新课标i高考化学一轮复习化学反应与能量电化学知识点例题习题

新课标i高考化学一轮复习化学反应与能量电化学知识点例题习题第1页/共249页【考纲要求】【命题趋势】1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。1.通过能量转化考查各个概念的内涵和外延。2.反应热综合应用创新，如反应热与能源开发利用、环保的关系，能量与物质稳定性的关系，化学能与热能的转化。3.通过能量变化图、盖斯定律、键能等创设情境，提供新信息，通过比较、计算等方法判断或书写热化学方程式。第2页/共249页1．化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：①_______变化和②_______变化。(2)化学反应中的两大守恒：③________守恒和④________守恒。(3)化学反应中的能量转化形式：⑤____________、光能、电能等。通常主要表现为⑥____________的变化。焓变和反应热【知识梳理】物质能量质量能量热能热量第3页/共249页2．焓变、反应热(1)定义：在⑦______________条件下进行的反应的⑧____________。(2)符号：⑨____________。(3)单位：⑩____________或⑪____________。恒温、恒压热效应ΔH

kJ·mol－1

kJ/mol第4页/共249页3．吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。吸放

第5页/共249页(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析。第6页/共249页(3)常见放热反应。①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化。(4)常见吸热反应。①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④炭和水蒸气、C和CO2的反应。第7页/共249页1．物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，不属于吸热反应或放热反应。但在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。2．化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl与Ba(OH)2在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下才能进行。3．能量守恒。放热反应是将化学能转化成热能、光能、电能等形式释放出来；吸热反应是将热能、光能、电能等转化成化学能储存在生成物中。【易错警示】第8页/共249页答案：在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，光能多，故热量少。【互动思考】第9页/共249页第10页/共249页(6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热。(

)(7)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。(

)(8)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。(

)解析：(5)(6)是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热。(7)焓变与反应条件无关。答案：(1)×

(2)√

(3)×

(4)×

(5)×

(6)×

(7)×

(8)√第11页/共249页【典例透析】A．该反应为放热反应B．E2kJ·mol－1可表示形成新的化学键所释放的能量C．该反应的反应热ΔH＝(E1－E2)kJ·mol－1D．加入催化剂可同时降低E1、E2第12页/共249页A．该反应为放热反应B．E2kJ·mol－1可表示形成新的化学键所释放的能量C．该反应的反应热ΔH＝(E1－E2)kJ·mol－1D．加入催化剂可同时降低E1、E2[解析]

A项，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应为吸热反应，A项错误。B项，E2kJ·mol－1可表示断裂旧化学键时吸收的能量，B项错误。C项，该反应的反应热ΔH＝＋(E2－E1)kJ·mol－1，C项错误。D项，加入催化剂能同时降低正、逆反应的活化能，D项正确。[答案]

D第13页/共249页第14页/共249页【跟踪演练】解析：放热反应：放热的化学反应①生石灰与水反应为放热反应；②NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌为吸热反应；③醋酸电离为吸热过程，不是化学反应；④固体氢氧化钠溶于水不是化学反应，是放热过程；⑥浓H2SO4稀释是放热过程，不是化学反应。故B正确。答案：B第15页/共249页解析：氢气与氯气分子中旧化学键断裂需要吸收能量，而氯化氢分子中新化学键形成要释放能量，该反应放热，因此断裂旧键吸收的能量小于形成新键放出的能量，B项正确。第16页/共249页解析：根据题意，可得热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－572kJ·mol－1；而18g水蒸气变成液态水时放出44kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－484kJ·mol－1，即－484kJ＝2x＋496kJ－4×463kJ，解得x＝436kJ。答案：C第17页/共249页(1)根据化学键计算ΔH＝反应物断键所吸收的能量总和－生成物成键所释放的能量总和。根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目，注意晶体结构中化学键的情况。常见的有1molP4含6molP－P键，1mol晶体硅含2molSi－Si键，1mol石墨含1.5molC－C键，1mol金刚石含有2molC－C键，1molSiO2含有4molSi－O键。【总结提升】第18页/共249页(2)根据反应物和生成物的能量计算ΔH＝生成物具备的总能量－反应物具备的总能量。常见题型如下。图Ⅰ：ΔH＝E2－E1<0，该反应为放热反应；图Ⅱ：ΔH＝E3－E1<0，该反应为放热反应；图Ⅲ：ΔH＝(508－600)kJ·mol－1<0，该反应为放热反应。第19页/共249页1．概念表示参加化学反应的物质的①___________和②_________的关系的化学方程式。热化学方程式【知识梳理】物质的量反应热

第20页/共249页2．意义表明了化学反应中的④_______变化和⑤__________变化。如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示：⑥__________________________________________________________________________________。物质能量2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水

时放出571.6kJ的热量

第21页/共249页3．书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25℃、101kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用⑦______、⑧______、⑨______、⑩______分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数字和单位(kJ·mol－1)。(4)注意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。(ΔH与化学计量数相对应)s

l

g

aq

第22页/共249页(5)区别于普通方程式：一般不注“↑”“↓”以及“点燃”“加热”等反应条件。(6)注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示⑪_______________________，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。该物质的物质的量第23页/共249页1．对于同素异形体，除注明聚集状态外，还要注明名称。因为同素异形体虽然构成元素相同，但属于不同物质，其本身具有的能量不同，所以反应中的ΔH也不同。2．物质本身具有的能量与物质的聚集状态有关。聚集状态不同，反应热ΔH的数值以及符号都可能不同。等量的同一物质，气态时能量最大，其次为液态，最小的为固态。3．不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

ΔH＝－197kJ·mol－1是指2molSO2(g)和1molO2(g)完全转化为2molSO3(g)时放出的能量。【易错警示】第24页/共249页【互动思考】第25页/共249页第26页/共249页【典例透析】第27页/共249页[解析]

本题考查热化学方程式的书写，意在考查考生对有关概念及化学用语的掌握情况。燃烧热必须是可燃物生成稳定的化合物对应的热效应，而气态水不是稳定的化合物，故A错误；中和反应是放热反应，ΔH<0，故B错误；书写热化学方程式时必须标明物质的状态，C错误。[答案]

D第28页/共249页第29页/共249页反应热的数值必须与方程式的化学计量数相对应，即化学计量数与ΔH成正比。,当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反第30页/共249页【跟踪演练】第31页/共249页解析：A项，由于2mol氢原子生成1mol氢分子的反应放热，故2mol氢原子的能量比1mol氢分子的能量高，A项错误。热化学方程式中各物质前的化学计量数表示的是物质的量，即2mol氢原子结合成1mol氢分子要放出435.7kJ能量或1mol氢分子分解成2mol氢原子要吸收435.7kJ能量，B、D项错误，C项正确。答案：C第32页/共249页第33页/共249页A．S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝＋297.16kJ·mol－1B．S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－296.83kJ·mol－1C．S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－296.83kJ·mol－1D．单斜硫的稳定性强于正交硫第34页/共249页解析：根据图像可知硫的燃烧反应为放热反应，故A项错误；1mol单斜硫完全燃烧放出的能量为297.16kJ，故B项错误；由图像可以看出单斜硫具有的能量大于正交硫，物质的能量越高越不稳定，即单斜硫的稳定性弱于正交硫，故D项错误。答案：C第35页/共249页第36页/共249页第37页/共249页第38页/共249页燃烧热和中和热1．燃烧热(1)概念：在101kPa时，①_________纯物质完全燃烧生成②________________时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。单位一般用③__________________________表示。注意：①压强——为④____________。②量——可燃物的物质的量为⑤____________。③完全燃烧。④产物——元素完全燃烧时对应的稳定氧化物：C→⑥_________，H→⑦____________，S→⑧____________等。【知识梳理】1mol

稳定氧化物kJ·mol－1(或kJ/mol)

101kPa

1mol

CO2(g)

H2O(l)

SO2(g)第39页/共249页(2)意义：例如，C的燃烧热是ΔH＝－393.5kJ·mol－1，表示在25℃，101kPa条件下⑨____________________________________________。热化学方程式为⑩______________________________________________________。

1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－

393.5kJ·mol－1第40页/共249页第41页/共249页2．中和热(1)概念：在⑪____________中，强酸跟强碱发生中和反应生成⑫____________时的反应热叫做中和热。注意：①溶液的浓度为⑬____________。②量——产物的物质的量为⑭____________。③用离子方程式可表示为⑮________________________________________________。

稀溶液1molH2O

稀溶液1molH2O

H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1第42页/共249页第43页/共249页(3)中和热的测定实验①装置如图(在横线上填出仪器的名称)第44页/共249页②注意事项a．碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是⑯____________________________。b．为保证酸、碱完全中和，常使⑰______稍稍过量。c．实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值⑱_______。保温隔热，防止热量散失

碱偏小

第45页/共249页第46页/共249页1．反应热、燃烧热、中和热均有单位，单位均为kJ·mol－1。2．中和热是一定值，即ΔH＝－57.3kJ·mol－1，燃烧热、中和热的数值与参加反应的量的多少无关，但在分析时要注意反应物及生成物的状态及类别(强酸、强碱、弱酸、弱碱)。【易错警示】第47页/共249页答案：由于浓硫酸溶于水放热，所以浓硫酸与稀NaOH溶液反应所测得的中和热ΔH<－57.3kJ·mol－1；由于醋酸是弱电解质，其电离要吸热，所以稀醋酸与稀NaOH溶液反应所测得的中和热ΔH>－57.3kJ·mol－1。【互动思考】第48页/共249页答案：实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动，因为铁可以和盐酸反应，而且铁、铜传热快，热量损失大，所以不能用铁质搅拌棒或铜质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。第49页/共249页【典例透析】第50页/共249页第51页/共249页第52页/共249页[答案]

B第53页/共249页【跟踪演练】第54页/共249页解析：对燃烧热概念的理解。燃烧热是指1mol可燃物在氧气中完全燃烧生成稳定的产物所释放的能量，其中产物中的水为液态，含碳可燃物燃烧产物为CO2气体，故选项C符合题意可选。答案：C第55页/共249页第56页/共249页第57页/共249页解析：CH3COOH和HNO3的物质的量都是1mol，但CH3COOH是弱酸，在溶液中主要以分子形式存在，反应过程中要发生电离，电离过程吸收热量；HNO3是强酸，在溶液中完全电离，所以HNO3与KOH的反应放出的热量较多，即Q3>Q1。H2SO4是二元强酸，1molH2SO4完全反应生成2molH2O，则Q2＝2Q3。综上所述，Q2>Q3>Q1。答案：C第58页/共249页第59页/共249页第60页/共249页第61页/共249页第62页/共249页(5)测定中和热的实验中____________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是__________________。解析：(1)为了减少热量损失，应将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中。(2)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动混合溶液。(3)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中的溶质均完全电离，故它们与稀盐酸反应的反应热相等，即ΔH1＝ΔH2，稀氨水中的NH3·H2O是弱电解质，在反应过程中NH3·H2O的电离要吸收热量，故稀氨水与盐酸反应放出的热量要少一些，故ΔH3>ΔH1＝ΔH2。

第63页/共249页答案：(1)C

(2)D

(3)ΔH1＝ΔH2<ΔH3

(4)－51.8kJ·mol－1

(5)不能H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀也会产生热量第64页/共249页正确理解中和热，注意操作与计算细节(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.1～0.5mol·L－1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用越大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。【总结提升】第65页/共249页(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。(4)使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。第66页/共249页盖斯定律反应热的比较与计算1．盖斯定律(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即：化学反应的反应热只与反应体系的①____________有关，而与②____________无关。【知识梳理】始态和终态反应的途径第67页/共249页－283kJ·mol－1

第68页/共249页(3)应用aΔH2

－ΔH2

ΔH1＋ΔH2第69页/共249页2.反应热的计算(1)主要依据

热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热、中和热等。(2)主要方法①根据热化学方程式计算反应热与反应物和生成物各物质的物质的量成正比。②根据反应物和生成物的总能量计算ΔH＝⑦______________________________。③依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算ΔH＝⑧______________________________________E生成物－E反应物E反应物的化学键断裂吸收的能量－E生成物的化学键形成释放的能量第70页/共249页第71页/共249页第72页/共249页【互动思考】答案：＋43.5kJ·mol－1－1473kJ·mol－1第73页/共249页第74页/共249页【典例透析】第75页/共249页第76页/共249页[解析]

放热反应的ΔH<0，放出的热量越多，其ΔH越小。①中碳完全燃烧比不完全燃烧放热多；②中硫由气态变为固态时放出热量，所以气态硫燃烧时放热较多；③中2molH2燃烧比1molH2燃烧放热多；④中CaCO3分解是吸热反应，CaO与水反应是放热反应。综上所述，C项正确。[答案]

C第77页/共249页[方法技巧]

利用状态，迅速比较反应热的大小若反应为放热反应1．当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。2．当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。3．在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。第78页/共249页【跟踪演练】第79页/共249页解析：A项，F→A，ΔH＝ΔH6，则A→F，ΔH＝－ΔH6，A项正确。B项，6个步骤相加即回到原点，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，B项错误。C项，F→C，ΔH＝ΔH6＋ΔH1＋ΔH2，则C→F，|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|，C项正确。D项，D→A与A→D的过程恰好相反，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－ΔH4－ΔH5－ΔH6，D项正确。答案：B第80页/共249页第81页/共249页答案：D第82页/共249页第83页/共249页第84页/共249页第85页/共249页第86页/共249页第87页/共249页【总结提升】第88页/共249页第89页/共249页能源1．概念能提供①_________的自然资源。2．发展阶段②________时期→③__________时期→④____________时期。【知识梳理】能量柴草化石能源多能源结构第90页/共249页3．能源的分类分类再生能源非再生能源常规能源新能源常规能源新能源一次能源(直接获得)水能、生物质能等太阳能、风能、地热能、潮汐能等⑤________、⑥________、⑦________等核能等二次能源(间接获得)煤制品、石油制品、电能、氢能、沼气、火药等煤

石油天然气

第91页/共249页4.能源问题(1)我国目前使用的主要能源是⑧____________，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭。(2)化石燃料的大量使用带来严重的⑨____________问题。化石燃料环境污染第92页/共249页5.解决能源问题的措施(1)提高能源的使用效率①改善开采、运输、加工等各个环节。②科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧一是保证燃烧时有⑩____________________，如鼓入空气、增大O2浓度等。二是保证燃料与空气有⑪_______________________，如将固体⑫____________，使液体⑬____________等。(2)开发新的能源开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。适当过量的空气足够大的接触面积粉碎成粉末喷成雾状第93页/共249页【互动思考】第94页/共249页(6)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量。(

)(7)开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料。(

)(8)低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料，减少温室气体的排放。(

)(9)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一。(

)答案：(1)×

(2)√

(3)√

(4)√

(5)×

(6)√

(7)√

(8)√

(9)√第95页/共249页第96页/共249页解析：①天然气、②煤、③核能、④石油不可再生；⑤太阳能、⑥生物质能、⑦风能、⑧氢能可以再生，在使用时对环境无污染或污染很小。答案：B第97页/共249页第98页/共249页解析：B项，发展太阳能经济有助于减少CO2的排放，可减缓温室效应，B项正确。C项，太阳能电池板可将太阳能直接转化为电能，C项正确。答案：D第99页/共249页第二节原电池化学电源第六章第100页/共249页2017IT11电化学第101页/共249页【考纲要求】1.掌握原电池的形成条件、了解原电池的工作原理。2.正确判断原电池的两极，正确书写电极反应及总反应。3.了解常见的化学电源，能够认识和书写几种新型电池的电极及电极反应。4.利用原电池的知识判断金属活动性的强弱。第102页/共249页【命题趋势】纵观近几年的高考试题发现，高考主要围绕着原电池工作原理及应用进行命题。考查原电池工作原理往往以新型能源电池或燃料电池为载体，考查原电池正负极的判断、电极反应的书写、电子或电流的方向及溶液pH的变化等；原电池的应用主要考查原电池的设计、电化学腐蚀及解释某些化学现象等，主要以选择题、填空题形式出现。第103页/共249页1．概念和反应本质原电池是把①____________转化为②__________的装置，其反应本质是③____________________。原电池及其工作原理【知识梳理】化学能电能氧化还原反应第104页/共249页2．构成条件(1)一看反应看是否有能自发进行的④__________________发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极：一般是⑤________________的两电极。(3)三看是否形成闭合回路形成闭合回路需三个条件：①⑥____________溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入⑦___________溶液。氧化还原反应活泼性不同电解质电解质第105页/共249页3．工作原理(以铜—锌原电池为例)锌铜Zn－2e－===Zn2＋

Cu2＋＋2e－===Cu

氧化还原第106页/共249页锌铜铜锌负极正极K＋

Cl－

Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu

第107页/共249页1．只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。2．电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。3．无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。4．原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。【易错警示】第108页/共249页答案：判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性，要看反应的具体情况，失电子发生氧化反应的为负极，得电子发生还原反应的为正极。如：Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极。【互动思考】第109页/共249页答案：铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路。第110页/共249页【典例透析】第111页/共249页[解析]

甲装置中的两种金属未用导线连接，所以不能构成原电池。乙装置符合原电池的构成条件，构成了原电池，锌作负极，铜作正极，负极上锌失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应，作原电池负极的金属腐蚀速率较快，原电池放电时，阳离子向正极移动。A项，甲、乙装置中锌都失去电子转化成锌离子进入溶液，所以锌的质量均减小，故A项正确。B项，甲装置中，锌和氢离子发生置换反应生成氢气，所以锌附近有气泡产生，乙装置构成原电池，氢离子在正极铜上得电子生成氢气，故B项错误。第112页/共249页C项，甲装置不能构成原电池，乙装置能构成原电池，反应速率：乙>甲，故C项正确。D项，甲装置中氢离子在锌附近得电子发生还原反应，乙装置中氢离子在铜上得电子发生还原反应，所以甲装置中H＋移向Zn，乙装置中H＋移向Cu，故D项正确。[答案]

B第113页/共249页第114页/共249页第115页/共249页【跟踪演练】第116页/共249页解析：考查了原电池的相关知识。A．构成原电池的正极和负极可能是两种不同的金属，也可能是导电的非金属(如石墨棒)和金属，A错误；B．原电池反应是自发进行的放热的氧化还原反应，则原电池反应中有电流产生，所以原电池产生电流的实质是电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移，B正确；C．在原电池中，负极上失去电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，所以电子从负极沿导线流向正极，C正确；D．原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，电流的方向是从正极到负极，D正确。答案：A第117页/共249页第118页/共249页第119页/共249页解析：考查原电池的原理，涉及电极的判断、电极反应、离子及电子或电流的移动方向等。Zn—Cu原电池工作时，锌为负极，铜为正极，负极上发生氧化反应；电解质溶液里H＋向正极移动，在铜的表面被还原生成氢气；电子由负极经外电路向正极移动，故选项D符合题意。答案：D第120页/共249页第121页/共249页解析：考查原电池理论，涉及电极判断、电极反应与现象、电流的方向及离子的移动方向等。铜为正极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，说明铜棒上有红色物质析出，选项A正确；锌为负极，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，选项B不正确；电流从正极经外电路流向负极，选项C不正确；盐桥中K＋移向正极区，也就是CuSO4溶液，选项D不正确。答案：A第122页/共249页原电池正负极的判断方法【总结提升】第123页/共249页说明：(1)活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反应。(2)溶液中的离子不能通过盐桥。(3)负极本身不一定参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料不参加反应，只起到了导电的作用。第124页/共249页1．比较金属活泼性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作①_______的金属比作②_________的金属活泼。2．加快氧化还原反应的速率一个③_________进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率④_________。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。原电池原理的应用【知识梳理】负极正极自发加快第125页/共249页3．设计制作化学电源设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：(1)首先判断出氧化还原反应中的还原剂和氧化剂，将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极，含氧化剂对应离子的电解质溶液作电解液。(2)如果两个半反应分别在要求的两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。如在Cu­Zn­硫酸铜构成的原电池中，负极Zn浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极Cu浸泡在含有Cu2＋的电解质溶液中。第126页/共249页4．用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池的⑤_________而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。正极第127页/共249页答案：使用粗锌反应快，因为粗锌中的杂质与锌可形成微小原电池，加快反应速率。【互动思考】第128页/共249页答案：一般来说，放热的氧化还原反应理论上都能设计成原电池，其中氧化剂在正极，还原剂在负极，但吸热的氧化还原反应不能设计成原电池，因为原电池是把化学能转变为电能的装置。第129页/共249页【典例透析】第130页/共249页(1)该原电源的负极材料是____________，发生____________反应(填“氧化”或“还原”)。(2)X是____________，Y是____________。(3)正极上出现的现象是__。(4)在外电路中，电子从____________(填写电极材料，下同)极流向____________极。第131页/共249页[解析]

在反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋中，Cu作还原剂，即为原电池的负极材料，失去电子，发生氧化反应；Ag＋作氧化剂，在原电池的正极得电子，故银棒上有银白色物质析出。左右两个烧杯中的电解质溶液依据其中的电极材料选择，在双液原电池中，电极材料中的金属元素一般与电解质溶液中的相同，故X是CuSO4溶液或其他可溶性铜盐溶液，Y是AgNO3溶液。[答案]

(1)Cu氧化(2)CuSO4[CuCl2、Cu(NO3)2等可溶性铜盐也可]溶液AgNO3溶液(3)银棒上有银白色物质析出(4)Cu

Ag第132页/共249页【跟踪演练】第133页/共249页第134页/共249页解析：在金属与稀硫酸组成的原电池中，活泼金属作负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在其表面得到电子生成H2，外电路中电子的流动方向为负极→正极，电流方向则是由正极→负极。题述实验形成了四个原电池，A－B－稀硫酸原电池中A极为负极，金属活动性：A>B；C－D－稀硫酸原电池中C极为负极，金属活动性：C>D；A－C－稀硫酸原电池中A极为负极，金属活动性：A>C；B－D－稀硫酸原电池中D极为负极，金属活动性：D>B。综上所述，金属活动性：A>C>D>B。答案B第135页/共249页第136页/共249页解析：由于是少量锌与过量盐酸反应，产生H2的量由Zn来决定。①增大盐酸浓度，可加快速率；②加少量碳粉，可与Zn形成原电池，加快速率；③加CuCl2晶体，Zn可置换出Cu，形成原电池加快速率，但由于消耗了Zn，使H2的量减少；④加热，可加快速率。答案：C第137页/共249页解析：由电池反应可知，铁作负极，铁失去电子发生氧化反应。C项中，由于锌的活泼性大于铁，故锌作负极，发生氧化反应，与电池反应不符。答案：C第138页/共249页1．能设计成原电池的反应一定是放热的氧化还原反应，吸热反应不可能将化学能转化为电能。2．利用原电池原理可加快制氢气的速率，但可能影响生成氢气的量。需注意生成氢气的总量是取决于金属的量还是取决于酸的量。3．设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围较广，只要合理都可以，一般选用不活泼金属Pt或石墨。【总结提升】第139页/共249页化学电源1．分类【知识梳理】第140页/共249页2．一次电池(1)碱性锌锰干电池Zn

Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2

MnO2

2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH第141页/共249页(2)银锌纽扣电池(电解质溶液为KOH溶液)负极材料：⑤____________电极反应：⑥______________________________________正极材料：⑦____________电极反应：⑧_____________________________________总反应：⑨________________________________________

Zn

Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2

Ag2O

Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－

Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag

第142页/共249页3．二次电池(1)铅蓄电池(电解质溶液为30%H2SO4溶液)第143页/共249页①放电时的反应负极反应：⑩_______________________________正极反应：⑪______________________________________________________________总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)电解质溶液的pH⑫________(填“增大”“减小”或“不变”)。增大

第144页/共249页第145页/共249页第146页/共249页4．燃料电池(1)氢氧燃料电池①氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池电池酸性碱性或中性负极反应式⑰_________________⑱_________________正极反应式⑲_________________⑳__________________总反应式2H2＋O2===2H2O2H2－4e－===4H＋2H2－4e－＋4OH－===4H2OO2＋4e－＋4H＋===2H2OO2＋4e－＋2H2O===4OH－外部

第147页/共249页第148页/共249页答案：不一定。如燃料电池，两极是铂电极，本身不参与反应，参与反应的是H2和O2。【互动思考】第149页/共249页答案：第150页/共249页【典例透析】第151页/共249页[答案]

B第152页/共249页[方法技巧]

可充电电池电极方程式的书写可充电电池有充电和放电两个过程，放电发生的是原电池反应，充电发生的是电解反应。充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。以铅蓄电池为例，该过程可结合图示分析。第153页/共249页第154页/共249页第155页/共249页第156页/共249页[解析]

燃料电池中，燃料在负极上失去电子发生氧化反应，由图可知，a电极上发生氧化反应，A项错误。电池反应式的书写除了要考虑反应本身，还要注意电池工作的环境，该电池中电解质溶液呈碱性，二氧化碳和氢氧根离子反应生成碳酸根离子，B项错误。负极上甲烷失去电子，在碱性条件下生成碳酸根离子和水，C项正确。反应过程中消耗了氢氧根离子，溶液的pH减小，D项错误。[答案]

C[方法技巧]

在分析燃料电池(或类似燃料电池)的工作原理时要抓住“燃料在负极上发生氧化反应”、“先本质后环境写反应式”这两个原则。第157页/共249页【跟踪演练】第158页/共249页解析：锂离子电池属于新型二次电池，A项错误；原电池工作时，电子沿外电路从负极流向正极，电流方向与之相反，铜锌原电池中锌是负极，铜是正极，电流沿外电路从铜电极流向锌电极，B项错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，C项正确；锌锰干电池中，锌电极是负极，D项正确。答案：AB第159页/共249页第160页/共249页第161页/共249页答案：C第162页/共249页第163页/共249页第164页/共249页解析：根据电池放电过程的总反应式可知，金属钠失去电子作负极，硫单质在正极上得到电子，硫本身不导电，故应该负载在导电材料上，A项正确。金属钠很活泼，能与水反应，因此不能用水溶液作电解质溶液，B项正确。金属钠在反应中失电子的多少与其质量成正比，与n的大小无关，能量密度与材料的选择有关，C项错误。答案：C第165页/共249页燃料电池电极反应式的书写第一步：写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ②①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。【总结提升】第166页/共249页第三节电解池金属的腐蚀与防护第六章第167页/共249页第168页/共249页【考纲要求】【命题趋势】1.了解电解池的工作原理，并能写出电极反应及总反应的方程式。2.掌握电解原理的应用，如氯碱工业、电镀、电解精炼等。3.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。纵观近几年的高考试题发现，高考在本节的考点主要有：一是电解池的工作原理，如电解池阴阳极的判断、电极反应式的书写及溶液pH的变化等；二是电解规律及应用，如氯碱工业、粗铜的精炼、电镀等。第169页/共249页1．电解(1)定义：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起①________________的过程。在此过程中，②______能转化为③_______能。(2)特点：①电解是不可逆的；②电解质导电一定发生④__________变化。电解原理【知识梳理】氧化还原反应电化学化学第170页/共249页2.电解池(1)概念：电解池是⑤_______________________的装置。(2)电解池的构成条件①有与⑥____________相连的两个电极。②两个电极插入⑦_____________(或⑧______________)中。③形成⑨____________。把电能转化为化学能电解质溶液熔融电解质闭合回路电源第171页/共249页(3)电极名称及电极反应式

以用惰性电极电解CuCl2溶液为例：总反应方程式：⑯____________________。阴极还原反应Cu2＋＋2e－===Cu阳极

氧化反应

2Cl－－2e－===Cl2↑

第172页/共249页负极阴极阳极正极阴极阳极第173页/共249页3．电解产物的判断及有关反应式的书写(1)判断电解池的阴、阳极H＋和OH－第174页/共249页(3)排出阴、阳两极的放电顺序Fe－2e－===Fe2＋

Cu－2e－===Cu2＋

Ag－e－===Ag＋

2Cl－－2e－===Cl2↑4OH－－4e－===2H2O＋O2↑第175页/共249页(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒、电荷守恒和电子转移守恒。(5)写出电解总反应式在两极转移电子数目相同的前提下，两极反应相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式。第176页/共249页4．电解规律(1)电解水型4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

4H＋＋4e－===2H2↑H2O

增大

减小

加H2O第177页/共249页4OH－－4e－==2H2O＋O2↑

4H＋＋4e－

===2H2↑H2O

增大

增大加H2O4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

4H＋＋4e－===2H2↑H2O

增大

不变

第178页/共249页(2)电解电解质型2Cl－－2e－===Cl2↑

2H＋＋2e－===H2↑HCl

减小增大通入HCl气体第179页/共249页2Cl－－2e－===Cl2↑

CuCl2

减小加CuCl2

Cu2＋＋2e－===Cu第180页/共249页(3)放H2生碱型2Cl－－2e－===Cl2↑

2H＋＋2e－===H2↑NaCl和H2O

增大通入HCl气体第181页/共249页(4)放O2生酸型第182页/共249页第183页/共249页1．书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。2．阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。3．要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。4．电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。【易错警示】第184页/共249页答案：一定有化学反应发生，因为在电解池的两极有电子转移，发生了氧化还原反应，生成了新物质，所以一定有化学反应发生。【互动思考】第185页/共249页答案：电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。第186页/共249页(1)电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。(2)①若通电一段时间，CuSO4未电解完(即Cu2＋未全部放电)，使溶液复原应加入CuO，而加入Cu(OH)2会使溶液的浓度降低。②若Cu2＋全部放电，又继续通电一段时间(此时电解水)，要使溶液复原应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，若只加入CuO，此时浓度偏高。第187页/共249页【典例透析】第188页/共249页[解析]

本题考查电解基本原理知识，解答时要抓住电解时阴、阳离子的放电顺序。根据所学的电解原理，电解CuCl2溶液时阳极析出氯气，阴极析出铜，排除A项；电解CuSO4溶液时，阴极析出铜，排除B项；电解NaBr溶液时，阳极析出溴单质，排除D项。[答案]

C第189页/共249页[方法技巧]

分析电解池电极反应和电解产物(用惰性电极时)的一般思路：(1)分析电解质和水的电离，明确溶液中存在哪些离子。(2)分析阴、阳离子的移动方向，明确阴、阳两极附近的哪些离子。(3)根据阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应，以及氧化性、还原性的强弱顺序，判断离子发生反应的先后顺序，最后分析得出产物。第190页/共249页【跟踪演练】第191页/共249页A．铜电极附近观察到黄绿色气体B．石墨电极附近溶液先变红C．溶液中的Na＋向石墨电极移动D．铜电极上发生还原反应解析：考查电解池反应原理的应用。A．电解饱和食盐水时，若电极为惰性电极，则两极分别产生氯气和氢气，而现在Cu作电极时仍产生两种气体，说明Cu为阴极，所以石墨为阳极，则石墨电极附近有氯气产生，错误；第192页/共249页B．石墨为阳极，所以是氯离子放电生成氯气，Cu为阴极，氢离子放电生成氢气，则铜电极附近溶液先变红，错误；C．电解池中的阳离子向阴极移动，所以钠离子向Cu极移动，错误；D．铜电极为阴极，发生还原反应，正确，答案选D。答案：D第193页/共249页第194页/共249页答案：A第195页/共249页第196页/共249页答案：D第197页/共249页一、电解产物分析(1)若阴极为H＋放电，则阴极区c(OH－)增大，pH增大；若阳极为OH－放电，则阳极区c(H＋)增大，pH减小；若阴极、阳极同时有H＋、OH－放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。(2)用惰性电极电解电解质溶液时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。(3)电解过程中产生的H＋或OH－，其物质的量等于转移电子的物质的量。【总结提升】第198页/共249页第199页/共249页1．氯碱工业——电解饱和食盐水(1)概念：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取①____________、②____________和③____________，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为④____________。电解原理的应用【知识梳理】NaOH

H2

Cl2氯碱工业

第200页/共249页(2)电极反应第201页/共249页阳极：⑤________________________(反应类型：⑥____________)

阴极：⑦______________________________(反应类型：⑧____________)总反应方程式：⑨____________________________________离子方程式：⑩_____________________________________2Cl－－2e－===Cl2↑氧化反应

2H＋＋2e－===H2↑还原反应

第202页/共249页(3)阳离子交换膜的作用：⑪_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

阳离子交换膜只允许Na＋通过，阻止Cl2、H2、OH－通过，这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量第203页/共249页2．电镀和电解精炼铜第204页/共249页镀层粗铜待镀纯铜镀层Cu－2e－===Cu2＋

阳离子

阳极泥

Cu2＋＋2e－===Cu

Cu2＋＋2e－===Cu

基本不变减小

第205页/共249页第206页/共249页电解原理应用中的注意要点1．电解或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。2．电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。【易错警示】第207页/共249页答案：阳极产物Cl2可以用淀粉­KI试纸检验，阴极产物H2可以通过点燃检验，NaOH可以用酚酞试剂检验。【互动思考】第208页/共249页答案：粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，金属活动性位于铜之前的金属杂质，如Zn、Fe、Ni等也会同时失去电子，但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不能在阴极析出，而只能以离子的形式留在电解液里。金属活动性位于铜之后的银、金等杂质，因为失去电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。第209页/共249页第210页/共249页(4)工业上可以通过电解MgCl2溶液制备Mg。(

)(5)电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小。(

)(6)Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑可以设计成电解池，但不能设计成原电池。(

)(7)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。(

)答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

(6)√

(7)×第211页/共249页【典例透析】第212页/共249页[解析]

Y为电解池的阴极，X为电解池的阳极。氯碱工业中阳极上Cl－放电生成Cl2，A项错误。电解精炼铜时，阳极上比铜活泼的金属也会溶解，而阴极上只有Cu2＋放电，故溶液中Cu2＋浓度变小，B项错误。铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极应该是纯铜，C项错误。采用电解法制取金属镁时，电解熔融的氯化镁，D项正确。[答案]

D第213页/共249页【跟踪演练】第214页/共249页解析：海水中含有镁、溴、碘等元素，因此利用海水可以制取镁、溴、碘等物质，A项正确。电解精炼铜(粗铜中含少量Fe、Zn、Pt)的电解后溶液中，存在的金属阳离子除了有Fe2＋、Zn2＋外，可能还有Cu2＋，B项错误。用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极是氯离子放电，其产物是氯气；阴极是水电离出的氢离子放电，其产物是氢气和氢氧化钠，C项正确。镀铜时，镀件作阴极，铜作阳极，含有Cu2＋的溶液作电镀液，所以镀铜过程中阳极减少的质量等于阴极增加的质量，D项正确。答案：B第215页/共249页第216页/共249页第217页/共249页解析：考查电解碱性食盐水除去水中CN－的方法的反应原理的正误判断的知识。A．将pH为9～10的食盐水电解，在阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，产生的Cl2与溶液中的OH－发生反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，阳极产生的ClO－将CN－氧化，因此可以用石墨作阳极，铁作阴极；若用铁作阳极，就不能发生上述反应，正确；B．根据选项A分析可知在阳极发生的电极反应式为：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O，正确；第218页/共249页C．在阴极水电离产生的H＋得到电子，发生还原反应，因此阴极的电极反应式为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，正确；D．根据题意可知阳极产生的ClO－将CN－氧化产生两种无污染的气体，根据元素守恒，电子守恒、电荷守恒，在碱性溶液中不可能大量存在H＋，可得除去CN－的反应的离子方程式是：2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。答案：D第219页/共249页电化学的有关计算1．计算类型原电池和电解池的计算主要包括以下几个方面：(1)根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)；(2)溶液pH的计算；(3)相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算；(4)产物的量与电荷量关系的计算。【知识梳理】第220页/共249页2．解题方法(1)根据得失电子守恒法计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。第221页/共249页(3)根据关系式计算借得失电子守恒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。串联电路中各电极得失电子数相等，即电路中通过的电量(电子总数)相等。如以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。第222页/共249页【典例透析】第223页/共249页(1)a为电源的____________(填“正”或“负”)极，C池是____________池。A池阳极的电极反应为____________，C池阴极的电极反应为____________。(2)如果B池中共收集到224mL气体(标准状况)且溶液体积为200mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为____________。(3)如果A池溶液是200mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变)，则通电后，溶液的pH为____________。第224页/共249页第225页/共249页第226页/共249页[答案]

(1)负电解2Cl－－2e－===Cl2↑Ag＋＋e－===Ag

(2)0.025mol·L－1

(3)13第227页/共249页[方法技巧]

电解前后电解质溶液酸碱性变化可概括为“有氢无氧增碱性，有氧无氢增酸性；有氢有氧增原性，无氢无氧减原性”。即(1)电极区域：①阴极H＋放电产生H2，阴极区pH变大；②阳极OH－放电产生O2，阳极区pH变小。(2)电解质溶液：①电解过程中，既产生H2，又产生O2，实质是电解水，溶液浓度增大，因而原溶液呈酸性的pH变小，原溶液呈碱性的pH变大，原溶液呈中性的pH不变。②电解过程中，无H2和O2产生，pH几乎不变。③电解过程中，只产生H2，溶液中OH－浓度增大，pH变大。④电解过程中，只产生O2