高中化学 专题1 化学反应与能量变化习题课课件 苏教版选修4-苏教版高二选修4化学课件

1、专题专题1 1习题课任务一任务二知识网整合构建知识网整合构建复习回顾本专题所学内容,完善下列知识网,熟练掌握本专题的知识结构。任务一任务二小专题概括总结小专题概括总结1.利用盖斯定律计算反应热的一般步骤是什么?2.判断原电池正、负极以及书写电极反应式时,一般从哪几个方面考虑?3.有关电解计算常用的基本方法和技巧有哪些?探究活动一探究活动二探究活动三提炼利用盖斯定律计算反应热的一般步骤提炼利用盖斯定律计算反应热的一般步骤【典型例题】 用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:在H2SO4溶液中,Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为。探究活动一探究活动

2、二探究活动三答案:Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l)H=-319.68kJmol-1探究活动一探究活动二探究活动三规律方法点拨1.利用盖斯定律计算反应热的一般步骤:(1)若目标热化学方程式中的某种反应物在某个已知热化学方程式中作生成物(或目标方程式中的某种生成物在某个已知热化学方程式中作反应物),可把该热化学方程式的反应物和生成物颠倒,相应的H改变符号。(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数,使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该反应物或生成物的化学计量数一致。热化学方程式中的H也进行相应的换算。(3)将已

3、知热化学方程式进行叠加,相应的热化学方程式中的H也进行叠加。探究活动一探究活动二探究活动三2.利用盖斯定律计算反应热的思维模型先确定待求的化学反应方程式找出待求热化学方程式中各物质在已知热化学方程式中的位置根据待求热化学方程式中各物质的化学计量数和位置对已知热化学方程式进行处理,得到变形后的新热化学方程式将新得到的热化学方程式进行加减,反应热也需要相应加减结果探究活动一探究活动二探究活动三学以致用学以致用导学号22014018黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:H3=ckJmol-1则x为()A.3a+b-cB.c-3a-bC.a+b-cD.c-a-b探究活动一探究活动二探

4、究活动三解析:由碳的标准燃烧热,可得热化学方程式:C(s)+O2(g)CO2(g)H1=akJmol-1,对题目中的热化学方程式依次编号:,根据盖斯定律,=3+-,则H=H13+H2-H3,即x=3a+b-c,故A项正确。答案:A探究活动一探究活动二探究活动三提炼原电池的判断与电极反应式的书写的常用方法提炼原电池的判断与电极反应式的书写的常用方法【典型例题】 (2016江苏镇江测试)锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池,某种锂电池的电池反应为Li+MnO2LiMnO2,下列说法中正确的是()解析:根据电池反应判断:Li被氧化,应为负极材料,其失

5、电子成为Li+;正极放电的为MnO2,发生还原反应变为。答案:B探究活动一探究活动二探究活动三规律方法点拨原电池的判断与电极反应式的书写(1)原电池的判定:是不是原电池可根据“五看”确定看电源;看两极;看溶液;看回路;看本质。(2)原电池的正、负极的确定:由两极的相对活泼性确定(注意电解质的影响);由电极变化情况确定;根据实验现象确定;如两极都是惰性电极(一般用于燃料电池),则可以通过电极反应来分析,发生氧化反应的气体(或对应物质)所对应的一极为负极;如果题目给定的是图示装置,可根据电子流动方向或其他提示来分析正、负极。探究活动一探究活动二探究活动三(3)书写电极反应式原电池的电极名称一旦确定

6、,则相应电极的电极反应也随之确定。但书写电极反应式时还需注意以下几点:两极电极反应式中的电子得失数目(一般)保持相等。看负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子能否共存,若不能共存,则该电解质溶液中的阴离子也要写入负极的电极反应式中。如CH4-O2-KOH溶液构成的燃料电池中,CH4发生氧化反应,O2发生还原反应,CH4在负极被氧化成CO2,而CO2又与电解液中KOH反应转化为,故负极反应式为CH4+10OH-8e-+7H2O。当正极上的反应物质为O2时(吸氧腐蚀),要注意电解质溶液的性质。溶液为碱性时,电极反应式中不能出现H+;溶液为酸性时,电极反应式中不能出现OH-。探究活动一探究活动二

7、探究活动三知道总反应式时,可以先分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况),再写出其离子反应方程式;将各反应式看做数学中的代数式,用总反应式减去较易写出一极(一般为负极)的电极反应式,即得另一极的电极反应式。对于二次电池反应,需要看清楚“充电、放电”的方向,放电过程体现原电池原理,充电过程体现电解池原理。探究活动一探究活动二探究活动三学以致用学以致用按下列要求自制铜、镁简易电池,并回答有关问题。A.用砂纸擦净一块铜片和镁条。B.用NH4Cl溶液浸湿一张滤纸,并把浸湿的滤纸放在镁条上。C.把滤纸和镁条放在一块塑料板上。D.把镁条连接到万用电表的负端钮。E.把铜片压在滤纸上

8、。F.把铜片连接到万用电表的正端钮。G.记录电压。探究活动一探究活动二探究活动三请回答下列问题。(1)在以上简易电池中,是负极,是正极,是电解质溶液。(2)在以上电池中,电子由经流向。解析:根据题中信息和图可判断,Mg-Cu-NH4Cl构成原电池,活泼金属作负极,较不活泼金属作正极,即Mg作负极,Cu作正极,NH4Cl溶液作电解质溶液;在原电池中电子是从负极经外电路流向正极。答案:(1)MgCuNH4Cl溶液(2)负极(或镁极)外电路或万用电表正极(或铜极)探究活动一探究活动二探究活动三提炼有关电解计算的基本方法和技巧提炼有关电解计算的基本方法和技巧【典型例题】 (2016江苏南通期末)如下图

9、所示,电解5min时,测得铜电极的质量增加2.16g。试回答:探究活动一探究活动二探究活动三(1)电源中X极是(填“正”或“负”)极。(2)C中Ag电极上的电极反应为。(3)如果电解质均足量,那么从左到右,A、B中4个电极上电极产物的物质的量之比是(不考虑Cl2的溶解及与碱的反应)。(4)若通电5min时,B中共收集到224mL(标准状况下)气体,溶液体积为200mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计),则通电前c(CuSO4)=。(5)若A中KCl溶液的体积也是200mL,则电解后溶液的pH=。探究活动一探究活动二探究活动三解析:装置A是单一电解质的电解,装置B是混合电解质的电解,装置C是电镀

10、。(1)铜极增重,说明银在铜极析出,则铜极为阴极,X为负极。(2)Ag为阳极,电极反应为Ag-e-Ag+。(3)如果KCl、CuSO4、AgNO3均足量,那么A、B中4个电极的电极产物依次是H2、Cl2、Cu、O2,由关系式4e-2H22Cl22CuO2可知,其物质的量之比为2 2 2 1。(4)当铜电极增重2.16g时,线路中通过的电子为0.02mol。由4e-O2,可知B中产生的O2为0.005mol,即112mL。但B中共收集到224mL气体,说明还有112mL是H2,即Cu2+全部在阴极放电后,H+接着放电产生了112mLH2,则通过0.01mol电子时,Cu2+已被电解完。由2e-C

11、u,可知n(Cu2+)=0.005mol,则:c(CuSO4)=0.005mol0.2L=0.025molL-1。探究活动一探究活动二探究活动三(5)由4e-4OH-知,A中生成0.02molOH-,则:c(OH-)=0.1molL-1,pH=13。答案:(1)负(2)Ag-e-Ag+(3)2 2 2 1(4)0.025molL-1(5)13探究活动一探究活动二探究活动三规律方法点拨电解计算通常包括两极产物的定量计算、溶液质量和溶质质量分数变化的计算、溶液的pH计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系计算等。电解计算通常可以依据电子得失守恒原理,通过“转移电子数相等”之桥,

12、由电极反应式、总反应式或关系式进行计算,可概括为下列三种方法。探究活动一探究活动二探究活动三1.常用公式【提示:】1mol电子的电量F=6.0231023mol-11.6010-19C96500Cmol-1,这个常数称为法拉第电解常数。2.常用电极反应式和电解方程式主要包括OH-、Cl-、Cu、Ag、Cu2+、Ag+、H+放电的电极反应式,H2O、NaCl溶液、CuSO4溶液的电解方程式。探究活动一探究活动二探究活动三3.常用关系式以通过4mole-为基准,可构建如下关系式:式中M为金属,n为其化合价。例如,可依据通过的电量来计算电子的物质的量,再计算电极产物的质量(或气体在标准状况下的体积)

13、、溶液的pH等。如:用Pt作电极电解CuSO4溶液,电流为aA,通电tmin,则电量Q=at60C探究活动一探究活动二探究活动三学以致用学以致用(2016江苏镇江测试)用惰性电极实现电解,下列说法中正确的是()A.电解稀硫酸,实质上是电解水,故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液,在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1 2D.电解氯化铜溶液,在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1 1探究活动一探究活动二探究活动三解析:电解稀硫酸和稀NaOH溶液的实质都是电解水,由于水的消耗,c(H+)和c(OH-)分别变大,溶液的pH分别减小和增大,A、B项均

14、错误;电解Na2SO4溶液的实质也是电解水,在阴极和阳极上分别析出H2和O2,其物质的量之比为2 1,C项错误;电解CuCl2溶液,在阴极和阳极上析出的产物分别是Cu和Cl2,其物质的量之比为1 1,D项正确。答案:D1234561.(2016江苏盐城质检)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在SF键。已知1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molFF、SF键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)+3F2(g)SF6(g)的反应热H为()A.-1780kJmol-1B.-1220kJmol-1C.-450kJmol-1D.430kJmol-1解析:由S

15、(s)S(g),需吸收280kJ能量,3molF2(g)发生反应,需断裂3molFF键,生成1molSF6(g)会形成6molSF键,又H=吸收的总能量-释放的总能量,故H=(280+3160-6330)kJmol-1=-1220kJmol-1。答案:B1234562.室温下,将1mol的CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为H1;将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为H2;CuSO45H2O受热分解的化学方程式为:CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为H3。则下列判断正确的是()A.H2H3B.H1H3由盖斯定律:H3=H1

16、-H2,则H30。则H3H2,A项错误;H3H1,B项正确;H2=H1-H3,C项错误;H1+H2H3,D项错误。答案:B1234563.导学号22014019(2016海南高考)(双选)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是()A.Zn为电池的负极C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D.电池工作时OH-向负极迁移解析:A.根据化合价升降判断,Zn化合价只能上升,故为负极材料,K2FeO4为正极反应物,正确;B.KOH溶液为电解质溶液,则正极反应式为2Fe+8H2O+6e-2Fe(OH)3+10OH-,错误;C.该电池放电过程中电解质溶液浓度减小,错误

17、;D.电池工作时阴离子OH-向负极迁移,正确;故选AD。答案:AD1234564.将含有0.4molCu(NO3)2和0.4molKCl的水溶液1L,用铂电极电解一段时间后,在一个电极上析出0.3molCu,此时在另一电极上放出气体的体积(标准状况)约为()A.5.6LB.6.72LC.2.8LD.13.44L解析:阴离子有Cl-、OH-、,Cl-优先反应,当Cl-反应完全,则OH-反应;阳离子有Cu2+、H+、K+,Cu2+优先反应,溶液中共有0.4molCu2+,有0.3molCu析出,Cu2+未完全反应,则转移的电子为0.3mol2=0.6mol,当阴离子Cl-完全反应,则转移的电子为0

18、.4mole-,所以OH-也要反应,其转移的电子数为0.6mol-0.4mol=0.2mol,由4OH-4e-2H2O+O2,求出0.05molO2,则其在标准状况下的体积为5.6L。答案:A1234565.(2016四川理综,节选)工业上常用磷精矿Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸。已知25,101kPa时:H=-937kJmol-1则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 。答案:Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g)H=-418kJmol-11234566.(1)(2016杭州检测)用惰性电极电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢,装置如图所示,电解池中的隔膜仅阻止