6化学反应与能量 课件.pptx

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吴 彦
化学反应与能量
第六章 化学反应与能量
一、回顾整理，形成系统
二、总结规律，提炼方法
任务1：模型化认识原电池
3.(2022·南京期中)汽车的启动电源常用铅酸蓄电池。其结构如图所示，放电时的电池反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断下列说法正确的是
A.负极反应式：Pb－2e－＋ ===PbSO4
B.电池放电时，溶液的酸性增强
C.PbO2得电子，被氧化
D.PbO2是电池的负极
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第3课时 化学电池
5.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，下列说法不正确的是
A.原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn
B.负极发生的反应是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
C.工作时，负极区溶液中c(OH－)减小
D.溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
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Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－
7.某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述错误的是
A.a极是负极，该电极上发生氧化反应
B.b极发生的电极反应是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C.电池总反应为2H2＋O2===2H2O
D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
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A项，a极通入H2，为负极，电极反应为H2＋2OH－
－2e－===2H2O，发生的是氧化反应；
B项，b极通入O2，为正极，电极反应为O2＋2H2O
＋4e－===4OH－；
C项，正、负极电极反应式相加可得电池总反应为2H2＋O2===2H2O；
D项，氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源。
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9.(2022·昆明市第三中学高一期中)化学电源在日常生活和高科技领域中有广泛应用，下列说法错误的是
A.甲：正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－
B.乙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
C.丙：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
D.丁：Zn2＋向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H＋浓度增加
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Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
甲为纽扣电池，正极为Ag2O得电子发生还原反应，电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，故A正确；
乙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被溶解，导致锌筒变薄，故B正确；
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丙为氢氧燃料电池，放电过程中不断生成水，故电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，故C正确；
丁中Zn为负极，Cu为正极，原电池工作时Zn2＋向Cu电极方向移动，硫酸中氢离子得电子生成氢气，故溶液中H＋浓度减小，故D错误。
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10.固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆－氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许O2－在其间通过。该电
池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、
b均不参与电极反应。下列判断正确的是
①多孔电极a为负极
②a极对应的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
③b极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O
④该电池的总反应式为2H2＋O2 2H2O
A.①② B.②④ C.②③ D.③④
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13.(2022·西安调研)利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O设计的电池装置如图所示，该装置能有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染。下列说法错误的是
A.电极B为正极，发生还原反应
B.当有0.5 mol NO2参与反应时，外电路中转
移3 mol电子
C.电池工作时，OH－从右向左移动
D.电极B的电极反应式为2NO2＋8e－＋4H2O===N2＋8OH－
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根据电池总反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O可
知，NO2得电子发生还原反应，NH3失电子发
生氧化反应，则通入NH3的电极A为负极，通
入NO2的电极B为正极，A项正确；
根据电池总反应可知，当有6 mol NO2参与反应时，外电路中转移24 mol e－，则当有0.5 mol NO2参与反应时，外电路中转移电子的物质的量为0.5 mol× ＝2 mol，B项错误；
原电池工作时，阴离子移向负极，故OH－从右向左移动，C项正确；
电极B为正极，发生还原反应，电极反应式为2NO2＋8e－＋4H2O===N2＋8OH－，D项正确。
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15.(1)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 3Zn(OH)2 ＋2Fe(OH)3＋4KOH。
请回答下列问题：
①高铁电池的负极材料是___。
②放电时，正极发生_____(填“氧化”或“还原”)反应。已知正极反应式为 ＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，则负极反应式为_________________________。
③放电时，___(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
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Zn
还原
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
正
(2)锂锰电池的结构示意图如右，其中电解质LiClO4溶
于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质转移到MnO2晶格
中生成LiMnO2。
①外电路的电流方向是由___极流向___极(填字母)。
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b　 a
②正极材料是______。
MnO2
③是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？___(填“是”或“否”)；原因是______________________________。
否
电极Li是活泼金属，能与水反应
《第1节 化学反应与能量变化》第7周周末练习
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《第1节 化学反应与能量变化》第7周周末练习
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《第1节 化学反应与能量变化》第7周周末练习
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《第1节 化学反应与能量变化》第7周周末练习
锂
Li-e-=Li+
无色气体产生
负极
AgNO3溶液
氧化
Cu
石墨棒上出现银白色物质
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二、总结规律，提炼方法
任务2：规律化总结化学反应速率的简单计算
1.可用任何一种物质的物质的量浓度随时间的变化来表示该化学反应的速率
mA（g）+nB（g） pC（g）＋gD（g）
v（A）=
v（B）=
v（C）=
v（D）=
2.可根据“化学计量数之比=化学反应速率之比”求解各物质的速率。
[例2]
1、可逆反应A（g）+ 4B（g） C（g）+ D（g），在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（ ）
A. vA==0.15mol/(L·min)
B. vB==0.6 mol/(L·min)
C. vC==0.4 mol/(L·min)
D.vD==0.01 mol/(L·s)
2、已知4NH3+5O2 == 4NO+6H2O 若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的是（ ）
A． B． C． D．
0.6mol∕L·min
D
D
3、某温度时，在2L容器中，X、Y、Z三种物质的变化曲线如图所示
由图中数据分析该反应的化学方程式：
反应开始至2min，Z的平均反应速率：
Z
X
Y
0.2
0.7
0.9
时间（min)
物质的量（mol）
3X+Y 2Z
1.0
1
0.8
0
0.4
0.6
0.2
2
3
Vz= 0.2÷2 =0.05mol/(L.min)
2
2A + B = 2C
A
(1)>(4)>(2)=(3)
D
D
[联想探究1]分析下列反应速率的主要影响因素：
1、K与水反应比Na与水反应剧烈
2、5％的H2O2溶液在热水中的分解比冷水中快
3、往等体积的2mol∕LNa2S2O3溶液和6mol∕LNa2S2O3溶液中分别加入同体积的2mol∕L的稀硫酸；后者产生沉淀的时间比前者短。
4、2molSO2与 1molO2在体积为1升的容器中达到平衡的时间比2升的容器中的时间长。
5、H2O2常温下分解缓慢，加入MnO2或FeCl3分解加快
6、Zn与稀硫酸反应时，粉末状的Zn比块状的Zn反应速率快
7、AgBr、HClO、浓HNO3等物质见光分解速率加快
反应物自身性质
温度
催化剂
浓度
固体表面积
压强
光
Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
1.下列说法正确的是（ ）
A.Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小
B.对一定条件下C(s)＋O2(g) CO2(g)的反应，增加
C的量，该反应化学反应速率加快
C.改变压强，化学反应速率必然改变
D.用铁和稀硫酸反应制取氢气时，换成浓硫酸，产生氢气
的速率加快
【例题分析】
A
2、设C+CO2 2CO(正反应吸热)，反应速率为v1；N2+3H2 2NH3（正反应放热），反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为
A.同时增大 B.同时减小
C.v1增加，v2减小 D.v1减小，v2增大
3、下列关于催化剂的说法，不正确的是
A.催化剂能使不起反应的物质发生反应
B.催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变
C.催化剂能改变化学反应速率
D.催化剂参加中间反应
A
A
4.某实验小组学习化学反应速率后，联想到H2O2分解制备氧气，设计如下实验方案探究外界条件对反应速率的影响。
编号 温度 反应物 催化剂
甲 25 ℃ 试管中加入3 mL 5% H2O2溶液 1 mL蒸馏水
乙 25 ℃ 试管中加入3 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
丙 40 ℃ 试管中加入3 mL 5% H2O2溶液 1 mL蒸馏水
(1)实验乙中发生反应的化学方程式为______________________。
(2)实验甲和实验乙的实验目的是___________________________ 。实验甲和实验丙的实验目的是_ ________________________。
探究催化剂对反应速率的影响
探究温度对反应速率的影响
(3)实验过程中该同学对实验乙中产生的气体进行收集，并在2 min内6个时间点对注射器内气体进行读数，记录数据如下表。
时间/s 20 40 60 80 100 120
气体体积/mL 15.0 29.5 43.5 56.5 69.5 81.5
0～20 s的反应速率v1＝ ____ mL·s－1，100～120 s的反应速率v2＝ mL·s－1。
不考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是_ _ ____________________________________________。
0.75
0.6
随反应的进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小
Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O
A和B、B和C
D
B
产生黄色沉淀的快慢（时间长短）
二、总结规律，提炼方法
任务3：条理化汇总化学平衡状态的标志
1.直接标志：①化学平衡的本质（v正=v速）②各组分浓度不变
2.间接标志：根据反应容器恒容或是恒压，恒温或是绝热来讨论气体颜色、压强、平均分子量等“变量”不变是否可以作为判据。
2.化学平衡状态的建立
(1)化学平衡状态的建立过程
在一定条件下向反应容器中加入SO2和O2发生反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)
(2)用速率变化图像表示化学平衡状态的建立
(2)化学平衡状态的特征
可逆反应
相等
不再改
变
(1)Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O为可逆反应( )
(2)1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可完全生成2 mol NH3( )
(3)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等( )
(4)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等( )
(5)化学反应在一定条件下建立平衡状态时，化学反应将会停止( )
(6)一定条件，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率( )
×
正误判断
√
×
×
×
×
深度思考
在一定温度下，在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。
(1)一段时间后，再向容器中充入含氧同位素 的氧气，则 最终存在的物质为___(填字母)。A.只有氧气 B.只有三氧化硫 C.只有氧气、三氧化硫 D.氧气、二氧化硫、三氧化硫
D
(2)一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明达到化学平衡状态的是_________(填序号)。
①v正(SO2)＝2v逆(O2) ②v(SO2)＝v(SO3)
③单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3
④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2
⑤混合气体的总的物质的量不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的密度不再改变 ⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变
①⑤⑥⑧
三、联系实际 解决问题
任务：探究解决汽车尾气的净化处理问题
汽车尾气都有哪些成分？
科学研究表明，汽车尾气中含有上百种不同物质，其中主要的污染物有固体悬浮颗粒、一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅及硫氧化合物等。
三、联系实际 解决问题
任务：探究解决汽车尾气的净化处理问题
有什么措施能使有害气体CO、NO完全转化为无毒害的CO2和N2？
常见使汽油完全燃烧的措施：汽油和氧气合适的比例；使汽油充分雾化并与氧气充分混合；多点式点火；增大压强。
汽车尾气主要的有害气体是CO、NO。处理尾气中涉及的重要化学反应为：2CO+2NO 2CO2+N2该反应的正反应为放热反应
当汽油燃烧不完全时，就会产生浓烟和汽油味，有什么措施能使汽油完全燃烧？
三元催化器法