极解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(中括号内) ，溶液能与原来溶液完全一样的是( )A、CuCl 2CuSO 4 B、NaOHNaOH C、NaClHCl D、 CuSO4Cu(OH) 2 5、实验室用铅蓄电池作电源 电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：PbSO 42 PbSO 42e鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案19正极：PbO 24H SO 42 2ePbS
40、O 4H 2O今若制取 0.050molCl2，这时电池内消耗的 H2SO4 的物质的量至少是( ) A、0.025mol B 、0.050mol C、0.10mol D 、0.20mol6、烧杯中盛放浓度均为 0.10mol/L 的氯化钠和硝酸铜的混合液。现将该溶液以惰性电极进行电解，当 Cu2 全部在阴极上转变为金属铜时，整个溶液（摇匀）的 pH 值为（ ）A、7.00 B、1.00 C、0.70 D、1.307、在水中加入等物质的量的 Ag 、Pb 2 、Na 、SO 42 、NO 3 、Cl 。该溶液放在用惰性材料做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量为( )A、35.
41、510.8 B、16207 C、81 D、10835.5【能力提升】 8、用石墨作电极电解 100mLH2SO4 和 CuSO4 的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L 气体（标准状况），则原混合液中 Cu2 的物质的量浓度为( )A、1molL 1 B 、2molL 1C、3molL 1 D、4molL 19、用石墨电极在一定温度下电解 K2SO4 饱和溶液 mg，当阴极产生 amol 气体时，从溶液中析出 ng 无水晶体，则剩余溶液的溶质质量分数是( )10、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使 C12 被完全吸收制得有较强杀毒能力
42、的消毒液，设计了如右图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )A、a 为正极,b 为负极；NaClO 和 NaCl B、a 为负极 ,b 为正极；NaClO 和 NaCl C、a 为阳极 ,b 为阴极；HClO 和 NaCl D、a 为阴极,b 为阳极；HClO 和 NaCl11、能够使反应Cu 2H2O = Cu(OH)2 H2发生的是 A、铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极,氯化钠作电解质荣膺B、铜锌合金在潮湿的空气中发生电化学腐蚀C、用铜片作阴阳电极，电解硫酸钠溶液D、用铜片作阴、阳电极，电解硫酸铜溶液12、实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅
43、蓄电池放电时发生如下反应: 今若制得Cl 20.050 mol，这时电池内消耗的H 2SO4的物质的量至少是鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案20A、 0.025mol B、0.050 mol C、0.10 mol D、)0.20 mol 13、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是 (1/2)H2 + NiO(OH) Ni)(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是 A.电池放电时，电池负极周围溶液的 OH不断增大 B.电池放电时，镍元素被氧化C.电池充电时。氢元素被还原 D.电池放电时，H 2是负极14、用石墨电极电解某酸、或某碱
44、或某盐的溶液时，在相同条件下，阴阳两极收集到的气体体积比为2 ：1，则下列结论正确的是A、阴极一定是H 2，阳极一定O 2 B、电解后溶液的pH一定变大C、电解后溶液的pH一定不变 D、电极后溶液的浓度一定变大15、将含有 和 0.4 mol KCl 的水溶液 1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出 0.3 mol Cu，此时在另一电极上放出气体的体积约为（标准状况）（ ）A5.6 L B6.72 L C2.8 L D13.44 L16、下图是两种溶液进行电解的装置。电极 A 是由金属 M 制成的，M 的硝酸盐的化学式为 M(NO3)2，B，C，D 都是铂电极，P，Q 是电池的两极
45、，电路接通后，电极 B 上金属 M 沉淀出来：电极反应为_，同时电极 C 产生_，电极反应为_，电极 D 产生_，电极反应为_。（1）电池中 P 是_极，Q 是_极。（2）A 极上电极反应为_。（3）当电路中通过 2.4081022个电子时，B 极上沉淀出 1.27gM，则 M 的计算式为_。（4）如果将电池的正负极交换，接入原电路通过 1.2041022个电子时，看到 B 极上_电极反应为_，A 极上析出_ g _，电极反应为_（假设 M 为Cu）。【参考答案】（第二节 第二课时）1、 BC；2、C；3、D；4、C ；5、C；6、B；7、C ；8、 A；9、C ；10、B 11、A 12、C 13、CD 14、A 15、A 16、M 2+2e=M；氧气；4OH -4e=2H2O+O2；氢气；2H +2e=H2；鲁科版高中化学选修四 化学反应原理学案21出氧气，4OH -4e=2H2O+O2；A 极析出 0.63g，铜；Cu 2+-2e=Cu 第 3 节 化学能转化为电能原电池【学习目标】1、理解原电池的工作原理。2、了解几种重要的原电池的电极反应和电池反应。3、理解金属腐蚀的原理。4、掌握金属防腐的原理。【教学策略】授课时数：2 课时教学重点：原电池的原理及各种常见的电池。教学难点：书写各种电池的电极
