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第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化第1课时化学反应与热能一、化学反应与能量1.实验探究:实验操作试管中加入2mL2mol·L-1盐酸,并用温度计测量其温度,再向试管中放入打磨过的镁条将20gBa(OH)2·8H2O晶体研细后与10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌,玻璃片盖上烧杯实验装置
实验现象____________________________________________有刺激性气味气体产生,用手触摸杯壁下部,烧杯壁_____,试着用手拿起烧杯,________________镁条逐渐溶解,有气泡产生,温度计的示数升高变凉木片黏在烧杯上实验结论该反应_________该反应_________化学反应发生时伴有_________________放出热量吸收热量热量的释放和吸收2.放热反应和吸热反应(1)含义:①放热反应:_________的化学反应。②吸热反应:_________的化学反应。释放热量吸收热量(2)实例:①放热反应:a.镁条、铝片与盐酸的反应;b.木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧;c.氢气与氯气的化合。②吸热反应:a.氢氧化钡与氯化铵的反应;b.盐酸与碳酸氢钠的反应;c.灼热的炭与二氧化碳的反应。【微思考】冬季生活中常常采用下列方法获得热量:①烧炭取暖;②用电暖器取暖;③天然气壁挂炉取暖;④空调取暖;⑤地下水循环取暖等,都属于放热反应吗?提示:①③属于。发生化学反应时释放热量才是放热反应,①③分别属于煤炭和甲烷的燃烧反应。②④是电能转化为热能;⑤只是热量的交换。二、化学键与化学反应中能量变化的关系1.化学反应中能量变化的本质原因:(1)原因:(2)实例:计算分析:化学键反应中能量变化1mol化学键反应中能量变化H—H吸收436kJ共吸收679kJCl—Cl吸收243kJH—Cl放出431kJ共放出862kJ结论679kJ-862kJ=-183kJ,即反应放出183kJ热量2.多角度分析化学反应的能量变化分析角度放热反应吸热反应微观断键吸收的热量_____成键放出的热量断键吸收的热量_____成键放出的热量宏观反应物的总能量_____生成物的总能量反应物的总能量_____生成物的总能量小于大于大于小于【巧判断】(1)吸热反应需要加热才能反应。 (
)提示:×。如氢氧化钡与氯化铵的反应吸热,在常温下就能进行。(2)已知Al与稀盐酸的反应为放热反应,即Al的能量大于H2的能量。 (
)提示:×。反应放热说明反应物的总能量大于生成物的总能量,即Al与稀盐酸具有的总能量大于AlCl3与H2所具有的总能量,而Al与H2的能量大小无法比较。(3)有能量变化的物质变化一定是化学变化。 (
)提示:×。有能量变化的物质变化不一定是化学变化,物质发生物理变化时也伴有能量变化。如冰融化、氢氧化钠的溶解等。三、人类对能源的利用1.利用的三个阶段:2.化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题(1)一是其短期内不可再生,储量有限;(2)二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。3.在燃料利用过程中,节能的主要环节:(1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率;(2)能量利用阶段——可通过使用节能灯,改进电动机的材料和结构,以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用,有效提高能量利用率。4.新能源(1)特点:资源丰富、______________________。(2)人们比较关注的新能源:_____能、___能、地热能、海洋能和___能等。可以再生,对环境无污染太阳风氢【情境·思考】2019中国(山西)国际清洁能源博览会于2019年6月28日上午在太原开幕。本次展会以“清洁低碳、绿色发展”为主题,聚焦煤炭清洁利用、新能源、储能、节能环保等领域,展示新技术新产品新应用,搭建中西部清洁能源及设备供需平台,促进煤改电、煤改气、煤改清洁采暖在中西部的实施,加强雾霾的治理,有效改善呼吸环境。(1)提高燃料的燃烧效率应该从哪些方面考虑?提示:使燃料与氧气充分接触,如将煤粉碎、液化和气化;通入充足的氧气。(2)日常生产、生活中常常采用下列能源:①煤;②石油;③天然气;④太阳能;⑤水能;⑥氢能;⑦核能;⑧风能;⑨地热能等,属于清洁能源的有哪些?提示:④⑤⑥⑦⑧⑨。清洁能源即绿色能源,是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源,它包括核能和可再生能源。可再生能源是指原材料可以再生的能源,如水力发电、风力发电、太阳能、水能、生物能(沼气)、地热能(包括地源和水源)、海潮能等能源。知识点一放热反应与吸热反应的理解【重点释疑】1.放热反应与吸热反应的比较:放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量放热反应吸热反应反应过程图示
2.常见的放热反应和吸热反应3.化学反应遵循的两条基本规律(1)质量守恒定律:自然界的物质发生转化时,总质量保持不变。(2)能量守恒定律:一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量,但体系包含的总能量不变。【思考·讨论】(1)做实验时,吸热反应和放热反应都用到酒精灯,怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应?放热反应加热的目的是什么?提示:持续用酒精灯加热,撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应;开始用酒精灯加热,反应开始后,撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热的目的一般是引发反应或加快反应速率。(2)放热反应一定容易发生,吸热反应一定难发生吗?提示:不一定。反应放热和吸热与反应的条件无关,有些放热反应必须加热才能发生,如木炭的燃烧;而有些吸热反应常温下就能发生,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应。【案例示范】【典例】(2019·菏泽高一检测)下列说法正确的是 (
)A.Fe与S在加热条件下才能发生反应,所以该反应属于吸热反应B.HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量C.分解反应都是吸热反应,化合反应都是放热反应D.合成氨的反应是放热反应,所以N2与其他物质的反应也是放热反应【解题指南】解答本题需注意以下3点:(1)反应放热还是吸热与反应条件无关。(2)熟记常见的放热反应和吸热反应类型。(3)注意知识迁移的合理性。【解析】选B。Fe与S虽然需加热才能发生反应,但反应开始后,停止加热,反应能继续进行,加热只是为了引发反应,所以该反应是放热反应,A错误;中和反应都是放热反应,B正确;分解反应不一定是吸热反应,如H2O2的分解反应就是放热反应,化合反应也不一定是放热反应,如CO2与C的反应就是吸热反应,C错误;与N2反应的物质不同,能量变化也不同,不能根据合成氨反应的能量变化来类推N2与其他物质反应的能量变化,如N2和O2在放电条件下生成NO就是吸热反应,D错误。【母题追问】(1)上题B项含有等物质的量H2SO4的稀硫酸、浓硫酸分别与足量的氢氧化钠溶液反应放出的热量相等吗?提示:不相等。浓硫酸与足量的氢氧化钠溶液反应放出的热量除了中和反应放出的热量,还有浓硫酸稀释放出的热量。(2)从物质能量的角度解释上题D项合成氨反应放热的原因?提示:合成氨反应中,参加反应的N2和H2的总能量大于生成的NH3的总能量,故反应放热。【规律方法】放热反应和吸热反应判断“四"方法(1)依据反应条件判断。通常需要持续加热的反应为吸热反应。(2)依据能量变化图象判断。反应物的总能量大于生成物的总能量,则反应为放热反应;反之,则为吸热反应。(3)依据断键和成键所吸收和释放的能量数据判断。如果旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量,则为吸热反应;反之,为放热反应。(4)经验判断法:根据常见的放热反应、吸热反应的类型判断。【迁移·应用】1.(2019·邯郸高一检测)下列说法正确的是(
)A.任何化学反应都伴随着能量的变化B.H2O(g)→H2O(l)该过程放出大量的热,所以该过程是化学变化C.化学反应中能量的变化都表现为热量的变化D.对于如图所示的过程,是吸收能量的过程【解析】选A。任何化学反应都有能量的变化,但有能量变化的过程不一定是化学变化,如物质的三态变化,虽然存在能量变化,但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成,故不是化学变化,B项错误;化学反应中能量变化的形式有多种,除热能外,还有光能、电能等,C项错误;由图象知,该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量,故该过程中放出能量,D项错误。2.(2019·济南高一检测)已知2SO2+O22SO3为放热反应,对该反应的下列说法正确的是(
)A.O2的能量一定高于SO2的能量B.2molSO2和1molO2的总能量一定高于2molSO3的总能量C.SO2的能量一定高于SO3的能量D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生【解析】选B。因反应2SO2+O22SO3为放热反应,所以2molSO2和1molO2的能量和一定高于2molSO3的能量,A错误,B正确,C错误;化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成,而断键过程需要吸收能量,故放热反应有些也需要一定条件,该反应是放热的,但需要加热才能发生,D错误。【补偿训练】1.下列各图中,表示吸热反应的图是(
)【解析】选A。反应物的总能量小于生成物的总能量则为吸热反应。2.(2019·廊坊高一检测)关于吸热反应的说法正确的是 (
)A.凡需加热的反应一定是吸热反应B.只有分解反应才是吸热反应C.使用催化剂的反应是吸热反应D.CO2与CaO化合是放热反应,则CaCO3分解是吸热反应【解析】选D。反应放热还是吸热与是否加热无直接的关系,与是否使用催化剂也无直接关系,多数吸热反应需要加热,但有的不需要加热,例如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,且该反应属于复分解反应,故A、B、C三项错。放热反应的逆过程一定是吸热反应,D正确。【素养提升】
随着人们生活节奏的加快,市场上出现了多种类型的“即食饭盒”等快速给食物加热的产品。下面让我们探究它们的工作原理。(1)有一“自热米饭”的广告播得很火,它介绍在食用时,将一无色液体加入一白色固体中,放上装米饭的盒子,过几分钟米饭马上就热气腾腾,可以食用了,非常方便。请你推测其白色固体和无色液体可能是如下哪个组合? (
)A.硝酸铵和水 B.浓硫酸和水C.氧化钙和水 D.固体酒精和水提示:选C。硝酸铵溶于水吸热,A选项错误;浓硫酸具有腐蚀性,且操作不方便,B选项错误;氧化钙与水反应放出大量的热,C选项正确;酒精溶于水时热效应不明显,D选项错误。(2)目前市面上有一种新型饭盒“即热饭盒”,其原理是在饭盒底部有两层,一层存放水,另一层存放镁和铁的混合物。使用时打开隔离层,即发生反应:Mg+2H2O====X+H2↑。请根据以上信息回答下列各题:①该饭盒底部“即热”存在什么能量之间的转化?提示:化学能转化为热能。
②已知X是一种碱,则X的化学式是什么?你推断X的化学式的依据是什么?提示:根据质量守恒(原子守恒)定律可知X的化学式为Mg(OH)2。③上述化学反应属于哪种基本反应类型?由该反应可知化学反应发生时都伴随什么变化?提示:置换反应。化学反应发生时都伴随着物质的变化和能量的变化。知识点二利用化学键计算化学反应中的能量变化【重点释疑】1.化学键与能量变化的关系:2.计算公式:用Q(吸)表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量,Q(放)表示生成物分子化学键形成时放出的总能量。公式:ΔQ=Q(吸)-Q(放)利用化学键形成和断裂时的能量变化计算化学反应中的能量变化:【思考·讨论】(1)对于放热反应:2H2+O22H2O来说,“断裂1个H—H键和1个O=O键所吸收的能量小于形成1个H—O键所放出的能量”这种说法是否正确?点燃====提示:不正确。在反应2H2+O22H2O中,每断裂1个O=O键,同时断裂2个H—H键,形成4个H—O键;正确说法是断裂2个H—H键和1个O=O键所吸收的能量小于形成4个H—O键所放出的能量。点燃====(2)如图是1mol氢气燃烧的能量变化图,试分析a、b表示的含义。提示:化学反应发生时首先断裂反应物中的化学键,再形成生成物中的化学键,故a表示破坏1molH—H键、0.5molO=O键所吸收的能量,b表示形成2molH—O键所放出的能量。【案例示范】【典例】断开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要吸收的能量为436kJ、391kJ、946kJ。(1)1molN2完全反应生成NH3需________(填“吸收”或“放出”)能量________kJ。
(2)1molH2完全反应生成NH3需________(填“吸收”或“放出”)能量________kJ。(不考虑可逆反应)
【思维建模】解答利用键能计算热量的试题思路如下:【解析】本题可以从断键吸收的能量数值与成键放出的能量数值的相对大小来判断,若E(断键)>E(成键),则为吸热反应;若E(断键)<E(成键),则为放热反应。(1)N2+3H22NH3,生成2molNH3形成6molN—H键时要放出6mol×391kJ·mol-1=2346kJ的能量,拆开1molN≡N键和3molH—H键时吸收的总能量为946kJ+3mol×436kJ·mol-1=2254kJ,整个过程中的能量变化为放出能量,为2346kJ-2254kJ=92kJ。(2)方法一:N2+H2NH3,生成molNH3即形成2molN—H键时,需放出2mol×391kJ·mol-1=782kJ的能量,拆开molN≡N键和1molH—H键时吸收的总能量为mol×946kJ·mol-1+436kJ≈751.33kJ,整个过程中的能量变化为放出能量,为782kJ-751.33kJ=30.67kJ。方法二:由(1)知3molH2生成NH3需放出能量92kJ,则1molH2生成NH3需放出能量为92kJ×≈30.67kJ。答案:(1)放出92
(2)放出30.67【误区警示】规避能量计算时“4”个失分点(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,缺少任何一个过程都不是化学变化。(2)互为可逆反应的正反应和逆反应的能量变化恰好相反。(3)注意计算共价化合物中的共价键数目,如1molH2O中含有2molH—O键,1molH2O2中含有2molH—O键和1molO—O键。(4)计算时要注意化学计量数与共价键总数的关系,不能按1mol计算,要根据实际配平的化学方程式计算反应物或生成物的总能量。【迁移·应用】1.(2019·长沙高一检测)SF6气体已有百年历史,它是法国两位化学家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性气体。六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能,国际上称为“气体绝缘开关设备”。SF6分子结构中只存在S—F键。已知:1molS(固体)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF—F、S—F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)+3F2(g)====SF6(g)(已知s为固体,g为气体)的能量变化为 (
)
A.放出1780kJ的能量 B.放出1220kJ的能量C.放出450kJ的能量 D.吸收430kJ的能量【解析】选B。由题意得1molS(s)和3molF2形成气态硫原子和氟原子共需要吸收能量=280kJ+3×160kJ=760kJ,而生成1molSF6气体时需形成6molS—F键,共放出能量:6×330kJ=1980kJ,因此该反应共放出的能量为1980kJ-760kJ=1220kJ。2.(2019·潍坊高一检测)已知断裂1mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H:436kJ,I—I:151kJ,H—I:299kJ,下列对H2(g)+I2(g)2HI(g)的反应类型判断错误的是 (
)A.放出能量的反应 B.吸收能量的反应C.氧化还原反应 D.可逆反应【解析】选B。依题意,断裂1molH—H键和1molI—I键吸收的能量为436kJ+151kJ=587kJ,生成2molH—I键放出的能量为299kJ×2=598kJ,因为598kJ>587kJ,所以该反应是放出能量的反应;根据反应式可知该反应是可逆反应,也是氧化还原反应。【补偿训练】1.(2019·孝感高一检测)化学反应A2+B2====2AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是 (
)A.1molA2和1molB2完全反应吸收(y-x)kJ热量B.断裂1molA—A键和1molB—B键放出xkJ的能量C.断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量D.2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量【解析】选C。从题图可以看出,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应,1molA2和1molB2完全反应放出(y-x)kJ热量,A、D项错误;断键时需要吸收能量,B项错误,C项正确。2.(2019·潍坊高一检测)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或断开)1mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示,现提供断裂(或形成)1mol以下化学键的吸收(或放出)的能量(kJ):P—P:198,P—O:360,O=O:498,则反应P4(白磷)+3O2====P4O6生成1molP4O6 (
)A.放出1638kJ热量 B.吸收1638kJ热量C.放出126kJ热量 D.吸收126kJ热量【解析】选A。由反应方程式知,该反应的能量变化包括1molP4、3molO2断裂键吸收的能量和1molP4O6形成键放出的能量。由各物质的分子结构知1molP4含6molP—P键,3molO2含3molO=O键,1molP4O6含12molP—O键,故(198kJ×6+498kJ×3)-360kJ×12=-1638kJ,即放出1638kJ热量。【素养提升】据巴西政府网站公布的消息,巴西国家空间研究所的研发团队开发出了一种可作火箭和卫星引擎推动剂的新型燃料,其原料以低价的乙醇为主,大大压缩发射成本。(1)已知乙醇的结构式为,1molC2H5OH含有共价键的物质的量是多少?提示:1mol乙醇含有1molC—C键、5molC—H键、1molC—O键、1molO—H键,共8mol。(2)乙醇燃烧是吸热反应还是放热反应?提示:燃烧均为放热反应。(3)已知断开或生成1mol化学键的数据如下:化学键C—CC—HO=OH—OC—OC=O键能/(kJ·mol-1)348413498463351745则1mol乙醇与O2完全燃烧生成CO2和H2O放出的能量是多少?提示:C2H5OH(g)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(g),则断裂化学键吸收的能量为348kJ+5×413kJ+351kJ+463kJ+3×498kJ=4721kJ,生成化学键放出的能量为2mol×2×745kJ·mol-1+3mol×2×463kJ·mol-1=5758kJ,整个过程放出能量,能量变化为5758kJ-4721kJ=1037kJ。【课堂回眸】第1课时化学反应与热能第六章
第一节化学反应与能量变化1.知道化学反应可以实现化学能与热能的转化,认识吸热和放热反应。2.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应。3.认识燃料的燃烧效率、保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性。核心素养发展目标二、化学反应中能量变化的原因内容索引NEIRONGSUOYIN一、化学反应过程中存在热量变化三、化学能与热能相互转化的应用化学反应过程中存在热量变化HUAXUEFANYINGGUOCHENGZHONGCUNZAIRELIANGBIANHUA011.实验探究(宏观辨识)知识梳理实验操作实验现象结论①看到有气泡产生②用手触摸反应后的试管,_____③用温度计测得反应后温度_____该反应产生
,
热量温热升高气体放出(1)
(2)闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯①混合物呈糊状②闻到刺激性气味③用手触摸杯壁下部,
,用手拿起烧杯,___________________该反应产生NH3和H2O,
热量冰凉木片与烧杯粘在一起吸收结论:化学反应中总会伴随着能量变化,通常主要表现为热能的变化,有的
热量,有的
热量。特别提醒:化学反应的能量变化,除转化为热能外,还转化为机械能、光、声、电等多种能量形式。放出吸收2.吸热反应和放热反应(1)概念①把
热量的化学反应称为放热反应。②把
热量的化学反应称为吸热反应。释放吸收(2)常见的放热反应和吸热反应放热反应吸热反应①所有燃烧反应②酸碱中和反应③大多数化合反应④活泼金属跟水或酸的反应⑤物质的缓慢氧化①大多数分解反应②C+CO2(以C、H2为还原剂的氧化还原反应)③Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl(固态铵盐与碱的反应)④NaHCO3与盐酸的反应(1)苛性钠溶于水放出热量,该变化为放热反应(
)(2)化学反应既有物质变化,又有能量变化(
)(3)镁条在空气中燃烧是放热反应,反应过程中所释放的能量全部转化为热能(
)(4)吸热反应需要加热才能进行(
)(5)火药爆炸时所释放的能量包括热、光、声、机械能等多种能量形式(
)判断正误×√××√1.除了用手触摸和温度计测量外还可以借助其他方法感知温度的变化,如在探究过氧化钠与水反应为放热反应时,可采取如下两种方法:理解应用(1)Ⅰ、Ⅱ装置能说明反应为放热反应的事实是:_______________________________________________;________________________。(2)产生上述现象的原因是:___________________________________________________。滴入水后,Ⅰ中U形管右侧液面下降,左侧液面上升Ⅱ烧杯中导管口有气泡冒出过氧化钠与水反应放热,锥形瓶内气体温度升高,气压增大2.根据日常生活和回忆已学化学反应,对下列变化按吸热或放热的标准分类:①钠投入水中②煅烧石灰石制生石灰③食物腐烂④炸药爆炸⑤氢气在氯气中燃烧⑥生石灰与水作用制熟石灰⑦碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2)
⑧硫酸与氢氧化钠的中和反应⑨氦气球受热爆炸(1)属于放热反应的有:_____________(填序号,下同)。(2)属于吸热反应的有:_____。①③④⑤⑥⑧②⑦1.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。由此可知A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应B.该反应中,热能转化为化学能C.醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应,该反应为吸热反应D.该反应的离子方程式为:CO+2H+===CO2↑+H2O跟踪强化123√解析醋酸逐渐凝固,温度下降,可知NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应,热能转化为化学能储存在新物质中,B项正确;醋酸与NH4HCO3未接触,未发生反应,C项错;D项中HCO不能拆。1232.下列变化中属于吸热反应的是①铝片与稀盐酸的反应②将胆矾加热变为白色粉末③干冰汽化④氯酸钾分解制氧气⑤甲烷在氧气中的燃烧反应A.①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④解析②、④均为分解反应,③属于物理变化,①、⑤为放热反应。123√3.把下列物质分别加入装有水的锥形瓶里,立即塞紧带U形管的塞子,已知U形管内预先装有少量水(为使水容易观察,预先染成红色),如图所示,结果U形管左边液面升高,则加入的物质可能是A.NaOH固体B.浓H2SO4C.NH4NO3晶体D.Na2O2固体123解析U形管左侧液面升高,原因只能是锥形瓶内气体压强减小,造成压强减小的因素只能是温度降低。NaOH固体溶于水、浓H2SO4稀释温度均升高,NH4NO3晶体溶于水温度降低,Na2O2和水反应放热且有气体生成。返回√02化学反应中能量变化的原因HUAXUEFANYINGZHONGNENGLIANGBIANHUADEYUANYIN1.化学反应中能量变化的原因(微观探析)(1)化学反应过程(物质变化)知识梳理(2)化学反应中能量变化的原因化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。E1>E2,反应
能量(吸热反应);E1<E2,反应
能量(放热反应)。吸收放出2.化学反应中能量的决定因素(宏观辨识)化学反应中能量变化决定于反应物的总能量和生成物总能量的相对大小。放热反应吸热反应化学能转化为热能热能转化为化学能被生成物“储存”(1)对于一个化学反应来说,当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量,则反应放热(
)(2)相同条件下形成1molH—Cl键放出的能量与断开1molH—Cl键吸收的能量相等(
)(3)放出能量越多的化学反应,其生成物的能量越低(
)(4)有化学键的形成,是化学反应的本质特征(
)(5)伴有能量变化的一定是化学反应(
)判断正误×√×××1.H2+Cl2===2HCl的反应过程如下图所示:理解应用(1)根据上图填写下表:化学键断裂或形成1mol化学键时能量变化反应中能量变化Cl—Cl吸收243kJ共吸收______kJH—H吸收436kJH—Cl放出431kJ共放出______kJ679862(2)该反应______(填“放出”或“吸收”)______kJ热量。放出1832.甲烷燃烧要放出热量,水的分解要吸收能量,试从化学键变化的角度分析其原因?答案甲烷燃烧时,形成4molH—O键和2molC==O键释放的能量比断裂4molC—H键和2molO==O键所吸收的能量高,因此放出热量。水分解时,断裂4molH—O键所吸收的能量比形成2molH—H键和1molO==O键放出的能量高,因此要吸收能量。3.磷元素有多种性质不同的单质,红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体,充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷。25℃,101kPa下,31g白磷完全转化为红磷,放出11kJ的热量,根据以上事实回答下列问题:(1)红磷转化为白磷属于______反应(填“放热”或“吸热”)。(2)等质量的红磷和白磷分别完全燃烧,放出热量较多的是_____(填“白磷”或“红磷”,下同)。(3)31g白磷与31g红磷的能量较高的是_____,二者更稳定的是_____。吸热白磷白磷红磷归纳总结放热反应与吸热反应比较类型比较放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键的关系生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量图示1.化学反应的发生必然伴随能量的转化,其最根本的原因是A.化学反应中一定有新物质生成B.化学反应中旧化学键的断裂需要吸收能量,新化学键的形成需要放出能量C.化学反应通常需要加热等条件才能发生D.能量变化是化学反应的基本特征之一跟踪强化123√解析断裂旧键时,需要吸收一定的能量来克服原子(或离子)间的作用力,形成新键时,又要释放一定的能量,并且吸收和释放的能量不相等,所以化学反应必然伴随能量的变化。1232.下列说法正确的是①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应②放热反应在常温下一定很容易发生③反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小④有的放热反应加热到一定温度引发后,停止加热反应也能继续进行A.只有③④ B.只有①②C.①②③④ D.②③④√1233.硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是:123化学反应与能量变化如图所示,回答下列问题:(1)①是_____反应,②是_____反应,③是_____反应(填“吸热”或“放热”)。(2)反应②破坏反应物中的化学键所吸收的能量______(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。123返回吸热放热吸热小于解析因为反应②是放热反应,所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。03化学能与热能相互转化的应用HUAXUENENGYURENENGXIANGHUZHUANHUADEYINGYONG1.现阶段人类获取热能的主要途径是:
,使用最多的常规能源是:
。2.化石燃料获取能量面临的问题(1)储量有限,短期内不可再生。(2)影响环境:煤、石油产品燃烧排放的
等是大气污染物的主要来源。知识梳理物质的燃烧化石燃料(煤、石油和天然气)粉尘、SO2、NOx、CO3.节能减排的措施(1)燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。(2)能量利用阶段提高能源的利用率。(3)开发使用新能源,目前人们比较关注的新能源有
等。太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能能源是经济增长与社会发展的重要物质基础,某研究人员对世界一次能源替代趋势曾作如下预测:理解应用(1)上图化石能源中属于较清洁的能源的是________。天然气(2)右图是氢能的制备及利用的途径之一①涉及能量转化方式有____。(填代号)a.光能→化学能b.电能→化学能c.化学能→电能②与汽油相比,氢气作为燃料的优点是________________________________(至少答出两点)。ac污染小、可再生、资源丰富(合理即可)(3)“开源节流”是应对能源危机的重要举措,下列做法有助于能源“开源节流”的是_____(填字母)。a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生acd1.(2019·淮南二模)液态储氢技术就是在常温常压下将氢气融入到一种化合物“储油”中,形成“氢油”,便于储存和运输。下列有关说法错误的是A.“氢油”不稳定B.氢能源属于可再生能源C.该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破D.液态储氢项目有利于发展氢能源电动机,从而带来新能源汽车的升级跟踪强化12√解析“氢油”便于储存和运输,说明比较稳定,故A错误;氢气燃烧生成水,水分解又生成氢气,故属于可再生能源,故B正确;常温常压下可以将氢气融入到一种化合物“储油”中,故该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破,故C正确;液态储氢解决了氢能储存难、运输难的问题,能实现氢能的广泛应用,故有利于发展氢能源电动机,从而带来新能源汽车的升级,故D正确。122.(2019·诸暨市校级期中)下列有关新能源的说法不正确的是A.绿色植物通过光合作用,将光能转化为化学能B.风能、太阳能是清洁能源C.氢能还未进入实用阶段的主要原因是其燃烧所放热量低于相同质量的矿物燃料D.共享单车利用太阳能发电完成卫星定位,有利于节能环保12√返回第2课时化学反应与电能第六章
第一节化学反应与能量变化1.设计实验认识构成原电池的条件。2.理解原电池的概念及工作原理,能正确判断原电池的正负极。核心素养发展目标二、原电池——化学能直接转化为电能内容索引NEIRONGSUOYIN一、火力发电——化学能间接转化为电能火力发电——化学能间接转化为电能HUOLIFADIAN——HUAXUENENGJIANJIEZHUANHUAWEIDIANNENG011.我国目前电能主要来自
发电,其次来自
发电。2.火力发电的原理首先通过化石燃料
,使
,加热水使之
以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电。3.能量转换过程知识梳理火力水力燃烧化学能转变为热能汽化为蒸汽燃煤发电是目前我国主要的火力发电形式,思考回答下列问题:(1)写出碳完全燃烧的化学方程式并用双线桥标出上述反应中电子转移的方向和数目:________________。(2)上述燃烧反应中发生氧化反应的是____,氧化剂是_____。(3)碳燃烧过程中化学能主要转变为____能和____能。理解应用碳氧气热光(4)试从资源、能效、对环境的影响等方面,阐述火力发电的弊端有哪些?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。①化石燃料属于不可再生资源,用化石燃料发电会造成资源的浪费;②火力发电的过程中,能量经过多次转化,利用率低,能量损失大;③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等),污染环境返回02原电池——化学能直接转化为电能YUANDIANCHI——HUAXUENENGZHIJIEZHUANHUAWEIDIANNENG1.实验探究知识梳理实验操作实验现象原因解释(1)Zn片:___________________________Cu片:_______反应的离子方程式:________________________Cu片表面无明显变化的原因:________________________________________________________锌片溶解,表面产生无色气泡无变化Zn+2H+===Zn2++H2↑铜排在金属活动性顺序表氢的后面,不能从酸溶液中置换出氢气(2)Zn片是否溶解:_____Cu片上是否有气泡:_______电流表A指针_____电流表指针偏转说明:______________Cu片上有气泡说明:____________________________________________________________________溶解有气泡偏转导线中有电流
溶液中的氢离子在铜片表面获得电子发生还原反应产生氢气,从铜片上放出2.原电池的概念原电池是把
能转化为
能的装置;原电池的反应本质是
反应。3.原电池的工作原理(1)分析右图并填空原电池总反应式:
。(2)能量转化:
能转变为
能。化学电氧化还原Zn+2H+===Zn2++H2↑化学负极氧化反应Zn-2e-===Zn2+正极还原反应2H++2e-===H2↑电4.原电池的构成条件理论上,放热的
反应均可构成原电池。装置条件:(1)具有
的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。(2)溶液:两电极均插入
溶液中。(3)导线:两电极用导线相连,形成闭合回路。氧化还原活动性不同电解质(1)火力发电是化学能间接转化为电能的过程(
)(2)HCl+NaOH===NaCl+H2O是放热反应,可以设计成原电池(
)(3)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中,电流表指针发生偏转(
)(4)在铜—锌—稀硫酸原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶液到达锌(
)(5)原电池中阳离子向正极移动(
)(6)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子(
)判断正误√×××√×1.(原电池的构成条件)下列装置中能够组成原电池的是_____(填序号),其他不能构成原电池的试分别说明理由:_______________________________________________________________________________________________________________。理解应用③⑤①只有一个电极,②中两个电极的活泼性相同,④中为非电解质溶液,不能导电,⑥电解质溶液(内电路)未形成闭合回路反思归纳原电池的判定方法一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应);二看构成条件(两极一液成回路:两个活泼性不同的电极,插入电解质溶液中,装置形成闭合回路)。2.(电极名称的判断)根据原电池原理,结合装置图,按要求解答问题:(1)若X为Zn,Y为硫酸铜溶液,则X为_____(填电极名称),判断依据______________________________________;铜电极的名称是_____,溶液中的Cu2+移向____(填“Cu”或“X”)电极。负极锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性比Cu强)正极Cu(2)若X为银,Y为硝酸银溶液,则X为_____(填电极名称),判断依据______________________________________;铜电极的名称是_____,溶液中的Ag+移向___(填“Cu”或“X”)电极。(3)若X为Fe,Y为浓硝酸,则Cu为_____(填电极名称),铜电极可能观察到的现象是_________________________;X电极的名称是______。正极铜的活泼性比银强(或Cu的还原性比Ag强)负极X负极铜电极逐渐溶解,溶液变蓝正极3.利用原电池原理可比较金属的活泼性,原电池中,作负极的金属活动性一般比作正极的金属活动性强。结合相关知识解答下列问题。由A、B、C三种金属按表中装置进行实验:装置甲乙
现象A不断溶解,B上产生气泡C的质量增加,B的质量减轻(1)在甲中,金属片__(填“A”或“B”)发生氧化反应。(2)在乙中,金属片__(填“B”或“C”)作负极。AB(3)如果把B、C用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,有一电极产生气泡。则金属片____(填“B”或“C”)上有气泡产生。(4)上述三种金属的活动性顺序是__________。CA>B>C提醒:利用原电池还可加快化学反应,如:在用Zn和稀硫酸反应制取H2时,滴加少量CuSO4溶液,可加快Zn与稀硫酸反应制取H2的速率。归纳总结1.下列设备工作时,将化学能转化为电能的是跟踪强化123ABCD锂离子电池太阳能集热器燃气灶硅太阳能电池√4解析A项,锂离子电池是把化学能转化为电能,故正确;B项,太阳能集热器是把太阳能转化为热能,故错误;C项,燃烧是放热反应,是把化学能转化为热能,故错误;D项,硅太阳能电池是把太阳能转化为电能,故错误。12342.下列装置能形成原电池的是A.①②③⑦ B.①②⑤⑥C.①②③④ D.①②③⑥⑦√1234解析根据构成原电池的“两极一液一线一反应”判断,装置④不能形成闭合回路;装置⑤不具有两个活动性不同的电极,只能发生氧化还原反应;装置⑥中酒精不是电解质溶液。12343.如图所示,下列对于该原电池的叙述正确的是A.铜是负极,铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减小C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原√解析由图可知,Zn为原电池负极,失去电子被氧化,电子经导线流向正极铜电极;溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2;电子流向与电流方向相反。12344.某原电池的离子方程式是Zn+Cu2+===Zn2++Cu,该原电池正确的组成是选项正极负极电解质溶液ACuZnHClBZnCuCuSO4CCuZnCuSO4DCuZnZnCl2√1234解析将Zn+Cu2+===Zn2++Cu拆开两个半反应:氧化反应(负极反应):Zn-2e-===Zn2+。还原反应(正极反应):Cu2++2e-===Cu。则电池的负极是Zn,正极是比锌不活泼的金属或能导电的非金属,电解质溶液中含Cu2+。第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化第2课时化学反应与电能一、化学能转化为电能1.化学能间接转化为电能(2)关键——燃烧(氧化还原反应)。【情境·思考】火力发电是我国主要的发电方式。简单的说就是利用燃料发热,加热水,形成高温高压过热蒸汽,然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功,冲击汽轮机转子高速旋转,带动发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁感线,发出电能。(1)火力发电存在几种形式的能量转化?提示:化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能转化为电能3种形式。(2)试分析火力发电有哪些弊端?提示:①使用的化石燃料属于不可再生资源;②化石燃料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘,污染环境;③能量经过多次转化,能量利用率低。2.化学能直接转化为电能——原电池(1)实验探究:实验装置实验现象实验结论
___________________________锌与稀硫酸_____,铜与稀硫酸_______锌片上有气泡,铜片上无气泡反应不反应实验装置实验现象实验结论
___________________________产生H2(还原反应)的位置发生了改变
___________________________________________该装置将_______转化为_____锌片上无气泡,铜片上有气泡锌片上无气泡,铜片上有气泡,电流表指针偏转化学能电能(2)原理分析:(3)原电池:①定义:把_________________的装置叫原电池。化学能转化为电能②工作原理:(以铜-锌-稀硫酸原电池为例)电极材料电极名称电子转移电极反应式反应类型锌负极_______________________________铜正极________________________________电池反应的离子方程式__________________失电子Zn-2e-====Zn2+氧化反应得电子2H++2e-====H2↑还原反应Zn+2H+====Zn2++H2↑【巧判断】(1)盐酸与氢氧化钠溶液混合放热,故可以设计原电池反应。 (
)提示:×。盐酸与氢氧化钠的反应不是氧化还原反应。(2)铜-锌-稀硫酸原电池中,铜换成石墨棒也能产生电流。 (
)提示:√。原电池中正极材料不参与反应,只起到导电的作用,石墨棒可以导电。二、化学电池——新能源和可再生能源的重要组成部分1.一次电池——锌锰干电池构造示意图
工作原理负极_____锌被氧化,逐渐消耗电解质氯化铵糊正极________________被还原特点放电后_____充电便于携带,价格低锌筒石墨棒二氧化锰不能2.二次电池【微思考】生活中电动车、手机的电池属于一次电池还是二次电池?提示:电动车、手机的电池都可以反复充电使用,都属于二次电池。3.发展中的燃料电池知识点一原电池的构成条件及正负极的判断方法【重点释疑】1.原电池的构成条件——“两极一液一线一反应”2.原电池的工作原理(1)两反应:正极——还原反应;负极——氧化反应。(2)三方向:①电流方向:正极→负极;②电子流动方向(导线中):负极→正极;③阴阳离子移动方向(电解质溶液中):阳离子:负极→正极;阴离子:正极→负极。3.原电池正负极的判断方法【易错提醒】(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属,正极材料可以为导电的非金属,例如石墨。两极材料可能参与反应,也可能不参与反应。(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入电解质溶液中不一定构成原电池,必须有一个能自发进行的氧化还原反应。(3)在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼性的强弱,也要考虑电解质溶液性质。如Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但是Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al,正极为Mg。【思考·讨论】(1)原电池内部阴、阳离子如何移动?移动的原因是什么?提示:阴离子要移向负极,阳离子要移向正极。这是因为负极失电子,生成大量阳离子积聚在负极附近,致使该极附近有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负极;正极得电子,该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷,所以溶液中的阳离子要移向正极。(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同通入电解质溶液中就能构成原电池吗?提示:不一定。构成原电池除具备①两种活泼性不同的金属②电解质溶液③形成闭合回路外,还必须有一个能自发进行的氧化还原反应,如图由于Cu、Ag都不能与稀硫酸反应,故不能构成原电池。【案例示范】【典例】(2019·淄博高一检测)如图所示电流表的指针发生偏转,同时A极的质量减小,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是 (
)A.B极为原电池的正极B.A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸C.C中阳离子向A极移动D.A极发生氧化反应【思维建模】解答有关原电池问题的思维流程如下:【解析】选C。原电池中,负极金属失去电子,发生氧化反应,溶解,质量减小,故A极为负极,B极为正极,A、D项正确;A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时,可以构成原电池,且现象符合题意,B项正确;电解质溶液中阳离子移向正极,C项错误。【母题追问】(1)若将“B极上有气泡产生”改为“B极上有金属析出”,答案选什么?提示:选BC。“B极上有金属析出”说明在正极上电解质溶液中的金属阳离子发生还原反应,B项也错误。(2)将上题B项改为“A、B、C分别为Fe、Cu和浓硝酸”,能否构成原电池?若能,正负极分别是什么?提示:能构成原电池。由于Fe被浓硝酸钝化,Fe作正极,Cu为负极。【迁移·应用】1.(2019·汕头高一检测)某小组为研究原电池原理,设计如图装置。下列叙述正确的是世纪金榜导学号(
)A.a和b不连接时,铁片上会有H2产生B.a和b用导线连接时,铁片上发生的反应为Cu2++2e-====CuC.a和b用导线连接时,电子由a流向bD.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【解析】选D。A项,a和b不连接时,铁和Cu2+发生置换反应而析出铜,没有氢气生成,错误;B项,a和b用导线连接时构成原电池,铁是负极,铁片上发生氧化反应:Fe-2e-====Fe2+,错误;C项,Fe比铜活泼,形成原电池反应时Fe为负极,则电子由b流向a,错误;D项,无论a和b是否连接,铁片均会溶解,都生成亚铁离子,溶液由蓝色变为浅绿色,D正确。2.(2019·邯郸高一检测)将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中,经过一段时间后,下列各项叙述正确的是 (
)A.负极有Cl2逸出,正极有H2逸出B.负极附近Cl-的浓度减小C.正极附近Cl-的浓度逐渐增大D.溶液中Cl-的浓度基本不变【解析】选D。铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中构成原电池,铁作负极,发生反应Fe-2e-====Fe2+,银作正极,发生反应2H++2e-====H2↑,故A错误;溶液中Cl-移向负极,负极附近Cl-的浓度增大,正极附近Cl-的浓度逐渐减小,而溶液中Cl-的浓度基本不变,B、C错误,D正确。【补偿训练】1.关于如图所示的装置的叙述中正确的是(
)A.铜是正极B.溶液中的Fe3+向铜棒移动C.电子从铜片经导线流向碳棒D.碳棒上有红色铜生成【解析】选C。首先书写此电池中发生的化学反应方程式(电池反应式)2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+,在此反应中铜失电子,作原电池负极,电子从铜片经导线流向碳棒,在碳棒上电子与溶液中的Fe3+结合生成Fe2+,所以碳棒作正极,溶液中的阳离子向正极移动,即溶液中的Fe3+向正极碳棒移动。2.(2019·长沙高一检测)下列各组材料中,不能组成原电池的是 (
)ABCD两极材料Zn片,石墨Cu片,Ag片Zn片,Cu片Fe片,Cu片插入溶液H2SO4AgNO3溶液蔗糖溶液稀盐酸【解析】选C。构成原电池的条件是活泼性不同的金属或金属和非金属,导线相连并插入电解质溶液中,则A、B、D均可以构成原电池,C中蔗糖是非电解质,故C不能构成原电池。【素养提升】近年来野外生存的真人秀节目在各大卫视频繁播放。某节目中野外生存达人用一个柠檬、一排铜钉和一排锌钉制作的水果电池用于野外生火。某同学感到好奇自己制作了一个这样的“超级柠檬电池”。(1)该电池的电池反应是什么?提示:该电池利用了金属锌与酸的反应,离子方程式为Zn+2H+====Zn2++H2↑。(2)若用铁片代替锌片LED灯能不能亮?若用铁片代替铜片呢?提示:若用铁片代替锌片,由于铁能与酸反应,LED灯仍然能亮;若用铁片代替铜片,由于锌比铁活泼,仍然发生反应Zn+2H+====Zn2++H2↑,LED灯仍然能亮。(3)若用银片代替锌片LED灯能不能亮?提示:不能。银片代替锌片,银和铜都不能与酸反应,无电流产生,LED灯不亮。(4)由上面分析可知构成原电池的条件有哪些?提示:①两个活泼性不同的金属电极或金属与石墨;②电解质溶液;③闭合回路;④自发进行的氧化还原反应。知识点二原电池原理的应用【重点释疑】1.加快化学反应速率一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池可以加快反应速率。2.比较金属活泼性强弱:两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比作正极的金属活泼。3.用于金属保护将被保护的金属与比其活泼的金属连接。4.设计原电池(1)依据:已知一个氧化还原反应,首先分析找出氧化剂、还原剂,一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化),氧化剂为电解质溶液中的阳离子(或在正极上被还原)。(2)步骤:以Fe+CuSO4====FeSO4+Cu为例。步骤实例将反应拆分为电极反应负极反应Fe-2e-====Fe2+正极反应Cu2++2e-====Cu步骤实例选择电极材料负极:较活泼金属,一般为发生氧化反应的金属Fe正极:活泼性弱于负极材料的金属或石墨Cu或C选择电解质一般为与负极反应的电解质CuSO4溶液步骤实例画出装置图
【思考·讨论】(1)在原电池中,负极材料的金属性一定大于正极材料吗?提示:一般原电池中负极材料的金属性大于正极材料,在特殊情况下也有特例,如Al-Mg-NaOH原电池中,Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子,Al作负极,Mg作正极。(2)如何利用Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag设计原电池?提示:该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应:氧化反应(负极反应):Cu-2e-====Cu2+。还原反应(正极反应):2Ag++2e-====2Ag。故Cu作负极,活泼性比Cu差的材料作正极,如Ag、C等,AgNO3溶液作电解质溶液。如图:【案例示范】【典例1】(2019·岳阳高一检测)把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连时,A为负极;C、D相连时,D上有气泡逸出;A、C相连时,A极减轻;B、D相连时,B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为 (
)A.A>C>D>B
B.A>C>B>DC.B>D>C>A D.A>B>C>D【解题指南】解答本题要注意两点:(1)原电池中,负极金属的活泼性大于正极金属;(2)熟练掌握原电池正负极的判断依据。【解析】选A。A、B相连时,A为负极,则说明A与B相比较,A更加活泼;C、D相连,D上有气泡逸出,则C为电源的负极,C比D活泼;A、C相连时,A极减轻,A参与了电极反应,被消耗,应是活泼金属;B、D相连,B为正极,则D是活泼金属,作电源的负极。故有A>C>D>B。【典例2】铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式:__________________________。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请在方框内画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。正极反应式:________________________负极反应式:________________________【思维建模】解答“设计原电池”类试题思维流程如下:【解析】依据反应:2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+。氧化反应为Cu-2e-====Cu2+,还原反应为2Fe3++2e-====2Fe2+,则设计思路明确:原电池组成为
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