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-第一章化学反应与能量转化重要知识点总结-第 5 页第一章 化学反应与能量转化 化学反应的热效应1焓变 反应热 （1）反应热：一定温度下，一定物质的量的反应物之间完全反应所释放或吸收的热量。（2）焓：表示物质所具有的能量的一个物理量。符号： H。单位： KJ·mol1 。焓变：HH(反应产物)H(反应物) ；H0，吸热反应，H0，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。焓变产生原因：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吸收热量的化学反应。（吸热>放热）H 为“+”或H >0 常见的放热反应： 所有的燃烧反应 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Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl 大多数的分解反应 以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应 铵盐溶解等 2热化学方程式书写热化学方程式注意要点：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、注意正、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具体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 生成稳定的氧化物 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) =H2O(l) H=弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于。中和热的测定实验 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-T1）=-mc（T2-T1） 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，无论是一步完成还是分几步完成，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，而与具体反应进行的途径无关。如果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，则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还原反应的过程。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）首先，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，发生还原反应，金属阳离子在该极得到电子。（2）其次，注意两个电极的电极材料：如果是金属电极（金铂除外），活泼金属电极失电子，电极溶解、质量减小；如果是惰性电极，按离子的放电顺序进行电解。（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，溶液还要考虑水电离出的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）在电极上的放电顺序如何？阳极放电顺序：活泼金属电极（金属活动性顺序，Au、Pt除外）> S2> I> Br > Cl> OH>含氧酸根（如SO42 、NO3等）阴极放电顺序：与金属活动性顺序相反：KCa2NaMg2Al3Zn2Fe2Sn2Pb2HCu2Hg2Ag3按照电解思路，写出用惰性电极电解下列 熔融电解质 的相关反应熔融电解质电极反应电 解 总 反 应NaCl阴极：2Na2e=2Na2NaCl(熔融)2NaCl2阳极：2Cl-2e=Cl2MgCl2 阴极：Mg22e=MgMgCl2(熔融)MgCl2阳极：2Cl-2e=Cl2 Al2O3阴极：Al33e=Al2Al2O3(熔融)4Al3O2阳极：2O2- 4e= O24写出用惰性电极电解下列 溶液 的相关反应：溶 液电极反应电 解 总 反 应1NaCl阴极：2H2e=H22NaCl2H2O2NaOH H2Cl2 电解饱和食盐水阳极：2Cl-2e=Cl2CuSO4阴极：2Cu24e=2Cu2CuSO42H2O2CuO22H2SO4 补充CuO可还原到原电解质溶液阳极：4OH-4e=2H2O O2AgNO3阴极：4Ag4e=4Ag4AgNO32H2O4AgO24HNO3阳极：4OH-4e=2H2O O22H2SO4、NaOH、Na2SO4阴极：4H4e=2H22H2O2H2O2 阳极：4OH-4e=2H2OO23CuCl2阴极：Cu22e=CuCuCl2CuCl2阳极：2Cl-2e=Cl2盐酸阴极：2H2e=H22HClH2Cl2阳极：2Cl-2e=Cl25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 = Cu2 阴极反应： Cu22e = 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：增强金属的抗腐蚀能力、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；电镀液采用含 Cu2的盐溶液。阳极反应：Cu -2e = Cu2；阴极反应：Cu22e = Cu（在镀件上析出）。化学能转化为电能电池1原电池：利用氧化还原反应把化学能转化成电能的装置。注意：只有氧化还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，发生还原反应。在原电池的外电路，电子由负极流向正极(与电流流动方向相反)。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。 分别写出下列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负极Fe-2e=Fe2Fe-2e=Fe2正极2H2e=H2O22H2O4e=4OH电池反应及铁生锈的反应Fe 2H=Fe2H22FeO22H2O2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3 2Fe(OH)3Fe2O33H2O 放电 充电 6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。PbO2Pb2H2SO4 2PbSO42H2O放电时电极反应为：负极:Pb SO42 - 2e = PbSO4 ；正极：PbO24HSO422e =PbSO42H2O 。放电时电池反应为： Pb PbO2 4H2SO42 =2PbSO42H2O.充电时电极反应为：阴极 PbSO4 2e =Pb SO42 （与放电的负极反应相反）；阳极：PbSO42H2O -2e = PbO24HSO42 （与放电的正极反应相反）。充电时总化学反应为：2PbSO42H2O =Pb PbO2 4H2SO42 .7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负极H2-2e=2H H22OH - 2e=2H2O 正极O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH电池反应2H2O2 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，电极反应还要考虑电解质溶液及周围环境。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一定条件下发生氧化反应，所以金属防护就是采取措施避免金属发生氧化反应，除采取外加涂层防护、金属表面电镀外，还有牺牲阳极保护法、外加电流阴极保护法等。外加电流阴极保护法优于牺牲阳极保护法优于一般防护。9原电池与电解池的比较