第一章《化学反应与能量转化》章节复习课件.ppt

本章以本章以“能量转化为主线，能量转化为主线，首先学习了实验测定方法和理首先学习了实验测定方法和理论方法来定量描述化学反应的热效应；（第一节）论方法来定量描述化学反应的热效应；（第一节）然后学习了化学能与电能相互转化的两种具体形式：一是然后学习了化学能与电能相互转化的两种具体形式：一是电能转化为化学能电能转化为化学能电解：然后是化学能转化为电能电解：然后是化学能转化为电能电池（第二节、第三节）电池（第二节、第三节）第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化复习课程标准 1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。3能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。5通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。6能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。第第1 1部分部分 化学反应的热效应化学反应的热效应【考点考点】1、建立化学反应中能量转化的观点，了解吸热反、建立化学反应中能量转化的观点，了解吸热反应和放热反应应和放热反应2、书写热化学方程式应该注意的问题、书写热化学方程式应该注意的问题3、焓变的计算、焓变的计算 盖斯定律盖斯定律1.化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行时，反应吸收或释放的热量为该反应在此温度下的热效应，简称反应热反应热。2.符号：用Q表示 Q0，表示吸热；Q0，表示放热；3.用于测量反应热的仪器称为量热计。由内外两个筒组成，内筒是反应容器，外筒起保温作用。4列举常见的吸热反应和放热反应一、反应热一、反应热常见的放热反应常见的放热反应燃烧反应。如燃烧反应。如C、CO、C2H5OH等到的燃烧等到的燃烧酸碱中和反应。如酸碱中和反应。如2KOH+H2SO4K2SO4+2H2O 活泼金属与水或酸的反应。如活泼金属与水或酸的反应。如2Al+6HCl2AlCl3+3H2多数化合反应。如多数化合反应。如Na2O+H2O 2NaOH，SO3+H2O=H2SO4常见的吸热反应常见的吸热反应多数分解反应，如多数分解反应，如CaCO3 CaO+CO2铵盐与碱的反应，铵盐与碱的反应，如：如：2NH4Cl（s）+Ba(OH)28H2O（s）BaCl2+2NH3+10H2OC(s)+H2O(g)CO+H2CO2+C 2CO高温高温高温高温高温高温焓：焓：物质本身所具有的能量用焓来表示物质本身所具有的能量用焓来表示符号：符号：H H焓变焓变H反应物反应物H 生成物生成物-H=H0时，为吸热反应时，为吸热反应二、化学反应的焓变二、化学反应的焓变焓焓反应物反应产物反应物H 0H H（液）（液）H（固）（固）书写热化学方程式，注意以下几点：书写热化学方程式，注意以下几点：(2)(2)H H后要后要注明反应的温度注明反应的温度，对于，对于298K298K时进行的时进行的反应可以不注明温度；反应可以不注明温度；(1)(1)热化学方程式要热化学方程式要标明物质的状态标明物质的状态：固体：固体s s，液体液体l l，气体，气体g g；水溶液中的溶质用；水溶液中的溶质用aqaq表示表示(4)(4)若方程式中若方程式中各物质系数加倍，则各物质系数加倍，则H H数值也加倍，数值也加倍，若反应逆向进行，则符号也要变若反应逆向进行，则符号也要变(3)(3)H单位是单位是Jmol-1 或或KJ mol-1如：如：1molCu(s)与适量与适量O2(g)反应生成反应生成CuO(s)，放出放出157kJ热量；热量；先写化学方程式，并标明状态先写化学方程式，并标明状态Cu(s)1/2 O2(g)=CuO(s)写出焓变值写出焓变值Cu(s)1/2 O2(g)=CuO(s)H157kJmol1 三、三、反应焓变的计算反应焓变的计算 盖斯定律盖斯定律H=H1+H2=H3+H4+H5反应物反应物a生成物生成物HH2H1cbH5H4H3对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的，这一规律称步完成，其反应焓变都是一样的，这一规律称为盖斯定律。为盖斯定律。盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。已知：已知：C(s)O2(g)=CO2(g)，H1393.5kJmol1 2CO(g)O2(g)=2CO2(g)，H2566kJmol1 TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)，H3141kJmol1 则反应则反应TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)可以由可以由+2-得到，所以该反应得到，所以该反应的的HH3+2H1-H2第2部分 电化学【考点】电解原理及其应用 电解池判断 电极反应 电解有关计算的方法规律【考点】原电池的原理及其应用 原电池判断 电极反应 化学电源电解池与原电池电解池与原电池两电极接直流电源两电极接直流电源电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应形成形成条件条件将电能将电能 转变成化学能的装置转变成化学能的装置将化学能将化学能 转变成电能的装置转变成电能的装置定义定义装置装置实例实例电解池电解池原电池原电池装置装置电解池与原电池有哪些异同电解池与原电池有哪些异同(续续)装置装置原电池原电池电解池电解池电极电极名称名称电极电极反应反应负极：负极：较活泼金属较活泼金属正极：正极：较不活泼金属较不活泼金属（或能导电的非金属（或能导电的非金属）阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连阴极：阴极：与电源负极相连与电源负极相连负极：负极：金属失电子，金属失电子，氧化反应（负失氧）氧化反应（负失氧）正极：正极：溶液中的阳离溶液中的阳离子得电子，还原反应子得电子，还原反应（正得还）（正得还）阴极：阴极：电极本身不参与反应电极本身不参与反应阳氧阴还阳氧阴还阳极阳极：用惰性电极，用惰性电极，溶液溶液中阴离子失电子。放电顺序：中阴离子失电子。放电顺序：S S 2-2-II -BrBr -ClCl -OHOH -含氧酸根离子含氧酸根离子含氧酸根离子含氧酸根离子金属（除铂、金等外）作电极时：金属（除铂、金等外）作电极时：阳极金属失电子阳极金属失电子AgAgAgAg+FeFe3+3+CuCuCuCu2+2+2+2+HHHH+PbPbPbPb2+2+2+2+SnSnSnSn2+2+2+2+FeFeFeFe2+2+2+2+ZnZnZnZn2+2+2+2+AlAlAlAl3+3+3+3+MgMgMgMg2+2+2+2+NaNaNaNa+CaCaCaCa2+2+2+2+KKKK+溶液中的阳离子得电子。放电顺序：溶液中的阳离子得电子。放电顺序：负失氧，正得还负失氧，正得还电解池与原电池有哪些异同电解池与原电池有哪些异同(续续)电子流向：电子流向：电子流向：电子流向：装置装置原电池原电池电解池电解池电子电子离子离子流向流向负极负极 导线导线正极正极阴离子阴离子阳极阳极阳离子阳离子阴极阴极阳离子阳离子正极正极阴离子阴离子负极负极电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极离子流向：离子流向：离子流向：离子流向：一、电解的原理及其利用一、电解的原理及其利用1.用惰性电极电解饱和食盐水（滴加几滴酚酞试液）用惰性电极电解饱和食盐水（滴加几滴酚酞试液）一段时间后，观察到的现象为：一段时间后，观察到的现象为：阳极阳极现象：有气泡产生,产物：C12验证：用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近阳极，若试纸变蓝，说明生成氯气 阴极阴极现象：有气泡产生，且电极附近溶液变红，产物：H2、NaOH：如何恢复原来溶液的浓度:加入HC1（出什么加什么，出多少加多少）电极反应式：电极反应式：总反应式：总反应式：总反应的离子方程式总反应的离子方程式：2.会写用惰性电极电极常见溶液的电极反应和总反会写用惰性电极电极常见溶液的电极反应和总反应：应：NaC1(aq)KC1(aq)CuSO4(aq)AgNO3(aq)H2SO4(aq)NaOH(aq)Na2SO4(aq)HNO3(aq)只电解水只电解水HC1(aq)CuC12(aq)只电解溶质只电解溶质溶质和水都电解溶质和水都电解3.铜的电解精炼铜的电解精炼粗铜：粗铜：含少量含少量ZnFeNiAgAu、Pt等等阳极阳极:粗铜粗铜阴极阴极:纯铜纯铜电解液电解液:CuSO4溶液溶液阳极阳极:Cu-2e-=Cu2+（主要反应）（主要反应）Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+(AuAg、Pt沉积下来沉积下来,形成阳极泥形成阳极泥)阴极阴极:Cu2+2e-=Cu电极：电极：阳极阳极镀层金属镀层金属 阴极阴极待镀金属制品待镀金属制品 待镀制品待镀制品铜片铜片硫酸铜溶液硫酸铜溶液电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。电解质溶液：溶液中电解质溶液：溶液中CuSO4的浓度保持不变。的浓度保持不变。4.4.电镀电镀电解池两极反应式的书写和产物的判断电解池两极反应式的书写和产物的判断阳极：首先看电极，若是活性电极（金属活动性顺阳极：首先看电极，若是活性电极（金属活动性顺表表Ag以前的），则电极材料优先失电子，电极本以前的），则电极材料优先失电子，电极本身被氧化溶解，溶液中的阴离子不能失电子；如身被氧化溶解，溶液中的阴离子不能失电子；如果是惰性电极，则按放电顺序反应。果是惰性电极，则按放电顺序反应。阴极：直接根据阳离子放电顺序判断。电极不反应阴极：直接根据阳离子放电顺序判断。电极不反应 5.电化学计算包括两极产物的定量计算、溶液电化学计算包括两极产物的定量计算、溶液pH计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、电量与产物量的互算等。不论哪类计算，均算、电量与产物量的互算等。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：可概括为下列三种方法：1）根据根据电子守恒法电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是其依据是电路上转移的电子数目电路上转移的电子数目相等。相等。2）根据）根据总反应式总反应式计算：凡是总反应式中反映出的物计算：凡是总反应式中反映出的物质的量的关系都可以列比例式计算。质的量的关系都可以列比例式计算。3）根据）根据关系式关系式计算：由计算：由得失电子守恒关系得失电子守恒关系建立各量建立各量间的关系，如串联电池各电极产物的关系：间的关系，如串联电池各电极产物的关系：1在图中的在图中的8个装置中，属于原电池的是（个装置中，属于原电池的是（）A.B.C.D.D1.在理论上可用于设计原电池的化学反应是在理论上可用于设计原电池的化学反应是()A.2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2 B.Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3H2O+8H2OC.Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2D.Al(OH)3+NaOHNaAl(OH)4 AC二、原电池的工作原理及其应用二、原电池的工作原理及其应用 2在图中的在图中的8个装置中，属于原电池的是（个装置中，属于原电池的是（）A.B.C.D.D3.3.原电池两极的判断方法原电池两极的判断方法（1 1）根据）根据电极材料电极材料判断：（泼负）判断：（泼负）一般一般，相对活泼的金属为，相对活泼的金属为负极负极，活泼性较弱的，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为金属或能导电的非金属为正极正极。（2 2）根据）根据电流方向电流方向（或电子流向）判断（或电子流向）判断电流：正极电流：正极负极负极 电子：负极电子：负极正极正极（3 3）根据溶液中）根据溶液中离子的移动方向离子的移动方向判断判断阳离子向阳离子向 正极正极移动，阴离子向移动，阴离子向负极负极移动移动（4 4）根据）根据现象现象判断：判断：一般，电极变细的为负极，有气泡产生或变粗一般，电极变细的为负极，有气泡产生或变粗的一极为正极的一极为正极（5 5）根据发生的）根据发生的反应反应判断（负失氧，正得还）判断（负失氧，正得还）4.化学电源的考查：化学电源的考查：知道常见一次电池、二次电池、燃料电池知道常见一次电池、二次电池、燃料电池懂得判断化学电源的正负极懂得判断化学电源的正负极发生氧化反应的是负极发生氧化反应的是负极铅蓄电池、氢氧燃料电池及其他电池电铅蓄电池、氢氧燃料电池及其他电池电极的书写极的书写方法：先写出氧化剂的电子，还原剂失电子的反应；然后方法：先写出氧化剂的电子，还原剂失电子的反应；然后考虑电池的电解质溶液是否与生成的离子反应，把两步反考虑电池的电解质溶液是否与生成的离子反应，把两步反应结合起来写出总的电极反应应结合起来写出总的电极反应电池电极的判断电池电极的判断铅蓄电池是化学电源铅蓄电池是化学电源,它工作时的总反应为它工作时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O.试回答：试回答：(1)蓄电池负极的电极材料是蓄电池负极的电极材料是 .(2)下列说法中正确的是下列说法中正确的是().A.铅为负极被还原铅为负极被还原 B.溶液的溶液的PH不断减小不断减小C.SO42-只向正极移动只向正极移动 D.硫酸浓度逐渐减小硫酸浓度逐渐减小Pb D氢氧燃料电池氢氧燃料电池电池反应为：电池反应为：在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件现象现象本质本质联系联系金属跟周围物质（气体或溶金属跟周围物质（气体或溶液）直接接触被氧化液）直接接触被氧化不纯金属或合金跟电不纯金属或合金跟电解质溶液接触解质溶液接触无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈）（铁锈）析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条条件件酸性环境酸性环境中性或酸性很弱的环境中性或酸性很弱的环境电电极极反反应应负极负极Fe(-)Fe-2e=Fe2+Fe-2e=Fe2+正极正极C(+)2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH-总反应总反应:Fe+2 H+=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3电解池及原电池的应用电解池及原电池的应用-金属的防护金属的防护1）金属腐蚀快慢的判断）金属腐蚀快慢的判断2）金属的防护方法）金属的防护方法改变金属内部结构改变金属内部结构改变金属内部结构改变金属内部结构覆盖保护层覆盖保护层覆盖保护层覆盖保护层电化学保护法电化学保护法电化学保护法电化学保护法外加电源的阴极保护法外加电源的阴极保护法牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法在同一电解质溶液中，金属腐蚀的由快到慢规律如下：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的由快到慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀应用原电池保护措施的腐蚀腐蚀应用原电池保护措施的腐蚀应用电解池原理保应用电解池原理保护措施的腐蚀护措施的腐蚀5.下列装置暴露空气中一段时间下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀变快的是铁的腐蚀变快的是 变慢的是变慢的是 .FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水海水)B(海水海水)C(海水海水)D(海水海水)FeSnF(天然水天然水)E(海水海水)C B拓展练习拓展练习DE F航海的船只航海的船只的船底四周的船底四周镶嵌锌块镶嵌锌块（白色），（白色），就是利用牺就是利用牺牲阳极保护牲阳极保护法。法。用用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块锌块原理原理：将将被保护金属被保护金属与另一与另一附加电极附加电极作为电解池的两作为电解池的两个极，使个极，使被保护的金属被保护的金属作为作为阴极阴极，在外加直流，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。阴极电保护法阴极电保护法电解原理电解原理废铁废铁阳极阳极阴极阴极