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1、选修四 化学反应原理专题一 化学反应与能量变化第二单元 化学能与电能的转化电解池的工作原理与应用你知道吗？工业上分别以氯化钠和氧化铝为原料生产金 属钠和金属铝。你知道工业生产中是如何实现 此过程的吗？P 17电解熔融氯化钠完成P17交流与讨论阴极阳极氯 气钠 熔融NaCl 通电前：分析熔融电解质中的离子情况 阳离子： 阴离子：通电后：（必须直流电）Na+Cl-交流与讨论1：做无规则运动钠离子和氯离子做定向移动，钠离子移向阴极附近， 氯离子移向阳极附近.交流与讨论2：e-e-e-e-e-e-电解池中离子和电子的移动方向 Cl-Na+Cl-使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引 起氧化还原反应的过程。
2、电解池: 把电能转化为化学能的装置.(1)(1)外加直流电源外加直流电源 (2)(2)与电源相连的两个电极：与电源相连的两个电极：接电源正极的为阳极，发生接电源正极的为阳极，发生氧化反应氧化反应接电源负极的为阴极，发生接电源负极的为阴极，发生还原反应还原反应 (3)(3)电解质溶液或熔化的电解质电解质溶液或熔化的电解质电解:构成条件构成条件: :电解过程不仅可以在熔融电解质中进行， 也可以在电解质溶液中进行。活动与探究现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能 使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2)阴极：碳棒上有一层红 色的铜析出活动与探究通电前：分析电解质溶液中的离子情况 阳离子：H+、Cu2
3、+ 阴离子：OH-、Cl- 做无规则运动 通电后：（必须直流电） （1）确定电极名称： (与电极材料无关)阳极（接电源正极）阴极（接电源负极） 阳离子：Cu2+H+阴离子：Cl-OH-Cu2+、H+Cl-、OH-（2）判断离子的放电顺序：（3）判断电极产物并书写电极反应: 阳离子移向阴极放电， 阴离子移向阳极放电（4）分析电解质溶液的变化情况：氯化铜溶液浓度降低离子放电顺序：活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化 成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中 阴离子的放电顺序（由难到易）是：S S2-2-SOSO3 32-2-II- -BrBr-
4、 - ClCl- -OHOH- -NONO3 3 - -SOSO4 42-2-( (等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）FF- -AgAg+ +FeFe3+3+CuCu2+2+HH+ +PbPb2+2+SnSn2+2+FeFe2+2+ZnZn2+2+(HH+ +) Al) Al3+3+MgMg2+2+NaNa+ +CaCa+ +KK+ +无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发 生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：阳极：阴极:练习2：分析以惰性电极电解下列 溶液的电极反应。（）硝酸银溶液（）氯化钠溶液（）稀硫酸（）氢氧化钠溶液第二课时问题解决分析下图，哪些是原电池 哪些是电解
5、池1、3、5 6、7【原电池与电解池的比较】整理与归纳：原电池 电解池负极 ：氧化反应 正极 ：还原反应阳极 ：氧化反应阴极 ：还原反应电极反应形成条件举例说明能量转换电子流向化学能转化为电能电能转化为化学能铜锌原电池； 氢氧燃料电池 氯碱工业；电镀 负极 正极 阳极流出；阴极流入装置举例 两个电极两个电极; ;电解质电解质; ;闭合回路闭合回路; ; 一般能自发进行氧化还原反应一般能自发进行氧化还原反应电源电源; ;两个电极两个电极; ;电解质电解质+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水NaOH溶液精制饱和 NaCl溶液H2O（含少量NaOH）离子交换膜阳 极金属钛网阴 极碳钢网阳 极
6、室阴 极 室a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸； b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响氢氧化钠的产量电解原理的重要应用电解饱和食盐水1、定义： 利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄 层其它金属或是合金的过程。 2、装置 阳极：Age- = Ag +阴极：Ag + e- = Ag 3、电镀材料的选择： 阴极镀件 阳极镀层金属 电镀液含有镀层金属离子的溶液4、电镀的结果，电镀液的浓度保持不变电解原理的重要应用电镀银 电镀液Ag阳极阴极e-e-e-e-+-纯铜粗铜电解液 (CuSO4溶液)阴极： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应）阳极： Cu 2e- = Cu2+ （氧化反应）特征纯铜作
7、阴极，粗铜作阳极阳极主要金属与电解质中的阳离子相同电解液CuSO4的浓度基本不变精炼铜阳极阴极电解质Al2O3 Na3AlF3碳块阴极： 4Al3+ + 12e- = 4Al阳极： 6O2- - 12e- = 3O2总式： 2Al2O3 = 4Al + 3O2电解铝的冶炼铝【原电池与电解池的结合】电解池 将电能转化为化学能的装置 阳极：与外接电源的正极相联 阴极：与外接电源的负极相联 惰性电极 阳极：阴离子放电（S2-、I、Br、Cl、OH） 阴极：阳离子放（Ag+、 Fe3+、 Cu2+、Fe2+、 Zn2+） 非惰性电极 阳极自身放电阴极：4H+4e- =2H2 阳极：4OH- - 4e-
8、 = 2H2O + O2总反应式：（2）盐酸阴极：2H+ + 2e- = H2 阳极：2Cl- - 2e- = Cl2总反应式：2HCl = H2 + Cl2通电2H2O = 2H2 + O2通电(1)稀硫酸（3）AgNO3溶液4Ag+ + 4e- = 4Ag4OH - 4e- = 2H2O + O2 4Ag+ + 2H2O = 4Ag + O2+ 4H+ 通电阴极： 2Cu2+ + 4e- = 2Cu阳极： 4OH- - 4e - = 2H2O + O2 （4）CuSO4溶液2Cu2+2H2O= 2Cu + O2 + 4H+通电总反应： 阳极：阴极： 总反应：2Cl- - 2e- = Cl2
9、 2H+ + 2e- = H2阳极：阴极：总反应式 ：通电2KCl+2H2O = 2KOH + Cl2 + H2 2Cl-+2H2O = 2OH- + Cl2 + H2 通电（5）氯化钾溶液阴极：4H+4e- =2H2 阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2总反应式：2H2O = 2H2 + O2通电（6）Na2SO4溶液(7)NaOH溶液阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2阴极：4H+4e- =2H2 总反应式：2H2O = 2H2 + O2通电专题1 化学反应与能量变化第一单元 化学反应的热效应 化学反应的焓变一、反应热 焓变化学反应过程中,当反应物和生成物具有相
10、同温度时,所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热.符号： H ，单位：kJ/mol 或 kJmol-1在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变吸热反应生成物反应物能 量图1吸收 热量放出 热量反应过程中能量变化曲线图：生成物图2反应物能 量放热反应规 律: （ E反:反应物的能量之和E生:生成物的能量之和）(1)若E反 E生，(2)若E反0或者值为“+”放热反应:H 4Q3 B. 2Q1 + Q2 Q1的是 （ ） A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g); H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);H=-Q2 B.C(s)+1/2O2(g)=
11、CO (g); H=-Q1C(s)+O2(g)=CO2 (g); H=-Q2 C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g); H=-Q2 D.S(g)+O2(g)=SO2 (g); H=-Q1S(s)+O2(g)=SO2 (g); H=-Q2B 4、 1mol C与1mol 水蒸气反应生成1mol CO 和 1mol H2，需要吸收 131.5 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。 5、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ 的热量。则下列热化学方程式中正确的是 A、 2
12、CH4 ( g )4O2 ( g ) 2CO2 ( g ) 4H2O ( l ) H = +890 kJ/molB、 CH4 2 O2 CO2 H2O H = 890 kJ/molC、 CH4 ( g )2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/molD、 1/2CH4 ( g )O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = -890 kJ/molC6、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol（2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b
13、kJ/mol（3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol（4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是 。A、ad0 C、2a=b0C反应热的测量与计算H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)； = -57.3 kJ/molH在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生 成1mol水时放出的热量。研究条件：稀溶液 反应物：酸与碱生成物及其物质的量：1mol放出的热量：57.3kJ/mol注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱 碱反应生成1molH2O放出的热小于57.3KJ/mol
14、1、中和热：2、中和热的测定实验药品：0.50 mol/L和0.50 mol/L的盐 酸和0.50 mol/L和0.50 mol/L 的氢氧化钠溶液实验仪器：简易量热计实验原理：H= 4.18 mt10-3 0.025kJ/mol(4)实验步骤：1.组装量热器 在大烧杯底部垫泡沫塑料 （或纸条），使放入的小烧杯杯口与 大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧 杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条）， 大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板） 作盖板，在板中间开两个小孔，正好 使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如 上图所示。用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐 酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量 盐酸的温度，记入下表。然后把温度 计上的酸用水冲洗干净。2 药品取用用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计（ 注意不要洒到外面）。立即盖上盖板, 用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准 确读取混合溶液的最高温度，记为终止 温度，记入下表。3 酸碱混合4 数据处理5 重复以上实验两次议一议 你所测得的数据是否为57.4 kJ/mol， 若不是，分析产生误差的原因 6 可能的原因有：1.量取溶液的体积有误差2药品的选用不当引起的误差3实验过程中有液体洒在外面。4.混合酸、碱溶液时，动作
