化学选修4化学反应与原理

1、苏教版高中化学选修 4化学反响与原理专题1化学反响与能量变化第一单元 化学反响中的热效应一、化学反响的焓变1、反响热与焓变1反响热：化学反响过程中，当反响物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量称为化学反响的反响热。2焓变 H:在恒温、恒压条件下，化学反响过程中吸收或放出的热量称为化学反响的焓变。符号： H,单位：kJ/mol2、放热反响和吸热反响：1放热反响：在化学反响过程中，放出热量的反响称为放热反响反响物的总能量大于生成 物的总能量2吸热反响：在化学反响过程中，吸收热量的反响称为吸热反响反响物的总能量小于生 成物的总能量放热反响 H为"一或 H V 0吸热反响 H为“ +或

2、 H > 0?H= E 生成物的总能量一E 反响物的总能量?H= E 反响物的键能一E 生成物的键能3常见的放热反响：1所有的燃烧反响2酸碱中和反响3大多数的化合反响4金属与酸的反响5生石灰和水反响6浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等常见的吸热反响：1晶体BaOH2 8出0与NH4CI 2大多数的分解反响3 以H2、CO、C为复原剂的氧化复原反响4 铵盐溶解等注意：1化学反响时放热反响还是吸热反响只取决于反响物和生成物总能量的相对大小，与反响条 件如点燃、加热、高温、光照等和反响类型无关；2 物质的溶解过程也伴随着能量变化：NaOH固体溶于水明显放热；硝酸铵晶体溶于水明显吸热，NaCI溶于水

3、热量变化不明显。3、化学反响过程中能量变化的本质原因：化学键断裂一一吸热化学键形成一一放热4、热化学方程式1定义：能够表示反响热的化学方程式叫做热化学方程式。2意义：既能表示化学反响过程中的物质变化，又能表示化学反响的热量变化。3 书写化学方程式注意要点：1热化学方程式必须标出能量变化。2热化学方程式中必须标明反响物和生成物的聚集状态 g,l,s 分别表示固态，液态，气态, 水溶液中溶质用 aq表示3热化学反响方程式要指明反响时的温度和压强。4热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数，不表示分子个数，表示对应物 质的物质的量。5各物质系数加倍， H加倍；反响逆向进行， H改变符号，数

4、值不变。 H的单位为kJ/mol，它并不是指1mol反响物或是生成物，可以理解为"每摩尔反响。如：2H2g+O2g=2H 201 . H=-285.8KJ - mol-1是指每摩尔反响“ 2molHbg和1molQ g完全反响生成 2molH2OI 的焓变。5、总结：热化学方程式与普通化学方程式的比拟热化学方程式普通化学方程式反响式2H2(g)+O 2(g)=2H 20(1)也H=-285.8KJ-mol-1占燃2H2+O2 -点J 2H2O方程式意义表示反响及反响的吸热放热仅表示反响化学计量数表示物质的量，可以是整数或分数可以表示物质的量或微粒个数，只能是整数，不能是分数 H右端有

5、表示能量变化的AH没有此项反响条件不用标明反响条件、等需标明各种反响条件如点燃，光照、高温等物质的状态必须标明反响物、生成物的聚集状态，如g,不标明反响物、生成物的聚集状态二、反响热的测量与计算：1、中和热概述：(1) 定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反响，生成1mol(l)水时的反响热叫做中和热。(2) 中和热的表示：屮(aq)+OH-(aq)=H 20 (I) ； H=-57.3kJ / mol。(3) 要点1) 条件：稀溶液一般是指酸、碱的物质的量浓度均小于或等于1 moI/L的溶液，因为假设酸、 碱浓度较大，混合时会产生溶解热，而影响中和热的测定。2) 反响物：(强)酸与(强)碱。中和

6、热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热 所伴随的热效应。3) 中和热是以生成1mol液态水所放出的热量来定义的，因此在书写中和热的热化学方程式时，就以生产1mol H2O为标准来配平其余物质的化学计量数。如表示稀NaOH和稀硫酸的中和反应的热化学方程式：1 1A-1NaOH(aq)+ H2SO4(aq)二二Na2SO%aq) +H 20(1)H=-57.3KJ - mol2 24) 中和反响的实质是 屮和OH化合生成H20，假设反响过程中有其他物质(如沉淀等)生成，这 局部反响热也不在中和热内。5) 放出的热量：57.3kJ/mol2、中和热的测量：(1) 仪器：量热计。量热计由内、

7、外两个筒组成，外筒的外壁盖有保温层，盖上有温度计和搅拌器。或者：大烧杯(500 mL )、小烧杯(100 mL )、温度计、量筒(50 mL )两个、泡沫塑料或纸条、 泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。试剂：0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH 溶液。(2) 实验原理：测定含x mol HCl的稀盐酸与含x mol NaOH的稀NaOH溶液混合后放出的热量为Q kJ，那么=H = -Q kJ - mol1x(3) 实验步骤：1在大烧杯底部垫泡沫塑料或纸条，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小 烧杯之间填满碎泡沫塑料或纸条，大烧杯上用泡沫塑

8、料板或硬纸板作盖板，在板中间开两 个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如以下图所示。2 用一个量筒量取 50 mL 0.50 mol/L 盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下 表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。3用另一个量筒量取 50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液，并用温度计测量 NaOH溶液的温度，记入下 表。4 把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯注 意不要洒到外面。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。5重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。4常见

9、冋题：1 教材有注，为了保证0.50mol L的盐酸完全被中和，采用0.55mol LNaOH溶液，使碱稍稍过量,那可不可以用 0.50mol -LNaOH与0.55mol -LHCl，让酸稍稍过量呢 ？答案：不是 可以与不可以而是不宜。原因是稀盐酸比拟稳定，取50mL、0.50mol -LHCl，它的物质的量就是 0.025mol ,而NaOH溶液极易吸收空气中的CO2,如果恰好取 50mL、0.50mol -LNaOH ,就很难保证有0.025molNaOH参与反响去中和 0.025mol的HCI。2 为了确保 NaOH稍稍过量，可不可以取体积稍稍过的0.50mol LNaOH溶液呢？答复

10、：可以的。比方 量取51mL或52mL0.50mol - LNaOH溶液。只是m1+m2再不是100g，而 是 101g 或 102g。3 强酸与弱碱，强碱与弱酸的中和反响热值如何估计？鉴于弱酸、弱碱在水溶液中只能局部电离，因此，当强酸与弱碱、强碱与弱酸发生中和反响时 同时还有弱碱和弱酸的不断电离 (吸收热量，即电离热)。所以，总的热效应比强酸强碱中和时的热 效应值(57.3KJ/mol)要小一些。4) 测定酸碱中和热为什么要用稀溶液？答：中和热是酸碱在稀溶液中发生中和反响生成lmol水时所放出的热量，为什么要指明在稀溶液中呢？因为如果在浓溶液中，即使是强酸或强碱，由于得不到足够的水分子，因此

11、也不能完全电离为 自由移动的离子。在中和反响过程中会伴随着酸或碱的电离及离子的水化，电离要吸收热量，离子 的水化要放出热量，不同浓度时这个热量就不同，所以中和热的值就不同，这样就没有一个统一标 准了。5) 为什么强酸强碱的中和热是相同的？答：在稀溶液中，强酸和强碱完全电离，所以它们的反响就是H+与OH-结合成H2O的反响，每生成lmol水放出的热量(中和热)是相同的，均为57 . 3 kJ /mol。6) 为什么弱酸、弱碱参加的中和反响的中和热小于57 . 3 kJ / mol ?答：弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离，存在着电离平衡。弱酸或弱碱参与中和反响的同时，伴随着电离，电离过程要吸收热量

12、，此热量就要由H+与OH-结合成水分子放出的热量来抵偿， 所以总的来说中和热小于 57 . 3 kJ/mol。7) 是什么原因使中和热测定结果往往偏低？答：按照课本中所示装置进行中和热测定，往往所测结果偏低，造成如此现象的主要原因有：(1 )仪器保温性能差。课本中用大小烧杯间的碎纸片来隔热保温，其效果当然不好，免不了 热量散失，所以结果偏低，这是主要原因；(2) 实验中忽略了小烧杯、温度计所吸收的热量，因此也使结果偏低；(3) 计算中假定溶液比热容为 4. 18 J/( g -°C)，密度为1g/cm3，实际上这是水的比热容 和密度，酸碱溶液的比热容、密度均较此数大，所以也使结果偏低

13、。8 )为何说保温效果差是造成中和热测定值偏低的主要原因？答：实验中温度升高得不多，所以烧杯、玻璃棒吸收的热量甚小，影响不大；而酸、碱溶液是 稀溶液，实际密度比照热容与水相差甚微；所以此影响更微弱。因此说，结果偏低的主要原因是保 温性能差，假设能改良装置，比方用保温杯代替烧杯，使保温性能良好，就更能接近理论值。9) 离子方程式H+ + OH-=H2O代表了酸碱中和反响的实质，能否用此代表所有中和反响的离子方 程式？，所以弱酸、弱碱答：离子方程式书写要求 将难电离或难溶的物质以及气体等用化学式表示 参与中和反响时应以分子的形式保存。例如，醋酸和氢氧化钠的离子方程式就应当写为：HAC+0H-=Ac

14、-+H20只有可溶性强酸强碱的离子方程式才可能如此表示。10为什么中和热测定中要用稍过量的碱？能不能用过量的酸？答：这是为了保证碱或酸能够完全被中和。H+与0H-相互接触碰撞才能发生反响，如果用等量的酸、碱，随着反响的进行，H+与0H-相互碰撞接触的时机越来越少，越来越困难，可能有一局部H+与0H-就不能反响，而在一种微粒过量的情况下，那么大大增加了另一种微粒完全反响的 时机。不能用过量的酸，因为碱中含有杂质碳酸钠，酸过量就会有酸与碳酸盐反响导致中和热测定 不准.11 为什么 要用环形玻璃棒搅拌？假设用铁丝取代环行玻璃棒会不会有影响？答为了使反响充分假设用铁丝取代环行玻璃棒会使铁与酸反响放出热

15、量而且铁丝传热快，使 测量值偏低。3、盖斯定律 内容：化学反响的反响热只与反响的始态各反响物和终态各生成物有关，而与具体反响 进行的途径无关，如果一个反响可以分几步进行，那么各分步反响的反响热之和与该反响一步完成的 反响热是相同的。三、能源的充分利用1、标准燃烧热和热值1标准燃烧热概念：在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃 烧热的单位用kJ/mol表示。注意以下几点： 研究条件：101 kPa 反响程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 燃烧物的物质的量：1 mol 研究内容：放出的热量。 H<0,单位kJ/mol 2热值：在101 kPa时，1 g

16、物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。热值的单位用 kJ/g表示。四、反响热大小的计算：1根据标准燃烧热、热值或中和热计算：| H|= n 燃料X燃料的标准燃烧热；| H|= m 燃料x燃料的热值| H|= n H2O x 中和热2根据热化学方程式计算：H与反响物各物质的物质的量成正比3根据反响物和生成物的键能计算：日=反响物的总能量-生成物的总能量4根据盖斯定律计算：假设某热化学方程式可以由其他几个热化学方程式通过适当的“加、减得到，那么该反响的焓变 可以根据其他几个热化学方程式的焓变通过相应的“加、减得到。5根据物质的比热和温度变化进行计算： H= -Q = -cm T第二单元化学能

17、与电能的转化一、原电池的工作原理：1、原电池：1概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。2组成原电池的条件：1首要条件：有能自发进行的氧化复原反响；2两个活泼性不同的电极金属或导电的非金属3电解质溶液：两个电极均需插入电解质溶液中4两电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路Zn rvx ChiJZ-WIC11SO4賂液CJV1SO4此电池的优点：能产生持续、稳定的电流3电子流向：外电路：负 极导线内电路电解质溶液内:盐桥中 阴 离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。内电路中离子的移动可以这样理解：电源内部内电路电流方向从负极到正极，因此受电场力作用，阳离子向正极移动，阴离

18、子向负极移动。4电极反响：以锌铜原电池为例：负极：失去电子， 氧化反响：Zn 2e= Zn2+ 较活泼金属正极：得到电子， 复原反响：2H+ + 2e= H2T 较不活泼金属总反响式：Zn+2H*=Zn2*+H2 f5正、负极的判断：1从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。2从电子的流动方向 负极流入正极3从电流方向 正极流入负极4 根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极5 根据实验现象溶解的一极为负极 增重或有气泡一极为正极二、化学电源1、概念:1电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池2化学电源：将化学能直接转变为电能的装置3化学电源的分类

19、：一次电池、二次电池、燃料电池2、一次电池：概念：活性物质发生氧化复原反响的物质消耗到一定程度后，就不能再使用。其电解质溶液 制成胶状，也叫干电池。常见一次电池： 普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银纽扣电池等电池种类电极及电池反响普通锌锰电池2+负极：Zn 2 e三Zn正极：2 NH； + 2 e 三 2NHf + H2H2+ 2MnO2 MnQ+ H2O总反响式：Zn+2MnO+ 2NH； = Zn2+ 2NHf+ MnO+ H2O碱性锌锰电池负极：Zn 2e + 2OH = Zn(OHb正极：2MnO2 + 2e + 2H2O = 2 MnO(OH) + 2OH总反响式：Zn+2Mn O2+

20、 2H2O = Zn(OH)> + 2Mn O(OH)银锌纽扣电池组成材料：锌、氧化银、氢氧化钾溶液负极： Zn 2e+ 20H= Zn0H2 正极：Ag20+ 2e + H2O = 2Ag + 20H总反响式：Zn+ Ag20+ H20 = ZnO H2+ 2Ag3、二次电池1概念： 放电后可以再充电使活性物质电极、电解质溶液获得再生，可以屡次重复使用，又 叫充电电池或蓄电池。2 常见二次电池：铅蓄电池、银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池3电极反响：放电反响 为原电池反响，电极反响式为：负极铅：Pb+| 2e= PbSQj正极氧化铅：Pb02+ 4H+ 2e=

21、PbSQJ + 2H20总反响式：Pb+ PbC2 + 2| + 4H+= 2PbSQj + 2出0充电反响为上述反响的逆反响，电极反响式为：阳极失去电子：PbSQ+ 2巴0 2e= Pb02+ 4H+ + |阴极得到电子：PbSQ+ 2e = Pb+|两式可以写成一个可逆反响：Pb+Pb02+2H2S0U艦2PbS04+2H204、燃料电池1概念：燃料电池是使燃料与氧化剂反响直接产生电流的一种原电池，所以燃料电池也是化学电源。它与其它电池不同，它不是把复原剂、氧化剂物质全部贮存在电池内，而是在工作时，不断地 从外界输入，同时把电极反响产物不断排出电池。燃料电池的正极和负极都用多孔炭和多孔镍、

22、铂、 铁等制成。从负极连续通入氢气、煤气、发生炉煤气、水煤气、甲烷等气体；从正极连续通入氧气 或空气。电解液可以用碱如氢氧化钠或氢氧化钾等 把两个电极隔开。化学反响的最终产物和燃烧时 的产物相同。燃料电池的特点是能量利用率高，设备轻便，减轻污染，能量转换率可达70鳩上。2电极反响：一般燃料电池发生的电化学反响的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反响写 出总的电池反响，但不注明反响的条件。负极发生氧化反响，正极发生复原反响，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反响 。以氢氧燃料电池 为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性： 当电解质溶液呈酸性时：负极：2H2-4e =4H+正极：O 2+ 4

23、 e4H+ =2H2O 当电解质溶液呈碱性时：负极：2H2+ 40H 4e 三 4H2O正极：O 2+ 2出0 + 4 e 三 4OH- 当电解质溶液呈中性：正极：02 + 2H2O + 4e- = 40H-这个和金属的吸氧腐蚀是一样的负极：2H2 - 4e- = 4H+3燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低5、海水电池：该电池以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。负极材料是铝，正极材料可以用石墨。电极反响式为：负极反响：AI - 3 e三Al3+,正极反响：2Hb0+ Q+ 4 e三40H。电池总反响式为： 4AI + 3Q6f0= 4AI 0H36、原电池

24、正、负极的判断：1从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。2从电子的流动方向：负极流入正极3从电流方向：正极流入负极4根据电解质溶液内离子的移动方向：阳离子流向正极，阴离子流向负极5根据实验现象：溶解的一极为负极；增重或有气泡一极为正极6根据电极反响：失电子发生氧化反响的为负极；得电子发生复原反响的为正极。7、原电池电极反响的书写方法：1负极反响式的书写：1负极材料本身被氧化： 金属电极失去电子生成的金属阳离子不与电解质溶液溶液反响：M-ne-=Mn+ 金属电极失去电子生成的金属阳离子与电解质溶液溶液反响：将金属失电子的反响、金属阳 离子与电解质溶液的反响叠加在一起。如铅

25、蓄电池的负极反响式为：-2-Pb -2e + SQ =PbSQ.2假设负极材料本身不参与反响:如氢氧燃料如燃料电池，要将燃料失电子的反响极其产物与电解质溶液的反响叠加在一起写。电池KOH溶液为电解质溶液的负极反响式为:H2 -2e + 2OH =2展02正极反响式的书写: 负极金属与电解质溶液能发生反响:在正极上电解质溶液中氧化性强的离子被复原。阳离子氧化性的强弱顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>稀 HNO3 电离的 NO3->H+ 指酸电离的>Pb2+>Sn2+> Fe2+>Zn2+ 3+2+ + 2+ +>AI >

26、Mg >Na >Ca >K如Zn、Cu、稀fSQ组成的原电池：2H+ + 2e -=出匸如Zn、Cu、CuSQ组成的原电池： C+ + 2e - =CuQ.34如Fe、Cu稀HNO组成的原电池:负极金属与电解质溶液不发生反响如铁、铜、氢氧化钠溶液组成的原电池:N0+4l4+3e-=N0r +2HH0:在正极上被复原的物质一般是溶解在电解质溶液中的Q + 4e ' +2H2O =40H原电池的总反响式一般把正极和负极反响式相加而得。特殊情况：以下情况并不是较活泼金属做负极:Mg、Al、稀HzSQ组成的原电池:负极Al反响:2AI-6e - + 80H-= 2AI0 2

27、+ 4H 20正极Mg反响:6H+ + 6e - =3H2fFe 或 Al、Cu浓HN03组成的原电池:负极Cu反响:Cu - 2e ' = Cu 2+_ + _正极Fe或 AI反响：2NO3 + 4H + 2e =2NO2 f + 2H>0Mg、Al、Na0H溶液组成的原电池:Mg为正极。由于Mg与Na0H溶液不反响，而 AI能与Na0H溶液反响，故 AI为负极,负极AI反响：2AI 6e- + 80H=2AI02- + 4Hz0正极Mg 反响：6H+ + 6e-=3H2 T总反响式：2AI + 20H + 4f0=2AIQ- +fP等也会与NaOH反响,所以如果Mg Zn、N

28、aOH组成的原电池，Zn是负极;Fe、NaOH组成的原电池，Si是负极。Si、NaOH溶液 乙H畠6溶液 甲备注：类似的还有 Zn也与Na0H会反响，Si、S、 例：有甲、乙两位学生均想利用原电池反响检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入 6 mol/L的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol/L的NaOH溶液中，如右图所示。以下关于电极的判断正确的选项是 ( )A. 甲中镁作负极，乙中镁作负极B. 甲中镁作负极，乙中铝作负极C. 甲中铝作正极，乙中铝作正极D. 甲中镁作正极，乙中铝作正极解析：选B。甲中在酸性溶液中金属镁较金属铝容易失去电子，所以甲中金属镁

29、作为原电池的负极； 而乙中在碱性溶液中金属铝较金属镁更容易失去电子，所以乙中金属铝作为原电池的负极。8、如何设计化学电池：例如：以 2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2 为依据，设计一个原电池。(1) 将氧化复原反响拆成氧化反响和复原反响两个半反响，分别作原电池的负极和正极的电极反响式：负极： Cu2e=Cu2正极： 2Fe3 2e=2Fe2(2) 确定电极材料如发生氧化反响的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气体(如H2)或溶液中的复原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。发生复原反响的电极材料必须不如负极材料活泼。 本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。(3) 确定电

30、解质溶液一般选用反响物中的电解质溶液即可。如本例中可用 FeCl3 溶液作电解液。(4) 构成闭合电路。特别提醒：设计原电池时，假设氧化复原方程式中无明确的电解质溶液，可用水作电解质，但为了增 强其导电性，通常参加强碱或一般的强酸。如燃料电池，水中一般要参加KOH或 H2SO49、常见原电池方程式：(1) CuH2SXZn原电池正极： 2H+ + 2e- t H2 f负极： Zn - 2e- t Zn 2+总反响式： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 f(2) Cu FeCI3C 原电池正极： 2Fe3+ + 2e- t 2Fe2+负极： Cu - 2e- t Cu2+总反响式： 2F

31、e3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+3钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极： O2 + 2H2O + 4e- t 4OH -负极： 2Fe - 4e- t 2Fe2+总反响式： 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe OH24氢氧燃料电池中性介质正极： O2 + 2H2O + 4e- t 4OH -负极： 2H2 - 4e- t 4H+ 总反响式： 2H2 + O2 = 2H2O5氢氧燃料电池酸性介质正极： O2 + 4H+ + 4e- t 2H2O负极： 2H2 - 4e- t 4H+ 总反响式： 2H2 + O2 = 2H2O6氢氧燃料电池碱性介质正极： O2 + 2H2O +

32、 4e- t 4OH - 负极： 2H2 - 4e- + 4OH- t 4H2O 总反响式： 2H2 + O2 = 2H2O7铅蓄电池放电正极 PbO2 ：PbO2 + 2e- + SO42-+ 4H+ t PbSO4 + 2H2O负极 Pb ：Pb- 2e-+ SO42- t PbSO4总反响式： Pb+PbO2+4H+ 2SO42- = 2PbSO4 + 2H2O8 Al NaOFPMg 原电池正极：6H2O + 6e- t 3H2 T + 6OH -负极： 2Al - 6e- + 8OH- t 2AlO2 - + 4H2O 总反响式： 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+ 3H2T

33、9CH4 燃料电池 碱性介质 正极： 2O2 + 4H2O + 8e- t 8OH -负极： CH4 -8e- + 10OH- t CO32 - + 7H2O总反响式： CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O10熔融碳酸盐燃料电池Li2CO3 和Na2CO3 熔融盐作电解液，CO作燃料：正极：02 + 2CO2 + 4e- 宀2CO32 -持续补充 CO2气体负极：2CO + 2CO32- - 4e-宀 4CO2总反响式：2CO + O2 = 2CO211 银锌纽扣电池 碱性介质正极 Ag2O : Ag2O + H2O + 2e- 宀 2Ag + 2OH -负极 Zn

34、: Zn + 2OH- -2e- 宀 ZnO + H2O总反响式：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag三、电解池1、电解原理1 电解概念：电流外加直流电通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化复原反响被动的不是自 发的的过程叫点解。点解过程吧电脑转化为化学能。2电解池：1定义：把电能转化为化学能的装置，也叫电解槽2电解池的组成条件：A .与电源相连的两个电极；B. 两个电极插入电解质溶液或熔融的电解质中；C. 形成闭合电路。3放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化复原反响的过程4电子流向：电源负极t 电解池阴极t 离子定向运动电解质溶液t 电解池阳极电源正极5电极名称及反响：阳极：与

35、直流电源的 正极 相连的电极，发生 氧化 反响阴极：与直流电源的 相连的电极，发生 复原 反响隋性电极一一只导电，不参与氧化复原反响C/Pt/Au活性电极既导电又参与氧化复原反响Cu/Ag6工作原理：点解的过程是前提是阳极为惰性电极电解质溶液或熔融电解质中的阴、阳离子在电 流的作用下发生定向移动，在阳极和阴极分别被氧化和被复原生成新物质的过程。7电解CuC2溶液的电极反响:阳极：2C-2e-=Cb 氧化阴极：Cu2+2e-=Cu复原总反响式：CuC2 =Cu+C2 f3电解时电极产物的判断：1阳极产物的判断：A. 阳极是活性电极：阳极是金属活动顺序表中 Ag或Ag前面的金属，那么电极本身失去电

36、子，电极溶解。B. 阳极是惰性电极Pt、Au、石墨：阳极是惰性电极，那么是电解质溶液中的 阴离子失去电子，阳极产物要根据阴离子放电顺序来 判断：g->>Br->C->OH->NO3->SQ2-等含氧酸根离子>F-SC32-/MnO 4->OH-卩日极阴离子啟电无氧醴根 A OH- A 舍重霰根阴极阳离子啟电不活凌金属阳离子> 活泼金属阳离子2阴极产物的判断：阴极本身不参与电极反响，阴极是电解质溶液中的阳离子得到电子放电，阳离子放电顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>稀 HNO3 电离的 NO3->H+

37、 指酸电离的>Pb2+>Sn2+> Fe2+>Zn2+>AI3+2+ + 2+ +>Mg >Na >Ca >K4电解中电极附近溶液 pH值的变化：1 电极区域 A 阴极H放电产生阴极区域pH变大。B阳极OH放电产生 Q,阳极区域pH变小。2电解质溶液中：A 电解过程中，既产生H2,又产生Q,那么原溶液呈酸性的 pH变小，原溶液呈碱性的pH变大,原溶液呈中性的pH不变浓度变大。B 电解过程中，无H2和Q产生，pH几乎不变。但象 CuCl2变大C. 电解过程中，只产生H2, pH变大。D. 电解过程中，只产生Q，pH变小。5惰性电极电解电解质水

38、溶液的规律电解质分类：1 电解水型：含氧酸H2SO、HNO3等，强碱NaOH、KOH等，活泼金属含氧酸盐 NazSO、KNO3 等2 电解电解质型：无氧酸HCI、HBr等，但HF除外，不活泼金属的无氧酸盐CuCb等，氟化物除外3放氢生碱型： 活泼金属的无氧酸盐如 NaCI、KBr等，但氟化物除外4 放氧生酸型： 不活泼金属的含氧酸盐如CuSQ、AgNO等类型实例电极反响电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原分解HCI阴极：2H+2e-=H2 f电解减小增大通HCI气电解阳极:2CI- - 2e-=Cb f质体质型总反响式： 2HCI电解,t H2 f + Cb fCuC22+ -阴极：Cu +2

39、e =Cu不变加 CuCI2阳极：2CI-2e-=C2 f粉末总反响式： CuC2 Cu+ C2 f放H2NaCI阴极：2H+2e-=H2 f电解生成新增大通HCI气生成阳极：2CI -2e =CI2 f总反响式：质和电解质体碱型2NaCI+2H 2O 电L 2NaOH+H 2+ CU水放氧CuSQ阴极：2 Cu2+4e-=2Cu电解生成新减小氧化铜生酸阳极：4OH - 4e =2H2O+O2 f总反响式：质和电解质型2CuSO+2HO 电解、2CU+HSQ+ O2 f水电解NaOH+ -阴极:4H +4e=2H2 f水增大增大水水型H2SO阳极:4OH- 4e-=2H2O+O2 f减小Na2

40、SO总反响式：不变2H2O一电 2H2 f + O2f2、电解原理的应用1电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气氯碱工业电极反响见上表。2电镀：应用电解原理在某些金属外表镀上一薄层其他金属或合金的方法1电极、电解质溶液的选择：阳极：镀层金属，失去电子，成为离子进入溶液M ne=Mn+n+阴极：待镀金属镀件：溶液中的金属离子得到电子，成为金属原子，附着在金属外表:+ ne = M电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液2镀铜反响原理：阳极纯铜：Cu-2e=C+，阴极镀件：C+2e=Cu,电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO溶液3铜的精炼阳极：粗铜；阴极：纯铜；电解质溶液：硫酸铜3电冶金1 、电冶金

41、：使矿石中的 金属阳离子 获得电子，从它们的化合物中复原出来用于冶炼活泼金属， 如钾、钠、镁、钙、铝2 、电解熔融氯化钠：通电前，氯化钠高温下熔融：NaCI = Na+ + Cl通直流电后：阳极：2Na+ + 2e = 2Na阴极：2C 2e = C2f总反响式：2NaCI熔融一点解 > 2Na+Cl2 2NaCI熔融一-点解 > 2Na+CI 2 f4 规律总结：原电池、电解池、电镀池的判断规律1 假设无外接电源，又具备组成原电池的三个条件。有活泼性不同的两个电极；两极用导线 互相连接成直接插入连通的电解质溶液里；较活泼金属与电解质溶液能发生氧化复原反响有 时是与水电离产生的 H

42、+作用，只要同时具备这三个条件即为原电池。2 假设有外接电源，两极插入电解质溶液中，那么可能是电解池或电镀池；当阴极为金属，阳极亦 为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时，那么为电镀池。假设多个单池相互串联，又有外接电源时，那么与电源相连接的装置为电解池成电镀池。假设无外接电源时，先选较活泼金属电极为原电池的负极电子输出极，有关装置为原电池，其余为电镀池或电解池。装置Unfrzrj maoisaiffC晦Q定义装置特点将化学能转变成电能的装置无外接电源将电能转变成化学能的装置有外接电源应用电解原理在某些金属外表镀上一侧层其他金属有外接电源反响特征自发反响非自发反响非自发反响装置特征无电源

43、，两级材料不有电源，两级材料可冋可不有电源同同形成条件活动性不同的两极两电极连接直流电源1镀层金属接电源正极，待电解质溶液两电极插入电解质溶液镀金属接负极；2电镀液必形成闭合回路形成闭合回路须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属阳极：与电源正极相连名称同电解，但有限制条件正极：较不活泼金属阳极：必须是镀层金属能导电非金属阴极：与电源负极相连阴极：镀件电极反响负极：氧化反响，金阳极：氧化反响，溶液中的属失去电子阴离子失去电子，或电极金阳极：金属电极失去电子正极：复原反响，溶属失电子液中的阳离子得电子阴极：复原反响，溶液中的阴极：电镀液中阳离子得到或者氧气得电子吸阳离子得到电子电子氧腐蚀电子

44、流向负极t正极电源负极t阴极同电解池电源正极t阳极溶液中带电粒阳离子向正极移动阳离子向阴极移动同电解池子的移动阴离子向负极移动阴离子向阳极移动联系在两极上都发生氧化反响和复原反响原电池与电解池的极的得失电子联系图：阳极佚 e- 正极得 e- 负极失 e- 阴极得第三单元金属的腐蚀和防护、金属的电化学腐蚀1、概念:金属腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反响而腐蚀损耗的现象。本质：都是金属原子 失去 电子而被氧化生成金属阳离子的过程2、金属腐蚀的类型：电化学腐蚀化学腐蚀定义不纯的金属或合金发生原电池反响， 使较活泼的金属失去电子被氧化而引 起的腐蚀。金属与其他物质直接接触发生氧化复原而

45、弓1起的腐蚀条件不纯金属或合金与电解质溶液接触金属与非电解质直接接触现象有微弱的电流产生无电流产生本质较活泼的金属被氧化的过程金属被氧化的过程实例钢铁在潮湿的空气中被腐蚀金属与C2。2等物质直接反响关系化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀更加普遍，危害更严重3、钢铁电化学腐蚀的分类：(1) 析氢腐蚀一一腐蚀过程中不断有氢气放出 条件：潮湿空气中形成的水膜，酸性较强(水膜中溶解有CQ、SC2、H2S等气体) 电极反响：负极：Fe -2e- = F+ 正极：2H + 2e = H2 T总式：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 T(2) 吸氧腐蚀一一反响过程吸收氧气 条件：中性或碱性或弱

46、酸性溶液 电极反响：负极：2Fe -4e- = 2F+正极：O2+4e- +2H2O = 4OH'总式：2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH>2+ -离子方程式：Fe + 2OH = Fe(OH)>生成的Fe(OH)2被空气中的。2氧化，生成 Fe(OH :Fe(OH)? + O2 + 2H2O = 4Fe(OH>Fe(OH)3脱去一局部水就生成 Fe?。 x巴0 (铁锈主要成分) 规律总结：金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀防腐措施由好到坏的顺序如下 外接电源的阴极

47、保护法牺牲负极的正极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀二、金属的电化学防护1、利用原电池原理进行金属的电化学防护1、牺牲阳极的阴极保护法原理：原电池反响中，负极被腐蚀，正极不变化 应用：在被保护的钢铁设备上装上假设干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备 负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护2、外加电流的阴极保护法原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反响产生的电流不能输送，从而 防止金属被腐蚀应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中， 接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反响。2、改变金属结构：把金属制成防腐的合

48、金3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、外表钝化等专题 2 化学反响速率和化学平衡第一单元 化学反响速率一、化学反响速率的表示方法1、 化学反响速率 v 1定义： 用来衡量化学反响的快慢，单位时间内反响物或生成物的物质的量的变化量。2表示方法 ：单位时间内反响物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示3计算公式：v= A c/ t v：平均速率， c：浓度变化， t:时间单位：mol/ Ls或 mol/L min或 mol/ L h2、有关化学反响速率注意以下几个问题： 物质浓度常采用物质的量浓度，以 mol/L 为单位。 化学反响速率可用反响体系中某一种反响物或生成物浓度的变化来表示，一

49、般是以最容易测定的一种物质表示之，且应标明是什么物质的反响速率。 一般说在反响过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反响速率实际上是这一段时间内 的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。 化学反响速率都为正值，没有负值。 用化学反响速率来比拟不同反响进行得快慢或同一反响在不同条件下反响的快慢时，应选择 同一物质来比拟。 对于有纯液体或固体参加的反响一般不用纯液体或固体的浓度变化表示化学反响速率。3、用不同物质表示的同一反响的反响速率的关系：用不同的物质表示同一反响的反响速率时其数值可能不同，但表达的意义是相同的，各物质表示的反响速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行

50、换算：Va _Vb _Vc _Vd对于反响 mA(g)+ nB(g) =pc(g)+qD(g)来说，那么有 m 一 n 一 p 一 q。即各物质的反响速率之比等于方程式中的系数比：v(A): v(B): v(C): v(D)= m: n: p : q = . ：c(A): . ：c(B):. ：c(C): ：c(D)=(A): . ：n(B): :n(C): ：n(D)二、影响化学反响速率的因素1、分子间的有效碰撞(1) 化学反响的过程：是反响物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程，即反响物分子(或离子)间的化学键断裂、生成物分子中化学键形成的过程。(2) 发生化学反响的先决条件：反响物分子

51、(或离子)间的相互碰撞。但并不是所有反响物分子间的每次碰撞都发生化学反响。(3) 有效碰撞理论：能够发生化学反响的碰撞。是发生化学反响的充分条件。(4) 活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化分子能量高。(5) 活化能：活化分子多出的那局部能量(或普通分子转化成活化分子所需的最低能量)。(6) 活化能与化学反响关系：在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数就越多，单位时间内有效碰撞的次数就越多，化学反响速率就越快。一般来说，活化能低，反响速率快。2、影响化学反响速率的因素：(1 )决定因素(内因)：反响物的性质(决定因素)(2) 条件因素(外因

52、)：反响所处的条件：浓度、压强、温度、催化剂、固体颗粒大小等。外因对化学反响速率影响的变化规律条件娈化活化分子的量的变化化的浓度增大单位体积里趕数目增多，百分数不歪増大咸小单住体积里恿数目减少r百今数不至减小气休反压强増丸单伎体积車息数目增多，百分数不变减小羊佞体积里总数目减少，百分数不变减小的温度百分釵蜡大，单位体积里篡敛日蜡多増大降低百分数咸少"单位体积里篡敦目咸少减小的催化使用百分敌別增，羊佞体积里.篡数目剧增剧増撤去百仝就剧咸，羊位休积里总数目剧减剧减其他电峨波，起声波、固体反响畅萩転 的大小'溶制等有影 晌 浓度对化学反响速率的影响：本质原因：反响物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的频率增加，反响速率增 大。1在其他条件不变时，增大反响物浓度，可以增大反响速率；减小反响物的浓度，可以减小化 学反响的速率。2此规律只适用于气体或溶液的反响，对于纯固体或液体的反响物，一般情况下其浓度是常 数，因此改变它们的量一般不会改变化学反响速率。3 一般来说，固体反响物外表积越大，反响速率越大，固体反响物外表积越小，反响速率越 小。4