《化学反应与能量转化》章节复习.ppt

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）,第一章 化学反应与能量转化复习,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,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,一、反应热,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+10H2OC(s)+H2O(g)CO+H2CO2+C 2CO,焓：物质本身所具有的能量用焓来表示,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(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)=2CO2(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：NaC1(aq)KC1(aq)CuSO4(aq)AgNO3(aq)H2SO4(aq)NaOH(aq)Na2SO4(aq)HNO3(aq)只电解水HC1(aq)CuC12(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,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+8H2OC.Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2D.Al(OH)3+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=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,