山东省胶南市高三化学《化学反应与能量变化》学案 新人教版.doc

课题： 化学反应与能量变化【考纲点击】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了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3了解热化学方程式的含义。4了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。5了解焓变与反应热的含义。了解h=h（反应产物）h（反应物）表达式的含义。6理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。7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。了解常见化学电源的种类及其工作原理。8理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。【课前预习区】1.（2010重庆高考7）已知h2(g)+br2(l)=2hbr(g);h=72kj/mol，蒸发1molbr2(l)需要吸收的能量为30kj，其他的相关数据如下表：h2(g)br2(g)hbr(g)1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kj436a369则表中a为a404 b 260 c230 d2002.已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kj，且氧气中1mol o=o键完全断裂时吸收热量496kj，水蒸气中1mol h-o键形成时放出热量463kj，则氢气中1mol h-h键断裂时吸收热量为a.920kj b.557kj c.436kj d.188kj3.（2009年南师附中模拟）烧杯a中盛放0.1moll-1的h2so4溶液，烧杯b中盛放0.1moll-1的cuso4溶液（两种溶液均足量），装置如下图所示，下列说法不正确的是a.a为原电池，b为电解池b.fe电极的反应式为：fe-2e-=fe2+c.当a烧杯中产生0.1mol气体时，b烧杯中产生气体的物质的量也为0.1mold.一段时间后，b烧杯中溶液的ph下降4.（2009浙江理综12）市场上经常见到的标记为li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：li+2li下列说法不正确的是a放电时，负极的电极反应式：li-e-=li+b充电时，li0.85nio2既发生氧化反应又发生还原反应c该电池不能用水溶液作为电解质d放电过程中li+向负极移动5.（2010北京理综6）下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（ ）a钢管与电源正极连接，钢管可被保护b铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀c钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀d钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是fe-3e-=fe3+6.(2009全国新课标卷28)2so2(g)o2(g) 2so3(g)反应过程的能量变化如右图所示。已知1 mol so2(g)氧化为1 mol so3(g)的h99 kjmol1。请回答下列问题：(1)图中a、c分别表示_、_，e的大小对该反应的反应热有无影响？_。该反应通常用v2o5作催化剂，加v2o5会使图中b点升高还是降低？_，理由是_；(2)图中h_ _ kjmol1；(3)v2o5的催化循环机理可能为：v2o5氧化so2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_；(4)如果反应速率v(so2)为0.05 moll1min1，则v(o2)_ moll1min1、v(so3)_ moll1min1；(5)已知单质硫的燃烧热为296 kjmol1，计算由s(s)生成3 mol so3(g)的h_(要求计算过程)。【课堂互动区】一、反应热与热化学方程式【例1】（山东2010高考理综10）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，在光照和点燃条件下的不同【例2】1、（2008全国新课标卷13）已知h2(g)、c2h4(g)和c2h5oh(1)的燃烧热分别是-285.8kjmol-1、-1411.0kjmol-1和-1366.8kj mol-1，则由c2h4(g)和h2o(l)反应生成c2h5oh(l)的h为a-44.2 kjmol-1 b+44.2 kjmol-1 c-330 kjmol-1 d+330 kjmol-1【规律总结】1、盖斯定律运用步骤（1）写出要求的反应的总式（2）根据总式调整分式的系数和h（包括数值和符号）（3）将调整好的分式加和2、燃烧热：在101 kpa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热3、中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热叫做中和热4、热化学方程式书写的注意事项：书写热化学方程式的口诀：热化方程要点多，漏到一点分不得。标清状态配好平，焓变正负千焦摩。系数反热成正比，反应变向焓号变【变式练习】（2011全国新课标卷27）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知h2（g）、co（g）和ch3oh（l）的燃烧热h分别为-285.8kjmol-1、-283.0kjmol-1和-726.5kjmol-1。请回答下列问题：（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是_kj；（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_；二、原电池和电解池【例3】（2011全国新课标卷11）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为： fe+ni2o3+3h2o=fe（oh）2+2ni（oh）2 下列有关该电池的说法不正确的是 a. 电池的电解液为碱性溶液，正极为ni2o3、负极为fe b. 电池放电时，负极反应为fe+2oh-2e-=fe（oh）2 c. 电池充电过程中，阴极附近溶液的ph降低d. 电池充电时，阳极反应为2ni（oh）2+2oh-2e-=ni2o3+3h2o【规律总结】1.原电池、电解池的电极判断(1)电极材料（原电池）；电源（电解池） (2)电极上的现象及发生的反应(3)电子运动方向;电流的流向 (4) 溶液中阳离子、阴离子的运动方向2分析电极反应及其产物 原电池：负极：m-n e-=mn+ 正极：(1)、酸性溶液中 2 h+ +2 e-=h2 （2）、不活泼金属盐溶液 mn+n e- =m （3）、中性、弱酸性条件下 2 h2o +o2+4 e-=4 oh- 电解(镀)池：阳极：若阳极是由活性材料(除c、pt、au等以外的其它金属)做成，阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子； 若阳极是由c、pt、au等惰性材料做成，阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。阴离子失去电子能力大小顺序为：i-br- cl- oh- 含氧酸根f-。阴极：阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应，阳离子得电子能力大小顺序为：ag+hg2+fe3+cu2+h+pb2+fe2+zn2+al3+mg2+na+ca2+k+。必须注意的是，电镀时通过控制条件，fe2+和zn2+得电子的能力强于h+。 3.电极反应式书写方法（1）分析反应，标出电子（2）关注介质，离子搭配（3）遵循守恒，巧配两式【变式练习1】（09安徽卷12）cu2o是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.cu2o的电解池示意图如下，电解总反应：2cu+h2o=cu2o+h2o。下列说法正确的是a石墨电极上产生氢气b铜电极发生还原反应c铜电极接直流电源的负极d当有0.1mol电子转移时，有0.1molcu2o生成。【变式练习2】（2011全国新课标卷27（5）在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_ _、正极的反应式为_ _。三、电化学有关计算【例1】燃料电池（如co，ch4，ch3oh等与o2组成），用惰性电极插入koh溶液中，在两极分别通入ch3oh和o2，有关此电池判断正确的是：（ ）a正极反应式：2ch3oh+2h2o-12e-2co2+12h+放电一段时间后，负极的ph值升高放电一段时间，阳离子向负极移动，阴离子向正极移动d该电池在工作时，每消耗32gch3oh，外电路中通过6mole-【规律总结】有关电化学计算主要有以下类型（1）计算电解产物的质量或体积（2）计算电解过程中转移电子的物质的量（3）计算电解质溶液的ph（4）测定阿伏加德罗常数等。主要解题方法（1）电子守恒法：阴阳两极转移电子的物质的量相等。（2）电荷守恒法：溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。（3）方程式法：根据电极方程式或电解总反应式进行相关计算。【变式训练】铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极是惰性材料，电池总反应式为：pb+pbo2+4h+2so42-2pbso4+2h2o请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：（1）放电时：正极的电极反应式是_；电解液中ph将变_；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_g；电池内消耗h2so4的物质的量至少是_mol。（2）用铅蓄电池电解1l饱和食盐水（食盐水足量、密度为1.15gcm-3）时，若收集到11.2l（标准状况下）氯气，则至少转移电子_mol；若蓄电池消耗2mol h2so4，则可收集到h2的体积（标准状况下）为_l；若消耗硫酸amol，电解后出去隔膜，所得溶液中naoh的质量分数表达式为（假设氯气全部排出）_（用含a的代数式表示）【课后巩固区】12008年9月25日，“神舟七号”飞船发射成功。此次发射用肼(n2h4)作为火箭发动机的一种燃料，no2为氧化剂，反应生成氮气和水蒸气。已知：n2(g)+2o2(g)=2no2(g)；h=+67.7kjmol-1，n2h4(g)+o2(g)=n2(g)+2h2o(g)；h=- 534 kjmol-1。肼和二氧化氮反应的热化学方程式为_ （2）肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%30%的koh溶液。肼空气燃料电池放电时： 负极的电