《化学反应与能量转化》复习课件

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1、第一章 化学反应与能量转化 复习,本章以“能量转化为主线，首先学习了实验测定方法和理论方法来定量描述化学反应的热效应；（第一节）,然后学习了化学能与电能相互转化的两种具体形式：一是电能转化为化学能电解：然后是化学能转化为电能电池（第二节、第三节）,课程标准,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通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。,3能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。,4体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和

2、电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。,5通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。,6能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。,第1部分 化学反应的热效应,【考点】 1、建立化学反应中能量转化的观点，了解吸热反应和放热反应 2、书写热化学方程式应该注意的问题 3、焓变的计算 盖斯定律,一、反应热,1.化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行时，反应吸收或释放的热量为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。 2.符号：用Q表示 Q0，表示吸热；Q0，表示放热； 3.用于测量反应热的仪器称

3、为量热计。由内外两个筒组成，内筒是反应容器，外筒起保温作用。 4列举常见的吸热反应和放热反应,常见的放热反应,燃烧反应。如C、CO、C2H5OH等到的燃烧 酸碱中和反应。如2KOH+H2SO4K2SO4+2H2O 活泼金属与水或酸的反应。如2Al+6HCl2AlCl3+3H2 多数化合反应。如Na2O+H2O 2NaOH,SO3+H2O=H2SO4,常见的吸热反应,多数分解反应，如CaCO3 CaO+CO2 铵盐与碱的反应， 如：2NH4Cl（s）+Ba(OH)28H2O（s）BaCl2+2NH3+10H2O C(s)+H2O(g) CO+H2 CO2+C 2CO,焓：物质本身所具有的能量用焓

4、来表示。,符号：H,焓变,H0时，为放热反应,H0时，为吸热反应,二、化学反应的焓变,化学反应中的焓变示意图,影响焓及焓变大小的因素,1、不同物质，H不同， H也不同,2、同一物质，物质的量越大，H也越大， H也 越大,3、同一物质，H（气） H（液） H（固）,书写热化学方程式，注意以下几点：,(2) H后要注明反应的温度，对于298K时进行的反应可以不注明温度；,(1)热化学方程式要标明物质的状态：固体s，液体l，气体g；水溶液中的溶质用aq表示,(4)若方程式中各物质系数加倍，则H数值也加倍，若反应逆向进行，则符号也要变,(3) H单位是Jmol-1 或KJ mol-1,如：1molCu

5、(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出157kJ热量；,先写化学方程式，并标明状态 Cu(s) 1/2 O2(g) = CuO(s),写出焓变值 Cu(s) 1/2 O2(g) = CuO(s) H157kJmol1,三、反应焓变的计算 盖斯定律,H= H1 +H2 = H3 +H4 +H5,对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的，这一规律称为盖斯定律。,盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。 已知： C(s)O2(g)=CO2(g)， H1393.5kJmol1 2CO(g)O2(g)=2C

6、O2(g)， H2566kJmol1 TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)， H3141kJmol1 则反应TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g) 可以由 + 2 - 得到，所以该反应 的H,H3+2H1 -H2,第2部分 电化学,【考点】电解原理及其应用 电解池判断 电极反应 电解有关计算的方法规律 【考点】原电池的原理及其应用 原电池判断 电极反应 化学电源,电解池与原电池,两电极接直流电源 电解质溶液 形成闭合回路,活泼性不同的两电极 电解质溶液 形成闭合回路 自发的氧化还原反应,形成条件,将电能 转变成化学能的装置,将化学能 转变成电能

7、的装置,定义,装置 实例,电解池,原电池,装置,电解池与原电池有哪些异同(续),装置,原电池,电解池,电极 名称,电极 反应,负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）,阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连,负极：金属失电子，氧化反应（负失氧）,正极：溶液中的阳离子得电子，还原反应（正得还）,阴极：电极本身不参与反应,阳氧阴还,阳极： 用惰性电极，溶液中阴离子失电子。放电顺序：,S 2-I -Br -Cl -OH - 含氧酸根离子,金属（除铂、金等外）作电极时：阳极金属失电子,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+,溶液

8、中的阳离子得电子。放电顺序：,负失氧，正得还,电解池与原电池有哪些异同(续),装置,原电池,电解池,电子离子 流向,负极 导线正极,阴离子阳极 阳离子阴极,阳离子正极 阴离子负极,电源负极电解池阴极 电解池阳极电源正极,离子流向：,离子流向：,一、电解的原理及其利用,1.用惰性电极电解饱和食盐水（滴加几滴酚酞试液）一段时间后，观察到的现象为： 阳极现象：有气泡产生,产物： C12 验证：用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近阳极，若试纸变蓝，说明生成氯气 阴极现象：有气泡产生，且电极附近溶液变红，产物：H2、NaOH： 如何恢复原来溶液的浓度: 加入HC1（出什么加什么，出多少加多少） 电极反应式： 总反

9、应式： 总反应的离子方程式：,2.会写用惰性电极电极常见溶液的电极反应和总反应： NaCl(aq) KCl(aq) CuSO4(aq) AgNO3(aq) H2SO4(aq) NaOH(aq) Na2SO4(aq) HNO3(aq) 只电解水 HCl(aq) CuCl2 (aq) 只电解溶质,溶质和水都电解,3.铜的电解精炼,粗铜：,含少量ZnFeNiAgAu、 Pt等,阳极: 粗铜,阴极: 纯铜,电解液: CuSO4溶液,阳极:,Cu - 2e- = Cu2+（主要反应）,Zn - 2e- = Zn2+,Fe - 2e- = Fe2+,Ni - 2e- = Ni2+,(AuAg、Pt沉积下来

10、,形成阳极泥),阴极:,Cu2+ + 2e- = Cu,电极： 阳极镀层金属 阴极待镀金属制品,电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。,电解质溶液：溶液中CuSO4的浓度保持不变。,4.电镀,电解池两极反应式的书写和产物的判断,阳极：首先看电极，若是活性电极（金属活动性顺表Ag以前的），则电极材料优先失电子，电极本身被氧化溶解，溶液中的阴离子不能失电子；如果是惰性电极，则按放电顺序反应。,阴极：直接根据阳离子放电顺序判断。电极不反应,5.电化学计算包括两极产物的定量计算、溶液pH计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、电量与产物量的互算等。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法： 1）根据

11、电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数目相等。 2）根据总反应式计算：凡是总反应式中反映出的物质的量的关系都可以列比例式计算。 3）根据关系式计算：由得失电子守恒关系建立各量间的关系，如串联电池各电极产物的关系：,1在图中的8个装置中，属于原电池的是（ ）,A. B. C. D.,D,1.在理论上可用于设计原电池的化学反应是( ) A.2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2 B.Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3H2O+8H2O C.Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2 D.Al(OH)3+

12、NaOHNaAl(OH)4,AC,二、原电池的工作原理及其应用,2在图中的8个装置中，属于原电池的是（ ）,A. B. C. D.,D,3.原电池两极的判断方法,（1）根据电极材料判断：（泼负） 一般，相对活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。,（2）根据电流方向（或电子流向）判断,电流：正极负极 电子：负极正极,（3）根据溶液中离子的移动方向判断,阳离子向 正极移动，阴离子向负极移动,（4）根据现象判断：,一般，电极变细的为负极，有气泡产生或变粗的一极为正极,（5）根据发生的反应判断（负失氧，正得还）,4.化学电源的考查：,知道常见一次电池、二次电池、燃料电池,懂得判断化

13、学电源的正负极 发生氧化反应的是负极,铅蓄电池、氢氧燃料电池及其他电池电极的书写 方法：先写出氧化剂的电子，还原剂失电子的反应；然后考虑电池的电解质溶液是否与生成的离子反应，把两步反应结合起来写出总的电极反应,电池电极的判断 铅蓄电池是化学电源,它工作时的总反应为 Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O.试回答： (1)蓄电池负极的电极材料是 . (2)下列说法中正确的是( ). A.铅为负极被还原 B.溶液的PH不断减小 C.SO42-只向正极移动 D.硫酸浓度逐渐减小,Pb,D,氢氧燃料电池,电池反应为：,在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：,在酸性条件下，氢氧燃料电池中

14、的电极反应：,化学腐蚀与电化学腐蚀,金属跟周围物质（气体或溶液）直接接触被氧化,不纯金属或合金跟电解质溶液接触,无电流产生,有微弱电流产生,金属被氧化,较活泼金属被氧化,两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe2O3 nH2O,（铁锈）,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,条件,酸性环境,中性或酸性很弱的环境,电极反应,负极Fe(- ),Fe-2e=Fe2+,Fe-2e=Fe2+,正极C(+),2H+ 2e = H2,O2+2H2O+4e=4OH-,总反应:,Fe + 2 H+ = Fe2+ +H2,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=

15、4Fe(OH)3,电解池及原电池的应用-金属的防护,1）金属腐蚀快慢的判断,2）金属的防护方法,改变金属内部结构,覆盖保护层,电化学保护法,外加电源的阴极保护法,牺牲阳极保护法,在同一电解质溶液中，金属腐蚀的由快到慢规律如下： 电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学 腐蚀应用原电池保护措施的腐蚀应用电解池原理保 护措施的腐蚀,5.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀变快的是 变慢的是 .,Fe,Fe,C,Fe,Zn,A(海水),B(海水),C(海水),D(海水),F(天然水),E(海水),拓展练习,航海的船只的船底四周镶嵌锌块（白色），就是利用牺牲阳极保护法。,用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换,锌块,原理 ：,将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。,阴极电保护法电解原理,废铁,阳极,阴极,