高中化学选修四化学反应与能量变化本专题重难点突破(一).doc

1、本专题重难点突破一放热反应和吸热反应的比较与判断化学反应根据能量的变化皈应过程中是放出热量，还是吸收热量）分为放热反应和吸热反应。类型放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应宏观原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量也反E生）反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量电反E生）学生用书B第26页微观解释吸收能母EA旧化学键断裂“ 反应物生成物 新化学键形成 放出能量R £巳吸收热量 EVE?.放出热量与键能的关系反应物的键能总和 生成物的键能总和，吸收热量 反应物的键能总和生成物的键能总和，放出热量焰变H<0H>0图示反应引放出f f热如上力 1 强网

2、7网叫口，为“1:或 A/0国购1技应物应能量变化体系的能量降低体系的能量升高实例H2 <g)+ C 12 1g) =2HCl(g) H = 一 184.6 kJ mob -1C (s)+ HzO %)=CO (g) + H:(g) H =131. 5 kJ m ole常见反所有的燃烧反应：大多数分解反应：应类型酸碱中和反应；大多数化合反应：金属跟酸 皱H 20）的置换反应；其他反应如铝热反应、氨的催化氧化、乙醇催化氧化、H202分解反应、C02与H20的反应等盐的水解和弱电解质的电离：BaOH）2>8H 2O 与 NH 4cl 的反应:碳和水、C和C0 2的反应等聘别提示U）任何

3、化学反应在发生物质变化的同时都伴随着能量变化。电）化学反应是吸热反应还是放热反应，与反应条件和反应类型没有直接的因果关系。常温下能进行的反应可能是吸热反应，高温条件下进行的反应也可能是放热反应。8）熟悉些常见的放热反应、吸热反应，是快速准确判断反应类型的基础。【典例1下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（）A.镁条在空气中燃烧8. Ba（0H）2 8H二。与 NH £1 的反应C.铝片与稀盐酸的反应D.灼热的炭与CO?的反应解析化学反应是放热反应还是吸热反应，取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。具体判断的依据是要熟悉常见的放热反应和吸热反应的类型及其实例。本题中，

4、A、C、D都是氧化还原反应，其中只有D走吸热反应，B反应为Ba（0H）28H r:O + 2'H 4CU=BaC12+ 2NH 3t + IOH2O,是吸热反应，但却是非氧化还原反应，故正确答案为D。答案 D二热化学方程式的书写方法与正误判断热化学方程式是能够表示反应热的化学方程式。它不仅能衣明化学反应中的物质变化，而且也衣明了化学反应中的能量变化。1 .书写方法要求（1）必须在化学方程式的右边标明反应热H的符号、数值和单位（H与最后种生成物之间留空格，H为正值时“ + ”常省略）：t t tn -料价j1 妇 c c（2） H与测定条件 端度、压强等）有关、因此应注明 H的测定条件。

5、绝大多数 H是在25 、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。（s, 1, g）,溶液中的溶质标8）反应热与物质的聚集状态有关，因此必须注明物质的聚集状态明“ aq”，化学式相同的同素异形体除标明状态外还需标明其名称加C金刚石，s）o热化学方程式中不标“1 ”和“ I ”，不在生成号或箭头上写“点燃、高温、催化剂”等条件。（4）热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量而不表示分广数或原广数。因此化学计量 数可以是整数，也可以是分数。聘别提示Q） H是一个宏观量，它与反应物的物质的量成正比，所以方程式中的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则 H也随之加倍，当反应方向变化时，

6、H的值也随之变号。2）根据标准燃烧热、中和热书写的热化学方程式，要符合标准燃烧热、中和热的定义。典例2 已知下列热化学方程式：H 2(g)+±0:(g)=H :0 CD H=- 285.0 kjmol* 12H z(g)+40 2(g)=H :0 (g) H = - 241.8 kJ m ol* 121iC(s)+ 0-2(g)=C0 (g)H =- 110.5 kjmol-2C fe) + 0 2(g)=C0 2 (g) H =- 393.5 kJ m ol* 1回答下列各问题：a）上述反应中属于放热反应的是 （填序号）。C）H 2的标准燃烧热H =；C的标准燃烧热 H =o8）燃

7、烧10 gH2生成液态水，放出的热量为 0C0的标准燃烧热 H =, 其热化学方程式为解析（1）已知四个热化学方程式的H皆小于0,故都是放热反应。Q）H 2的标准燃烧热是指1 m O1H :完全燃烧生成液态水时放出的热量，故Hz的标准燃烧热 H=-285.0 kJ - mol_1： C的标准燃烧热是指1 m。1碳完全燃烧生成 C0?时放出的热量，故C 的标准燃烧热 H =- 393.5 kjmol-10（3）燃烧10 g H:生成液态水时放出的热量为-TO-g X 285.0 kjmol-七=1 425.0 kJ。2 g m ol* 1i(-4)将已知热化学方程式 一可得：C0<g)+

8、20 2(g)=C0 2(g) H =- 393,5 kjmol-110.5 kjm ol- - b = - 283.0 kjmol- - L 故 CO 的标准燃烧热 H =- 283.0 kjmol- - L CO 燃烧 1i的热化学方程式为 CO (g) + 20z(g)=C0 2(g) H =- 283.0 kJ m ol- - 0答案(1)(S)- 285.0 kJ mob “ - 393.5 kjmol* - 18)1 425.0 kJ-1(4) - 283.0 kJmoP1 -ico (g) + 20:(g)=C0 2(g) H = 283,0 kJm oP2 .常见错误要回避U)

9、漏写物质的聚集状态Gi 种就全错)：)H的符号标示错误；8) H的值与各物质化学计量数不时应：(4) H后不带单位或单位写错成kJ、kJ-mol等)。3.正误判断方法判断热化学方程式的正误时要从以下几个方面进行检查：(1)热化学方程式是否已配平，是否符合客观事实；自)各物质的聚集状态是否标明：8)反应热H的数值与该热化学方程式的化学计量数是否对应；(4)反应热 H的符号是否正确，放热反应时H为“一”，吸热反应时H为“ + ” (“ + ”常省略)【典例3 已知3.0 g乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为155.98 kJ,则下列我示乙烷标准燃烧热的热化学方程式书写正确的是()A . 2c2H 6

10、(g) + 70 2 (g)=4C0 2<g)+ 6H2O (0-1H=- 2 119.6 kjmol-5B. CzHeCg) +2O:(g)=2CO <g) + 3H 2O (D-1H=- 1 559.8 kjmol-7C. C:H6(g) +20 2(g)=2C0 2 (g)+ 3H:0 (g)-1H=- 1 559.8 kjmol-7D. C:H 6<g)+ 2O:(g)=2CO 2(g) + 3H:0 (D-1H=- 1 559.8 kjmol-皿解析 1 m。1乙烷完全燃烧放出的热量为3 X 155.98 kj= 1 559.8 kJ,则其标准燃烧热为1一二 A项中

11、C2 6是2mol, B项中C2 6未完全燃烧，C项中水是气态，故A、559.8 kJ m ol*HHB、C项均不正确。答案D三盖斯定律及其应用1.盖斯定律的实质不管化学反应是一步完成或是分几步完成，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。2.盖斯定律的应用H= Hi+ H 2= H3+ H 4+ H50根据盖斯定律，通过计算反应热，可以书写新的热化学方程式；比较反应热的大小，判断物质的稳定性Q司素异形体稳定性比较)。运用盖斯定律分析解题的关键：设计出合理的反应过 程，利用热化学方程式进行适当的加减等“运算”。【典例4】已知下列热化学方程式：a)F

12、e:O3(s)+ 3C0 (g)=2Fe (s)+ 3CO:(g)H=- 25 kJmoP -1(2)3Fe: 0 3(s)+ CO <g)=2Fe 30 1 9)+ C 0 2(g)H=- 47kJmoP8)Fe3。i(s)+ C 0 (g)=3FeO 9) + CO 2(g)-1H = 19 kJ m ol*写出FeO被CO (g)还原成Fe 9)和CO二也)的热化学方程式： 解析本题主要考查了盖斯定律的应用。 根据题目中所给的有关热化学方程式进行分析：从方程式8)与方程式(1)可以看到我们需要的有关物质。但方程式8)必须通过方程式色)才能和方程式U)结合在一起。将方程式 8)X 2

13、 +方程式 得：2Fe3O4 (s)+ 2C0 (g) + 3Fe20 3(s) + CO <g)=6FeO (s) +2CO:(g) + 2Fe3O 1 (s)+ CO2。)H= 19 kjmol* -lx 2+(-47 kJ mol-1),整理得：(4)Fe:O 3(s)+ C0 (g)=2FeO (s) + CO 2%)H=- 3 kJ mol- 将(1) 一 得：2C0 (g)=2Fe(s) + 2C02(g) - 2FeO H=-25 kJ mob 一1一 (一 3kjmol七)，整理得：FeO (s)+ CO (g)=Fe (s) + CO z(g)H =- 11 kJ m

14、ola L答案 FeO (s)+CO (g)=Fe (s) + C 0 2 (g) -1H =- 11 kJ m ol*易错辨析利用盖斯定律的计算主要易出现两方面的错误：(1)不能设计出合理的反应路线进行加减：Q)加减时未正确利用化学计量数。【典例 5】 已知：2Zn(s) + 0:<g)=2Zn0 (s) H = - 701.0 kJ m ol 1 2Hg(D + 0 2(g)=2H gO (s) H =- 181.6 kJ m ol* 1 则反应 Zn (s)+ HgO (s)=ZnO (s) +H g(D 的 H 为 ( )-1 -1A . 519.4 kJ m obB . 259

15、.7 kJ m ol*-1-1C . 259.7 kJ m ol*D . - 519.4 kJ m ol*解析由题给热化学方程式可得：(l)Zn<s)+,0 2(g)=Zn0 <s) H =- 350.5 kjmol-211Hg(0 + 20?&)=Hg0 (s) H =-90.8 kjmol一。根据盖斯定律，由 一可得：Zn(s)1 1+HgO fe)=ZnO fe) + HgO) H = (- 350.5 kJm ol* ) ( 90.8 kJm ol*)= 259.7 kJm ole 一答案 C图解原电池正、负极的判断方法原电池中电极的判断角度如下所示:聘别提示是负极

16、，得电子饯生还原反应）的极是正极。如果给出个化学方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，化合价升高发生氧化反应的一极为负极，化合价降低发生 还原反应的极为正极。M Mg一 一一.NaOH /溶液 * * .【典例6 将镁条、铝条平行插入盛有一定浓度的NaOH溶液的烧杯中，用导线和电流计连接成原电池，装置如图所示。此电池工作时，下列叙述正确的是（）A . Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成 Mg24 B.铝条衣面虽有氧化膜，但可不必处理 c.该电池的内外电路中，电流均是由电r定向移动形成的 D. A1是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出 解析 本题是新情境下原电池的相关

17、题目，解题的关键仍然走要明确原电池工作时所对应的自发氧化还原反应，在碱性条件下，金属镁不能发生反应，而单质A1则能与NaOH反应生成NaAD 2和H 2,则A1为还原剂，作原电池负极。A项，电解质溶液为 NaOH溶液，A1失电子，为负极，错： B项，铝条表面的氧化膜为AkOs, AI2O3能与NaOH反应，故不必处理，对：C项，在内电路中电流是由阴、阳离子定向移动形成的，错：D项，电池工作时铝元素的反应为 A1-*AD -2,所以无沉淀产生，错。 答案 B 限区警示在原电池中，活泼金属一般作负极，但不要形成“活泼金属一定作负极”的思维定势。如：“ Xg-A卜NaOH溶液”原电池中，A1在强碱性

18、溶液中比M g更易失电子，A1作负极.Xg作正极；AlrCu-浓硝酸、FeCu-浓硝酸原电池中，Fe、Al在浓硝酸中钝化 后，比Cu更难失电子，Cu作负极，Fe、Al作正极。【典例7 查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环 境中，理论上乙静可以被完全氧化为 C02,但实际乙醇被氧化为X,其中一个电极的反应式 为CH3CH:OH-2e-=X +2H下列说法中正确的是0A .电池内部H '由正极向负极移动B .另一极的电极反应式为 02+4e- + 2H 2O=4OHC.乙醇在正极发生反应，电f经过外电路流向负极D .电池总反应式为 2CH 3CH :0H 4

19、- 0:=2CH 3CHO + 2H:0解析根据原电池工作原理、反应规律及质量守恒等，可以确定乙醇作原电池的负极，正极 反应式为0 2+4H+4e-=2H20,物质X的分子式为 C:HiO ,是乙醇被氧化的产物，为CH 3CH0 ,则电池的总反应式为 2cH 3（：出011 + 02=2（ 3CH0 + 2H:0 ：工作过程中负极产生H一,正极消耗H+,所以，H一应由负极向正极移动：外电路中的电子应由负极流出，正极流入。答案 D五原电池电极反应式的书写规律和方法1 .根据装置书写电极反应式u）先分析题目给定的图示装置，确定原电池正、负极上的反应物，并标出相同数目电r的得失。自）负极反应式的书写

20、常见电池负极反应特点负极反应式书写方法锌镭干电池（Zn-C-NH 4CD负极（2n）本身失去电子生成阳离子生成的阳离子不与电解质溶液成 分反应直接写出负极反应式：Zn 2e =Zn铅蓄电池 <Pb-PbO 241 2S0 1 )负极Pb）本身失去电子生成阳离子（Pb2+）生成的阳离子Pb2+）与电解质溶液 成分So/-）反应将和进行叠加：Pb -2e-+S0i2'=PbS0 4氢氧燃料电池f1rPtK0H）负极本身不反应，燃料失去电子被氧化燃料反应产物与电解质溶液成分有些能反应直接写出负极反应式： H 2+ 20 H - 2e- =2H:0（3）正极反应式的书写首先判断在正极发生

21、反应的物质：当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒：当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的 然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。燃料电池的正极反应式电解质是碱性或中性溶液：0 2+ 2H :0 + 4e =40 H ,电解质是酸性溶液：。2+ 4H+ + 4e.=2H 20。（4）正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。2 .根据总反应式书写电极反应式如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化

22、反应或还原反应脚分析有关元素的化合价变化情况），再选择个简单变化情况写电极反应式，另极的电极反应式可直接写或 将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式即得结果。以2H 2+0a=2H 20为例，当电解质溶液为K0H 溶液时的电极反应式的书写步骤如下：G）根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 m olH 2失掉4 m ol电子，初步确定负极反应式为2H2 4e =4H '。C）根据电解质溶液为碱性，与 H +不能共存.反应生成水，推出 0H应写入负极反应式中，故负极反应式为 2H 2+ 40 H - 4e-=4H 20。2H=0 + 0= + 4e-

23、=4OH8）用总反应式2H2+0 2=2H=0减去负极反应式得正极反应式:3 .可充电电池电极反应式的书写在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。U）原电池的负极发生氧化反应，时应元素化合价升高。电）原电池的正极发生还原反应，对应元素化合价降低。8）注意电解质溶液的影响。【典例8 如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式（当电解质溶液为硫酸时）和碱式当电解质溶液为 NaOH （aq）或KOH 3q）时两种。试回答下列问题：京极电健液 正械 氮辄燃料电池示宜图U）酸式电池的电极反应：负极： ,正极：* ,电池总反应：:电解质溶液pH的变化 便“变

24、大”、“变小”或“不变”）。电）碱式电池的电极反应：负极：，正极：:电池总反应：:电解质溶液pH的变化（填“变大”、“变小”或“不变”）。解析燃料电池所用的介质（电解质溶液或相当于电解质溶液）不同，相应的电极反应就不同；但无论如何书写，两电极反应相叠加始终等于燃料的燃烧反应。这也是验证电极反应是否正确的一种方法。U）正极上，0二得电子变为。2一，溶液中0 2 一不能单独存在，酸性条件下与H卡结合生成H20：负极上，失电子变为H, H 卡进入电解质溶液。电池总反应为 在02中燃烧的反应，由于有水生成，溶液将逐渐变稀，故 pH增大。电）正极上，02得电子变为。2一，溶液中。2一不能单独存在，碱性条

25、件下与 H:0分子结合生成0H-：负极上，失电子变为H +,碱性条件下H-不能大量存在，与0H 一结合生成水。电池总反应也是H2在02中的燃烧反应。同样，由于有水生成，c（OH-）变小，pH变小。答案（D2H 2- 4e=4H+ O2+ 4e- +4H + =2H 2O 2H 2+0 2=2H 2。 变大（2）2H 2- 4e-+ 40 H =4H2 002+4e- + 2H 2O=4OH - 2H 2+0 2=2H :0 变小理解感悟书写电极反应式时，一是要注意电解质溶液是否参与反应：二是根据得失电子守恒将正、负极反应式相加得出总反应方程式：三是结合总反应方程式分析pH变化。【典例9镁及其化

26、合物一般无毒 械低毒）、无污染，镁电池放电时电压高且平稳，因此镁电池逐渐成为人们研制绿色电池的焦点。其中种镁电池的反应：放电xMg + M。3s4充电 MgxMosSl：在镁电池放电时，下列说法错误的是0A . Mg 2+向正极迁移B .正极反应：M o 3S1+ 2xe-=M o 3S*C. M。3s4发生氧化反应D.负极反应： xM g 2xe =xM g解析可充电电池放电时为原电池，从电池反应分析可知，Mg作电池的负极，放电时被氧化，负极反应：xM g -2xe-=xM g 2+ ： M。3s4作电池的正极，放电时将被还原，发生还原反应，正极反应：M o 3S4+ 2xe-=M o 3S

27、2x4- ：外电路中电子由负极流向正极，在电池内部负极产生阳离子，并向正极迁移；所以 A、B、D项正确，C项错误。答案c六原电池和电解池的比较与判断1.原电池和电解池的原理比较装置类别原电池电解池原理使氧化还原反应中电子的转移做定 向移动，从而形成电流使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程装置特点将化学能转变成电能将电能转变成化学能1实例1 G 二1.|£ 'r(Ja_ L、电极名称负极正极阴极阳极反应类型氧化反应还原反应还原反应氧化反应反应特征自发的氧化还原反应性动）借助电流（被动）电极判断由电极本身决定正极：流入电子负极：流出电子由外电源决定阳极：连电源正极阴极：连电源负极电子流向负极一外电路一正极电解池阳极f 电源正极一电源负极 f电解池阴极离子移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动2 .原电池和电解池的判断（1）先分析有无外接电源， 无外接电源的可能为原电池，然后用原电池的构成条件判断确定。2）有外接电源的为电解池。其中，当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同时，则为 电镀池：其余情况为电解池。聘别提示原电池、电解池都有两个电极