化学反应与能量变化.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,化学反应中的热效应,化学反应的焓变,反应热的测量与计算,能源的充分利用,化学能与电能的转化,原电池的工作原理,化学电源,电解池的工作原理及应用,金属的腐蚀与防护,金属的电化学腐蚀,金属的电化学防护,2,定量测定,热化学方程式,定量计算,根据盖斯定律,化学反应的热效应,反应热,反应的焓变,等温,等温、等压,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,原电池工作原理（电极反应）,原电池装置中电流的产生,原电池装置,能量转化,盐桥的作用,纽扣电池,铅蓄电池,燃料电池,原电池的电极反应和总反应的书写,各类化学电池的工作原理分析,金属的电化腐蚀,牺牲阳极阴极防护法,“,化学能与电能的转化”各知识点的内在关系,熔融NaCl通电前后的离子运动,电解池的工作原理,不能自发的氧化还原反应,能量转化,惰性电极电解,氯化铜溶液,氯化钠溶液,各类电解的应用分析,电镀原理分析,金属的电化腐蚀,外加电源阴极保护法,可溶性电极电解,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,单位：,kJ/mol,规定,：,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,吸收热量,放出热量,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前者大于后者的是:C(s)+O,2,(g)=CO,2,(g)H,1,C(s)+O,2,(g)=CO(g)H,2,S(s)+O,2,(g)=SO,2,(g)H,3,S(g)+O,2,(g)=SO,2,(g)H,4,H,2,(g)+O,2,(g)=H,2,O(l)H,5,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l)H,6,CaCO,3,(s)=CaO(s)+CO,2,(g)H,7,CaO(s)+H,2,O(l)=Ca(OH),2,(s)H,8,3）.,焓变大小的比较,已知,（1）H,2,(g)1/2O,2,(g),H,2,O(g),H,1,=,a kJ/mol,（2）2H,2,(g)O,2,(g),2H,2,O(g),H,2,=,b kJ/mol,（3）H,2,(g)1/2O,2,(g),H,2,O(l),H,3,=,c kJ/mol,（4）2H,2,(g)O,2,(g),2H,2,O(l),H,4,=,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110,5,Pa，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,(),H,2,O,（,g,）,H,2,（,g,）,1/2O,2,（,g,）,；,H,242kJ,mol,1,2H,2,（,g,）,O,2,（,g,）,2H,2,O,（,l,）,；,H,484kJ,mol,1,H,2,（,g,）,1/2O,2,（,g,）,H,2,O,（,g,）,；,H,242kJ,mol,1,2H,2,（,g,）,O,2,（,g,）,2H,2,O,（,g,）,；,H,484kJ,3.盖斯定律,一个化学反应，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.中和热的测量与计算,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,CuSO,4,09年福建理综11,控制适合的条件，将反应2Fe,3,2,I,2Fe,2,I,2,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Fe,3,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，,在甲中溶入FeCl,2,固体，乙中石墨电极为负极,D,1）简单原电池的电极式反应书写,Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：Cu作_极,Fe作_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+4HNO,3,(浓)=Cu(NO,3,),2,+2NO,2,+2H,2,O,正,负,Fe-2e,-,=Fe,2+,2H,+,+2e,-,=H,2,Fe+H,2,SO,4,=FeSO,4,+H,2,负,正,Cu-2e,-,=Cu,2+,2NO,3,-,+4H,+,+2e,-,=2NO,2,+2H,2,O,变式：,技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。

氢氧燃料电池有,酸式,和,碱式,两种，,它们放电时的总反应都可以表示为,2H,2,+O,2,=2H,2,O,，,酸,式电池中电解质是,酸,，其,负,极,反应可表示为,2H,2,-4e,-,=4H,+,，,则其正极反应式为,_,_,碱式,电池的电解质是,碱,，其,正极反应式为,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,，,则其负极反应可表示为,_,O,2,+4e,-,+4H,+,=2H,2,O,2H,2,-4e,-,+4OH,-,=4H,2,O,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：,，考,此时电池内总的反应式,：,燃料电池的电极反应式书写,KOH溶液,CH,4,O,2,H,2,O,a b,CH,4,+10OH,-,-8e,-,=CO,3,2-,+7H,2,O,CH,4,+2O,2,+2KOH=K,2,CO,3,+3H,2,O,写出燃料反应方程式,CH,4,+O,2,CO,2,+H,2,O,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：CH,4,CO,3,2-,-4,+4,-8e,-,+10OH,-,+7H,2,O,燃料电池的正极：,O,2,+4e,-,=2O,2-,酸性介质：,O,2-,+2H,+,=H,2,O,碱性或中性介质：,O,2-,+H,2,O=4OH,-,熔融碳酸盐介质：,O,2-,+CO,2,=CO,3,2-,已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应式为：Fe+NiO,2,+2H,2,O 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:NiO,2,+2e,-,+2H,2,O=Ni(OH),2,+2OH,-,2）可充电电池的电极式反应书写,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,-,=NiO,2,+2H,2,O,Fe-2e,-,=Fe,2+,，Fe,2+,+2OH,-,=Fe(OH),2,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LiMn,2,O,4,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+LiMn,2,O,4,=Li,2,Mn,2,O,4,下列说法正确的是 （）,A、放电时，LiMn,2,O,4,发生氧化反应,B、放电时，正极反应为：Li,+,LiMn,2,O,4,e,-,=Li,2,Mn,2,O,4,C、充电时，LiMn,2,O,4,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)S,2,I,Br,Cl,OH,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：,Ag,Hg,2,Fe,3,Cu,2,H,Pb,2,Sn,2,Fe,2,Zn,2,Al,3,Mg,2,Na,Ca,2,K,2)根据阳离子放电顺序判断阴极产物时，要注意下列两点：,Fe,3,得电子能力大于Cu,2,，但第一阶段只能被还原为Fe,2,；,Pb,2,、Sn,2,、Fe,2,、Zn,2,控制一定条件(即电镀)时也能在水溶液,中放电；Al,3,、Mg,2,、Na,、Ca,2,、K,只有在熔融状态下放电上海市高考题),如图是电解CuCl,2,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 (),A,a为负极，b为正极,B,a为阳极，b为阴极,C,电解过程中，d电极质量增加,D,电解过。