福建省晋江市季延中学苏教版高中化学选修四课件:专题1 化学反应与能量变化 (7份打包)

文档属性

名称 福建省晋江市季延中学苏教版高中化学选修四课件:专题1 化学反应与能量变化 (7份打包)
格式 zip
文件大小 8.5MB
资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 化学
更新时间 2016-10-18 09:22:17

文档简介

课件41张PPT。原电池【演示实验一】:将锌片、铜片插入稀硫酸,有何现象?锌片上有气泡产生原理:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑2e-【演示实验二】锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中有何现象?实验现象:
铜片上有气泡产生问题探究1.铜片上产生什么气体? 有人说H2是由铜和稀硫酸在这种特定的条件下反应产生出来的。这种想法正确吗?2.铜片上的电子从何来?2H+ + 2e-=H2↑ CuZn 稀硫酸Zn2+H+H+电流计Zn-2e- = Zn2+2H+ + 2e-=H2↑ 3.如何检验电子的流动? 根据能量守恒原理,这种产生出来的电能是从什么能量转变来的呢?一、原电池化学能转变为电能的装置原电池电子的转移氧化还原反应电流如何检验原电池正负极?用一干电池连接电流计验证电子流向,确定Zn片, Cu片的正负极是怎样的?测干电池时,电流计指针偏向正极CuZn 稀硫酸Zn2+H+H+1、原电池的正负极判断负极( Zn片 ) :
正极( Cu 片):测原电池时,电流计指针指向Cu片电子流出的一极
电子流入的一极
2、电极反应总反应:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑(离子方程式)Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑(化学方程式)Cu ㈩Zn㈠Zn2+H+H+Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑ 氧化反应还原反应负极正极电子沿导线传递,产生电流失去电子溶液中阳离子得到电子SO42-3原电池工作原理小结较活泼金属 不活泼金属 从化学反应来看,使自发进行的氧化还原反应的氧化和还原两个过程分别在两个电极上发生,使电子定向移动形成电流,实现化学能转化为电能。工作原理问题探究:使电子定向移动形成电流应该具备哪些条件?1、前提:自发进行氧化还原反应(有电子转移) Cu- Zn原电池中Zn片换成Ag片能形成原电池吗 ?(不可以)2、电子为什么会定向移动(动力)? 电子定向移动的动力:两极有电势差
条件:两种不同的金属 (或一种金属与石墨)作电极(不可以)能形成原电池吗 ?(可以)CuZn整个装置是如何形成电流的闭合回路的?外电路:负极不断产生电子跑到正极
电流:正极到负极负极正极电灯3、电子要定向移动还需什么条件?CuZn溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动?Zn2+负极正极静电作用内电路:阳离子正极阴离子负极(不可以)能形成原电池吗 ?(不可以)原因:没有形成闭合回路二、形成简单原电池的条件两个电极:两种不同的金属 (或一种金属与石墨)
电解质溶液:电极材料均插入电解质溶液中
形成闭合回路:用导线相连(或直接接触)前提:金属能与电解质溶液自发进行氧化还原反应下列哪些装置能构成原电池?√√巩固练习1 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用
导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为
负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,
c极上产生大量气泡,b、d相连时,b上有大量气
泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为:
( )
A.a > b > c > d B.a > c > d > b
C.c > a > b .> d D.b > d > c > a B巩固练习2原电池工作原理氧化反应还原反应④有闭合回路(–)(+)e-A③电解质溶液②一般有还原性差异的材料作两个电极C石墨稀硫酸ZnCuADC【知识回顾】下列装置可以构成原电池的是( )D? 正负极的判断:
负极:失去电子(发生氧化反应,一般为 较活泼的金属电极)
正极:得到电子(发生还原反应一般为较不活泼金属或非金属)
(负极失电子数与正极得电子数相等)? 电极方程式的书写
1、先根据电极材料、电解质溶液及反应现象,再确定正负极,然后写电极反应式。在确保正负极转移电子数目相同的前提下,将正负电极反应式相加既得总反应式。
2、根据氧化还原方程式找出发生氧化反应和还原反应的物质,确定两极名称和反应物,利用电子守恒写出两极反应式。
练习1、判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,请说明理由;若是,请指出正负极名称,并写出电极反应式.1(∨)2H++2e-=H2↑负极:总反应:正极:Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑
(∨)负极:正极:总反应:Zn-2e- =Zn2+2H++2e- =H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑(∨)正极:负极:总反应:Fe-2e - =Fe2+Cu2++2e- =CuFe+Cu2+=Fe2++CuFe+CuSO4=Cu+FeSO42354(×)(∨)负极:正极:总反应:Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑Zn+2H+=H2↑+Cu知识应用现象Fe也会和CuSO4 直接反应存在缺陷!逐渐溶解(质量减小)有红色物质析出(质量增加)示数不稳定一定时间后能看到的现象1.如何避免Fe或Zn与CuSO4 溶液反应?思考与交流应把Zn与CuSO4 溶液分开
把锌放在另一个烧杯中
CuZnCuSO4溶液Zn2+SO42-A2.烧杯中加什么溶液?思考与交流不与锌反应的溶液,
一般加金属对应的盐溶液。为什么?3.安培表指针会偏转吗?4.怎样构成闭合回路?盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂
K+和Cl-在盐桥中能移动 信息提示盐桥   SO42-Zn2+e-
e-SO42-Cu2+K+盐桥工作示意图CuZnK+Cl-K+Cl-K+Cl-K+Cl-K+Cl-Cl-K+K+Cl-K+K+K+Cl-Cl-K+Cl-Cl-Cl-1.连通电路 信息提示2.使溶液呈电中性3.使电流持续稳定锌半电池铜半电池电极反应:
负极:
正极:
总反应:

Cu2++2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu锌铜原电池(盐桥) 问题解决银半电池铜半电池电极反应:
负极:
正极:
总反应:

Cu - 2e- = Cu2+2Ag + +2e- =2AgCu + 2Ag + = Cu2+ + 2Ag 铜银原电池(盐桥)AgNO3溶液CuSO4溶液 问题解决铜半电池锌铜原电池(盐桥) 知识递进作正极作负极CuSO4溶液 ⑦⑥(×)(∨)负极:正极:总反应:Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++Cu或 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu⑧⑨(×)(∨)负极:正极:总反应:Fe-2e- =Fe2+2H++2e-=H2↑Fe+2H+= Fe2++H2↑或 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑请根据离子反应: Fe + Cu2+= Fe2+ + Cu
设计一个带盐桥的原电池,
同时记录你所看到的现象无红色物质析出 无明显现象 指针偏转且稳定知识应用知识递进优点:1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应, 增加了原电池的使用寿命2.离子在盐桥中作定向移动,减少了离子的混乱,使离子移动更加有序,电流持续稳定 ,
提高了原电池的使用效率二.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理:半电池中:还原性强的材料作负极,失电子被氧化知识小结外电路中:电子由负极经导线流向正极另半电池:电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原内电路中:两极之间通过盐桥构成闭合回路。一. 盐桥的作用:1.连通电路2.使溶液呈电中性3.使电流持续稳定(高考真题)依据氧化还原反应:
2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)
设计的原电池如图所示,请回答下列问题:(1)电极X的材料是?????????? ;
电解质溶液Y是??????????? ;
(2)银电极为电池的?????????极,
发生的电极反应为???????????

X电极上发生的电极反应为
??????;
(3)外电路中的电子是从?????????电极
流向??????????电极。CuAgNO3正XAgCu – 2e- = Cu2+2Ag+ + 2e- = 2 Ag练习反馈课件44张PPT。 第一节 原电池的工作原理专题1 化学反应与能量变化第二单元 化学能与电能的转化[设疑]请根据你的经验猜想Zn与CuSO4溶液的反应是吸热反应还是放热反应?如何证明。教材P13——活动与探究:实验1现象:温度迅速上升,有红色物质析出.结论:化学能 → 热能Zn+ Cu2+ = Zn2+ + Cu [思考]该反应放出的能量除了可以转化为热能之外,还可以转化为什么能量?Zn电极Zn—2e—=Zn2+氧化反应Cu电极2H++2e—=H2↑还原反应总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑氧化还原反应(负极)(正极)e-e-铜片锌片一、原电池1、原电池:2、原电池工作原理:氧化—还原反应把化学能转化为电能的装置。不偏转不偏转不偏转偏转3、形成原电池的条件①体系有自发进行的氧化还原反应。②有活动性不同的两极。
   一极发生失电子----氧化反应-----负极
   一极发生得电子----还原反应-----正极③必须能形成闭合回路。CuZn×××练习:结合原电池的构成条件,判断下列装置能否构成原电池。 CuSO4 ZnSO4⑤(1)电路:外电路内电路电子流向:由失电子的一极向得电子的一极 电流方向:与电子流向相反阴离子流向与电子流向一致阳离子流向与电流一致4、原电池中的基本关系:(2)电极负极:电子流出的一极正极:电子流入的一极(3)电极反应式负极: 失电子、发生氧化反应正极:得电子、发生还原反应总反应式: 两极叠加、氧化还原反应4、原电池中的基本关系:Cu2+ + 2e- = Cu 还原反应
电池总反应:Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+巩固练习电极反应式 :
负极( 电极):

正极( 电极):锌铜Zn - 2e- = Zn2+ 氧化反应现象:电流计指针发生偏转
锌片变薄、铜片变厚结论:负极(Zn电极):Zn-2e-=Zn2+正极(Cu电极):Cu2++2e-=Cu教材P13——活动与探究(实验2)电池总反应:Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+1、盐桥的作用是什么?使整个装置构成通路;平衡电荷(保证其连接的两个半电池中的电解质溶液呈电中性)2、此电池的优点?能产生持续、稳定的电流,提高原电池电流
效率。思考负极:Fe – 2e- =Fe2+ 正极:Cu2+ +2e- =Cu CuFeCuSO4FeSO4教材P14——活动与探究电池反应:Fe+ Cu2+ = Fe2+ + Cu 练习:用2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+设计一个原电池,画出示意图,写出电极反应。正极:2Fe3++2e- =2Fe2+ 负极:Cu-2e- =Cu2+CuCCuSO4FeCl3与原电池相关的概念1.电路:外电路内电路电子流向 电流方向:阴离子流动方向阳离子流动方向2.电极:正极:电子流入的一极负极:电子流出的一极3.电极反应式:正极: 2H++ 2e-= H2↑负极: Zn-2e-= Zn2+4.总反应式:Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2↑氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池电解质溶液失e,沿导线传递,有电流产生还原反应Cu2++2e- =Cu阴离子阳离子总反应:负极正极 Cu2++2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn+Cu2+=Zn2++Cu(离子方程式)电极反应正极:负极:(氧化反应)(还原反应)阳离子原 电 池 原 理外电路内电路负极: Fe — 2e- = Fe2+
正极: 2H+ + 2e- = H2↑
总:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
负极: Fe — 2e- = Fe2+
正极: 2Fe3++ 2e- =2Fe2+
总: 2Fe3++Fe=3Fe2+
练习1:书写如下电池反应的电极方程式
负极:2 Al+ 8OH-—6e- =2Al O2- +4H2O
正极:6H2O +6e- =6OH—+ 3H2↑
总:2Al+ 2OH- +2H2O =2Al O2- + 3H2 ↑
练习2:书写如下电池反应的电极方程式1:认识常见的化学电源“神六”的太阳能电池手机专用电池化学电源一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池铅蓄电池氢氧燃料电池锂离子电池银锌蓄电池普通锌锰干电池锌银纽扣电池化学电源的分类问题1、你了解银锌纽扣电池构造吗?正负极分别是什么?电解质是什么?能写出它的电极反应式和电池反应方程式吗?
探究一次电池的工作原理负极:Zn +2OH--2e- =Zn(OH)2正极:Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH-总反应:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag电池比能量大、电压稳定,储存时间长,
适宜小电流和连续放电问题2、你了解碱性锌锰电池构造吗?正负极分别是什么?电解质是什么?能写出它的电极反应式和电池反应方程式吗? 正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- 优点:比能量和储存时间有所提高,适用于大电流和连续放电缺点:多数只能一次使用,不能充电;价格较贵探究二次电池的工作原理 问题3、你了解铅蓄电池构造吗?正负极分别是什么?电解质是什么?能写出它放电时的电极反应式和电池反应方程式吗?
问题4、铅蓄电池放电一段时间后,正负极板、电解质溶液有何变化?如何使其“恢复元气”,恢复过程中又发生哪些变化?放电总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O Pb + SO42- -2e- =PbSO4 正极:PbO2 + 4H++SO42-+2e- =2PbSO4 +2H2O负极:①放电过程(是原电池反应,化学能转化为电能)②充电过程(是电解池反应,电能转化为化学能)阴极:PbSO4 +2e- =Pb + SO42- 阳极:PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H++ SO42-充电总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O缺点:比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池……减 少 污 染
节 约 资 源探究燃料电池的工作原理 问题5、通过阅读课本16页的资料卡片,你能自主书写出碱性氢氧燃料电池两极的电极反应式吗?如果电解质为酸性溶液电极反应式还相同吗?燃料电池:燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。(氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池……) 酸性电解质:碱性电解质
负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O
正极: O2+2H2O+4e-==4OH-
总反应: 2H2+O2==2H2O负极: 2H2-4e-==4H+正极: O2+4H++4e-==2H2O总反应:2H2+O2==2H2O(1)比较金属活动性强弱。例1:下列叙述中,可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极;A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解,甲
上有H2气放出;B.在氧化–还原反应中,甲比乙失去的电子多;D.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强;(C)原电池原理应用:(2)比较反应速率例2 :
下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和 1mol/L 盐酸;B.A.纯锌和1mol/L 硫酸;纯锌和18 mol/L 硫酸;C.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.( D )原电池原理应用:(3)比较金属腐蚀的快慢例3:下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)原电池原理应用:例4:下列装置中四块相同的Zn片,放置一段时间后腐蚀速
率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)(4)原电池原理的综合应用例6:市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会发现有大量铁锈存在。
“热敷袋”是利用 放出热量。
2)炭粉的主要作用是 。
3)加入氯化钠的主要作用是 。
4)木屑的作用是 。铁被氧化 与铁屑、氯化钠溶液构成
原电池,加速铁屑的氧化 氯化钠溶于水、形成
电解质溶液使用“热敷袋”时受热均匀原电池原理应用:2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气;1.进行金属活动性强弱比较;3.电化学保护法,即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。原电池的主要应用:4.解释某些化学现象1.如图装置,电流表G发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的哪一组( ) A、A是锌,B是铜,C为稀H2SO4
B、A是铜,B是锌,C为稀硫酸
C、A是铁,B是银,C为AgNO3溶液
D、A是Ag,B是铁,C为AgNO3溶液 D练习:1、下列关于下图所示原电池的说法正确的是
A 铝片为正极
B 正极上有H2产生
C Al是电池的负极,开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出
D 当转移0.04 mol e- 时,产生 0.01 mol O2 B、C 练习2. X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为
________________Z>Y>X>W设计有盐桥的原电池的思路:半电池:电极材料电解质溶液根据电极反应确定还原剂(电极材料)和氧化产物(电解质溶液)为负极的半电池
氧化剂(电解质溶液)和还原产物(电极材料)为正极的半电池外电路用导线连通,可以接用电器内电路是将电极浸入电解质溶液中,并通过盐桥沟通内电路
(或其它不活泼材料)根据负极氧化、正极还原写出两极反应式课件70张PPT。原电池工作原理本部分知识1、单液原电池构成和工作原理
2、双液原电池构成和工作原理
3、原电池原理的应用
4、电极反应式的书写
5、一些常见的化学电源知识储备1、电流是如何形成的?电流的方向如何判断?
2、哪些物质能导电?能导电的原因是什么?
3、氧化还原反应的本质是什么?如何熟练判断氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应?课堂引入已经学过化学能与热能能相互转化的原因,那么,你是否可推测化学能与电能相互转化的原因?⑴, 将Zn片插入H2SO4溶液中有什么现象?为什么?⑵, 将Cu片插入H2SO4溶液中有什么现象?为什么?演示探究⑷,若将Zn片,Cu片用一导线连接再浸在H2SO4溶液中,有什么现象?为什么?
⑶,将一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中,有什么现象?为什么?
⑸,导线间接一电流计有何现象产生?为什么?
⑹,用一干电池连接电流计验证电子流向,确定Zn片, Cu片的正负极是怎样的?
铜片上没有明显现象,锌片上有无色气体产生。铜片上没有明显现象,锌片上有无色气体产生。铜片上有无色气体产生,锌片无明显现象。铜片上有无色气体产生,锌片无明显现象,电流计发生偏转。思考1、铜片上有H2产生,说明在铜片附近发生了什么反应?
2、电流计指针发生偏转的原因可能是什么?
3、你能否分析在Zn极和Cu极上可能发生什么变化,并说明在原电池中产生电流的原因
4、试小结所得到的实验和讨论结论铜片上没有明显现象,锌片上有无色气体产生。铜片上没有明显现象,锌片上有无色气体产生。铜片上有无色气体产生,锌片无明显现象。铜片上有无色气体产生,锌片无明显现象,电流计发生偏转。H+在铜片上得到电子被还原成氢气。H+在铜片上得到电子被还原成氢气,说明有电子从锌片流入到铜片.结论小结1、原电池反应中,产生电流的原因是什么?
氧化还原反应产生的电子在外电路中定向移动
2、原电池反应中,如何判断正负极?
发生氧化反应的为负极,发生还原反应的为正极(通常两种金属,更活泼的为负极)
3、原电池中如何形成闭合回路的?
外电路(金属导体)中,电子由负极移向正极;电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极
4、构成原电池的必备条件
自发的氧化还原反应,两个电极(通常为不同电极),构成闭合回路还原剂(Zn)失去电子,发生氧化反应氧化剂(H+)在铜极上得到电子,发生还原反应还原剂失去的电子从锌极流出流入铜极.经外电路Zn2+H+SO42-电流方向第二课时本部分知识1、单液原电池构成和工作原理
2、双液原电池构成和工作原理
3、原电池原理的应用
4、电极反应式的书写
5、一些常见的化学电源复习与小结1、Cu/H2SO4/Zn原电池的现象说明、电极反应、电流回路
2、原电池中电流产生的原因和电流闭合回路的判断
3、原电池的构成条件
4、原电池电极反应式的书写
氧化反应Zn-2e-=Zn2+ 铜锌原电池电解质溶液失e-,沿导线传递,有电流产生还原反应2H++2e- =H2↑阴离子阳离子负极正极 阳离子归 纳 与 整 理电极反应总式:氧化还原反应原电池反应本质:CuSO4 溶液用做电源,效率低,时间稍长电
流就很快减弱,不适合实际应用。电池两个电极上
都有红色物质生成“单液”电池的缺陷电池两个电极上
都有气泡生成极化现象在原有实验基础上进行改进,设计成一个能产生持续稳定电流的原电池,并用实验验证。实验探究一CuSO4 溶液思考1)分析过程中电流产生的原因
2)分析并书写电极反应式
3)试总结盐桥的作用
4)与单液原电池相比,双液池有哪些优点?
5)小结双液原电池的构造盐桥的作用1)避免两溶液直接接触
2)连通原电池的内电路
3)平衡溶液中的离子电荷1、请根据氧化还原反应 :
Cu2+ + Fe = Cu + Fe2+
设计成原电池。
2、请根据氧化还原反应 :
2Fe3+ + 2I- = I2 + 2Fe2+
设计成原电池。依据氧化还原反应:
2Ag+(aq)+Cu(s) = Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是________;电解质溶液Y是_______;
(2)银电极为电池的________极,发生的电极反应为
__________;X电极上发生的电极反应为________;
(3)外电路中的电子是从_______电极流向________电极。铜(或Cu) AgNO3溶液 正 Ag++e- = Ag Cu-2e- = Cu2+ 负(Cu) 正(Ag) 第三课时本部分知识1、单液原电池构成和工作原理
2、双液原电池构成和工作原理
3、原电池原理的应用
4、电极反应式的书写
5、一些常见的化学电源原电池原理的应用二、 原电池原理的应用:1、原电池的设计,研制分析化学电源;3、促进某些氧化还原反应的进行,加快反应速率 4、寻找钢铁防腐蚀的方法2、判断金属活动顺序例:在理论上不能用于设计原电池的化学反应是( )
A.HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H<0
B.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)= 4Fe(OH)3(s) △H<0
C.3Cu(s)+8HNO3(aq)=3Cu(NO3)2(aq)+2NO(g)+4H2O(l) △H<0
D.2CH3OH(l)+3O2(g) == 2CO2(g)+4H2O(l)  △H<0
A非氧化还原反应不能设计为原电池反应1、 原电池的设计(1) 请结合组成原电池的条件,将氧化还原反应:
Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成一个原电池。1、电解液: 。
2、电极材料:
正极 ,负极 。
3、电极反应式 :
负极: .
正极: . CuSO4溶液石墨FeFe-2e-= Fe2+Cu2++2e-=Cu 1. 原电池的设计(2) 将氧化还原反应:Cu+2FeCl3= 2FeCl2+CuCl2
设计成一个原电池。1、电解液: 。
2、电极材料:
正极 ,负极 。
3、电极反应式 :
负极: .
正极: . FeCl3溶液石墨CuCu-2e-= Cu2+2Fe3++2e-= 2Fe2+1. 原电池的设计(3) 将氧化还原反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2? 设计成一个原电池。1、电解液: 。
2、电极材料:
正极 ,负极 。
3、电极反应式 :
负极: .
正极: . 盐酸石墨Al2Al-6e-= 2Al3+1. 原电池的设计(4) 将氧化还原反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2? 设计成一个原电池。1、电解液: 。
2、电极材料:
正极 ,负极 。
3、电极反应式 :
负极: .
正极: . NaOH溶液石墨Al2Al+8OH--6e-= 2AlO2-+4H2O 问题探究
将铜棒和铝棒用导线连接后
插入浓硝酸中,是否构成了原电池? 若构成了原电池,负极材料是什么? 电极反应式?能构成原电池。
负极为铜棒,正极为铝棒。方法点拨: 理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。
1、将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应,分别做原电池的负极和正极。
2、确定电极材料和电解质中参与反应的物质
3、根据原电池的构成特点确定其余电解质或电极
4、构成闭合回路练习1:下列叙述中,可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极;A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解,甲
上有H2气放出;B.在氧化–还原反应中,甲比乙失去的电子多;D.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强;(C)2、比较金属的活泼性【知识小结 】如何判断原电池的电极? ①从电极材料: 较活泼金属——负极 ②从电极反应现象: 溶解的一极 ——负极③从外电路电子流动方向: 电子流出的一极—负极 ④从电极反应本质: 被氧化的一极—负极较不活泼金属或石墨——正极 不溶解(或产生气泡、有固体析出增重)的一极——正极电子流进的一极—正极 被还原的一极—正极练习2. X、Y、Z、W四种金属片浸入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为
________________Z>Y>X>WCuZn为什么发生原电池反应可加快反应速率?Zn2+负极正极Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑ 3、改变化学反应速率练习1 :
下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和 1mol/L 盐酸;B.A.纯锌和1mol/L 硫酸;纯锌和18 mol/L 硫酸;C.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.( D ) Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。 (1)该电池的负极材料是    。电池工作时,电子流向    (填“正极”或“负极”)。 (2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是  除去Cu2+,最好选用下列试剂中的    (填代号)。 a.NaOH b.Zn    c.Fe d.NH3·H2O 练习2.(09山东卷)Zn 正极 锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b第四课时原电池电极反应式的书写:方法归纳:(2)根据反应发生的环境确定在两极生成的产物。
(5)利用原子守恒补充并配平其余物质(原子守恒)(1)分析并判断自发进行的氧化还原反应,确定在两极发生反应的物质。(3)根据化合价的变化情况确定电子的转移数。 (电子守恒)
(4)判断反应式两侧的电荷数,根据反应的环境用阴、阳离子来平衡电荷(如:酸性介质中用H+、碱性介质中用OH-,中性介质中H+和OH-只能出现在右侧)(电荷守恒)
“神六”的太阳能电池手机专用电池三、化学电源化学电源一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池铅蓄电池氢氧燃料电池锂离子电池银锌蓄电池普通锌锰干电池锌银纽扣电池化学电源的分类(一)一次电池负极(锌筒):Zn-2e-=Zn2+
正极(石墨):2NH4++2MnO2 + 2e-=2NH3↑+Mn2O3+H2O
总反应:
Zn+2NH4++2MnO2= Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O1、干电池(NH4Cl糊状物为电解质)2.碱性锌锰干电池碱性锌锰电池的优点: 电流稳定,放电容量、时间增大几倍,不会气涨或漏液。普通锌锰干电池缺点:放电量小,放电过程中易气涨或漏液Zn+2OH--2e-→Zn(OH)2  2MnO2+2H2O+2e- = 2MnO(OH)+2OH-    Zn +2MnO2+2H2O= Zn(OH)2+2MnO(OH)负极正极总反应3、迷你型电池(电解质KOH)银锌电池另一写法
Zn+2OH- - 2e- = ZnO+H2O
Ag2O +H2O + 2e- = 2Ag +2OH-
Zn+Ag2O=2Ag+ZnO
负极是Zn: Zn+2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极是Ag2O: Ag2O +H2O + 2e- = 2Ag +2OH-
电池总反应:
Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2
大有发展前景的燃料电池
??????? 燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃料电池的能量转化率可达近80%,约为火力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等废气污染都接近零;燃料电池发明于19世纪30年代末,经反复试验、改进,到20世纪60年代才开始进入实用阶段。第一代燃料电池的?大致情况如下: ???(二)燃料电池氢氧燃料电池工作原理2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-固体氢氧燃料电池2H2 - 4e- +2O2-= 2H2O O2 + 4e-= 2O2- 2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 原电池电极反应式的书写:方法归纳:(2)根据反应发生的环境确定在两极生成的产物。
(5)利用原子守恒补充并配平其余物质(原子守恒)(1)分析并判断自发进行的氧化还原反应,确定在两极发生反应的物质。(3)根据化合价的变化情况确定电子的转移数。 (电子守恒)
(4)判断反应式两侧的电荷数,根据反应的环境用阴、阳离子来平衡电荷(如:酸性介质中用H+、碱性介质中用OH-,中性介质中H+和OH-只能出现在右侧)(电荷守恒)
它是以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通入甲烷
和氧气。电极反应为:
负极:
正极:
电池总反应:
2O2+ 4H2O +8e-= 8OH -CH4+ 10OH --8e-= CO32- + 7H2OCH4+ 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3 H2O甲烷新型燃料电池分析溶液的pH变化。电解质为KOH溶液
若用C2H6、CH3OH呢?
C2H6燃料电池、电解质为KOH溶液
负极:
正极:
电池总反应:
CH3OH燃料电池、电解质为KOH溶液
负极:
正极:
电池总反应:7O2+ 14H2O +28e-=28OH -2C2H6+ 36OH --28e-= 4CO32- + 24H2O2C2H6+ 7O2 +8KOH = 4K2CO3 + 10 H2O3O2+6H2O +12e-= 12OH -2CH3OH+ 16OH --12e-= 2CO32- + 12H2O2CH3OH+ 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6 H2O铝——空气燃料电池(海水):
负极:
正极:
电池总反应:
3O2 +12e- + 6H2O =12OH-4Al -12e- = 4Al3+4Al +3O2 +6H2O = 4Al(OH)3汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成,用H2SO4作电解液。总
反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
(1)试写出放电时的正、负极反应式
正极:______________________________________
负极:______________________________________
(2)试写出充电时的阳、阴极反应式
阳极:______________________________________
阴极:______________________________________PbO2+4H++SO42- +2e- =PbSO4+2H2OPb+ SO42--2e- =PbSO4PbSO4+2H2O-2e- =PbO2 + 4H++SO42- PbSO4 +2e- =Pb + SO42-接电源负极接电源正极(三)二次电池(可充电)当向外提供0.5mol电子时,消耗硫酸的物质的量为 0.5mol铅蓄电池优缺点简析缺点:比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池……2、银锌蓄电池1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。
1975-1983, 为美国海军生产潜水艇用银锌电池。
1979-1987,为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。
1998-1992, 为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为:2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O此电池放电时,负极上发生反应的物质是( )A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.ZnD电极反应:负极:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正极:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-3、镍镉电池负极材料:Cd;
正极材料:涂有NiO2,
电解质:KOH溶液。
反应式如下:写出电极反应式。 特点:比铅蓄电池耐用,可密封反复使用。 镍镉可充电电池可发生如下反应:Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2A. Cd ( A )B. NiO(OH) D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2电极反应:负极:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极:2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-4、锂电池(非水有机溶剂电解液)负极:2Li - 2e- = 2Li+,
正极:I2 + 2e- = 2I-,
总反应:2Li + I2 = 2LiI跟相同质量的其它金属作负极相比,使用寿命延长,高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。课堂练习1、宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电池反应为2H2+O2=2H2O,电解质溶液为KOH,反应保持在高温下,使H2O蒸发,正确叙述正确的是: ( ) A.H2为正极,O2为负极 B.电极反应(正极):O2+2H2O+4e- =4OH- C.电极反应(负极):2H2+4OH- =4H2O- 4e- D.负极发生氧化反应,正极发生还原反应 BD2、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是:1/2H2+NiO(OH) = Ni(OH)2
根据此反应判断,下列叙述中正确的是( )
A、电池放电时,负极周围溶液的pH不断增大
B、电池放电时,镍元素被氧化
C、电池充电时,氢元素被还原
D、电池放电时,H2是负极放电
充电CD课堂练习3、有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法正确的是 ( )
①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-
②负极上CH4失去电子,电极反应式:
CH4 + 10 OH- - 8e- = CO32- + 7 H2O
③负极上是O2获得电子,电极反应式为:
O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH-
④电池放电后,溶液pH不断升高
A.①② B.①③ C.①④ D.③④A 课堂练习4、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:
阳极反应式:2CO+2CO32- → 4CO2+4e-
阴极反应式:
总电池反应: 2CO2+O2+4e-→2CO32-2CO+O2=2CO2课堂练习5.(08年海南化学·7)关于铅蓄电池的说法正确的是 A.在放电时,正极发生的反应是 Pb(s) +SO42—(aq)= PbSO4(s) +2e— B.在放电时,该电池的负极材料是铅板 C.在充电时,电池中硫酸的浓度不断变小 D.在充电时,阳极发生的反应是 PbSO4(s)+2e—= Pb(s)+ SO42—(aq)课堂练习课件47张PPT。第三节
化学反应热的计算教学目标:
1、从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律;
2、能正确运用盖斯定律解决具体问题;
3、学会化学反应热的有关计算。H2O(g)==H2O (l) △H2=-44 kJ/molH2(g)+1/2O2(g)==H2O (g) △H1=-241.8kJ/mol 下列数据表示H2的燃烧热吗?若已知怎样计算其燃烧热? H2(g)+1/2O2(g)==H2O (l)
△H=-285.8kJ/mol241.8kJ/mol+44 kJ/mol
= 285.8kJ/mol
发现!△H=△H1+ △H2如何测定如下反应: C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的反应热△H1①能直接测定吗?如何测?
②若不能直接测,怎么办?[思考]计算一.盖斯定律:1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。 G.H.Germain?Henri?Hess?(1802~1850)俄国化学家。1802年8月7日生于瑞士日内瓦,1850年12月12日卒于俄国圣彼得堡(现为列宁格勒)。3岁随父侨居俄国,并在俄国受教育。1825年于多尔帕特大学获医学专业证书,同时受到了化学和地质学的基础教育。1826~1827年,在斯德哥尔摩J.J.贝采利乌斯的实验室工作并从其学习化学。回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作,后在伊尔库茨克做医生并研究矿物。1830年当选为圣彼得堡科学院院士,专门研究化学,任圣彼得堡工艺学院理论化学教授并在中央师范学院和矿业学院讲授化学。1838年成为俄国科学院院士。盖斯简介????盖斯早期研究了巴库附近的矿物和天然气;发现了蔗糖氧化生成糖二酸。他研究了炼铁中的热现象,作了大量的量热工作。1836年发现,在任何一个化学反应过程中,不论该反应过程是一步完成还是分成几步完成,反应所放出的总热量相同,并于1840年以热的加和性守恒定律公诸于世,后被称为盖斯定律。此定律为能量守恒定律的先驱。当一个反应不能直接发生时,应用此定律可间接求得反应热。因此,盖斯也是热化学的先驱者。著有《纯粹化学基础》(1834),曾用作俄国教科书达40年。盖斯简介 盖斯定律是在热力学第一定律之前发现的,实际上是热力学第一定律在化学反应的具体体现,是状态函数的性质。盖斯定律奠定了热化学计算的基础,使化学方程式像普通代数方程那样进行运算,从而可以根据已经准确测定的热力学数据计算难以测定的反应热。盖斯简介1.盖斯定律的内容 不管化学反应是一步完成或是分几步完成,其总反应热是相同的。
化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
1.盖斯定律的内容请把下面生活实例与盖斯定律进行类比(1)登山类比盖斯定律坐缆车
或步行ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3从路径角度理解盖斯定律终态始态 CO(g)C(s)CO2(g)例1C(s)+1/2O2(g) = CO(g) △H3=?CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) △H2=-283.0 kJ/molC(s)+O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol+)△H2 + △H3 = △H1 ∴△H3 = △H1- △H2
= -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol)
= -110.5 kJ/mol S(始态) L(终态)△H1〈 0△H 2〉0△H1+ △H 2≡ 02.从能量守恒角度论证盖斯定律
理论应用 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H = -285.8 kJ/molH2O(l) = H2(g)+1/2O2(g) △H = ______________ 正向反应、逆向反应的反应热数值相等,符号相反+285.8 kJ/mol下列数据表示H2的燃烧热吗?为什么? H2(g)+1/2O2(g) = H2O (g)
△H1=-241.8kJ/mol H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l)
△H=△H1+ △H2=-285.8kJ/mol实例23. 盖斯定律的应用 盖斯定律可用来计算难以直接测定的化学反应的反应热,如反应慢、副反应多、反应不易直接发生等。【例1】已知① CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ;
ΔH1= -283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ;
ΔH2= -285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l);
ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算:
④2CO(g)+ 4 H2(g) = H2O(l)+ C2H5OH (l)
的ΔH【解】:①×2 + ②×4 - ③ = ④ ΔH=ΔH1×2 +ΔH2×4 -ΔH3 ?=-283.2×2 -285.8×4 +1370 =-339.2 kJ/mol你知道神六的火箭燃料是什么吗?例2:某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。已知:
N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) ; △H1=+67.2kJ/mol
N2H4(g)+O2(g) = N2(g)+2H2O(l); △H2=-534kJ/mol
假如都在相同状态下,请写出发射火箭
反应的热化学方程式。2 N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(l) ;
△H=-1135.2kJ/mol 例3:已知:
CH4 (g) + 2O2(g)= CO2 (g) + 2H2 O (l);
△ H= -Q1 KJ/mol
2H2(g)+O2(g) = 2H2 O (g);
△ H= -Q2 KJ/mol
2H2(g)+O2(g) = 2H2 O (l);
△ H=- Q3 KJ/mol
常温下,取体积比4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标况),经完全燃烧恢复常温,放出的热为:0.4Q1+0.05Q3课本P12 例1:【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下Na(s) + 1/2Cl2(g) = NaCl (s)23g/mol △H 1.0g -17.87kJ△H=23g/mol×(-17.87kJ)÷ 1.0g
=-411kJ/mol答:略注意热化学方程式正确书写,特别注意有关单位的正确书写。课本P12 例2:【解】C2H6O(l) + 3O2(g)== 2CO2(g) +3H2O (l) 46g/mol -1366.8kJ/mol
1000g XX=(-1366.8kJ/mol × 1000g)/ 46g/mol
=-29710kJ答:1kg乙醇燃烧后放出29710kJ热量设1kg乙醇燃烧后放出的热量为X例1:写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时)
说明: (1)可以在书中查找需要的数据
(2)并告诉大家你设计的理由。用一用盖斯定律石墨能直接变成金刚石吗?先思考,之后小组讨论汇报 观察该热化学方程式,回答:金刚石能自动变成石墨吗?需要什么条件?
查燃烧热表知:
①C(石墨,s)+O2(g)==CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石,s)+O2(g)==CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol
所以, ① - ②得:
C(石墨,s)= C(金刚石,s) △H=+1.5kJ/mol石墨不会自动变成金刚石,石墨与金刚石的能量相差不远。 1. 已知25℃、101kPa下,石墨、金刚
石燃烧的热化学方程式分别为:

据此判断,下列说法正确的是( )
A. 由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低
B. 由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高;
C. 由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低
D. 由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高A①C(石墨,s)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石,s)+O2(g)= CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol练习: 2. 在100 g 碳不完全燃烧所得气体中,CO占1/3体积,CO2占2/3体积,且
C(s) +1/2O2(g) = CO(g); = -110.35 kJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g); = -282.57 kJ/mol
与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是( )
392.92 kJ B. 2489.44 kJ
C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJC练习:二.反应热的计算: 利用反应热的概念、盖斯定律、热化学方程式进行有关反应热的计算:题型一:有关热化学反应方程式的的含义及书写题型二:燃烧热、中和热的判断、求算及测量 [ 例3 ] 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:
2H2( g ) + O2 ( f ) = 2H2O ( l ) ;△H =- 571.6 kJ ?mol-
C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;△H =- 2220 kJ ?mol-
5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则
氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1解1 :设H2、C3H8的物质的量分别为x,y答:氢气和丙烷的体积比为 3:1 x + y = 5 (571.6/2)(x) + 2220y = 3847 V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:13.) 求混合物的组成 x = 3.75 moly = 1.25 mol [ 例3 ] 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:
2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;△H =- 571.6 kJ ?mol-
C3H8( g ) +5O2 ( g) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ;△H =- 2220 kJ ?mol-
5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则
氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1解2 :1mol H2 燃烧放热 571.6kJ/2 = 285.8 kJ答:氢气和丙烷的体积比为 3:1 1mol C3H8燃烧放热 2220 kJ 1mol 混合气 燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJH2 285.8C3H4 2220769.41450.6483.631 [ 例3 ] 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:
2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( 液 ) + 571.6 kJ ?mol-
C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) + 2220 kJ ?mol-
5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则
氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1解3 :( 巧解)5mol 混合气中,C3H8 物质的量必小于2mol,H2 的物质的量必大于3mol。∵ 2mol C3H8 燃烧放热 4440 kJ, 超过总放热量 3847 kJn (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2选 B具体内容:
1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量,写出其热化学反应方程式。
2、有关反应热的计算:
(1)盖斯定律及其应用
(2) 根据一定量的物质参加反应放出的热量(或根据已知的热化学方程式),进行有关反应热的计算或比较大小。
(3)利用键能计算反应热 已知:
C(s)+O2(g) = CO2(g) △H=-393.5kJ/mol H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) △H =- 285.8kJ/mol
欲得到相同的热量,需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为 ( )
A. 2:3.25 B. 12:2.75
C. 1:1 D. 393.5:241.8B变式练习1 变式练习2 氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H=-283.0kJ/mol
C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l);
△H=-5518kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);
△H=-890.3kJ/mol
相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时放出热量最少的是( )
A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g)B1.已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
△H=-571.6kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)
△H=-283.0kJ/mol
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量,同时生成3.6g液态水,求原混合气体中H2和CO的物质的量之比课堂练习:列方程求解 若取金刚石和石墨的混合晶体共1mol在O2中完全燃烧,产生的热量为Q kJ,则金刚石和石墨的物质的量之比为: 。2.已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为:
① C(金刚石、s)+O2(g) = CO2(g)
△H1=-395.41kJ/mol
② C(石墨、s)+O2(g) = CO2(g)
△H2=-393.51kJ/mol课堂练习:课堂练习:3.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,
胆矾分解的热化学方程式为:
CuSO4?5H2O(s) = CuSO4(s)+5H2O(l)
△H=+Q1kJ/mol
室温下,若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液
时放热Q2kJ,则( )
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2
C.Q1A盖斯定律的灵活应用2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-4b kJ
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-4b kJ/mol
C. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) △H=-4b kJ/mol
D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=+4b kJ/mol
E. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-2b kJ/mol2、已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是B点拨:热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状态、△H的正负号、物质的量的大小、单位等主要方面入手4、已知在1×105Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是 ( )
A. H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)
ΔH=+242kJ·mol-1
B. 2H2(g)+O2(g)=2H2O
ΔH=-484kJ·mol-1
C. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)
ΔH=+242kJ·mol-1
D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
ΔH=+484kJ·mol-1 A7、在同温同压下,下列各组热化学方程式中Q2>Q1的是 ( )
A. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H1=-Q1
1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) △H2=-Q2
B. C(s)+1/2O2(g)=CO (g) △H1=-Q1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-Q2
C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-Q2
D. S(g)+O2(g)=SO2(g) △H1=-Q1
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2=-Q2B中和热
1.定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应,生 成1mol水时的反应热叫做中和热。
2. 中和热的表示:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1) △H=-57.3kJ/mol
3.要点:
Ⅰ、条件:稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子
Ⅱ、反应物: (强)酸与(强)碱。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应
Ⅲ、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20,若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热之内
Ⅳ、放出的热量:57.3kJ例:已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);
?H=-57.3kJ/mol ,求下列中和反应中放出的热量。
(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_______ kJ的热量。
(2)用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应,放出______kJ的热量。
28.728.7强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:
H+(aq)+ OH- (aq) == H2O(l) △H= - 57.3KJ/mol 向1L 0.5mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸,则恰好完全反应时的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是 ( )
A.ΔH1﹥ΔH2﹥ΔH3 B.ΔH1﹤ΔH3﹤ΔH2
C.ΔH2﹥ΔH1﹥ΔH3 D.ΔH1﹥ΔH3﹥ΔH2D教材习题答案 1. 2.5molC在O2中完全燃烧生成CO2,放出多少热量?提示:C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.51 kJ/mol2.5molC完全燃烧:Q =2.5mol × 393.51 kJ/mol= 938.8kJ 2.完全燃烧多少摩H2是生成液态水,才能得到1000kJ热量?提示: H2(g)的燃烧热ΔH=-285.8 kJ/mol 欲使H2完全燃烧生成液态水,得到1000kJ热量,需要H2 :1000kJ÷285.8 kJ/mol=3.5mol 3. 4.0g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2,放出37kJ热量,计算S的燃烧热。提示:设S的燃烧热为ΔHS(s)+O2(g)=SO2(g)32g/mol4.0gΔH-37kJΔH= 32g/mol× (-37kJ )÷ 4.0g =-296 kJ/mol 4. 1.00gCH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出55.6kJ热量,计算CH4的燃烧热。提示:设CH4的燃烧热为ΔHCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O (l)16g/mol1gΔH-55.6kJΔH= 16g/mol× (-55.6kJ )÷ 1g =-889.6 kJ/mol 5. 2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出99.6kJ热量,3.00molC2H2完全燃烧能放出多少热量?燃烧相同物质的量的CH4和C2H2,哪种气体燃烧放出的热量多?26g/mol2.00gΔH-99.6kJ提示:1)求3.00molC2H2完全燃烧能放出的热量QΔH=26g/mol× (-99.6kJ )÷ 2.00g =-1294.8 kJ/molQ=3.00mol× 1294.8 kJ/mol=3884.4kJ 2)从题4已知CH4的燃烧热-889.6 kJ/mol,相比之下,燃烧相同物质的量的C2H2放出的热量多。课件53张PPT。专题一 化学反应与能量转化 第1单元 化学反应中的热效应1一、化学反应的反应热1、反应热:当化学反应在一定的温度下进行时,反应所吸收或放出的热量称为该反应的反应热。
反应焓变:在恒温、恒压下,化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应的焓变(△H)2、符号:用△H表示
△H <0,表示放热; △H >0,表示吸热;3、单位:kJ/mol1[思考]几乎所有的化学反应都伴随着能量的释放或吸收,这是为什么呢?1、从物质所具有的能量角度;
2、从化学键角度。1【交流与讨论】化学反应中为什么会有能量的变化?宏观:反应物和生成物所具有的能量不同.微观:旧的化学键断裂时所吸收的能量与新的化学键形成时所放出的能量不同.1反应物总能量 > 生成物总能量是放热反应反应物总能量 < 生成物总能量是吸热反应物质总能量1放热反应:
吸热反应:ΔH<0或 ΔH为“-”ΔH>0 或ΔH为“+”放热△H<0吸热△H>01E1 > E2E1 < E2吸热反应放热反应化学键1反应热的计算:ΔH =ΔH=反应物总键能-生成物总键能1物质的键能与能量的关系物质的键能越大,能量越低,越稳定.1[整理]1☆热化学方程式:
1、概念:表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol1【小结】书写热化学方程式注意事项:
(1)要注明测定反应热时的温度、压强,不注明则指:298K , 101kPa 。
(2)反应物和生成物要标明其聚集状态,用g、l、s、aq分别代表气态、液态、固态 、溶液
(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数,只表示物质的量,因此可以是整数也可以是简单分数。
(4)对同一反应,当化学计量数不同时,其△H 也不同,即△H 的值与化学计量数成正比。 (5)注明△H 的正、负及数值、单位1例题:写出热化学方程式11、已知在1×105Pa,298K条件下,2mol氢气
燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化
学方程式正确的是 12、已知在298K、101kPa下,1gC8H18(辛烷)燃烧生
成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ 热量。表示
上述反应的热化学方程式正确的是(   )
A、C8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g) +9H2O(g)
△H= - 48.40 kJ·mol -1
B、C8H18(l)+ O2(g)=8CO2 (g) +9H2O(l)
△H= - 5518 kJ·mol -1
C、C8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g) + 9H2O(l)
△H= + 5518 kJ·mol -1
D、C8H18(l)+ O2(g)=8CO2 (g)+ 9H2O(l)
△H= - 48.40 kJ·mol -1B 13、已知
(1)H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol
(2)2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol
(3)H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol
(4)2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是 。
A、ad>0
C、2a=b< 0 D、2c=d>0C1同一反应,生成物聚集状态不同时,生成固体放出的热量多;反应物聚集状态不同
时,气体反应物放出的热量多。1二、反应热的计算1、根据能量图
2、根据键能
3、根据实验数据
例, 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量,写出硫燃烧的热化学方程式。S(s)+O2(g)=SO2(g ) ?H =-299.52kJ/mol 14、盖斯定律不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应焓变是相同的。
化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3从路径角度理解盖斯定律终态始态 CO(g)C(s)CO2(g)例1C(s)+1/2O2(g) = CO(g) △H3=?CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) △H2=-283.0 kJ/molC(s)+O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol+)△H2 + △H3 = △H1 ∴△H3 = △H1- △H2
= -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol)
= -110.5 kJ/mol1 若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。CO(g)+1/2O2(g)C(s)+O2(g)CO2(g)1 因为有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这给测定反应焓变造成了困难.此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应焓变计算出来. 盖斯定律的应用关键:目标方程式的“四则运算式”的导出。方法:写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去的物质)
然后用消元法逐一消去“过渡物质”,导出“四则运算式”。14,应用盖斯定律
【例3】已知下列反应的反应热为
⑴ CH3COOH (l) + 2O2(g) == 2CO2(g) + 2H2O(l)
△H1= -870.3 kJ/mol
⑵ C(s) + O2 (g) == CO2(g)
△H2= -393.5 kJ/mol
⑶ H2(g) + ? O2(g) == H2O(l)
△H3= -285.8 kJ/mol
试计算下述反应的反应热:
2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) == CH3COOH (l) 1【解】分析各方程式的关系,知
将方程式按2[⑵ + ⑶] - ⑴组合得上述反应方程式
即:△H = 2[△H 2 + △H3] - △H1
△H =2[(-393.5kJ/mol) + (-285.8kJ/mol)]
-(-870.3kJ/mol)
= - 488.3kJ/mol
答:反应2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) == CH3COOH (l)
反应热为- 488.3kJ/mol
1思考:参考书中数据,用盖斯定律,写出石墨转化为金刚石的热化学方程式。已知:
①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-395.0kJ/mol所以, ①- ②得:
C(石墨,s)= C(金刚石,s) ΔH=+1.5 kJ/mol或者
③ CO2(g)=C(金刚石,s)+O2(g) ΔH3=+395.0kJ/mol所以, ①+ ③得:
C(石墨,s)= C(金刚石,s) ΔH=+1.5 kJ/mol1已知:N2 (g) + 2O2 (g) = 2NO2 (g)
△H = 68 kJ/mol
N2H4(l) + O2 (g) = N2(g) +2 H2O(l)
△H = - 622kJ/mol
火箭发射时用肼N2H4(l)作燃料,NO2作氧化剂,反应生成N2和H2O(l),写出该反应的热化学方程式。
练习1 N2H4(l) + NO2 (g) = 3/2 N2(g) +2 H2O(l)
△H =-622kJ/mol –( 68kJ/mol )/2
=-656kJ/mol
1将焦炭转化为水煤气的主要反应为:
C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)
已知:
C (s) + O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
H2(g) + ? O2(g) = H2O(g) △H2=-242.0kJ/mol
CO(g) + ? O2(g) = CO2(g) △H2=-283.0kJ/mol
⑴写出制取水煤气的热化学方程式.练习2 C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)
△H=131.5kJ/mol
[ 例3 ] 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:
2H2( g ) + O2 ( f ) = 2H2O ( l ) ;△H =- 571.6 kJ ?mol-
C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;△H =- 2220 kJ ?mol-
5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则
氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1解1 :设H2、C3H8的物质的量分别为x,y答:氢气和丙烷的体积比为 3:1 x + y = 5 (571.6/2)(x) + 2220y = 3847 V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:13.) 求混合物的组成 x = 3.75 moly = 1.25 mol 已知:
C(s)+O2(g) = CO2(g) △H=-393.5kJ/mol H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) △H =- 285.8kJ/mol
欲得到相同的热量,需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为 ( )
A. 2:3.25 B. 12:2.75
C. 1:1 D. 393.5:241.8B变式练习1 变式练习2 氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H=-283.0kJ/mol
C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l);
△H=-5518kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);
△H=-890.3kJ/mol
相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时放出热量最少的是( )
A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g)B111、仪器:2、药品:量热计、量筒(100ml)、温度计、烧杯(250ml)1.0mol/L的盐酸 1.0mol/L的NaOH溶液
1.0mol/L的盐酸 1.0mol/L的KOH溶液
1.0mol/L的硝酸 1.0mol/L的NaOH溶液活动●探究测定中和反应的反应热1简易量热计示意图13、测定中和反应的反应热
a、量取一定体积的稀盐酸加入 中,记录
T1。
b、量取一定体积的稀碱溶液加入 中,使得温度与T1 。
c、快速将碱液倒入 中,盖好杯盖,匀速搅拌,记录 T2。量热计烧杯量热计最高温度初始温度相同1结论探究: 以上三组溶液中所发生的反应均为: H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l),
由于三次实验中所用溶液的体积相同,溶液中H+和OH-的浓度也是相同的,反应温度又一样。因此三个反应的反应热也是相同的。
三个中和反应都是在室温下进行的。实验结论: 所测得的上述三个中和反应的反应热相同 1为保证测定结果的准确性,在测定过程中应注意: (1)为了使中和反应进行完全,可以让酸或碱
略稍过量。
(2)为了使测得的中和热更准确,所用酸和碱
的浓度宜小不宜大。
(3)宜使用有0.1℃刻度的温度计。
(4)记录最高温度。
(5)反应热的计算式做了以下处理:
a、忽略量热计的热容;
b、认为稀溶液与水的比热相同;
c、认为热容不随温度的变化而变化。1
(1)定义:在稀溶液中,(强)酸跟(强)碱发生中和反应,生成1mol水时的反应热叫做中和热。
(2)中和热的表示:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1) △H=-57.3kJ/mol
(3)要点:
Ⅰ、条件:稀溶液
Ⅱ、反应物: (强)酸与(强)碱。中和热不包括
离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随
的热效应
Ⅲ、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20,若离子反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热之内
Ⅳ、放出的热量:57.3kJ/mol重要的反应热-中和热1重要的反应热-燃烧热1.概念:在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成
稳定的氧化物时所放出的热量,叫做
该物质的标准燃烧热 2.单位:kJ/mol(1)燃烧的物质必须为:1mol
(2)完全燃烧是指物质中下列元素完全转变成对应的物质:C→CO2,H→H2O(l),S→SO2等。
(3)燃烧热通常由实验测得
3.注意:14.表示的意义: 例如:C的燃烧热为393.5kJ/mol
(叙述燃烧热时,用正值),表示:
在101kPa时1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。
★ ★ ★燃烧热是以1mol物质完全燃烧放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的系数。例如:
C8H18(g)+25/2O2(g)= 8CO2(g)十 9H2O(l);
 △H=-5518kJ/mol
 C8H18的燃烧热为5518kJ/mol。1讨论:燃烧热与中和热比较101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量; 不同物质,燃烧热不同在稀溶液中,强酸与强碱反应生成1mol水时放出的热量;不同强酸强碱的中和热大致相同,约为57.3kJ/mol1molC→CO2 H→H2O(l) S→SO2等。生成的水为1mol放热反应△H<0 单位:kJ/mol不一定是1mol讲燃烧热或中和热的大小:不带“-”热值:1g物质完全燃烧所放出的热量。1 1、下列热化学反应的描述中正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol,
则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热
ΔH=2×(-57.3)kJ/mol
B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,
则2CO2(g) =2CO(g)+O2(g)
反应的ΔH=2×283.0kJ/mol
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳
所放出的热量是甲烷燃烧热12、下列说法正确的是
A.在101kPa时,1mol物质完全燃烧时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热
B. 酸和碱发生中和反应生成1mol水,这时的反应热叫中和热
C. 燃烧热或中和热是反应热的种类之一
D. 在稀溶液中,1mol CH3COOH和1mol NaOH完全中和时放出的热量为57.3kJ111113、热化学方程式表示的意义 (1)表示什么物质参加反应,结果生成什么物质(2)反应物和生成物之间的质量比、物质的量比(3)反应物完全变成生成物后所放出或吸收的热量。质→量→能11111课件24张PPT。电解池你还记得吗?形成原电池的条件1.活泼性不同的两个电极;
2.电解质溶液;
3.形成闭合电路;
4.能自发进行氧化还原反应。原电池的定义:化学能转化成电能的装置原电池的两极正极负极原电池中电子的流动方向负极正极e-原电池原电池的工作原理通电分解水的简易装置H2O2阴极阳极你还记得吗通电后可以观察到什么现象通电后电极上出现了气泡,一段时间后与电源正负极连接的试管中气体的体积比大约为1:2。你能写出电极反应式和总反应式吗阴极:阳极:4H+ + 4e- =2H2↑4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2O电解CuCl2溶液实验装置图CuCl2溶液CuCl2溶液原电池电解池观察:通电前:溶液中存在哪些离子;离子如何运动通电后:离子如何运动 阴极碳棒上有红色固体析出;
阳极碳棒上有刺激性气味,能够使湿润的碘化钾 淀粉试纸变色的气体产生。现象:电解CuCl2溶液实验阳极:2Cl- - 2e- = Cl2↑阴极:Cu2+ + 2e- = Cu(氧化反应)(还原反应)总反应:Cu2+ + 2Cl- = Cu + Cl2↑电极反应式:电解装置:电解池电解池:把电能转化为化学能的装置。(电解槽)理论分析向氯化铜溶液中通入直流电思考1:氯化铜溶液中含有哪些微粒?
思考2:在通电时这些微粒各向什么区移动?
思考3:在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应?产物可能是哪些?Cl-→Cl2↑ OH-→O2↑阴极区:Cu2+→Cu H+→H2↑阳极区:CuCl2= Cu2++2Cl-
H2O = H+ + OH- 阳离子:Cu2+ H+ 阴离子:Cl- OH-Cu2+ H+向阴极区移动; Cl- OH-向阳极区移动既然溶液中含有Cu2+ 、H+ 、Cl- 、OH-等离子,那为什么通电后发生的反应只生成Cu和Cl2?放电顺序:阴极:氧化性强的离子先得电子金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强,越容易得电子。金属 > S2->I->Br->Cl->OH-(水) >NO3->SO42->F- 阳极:还原性强的离子先失电子Ag+>Hg2+>Cu2+>H+(水)>Pb2+>Fe2+>… >Na+>Ca 2+ > K+ 电解原理电解:电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。Ⅰ通电前Ⅱ通电后①通电前:CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-,
Cu2+、Cl-为自由移动的离子;②通电后:Cu2+移向阴极得到电子,
Cl-移向阳极失去电子;③电极反应:阳极:2Cl- - 2e- = Cl2↑(氧化反应)阴极:Cu2+ + 2e- = Cu(还原反应)电解原理电离与电解的比较电解质溶于水或熔化状态下电解质电离后,再通直流电电解质解离成为自由移动的离子CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-阴、阳离子定向移动,在两极上得失电子成原子或分子只产生自由移动的离子发生氧化还原反应,
产生新物质电解必须建立在电离的基础上原电池与电解池的比较一般是惰性电极(C Pt Au)活泼性不同的金属或导电非金属阴极阳极负极正极活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或C氧化反应还原反应电子流出电子流入与电源负极相连与电源正极相连电子流入电子流出还原反应氧化反应电能转化为化学能化学能转化为电能反应不能自发进行反应能自发进行阳离子靠近阴离子靠近阳离子靠近阴离子靠近构成电解池的条件:①直流电源与电源负极相连的电极为阴极与电源正极相连的电极为阳极②阴、阳电极③电解质溶液或熔融电解质4电极反应式、电解方程式的书写:例:写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式,方 法 阴极:阳极:③、最后使得失数相等,两极反应相加得总方程式;>阴极:阳极:4OH- -4e=O2↑+2H2O2Cu2++4e=2CuOH- SO4 2-H+ Cu2+H2O H++OH- CuSO4 = Cu2++ SO4 2-①、首先分析、比较出阴阳极的放电离子:②、然后写电极反应式 :2Cu+O2↑+4H+或 2CuSO4+2H2O(电解化学方程式)2Cu+O2↑+2H2SO42Cu2++2H2O(电解离子方程式)<总结电解水型:含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH、H2SO4、K2SO4)的电解
电解电解质型:无氧酸、不活泼的无氧酸盐(如HCl、CuCl2)溶液的电解
电解质和水同时被电解型
A、放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(如NaCl、MgBr2)溶液的电解
B、放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3)溶液的电解用惰性电极电解电解质溶液的规律练习: 完成下列溶液的电极反应(以石墨为电极电解)硫酸溶液:
盐酸:
NaOH溶液:
CuBr2溶液:
KCl溶液:
CuSO4溶液:
Na2SO4溶液:
练习:以石墨作电极,电解下列溶液,写出电极反应及电解总反应式。
  AgNO3溶液

试一试阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑或(4H2O=4H++4OH-)
阴极:4Ag++4e-=4Ag
总反应式:4Ag++2H2O==4Ag +O2 ↑+4H+电解原理的应用1、电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气(氯碱工业)阴极:阳极:2H+ + 2e- =H2↑或2H2O + 2e- =H2↑+2OH-2Cl- + 2e- = Cl2↑总反应:立式隔膜电解槽电解食盐水示意图2.电镀⑴、概念:应用电解原理在某些金属表面镀上一层
其它金属或合金的过程。⑵、电镀池形成条件①、镀件作阴极②、镀层金属作阳极③、含镀层金属阳离子
的盐溶液作电解液⑶、电镀的特点电镀液的组成及酸碱性保持不变3、铜的电解精炼⑴、粗铜所含的杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au等⑵、粗铜的精炼 以粗铜为阳极,以纯
铜为阴极, 以CuSO4溶液
为电解液进行电解阳极: Zn -2e-=Zn2+ Fe-2e-=Fe2+
Ni -2e-=Ni2+ Cu-2e-=Cu2+ 阴极: Cu2+ +2e-=Cu4、电冶金原理:Mn+ + ne- = M电解熔融的NaCl:阴极:阳极:总反应:2Na+ + 2e- = 2Na 2Cl- - 2e- = Cl2↑2NaCl(熔融) = 2Na + Cl2↑电解熔融的Al2O3:阴极:阳极:总反应:4Al3+ + 12e- = 4Al6O2- - 12e- = 3O2↑2Al2O3(熔融) = 4Al + 3O2↑课件20张PPT。第三单元 金属的腐蚀与防护生产生活中,金属腐蚀带来的损失非常严重!
建筑物坍塌、管道泄漏、船体损坏、火灾、爆炸……第三单元 金属的腐蚀与防护[问题1]什么是金属腐蚀,本质是什么?
金属腐蚀有哪些危害? 在我国,每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一,因为金属腐蚀造成的损失占到国内生产总值的2%~4%。  根据各国调查结果,一般说来,金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。另据国外统计,金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震(平均值)损失的总和,在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。金属腐蚀的主要害处,不仅在于金属本身的损失,更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。   腐蚀不仅造成经济损失,也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故,如飞机因某一零部件破裂而坠毁;桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷;油管因穿孔或裂缝而漏油,引起着火爆炸;化工厂中储酸槽穿孔泄漏,造成重大环境污染;管道和设备跑、冒、滴、漏,破坏生产环境,有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏,更会危及工作人员和附近居民的生命安全。   另外,新技术、新产品乃至新工业的产生往往也需要首先克服由腐蚀带来的问题。历史上,在找到了耐稀硫酸的铅材后,铅室法硫酸工业才得以发展起来;发明了不锈钢以后,生产和应用硝酸的工业才蓬勃兴起;实施登月计划中,也曾遇到过一个严重的腐蚀问题:用钛合金制成的盛N2O4(氧化剂)的容器在试验中几小时就破裂了,经查是腐蚀所致。后来经过反复试验,在氧化剂中加入缓蚀剂控制应力腐蚀,才实现了人类登上月球的计划。在现代新技术、新产品的发展中,也需要不断地解决各种新的、越来越困难的腐蚀问题。 金属与氧化剂直接接触不纯金属与电解质溶液接触无电流有微电流金属被氧化较活泼金属被氧化 都是金属被氧化(两种腐蚀同时发生,但以电化腐蚀为主,且快)[问题2] 金属腐蚀分哪几种情况?请进行对比。[问题4]填表比较析氢腐蚀和吸氧腐蚀 水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性2H++2e-==H2↑O2+2H2O+4e-==4OH-析氢腐蚀吸氧腐蚀Fe - 2e- == Fe2+Fe - 2e- == Fe2+Fe+O2+2H2O == 2Fe(OH)2Fe +2H+ == Fe2++H2↑Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓(析氢腐蚀)
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3
2Fe(OH)3==Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O[问题3]P23实验 分析实验现象?1、海轮更容易被腐蚀,是因为海水中含有较多的氯化钠等盐类,导电能力比内河的水更强,而在电解质溶液中,电化学腐蚀更易进行。2、氧气稀薄;南极的温度常年在0℃以下,说明在较高温度下,腐蚀更易进行。3、是由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池,铁作电池的负极,因此更容易腐蚀而生锈。4、因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀。[问题5]回答《反应原理》P25“交流与讨论” 1.下列叙述中正确的是( )
①锌跟稀硫酸制取氢气,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率
②镀层破坏后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀
③钢铁表面常易锈蚀生成 Fe2O3·xH2O
A.都正确 B.①③ C.① D.②③
2.以下现象与电化学腐蚀无关的是( )
A. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B. 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C. 铁制器件附有铜制配件,在接触处易生铁锈
D. 银制奖牌久置后表面变暗巩固练习3.钢铁在锈蚀过程中,下列5种变化可能发生的是( )
①Fe由+2价转化为+3价,②O2被还原,③产生H2,④Fe(OH)3失水形成Fe2O3· H2O,⑤杂质碳被氧化除去
 A.①②   B.③④
 C.①②③④  D.①②③④⑤4.几种腐蚀速率的比较电解腐蚀_______原电池腐蚀_________化学腐蚀_______有防腐措施的 。(填“大于”、“小于”或“等于”)大于 大于 大于 [问题1]铁被腐蚀与什么物质有关?本质是什么?[问题2]怎样才能防止铁生锈?最简单的方法是什么?[问题3]根据你的生活经验,你知道生活中有哪些措施采取了覆盖保护层的方法防止铁生锈?空气、电解质溶液铁发生氧化反应隔绝空气和水。表面覆盖保护层。 表面覆盖保护层。如:表面涂油或油漆、喷塑、表面覆盖搪瓷;
表面镀锌、锡、镍等,易形成氧化膜;
表面生成氧化膜。组成合金。
如:不锈钢(含有铬、硅、镍等合金元素的合金钢)交流与讨论:书P25(1)牺牲阳极的阴极保护法:原理形成原电池反应时,让被保护金属做正极,不反应,起到保护作用;而活泼金属反应受到腐蚀。牺牲阳极的阴极保护法示意图[问题4]除了覆盖保护层外,还有哪些保护金属的方法,分别利用什么原理?请举例说明。用于保护海轮外壳、石油管道等(2)外加电源的阴极保护法:将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流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。2:下列叙述中,可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极;A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解,甲
上有H2气放出;B.在氧化–还原反应中,甲比乙失去的电子多;D.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强;(C)1 :下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和 1mol/L 硫酸;B.A.纯锌和1mol/L 硫酸;纯锌和18 mol/L 硫酸;C.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.( D )练习3:下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)小结 在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀
防腐措施由好到坏的顺序如下:
外接电源的阴极保护法>牺牲阳极的阴极保护法>有一般防腐条件保护>无防腐条件[问题5] 金属腐蚀全部有害吗?请举例说明。