高二化学化学反应与能量转化

1、 一、“十字交叉法”在反应热问题中的应用 “十字交叉法”是中学化学中的一个常用的基本方法，运用“十字交叉法”进行解题时可以简化解题过程，思路清晰、条理分明，从而快速准确地解答题目，在反应热的计算中也常用到。 方法：此类题如果由题中信息知道，1 mol A物质完全燃烧放出的热量为Q1；1 mol B物质完全燃烧放出的热量为Q2,1 mol A、B混合物完全燃烧放出的热量为Q3，即可用十字交叉法求出A与B的物质的量之比。 由此得出：n(A) n(B)(Q3Q2) (Q1Q3) 已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的 热 化 学 方 程 式 为 ： C ( 金 刚 石 ， s ) O2(g)=CO2

2、(g)H1395.41 kJ/mol，C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H2393.51 kJ/mol。由此看来二者相比更稳定的碳的同素异形体为_。若取金刚石和石墨的混合晶体共1 mol在O2中完全燃烧，产生热量为Q kJ，则金刚石和石墨的物质的量之比为_(用含Q的代数式表示)。 解析：此类题可用方程组法计算，为简化计算，用“十字交叉法”计算更为简捷。 由盖斯定律知，要得到金刚石和石墨的转化关系，可将两个热化学方程式相减即得：C(金刚石，s)=C(石墨，s)H3H1H2395.41 kJ/mol(393.51 kJ/mol)1.90 kJ/mol，即C(金刚石，s)=C(石墨，s)H1.9

3、0 kJ/mol。 可见金刚石转化为石墨放出热量，说明石墨的能量更低，比金刚石稳定。已知：A(g)B(g)=C(g)H1，D(g)B(g)=E(g)H2，且H1H2，若A和D的混合气体1 mol完全与B反应，反应热为H3，则A和D的物质的量之比为() A(H3H2) (H3H1) B(H2H3) (H3H1) C(H2H3) (H1H3) D(H3H2) (H2H3) 解析：由题意可知1 mol A与B完全反应反应热为H1，1 mol D与B完全反应反应热为H2，而1 mol A和D的混合气体完全与B反应，反应热为H3，运用十字交叉法：答案：答案：B 二、原电池与电解池的比较 1电解池与原电池

4、的判断 有外加直流电源的装置是电解池，无外加电源的装置是原电池。多池组合且无外加电源时，一般是含有最活泼金属的池为原电池，其余的都是电解池。 2电极的判断 (1)原电池正、负极判断 (2)电解池阴、阳极的判断 3两者电极反应式的书写 原电池的两极分别称为正极和负极，还原剂在负极上发生氧化反应，失去的电子经导线流入正极，氧化剂在正极上得到电子，发生还原反应，书写电极反应式时应注意电解质溶液中某些离子与氧化产物或还原产物反应。 电解池的两极分别称为阴极和阳极，与电源负极相连的电极为阴极，是电子流入的一极，电解质溶液中的阳离子移向阴极，氧化性强的阳离子得电子发生还原反应；与电源正极相连的电极为阳极，

5、是电子流出的一极，若为活性电极(即除Au、Pt之外的金属电极)，则电极失电子发生氧化反应，若为惰性电极，则移向阳极的阴离子中还原性强的离子放电发生氧化反应。 按图所示装置进行实验，并回答下列问题： (1)判断装置的名称：A池为_，B池为_。 ( 2 ) 锌 极 为 _ _ _ _ _ _ _ _ 极 ， 电 极 反 应 为_； 铜 极 为 _ _ _ _ _ _ _ _ 极 ， 电 极 反 应 式 为_； 石墨棒C1为_极，电极反应式为_； 石 墨 棒 C2附 近 发 生 的 实 验 现 象 为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。 (3)当C

6、2极析出224 mL气体(标准状况时)，锌的质 量 _ _ _ _ _ _ _ _ ( 填 “ 增 加 ” 或 “ 减少 ” ) _ _ _ _ _ _ _ _ g ， C u S O4溶 液 的 质 量_(填“增加”或“减少”)_g。 解析：A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池带动B电解池，A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极、析出H2，周围OH富集，酚酞变红，且n(H2)0.01 mol，故电路上转移电子的物质的量为0.01 mol20.02 mol，根据得失电子守恒，锌极有0.01 m

7、ol Zn溶解，即Zn极重量减少0.01 mol65 gmol10.65 g，铜极上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol(65 gmol164 gmol1)0.01 g。 答案：(1)原电池电解池 (2)负ZnZn22e正Cu22eCu阳2ClCl22e有无色气体产生，附近溶液出现红色 (3)减少0.65增加0.01 三、电化学的计算 1原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算，溶液中离子浓度的计算，相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算，根据电量求产物的量与根据产物的量求电量的计算。不论哪类计算均可概括为下列三种方法： (1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴

8、阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。 (2)根据总反应式中的计量数关系计算：先根据电极反应式写出总反应式或直接运用总反应式列比例式计算。 (3)根据关系式计算：由得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 2解决电解问题的基本思路模式 (1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H和OH)。 (2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电。 (3)写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化等。如图所示为电解水的装置，闭合开关S后，观察到

9、电压表示数为6.0 V，电流表示数为100 mA。 (1)此时A管内生成_，B管内生成_。 写出A、B两极发生的反应： A_； B_。 (2)为加快电解水的速率，可在水中加入_。 AH2SO4 BHCl CNaOH DNaCl (3)若通电10 min，A管中将生成_mL气体。 (4)已知电解1 mol水可增加280 kJ的化学能，则此装置电解10 min可增加多少化学能？(已知1个电子所带的电量为1.61019 C，NA6.021023 mol1)。 解析：(1)根据电源正、负极，确定B管内电极为阳极，电极反应式为4OHO22H2O4e，A管内电极为阴极，电极反应式为2H2eH2。 (2)为加快电解水的速率，在水中加入电解质，其电解实质应是电解水，根据电解原理，符合条件的只有H2SO