高中化学 专题一 化学反应与能量变化 阶段复习课件 苏教版选修4.ppt

阶段复习课专题1 一 化学反应中的热效应 kj mol 1 1mol 氧化物 1mol h1 h2 h3 聚集状态 整数或分数 符号 二 电化学基础 活泼性不同 电解质溶液 氧化 还原 牺牲阳极的阴极保护 与直流电源 电解质溶液 氧化 还原 外加电流的阴极保护 化学 吸氧 考点一热化学方程式的书写及计算 例1 化学反应n2 3h22nh3的能量变化如图所示 该反应的热化学方程式是 a n2 g 3h2 g 2nh3 l h 2 a b c kj mol 1b n2 g 3h2 g 2nh3 g h 2 b a kj mol 1c n2 g h2 g nh3 l h b c a kj mol 1d n2 g h2 g nh3 g h a b kj mol 1 解析 选a 从题中图示上可以看出 moln2 g 和molh2 g 断键生成1moln和3molh吸收的能量为akj 同时 1moln和3molh形成新键生成1molnh3 g nh3 l 所释放的能量分别为bkj b c kj 故moln2 g 和molh2 g 生成nh3 g nh3 l 所放出的能量分别为 b a kj b c a kj 故它们对应的 h分别为 a b kj mol 1 a b c kj mol 1 故答案选a 例2 在1 01 105pa的压强条件下 1 0kg丁烷在空气中完全燃烧生成co2和液态水 放出5 104kj的热量 下列判断正确的是 a 丁烷是一种新型能源b 丁烷的标准燃烧热 h 5 104kj mol 1c 1 0kg丁烷在1 01 105pa的压强条件下完全燃烧生成二氧化碳和气态水 放出的热量大于5 104kjd 表示丁烷标准燃烧热的热化学方程式为c4h10 g o2 g 4co2 g 5h2o l h 2900kj mol 1 解析 选d 1 0kg丁烷的物质的量为 102mol 故丁烷的标准燃烧热为 h 2900kj mol 1 当生成气态水时放出的热量小于5 104kj 故b c错 d正确 知识扫描 书写热化学方程式的 五注意 1 注意物质状态 物质所处的状态不同 h值不同 所以必须注明物质的状态 固态 液态 气态 溶液分别用符号s l g aq表示 2 注意反应热 h 单位 kj mol 1 符号 放热反应为负值 吸热反应为正值 3 注意化学计量数 化学计量数表示的是物质的量 可以是整数 也可以是分数 h的数值与对应的热化学方程式中的化学计量数有关 4 注意正 逆反应的 h的关系 逆反应和正反应的反应热数值相等 符号相反 例如 2h2 g o2 g 2h2o l h bkj mol 1 2h2o l 2h2 g o2 g h ckj mol 1 则c b 5 注意题目要求 书写热化学方程式 答案不是唯一的 但书写表示燃烧热的热化学方程式 可燃物的化学计量数必须为1 答案是唯一的 考点二盖斯定律的应用 例题 1 2012 天津高考 已知 温度过高时 wo2 s 转变为wo2 g wo2 s 2h2 g w s 2h2o g h 66 0kj mol 1 wo2 g 2h2 g w s 2h2o g h 137 9kj mol 1则wo2 s wo2 g 的 h 2 2012 海南高考 肼 n2h4 可作为火箭发动机的燃料 与氧化剂n2o4反应生成n2和水蒸气 已知 n2 g 2o2 g n2o4 l h2 19 5kj mol 1 n2h4 l o2 g n2 g 2h2o g h2 534 2kj mol 1写出肼和n2o4反应的热化学方程式 3 2012 江苏高考 真空碳热还原 氯化法可实现由铝土矿制备金属铝 其相关反应的热化学方程式如下 al2o3 s alcl3 g 3c s 3alcl g 3co g h akj mol 13alcl g 2al l alcl3 g h bkj mol 1则反应al2o3 s 3c s 2al l 3co g 的 h kj mol 1 用含a b的代数式表示 解析 1 反应 反应 即可得目标方程式 将 h也进行减法运算得 h 203 9kj mol 1 2 本题目标方程式可由 2 得到 所以 h 2 h2 h1 1048 9kj mol 1 3 将两个已知热化学方程式相加即可得到目标方程式 所以 h a b kj mol 1 答案 1 203 9kj mol 1 2 2n2h4 l n2o4 l 3n2 g 4h2o g h 1048 9kj mol 1 3 a b 知识扫描 盖斯定律的应用方法及注意事项 1 运用盖斯定律的技巧 参照目标热化学方程式设计合理的反应途径 对原热化学方程式进行恰当 变形 反写 乘除某一个数 然后方程式之间进行 加减 从而得出求算新热化学方程式反应热 h的关系式 2 具体方法 热化学方程式乘以某一个数时 反应热也必须乘以该数 热化学方程式 加减 时 同种物质之间可相 加减 反应热也随之 加减 将一个热化学方程式颠倒时 h的正负也随之改变 但数值不变 考点三原电池的工作原理及应用 例1 2012 四川高考 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪 负极上的反应为ch3ch2oh 4e h2o ch3cooh 4h 下列有关说法正确的是 a 检测时 电解质溶液中的h 向负极移动b 若有0 4mol电子转移 则在标准状况下消耗4 48l氧气c 电池反应的化学方程式为ch3ch2oh o2 ch3cooh h2od 正极上发生的反应是o2 4e 2h2o 4oh 解析 选c 正极反应式为o2 4h 4e 2h2o 负极反应生成氢离子 正极上消耗氢离子 因此氢离子应该向正极移动 a d项错 由正极反应方程式中的比例关系可知 每转移0 4mol电子 反应掉氧气0 1mol即2 24l b项错 将电池的正负极反应方程式相加即可得c项正确 例2 铁镍蓄电池又称爱迪生电池 放电时的总反应式为fe ni2o3 3h2o fe oh 2 2ni oh 2下列有关该电池的说法不正确的是 a 电池的电解液为碱性溶液 正极为ni2o3 负极为feb 电池放电时 负极反应式为fe 2oh 2e fe oh 2c 电池充电过程中 阴极附近溶液的ph降低d 电池充电时 阳极反应式为2ni oh 2 2oh 2e ni2o3 3h2o 解析 选c 可充电电池中活泼金属fe失去电子 为负极 得到电子的ni2o3为正极 因为放电时电极产物为氢氧化物 可以判断电解液为碱性溶液 a项正确 放电时 负极铁失去电子生成fe2 因为电解液为碱性溶液 所以电极反应式为fe 2oh 2e fe oh 2 b项正确 充电时 阴极发生还原反应 fe oh 2 2e fe 2oh 所以电极附近ph增大 c项错误 电池充电时 阳极发生氧化反应 ni oh 2转化为ni2o3 反应方程式为2ni oh 2 2oh 2e ni2o3 3h2o d项正确 知识扫描 燃料电池的解题策略根据原电池总反应 燃烧反应的方程式 来书写电极反应式 失去电子的一极为负极 得到电子的一极为正极 书写时应遵循原子守恒 电子守恒及电荷守恒 还须特别注意电解质溶液参与电极反应 若电解质溶液为koh或naoh 则正极反应式为o2 2h2o 4e 4oh 若电解质溶液为磷酸 则正极反应式为o2 4h 4e 2h2o 若电解质为固体氧化物 则正极反应式为o2 4e 2o2 各电极反应式顺利写出以后 根据氧化还原反应原理 即可判断出电极的极性 以及某电极是发生氧化反应还是还原反应 知识备选 二次电池的分析方法 1 可充电电池有充电和放电两个过程 放电时是原电池 充电时是电解池 2 放电时的负极反应和充电时的阴极反应 放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上可逆 即将正 负 极反应改变方向即得阳 阴 极反应 3 放电总反应和充电总反应在形式上互逆 但不是可逆反应 考点四电解池的工作原理及应用 例1 如图所示 将铁棒和石墨棒插入1l1mol l 1食盐水中 下列说法正确的是 a 若电键k与n连接 铁被保护不会腐蚀b 若电键k与n连接 正极反应式是4oh 4e 2h2o o2 c 若电键 与m连接 将石墨棒换成铜棒 可实现铁棒上镀铜d 若电键k与m连接 当两极共产生28l 标准状况 气体时 生成了1molnaoh 解析 选d 若电键k与n连接 则形成原电池 铁作负极 被腐蚀 a项不正确 若电键 与n连接 正极发生还原反应 反应式是2h2o o2 4e 4oh b项不正确 若电键 与m连接 将石墨棒换成铜棒 则形成电解池 若要在铁棒上镀铜 电解质溶液不能用食盐水 而应用硫酸铜溶液 故c项不正确 若电键k与m连接 为电解食盐水 根据反应方程式 解得x 1 v 22 4l 即1mol氯化钠全部被电解完 产生1mol氢氧化钠和22 4l的h2 cl2混合气体 而现在产生气体为28l 表明电解完氯化钠后继续电解水 但生成氢氧化钠的量不变 即生成了1molnaoh d项正确 例2 如图所示装置中 a b都是惰性电极 通电一段时间后 b极附近溶液呈蓝色 下列说法中不正确的是 a x是正极 y是负极b a极产生氢气 b极生成i2c a极和pt电极都有气泡产生d u形管中溶液的碱性增强 解析 选a 淀粉遇碘变蓝 b极生成i2 即确定b极发生反应2i 2e i2 则b极是阳极 x是负极 y是正极 a极h 放电 发生反应2h 2e h2 产生氢气 u形管中总反应式为2ki 2h2o2koh h2 i2 溶液的碱性增强 故a错误 b d正确 石墨为阴极 铂为阳极 电极反应分别是cu2 2e cu 4oh 4e 2h2o o2 c正确 例3 如图所示 通电5min后 第 极增重2 16g 同时在a池中收集到标准状况下的气体224ml 设a池中原混合液的体积为200ml 1 电源f为极 第 极为极 b池为 池 2 a池中第 极上的电极反应式为 a池中第 极上产生气体体积为ml 标准状况下 3 通电前a池中原混合溶液cu2 的浓度为 解析 1 第 极增重2 16g 应为ag e ag 阴极反应 则 阴极 阳极 阴极 阳极 2 因为两池为串联电路关系 电子转移守恒 2 16g银生成 得到电子0 02mol a池中 第 极 阳极 4oh 4e 2h2o o2 失去电子0 02mol 生成o20 005mol 则在第 极应产生0 005molh2 2h 2e h2 得到电子0 01mol 同时有cu2 2e cu 则原有cu2 0 005mol 物质的量浓度为c cu2 0 005mol 0 2l 0 025mol l 1 答案 1 正阳电解 镀 2 4oh 4e 2h2o o2 112 3 0 025mol l 1 例4 下图所示装置中 甲 乙 丙三个烧杯依次分别盛放100g5 00 的naoh溶液 足量的cuso4溶液和100g10 00 的k2so4溶液 电极均为石墨电极 接通电源 经过一段时间后 测得丙中k2so4浓度为10 47 乙中c电极质量增加 据此回答问题 1 电源的n端为极 2 电极b上发生的电极反应为 3 列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积 4 电极c的质量变化是g 5 电解前后各溶液的酸 碱性大小是否发生变化 简述其原因 甲溶液 乙溶液 丙溶液 解析 由题给信息c电极质量增加可知 c极上析出铜 故c为阴极 d为阳极 e为阴极 f为阳极 1 n为正极 m为负极 a为阴极 b为阳极 2 甲烧杯中b极上发生反应为4oh 4e 2h2o o2 3 电解k2so4溶液实际上是电解水 设电解水的质量为m 则100g 10 00 100g m 10 47 解得m 4 5g 即0 25molh2o 每电解2molh2o转移4mol电子 故整个装置发生电极反应转移0 5mol电子 产生o2的体积为v n vm 22 4l mol 1 2 8l 4 c极上析出铜的质量为 64g mol 1 16g 5 电解naoh溶液实质是电解水 c oh 增大 碱性增强 电解cuso4溶液总反应式为2cuso4 2h2o2cu 2h2so4 o2 生成h2so4酸性增强 丙中k2so4为中性溶液 电解水后溶液仍呈中性 即溶液酸碱性无变化 答案 1 正 2 4oh 4e 2h2o o2 3 水减少的质量 100g 4 5g生成o2体积 22 4l mol 1 2 8l 4 16 5 碱性增强 因为电解后 水量减少 溶液中naoh浓度增大酸性增强 因为阳极上oh 失电子生成o2 溶液中h 浓度增加酸碱性没有变化 因为k2so4是强酸强碱盐 浓度增加不影响溶液的酸碱性 知识扫描 电解池电极产物的判断及电极反应式的书写 知识备选 电解后电解质溶液的酸碱性变化及复原 1 电解后电解质溶液的酸碱性变化 有氢有氧增原性 原来的酸碱性 有氢无氧增碱性 有氧无氢增酸性 如果只产生氢气而没有氧气 则ph变大 如果只产生氧气而没有氢气 则ph变小 如果既产生氢气又产生氧气 若原溶液呈酸性 ph减小 若原溶液呈碱性 ph增大 若原溶液呈中性 ph不变 2 电解后电解质溶液的复原 电解电解质溶液一段时间后 使电解质溶液复原 要看电解过程中溶液中减少了什么 减少什么补什么 考点五金属的腐蚀与防护 例1 下列各情况下 其中铁块腐蚀由快到慢的顺序是 a b c d 解析 选d 中铁作电解池的阳极 腐蚀速率最快 中铁作原电池的负极 腐蚀速率较快 中铁作原电池的正极 中铁作电解池的阴极 受到保护 因此 铁块腐蚀速率由快到慢的顺序是 例2 下列关于金属的防护方法中说法不正确的是 a 我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷 搪瓷层破损后不能起到防止铁生锈的作用b 给铁件通入直流电 把铁件与电池负极相连接c 轮船在船壳水线以下常装有一些锌块 这是利用了牺牲阳极的阴极保护法d 钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层沥青 这是钢铁的电化学保护法 解析 选d a项中搪瓷层破损后金属铁直接暴露在空气中 搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护 b项中利用的是外加电流的阴极保护法 从