届高考化学一轮总复习专题综合练习第6章 化学反Word格式.docx
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知识点二 热化学方程式
1.概念:
表示参与化学反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2.意义:
表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
如:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·
mol-1,表示:
2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。
3.书写
(1)2NO2===O2+2NO ΔH=+116.2kJ/mol,是热化学方程式
(2)500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·
mol-1
(3)已知H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH=-akJ/mol,则2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)的ΔH=+2akJ/mol( )
(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的正逆两向的焓变相同( )
【答案】
(1)×
(2)×
(3)√ (4)×
2.已知:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·
mol-1,kJ·
mol-1的含义是什么?
若1molN2和3molH2在一定条件下发生反应,放出的热量等于92kJ吗?
【答案】 表示1molN2和3molH2完全反应生成2molNH3放出的热量为92kJ。
不等,该反应是可逆反应,不能进行完全,放出的热量小于92kJ。
知识点三 燃烧热和中和热 能源
1.燃烧热
2.中和热
(1)基本概念
(2)中和反应反应热的测定
①装置:
(请在横线上填写仪器名称)
②计算公式:
ΔH=-
kJ·
mol-1(t1—起始温度,t2—终止温度)。
③注意事项:
a.碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是保温、隔热,减少实验过程中热量的损失。
b.为保证酸完全中和,采取的措施是使碱稍稍过量。
c.因为弱酸或弱碱存在电离平衡,电离过程需要吸热,实验中若使用弱酸、弱碱则测得的反应热偏小。
3.能源
(1)化石燃料
①种类:
煤、石油、天然气。
②特点:
蕴藏量有限,属于不可再生能源。
③解决化石燃料枯竭的办法:
开源节流,即开发新的能源和节约现有的能源。
(2)新能源
太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。
资源丰富,可以再生,没有污染或污染很小。
(1)已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·
mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH=2×
(-57.3)kJ·
(2)H2(g)的燃烧热是285.8kJ·
mol-1,则2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6kJ·
mol-1( )
(3)因为2SO2+O2
2SO3所以可燃物S燃烧的稳定氧化物为SO3( )
(4)我国目前最主要的能源是煤炭,煤炭属于化石燃料,是不可再生能源( )
(4)√
2.怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液,不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么?
【答案】 实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动;
因为铜传热快,热量损失大,所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。
知识点四 盖斯定律
1.内容:
化学反应不管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始态、终态有关,而与反应的途径无关。
2.应用:
间接计算某些反应的反应热。
3.举例:
如
ΔH=ΔH1+ΔH2。
(1)对一可逆反应加入催化剂,改变了反应途径,反应的ΔH也随之改变( )
(2)同一反应一步完成与两步完成的焓变相同( )
(3)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol,则2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的ΔH=+92kJ/mol( )
(4)利用盖斯定律可以间接计算某些反应的反应热( )
(2)√ (3)√ (4)√
2.怎样计算2C+O2===2CO的反应热?
【答案】 利用盖斯定律:
C+O2===CO2 ΔH1 2CO+O2===2CO2 ΔH2
即可得2C+O2===2CO ΔH3=2ΔH1-ΔH2
[基础能力提升]
1.氢能是一种既高效又干净的新能源,发展前景良好。
氢能具有的优点包括( )
①原料来源广 ②易燃烧、热值高 ③储存方便 ④制备工艺廉价易行
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
【解析】 氢能是易燃烧、热值高、原料来源广的新能源;
但它也有储存难、制备成本高等缺点,故选A。
【答案】 A
2.(2015·
浙江联考)下列反应符合下图图示的是( )
A.铝片与盐酸的反应
B.Ba(OH)2·
8H2O与NH4Cl晶体的反应
C.酸碱中和反应
D.甲烷在氧气中的燃烧
【解析】 图示反应物的总能量低,故为吸热过程,只有B选项符合。
【答案】 B
3.已知断开或形成1mol化学键吸收或放出的能量称为化学的键能,如H—H的键能为436kJ/mol,N≡N的键能为945kJ/mol,N—H的键能为391kJ/mol。
则工业合成氨反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的ΔH为( )
A.-93kJ/molB.+1471kJ/mol
C.+93kJ/molD.-1471kJ/mol
【解析】 根据反应热和键能的关系可得,ΔH=945kJ/mol+3×
436kJ/mol-6×
391kJ/mol=-93kJ/mol。
4.(2015·
佛山质检)已知:
101kPa时1mol辛烷燃烧生成液态水时放出热量为5518kJ;
强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ,则下列热化学方程式的书写正确的是( )
①2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(g) ΔH=-11036kJ/mol
②2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11036kJ/mol
③H++OH-===H2O ΔH=-57.3kJ/mol
④2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-114.6kJ/mol
A.①③B.②③C.②④D.只有②
【解析】 判断热化学方程式的书写时,要注意状态、ΔH单位、符号以及数值是否与前面的化学计量数相对应。
①错在水的状态,应为液态;
③错在没有标出是在水溶液中的反应,正确的为H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol。
【答案】 C
5.到目前为止,由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。
(1)化学反应中放出的热能(焓变,ΔH)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。
已知:
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-185kJ/mol,断裂1molH—H吸收的能量为436kJ,断裂1molCl—Cl吸收的能量为247kJ,则形成1molH—Cl放出的能量为。
(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3kJ·
②C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5kJ·
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·
标准状况下22.4L氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧反应放出588.05kJ的热量,原混合气体中氢气的质量是。
根据以上三个热化学方程式,计算C(s,石墨)+2H2(g)===CH4(g)的反应热ΔH为。
【解析】
(1)H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-185kJ/mol,该反应的ΔH=旧键断裂吸收的能量-新键形成放出的能量,设形成1molH—Cl放出的能量为x,则每发生这样的反应1mol,ΔH=436kJ·
mol-1+247kJ·
mol-1-2x=-185kJ·
mol-1,解得x=434kJ·
mol-1,所以每形成1molH—Cl放出434kJ的热量。
(2)设混合气体中CH4的物质的量为a,H2的物质的量为b,a+b=1mol,890.3kJ·
mol-1×
a+571.6kJ·
b/2=588.05kJ,解得a=0.5mol,b=0.5mol,所以H2的质量为0.5mol×
2g·
mol-1=1.0g。
根据反应C(s,石墨)+2H2(g)=CH4(g)可知,②+③-①即得,所以该反应的反应热为ΔH=-571.6kJ·
mol-1-393.5kJ·
mol-1+890.3kJ·
mol-1=-74.8kJ·
mol-1。
【答案】
(1)434kJ
(2)1.0g -74.8kJ/mol
1.化学反应的1本质2规律:
(1)本质:
反应物旧键断裂;
生成物新建形成
(2)规律:
遵循质量守恒定律、能量守恒定律。
2.理解吸、放热反应2图示:
3.热化学方程式书写、判断5注意:
(1)方程式要配平;
(2)聚集状态要标明;
(3)ΔH符号要正确、数值要与计量数对应;
(4)单位“kJ·
mol-1”要记清;
(5)燃烧热、中和热的热化学方程式要注意“1mol”。
4.盖斯定律的1内容3应用:
(1)内容:
反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关。
(2)应用:
①计算反应热;
②书写热化学方程式;
③反应热的大小比较。
第二节 原电池 化学电源
[基础知识诊断]
知识点一 原电池的工作原理
把化学能转化为电能的装置。
2.构成条件
(1)有两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。
(2)将电极插入电解质溶液中。
(3)两电极间构成闭合回路。
3.工作原理
如图是CuZn原电池,请填空:
(1)电极:
负极为Zn,正极为Cu。
(2)电极反应:
负极:
Zn-2e-===Zn2+,正极:
Cu2++2e-===Cu。
(3)电子方向和电流方向
电子从负极流出经外电路流入正极;
电流从正极流出经外电路流入负极。
(4)离子的迁移方向
电解质溶液中,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移。
(5)两种装置的比较
装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触,易造成能量损耗;
装置Ⅱ能避免能量损耗;
装置Ⅱ中盐桥的作用是提供离子迁移通路,导电。
(1)原电池是把化学能转化为电能的一种装置( )
(2)铜锌原电池中若将铜片抽走,则不会发生反应了( )
(3)原电池中外电路电子流动的方向是由正极流向负极,溶液中阳离子向正极移动( )
(4)原电池电解质溶液中阴离子向负极移动( )
2.在有盐桥的铜锌原电池中,电解质溶液的选择为什么要与电极材料的阳离子相同?
如Zn极对应的是硫酸锌,能不能是氯化锌或者氯化钠?
【答案】 能。
如果该溶液中溶质的阳离子对应的金属单质比电极强,则可以,因为负极区发生的反应只是Zn的溶解;
但是如果比电极弱,例如硫酸铜,锌就会置换出铜,在表面形成原电池,减少供电量。
使用盐桥就是为了避免这种情况。
知识点二 化学电源
1.一次电池(碱性锌锰电池)
碱性锌锰电池的工作原理如图:
负极(Zn),电极反应式:
Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2
正极(MnO2),电极反应式:
2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-
总反应:
Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnOOH
2.二次电池(以铅蓄电池为例)
(1)放电时的反应
①负极反应:
Pb(s)-2e-+SO
(aq)===PbSO4(s)
②正极反应:
PbO2(s)+2e—+4H+(aq)+SO
(aq)===PbSO4(s)+2H2O(l)
③总反应:
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l)
(2)充电时的反应
①阴极反应:
PbSO4(s)+2e-===Pb(s)+SO
(aq)
②阳极反应:
PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-===PbO2(s)+4H+(aq)+SO
2PbSO4(s)+2H2O(l)===Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
3.燃料电池
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,可分为酸性和碱性两种。
酸性
碱性
负极反应式
2H2-4e-
===4H+
2H2+4OH--
4e-===4H2O
正极反应式
O2+4H++4e-
===2H2O
O2+2H2O+4e-
===4OH-
电池总反应式
2H2+O2===2H2O
(1)Zn具有还原性和导电性,可用作锌锰干电池的负极材料
(2)铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加
(3)锂碘电池的电池反应为:
2Li(s)+I2(s)===2LiI(s),则碘电极作该电池的负极( )
(4)铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应
2.可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接?
【答案】
1.下列说法正确的是( )
A.构成原电池正极和负极的材料必须是金属
B.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原
C.实验室欲快速制取氢气,可利用粗锌与稀H2SO4反应
D.原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能
【解析】 构成原电池的材料可以是非金属,如碳棒;
电子流出的一极为负极,发生氧化反应;
粗锌可与稀H2SO4构成原电池加速反应的进行;
原电池反应后,电极产物仍会具有一定的能量,故原电池不能把物质中的能量全部转化为电能。
2.根据如图,下列判断中正确的是( )
A.烧杯a中的溶液pH降低
B.烧杯b中发生氧化反应
C.烧杯a中发生的反应为2H++2e-===H2↑
D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-===Cl2↑
【解析】 Zn比Fe活泼,所以Zn作负极,发生氧化反应,电极反应式为:
Zn-2e-===Zn2+;
Fe作正极,氧气在该电极上发生还原反应,电极反应式为:
2H2O+O2+4e-===4OH-,反应后溶液pH升高。
3.各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。
下列有关电池的叙述不正确的是( )
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池
B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D.锌锰干电池中,锌电极是负极
【解析】 锂离子电池可以充电,再次使用,属于二次电池,A项正确;
铜锌原电池中铜为正极,故电流由铜流向锌,而电子是由锌流向铜,B项错误;
电池的实质即是化学能转化成电能,C项正确;
Zn失去电子生成Zn2+,作负极,D项正确。
4.铅蓄电池的示意图如右图所示。
下列说法正确的是( )
A.放电时,N为负极,其电极反应式为:
PbO2+SO
+4H++2e-===PbSO4+2H2O
B.放电时,c(H2SO4)不变,两极的质量增加
C.充电时,阳极反应式为:
PbSO4+2e-===Pb+SO
D.充电时,若N连电源正极,则该极生成PbO2
【解析】 放电时,是原电池,M做负极,电极反应式为Pb+SO
-2e-===PbSO4,A不正确;
放电时,正负极均消耗硫酸,c(H2SO4)减小,B不正确;
充电时阳极失电子,电极反应式为PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+SO
+4H+,C不正确;
充电时,若N连电源正极,则该极为阳极,电极反应产物为PbO2,D正确。
【答案】 D
5.某校化学兴趣小组进行探究性活动:
将氧化还原反应:
2Fe3++2I-2Fe2++I2,设计成盐桥原电池。
提供的试剂:
FeCl3溶液,KI溶液;
其它用品任选。
请回答下列问题:
(1)请画出设计的原电池装置图,并标出电极材料,电极名称及电解质溶液。
(2)发生氧化反应的电极反应式为。
(3)反应达到平衡时,外电路导线中(填“有”或“无”)电流通过。
(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体,当固体全部溶解后,则此时该溶液中电极变为(填“正”或“负”)极。
【解析】
(1)先分析氧化还原反应,找出正负极反应,即可确定正负极区电解质溶液。
(2)发生氧化反应的电极是负极,I-失电子。
(3)反应达到平衡时,无电子流动,故无电流产生。
(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体,平衡逆向移动,此时FeCl2溶液失电子,变成负极。
【答案】
(1)如图:
甲 乙
(2)2I--2e-===I2
(3)无 (4)负
1.理解原电池概念的2方面
(1)能量转化:
化学能转化为电能;
(2)反应本质:
氧化还原反应。
2.明确原电池2电极反应2迁移方向
(1)负极:
氧化反应;
正极:
还原反应
(2)电子走陆路(导线),负极→正极;
离子走水路(内电路),阳离子→正极,阴离子→负极。
3.牢记原电池构成的3条件
(1)两个不同材料的电极
(2)两电极插入电解质溶液中 (3)两电极间构成闭合回路。
第三节 电解池 金属的腐蚀与防护
知识点一 电解原理
1.电解:
使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
2.电解池(也叫电解槽)
(1)概念:
电解池是把电能转变为化学能的装置。
(2)构成条件
①有与电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融电解质)。
③形成闭合回路。
(3)电极名称及电极反应式(如图)
总反应方程式:
Cu2++2Cl-
Cu+Cl2↑
(4)电子和离子移动方向
①电子:
从电源负极流向电解池的阴极;
从电解池的阳极流向电源的正极。
②离子:
阳离子移向电解池的阴极;
阴离子移向电解池的阳极。
(1)电解是把电能转变成化学能( )
(2)电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化( )
(3)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现
(4)任何水溶液电解时,必将导致氧化还原反应( )
【答案】
(1)√
(2)√ (3)√ (4)√
2.电解时电子通过电解质溶液吗?
【答案】 不通过,电解质溶液通电电解时,在外电路中有电流(电子)通过,而溶液中是依靠离子定向移动,形成了闭合电路。
知识点二 电解原理的应用
1.电解饱和食盐水
阳极:
2Cl--2e-===Cl2↑阴极:
2H++2e-===H2↑总反应:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
2.电镀铜与电解精炼铜
电镀铜
(Fe上镀Cu)
电解精炼铜
阳极
电极
材料
铜
粗铜
反应
Cu-2e-===Cu2+
Zn-2e-===Zn2+
Fe-2e-===Fe2+
Ni-2e-===Ni2+
阴极
铁
纯铜
Cu2++2e-===Cu
电解质溶液
CuSO4溶液
3.电冶金
(1)钠的冶炼
2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑
阴极反应:
2Na++2e-===2Na
阳极反应:
2Cl--2e-===Cl2↑
(2)Mg的冶炼
MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
(3)Al的冶炼
2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑
(1)电解饱和食盐水时,阳极产物是H2( )
(2)电解精炼铜时,纯铜作阳极,粗铜作阴极( )
(3)电镀铜时,镀层金属(Cu)作阳极( )
(4)电冶炼Al的化学方程式为2AlCl3
2Al+3Cl2( )
2.电解精炼铜时,阳极泥是怎样形成的?
【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,如锌、铁、镍等也会同时失去电子。
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,银、金等杂质以金属单质的形式沉积在电解槽底部,形成阳极泥。
知识点三 金属的腐蚀与防护
1.金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应。
2.金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属跟非金属单质或电解质液体等直接接触
不纯金属或合金跟电解质溶液接触
现象
无电流产生
有微弱电流产生
本质
金属被氧化
较活泼金属被氧化
联系
两者往往同时发生,电化学腐蚀更普
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