《化学反应原理》期末复习 专题1 化学反应与能量变化 灌南高级中学高二化学组.

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1 《化学反应原理》期末复习 专题 化学反应与能量变化 灌南高级中学高二化学组

2 1.反应热 定义： 符号： 单位： 测量仪器： 当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量 △H KJ/mol 量热计

3 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）

4 例1.氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。1gH2燃烧生成液态水放出142.9KJ的热量，表示该反应的热化学方程式正确的（ ）
A. 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l） ；ΔH＝-142.9kJ·mol－1 B. 2H2 （g）＋ O2 （g）＝2H2O（l）；ΔH＝ kJ·mol－1 C. 2H2 （g）＋O2（g）＝2H2O（g）；ΔH＝-571.6kJ·mol－1 D. H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）；ΔH＝-285.8kJ·mol－1

5 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。
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。 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。 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。

6 (D)锡制器皿长期处于低于13.2 ℃的环境中， 会自行毁坏
例2．灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知： ①Sn(s、白)＋2HCl(aq)＝SnCl2(aq)＋H2(g)；H1 ②Sn(s、灰)＋2HCl(aq)＝SnCl2(aq)＋H2(g)；H2 ③Sn(s、灰) Sn(s、白)；H3＝＋2.1 kJ/mol 下列说法正确的是( ) (A)H1＞H2 (B)锡在常温下以灰锡状态存在 (C)灰锡转化为白锡的反应是放热反应 (D)锡制器皿长期处于低于13.2 ℃的环境中， 会自行毁坏

7 二、原电池原理和电解池原理 例3．关于如图所示装置的叙述，正确的是【 】 A．甲乙装置中锌片都作负极
例3．关于如图所示装置的叙述，正确的是【 】 A．甲乙装置中锌片都作负极 B．甲乙装置中，溶液内的氢离子在铜片表面被还原 C．甲乙装置中，锌片上发生的反应都是还原反应 D．甲装置中，铜上面有气泡生成，乙装置中铜片质量减少

8 1.原电池的工作原理 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。 ①必须自发进行氧化还原反应。 ②必须有两种活泼性不同的导电材料作电极。 ③电解质溶液（两电极必须插入电解质溶液）。 ④两个电极必须相连并形成闭合回路。

9 例 4.下列哪几个装置能形成原电池 （ ）。 ABDE A B C D V X V V E F M N CuSO4 X X V X

10 3）简单原电池的电极式反应书写

11 Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：①Cu作____极, ②Fe作____极 电极反应式是：负极： 正极： 总反应式是：
变式： Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：①Cu作____极, ②Fe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： ①Cu作 极, ②Fe作 极 电极反应式是：负极 _ 正极 _ 正 负 Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 负 正 Cu-2e-=Cu2+ 2NO3-+4H++2e-==2NO2 +2H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O

12 考查热点：燃料电池 例5.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

13 燃料电池的电极反应式书写 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 ： 。 写出燃料反应方程式 CH4+O2→CO2+H2O a b KOH溶液 CH4 O2 H2O CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

14 燃料电池的电极反应式书写规律: ①写出燃烧反应； ②根据电解液改写燃料电池总反应； ③写出正极的电极反应式 ④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。

15 CO32- 负极：CH4 燃料电池的正极： O2+4e-=2O2- 酸性介质： O2-+2H+=H2O 碱性或中性介质：
-4 负极：CH4 CO32- -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-

16 放电负极:Fe-2e-+2OH-= Fe(OH)2 放电正极:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH- 充电：
2）可充电电池的电极式反应书写 已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应式为：Fe+NiO2+2H2O Fe(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。 Fe-2e-=Fe2+ ，Fe2++2OH-=Fe(OH)2 放电负极:Fe-2e-+2OH-= Fe(OH)2 放电正极:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH- 充电： 阴极：Fe(OH)2+2e-= Fe+2OH- 阳极：Ni(OH)2+2OH--2e-= NiO2+2H2O

17 可充电电池电极反应式的书写规律: ①看清楚 “充电、放电” 的方向 ②放电的过程应用原电池原理， 　充电的过程应用电解池原理

18 练习1.（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-==Li2Mn2O4 C、充电时，LiMn2O4发生氧化反应 D、充电时，阳极反应为：Li+＋e-==Li B

19 2.电解原理及其应用

20 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 ①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。 ②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。 ③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。

21 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： ①Fe3＋得电子能力大于Cu2＋，但第一阶段只能被还原为Fe2＋； ②Pb2＋、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。

22 C AD 例6.(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 ( )
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 C 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：①阳极质量不变，②阴极质量增加，③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 AD

23 三、电化学腐蚀与防护 例7.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 (5) (2) (1) (3) (4)

24 例8、右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是（ ）
C．两试管中相同的电极反应式是：Fe— 2e- == Fe2+ D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

25 1.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜呈中性或较弱酸性或碱性 水膜呈较强酸性 通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
条件 水膜呈较强酸性 电极反应 负极Fe(- ) Fe-2e-=Fe2+ 2Fe-4e-=2Fe2+ 正极C(+) 2H++2e-=H2↑ O2+2H2O+4e-=4OH- 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ 总反应: 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 （铁锈） Fe2O3 · nH2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。

26 2.金属的防护方法： 1、改变金属的内部结构， 如：将钢铁制成不锈钢。 2、在金属表面覆盖保护层， 如：涂油漆、镀Zn、镀Sn、镀Cr等。
3、牺牲阳极的阴极保护法 4、外加直流电源的阴极保护法