化学反应与能量变化3(课件PPT).ppt 44页

'专题12021/8/8 原电池工作原理化学电源金属的电化学腐蚀与防护电解池工作原理化学反应中的热效应化学反应与能量变化化学能与电能的相互转化反应热焓变热化学方程式盖斯定律反应热的计算标准燃烧热中和热及其测定燃料的充分燃烧氯碱工业精炼铜冶炼活泼金属电镀一次电池二次电池燃料电池知识结构 1.化学反应过程中存在的变化化学反应过程中同时存在物质和能量的变化2.反应热、焓变化学过程中放出或吸收的热量，叫做反应热，在恒温恒压下的反应热为“焓变”，符号用△Ｈ表示，单位常采用kJ·mol-1。化学反应的热效应当△Ｈ为“－”或△Ｈ<0时，为放热反应；当△Ｈ为“+”或△Ｈ>0时，为吸热反应。要知道常见的放热反应和吸热反应 1.下列叙述中正确的是()A.在稀溶液中1mol酸和1mol碱完全反应所放出的热量,叫做中和热B.在101kPa时1mol物质燃烧时的反应热叫做该物质的标准燃烧热C.热化学方程式中,各物质前的化学计量数不表示分子个数D.如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量,则发生的反应是放热反应。C基本概念练习 2、下列说法中正确的是（）A．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B．放热的反应在常温下一定很容易发生C．反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D．吸热反应在一定的条件下也能发生C 3．下列反应属于吸热反应的是()A.C6H12O6(葡萄糖aq)+6O26CO2+6H2OB.CH3COOH+KOHCH3COOK+H2OC.A+BC+D；△H<0D．破坏生成物全部化学键所需能量小于破坏反应物全部化学键所需能量酶D 放热反应吸热反应定义形成原因与化学键强弱关系表示方法图示有热量放出的化学反应反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量吸收热量的化学反应反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量ΔH<0ΔH>0放热反应与吸热反应的比较 已知在25℃、101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是()A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)△H=-48.40kJ·mol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ·mol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=+5518kJ·mol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-48.40kJ·mol-1B高考题分析 书写热化学方程式应注意∶（1）需注明反应的温度和压强。如常（25℃）、常压（101kpa）下，可不注明温度和压强的条件；（2）应注明反应物和生成物的状态；分别用s、l、g表示固体、液体、气体；不用↑和↓（因已注明状态）。能够表示反应热的化学方程式，叫做热化学方程式。3.热化学方程式 （3）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数。化学计量数可以是整数，也可以是分数。对于相同的反应，当计量数不同时，其△H不同。（4）在方程式右端要注明△H为多少“+”或“－”kJ·mol-1。（5）热化学方程式具有加和性，化学式前面的计量数必须与△H相对应；反应逆向进行时，△H值不变，符号相反。 4.标准燃烧热101kPa时，１mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，叫做该物质的标准燃烧热。单位为kJ·mol-1。如常温常压下，１mol甲烷完全燃烧放出890.31kJ的热量，就是甲烷的标准燃烧热∶CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=－890.31kJ·mol-15.中和热的定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH20，这时的反应热叫做中和热.HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.4KJ/mol 点燃1、天然气和液化石油气（主要成分为C3~C5的烷烃）燃烧的化学方程式分别为：CH4+2O2CO2+2H2O，C3H8+5O2CO2+4H2O现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，应采取的正确措施是（）A.增大空气进入量或减小石油气进入量B.增大空气进入量或增大石油气进入量C.减小空气进入量或减小石油气进入量D.减小空气进入量或增大石油气进入量点燃A随堂练习 【课堂练习】：2、50mL0.50mol／L盐酸与50mL0.55mol／LNaOH溶液在如右图所示的装置中进行中和反应。通过测反应过程中所放出来的热量可计算中和热。回答下列问题：(1)从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃用品是。(2)烧杯间填满碎纸条的作用是。(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)(4)实验中改用60mL0．50mol／L盐酸跟50mL0．55mol／LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量，(填“相等”或“不相等”)。(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会；用50mL0．50mol/LNaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会。(均填“偏大”、“偏小”或“无影响”)玻璃搅拌器防止热量损失偏小不相等偏小偏小 (1)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。(2)理解①途径角度：②能量守恒角度：5.盖斯定律 (3)盖斯定律的意义：利用盖斯定律可以间接计算某些不能直接测得的反应的反应热3.反应热的计算(1)反应热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做相同倍数的改变。(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。(3)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。 已知在298K时下述反应的有关数据：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H1=－110.5kJ·mol-1C(s)+O2(g)=CO2(g△H2=－393.5kJ·mol-1则C(s)+CO2(g)=2CO(g)的△H为（）A．+283.5kJ·mol-1B．+172.5kJ·mol-1C．－172.5kJ·mol-1D．－504kJ·mol-1B练习 练习1.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)H=+49.0kJ·mol-1②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)H=－192.9kJ·mol-1下列说法正确的是()(A)CH3OH的燃烧热为192.9kJ·mol-1(B)反应①中的能量变化如图所示(C)CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量(D)根据②推知反应：CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的DH＞－192.9kJ·mol-1D 2.已知：(a)2H2(g)+O2=2H2O(g)△H=－Q1(b)2H2(g)+O2=2H2O(1)△H=－Q2(c)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=－Q3(1)Q1(填>、=、<)Q2，因为。(2)CO和H2分别燃烧生成CO2和H2O(g)，欲得到相同的热量，所需CO和H2的体积比是。H2O(g)=H2O(l)△H<0Q3/Q1<练习 回顾:1.什么是原电池？2.原电池中的电极是怎样来判断的？3.金属腐蚀的基本类型有哪些？电化学原理与应用 讨论与思考：1.对于如右图所示的原电池，对其中的电解质溶液有以下猜想：猜想一：必须是能与负极发生反应的电解质。猜想二：任意的电解质溶液均可在如右图装置中构成原电池。AFeCu 2.为证明猜想二是正确的，请配齐实验用品：铁片，铜片，导线，电流计，稀硫酸，。你应该做的简单操作是：，观察到什么现象，则说明猜想二是正确的：.在上述装置中，一定是铁作负极吗？请举例说明。氯化钠溶液，烧杯将烧杯中的溶液换成氯化钠溶液，接通电路电流计指针发生偏转不一定。如在浓硝酸中，由于铁钝化，所以铜作负极练习 3.(1)今有在氢氧化钾溶液中2H2+O2==2H2O反应，构成燃料电池，则负极应通，正极通的是，电极反应式分别为，。(2)如果把氢氧化钾改为稀硫酸作电解质，则电极反应式分为，。（1）和（2）的电池液不同，反应进行后，其溶液的pH值各有何变化？H2O22H2+4OH-→4H2O+4e-O2+2H2O+4e-→4OH-H2→2H++2e-4H++O2+4e-→2H2O(1)减小(2)增大(3)如果把氢气改为甲烷，氢氧化钾作导电物质，则电极反应式为.CH4+10OH-+8e-→CO32-+7H2O练习 此电池放电时，负极发生反应的物质为（）A．AgB．Zn(OH)2C．Ag2OD．Zn充电放电2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O1．银锌电池广泛用于电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：D拓展练习 2．一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6+7O2+8KOH==4K2CO3+10H2O，有关此电池的推断正确的是（）A．负极反应为14H2O+7O2+28e-==28OH-B．放电一段时间后，负极周围的pH减低C．每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14molD．放电过程中KOH的物质的量浓度不变BC 1.通过上述题目，总结出形成工作的原电池的一般条件。①自发的氧化还原反应②电极③电解质溶液④闭合回路小结2.一定是活泼性强的金属作负极吗？举例说明。镁、铝、氢氧化钠，铁、铜浓硝酸 4.判断金属发生吸氧腐蚀还是析氢腐蚀的依据是什么？电解质溶液为碱性，中性或者弱酸性：吸氧腐蚀电解质溶液为强酸性：析氢腐蚀3.根据已知的氧化还原反应，如何判断正负极以及电极上发生的反应？负极氧化反应；正极还原反应 练习如右图所示，把铁片和锌片放在盛有食盐水和酚酞的混合液中。此装置中锌片是，电极反应式是；铁片是，电极反应式是；电解质溶液中，在周围的溶液先呈现红色。负极Zn→2e-+Zn2+正极O2+2H2O+4e-→4OH-铁片FeZn 2．一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6+7O2+8KOH==4K2CO3+10H2O，有关此电池的推断正确的是（）A．负极反应为14H2O+7O2+28e-==28OH-B．放电一段时间后，负极周围的pH减低C．每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14molD．放电过程中KOH的物质的量浓度不变BC燃料电池例题 回顾：1.什么是电解池？2.构成电解池的基本条件是什么？3.电解池中的两电极是怎样判断的？4.电解池的两电极上分别发生什么反应？ 交流与讨论：1.用石墨电极分别电解下列混合溶液，通过的电子的物质的量分别是1.2mol，请分阶段写出电子转移的物质的量，电极反应式和总反应的化学方程式。（1）含有HCl、FeCl3、CuCl2的物质的量分别是0.3mol的混合水溶液。（2）含有NaCl和Na2S的物质的量分别为0.4mol的混合水溶液。 阶段序号转移电子的物质的量范围阴极反应阳极反应电解反应123（0,0.3](0.3,0.9](0.9,1.2]Fe3++e-→Fe2+Cu2++2e-→Cu2H++2e-→H22Cl-→Cl2↑+2e-2Cl-→Cl2↑+2e-2Cl-→Cl2↑+2e-FeCl3=FeCl2+Cl2↑CuCl2=Cu+Cl2↑2HCl=H2↑+Cl2↑ 阶段序号转移电子的物质的量范围阴极反应阳极反应电解反应122H++2e-→H2↑2H++2e-→H2↑S2-→S+2e-2Cl-→Cl2↑+2e-(0,0.8](0.8,1.2]Na2S+2H2O=2NaOH+H2↑+S↓2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑ 把电能转化为化学能的装置CFeNaCl溶液(1)两电极接直流电源;(2)电极插入电解质溶液;(3)形成闭合电路。阴极:与电源负极相连的电极阳极:与电源正极相连的电极2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑通电电解池知识小结定义装置形成条件电极电极反应电解反应阴极:还原反应2H++2e-=H2↑阳极:氧化反应2Cl--2e-=Cl2↑ 归纳：1.在电解池中，如何判断离子在电极上的放电顺序？2.某些盐的水溶液往往电解后呈酸性或者碱性，为什么？溶液中的氢离子或者氢氧根与转移的电子之间存在什么样的关系？ 电极产物的判断1.阳极产物的判断:(先看电极后看溶液)(1)活性电极:(活动性排在Pt以前)则电极失电子,电极溶解(2)惰性电极:(如Pt.C)则看溶液中阴离子失电子能力。阴离子的放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子>F-2.阴极产物的判断:(看阳离子得电子能力)阳离子的放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+ 练习1.用惰性电极电解硫酸铜的水溶液，电解一段时间后，电解液会发生什么样的改变？若向所得的溶液中加入一定量的氢氧化铜，溶液恰好恢复到电解前状态，请写出电解过程中的电极反应式。酸性增强，加入氢氧化铜恢复原状态，说明在阴极上氢离子开始放电。阴极：Cu2++2e-→Cu2H++2e-→H2阳极：O2+2H2O+4e-→4OH- 小结原电池电解池定义形成条件两极名称相同点本质区别氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生自发非自发，在外加直流电作用下发生 练习1.将铁片和锌片放在盛有氯化钠溶液（滴入酚酞）的表面皿中，如图所示，最先观察到变红的区域是（）A.a、cB.a、dC.b、cD.b、dFeZnFeZnabcdB 2.汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（1）试写出放电时的正、负极反应式正极:______________________________________负极:______________________________________（2）试写出充电时的阳、阴极反应式阳极:______________________________________阴极:______________________________________PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+SO42-－2e-=PbSO4PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-PbSO4+2e-=Pb+SO42- d3.由于氢氧化亚铁极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色的纯净氢氧化亚铁沉淀，应用如图所示装置就可以，两电极材料分别为铁和石墨。（1）a电极材料为，电极反应式为；（2）电解液c可以是。A.纯水B.氯化钠溶液C.氢氧化钠溶液D.氯化铜溶液cabFeCFe–2e-→Fe2+练习（3）d为苯，其作用是在加入苯之前，应对c作何简单处理？隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化加热，除去其中溶解的氧气 4.用石墨电极电解2L2.5mol·L-1硫酸铜水溶液，如有0.2mol电子转移。（1）电解后得到铜的质量为，氧气的体积为，电解后溶液中氢离子浓度为。（2）如果用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差，电解液的pH。6.4g1.12L0.1mol·L-112.8g不变练习 5.用惰性电极电解1L4mol·L-1硫酸铜水溶液，在电路上通过0.5mol电子后发现电极接反，纠正后又通过了1mol电子，此时溶液中氢离子浓度为（忽略溶液体积变化）1mol·L-1练习 6.把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸溶液中，用导线两两相连，若A、B相连时，A为负极；C、D相连时电流由D到C；A、C相连时C极上产生大量气泡，B、D相连时，B上有大量气泡产生，则四种金属活动性由强到弱的顺序为7、用惰性电极分别电解下列物质的溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量水能使溶液恢复到电解前浓度的是AgNO3B.Na2SO4C.CuCl2D.H2SO4A>C>D>BBD 4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德12、你们要学习思考，然后再来写作。——布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰15、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。——列宁17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。——毛泽东18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫·托尔斯泰20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰·贝勒斯22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。——华罗庚52、若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。53、希望是厄运的忠实的姐妹。54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。55、领导的速度决定团队的效率。56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。57、任何的限制，都是从自己的内心开始的。58、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴誉就很难挽回。59、不要说你不会做！你是个人你就会做！60、生活本没有导演，但我们每个人都像演员一样，为了合乎剧情而认真地表演着。61、所谓英雄，其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。62、一切的一切，都是自己咎由自取。原来爱的太深，心有坠落的感觉。63、命运不是一个机遇的问题，而是一个选择问题；它不是我们要等待的东西，而是我们要实现的东西。64、每一个发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。65、再冷的石头，坐上三年也会暖。66、淡了，散了，累了，原来的那个你呢？67、我们的目的是什么？是胜利！不惜一切代价争取胜利！68、一遇挫折就灰心丧气的人，永远是个失败者。而一向努力奋斗，坚韧不拔的人会走向成功。69、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。71、胜利，是属于最坚韧的人。72、因害怕失败而不敢放手一搏，永远不会成功。73、只要路是对的，就不怕路远。74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。3、上帝助自助者。24、凡事要三思，但比三思更重要的是三思而行。25、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。26、没有退路的时候，正是潜力发挥最大的时候。27、没有糟糕的事情，只有糟糕的心情。28、不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。29、打开你的手机，收到我的祝福，忘掉所有烦恼，你会幸福每秒，对着镜子笑笑，从此开心到老，想想明天美好，相信自己最好。30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。31、生活中若没有朋友，就像生活中没有阳光一样。32、任何业绩的质变，都来自于量变的积累。33、空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。34、不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。35、再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。'