化学反应原理课件

专题一化学反应与能量变化专题二化学反应速率与等效平衡专题三溶液中的离子反应化学反应原理1专题一化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应第二单元化学能与电能的转化第三单元金属的腐蚀与防护2前言打*的为了解、感悟内容打★的为重点、难点内容加下划线有颜色的字词为注意和记忆内容所有的图解为重点和难点内容3第一单元化学反应中的热效应化学反应的焓变抽象概念：在恒温、恒压下化学反应过程中吸收（释放）的热量。严格概念*：在恒温、恒压的条件下，体系仅做体积功、不做其他功的变化过程中的热效应。符号：ΔH；常用单位：kJ·mol-14焓变产生的原因和条件：反应物和生成物都具有能量反应物与生成物存在能量差值（不绝对相等）化学反应能够在一定条件下进行5焓变种类的划分：吸热反应：正焓变ΔH=E2-E1>0★(E1’-E2’>0)放热反应：负焓变ΔH=E2-E1<0★(E1’-E2’<0)无反应*：零焓变ΔH=0（E1表示反应物的总能量，E2表示生成物的总能量；E1’表示反应物断开化学键所要吸收的总能量，E2’表示生成物形成化学键所要放出的总能量）6总能量E反应过程反应物E1生成物E2反应物E1生成物E2吸收能量放出能量ΔH>0ΔH<0o总键能E’反应过程反应物E1’断键吸收的能量成键放出的能量o反应物E1’生成物E2’生成物E2’ΔH<0ΔH>0断键吸收的能量成键放出的能量吸收能量放出能量（本质原因）（直接原因）7反应热与热化学方程式的概念反应热：指在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收（放出）的热量（焓变包涵与内）热化学方程式：表示反应热的化学方程式8热化学方程式的书写标明反应物和生成物的状态、反应温度和压强（未标明表示常温常压——25℃（298K）、101kPa下的反应热）聚集状态：气体“g”(gas),液体“l”(liquid),固体“s”(solid)，溶液“aq”(aqueous)化学计量数：整数或简单分数（注：同一反应中，计量数不同，ΔH就不同）9热化学方程式的书写模板aA(w)+bB(x)===Cc(y)+dD(z)ΔH=QkJ·mol-1（注：abcd表示化学计量数，AB表示反应物，CD表示生成物，wxyz表示物质状态，Q表示吸收或放出的能量。）一定条件10盖斯定律：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。即焓变ΔH只与反应的起末状态有关。（我们可以由此求未知反应的焓变，如中间反应）11能源的分类自然能源(一级能源)：化石燃料（如煤，石油、天然气、植物秸秆等，属于化学能，不可再生）；光能、水能、新风能、新潮汐能、新地热能、新氢能、新生物质能等（可再生）人工能源（二级能源）：电能、一氧化碳、酒精等（可再生）12能源的充分利用化石燃料的燃烧效率的衡量——标准燃烧热或热值标准燃烧热：在101kPa（一个大气压）下，1mol物质完全燃烧（产生的是稳定的化合物）的反应热，单位：kJ·mol-1热值：1g(单位质量或体积)物质完全燃烧的反应热,单位：kJ·g-1或kJ·cm-113第二单元化学能与电能的转化化学能→电能——原电池原电池的构造：1.不同活动性的金属电极（使其自发进行）；2.电解质溶液(一种也可以多种）；3.导线（铜丝）；4.电流计（G）；5.盐桥（含KCl饱和溶液的琼脂，离子能在盐桥中移动），作用：使溶液保持电中性构成闭合溶液14原电池的工作原理电流(I)：正极→负极电子(e-)：负极→正极负极(氧化反应)：还原剂(被氧化,失电子)→氧化产物正极(还原反应)：氧化剂(被还原,得电子)→还原产物阴离子→负极阳离子→正极15原电池（一）CuSO4溶液

Fe

Cu正极负极e-e-ICu2+SO42-Fe2+-2e-+2e-电流计G电解质溶液导线溶解沉积16该原电池电极反应式负极(氧化)：Fe-2e-==Fe2++正极(还原)：Cu2++2e-==Cu总反应式：Fe+Cu2+==Fe2++Cu17原电池（二）

ZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCuCl-K+e-e-Zn2+Cu2+I负极正极盐桥电解质溶液导线电流计18该原电池电极反应式负极(氧化)：Zn-2e-==Zn2++正极(还原)：Cu2++2e-==Cu总反应式：Zn+Cu2+==Zn2++Cu19原电池反应的要点还原性强弱（电极材料作负极的能力）K>Ca>Na>Mg>Al>Mn>Zn>Fe>Co>Ni>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au氧化性强弱F>Cl>Br>I20电能→化学能——电解池电解池的构造1.两个电极（金属或石墨）2.电解质溶液3.直流电源4.导线（铜丝）构成闭合电路21电解池的工作原理电流：阴极→阳极电子：阳极→阴极阳极→接电源正极(氧化反应)：还原剂（被氧化，失电子）→氧化产物阴极→接电源负极(还原反应)：氧化剂（被还原，得电子）→还原产物阳离子→阴极阴离子→阳极22电解池（一）CuCl2溶液I阳极阴极Cu2+Cl-e-e-CuCl2石墨石墨23该电解池电极反应阴极（还原）：Cu2++2e-==Cu阳极（氧化）：2Cl--2e-==Cl2↑电解反应：CuCl2==Cu+Cl2↑通电24电解池反应的要点活性电极参与反应;惰性电极（石墨(C)、铂(Pt)、金(Au)）和阴极不参与反应氧化性强弱(在阴极析出的先后)Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+还原性强弱(在阳极析出的先后)S2->I->Br->Cl->OH->SO42->NO3->F-25电解的应用⑴——活泼金属制取Na电解熔融氯化钠,Mg电解熔融氯化镁,Al电解熔融氧化铝电解法还原法热分解法K,Ca,Na,Mg，(Al),ZnFe,Sn,Pb,CuHg,Ag,Pt,Au电解熔融氯(氧)化物活泼金属置换加热氧化物26电解的应用⑵——金属的精炼Cu的精炼CuSO4溶液粗铜精铜Cu2+阳极泥AgPtAu阳极阴极阳极：Cu-2e-==Cu2+阴极：Cu2++2e-==Cu27电解的应用⑶——电镀镀银AgNO3溶液银待镀金属Ag+阳极阴极阳极：Ag-e-==Ag+阴极：Ag++e-==Ag28电解的应用⑷——★氯碱工业Na+Cl2Cl-H2OH-NaOH溶液稀NaOH溶液稀食盐水浓食盐水阳离子交换膜阳阴29该电解池电极反应阴极：2H++2e-==H2↑阳极：

2Cl--2e-==Cl2↑电解反应：

2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑通电30氯碱工业的难点稀食盐水的流出：提高电解的效率浓食盐水的作用：1.为电解提供足够的Cl-；2.提供烧碱的原料之一Na+稀NaOH的作用：1.为电解提供足量的H2O(H+)；2.提供烧碱制取的原料浓NaOH的流出：1.促进水的电离；2.烧碱的制取阳离子交换膜的作用：使Na+（烧碱制取的原料）、H+（电解原料）通过，Cl-、OH-、H2O、H2、Cl2不能通过（Cl2与H2

、OH-

接触易发生爆炸）31综合应用——化学电源一次电池（原电池）例：锌锰干电池（只能放电）负极：Zn+2OH--2e-==Zn(OH)2正极：2MnO2+2H2O+2e-==2MnOOH+2OH-电池反应：

2MnO2+Zn+2H2O==2MnOOH+Zn(OH)232二次电池（原电池—电解池）例：★铅蓄电池（能放电，能充电）负极：Pb+SO42--2e-==PbSO4正极：PbO2+SO42-+4H++2e-==PbSO4+2H2O电池反应：Pb+PbO2+

4H++2SO42-==2PbSO4+2H2O阴极：PbSO4+2e-==Pb+SO42-阳极：PbSO4+2H2O-2e-==PbO2+4H++SO42-电解反应：2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+

4H++2SO42-总反应：Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O放电充电33燃料电池（原电池）例：氢氧燃料电池注：燃料电池以燃料作为负极，氧化剂作为正极，常见的燃料有甲烷(CH4)、甲醇(CH3OH)、肼(N2H4)、氨(NH3)★碱性(负极加OH-)中性酸性(正极加H+)负极H2+2OH--2e-==2H2OH2-2e-==2H+H2-2e-==2H+正极1/2O2+H2O+2e-==2OH-1/2O2+H2O+2e-==2OH-1/2O2+2H++2e-==H2O电池反应H2+1/2O2==H2O34第三单元金属的腐蚀与防护金属的电化学腐蚀电化学腐蚀的种类1.析氢腐蚀（有氢气产生）2.吸氧腐蚀（与氧气发生化学反应）35例：钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀负极Fe-2e-==Fe2+2Fe-4e-==2Fe2+正极2H++2e-==H2↑O2+2H2O+4e-==4OH-总反应Fe+2H+==Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)236金属的电化学防护电化学防护的种类1.牺牲阳极的阴极保护法（原电池）★2.外加电流的阴极保护法（电解池）37例：钢铁的电化学防护（1）海水锌铁Zn2+负极正极38例：★钢铁的电化学防护（2）阳极:Cu2+>Cl->OH-

Cu(OH)2Cl2O2阴极:一直为H2电解过程：1.电解Cu+H2O2.电解HCl3.电解H2O海水铜铁