山東科技版高二化學(選修)第一章化學反應與能量轉化知識點總結及練習知識點總結1、吸收能量E1舊化學鍵斷裂反應物生成物新化學鍵斷裂(總能量E)(總能量E)反生放出能量E2E,E或E,E，反應吸收能量;E,E或E,E，反應放出能量;11反生反生222、化學反應的反應熱?H,生成物的總能量,反應物的總能量,反應物的鍵能總和,生成物的鍵能總和、判斷一個熱化學方程式是否正確，主要應從以下幾個方面入手:3(1)各物質的化學式是否正確，方程式是否符合客觀事實;(2)各物質的聚集狀態是否注明;(3)方程式是否配平;(4)反應熱?H是否與方程式中各物質的化學計量數相對應，其符號和數值是否正確。4、中和熱:稀溶液中，酸跟堿發生中和反應而生成1molHO，這時的反應熱叫做中和熱。2燃燒熱:在101kPa時，1mol純物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱。【注意】“生成穩定的氧化物”是指燃燒產物不能再燃燒且狀態穩定[如C?CO(g)(不是CO)、2H?HO(l)(不是水蒸氣)等]。225、蓋斯定律熱化學方程式間可以進行“，”“,”等數學運算，?H同樣也可以進行“，”“,”等數學運算。比較物質的穩定性:對于物質的穩定性而言，存在著“能量越低越穩定”的規律。對于同素異形體或同分異構體，可依據蓋斯定律得出其相互轉化的熱化學方程式，若為放熱反應，則生成物的能量低，生成物穩定;-1反之，則反應物穩定。例如，C(石墨，s)=====C(金剛石，s);?H=+1.90kJ?mol，可知由石墨制備金剛石是吸熱反應;等質量時，石墨的能量比金剛石的能量低，即石墨比金剛石穩定。6、依據規律、經驗和常識直接判斷不同反應的?H的大小。如:a.吸熱反應的?H肯定比放熱反應的大(前者大于0，后者小于0);b.2molA物質燃燒放出的熱量肯定比1molA物質燃燒放出的熱量多;c.等質量的C完全燃燒生成CO所放出的熱量肯定比不完全燃燒生成CO所放出的熱量多;2d.等量的H(g)燃燒生成HO(l)比生成HO(g)放出的熱量多;222e(生成等物質的量的水時，強酸和強堿的稀溶液反應肯定比弱酸和強堿、弱堿和強酸、弱酸和弱堿的稀溶液反應放出的熱量多，等等。遇到以上情況就可以直接比較。17、反應熱的簡單計算(1)依據熱化學方程式計算熱化學方程式中?H與各反應物和生成物的物質的量(質量、體積等)對應成比例。(2)依據蓋斯定律計算將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其?H(乘以某個數后)相加或相減而得出一個新的熱化學方程式。(3)依據鍵能計算?H等于反應物中的鍵能總和與生成物中的鍵能總和的差。1、原電池(1)定義:把化學能轉變為電能的裝置。(2)基本組成:由電極材料和電解質溶液形成兩個半電池，兩個隔離的半電池通過鹽橋連接。(3)工作條件:?兩個活潑性不同的電極;?電解質溶液;?形成閉合回路(或在溶液中接觸)。(4)電極判斷:較活潑的金屬電極為負極，電子流出的電極為負極，發生氧化反應的電極為負極;較不活潑的電極為正極，電子流入的電極為正極，發生還原反應的電極為正極。(5)電子流向:負極?正極;電流方向:正極?負極;離子遷移:陽離子?正極。(6)電極反應和總反應:原電池將一個完整的氧化還原反應分為兩個半反應，負極一定是發生氧化反應，正極發生還原反應，一般將兩個電極反應中得失電子的數目寫為相同，相加便得到總反應方程式。-+(7)pH變化規律:若電極反應消耗OH(或H)，則電極周圍溶液的pH減小(或增大)，若電極反應生成---++OH(或H)，則電極周圍的溶液的pH增大(或減小)。若總反應的結果是消耗OH(或H)或生成OH(或+H)，則溶液的pH減小(增大)或增大(減小)。2、化學電源(1)一次電池:只發電不充電。如:鋅錳干電池，又分為酸性和堿性兩種。酸性干電池——是用鋅制圓筒形外殼做負極，位于中央的頂端蓋有銅帽的石墨作正極，在石墨周圍填充NHCl、ZnCl和淀粉糊作電解質，還填有MnO和炭黑。其電極反應為:4222+負極:Zn,2e-,Zn+正極:2NH，2e-，2MnO,MnO，2NH，HO422332+2+電池總反應:Zn，2MnO，2NH,MnO，2NH，HO，Zn242332堿性干電池——負極是Zn，正極是MnO，電解質是KOH，其電極反應為:2-負極:Zn,2e-，2OH,Zn(OH)2-正極:MnO，2e-，2HO,Mn(OH)，2OH222電池總反應:Zn，MnO，2HO,Zn(OH)，Mn(OH)2222(2)二次電池:放電后可以再充電。這樣的電池放電時是一個原電池，充電時是一個電解池。鉛蓄電池放電時的電極反應為:-2負極:Pb，SO,2e-,PbSO44-+2正極:PbO，4H，SO，2e-,PbSO，2HO2442總反應:Pb，PbO，2HSO,2PbSO，2HO22442充電時的電極反應為:-+2陽極:PbSO，2HO,2e-,PbO，4H，SO(氧化反應)4224-2陰極:PbSO，2e-,Pb，SO(還原反應)44總反應:2PbSO，2HO,PbO，Pb，2HSO422242(3)燃料電池——電極材料一般為活性電極，具有很強的催化活性，如鉑電極、活性炭電極等。以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，可用酸性電解質(如稀HSO)，也可用堿性電解質(如KOH溶液)。24當用酸性電解質時，電極反應為:+負極:2H,4e-,4H2+正極:O，4e-，4H,2HO22總反應:2H，O,2HO222當用堿性電解質時，電極反應為:-負極:2H，4OH,4e-,4HO22-正極:O，2HO，4e-,4OH22總反應:2H，O,2HO222【注意】書寫原電池的電極反應時，必須考慮電解質溶液中的粒子與電極產物的反應，正確反映放電前的始態和放電后的終態。3、金屬的腐蝕n+(1)實質:金屬原子(M)失去電子而被氧化的過程，即M,ne-,M。(2)類型:電化學腐蝕和化學腐蝕。4、金屬的電化學防護(1)犧牲陽極的陰極保護法:應用原電池原理，讓被保護的金屬作為正極，用比被保護的金屬活潑性強的金屬作為負極。例如，在鍋爐內壁、船舶外殼裝上若干鋅塊，就可以保護鋼鐵設備——Zn不斷被腐蝕，可定期拆換，而鐵得到保護。(2)外加電流的陰極保護法:應用電解原理，讓被保護的金屬作陰極，惰性電極作輔助陽極，兩者都存在于電解質溶液中，接外加直流電源。5、原電池的正負極的判斷方法(1)由組成原電池兩極的電極材料判斷。一般是活潑的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬3為正極。(2)根據電流方向或電子流動方向判斷。電流是正極?負極;電子流動方向是負極?正極。(3)根據原電池里電解質溶液內離子的定向流動方向判斷。在原電池的電解質溶液內，陽離子移向正極，陰離子移向負極。(4)根據原電池兩極發生的變化來判斷。原電池的負極總是失電子發生氧化反應，其正極總是得電子發生還原反應。(5)根據質量變化來判斷。工作后，X極質量增加，說明溶液中的陽離子在X極放電，X極是正極，活潑性弱;反之，X極質量減小，說明X極金屬溶解，X極為負極，活潑性強。(6)根據有無氣泡產生來判斷。若X極上有氣泡冒出，則說明發生了析出H的電極反應，X極為正極，2活潑性強。【歸納】負極活潑金屬氧化反應電子流出陰離子移向不斷溶解較不活潑電極增重金屬或非或產生氣金屬還原反應電子流入陽離子移向泡正極1、電解池(1)定義:使電流通過電解質溶液而在兩極上發生氧化還原反應的過程。(2)構成條件:?直流電源。?兩個電極。?電解質溶液或熔融狀態電解質。(3)電極名稱及反應:陰極:與電源負極相連;得電子發生還原反應。陽極:與電源正極相連;失電子發生氧化反應。(4)電子流向:直流電源的負極?電解池的陰極，再由電解池的陽極?電源的正極。(5)電流方向:與電子流向相反。(6)離子遷移:陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。2、電極的類型和判斷(1)類型:金屬活動順序表中Ag以前的金屬(含Ag)作電極時，由于金屬本身可以參與陽極反應，成為金屬電極或活性電極;金屬活動順序表中Ag以后的金屬或非金屬作電極時，成為惰性電極。(2)陰、陽極的判斷、Cl電極溶解或產生O22與電源正極相連陰離子移向陽極發生氧化反應陽離子移向陰極發生還原反應與電源負極相連析出金屬或產生H243、電解時電極產物的判斷活性電極(Fe、Cu、Ag等):電極材料失電子陽極根據電極惰性電極(Pt、Au、石墨):溶液中的陰離子失電子。----2-陰離子放電順序:S,I,Br,Cl,OH,含氧酸跟溶液中的陽離子得到電子。++3+2++陽離子放電順序:Ag、Fe、Cu、H‖、Hg水溶液中只考慮此部分2+2+2+2+Pb、Sn、Fe、Zn根據離子濃度很大時排在H+前陰極3+2++2++活動性Al、Mg、Na、Ca、K只在熔融狀態下放電【注意】(1)陰極不管是什么材料，電極本身都不反應，一定是溶液(或熔融電解質)中的陽離子放電。+2++(2)最常用、最重要的放電順序是:陽極:Cl-,OH-陰極:Ag,Cu,H。+3+(3)電解水溶液時，K~Al不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。4、電解原理的應用(1)精煉銅2+n+2e-=Cu，M–ne-=M(M是比銅活潑的金屬雜質，如Zn、Ni、Fe等);原理:粗銅作陽極Cu–2+純銅作陰極Cu+2e-=Cu;CuSO溶液(含HSO)作電解液。424比Cu活潑的Zn、Ni、Fe等雜質在陽極溶解，但其陽離子不能在陰極放電;比Cu不活潑的Ag、Au等不能溶解，沉積于電解槽底部，形成“陽極泥”。(2)電解冶煉活潑金屬電解熔融的NaCl、MgCl、AlO可冶煉Na、Mg、Al等金屬。223(3)電鍍練習題1、下列與化學反應能量變化相關的敘述正確的是()A、生成物總能量一定低于反應物總能量B、放熱反應的反應速率總是大于吸熱反應的反應速率C、應用蓋斯定律，可計算某些難以直接測量的反應焓變D、同溫同壓下，H(g)+Cl(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的?H不同222、由磷灰石[主要成分Ca(PO)F在高溫下制備黃磷(P4)的化學方程式為:4Ca(PO)F(s)+54354321SiO(s)+30C(s)=3P(g)+20CaSiO(s)+30CO(g)+SiF(g)];?H2434已知相同條件下:4Ca(PO)F(s)+3SiO(s)=6Ca(PO)(s)+2CaSiO(s)+SiF(g);?H5432342341Ca(PO)(s)+10C(s)=P(g)+6CaO(s)+10CO(g);?H34242SiO(s)+CaO(s)=CaSiO(s);?H233用?H、?H和?H表示?H，?H=。1233、下列有關能量轉換的說法正確的是()A、煤燃燒是化學能轉化為熱能的過程5B、化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能C、動物體內葡萄糖被氧化成CO是熱能轉化為化學能的過程2D、植物通過光合作用將CO轉化為葡萄糖是太陽能轉化為熱能的過程24、在298K，101kPa時，已知:2HO(g)=O(g)+2H(g);?H2221Cl(g)+H(g)=2HCl(g);?H2Cl(g)+2HO(g)=4HCl(g)+O(g);?H2222223則?H與?H和?H間的關系正確的是()321A、?H=?H+2?HB、?H=?H+?HC、?H=?H,2?HD、?H=?H,?H312312312312-15、已知Br(g)+H(g)=2HBr(g);?H=-72kJ?mol，蒸發1molBr(l)需要吸收的能量為30kJ，222其他相關數據如下表:H(g)Br(g)HBr(g)221mol分子中的化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ436a369則表中a為()A、404B、260C、230D、2006、2SO(g)+O(g),2SO(g)反應過程的能量變化如右圖所示。223-1已知1molSO(g)氧化為1molSO(g)的?H=-99kJ?mol。23請回答下列問題:(1)圖中A、C分別表示、，E的大小對該反應的反應熱有無影響,。-1(2)圖中?H=kJ?mol。1、Zn–MnO干電池應用廣泛，其電解質溶液時ZnCl-NHCl混合溶液。224(1)該電池的負極材料是。電池工作時，電子流向(填“正極”或“負極”)。2+(2)若ZnCl-NHCl混合溶液中含有雜質Cu，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是。242+欲除去Cu，最好選用下列試劑中的。a.NaOHb.Znc.Fed.NH?HO32(3)MnO的生產方法之一就是以石墨為電極，電解酸化的MnSO溶液。陰極的電極反應時。24若電解電路中通過2mol電子，MnO的理論產量為g。22、鋼鐵生銹過程發生如下反應:?2Fe+O+2HO=2Fe(OH);222?2Fe(OH)+O+2HO=2Fe(OH);?2Fe(OH)=FeO+2HO22233232下列說法正確的是()A、反應?、?中電子轉移數目相等B、反應?中氧化劑是氧氣和水C、與銅質水龍頭連接處的鋼質水管不易發生銹蝕D、鋼鐵在潮濕的空氣中不能發生電化學腐蝕3、鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。3(1)寫出FeCl溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式。3(2)若將(1)中的反應設計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應式。61、右圖是電解CuCl溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關判斷正確的是()2A、a為負極、b為正極B、a為陽極、b為陰極C、電解過程中，d電極質量增加D、電解過程中，氯離子濃度不變2、下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯一次分別盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO溶液和100g1