归纳与整理 (8).pptx

本章重难点突破,第二章化学反应与能量,一详析化学反应中热量的变化,我们在做化学实验时，经常会感受到有热量的变化，比如钠与水的反应等，其实在化学反应中，不仅有物质的变化，即新物质的生成，而且还伴随着能量的变化，有的反应是吸热的，有的反应是放热的。而化学反应中物质变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成。化学反应是化学科学研究的核心，化学反应过程中的物质变化要遵循质量守恒定律，而能量变化要遵循能量守恒定律。在化学反应过程中一定存在着能量的变化，而这些能量变化大多数表现为热量的变化，这就实现了化学能与热能的转化。,1.从化学键的角度理解在化学变化前后，参加反应的原子的种类和个数并没有改变，只是进行了原子之间的重组和整合；原子进行重组、整合的过程，实际上就是反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成的过程。由于反应物中化学键的断裂要消耗能量，而生成物中化学键的形成要释放能量，因此我们将化学反应中能量变化表示为,这样，当反应中吸收的能量大于释放的能量，则反应表现为吸收能量，该反应为吸热反应；当反应中吸收的能量小于释放的能量，则反应表现为放出能量，该反应为放热反应。,【典例1】已知：1molH2分子中化学键断裂时需吸收436kJ的能量；1molCl2分子中化学键断裂时需吸收243kJ的能量；由氢原子和氯原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量。则1molH2和1molCl2反应生成氯化氢气体时的能量变化为()A.放出能量183kJB.吸收能量183kJC.吸收能量248kJD.吸收能量862kJ,2.从化学能的角度理解自然界中存在着成千上万种物质，但不同的物质能量不同，因此在化学反应前后反应物和生成物所具有的能量也是不同的。我们还可以从化学能的角度，也就是从反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小来看一个化学反应的能量变化。这样，反应物的总能量生成物的总能量，则化学反应放出能量，该反应为放热反应；反应物的总能量Al，但在该条件下却是Al作负极。因此要根据具体情况来判断正、负极。,【典例5】根据反应：2AgCu=Cu22Ag，设计如图所示原电池，下列说法错误的是()A.X可以是银或石墨B.Y是硫酸铜溶液C.电子从铜电极经外电路流向X电极D.X极上的电极反应式为Age=Ag,解析答案,解析由电池反应2AgCu=2AgCu2可知，铜作负极，电极反应为Cu2e=Cu2；X为正极，可以是比铜不活泼的银或石墨等，电极反应为Age=Ag；电解质溶液中需含有Ag，故B说法错误。答案B,解析答案,【典例6】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：,(1)氢氧燃料电池能量转化的主要形式是_，在导线中电子移动方向为_(用a、b表示)。,解析燃料电池是利用原电池工作原理将燃料和氧化剂反应所放出的化学能直接转化成电能的装置。根据装置图可以判断该燃料电池的总反应方程式为2H2O2=2H2O，其中H2是还原剂，在反应中失去电子，发生氧化反应，所以通入H2的一极为电源的负极，电子从负极出发经过外电路流向正极。,答案由化学能转变为电能由a到b,解析答案,(2)负极反应式为_。,解析负极为失去电子的一极，即H22e=2H，由于溶液是碱性的，故电极反应式左、右应各加上OH，因此负极反应式为H22OH2e=2H2O。,2H24OH4e=4H2O或(H22OH2e=2H2O),解析答案,(3)电极表面镀铂粉的原因是_。,解析借助题干给的信息“铂吸附气体的能力强”，说明铂的作用是吸附H2和O2，铂粉的特点是单位质量其表面积大，与H2和O2的接触面积大，吸附H2和O2的效率高，可以加快燃料电池的反应速率。,增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加,快电极反应速率,解析答案,(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断地提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，其吸氢和放氢原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_；,答案LiH2O,解析答案,已知LiH固体密度为0.82gcm3，用锂吸收224L(标准状况下)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为_；,解析答案,由生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为_mol。,解析根据反应，20molLiH可生成20molH2，由于能量转化率为80%，所以产生电能的H2的物质的量为20mol80%16mol,1molH2转化成1molH2O时，转移2mole，所以16molH2可转移32mole。,32,返回,四原电池的电极反应及其书写方法,电极上物质的变化情况以及电子的转移情况可用电极反应式来表明。在原电池中，氧化反应和还原反应是分别在两个电极上进行的，每个电极上只发生一个方向的电子转移，相当于氧化还原反应的一半，常称为半反应。这种在电极上进行的半反应叫做电极反应。电极反应总是涉及含有同一元素但价态不同的两种物质，一种处于较高价态，另一种处于较低价态。以CuZn(H2SO4)原电池为例：负极反应：Zn2e=Zn2(氧化反应)，正极反应：2H2e=H2(还原反应)。,而电池总反应则为电池中正、负极反应式在电量相等情况下的加和式，一般是一个自发的、完整的氧化还原反应。例如原电池的电池总反应：ZnH2SO4=ZnSO4H2(化学方程式)，Zn2H=Zn2H2(离子方程式)。,【典例7】钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2。以下说法正确的是()A.负极发生的反应为Fe2e=Fe2B.正极发生的反应为2H2OO22e=4OHC.原电池是将电能转变为化学能的装置D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易被腐蚀,解析答案,解析,答案A,1.电极反应式书写的几种情况(1)可充电电池电极反应式的书写在书写可充电电池的电极反应式时，由于电极都参加反应，且正方向、逆方向反应都能进行，所以要明确电池和电极，放电时为原电池，充电时为电解池。原电池的负极反应为放电方向的氧化反应；原电池的正极反应为放电方向的还原反应。,(2)根据给出电极反应式书写总反应式根据给出的两个电极反应式，书写总反应式时，首先要使两个电极反应式的得失电子数相等，再将两式相加，然后消去反应物和生成物中相同的物质即可。注意，若反应式同侧出现不能大量共存的离子，如H和OH、Pb2和，要写成反应后的物质，即H2O和PbSO4。,(3)燃料电池电极反应式的书写书写燃料电池的电极反应式时，首先要明确电解质是酸还是碱。在酸性电解质溶液中，电极反应式不要出现OH；在碱性电解质溶液中，电极反应式不要出现H。同时还要分清燃料是H2还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH)，但无论是哪一种燃料，在碱性条件下，正极反应式都是一样的，即O22H2O4e=4OH，若是酸性条件下，则正极反应式为O24H4e=2H2O。如果是含碳燃料时，负极反应式的书写同甲烷燃料电池的书写，只是需要考虑用电荷守恒来配平不同的计量数。,2.几种燃料电池的电极反应式及总反应式(1)氢氧燃料电池在不同的介质中发生的电极反应归纳如下：,(2)甲醇燃料电池电解质：KOH；正极反应式：3O26H2O12e=12OH；负极反应式：2CH3OH16OH12e=212H2O；总反应式：2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。(3)肼燃料电池电解质：KOH；正极反应式：O22H2O4e=4OH；负极反应式：N2H44OH4e=N24H2O；总反应式：N2H4O2=N22H2O。,【典例8】科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸