2022年化学反应与能量转化重要知识点总结.docx

1. 焓变反应热第一章化学反应与能量转化§化学反应的热效应（1） 反应热：肯定温度下,肯定物质的量的反应物之间完全反应所释放或吸取的热量； 1（2） 焓：表示物质所具有的能量的一个物理量；符号：H ；单位：KJ·mol；焓变： H H反应产物 H反应物 ； H 0,吸热反应, H 0,放热反应；焓变 H的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应；焓变产生缘由：化学键断裂吸热化学键形成放热放出热量的化学反应； 放热 >吸热H 为“ - ”或 H <0吸取热量的化学反应；（吸热>放热） H 为“ +”或 H >0 常见的放热反应： 全部的燃烧反应 酸碱中和反应活泼金属与水或酸的反应大多数的化合反应 生石灰和水反应 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等 常见的吸热反应： 晶体BaOH2·8H2O与 NH4Cl 大多数的分解反应 以 H2、CO、C 为仍原剂的氧化仍原反应 铵盐溶解等2. 热化学方程式书写热化学方程式留意要点：状态明,符号清,量对应,标温压；状态明： g,l,s分别表示固态,液态,气态,水溶液中溶质用aq 表示；符号清：注明焓变（要写单位、留意正、负号）；各物质系数加倍,H加倍；正逆反应焓变数值不变,符号相反；量对应：H 详细数值与方程式系数成比例；标温压：热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强,298K 和可以不标明；3. 燃烧热： 25 , 101 kPa时, 1 mol纯物质完全燃烧生成稳固的氧化物时所 释放的热量 ； H<0,单位 kJ/mol ；4. 中和热：在 稀溶液 中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol液态水时所 释放的热量 叫做中和热中和反应实质： H+和 OH-反应；其热化学方程式：H+aq +OH- aq =H2OlH= mol弱酸或弱碱电离要吸取热量,所以它们参与中和反应时的中和热小于mol ；中和热的测定试验目的：测定强酸、强碱反应的中和热；仪器及试剂：量热计（温度计、环形玻璃搅拌棒）、盐酸、NaOH溶液；原理： Q=-C（ T2-T 1）=-mc（ T2-T 1） C ：溶液及量热计的热容；c：该物质的比热容； m： 该物质的质量； T1 ：反应前体系的温度； T2 ：反应后体系的温度；5. 盖斯定律定义：对于一个化学反应,无论是一步完成仍是分几步完成,其反应焓变都是一样的,盖斯定律揭示的是反应中的能量 守恒；化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关,而与详细反应进行的途径无关； 假如一个化学方程式可以通过其他几个化学方程式相加减而得到,就该反应的焓变为相关反应的焓变的代数和；§电能转化为化学能电解1. 电解定义：让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质,在两个电极上分别发生氧化反应和仍原反应的过程；电解池：将电能转化为化学能的装置；电解池由直流电源、固体电极材料、电解质溶液或熔融电解质组成；电子流向：电源负极阴极（离子定向运动）电解质溶液阳极电源正极；2. 解答电解题应遵循什么样的思路（1） 第一,确定两个电极谁是阳极、谁是阴极与电源正极相连的为阳极,发生氧化反应,活泼金属电极或阴离子在该电极失去电子；与电源负极相连的为阴极,发生仍原反应, 金属阳离子在该极得到电子；（ 2）其次,留意两个电极的电极材料：假如是金属电极（金铂除外） ,活泼金属电极失电子,电极溶解、质量减小；假如是惰性电极,按离子的放电次序进行电解；（3） 分析通电前电解质电离出的阴、阳离子分别有哪些除了电解质电离出的离子之外,溶液仍要考虑水电离出的H 和 OH ；（4） 通电后离子定向移动到哪个电极阳离子移向阴极,阴离子移向阳极；（5） 在电极上的放电次序如何43阳极放电次序：活泼金属电极（金属活动性次序,Au、Pt 除外） > S2> I > Br > Cl > OH >含氧酸根（如SO2 、NO 等）223222阴极放电次序：与金属活动性次序相反：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn2 22 Pb H CuHg Ag熔融电解质电极反应电 解 总 反 应NaCl阴极： 2Na 2e =2Na阳极： 2Cl-2e=Cl 2 阴极： Mg 2e =Mg 阳极： 2Cl-2e=Cl 2 阴极： Al 3e =Al阳极： 2O- 4e= O 22NaCl 熔融 2Na Cl 22MgCl2MgCl2 熔融 MgCl 23Al2O322Al 2O3 熔融4Al 3O24 写出用惰性电极电解以下溶 液溶液电极反应的相关反应：电 解 总 反 应阴极： 2H 2e =H2NaCl2NaCl 2H2O2NaOH H2阳极： 2Cl-2e=Cl2 Cl 2电解饱和食盐水阴极： 2Cu 4e =2Cu22CuSO4 2H2O2Cu O21CuSO4阳极： 4OH -4e=2H2 O O22H2SO4补充 CuO可仍原到原电解质溶液阴极： 4Ag 4e =4AgAgNO34AgNO3 2H2O4Ag O2阳极： 4OH -4e=2H2 O O24HNO3H2SO4、NaOH 、Na阴极： 4H 4e =2H222H2O2H2 O22 SO4阳极： 4OH -4e=2H2 O O23. 根据电解思路,写出用惰性电极电解以下熔融电解质的相关反应2阴极： Cu 2e=CuCuCl23盐酸阳极： 2Cl 阴极： 2H 阳极： 2Cl-2e 2e-2e =Cl2=H2=Cl2CuCl2Cu Cl 22HClH2 Cl 25. 铜的电解精炼： 粗铜作阳极, 接电源正极； 精铜作为阴极, 接电源负极； 硫酸酸化的 CuSO4溶液作为电解质溶液；阳极反应： Cu -2e = Cu 2阴极反应： Cu 2 2e = Cu阳极泥含有Ag、Pt、Au（银、铂、金）6. 电镀：应用电解原理,在金属表面镀上一薄层金属或合金的过程称为电镀；目的：增强金属的抗腐蚀才能、耐磨性或改善金属制品的外观；规律：镀层金属做阳极,镀件做阴极,含有镀层金属阳离子的盐溶液作为电镀液；例如：在铁钉上镀铜：铜做阳极,接电源正极；铁钉做阴极,接电源负极；电镀液采纳含 Cu 2 的盐溶液；阳极反应：Cu -2e = Cu2；阴极反应： Cu2 2e = Cu（在镀件上析出） ；§化学能转化为电能电池1. 原电池：利用氧化仍原反应把化学能转化成电能的装置；留意：只有氧化仍原反应才能设计成原电池；2. 原电池中,电子流出的电极是负极,发生氧化反应；电子流入的电极是正极,发生仍原反应；在原电池的外电路,电子由负极流向正极 与电流流淌方向相反 ；原电池的两个电极反应组成电池的总反应叫做电池反应；3. 构成原电池的三要素：两个导电的电极、 电解质溶液 、 形成闭合回路；4. 作为化学电源的电池有一次电池、二次电池（可充电电池）和燃料电池；可充电电池：放电时是原电池,将化学能转化为电能；充电时是电解池,将电能转化为化学能；5. 金属的腐蚀：金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀；腐蚀速率：电解池腐蚀>原电池腐蚀 >化学腐蚀；钢铁 铁碳合金 的电化学腐蚀因外界条件不同又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀；分别写出以下条件钢铁腐蚀时的电极反应及电池反应：反应水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性22负极Fe-2e=FeFe-2e=Fe正极2H 2e=H2O2 2H2O 4e=4OH电池反应2Fe O2 2H2O2FeOH 2及铁生锈的反应Fe 2H=Fe2H24FeOH2 O2 2H2O 4FeOH 32FeOH3 Fe2O33H2O6. 铅蓄电池,又称可充电电池；负极材料是Pb,正极材料是PbO2,电解质溶液是：30%的H2SO4 ；蓄电池放电时是原电池装置,充电时是电解池装置；放电PbO2 Pb 2H2SO42PbSO4 2H2O充电2放电时电极反应为：负极:Pb SO4- 2e= PbSO4；正极： PbO2 4H SO4 2e=PbSO42H2O ；22 4放电时电池反应为：PbPbO2 4H 2SO4=2PbSO4 2H2O.2充电时电极反应为：阴极PbSO 4 2e =Pb SO2（与放电的负极反应相反） ；阳极： PbSO4 2H2 O -2e= PbO2 4HSO4（与放电的正极反应相反） ；422充电时总化学反应为：2PbSO2H O =Pb PbO 4H 2SO2.47. 氢氧燃料电池：分别写出碱性 或中性 、酸性条件下氢氧燃料电池的电极反应： 反应酸性条件下碱性条件下222负极H -2e =2HH 2OH - 2e =2H O正极O2 4H 4e=2H2OO2 2H2O 4e=4OH电池反应2H2 O2 2H2O提示： 燃料电池的总反应即燃料燃烧的方程式；通常燃料做负极,氧气做正极,电极反应仍要考虑电解质溶液及四周环境；复杂的负极反应可以通过总反应减正极反应；燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低8. 金属腐蚀的防护：金属腐蚀的本质是金属在肯定条件下发生氧化反应,所以金属防护就是实行措施防止金属发生氧化反应,除实行外加涂层防护、 金属表面电镀外, 仍有牺牲阳极爱护法、外加电流阴极爱护法等；外加电流阴极爱护法优于牺牲阳极爱护法优于一般防护；9. 原电池与电电解解池池的与比原较电池有哪些异同.装置原电池电解池装置实例能量转化将化学能转变成电能方式活泼性不同的两电极将电能转变成化学能直流电源形成电解质溶液两个电极条件形成闭合回路电解质溶液或熔融电解质装置自发的氧化仍原反应原电池形成闭合回路电解池电极负极：较活泼金属正极：较不活泼金属 名称（或能导电的非金属）电极负极：氧化反应反应正极：仍原反应阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连阳极：氧化反应阴极：仍原反应电子导线负极正极流向电源负极电解池阴极电解池阳极电源正极离子定向移动方向阳离子移向正极, 阴离子移向负极阳离子移向阴极, 阴离子移向阳极