专题1化学反应与能量变化.docx

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专题1化学反应与能量变化

专题1化学反应与能量变化

第一单元化学反应中的热效应

第一课时化学反应的焓变

1、自主学习平台

（一）化学反应的焓变

1．在化学反应过程中，当反应物和生成物具有时，所或的热量称为化学反应的反应热。

2．化学反应中有能量变化的本质原因是和。

3．在的条件下，化学反应过程中或的热量称为反应的，用表示，单位常采用。

4．在化学反应中能量变化通常以等形式表现。

吸收热量的反应称为反应，其△H0；放出热量的反应称为反应，其△H0。

5．举例说明学过的放热反应与吸热反应。

（1）放热反应

（2）吸热反应

（二）热化学方程式

6．书写热化学方程式应注意的问题：

（1）

（2）（3）

7．热化学方程式中计量数的意义及其与△H的关系：

2、问题讨论

1．“加热”常作为化学反应的条件，需要加热的反应一定是吸热反应吗？

放热反应一定都不需要加热吗？

2．简要说明物质在发生三态变化时吸热与放热的状况。

3．请说出热化学方程式：

H2（g）+

02（g）=H2O

（1）△H=-285.8kJ．mol-1的意义。

如方程式计量数改为2、1、2，则其意义作何变化？

三．要点突破

1．如何从本质上认识理解化学反应中的能量变化？

典型例题1.下列对热化学方程式

H2（g）+

I2（g）=HI（g）△H=26kJ．mol-l的叙述中，正确的是（）

A.1mol氢气和1mol碘蒸气完全反应需要吸收26kJ的热量

B.1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52kJ的热量

C.1molH2（g）与1molI2（g）完全反应生成2mol的HI气体需吸收52kJ的热量

D.1molH2（g）与1molI2（g）完全反应放出26kJ的热量

2．如何用反应物与生成物的键能计算化学反应的反应热？

典型例题2：

已知lg氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中1mol0=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH-O键形成时放出热量463kJ，则断裂1molH-H键需能量。

4、课堂达标和巩固

1．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（）

A．铝粉与氧化铁的反应B．氯化铵与消石灰的反应

C．锌片与稀硫酸反应D．钠与冷水反应

2．下列热化学方程式书写正确的是（）

A.2S02+02=2S03△H=-196.6kJ.mol-l

B．H2（g）+

02（g）=H2O

（1）△H=-285.8kJ．mol-1

C.2H2（g）+02（g）=2H2O

（1）△H=-571.6kJ

D.C（s）+02（g）=C02（g）△H=+393.5kJ．mol-1

3．已知在1×lO5Pa、298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是（）

A.H20（g）=H2（g）+

02（g）△H=+242kJ．mol-1

B.2H２（g）+Ｏ２（g）=2H20（l）△H=-484kJ．mol-l

C.H2（g）+

02（g）=H20（g）△H=+242kJ．mol-l

D.2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-484kJ

第二课时反应热的测量与计算

一、自主学习平台

（一）反应热的测量与计算

1．反应热通常由测得，测定反应热的装置称为。

2．实验温度的测量：

（1）测量初始温度：

用量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入中，测量并记录盐酸的温度t1；用另一量筒量取50mL0.50mol/L氢氧化钠溶液，测量并记录其温度t2。

（2）测量终态温度：

将量筒中的溶液迅速倒入盛有的简易量热计，立即盖上盖板，用不断搅拌，观察温度计变化，并准确测出反应体系的最高温度t3。

（二）盖斯定律

3．盖斯定律是热化学反应中计算反应热的常用定律，请简要叙述盖斯定律。

。

如某化学反应物A经过反应一变为B，反应热为△H1，B再由反应二变为C，反应热为△H2；或者是A由一步反应转变为C，反应热为△H3，请写出三个反应热之间的△H关系为。

盖斯定律的本质说明了。

（三）物质的标准燃烧热与热值

4．物质的标准燃烧热是指在下，物质燃烧的反应热。

5．热值是指克物质燃烧的反应热。

二、问题讨论

1．简要说明测量反应热时，在实验过程中应注意哪些问题？

2．如果用浓硫酸替代稀盐酸来测反应热，会对△H造成什么影响？

3．根据反应热测得的数据，简要说明反应热的数据处理步骤。

三、要点突破

1、如何运用盖斯定律求未知反应的反应热？

典型例题1.已知25℃和101kPa时

　　①CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）ΔH1=－283.0kJ/mol

　　②H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）ΔH.2=－285.8kJ/mol

　　③C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）ΔH3=－1370kJ/mol

　试计算④2CO（g）＋4H2（g）=H2O（l）＋C2H5OH（l）的ΔH.4

A．－285.8kJ/molB．－339.2kJ/molC．－1370kJ/molD．339.2kJ/mol

2、理解标准燃烧热应注意哪些问题？

典型例题2．已知下列热化学方程式：

①H2（g）+

02（g）=H2O

（1）△H=-285kJ．mol-1②H2（g）+

02（g）=H2O（g）△H=-241.8kJ．mol-1③C（s）+

02（g）=C0（g）△H=-283.0kJ．mol-1

④C（s）+02（g）=C02（g）△H=-393.5kJ．mol-1

计算并回答下列问题

（1）四个反应中属于放热反应的是。

（2）H2的标准燃烧热为；C的标准燃烧热为。

（3）燃烧10gH2生成液态水，放出的热量为。

四、课堂达标和巩固

1．已知葡萄糖的燃烧热是2804kJ/mol，当它氧化生成1g水时放出的热量是

A．26．0kJB.51.9kJC.155.8kJD.467.3kJ

2．已知热化学方程式：

（）

①C（金刚石，s）+02（g）=CO2（g）△H1②C（石墨，s）+O2（g）=CO2（g）△H2③C（石墨，s）=C（金刚石，s）△H3=+1.9kJ．mol-1

下列说法正确的是

A．石墨转化成金刚石的反应是吸热反应B．金刚石比石墨稳定

C．△H3=△Hl-△H2D．△H1>△H2

3．H2SO4溶液和KOH溶液反应时有热量放出，并已知反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2．试回答下列问题：

（1）用离子方程式表示中和反应的实质。

（2）判断E1和E2的大小关系：

E1E2．

（3）已知H+（aq）+OH-（aq）=H20

（1）△H=-57.3kJ．mol-l，计算下列中和反应中放出的热量，①用20gNaOH配成稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出kJ的热量②用O.lmolBa（OH）2配成稀溶液跟足量的稀硝酸反应，能放出kJ的热量。

第二单元化学能与电能的转化

第一课时原电池的工作原理1

一、自主学习平台．

原电池的工作原理

1.化学能与电能可相互转化，____是将化学能转化为电能的装置。

2．原电池由两个半电池组成。

半电池包括和___，两个隔离的半电池通过连接起来。

半电池中的反应就是半反应，即电极反应。

在原电池中，负极上发生____，给出电子；正极上发生，得到电子。

电流由原电池的____流向____，即电

子由流向。

3．原电池的工作原理（以铜锌原电池为例进行研究）：

Zn为____极，Cu为____极；负极上发生反应，电极反应式为____，正极上发生反应，电极反应式为；电子流出的极是____极，电子流入的极是____极；电流方向是。

盐桥中的盐溶液是，盐桥中的____会移向ZnS04溶液,移向CuSO4溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持电中性。

该原电池工作一段时间后，两电极的质量变化是。

2、问题讨论：

以下两种原电池装置有何不同？

3、要点突破：

构成原电池的条件

典型例题1.：

下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是（）

四、课堂达标和巩固

1．下列各组的电极材料和电解液，不能组成原电池的是（）

A.铜片、石墨棒，稀硫酸B．铜片、石墨棒，硝酸银溶液

C．锌片、铜片，稀盐酸D．铜片、银片，FeCl3溶液

2．下图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：

在卡片上，描述合理的是（）

A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．②③④

4．由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的酸性（）

A．不变B．先变小，后变大C．逐渐变大D．逐渐变小

5．某金属A不溶于冷的浓硝酸，A与银用导线连接后浸入硫酸溶液，所组成的原电池中电流由银通过导线流回A极，则A可能是（）

A．PtB．CuC．A1D．Fe

3.用铜、银、AgNO3溶液设计一个原电池，这一原电池的正极是，负极是____，负极的电极反应是____，总反应是。

第二课时原电池的工作原理2

1、自主学习平台

如何判断原电池的正负极

（1）由组成原电池的两极电极材料判断。

一般是活动性的金属为负极，活动性的金属或能导电的非金属为正极

（2）根据电流方向或电子流动方向判断。

电流是由极流向极；电子流动方向是由极流向极。

（3）根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。

在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是极，阴离子移向的极是极。

（4）根据原电池两极发生的变化来判断。

原电池的极总是失电子，发生反应；其正极总是电子，发生反应。

（5）根据原电池两极发生的现象判断。

（6）通常溶解或质量减小的电极为极，电极增重（有金属析出）或有气泡放出的一极为极

二、问题讨论：

若原电池的两极都是金属，原电池的负极是否一定比正极活泼？

三、要点突破：

如何书写电极反应式

典型例题1.将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计，

锌片上发生的电极反应：

银片上发生的电极反应：

总反应是

四、课堂达标与巩固

1．有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液，B不易腐蚀。

将A、D在稀盐酸中构成原电池，电流由A通过导线流向D。

将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化。

如果把铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。

这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（）

A．DCABB．DABCC．DBACD．BADC

2．对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是（）

A．电子流入的一极为正极B．比较不活泼的一极为正极

C．电子流出的一极为负极D．发生氧化反应的一极为正极

3．在下列各种变化中，属于原电池反应的是（）

A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层

B．白铁（镀锌铁）表面有划损时，也能阻止铁被氧化

C．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色的保护层

D．铁与稀硫酸反应时，加入少量硫酸铜溶液后可使反应加速

4．干电池使用时，发生的化学反应类型属下列中的（）

A．中和反应B．氧化还原反应C．分解反应D．电解反应

5．钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏时，铁不易被腐蚀的是

A．SnB．ZnC．CD．Ag

6．某原电池的总反应的离子方程式为：

2Fe3++Fe==3Fe2+，不能实现该反应的原电池组成是

A、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液

B、正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe（NO3）3溶液

C、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2（SO4）3溶液

D、正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液

7．埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是

A．在含铁元素较多的酸性土壤中

B．在干燥致密不透

C．在潮湿疏松透气的土壤中

D．在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤中

8．氯铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是KOH溶液。

试回答下列问题：

（1）通入Cl2（g）的电极是极（填“正”或“负”）。

（2）通入Al（g）的电极是____极（填“正”或“负”）。

（3）电子从（填“Al”或“Cl2”，下同）极流向极

第三课时化学电源

1、自主学习平台

1．化学电源包括____、二次电池和燃料电池等。

在化学电源中，一次电池最常见。

这种电池中发生大部分被消耗后，就不能再使用。

使用最广泛的一次电池是。

2．碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性能优越，它的，能提供较大电流并____。

目前碱性锌锰电池正在逐渐代替普通锌锰干电池。

碱性锌锰电池的负极是，正极是，电解质是__。

其总反应为。

3.氢氧燃料电池正极通入__，负极通入。

总反应为。

燃料电池的能量转换效率远高于普通燃料的燃烧，应用燃料电池建立的发电站，具有能量转换效率高、排放的废弃物少、运行噪音小等优点。

4．铅蓄电池是最常见的____。

铅蓄电池的性能优良、价格低廉、安全可靠，可多次充放电。

它由两组栅状极板交替排列而成。

正极板上覆盖有，负极板上覆盖有，电解质是。

放电时电极反应：

负极为，正极为，放电时总反应式为。

铅蓄电池充电时电极反应：

阴极为，阳极为，充电时总反应式为。

充电过程和放电过程可的，用一个可逆反应表示为。

随着放电反应的进行，硫酸的浓度不断下降，密度不断减小，常根据的大小来判断铅蓄电池是否需要充电。

二、问题讨论：

化学电源与原电池有何联系和区别

三、要点突破

氢氧燃料电池在不同条件下的电极反应原理

典型例题1：

氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，下图为电池示意图，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）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是，在导线中电子流动方向为（用a、b表示）

（2）负极反应式为

（3）电极表面镀铂粉的原因为

（4）该电池工作时，H2和02连续由外部供给，电池可连续不断提供电能．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，吸氢和放氢原理如下：

I．2Li十H2=2LiHⅡ.LiH+H20=LiOH+H2↑

反应I中的还原剂是，反应Ⅱ中的氧化剂是。

H20

四、课堂达标和巩固

1．随着石油资源不断减少，石油价格不断上扬，相对环保型的电瓶车愈来愈受到人们的喜爱。

电瓶车所用电池一般为铅蓄电池，这是一种可充电电池，电池总反应式为Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbS04+2H2O，则下列说法正确的是（）

A.放电时，电子流动方向由A到B

B．放电时，正极反应是Pb+S042--2e-=PbSO4

C．放电时,B极为负极，A极为正极

D．充电时，阳极反应是PbS04+2H20-2e-=Pb02+SO42-+4H+

2．有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。

电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（）

①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-

②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O

③负极上是O2获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-

④电池放电后，溶液PH不断升高

A.①②B.①③C.①④D.③④

3．熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极（负极）燃气，空气与CO2的混合气体为阴极（正极）助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：

负极反应式：

2CO+2CO32--4e-==4CO2

正极反应式：

_________________，

电池总反应式：

_______________。

第四课时电解池的工作原理

一、自主学习平台

1．在____的作用下，在两电极上分别发生和的过程叫电解。

通过电解使不能自发进行的反应顺利进行，电解过程中电能转化为。

将电能转化为化学能的装置称为。

2．构成电解池的条件

（1）两个相同或不同的电极。

（2）外接____。

（3）电解质溶液。

以上三部分形成。

3．电解原理：

电子从外接电源的____流出，经导线到达电解池的，电解质溶液中的____移向阴极，氧化性强的离子在阴极获得电子而被还原，发生还原反应；与此同时，电解质溶液中的____移向阳极，其中还原性强的离子在上失去电子（也可能是阳极很活泼，本身失去电子）而被氧化，发生氧化反应，这样电子又从电解池的阳极流出，沿导线流回外接直流电源的正极。

4．电极的判断及电极反应

（1）阳极：

与电源___相连，溶液中阴离子移向此极，失去电子，发生。

（2）阴极：

与电源相连，溶液中阳离子移向此极,得到电子，发生____。

二、问题讨论

1．电离与电解是一回事吗？

它们之间有什么联系？

三、要点突破

1．如何确定电解池的阴阳极？

实战检验1：

下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是（　）

2．判断电解过程中的电极产物的依据是什么？

实战检验2：

某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。

滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。

据此，下列叙述正确的是

A．铅笔端作阳极，发生还原反应

B．铂片端作阴极，发生氧化反应

C．铅笔端有少量的氯气产生

D．a点是负极，b点是正极

四、课堂达标与巩固

1．用铂电极（惰性）电解下列溶液时，阴极和阳极上的产物分别是H2和02的是（）

A.稀NaOH溶液B．HC1溶液C．CuSO4溶液D．酸性AgNO3溶液

2．下图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无臭气体放出，符合这一情况的是（）

a极板

b极板

X电极

Z溶液

A

锌

石墨

负极

CuSO4

B

石墨

石墨

负极

NaOH

C

银

铁

正极

AgNO3

D

铜

石墨

负极

CuCl2

3．如图所示，下列叙述正确的是（）

A.Y为阴极，发生还原反应

B．X为正极，发生氧化反应

C．Y与滤纸接触处有氧气生成

D．X与滤纸接触处变红

第五课时电解池工作原理的应用

一、自主学习平台

1、用电解法精炼铜电解池构成：

阳极为____（待精炼的铜）；阴极为，电解质溶液为硫酸酸化的____溶液。

电解过程中主要的电极反应为：

阳极：

（氧化反应）阴极：

（还原反应）。

最终纯铜在阴极析出，粗铜全部溶解。

2、电解饱和食盐水

电解池的构成：

碳块作阳极，铁作阴极；饱和食盐水作电解质溶液。

通电前溶液中含有的离子为____，通电时移向阴极，放电；____移向阳极，放电。

电解过程中的电极反应为：

阳极（碳）：

阴极（铁）：

电解总反应：

实验现象：

①两极均产生气体。

②溶液先使酚酞试液变红，说明有碱生成。

③阳极产生气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明有生成。

3、电镀

电镀是应用电解的原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。

电镀的本身就是电解。

它的主要目的之一是。

电镀池的构成条件是：

在电镀时____作阳极，发生氧化反应而溶解。

___作阴极。

含镀层金属离子的溶液作电解液。

二、问题讨论

1．工业上可用电解法冶炼那些常见的金属？

原理分别是什么？

2．电解精炼铜时，电解液CuSO4的浓度没有发生变化吗？

电镀铜时呢？

三、要点突破

用惰性电极电解的一般规律是什么？

典型例题1：

如图是直流电源电解稀Na2S04水溶液的装置．通电后在石墨

电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是（）

A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的

B．电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体

C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色

D．b电极附近呈红色，a电极附近呈蓝色

四、课堂达标与巩固

1、以惰性电极电解CuSO4溶液。

若阳极上产生气体的物质的量为0.010mol，则阴极上析出Cu的质量为（）

A.0.64gB.1.28gC.2.56gD.5.12g

2．某校“研究性学习小组”欲完成反应2HCl+2Ag=2AgCl+H2↑而设计了下列四个实验，你认为可行的是（）

3．如图所示，Pt、Cu、Zn、C分别为四个电极，当闭合开关A后，以下表述正确的是（）

A．Cu极为原电池负极B．Cu极附近显碱性

C．C极发生氧化反应D．电子流向为C极流向Pt极

4．在25℃时，用石墨电极电解2.OLO.5mol/LcuSO4溶液.5min后，在二个石墨电极上有6.4gCu生成．试回答下列问题：

（1）发生氧化反应的是极，电极反应式为.

（2）若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的pH为．

（3）若将溶液恢复到与电解前一样，则需加入mol的.

（4）若用等质量的两种铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差g，电解液的pH（填“变小”、“变大”或“不变”）.

第三单元金属的腐蚀与防护

第一课时金属的腐蚀与防护

一、自主学习平台

（一）金属的电化学腐蚀

1．金属腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生的现象。

金属的腐蚀可分为与两种。

2．化学腐蚀是指金属与其他物质直接接触发生而引起的腐蚀。

3．电化学腐蚀是指不纯的金属或合金发生，使较活泼的金属而引起的腐蚀。

钢铁在潮湿的空气中生锈就是最典型的电化学腐蚀。

在现实生活中主要的金属腐蚀是。

4．钢铁表面电解质溶液不同，发生的电化学腐蚀也不同，分为____和。

（1）钢铁的析氢腐蚀：

当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，发生析氢腐蚀，____是负极，是正极。

发生的电极反应：

负极为；正极。

（2）钢铁的吸氧腐蚀：

当钢铁表面的电解质溶液或呈并溶有时，将会发生吸氧腐蚀。

负极反应为；正极反应为。

总反应的方程式为___。

生成的Fe（OH）2在空气中发生变化的化学方程式是。

（二）金属的电化学防护

1．防止金属锈蚀最常用的方法是，通过种种措施使钢铁与__和隔绝，以达到防止钢铁锈蚀的目的。

2．金属防护的常用方法有：

（1）改变金属的____，使金属性质改变，成为耐腐蚀金属，如不锈钢等。

（2）加保护层，如采用等方法使金属与空气、水等物质隔离，以防金属氧化腐蚀。

（3）电化学防腐蚀。

①牺牲阳极的阴极保护法：

这种方法通常是在被保护的钢铁设备（如船体外壳等）上装上若干，作原电池的不断遭受腐蚀，定期拆换，而作为的被保护了下来。

②外加电流的阴极保护法

这种方法是将被保护的钢铁设备（如钢闸门）作为，用惰性电极____，两者均存在于