高中化学 专题一化学反应与能量变化期末复习课件 苏教版选修4

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 单位 kJ mol 规定 当 H为 H 0 时 为放热反应 当 H为 H 0 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 H 0或 H为 H 0或 H为 H 0 H 0 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 O2 g CO2 g H1C s O2 g CO g H2 S s O2 g SO2 g H3S g O2 g SO2 g H4 H2 g O2 g H2O l H52H2 g O2 g 2H2O l H6 CaCO3 s CaO s CO2 g H7CaO 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 akJ mol 2 2H2 g O2 g 2H2O g H2 bkJ mol 3 H2 g 1 2O2 g H2O l H3 ckJ mol 4 2H2 g O2 g 2H2O l H4 dkJ mol则a b c d的关系正确的是 A ad 0C 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1 105Pa 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 H 242kJ mol 12H2 g O2 g 2H2O l H 484kJ mol 1H2 g 1 2O2 g H2O g H 242kJ mol 12H2 g O2 g 2H2O 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 CuSO4 09年福建理综 11 控制适合的条件 将反应2Fe3 2I 2Fe2 I2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 在甲中溶入FeCl2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 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 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2H2 O2 2H2O 酸式电池中电解质是酸 其负极反应可表示为2H2 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O2 2H2O 4e 4OH 则其负极反应可表示为 O2 4e 4H 2H2O 2H2 4e 4OH 4H2O 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 ab 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 2H H2O 碱性或中性介质 O2 H2O 4OH 熔融碳酸盐介质 O2 CO2 CO32 已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应式为 Fe NiO2 2H2OFe 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 LiMn2O4 e Li2Mn2O4C 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 S2 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 Hg2 Fe3 Cu2 H Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 Al3 Mg2 Na Ca2 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 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 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 电解过程两极产物的定量计算是高考的基本能力要求 正确理解电解原理 运用得失电子守恒的方法 求解两极产物的量是考查学生基本计算能力的题型 1 将0 2molAgNO3 0 4molCu NO3 2 0 6molKCl溶于水 配成100mL溶液 用惰性电极电解一段时间后 若在一极析出0 3molCu 此时在另一极上产生的气体体积 标准状况 为 A 4 48LB 5 6LC 6 72LD 7 84L B 2 某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4 它们的物质的量之比为3 1 用石墨作电极电解该混合溶液时 根据电极产物 可明显分为三个阶段 下列叙述不正确的是 A 阴极自始至终只析出H2B 阳极先析出Cl2 后析出O2C 电解最后阶段为电解水D 溶液pH不断增大 最后为7 D 3 2010 成都期末 以惰性电极电解CuSO4溶液 若阳极上产生气体的物质的量为0 0100m