第一章化学反应与能量转化重要知识点总结

第 1 页 第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 1 1 化学反应的热效应化学反应的热效应 1 焓变 反应热 1 反应热 一定温度下 一定物质的量的反应物之间完全反应所释放或吸收的热量 2 焓 表示物质所具有的能量的一个物理量 符号 H 单位 KJ mol 1 焓变 H H 反应产物 H 反应物 H 0 吸热反应 H 0 放热反应 焓变 H 的意义 在恒压条件下进行的化学反应的热效应 焓变产生原因 化学键断裂 吸热 化学键形成 放热 放出热量的化学反应 放热 吸热 H 为 或 H 放热 H 为 或 H 0 常见的放热反应 所有的燃烧反应 酸碱中和反应 活泼金属与水或酸的反应 大多数的化合反应 生石灰和水反应 浓硫酸稀释 氢氧化钠固体溶解等 常见的吸热反应 晶体 Ba OH 2 8H2O 与 NH4Cl 大多数的分解反应 以 H2 CO C 为还原剂的氧化还原反应 铵盐溶解等 2 热化学方程式 书写热化学方程式注意要点 状态明 符号清 量对应 标温压 状态明 g l s 分别表示固态 液态 气态 水溶液中溶质用 aq 表示 符号清 注明焓变 要写单位 注意正 负号 各物质系数加倍 H 加倍 正逆反应 焓变数值不变 符号相反 量对应 H 具体数值与方程式系数成比例 标温压 热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强 298K 和 101 325KPa 可以不标 明 3 燃烧热 25 101 kPa 时 1 mol 纯物质完全燃烧 生成稳定的氧化物生成稳定的氧化物 时所 释放的热释放的热 量量 H S2 I Br Cl OH 含氧酸根 如 SO42 NO3 等 阴极放电顺序 与金属活动性顺序相反 K Ca2 Na Mg2 Al3 Zn2 Fe2 Sn2 Pb2 H Cu2 Hg2 Ag 3 按照电解思路 写出用惰性电极电解下列 熔融电解质熔融电解质 的相关反应 熔融电 解质 电极反应电 解 总 反 应 阴极 2Na 2e 2Na NaCl 阳极 2Cl 2e Cl2 2NaCl 熔融 2Na Cl2 阴极 Mg2 2e Mg MgCl2 阳极 2Cl 2e Cl2 MgCl2 熔融 Mg Cl2 阴极 Al3 3e Al Al2O3 阳极 2O2 4e O2 2Al2O3 熔融 4Al 3O2 4 写出用惰性电极电解下列 溶液溶液 的相关反应 溶 液电极反应电 解 总 反 应 阴极 2H 2e H2 NaCl 阳极 2Cl 2e Cl2 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 电解饱和食盐水 阴极 2Cu2 4e 2Cu CuSO4 阳极 4OH 4e 2H2O O2 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4 补充 CuO 可还原到原电解质溶液 阴极 4Ag 4e 4Ag 1 AgNO3 阳极 4OH 4e 2H2O O2 4AgNO3 2H2O4Ag O2 4HNO3 阴极 4H 4e 2H2 2 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极 4OH 4e 2H2O O2 2H2O2H2 O2 3CuCl2阴极 Cu2 2e Cu CuCl2Cu Cl2 第 3 页 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2H 2e H2 盐酸 阳极 2Cl 2e Cl2 2HClH2 Cl2 5 铜的电解精炼 粗铜作阳极 接电源正极 精铜作为阴极 接电源负极 硫酸酸化的 CuSO4溶液作为电解质溶液 阳极反应 Cu 2e Cu2 阴极反应 Cu2 2e Cu 阳极泥含有 Ag Pt Au 银 铂 金 6 电镀 应用电解原理 在金属表面镀上一薄层金属或合金的过程称为电镀 目的 增强金属的抗腐蚀能力 耐磨性或改善金属制品的外观 规律 镀层金属做阳极 镀件做阴极 含有镀层金属阳离子的盐溶液作为电镀液 例如 在铁钉上镀铜 铜做阳极 接电源正极 铁钉做阴极 接电源负极 电镀液采 用含 Cu2 的盐溶液 阳极反应 Cu 2e Cu2 阴极反应 Cu2 2e Cu 在镀件上 析出 1 3 化学能转化为电能化学能转化为电能 电池电池 1 原电池 利用氧化还原反应把化学能转化成电能的装置 注意 只有氧化还原反应才能设计成原电池 2 原电池中 电子流出的电极是负极 发生氧化反应 电子流入的电极是正极 发生还原 反应 在原电池的外电路 电子由负极流向正极 与电流流动方向相反 原电池的两个电极反应组成电池的总反应叫做电池反应 3 构成原电池的三要素 两个导电的电极 电解质溶液 形成闭合回路 4 作为化学电源的电池有一次电池 二次电池 可充电电池 和燃料电池 可充电电池 放电时是原电池 将化学能转化为电能 充电时是电解池 将电能转化 为化学能 5 金属的腐蚀 金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀 腐蚀速率 电解池腐蚀 原电池腐蚀 化学腐蚀 钢铁 铁碳合金 的电化学腐蚀因外界条件不同又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀 分别写出下列条件钢铁腐蚀时的电极反应及电池反应 反应水膜呈酸性 水膜呈弱酸性或中性 负极Fe 2e Fe2 Fe 2e Fe2 正极2H 2e H2 O2 2H2O 4e 4OH 电池反应 及铁生锈的 反应 Fe 2H Fe2 H2 2Fe O2 2H2O 2Fe OH 2 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 2Fe OH 3 Fe2O3 3H2O 6 铅蓄电池 又称可充电电池 负极材料是 Pb 正极材料是 PbO2 电解质溶液是 30 的 H2SO4 蓄电池放电时是原电池装置 充电时是电解池装置 PbO2 Pb 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 放电 充电 第 4 页 放电时电极反应为 负极 Pb SO42 2e PbSO4 正极 PbO2 4H SO42 2e PbSO4 2H2O 放电时电池反应为 Pb PbO2 4H 2SO42 2PbSO4 2H2O 充电时电极反应为 阴极 PbSO4 2e Pb SO42 与放电的负极反应相反 阳极 PbSO4 2H2O 2e PbO2 4H SO42 与放电的正极反应相反 充电时总化学反应为 2PbSO4 2H2O Pb PbO2 4H 2SO42 7 氢氧燃料电池 分别写出碱性 或中性 酸性条件下氢氧燃料电池的电极反应 反应酸性条件下碱性条件下 负极H2 2e 2H H2 2OH 2e 2H2O 正极O2 4H 4e 2H2OO2 2H2O 4e 4OH 电池反应2H2 O2 2H2O 提示 燃料电池的总反应即燃料燃烧的方程式 通常燃料做负极 氧气做正极 电极 反应还要考虑电解质溶液及周围环境 复杂的负极反应可以通过总反应减正极反应 燃料电池的优点 能量转换率高 废弃物少 运行噪音低 8 金属腐蚀的防护 金属腐蚀的本质是金属在一定条件下发生氧化反应 所以金属防护就 是采取措施避免金属发生氧化反应 除采取外加涂层防护 金属表面电镀外 还有牺牲阳 极保护法 外加电流阴极保护法等 外加电流阴极保护法优于牺牲阳极保护法优于一般防 护 9 原电池与电解池的比较电电解解池池与与原原电电池池有有哪哪些些异异同同 直直流流电电源源 两两个个电电极极 电电解解质质溶溶液液或或熔熔融融电电解解质质 形形成成闭闭合合回回路路