教案:第6章化学反应与能量变化.pdf
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1、第六章化学反应与能量转化第一节化学反应中的热效应【复习目标】【复习目标】1、 了解反应热和焓变的含义,知道放热反应和吸热反应的概念,理解化学反应过程中能量变化的原因。2、 能熟练书写热化学方程式的概念, 能通过比较的方法理解热化学方程式与化学方程式的区别,能利用盖斯定律进行有关焓变的简单计算。【教学重点】【教学重点】1、化学反应过程中能量变化的原因2、盖斯定律有关焓变的计算【教学难点】【教学难点】盖斯定律有关焓变的计算【教学方法】【教学方法】练习法、讲授法、讨论法【教学手段】【教学手段】学生分组实验多媒体教学课件【知识内容知识内容】一、焓变反应热 1反应热:一定条件下,一定物质的量的反应物之间
2、完全反应所放出或吸收的热量 2焓变(H)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应(1).符号: H(2).单位:kJ/mol3.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 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 大多数的化合反应 金属与酸的反应 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)28H2O 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 铵盐溶解等二、热化学方程式书写化学方程式注意要点:热化学方程式必须标出能量变化。热化学方程式中
3、必须标明反应物和生成物的聚集状态 (g,l,s 分别表示固态, 液态,气态,水溶液中溶质用 aq 表示)热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数各物质系数加倍,H 加倍;反应逆向进行,H 改变符号,数值不变三、燃烧热1概念:25 ,101 kPa 时,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用 kJ/mol 表示。注意以下几点:研究条件:101 kPa反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量:1 mol研究内容:放出的热量。(HHg2+Fe3+Cu2+H+(指酸电离的)Pb2+Sn2+Fe2+Zn
4、2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+放电顺序:阴离子的放电顺序惰性电极时:S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子)F-(SO32-/MnO4-OH-)活性电极时:电极本身溶解放电注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液; 若为惰性材料, 则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。二、电解质水溶液点解产物的规律二、电解质水溶液点解产物的规律类型电极反应特点实例电解对象电 解 质 浓pH度电解质溶液复原分 解 电 解电解质电离出的 HClHCl质型阴阳离子分别在
5、两CuCl2CuCl2极放电电解质减小增大 HClHCl-CuCl2CuCl2放 H2 生成NaClNaClHClHCl阴极:水放 H2生碱碱型电电 解解 质质 和和生生 成成 新新 电电增大阳极: 电解质阴离子水水解质解质放电放放 阴极:阴极: 电解质阳离子电解质阳离子生生氧生酸型氧生酸型 放电放电CuSOCuSO4 4电电 解解 质质 和和成成 新新 电电 解解减小 氧化铜氧化铜阳极:水放阳极:水放 O2O2 生酸生酸水水质质电电阴极:阴极: 4H+4H+ + +NaOHNaOH解水型解水型4e- = 2H24e- = 2H2 H2SO4H2SO4阳极:阳极:4OH-4OH-水- - 4e
6、-4e- = = O2O2+ + 2H2O2H2ONa2SO4Na2SO4增大增大减小水不变上述四种类型电解质分类:(1)电解水型:含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐(2)电解电解质型:无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐三、电解原理的应用三、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气(1)、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法(2)、电极、电解质溶液的选择:阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液M ne = Mn+阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,
7、附着在金属表面Mn+ +ne = M电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+,阴极(镀件):Cu2+2e-=Cu,电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液(3)、电镀应用之一:铜的精炼阳极:粗铜;阴极:纯铜电解质溶液:硫酸铜3、电冶金(1)、电冶金:使矿石中的金属阳离子获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝(2)、电解氯化钠:通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl = Na+ Cl通直流电后:阳极:2Na+ + 2e = 2Na阴极:2Cl 2e= Cl2规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律(1)若无外接电源,又
8、具备组成原电池的三个条件。有活泼性不同的两个电极;两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里; 较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。(3)若多个单池相互串联, 又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。四、原电池,电解池,电镀池的比较四、原电池,电解池,电镀池的比
9、较性质类别原电池定义(装置特点)反应特征装置特征形成条件将化学能转变成电能的装置自发反应无电源,两级材料不同活动性不同的两极电解质溶液形成闭合回路电解池将电能转变成化学能的装置非自发反应有电源,两级材料可同可不同电镀池应用电解原理在某些金属表面镀上一侧层其他金属非自发反应有电源两电极连接直流电源1 镀层金属接电源正极,待两电极插入电解质溶液镀金属接负极;2 电镀液必形成闭合回路须含有镀层金属的离子电极名称负极:较活泼金属阳极:与电源正极相连名称同电解,但有限制条件正极:较不活泼金阳极:必须是镀层金属属(能导电非金属) 阴极:与电源负极相连阴极:镀件负极:氧化反应,金属失去电子正极:还原反应,溶
10、液中的阳离子的电子或者氧气得电子(吸氧腐蚀)负极正极阳离子向正极移动阴离子向负极移动阳极:氧化反应,溶液中的阴离子失去电子,或电极金属失电子阴极:还原反应,溶液中的阳离子得到电子电源负极阴极电源正极阳极阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动阳极:金属电极失去电子阴极:电镀液中阳离子得到电子同电解池同电解池电极反应电子流向溶液中带电粒子的移动联系课堂练习:在两极上都发生氧化反应和还原反应1下列有关电解原理的说法不正确的是()A电解饱和食盐水时,一般用铁作阳极,碳作阴极B电镀时,通常把待镀的金属制品作阴极,把镀层金属作阳极C对于冶炼像钠、钙、镁、铝等这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业方法D电解精
11、炼铜时,用纯铜板作阴极,粗铜板作阳极2在原电池和电解池的电极上所发生的反应,属于还原反应的是()A原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应3 用惰性电极在一定温度下电解某Na2SO4饱和溶液 200 g。 当两极共产生标准状况下67.2L气体时,从溶液中析出64.4g Na2SO410H2O 晶体。则剩余溶液的溶质质量分数约是()A64.7B47.5C 32.2D28.34 在 25时, 将两个铜电极插入一定质量的硫酸钾饱和溶液中进行电解。 通电一段时间后,阴极上逸出 a mo
12、l 气体,同时有 W g 无水硫酸钾晶体析出。在温度不变条件下,下列说法不正确的是()A电解过程中共消耗2amol 水 B剩余溶液中有大量蓝色沉淀产生C剩余溶液中溶质的质量分数为W / (W+18a) 100D剩余溶液中溶质的质量分数为W / (W+36a) 1005 某溶液中含有两种溶质 AlCl3和 H2SO4,它们的物质的量之比为 2:1。用石墨做电极电解该混合溶液时,根据电极产物,可分为若干个阶段,下列叙述不正确的是()A阴极自始至终只有H2B阳极先析出 Cl2后析出 O2C电解最后阶段为电解水 D溶液中先有白色沉淀生成后沉淀全部溶解6(改编) 关于电解NaCl水溶液, 下列叙述正确的
13、是()A电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入KI 淀粉试液,溶液呈蓝色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液仍无色D电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,加入适量盐酸充分搅拌后溶液可恢复原状况7下图是电解精炼铜装置,其中c、d 为铜电极。则下列有关的判断不正确的是Ac 为粗铜板、d 为纯铜板B 电解过程中,SO42-浓度几乎不变C电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等D 电解过程中,c 电极板附近沉积不溶物,d 电极板质量增加8、用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一物质(中括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是ACuCl2CuCl2
14、溶液BAgNO3Ag2OBCNaClHCl 溶液DCuSO4Cu(OH)29PHa 的某电解质溶液中,插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶液的pHa,则该电解质可能是ANaOHBH2SO4CAgNO3DNa2SO410(改编)在外界提供相同电量的条件,Cu2+或 Ag+分别按 Cu2+2eCu 或 Ag+e-Ag在电极上放电,若析出银的质量为3.24g,则析出铜的质量为A6.48gB 1.92gC 1.28gD0.96g11从NO3-、SO42-、Cl-、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+等离子中选出适当的离子组成电解质,采用惰性电极对其溶液进行电解。若两极分别放出气体,且体积比为11,电解质
15、的化学式可能是。12室温下某金属为液态,当电解它的一价金属的硝酸盐溶液时, 阴极得到的产物是该金属的单质。当阴极消耗2 mol 该盐的阳离子时,阳极可得1 mol 的气体产物,则此气体的产物是(填分子式)。由此可推断得知该盐的化学式是,其阴极上所发生的还原反应方程式是:。13工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质, 可用离子交换膜法电解提纯。 电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。该电解槽的阳极反应式为;通电开始后,阴极附近溶液pH 会增大;其原因是;除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出品(填写“A”或“B”)导出。14已知电极材料:铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质
16、溶液:CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、盐酸。接要求回答下列问题:电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因。若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池?,若能,请写出电极反应式,负极,正极。若电极反应为:Cu+2H+= Cu2+H2,请在右边框图内画出实现该反应的装置图(运用题目所给材料和药品)。答案:1 A 【解析】A 中电解饱和食盐水时,Fe 不可作阳极,否则 Fe-2e=Fe2+,则 OH-不能失电子。2 B 【解析】原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。电解池中,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。所以B 正确。3 D 【
17、解析】Na2SO4是强酸强碱盐,电解该溶液实质上是电解水。2H2O电解2H2+O2共产生 6 个 2L 气体时,则被电解的水为据电解前后溶液均为饱和溶液,可选出D 答案。4 C 【解析】用铜电极电解时:阳极Cu-2e- =Cu2+阴极2H+2e=H2电池总反应式:Cu+2H2OCu(OH)2+H2所以,A、B 均正确。剩余溶液中溶质的质量分数=所以不正确的是 C。5D 【解析】以石墨作电极电解混和液时,第一阶段发生如下电极反应2Cl-2e-=Cl2第二阶段, 2Cl- -2e- =Cl22H+2e-=H22H+2e-=H2此时 H+是由水电离得到的第三阶段4OH4e-=2H2O+O26 B 【
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- 教案 化学反应 能量 变化
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