第一轮复习第3639讲 能量变化与电化学.docx

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第一轮复习第3639讲能量变化与电化学

第36讲化学反应和能量变化

【2012考试说明】

1.能说明化学反应中能量转化的原因，知道化学变化中常见的能量转化形式。

2.了解化学能与热能的相互转化及其应用了解吸热反应、放热反应、反应热（焓变）的概念。

3.能正确书写热化学方程式，能用盖斯定律进行简单化学反应反应热的计算。

【课前检测】

1.下列物质中原子晶体的是分子晶体的是离子晶体的是

A.SiCB.CO2C.C60D.Na（OH）2E.AlCl3F.MgOJ.SiO2

2.已知在101kPa时，CO的燃烧热为283kJ·mol1。

相同条件下，若2molCH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为1molCO完全燃烧放出热量的6.30倍，CH4完全燃烧反应的热化学方程式是。

【重点知识梳理】

一、化学反应中的能量变化

1．能量转化与守恒定律：

能量有　　　　　　，它既不会　　　　　，也不会　　　　　，它只能从一种形式　　　为另一种形式，或者从一个物体　　　到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量　　　　　。

2.根据反应中的热量变化，可以把化学反应分为反应和反应。

常见的放热反应（举例）：

；

吸热反应：

。

【例题1】下列化学反应属于吸热反应的是

A、氨气合成B、酸碱中和反应C、氢氧化钡晶体和氯化铵反应

B、铝与盐酸反应E、C和H2O制水煤气F、CO2和C反应制CO

3．反应热与焓变

（1）反应热：

化学反应过程中叫做反应热，在敞口容器中、恒压条件下进行反应的反应热又称为，符号用表示，单位常采用。

（2）焓变的表示：

对于放热反应，由于反应后放出热量而使反应体系的能量，因此△H为“”或△H0；对于吸热反应，由于反应吸收能量而使体系的能量，因此吸热反应的△H为“”或△H0。

3．能量变化与热效应

（1）宏观角度：

取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。

当总能量＞总能量时，为吸热反应；

当总能量＞总能量时，为放热反应。

（2）微观角度：

化学键断裂能量，形成能量。

当断键的能量＞成键的能量时，为反应；

当断键的能量＜成键的能量时，为反应。

（3）计算公式

宏观：

△H＝－

微观：

△H＝－

【思考与交流】需要加热的反应一定是吸热反应，不需要加热的反应一定是放热反应吗？

【例题2】已知拆开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量，拆开1molO2中的化学键要吸收496kJ的能量，形成水分子中的1molH-O键要放出463kJ的能量，试说明2H2+O2=2H2O中的能量变化。

△H=

二、热化学方程式

1．定义：

2．意义：

不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化

思考：

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H=─242KJ/moL的意义是

3．热化学方程式书写时的注意点：

【例题3】依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

（1）由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ

（2）在C2H2（气态）完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量

三、两种重要的反应热

分类

标准燃烧热

中和热

定义

单位

标准

【例题4】下列热化学方程式中△H的绝对值能表示可燃物的标准燃烧热的是

A．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H=－242.0kJ/mol

B．CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）；△H=－802.3kJ/mol

C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H=－571.6kJ/mol

D．CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）；△H=－283kJ/mol

四、盖斯定律

1．盖斯定律的文字表述：

2．盖斯定律的实质：

与状态有关，而与过程无关。

3．应用：

有些反应的反应热虽然无法直接测得，但利用盖斯定律不难间接计算求得

【例题5】已知：

（1）Zn（s）＋1/2O2（g）=ZnO（s）；D△H=－348.3kJ/mol

（2）2Ag（s）＋1/2O2（g）=Ag2O（s）；H=－31.0kJ/mol则Zn（s）＋Ag2O（s）=ZnO（s）＋2Ag（s）的△H等于

A．－317.3kJ/molB．－379.3kJ/molC．－332.8kJ/molD．317.3kJ/mol

【反思与总结】

第36讲化学反应和能量变化作业纸

1.下列有关化学反应能量变化的叙述中，正确的是

A.只要是在加热条件下进行的反应一定是吸热反应

B.只要是在常温常压下进行的反应一定是放热反应

C.中和反应和燃烧是放热反应，水解反应一定是吸热反应

D.如果反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应一定是放热反应

2．参照反应Br+H2→HBr+H的能量对反应历程的示意图判断；下列叙述中错误的是

A．正反应吸热

B．正反应放热

C．加入催化剂，该化学反应的反应热不变

D．H1与H2数值差，为此反应的反应热

3.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是

A．碳酸钙受热分解B．乙醇燃烧C．铝粉与氧化铁粉末反应D．氧化钙溶于水

4.已知H2（g）、C2H4（g）和C2H5OH

（1）的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1，-1411.0kJ·mol-1

和-1366.8kJ·mol-1,则由C2H4（g）和H2O（l）反应生成C2H5OH（l）的△H为

A．-44.2kJ·mol-1B．+44.2kJ·mlo-1C．-330kJ·mol-1D．+330kJ·mlo-1

5.已知反应：

X+Y=M+N为放热反应，对该反应的下列说法正确的是

A．X的能量一定高于MB．Y的能量一定高于N

C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量

D．因为该反应是放热反应，故不必加热反应就可发生

6.（2011北京）25℃、101kPa下：

①2Na（s）＋1/2O2（g）=Na2O（s）△H1=－414KJ/mol

②2Na（s）＋O2（g）=Na2O2（s）△H2=－511KJ/mol下列说法正确的是

A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等B.①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同

C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快

D.25℃、101kPa下，Na2O2（s）+2Na（s）=2Na2O（s）△H=－317kJ/mol

7.已知H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）；△H=－184．6kJ·mol-1，

则反应HCl（g）=1/2H2（g）+1/2Cl2（g）的△H为

A．+184．6kJ·mol-1B．－92．3kJ·mol-lC．+92．3kJ·mol-1D．－369．2kJ·mol-1

8．（2011上海）据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。

下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是

9．强酸与强碱在稀溶液发生中和反应的热化学方程式为：

H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）；

△H=－57.3KJ/mol,向3份同体积0.2mol/L的NaOH溶液中分别加入适量的稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，恰好完全反应的热效应△H1、△H2、△H3、的关系正确的是

A.△H1＞△H2＞△H3B.△H2＞△H3＞△H1

C.△H2＞△H1＞△H3D.△H1＞△H3＞△H2

10.已知一定温度和压强下，合成氨反应：

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）；△H=-92.0KJ·mol-1，将1molN2和3molH2充入一密闭容器中，保持恒温恒压，在催化剂存在时进行反应，达到平衡时，测得N2的转化率为20%。

若在相同条件下，起始时在该容器中充入2molNH3，反应达到平衡时的热量变化是

A．吸收18.4KJ热量B．放出18.4KJ热量C．吸收73.6KJ热量D．放出73.6KJ热量

11.（2010山东）下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是

A.生成物能量一定低于反应物总能量

B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率

C.应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变

D.同温同压下，H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g）；在光照和点燃条件下的△H不同

题号

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答案

班级姓名学号等第

12.（2011江苏）

（1）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

已知：

CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g）△H＝+206.2kJ·mol－1

CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g）△H＝-247.4kJ·mol－1

以甲烷为原

料制取氢气是工业上常用的制氢方法。

CH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式为。

（2）0.3moL气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出649.5KJ热量，请写出乙硼烷燃烧的热化学方程式

又已知：

H2O（l）→H2O（g）；△H=+44KJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量？

13.

（1）已知：

N2（g）＋2O2（g）＝2NO2（g）；ΔH＝＋67.7kJ/mol

N2H4（g）＋O2（g）＝N2（g）＋2H2O（g）；ΔH＝－534kJ/mol

发射卫星用肼（即N2H4）的气体为原料，以NO2为氧化剂，两种物质反应生成氮气和水蒸气，试写出该反应的热化学方程式：

。

（2）设在

（1）问答案中的反应热为ΔH1，如果是生成液体水，对应的反应热为ΔH2（保持各物质的化学计量数不变），则ΔH2的绝对值比ΔH1的绝对值；

（3）已知H—H键能为436KJ/mol，H—N键能为391KJ/mol，N≡N键的键能是946KJ/mol

写出氢气与氮气反应的热化学方程式

第37讲原电池原理

【2012考试说明】

1.理解原电池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。

2.了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。

3.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。

认识化学在解决能源危机中的重要作用。

【课前检测】

1、已知：

CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）；△H=—283KJ/mol

C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=—393.5KJ/mol求下列反应

写出碳与氧气反应生成一氧化碳的热化学方程式____________

2.利用反应：

2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2，选择适宜的材料和试剂，设计一个原电池。

可供选择的电极材料：

铁棒、铜棒、石墨棒

可供选择的电解质溶液：

CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液请填写下列空白：

（1）选用做正极材料，做负极材料，选用做该原电池的电解质溶液。

（2）写出有关的电极反应式：

正极：

；负极：

。

【重点知识回顾】

一、原电池工作原理

1．原电池定义

1）概念：

原电池是将能转变为能的装置。

2）实质：

3）原电池的构成条件：

【例题1】下列装置中，能组成原电池的是：

FeCl2溶液

ABCDEF

2．原电池工作原理

1）分析Zn-Cu原电池，回答下列问题：

在ZnSO4溶液中，锌片失去电子而逐渐，形成进入溶液，电子经导线流向，溶液中的得电子被还原成。

这一变化可以表示如下：

锌片：

（极）（反应）

铜片：

（极）（反应）

电池装置中盐桥的作用是

2）原电池中电荷的移动方向

外电路：

内电路：

3.电极的判断

【例题3】某原电池的总反应为：

2Fe3++Fe==3Fe2+，不能实现该反应的原电池组成是

A、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液

B、正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe（NO3）3溶液

C、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2（SO4）3溶液

D、正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液

4.电极反应式的书写：

【例题4】（2011江苏）银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn（OH）4，

写出该电池反应方程式：

。

二、化学电源

1.一次电池：

锌锰碱性电池

2.二次电池：

铅蓄电池

原电池组成：

负极，正极，

电解质溶液。

电解池中电极反应：

阳极，阴极，

总反应。

3.燃料电池：

氢氧燃料电池

电解质类型

电极

电极反应式

KOH溶液

正极反应

负极反应

H2SO4溶液

正极反应

负极反应

【例题5】写出在碱性条件下甲烷和甲醇作为燃料的电极反应及总反应

二、原电池原理的应用

1.利用原电池原理设计各种实用电池

2.原电池原理可用于解决一些实际问题，如加快某些化学反应时的速率（稀硫酸与锌反应时，常滴入几滴硫酸铜溶液）；比较金属的活动性；分析金属电化学腐蚀的快慢和防护方法等。

【反思与总结】

第37讲原电池原理作业纸

1.下列有关电池的说法不正确的是

A．手机上用的锂离子电池属于二次电池

B．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

C．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

D．形成原电池后，原电池中的阳离子向负极方向移动

2.（2011福建）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。

该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。

关于该电池的下列说法不正确的是

A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成

C．放电时OH－向正极移动D．总反应为：

2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑

3.（2011广东）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。

下列叙述不正确的是

A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：

Cu2＋+2e－=Cu

C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色

D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动

4.将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即构成CH4燃料电池。

已知通入CH4的一极，其电极反应式是：

CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O；通入O2的另一极，其电极反应是：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－，下列叙述不正确的是

A.通入CH4的电极为负极B.正极发生氧化反应

C.燃料电池工作时溶液中的阴离子向负极移动D.该电池使用一段时间后应补充KOH

5.X、Y、Z、M、N分别代表五种金属。

有以下化学反应

①水溶液中：

X+Y2+===X2++Y②Z+2H2O（冷）===Z（OH）2+H2↑

③M、N为电极与N盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：

M→M2++2e－

④Y可以溶于稀H2SO4中，M不被稀H2SO4氧化，则这五种金属的活动性由弱到强的顺序

A．N

6．某原电池总反应的离子方程式为Zn+Cu2+==Zn2++Cu，该原电池正确组成是

正极

负极

电解质溶液

A

Cu

Zn

ZnCl2

B

Cu

Zn

CuCl2

C

Zn

Cu

ZnCl2

D

Zn

Cu

CuCl2

7．关于右图装置的叙述，正确的是

A.铝是负极，铝片上析出无色气体。

B.石墨是阳极，石墨棒上析出黄绿色气体

C.溶液中两电极间产生白色沉淀。

D.溶液中先产生白色沉淀，最后沉淀溶解。

8．右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。

下列说法正确的是

A．该系统中只存在3种形式的能量转化

B．装置Y中负极的电极反应式为：

2H2O+O2+4e-==4OH-

C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生

D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，

9．可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液，铝合金为负极，空气电极为正极。

下列说法正确的是

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：

O2＋2H2O＋4e－＝4OH－

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：

Al＋3OH－－3e＝Al（OH）3↓

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

10.（2010福建）铅蓄电池的工作原理为：

右图，下列判断不正确的是

A.K闭合时，d电极反应式：

B.当电路中转移0.2mol电子时，I中消耗的

为0.2mol

C.K闭合时，II中

向c电极迁移

D.K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极

11.（2011海南）根据下图，下列判断中正确的是

A.烧杯a中的溶液pH升高

B.烧杯b中发生氧化反应

C.烧杯a中发生的反应为2H++2e

-=H2

D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-=Cl2

12.（2010广东）铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是

A正极反应为：

Zn—2e-=Zn2+

B电池

反应为：

Zn+Cu2+=Zn2++CU

C在外电路中，电子从负极流向正极

D盐桥中的K+移向ZnSO4溶液

题号

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答案

班级姓名学号等第

13.Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2。

电池的总反应可表示为：

4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。

请回答下列问题：

（1）电池的负极材料为，发生的电极反应为；

（2）电池正极发生的电极反应为；

（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。

如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是，反应的化学方程式为；

（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是。

14.Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。

（1）该电池的负极材料是　　。

电池工作时，电子流向　　　（填“正极”或“负极”）。

（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀．其主要原因是　　　　。

欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的　　　　（填代号）。

a．NaOHb．Zn　　　　c．Fed．NH3·H2O

第38讲电解池原理

【2012考试说明】

理解电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和反应方程式。

【课前检测】

1．（2011全国）用石墨做电极电解CuSO4溶液。

通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的

2.（11四川）用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH）表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。

电池充放电时的总反应为：

NiO（OH）＋MH

Ni（OH）2＋M

①电池放电时，负极的电极反应式为____________。

②充电完成时，Ni（OH）2全部转化为NiO（OH）。

若继续充电将在一个电极产生O

2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为____________

【重点知识回顾】

一、电解池工作原理

1．电解定义：

2.电解装置—电解池（槽）

（1）定义：

。

（2）构成条件：

。

（3）能量转化方式：

。

（4）电极名称、电极判断和电极反应类型：

。

左边石墨棒电极名称：

，电极反应类型：

电极反应方程式

右边石墨棒电极名称：

，电极反应类型：

电极反应方程式

电解质溶液中离子的迁移方向：

【例题1】能够使反应：

Cu+2H2O=Cu（OH）2+H2发生，且Cu（OH）2能在电极上析出的是

A、铜片作原电池负极，碳棒作原电池正极，氯化钠作电解质溶液

B、用铜作阴、阳极，电解氢氧化钠水溶液

C、用铜作阴、阳极，电解硫酸钠水溶液D、用铜作阴、阳极，电解硫酸铜水溶液

【例题2】如图所示，下列叙述正确

的是

A.Y为阴极，发生还原反应

B.X为正极，发生氧化反应

C.Y与滤纸接触处有氧气生成

D.X与滤纸接触处变红

二、电解池两极放电顺序

1．离子放电顺序（惰性电极通常包括和等）

阴极阳离子放电顺序：

阳极阴离子放电顺序：

2.电极反应式书写

【例题3】（2010天津）用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。

写出阳极生成R的电极反应式：

______________；由R生成Q的化学方程式：

_______________________________________________。

【例题4】电解硫酸铜溶液时，若要求达到以下几点：

阳极质量减少，

阴极质量增加，

电解液中[Cu2＋]不变，则可选用的电极是

A．纯铜作阳极，含锌、银的铜合金作阴极B．含锌、银的铜合金作阳极，纯铜作阴极

C．用纯铁作阳极，用纯铜作阴极D．用石墨作阳极，用惰性电极作阴极

三、.电解规律（惰性电极）

类型

实例

电极反应

电解对象

电解质浓度

pH

溶液复原

电解水

H2SO4

阳极

阴极

K2SO4

NaOH

电解电解质

CuCl2

阳极

阴极

HCl

放H2生碱

NaCl

阳极

阴极

放O2生酸

CuSO4

阳极

阴极

【例题5】用惰性电极电解下列溶液，经过一段时间，溶液的物质的量浓度增大，pH减小的是

A.NaClB.CuSO4C.H2SO4D.Na2SO4

【例题6】从H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-、OH-六种离子中选取一些恰当的组成电解质，按下列要求进行电解。

（1）以碳棒为电极，使电解质质量减小，水质量不变，进行电解，则可采用的电解质是。

（2）以碳棒为电极，使电解质质量不变，水质量减小，进行电解，则可采用的电解质是。

（3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水质量都减小，进行电解，则可采用的电解质是。

四、分段电解

【例题7】某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3︰1，用石墨电极电解该混合液。

下列叙述不正确的是

A．阴极自始至终均析出H2