课件9张PPT。第四单元 电解原理及其应用第一节 电 解 原 理一、电解原理 使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。2、电解池:电能转化为氧化还原反应的化学能。1、电解:3、形成电解池的条件⑴ 与电源相连的两个电极⑵ 电解质溶液或熔化的电解质⑶ 形成闭合回路4、电极的判断与反应类型阴极:与电源负极相连,阳极:与电源正极相连,电子流出,发生氧化反应。电子流入,发生还原反应。5、离子定向移动的方向阳离子运动到 阴极阴离子运动到 阳极6、惰性电极与活性电极惰性电极:仅仅导电,不参与反应铂、金(银以后的金属)、石墨活性电极:既可以导电、又可以参与电极反应6、原电池和电解池的比较能量转化反应特征电极名称装置特征电极反应应 用联 系 原电池电解池化学能→电能电能→化学能自发反应非自发反应负极:活泼金属 正极:不活泼金属阴极:与负极相连 阳极:与正极相连负极:失电子,氧化 正极:得电子,还原阴极:得电子,还原 阳极:失电子,氧化无电源,两极材料不同有电源,两极材料可同电源∕金属防腐等???????两者都是在两个电极上发生的氧化还原反应
课件14张PPT。第四单元 电解原理及其应用桂东县第一中学 郭雪峰制作7、电解电极产物的判断:
要判断电极反应的产物,必须掌握离子的放电顺序。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。在阳极上
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时:溶液中阴离子的放电顺序:S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子)>F-。
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+
在阴极上
①活性材料作电极时:金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液,阴离子不容易在电极上放电。Na2SO4溶液电极反应阳极:4OH—— 4e —= 2H2O+O2 ↑阴极:4H ++ 4e —= 2H2 ↑总反应方程式:2H2O== 2H2 ↑+O2 ↑通电结论:用惰性电极电解活泼金属的含氧酸盐实质是电解水。电解后溶液的PH不变。分析1、通电前2、通电后NaOH溶液电极反应阳极:4OH—— 4e —= 2H2O+O2 ↑阴极:4H ++ 4e —= 2H2 ↑总反应方程式:2H2O=== 2H2 ↑+O2 ↑通电结论:用惰性电极电解强碱实质是电解水。电解后溶液的PH应该增大。分析1、通电前2、通电后H2SO4溶液电极反应阳极:4OH—— 4e —= 2H2O+O2 ↑阴极:4H ++ 4e —= 2H2 ↑总反应方程式:2H2O=== 2H2 ↑+O2 ↑通电结论:用惰性电极电解含氧酸实质是电解水。电解后溶液的PH变小。分析1、通电前2、通电后CuSO4溶液电极反应阳极:4OH—— 4e —= 2H2O+O2 ↑阴极:2Cu2++ 4e —=2Cu总反应方程式:2CuSO4 +2H2O=== 2Cu↓+O2 ↑+2H2SO4通电结论:用惰性电极电解不活泼金属的含氧酸盐,溶质溶剂同时消耗电解的结果生成酸,电解后溶液的PH减小。分析1、通电前2、通电后2H2O— 4e— = 4H+ + O2 ↑NaCl溶液电极反应阳极:2Cl——2e—=Cl2 ↑阴极:2H+ + 2e —=2H2 ↑总反应方程式:2 NaCl + 2H2O ===2NaOH +H2↑ +Cl2 ↑通电结论:用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐,溶质溶剂同时消耗电解的结果生成碱,电解后溶液的PH增大。分析1、通电前2、通电后电解质溶液用惰性电极电解的规律小结: 仅溶剂水电解阳极:4OH—-4e—=O2↑+2H2O
溶质和溶剂同时电解阴极:4H++4e—=2H2↑
阳极2Cl—-2e—=Cl2↑
阴极:4H++4e—=2H2↑
阳极2Cl—-2e—=Cl2↑
阴极:Cu2++2e—=Cu
阳极2Cl—-2e—=Cl2↑
阴极:2H2O+2e—=H2↑+2OH- 阳极:4OH—-4e—=O2↑+2H2O
阴极:2Cu2++4e—=2Cu
减小增大不变增大增大增大减小H2OHClCuCl2 HClCuO仅溶质电解二、铜的电解精炼硫酸铜溶液粗铜(含Zn、 Fe )纯铜阳极:Cu—2e— = Cu2+阴极:Cu2++ 2e— = Cu 杂质比铜活泼的Zn、Fe等:Zn— 2e— = Zn2+Fe — 2e— = Fe2+活泼性在铜之后的银、金等:还原性比铜差的,不能失去电子,它们以单质的形式留在溶液中,成为阳极泥。电解质溶液硫酸铜的浓度基本不变。请你帮助 我有一个铁钥匙,要在表面镀上一层铜,请运用化学知识给与我帮助。三、电镀1、定义:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程。2、装置铜镀件硫酸铜溶液阳极:Cu—2e— = Cu2+阴极:Cu2++ 2e— = Cu 4、电镀的结果,硫酸铜溶液的浓度保持不变。3、电镀材料的选择:阴极——镀件
电镀液——含有镀层金属离子的溶液阳极——镀层金属
电镀与电解比较表
阳极:M--ne- = Mn+
阴极:Mn++ne- = M保持不变离子浓度发生变化阳极:失电子,被氧化
阴极:得电子,被还原练习:如果要在某铁制品表面镀上一层银,请你选择合适的电极材料和电镀液,并写出电极反应方程式。 阴极——某铁制品
阳极——金属银
电镀液——含有硝酸银的溶液阳极:Ag-e-=Ag+
阴极:Ag++e-=Ag四、活泼金属的制备特别活泼的金属钠、镁、铝等只能通过电解的方法制取。石墨Al熔融的AL2O3阳极:6O2——12e—== 3O2↑阴极:4Al3++ 12e—==4Al总反应方程式:2Al2O3 == 4Al + 3O2↑MgCl2 == Mg + Cl2 ↑2NaCl == 2Na + Cl2 ↑课件20张PPT。一、氧化还原反应的基本概念及相互关系氧化还原反应的实质是氧化还原反应的判断依据是电子的得失或偏移元素化合价的升降判断下列哪些反应是氧化还原反应?理由?
1、? Na2O + H2O = 2NaOH
2、 2Fe + Al2O3 = 2Al + Fe2O3
3、? IBr + H2O = HBr + HIO
4、? CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
5. NaH + NH3 = NaNH2 + H2↑
还原剂 氧化剂 氧化产物
还原产物 Na2O2+ H2O—— NaOH+O2
指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物并标出电子转移情况. 元素原子个数守恒
化合价升降守恒(电子得失守恒)
电荷守恒二、氧化还原反应方程式的书写及配平
Cu + HNO3(浓) —— Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
Cl2 + KOH ——KClO3 + KCl + H2O
Fe3C + HNO3 —— Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + H2O利用氧化还原反应配平的总原则对 以下的方程式进行配平:MnO4- + Cl- + __ —— Mn2+ + Cl2+ H2OS + Ca(OH)2 —— CaSx + CaS2O3 + H2O氧化还原反应配平技巧:逆向配平法
零价法
整体法
缺项配平(缺项一般填H2O、H+、OH-)
待定系数法(一般定义分子式较复杂含元素种类多的系数为1,另定义某个为系数为X)
练习:配平下列化学方程式,并按要求回答问题。1、KClO3+HCl——KCl+Cl2+H2O
氧化剂: 氧化产物: ;
氧化产物和还原产物的质量比为: .
当有1molCl2生成时,被氧化的HCl为 mol。2、NH4NO3 —— N2+HNO3+H2O
氧化产物和还原产物的物质的量之比为: . 3、P+CuSO4+H2O——Cu3P+H3PO4+H2SO4
标出电子转移数目和方向;氧化剂是 ;还原剂是 ;
1molCuSO4氧化P原子的物质的量是: mol 4、Zn与HNO3反应时,它们的物质的量之比为4:10时,则其还原产物可能为 。(1)根据氧化还原反应的传递关系判断氧化性:氧化剂>氧化产物还原性:还原剂>还原产物氧化性: Cl2 > Br2还原性: Br- > Cl-三、氧化剂、还原剂的强弱判断练:已知:
(1) 2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2
(2) 2FeCl2+Cl2=2FeCl3
判断下列物质的氧化性由强到弱 的
顺序是( )
(A) I2>Cl2>Fe3+ (B) Cl2>Fe3+ >I2
(C) Fe3+ >Cl2>I2 (D) Cl2>I2>Fe3+ 练: ①X+Y2+=X2++Y,
②Z+2H2O=Z(OH)2+H2↑,
③Z2+氧化性比X2+弱,
④Y+W2+=W+Y2+,可推知X、Y、Z、W 的还原性由强到弱的顺序是( )
(A) X>Y>Z>W
(B) Y>X>W>Z
(C) Z>X>Y>W
(D) Z>Y>X>W(2)根据金属(非金属)活动顺序表判断 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt AuK+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ H+ Cu2+ Fe3+ 单质的还原性从左至右逐渐减弱对应阳离子的氧化性从左至右逐渐增强a、金属活动顺序表:b、非金属活动顺序:F2 Cl2 Br2 O2 I2 S P C Si H2氧化性逐渐减弱F- Cl- Br- I- S2-还原性逐渐增强(3)根据产物价态高低判断(4)根据反应条件和反应剧烈程度判断氧化性:KMnO4 > MnO2 > O2常见氧化剂的强弱顺序。F2 Cl2 Br2 O2 I2 S电解产物的确定阳极:失去电子,由易到难的顺序
Al>Zn >Fe >Pb>Cu>Ag > S2->I->Br->Cl->OH-阴极:得到电子,由易到难的顺序
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+> Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+
Mg2+>Na+>Ca2+在溶液中不放电(1) 价态规律 四、氧化还原的规律:Fe3+, H+ S2-, Cl-(2) 归中规律:同一元素不同价态之间发生反应,元素化合价只靠近而不交叉。
(3) 先后规律:氧化性强,还原性强的先反应。如:将amolCl2通入到含bmolFeBr2溶液中,试讨论写出当通入Cl2的量不同时的离子方程式。(4) 守恒规律A 质量守恒B 得失电子数相等应用::有关计算,推断及氧化还原反应方程式的配平得电子总数=失电子总数=转移电子数 1、M2O7x-与S2-在酸性溶液中的反应为
M2O7x-+3 S2-+14H+ 2M2++3S↓+7H2O ,
可知M2O7x-中M的化合价是多少?氧化还原反应的有关计算3、3.84g Cu与适量的未知浓度的硝酸反应,当铜全部溶 解完毕后,在标准状况下共收集到2.24L气体,求(1)求被还原的HNO3的物质的量
(2)反应中消耗的HNO3物质的量。同类变式:4、 0.03mol铜完全溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO、NO2、N2O4)混合气体共0.05mol。该混合气体的平均相对分子质量可能是( )
A、30 B、46 C、50 D、66B C课件13张PPT。氯碱工业第二节桃 源 一 中一、电解饱和食盐水反应原理 阴极:
阳极:
总反应:2H+ + 2e- = H2↑2Cl- -2e- = Cl2↑上述装置的缺点:1.H2和Cl2 混合不安全
2.Cl2会和NaOH反应,会使得到的NaOH不纯二、离子交换膜法制烧碱 1.离子交换膜电解槽的简单构造如何? 2.离子交换膜的作用是什么? 3.工业制碱的简单生产流程怎样? 1、生产设备名称:离子交换膜电解槽
阳极:金属钛网(涂钛钌氧化物)
阴极:碳钢网(有镍涂层)
阳离子交换膜:只允许阳离子通过,把电解槽隔成阴极室和阳极室。
2、离子交换膜的作用:
(1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸
(2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量3、生产流程 1.用什么方法除去泥沙?
2.用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-?
3.所用试剂只有过量才能除净这些杂质,你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗?思考:粗盐水(Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-)Ba2+ + SO42- =BaSO4Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+BaSO4Ca2+ + CO32- = CaCO3 Ba2+ + CO32- = BaCO3CaCO3 BaCO3Mg2+、Fe3+、CO32-Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3Fe(OH)3
Mg(OH)2OH-、CO32-精制食盐水过量盐酸食盐水(含有少量Ca2+、Mg2+ )离子交换塔精制食盐水电解电解食盐水思考:(1)以惰性材料作电极,电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水,观察实验现象?
(2)以活性材料作电极,电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水,观察实验现象?
由此可得出什么结论?活性材料作电极
阴极上,阳离子的放电顺序同惰性电极
阳极上,电极材料的溶解练习一:写出用碳棒作阳极,铁棒作阴极分别电解NaCl溶液、熔融的NaCl的电极反应式。
练习二:写出用铜棒或碳棒作阳极,铁棒作阴极分别电解CuSO4溶液电极反应式。
三、以氯碱工业为基础的化工生产课件32张PPT。第三节化学反应中的能量变化 复 习 放热反应和吸热反应: 有热量放出的化学反应叫放热反应。 如: 木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧反应吸收热量的化学反应叫吸热反应。 如:灼热的碳与二氧化碳的反应[练习]1、下列变化中,属于放热反应的是( )A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧
C.灼热的碳与二氧化碳的反应
D.氯化铝的水解B[练习] 2、下列变化中,属于吸热反应的是( )
A.氨催化氧化生成NO B.酸碱中和
C.酯化反应 D.焦炭与高温水蒸气反应 [练习] 3.下列变化过程中会放出热量的是( )
①硝酸铵溶于水②物质的燃烧③苛性钠溶于水
④生石灰放入水中 ⑤醋酸的电离
A.仅①⑤ B.仅②③ C.仅②④ D.②③④DD 表示方法:
当ΔH <0时,为放热反应
表示反应体系给出能量,反应体系的能量降低。 当ΔH >0时,为吸热反应
表示反应体系获得能量,反应体系的能量升高。 H—H + Cl—Cl 2H—Cl △H=? 吸收436KJ/mol ΔH=436 + 243 -2×431 = -183KJ/mol 放出431KJ/mol吸收243KJ/mol 化学反应的本质:
反应物分子化学键的断裂和生成物分子化学键的形成。前者需要吸热而后者要放出热量。 思考:反应中为什么会有能量的变化?微观:断键,成键作用;宏观:能量守恒作用能量守恒: 反应物 生成物 ↓ 具有的能量E反应物 具有的能量E生成物 ↓ 若E反应物 >E生成物, 则反应放热; △H< 0若E反应物 0 [练习] (1)下列叙述正确的是( )
A.化学反应一定伴随热量的变化
B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热
C.若△H<0,则反应物的能量高于生成物的能量
D.若△H>0,则反应物的能量高于生成物的能量(2)已知:H + H ═ H2;△H=-436KJ/mol,则下列
叙述正确的是( )
A.H原子的能量高于H2的能量
B.H原子的能量低于H2的能量
C. H原子比H2分子稳定
D.H2分子比H原子稳定A、CAD小结:由不稳定态变为稳定态,放热, △H<0(4)已知键能:
N≡N △H=-946KJ/mol,
H-H △H=-436KJ/mol,
H-N △H=-391KJ/mol
N2(g) +3H2(g) 2NH3(g),从理论上计算△H为( )A.+1800KJ/mol B.+92KJ/mol C.-92KJ/mol D.-46KJ/mol C(3)已知:石墨(S) 金刚石(S); △H>0
判断谁稳定?二、热化学方程式 1、定义:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式 s—gas(气体)
l—liquid(液体)
s—solid(固体) 反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关,需要注明,不注明的指101kPa和25℃时的数据。 因为物质的聚集状态不同所含的能量也不同。 固态
液态吸热气态吸热吸热1)要注明温度和压强:2)反应物和生成物要注明聚集状态: 2、书写热化学方程式应注意以下几点: H2(g)+ O2(g)=H2O(l);△H=-285.8KJ/mol
H2(g)+ O2(g)=H2O(g);△H=-241.8KJ/mol ∴H2O(l)═H2O(g);△H=+44KJ/mol 3)热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量不表示分子数,因而必要时可用分数。一般出现分数时是以某一反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-184.6KJ/mol H2(g)+ Cl2(g)=HCl(g);△H=-92.3KJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6KJ/mol H2(g)+ O2(g)=H2O(l);△H=-285.8KJ/mol4)△H的表示:
热化学方程式中的△H的“+”与“-”一定要注明, “+”代表吸热, “-”代表放热
无论热化学方程式中化学计量数为多少,△H的单位总是KJ/mol,但△H的数值与反应式中的系数成比例3、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H2(g)+ O2(g)=H2O(g);△H=-241.8KJ/mol [例]2、2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出
的热量为99.6KJ则C2H2燃烧的热化学方程式为:2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);△H=-2589.6KJ/mol[例]1、写出下列反应的热化学方程式(1)1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成
CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g); △H=+131.3KJ/mol(2)0.5molCu(固态) 与适量O2(气态) 反应, 生成
CuO(固态), 放出78.5 kJ的热量 2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s); △H=-314KJ/mol三、盖斯定律及其应用C COΔH1 ΔH2ΔH3 CO2ΔH3=ΔH1 + ΔH2 盖斯定律——化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。C(s)+ H2O (g)═ CO(g)+H2(g);△H=+131.5KJ/mol 反应热的单位一般是KJ/mol,由实验测得(一定大气压、敞开的容器中用量热器测定)无法测定的反应热可通过计算获得。如:
一、反应热 1、定义2、表示方法:3、能量守恒: 二、热化学方程式 1、定义: 2、书写热化学方程式应注意以下几点 1)要注明温度和压强:2)反应物和生成物要注明聚集状态:3)热化学方程式中各物质前的化学计量数3、热化学方程式表示的意义 三、盖斯定律及其应用
化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。小结:2、铝在纯氧中燃烧,每生成1gAl2O3(固)放出QkJ热量,写出其热化学方程式 4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ;ΔH=-204QkJ·mol-11、将12.7克固态碘与氢气完全反应生成碘化氢
气体时,必须吸收2.604千焦的热量,其热化学方程式为 I2(s)+H2(g)=2HI(g); △H=+52.08KJ/mol练 习A3、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(l);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 4、在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式
分别为:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H=-566KJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=-890KJ/mol
由1摩CO和3摩CH4组成的混和气在上述条件下完全燃烧
时,释放的热量为( )
A.2912KJ B.2953KJ C.3236KJ D.3867KJB5、使18g焦炭发生不完全燃烧,所得气体中CO占体积,CO2占体积, 已知:C(S)+ O2(g)=CO(g);△H=-Q1 KJ/mol,CO(g)+ O2(g)=CO2(g);△H=-Q2 KJ/mol
A、1/3Q1KJ B、1/3Q2KJ
C、1/3(Q1+Q2)KJ D、1/2Q2KJ与这些焦炭完全燃烧相比较,损失的热量是( ) D第四节 燃烧热和中和热一、燃烧热
1.定义:在101kPa时,lmol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
要点:(1)在101kPa时,完全燃烧生成稳定的氧化物如:C→CO2,H→H2O(l),S→SO2等;
(2)可燃物以1mol为标准进行测量;
(3)系数常用分数表示;
H2(g)+ 1/2 O2(g)=H2O(l);△H=-285.8KJ/molC(s)+ O2(g)═ CO2(g);△H=-393.5KJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=-890KJ/mol2. 物质燃烧热的意义
了解化学反应完成时产生热量的多少,以便更好地控制反应条件,充分利用能源。
3.有关燃烧热的计算
例:16g硫磺在氧气中完全燃烧生成气态SO2,放出的热量能使500gH2O温度由18℃升至28℃,则硫磺的燃烧热为______,热方程式为_______。(已知每克水温度每升高1 ℃所需热量为4.18J)
例:0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态B2O3和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学方程式为:________。
已知;H2O(l)= H2O(g) ?H=+44kj/mol,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出热量是多少kJ?
?
二、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。
要点:1)条件:稀溶液。
2)反应物: (强)酸与(强)碱。
3)生成1mol水
4)放出的热量:57.3kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1); △H=-57.3kJ/mol
4.燃烧热和中和热的区别与联系
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。
三、使用化石燃料的利弊及新能源的开发
1.世界上最重要的化石燃料有哪些?有何优点?
煤、石油、天然气;它们的燃烧热都很高。
2.广义讲,哪些物质可称为燃料?
能够发生燃烧,反应放出热量的物质都可称为燃料。
3.以煤为例,从资源蕴藏、开采、运输、资源综合利用以及环境保护等方面,对使用化石燃料的利弊进行研讨。
4.介绍我国能源利用现状与节能的探讨。
4.介绍我国能源利用现状与节能的探讨。5.新能源的开发
①调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节约油气资源,加强科技投入,加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。
②最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特点是资源丰富,且有些可以再生,为再生性能源,对环境没有污染或污染少。课件42张PPT。3.典型的晶体结构 (1) NaCl晶体 (2) CsCl晶体 晶胞中含微粒个数比的计算方法①顶点:处于顶点的离子,同时为8个晶胞所共
有,每个离子有1/8属于该晶胞②棱上:处于棱上的离子,同时为4个晶胞所共
有,每个离子有1/4属于该晶胞③面心:处于面心的离子,同时为2个晶胞所共
有,每个离子有1/2属于该晶胞④体内:处于体心的离子,完全属于该晶胞,
该离子按1计入晶胞例1.现有甲、乙两种晶体的晶胞:(甲中x处于体心,乙中a处于体心)可推知:甲晶体中x与y的个数比是 ,乙中a与b的个数比是 。甲乙例2、下图为高温超导领域中的一种化合物——钙钛矿(氧化物)晶体结构中具有代表性的最小重复单元。(1)在该物质的晶体中,每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共有______个。(2)该晶体结构中,氧、钛、钙的离子个数比是____________。例3、现有甲、乙、丙、丁四种晶体,离子排列方式如图所示,根据离子晶体的晶胞(晶体中最小重复单位)求阴、阳离子个数比的方法,其中化学式不正确的是( )第一节
离子晶体、分子晶体和原子晶体二、分子晶体1、分子间作用力把分子聚集在一起的作用力,叫做分子间作用力,又称范德瓦耳斯力。分子间作用力的特征:分子间作用力大小的判断:一般对于组成和结构相似的物质,相对分子量越大分子间作用力越大。 ①较小;几千焦/mol左右
②主要影响属于分子晶体类型物质的物理性质。图 1-6 一些氢化物的沸点?2 、氢键HF分子间的氢键 结冰时体积膨胀,密度减小,是水的另一反常性质,也可以用氢键来解释。 水分子间的氢键 在水蒸气中水以单个的H20分子形式存在;在液态水中,经常是几个水分子通过氢键结合起来,形成(H2O)n (如左图);在固态水(冰)中,水分子大范围地以氢键互相联结,形成相当疏松的晶体,从而在结构中有许多空隙,造成体积膨胀,密度减小,因此冰能浮在水面上。 氢键是一种特殊的分子间的作用力,比普通的分子间作用力稍强,但比化学键弱得多。氢键与分子间作用力的关系3、分子晶体(1) 概念:(2) 构成微粒:(3) 结合力:分子间通过分子间作用力结合而成的晶体。分子分子间作用力(范德瓦耳斯力)卤素、氧气、氢气等多数非金属单质、稀有气体、非金属氢化物、多数非金属氧化物等(H2SO4)。特点:有单个分子存在,化学式就是分子式。(5)分子晶体的结构模型:③相似相溶原理②不导电性——在固态或熔融状态时都不导电①熔沸点较低,硬度较小(4) 分子晶体的物理性质:干冰晶体是一种立方面心结构——每8个CO2分子构成立方体,且再在6个面的中心又各占据1个CO2分子,每个CO2的周围,离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个。有单个分子存在,化学式就是分子式。分子与分子
间的作用力相邻原子间
的相互作用弱(几到几十
kJ/mol)强( 120~
800 J/mol)HCl分子中,H-Cl 键能为 431kJ/mol , HCl 分子间的作用力为 21kJ/mol 。金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅、
单质硼、氮化硼等。 金刚石原 子 晶 体定义:原子间以共价键相结合而形成的空间网
状结构的晶体。性质:熔沸点高,硬度大,难溶于一般溶剂。实例:本节总结:离子分子原子离子键范德华力共价键较 高较 低很 高较 大较 小很大NaCl
CaO干冰
碘 金刚石
二氧化硅 练习 在金刚石的网状结构中,含有由共
价键形成的碳原子环,其中最小的环上有
(填数字)个碳原子,每个碳原子上
的任意两个C-C键角都是
(填角度)。
(92年全国高考)6109°28 ′练习 下列各组物质的晶体中,化学键类型相同,
晶体类型也相同的是 ( )
(A)SO2 和 SiO2 (B) CO2 和 H2O
(C)NaCl 和 HCl (D)CCl4 和 KCl (93全国高考题)SO2B SiO2CO2 H2O NaCl HCl CCl4KCl共价键分子晶体共价键共价键共价键共价键共价键离子键离子键原子晶体分子晶体分子晶体离子晶体分子晶体分子晶体离子晶体练习 下列各组物质气化或熔化时,所克服的微粒间
的作用(力),属同种类型的是 ( )
(A)碘和干冰的升华
(B) 二氧化硅和生石灰的熔化
(C)氯化钠和铁的熔化
(D)水和四氯化碳的蒸发
(90年全国高考题,D选项作了更改)A D 分析:构成物质的微粒间作用(力)相同,其实
质就是物质的晶体类型相同。均为分子晶体均为分子晶体原子晶体,离子晶体离子晶体,金属晶体练习 碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结
构,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三
种晶体①金刚石②晶体硅③碳化硅中,它们的熔点从
高到低的顺序是( )
(A) ① ③ ② (B) ② ③ ①
(C) ③ ① ② (D)② ① ③ (91全国高考)A 分析:三种晶体均属原子晶体,其熔点决定于它们的键长和键能,键长越短,键能越大,其熔点越高。 由于碳原子半径小于硅原子半径,键长是:C-C 键< Si-C 键 < Si-Si 键练习 下列各组物质中,按熔点由低到高排列正确的
是 ( ) (94年上海高考)
(A)O2、H2、Hg
(B)CO2、KCl、SiO2
(C)Na、K、Rb
(D)SiC 、NaCl、SO2B 分析:熔沸点比较
原子晶体 >离子晶体 > 分子晶体原子晶体、离子晶体、分子晶体分子晶体、离子晶体、原子晶体降低熔点:-183℃ -252℃ -38.9℃练习 某物质的晶体中,含A、B、C三种元素,其排
列方式如图所示(其中前后两面心上的B原子不能画
出)。晶体中的A、B、C的原子个数比依次为:
(A)1:3:1 (B) 2:3:1 (C)2:2:1 (D)1:3:3立方晶胞顶点粒子为8个晶胞共有棱上粒子为4个晶胞共有面上粒子为2个晶胞共有A:B:C = 1/8×8 : 1/2×6 : 1= 1 : 3 : 1正方:是原子晶体 ⑴同一层内,碳原子
以共价键结合。 ⑵形成网状结构 ⑷课本把它归在原子
晶体中讲授。 反方:不是原子晶体 ⑴层与层之间通过范德
华力结合。⑵不是空间的网状结构 ⑷要开动脑筋,不要迷
信书本。 ⑶熔点很高⑶石墨很软石墨晶体是层状结构。每一层是正六边形的平面网状结构,键角120°
相邻碳原子以共价键结合,键长为 1.42×10-10 m层与层之间距离为3.35 ×10-10 m,以范德华力
相结合。结论:石墨是混合型晶体共同探讨这是为什么? 石墨为什么很软? 石墨为层状结构,各层之间是范德华力结合,
容易滑动,所以石墨很软。 石墨的熔沸点为什么很高? 石墨各层均为平面网状结构,碳原子之
间存在很强的共价键,故熔沸点很高。练习 最近,科学家研制得一种新的分子,它具有空
心的类似足球状结构,分子式为C60。下列说法正确的
是( )
(A)C60是一种新型的化合物
(B) C60和石墨都是碳的同素异形体
(C)C60中含离子键
(D)C60的分子量为720
(92年全国高考题)B D 是一种单质12×60 = 720碳元素组成的两种单质含共价键练习 1 某离子晶体的结构(局部如图),X位
于立方体的顶点,Y位于立方体的中心,则该晶
体的化学式是X : Y = 1/8×4 : 1= 2 : 1X2Y 练习 2 某物质的晶体中含A、B、C三种元素,
其排列方式如图,则该离子晶体的化学式是
A : B : C = 1/8×8 : 12×1/4 : 1= 1 : 3 : 1AB3C练习 3 石墨晶体的层内结构如图所示,每一层由
无数个正六边形构成,则平均每一个正六边形所占
的碳原子数为每个碳原子为三个正六边形共用,分属于每个正六边形的碳原子数
为1/3个。 每个正六边形的碳原子数为6×1/3 = 22 练习 4 已知硼的熔点为2300℃,沸点为2550℃,
⑴晶体硼属于 晶体。
⑵已知晶体中的结构单元是由硼原子组成的正二十
面体,其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶
角,每个顶点有各有一个硼原子。 此基本单元是由
个硼原子构成,其中B-B 键的键角为
,共有 个
B-B单键。原子 1/5×3×20 =1260°1/2×3×20 = 30练习 5 下列叙述正确的 ( )
(A)同主族金属的原子半径越大熔点越高
(B) 稀有气体原子序数越大沸点越高
(C)分子间作用力越弱分子晶体的熔点越低
(D)同周期元素的原子半径越小越易失去电子。
(98年广东高考题)B C 同主族金属原子半径越大,熔点越低同周期元素,从左到右,原子半径减少,金属性减弱。属分子晶体,分子量越大,范德华力越大,熔点越高。正确 工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁,电解
Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。
为什么不用电解MgO的方法生产镁?
也不用电解AlCl3的方法生产铝?MgO熔点高,消耗能量大,操作不便,成本太高。AlCl3属分子晶体,熔融时不电离,不能用电解法。6.设计可靠的实验证明MgCl2和AlCl3所属的晶体类型将MgCl2 和 AlCl3两种晶体分别加热熔化,
MgCl2 能导电,是离子晶体;
AlCl3不能导电,是分子晶体。6.C60分子是形如球状的多面体,该结构的建立基于以
下考虑: ① C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳
原子形成化学键 ② C60分子只含有五边形和六边形
③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定
理:顶点数+面数- 棱边数 = 2
据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边
形, C60分子所含的双键数为30。请回答下列问题:
⑴固体C60与金刚石比较,熔点较高者应是 ,
理由是:金刚石金刚石是原子晶体,故熔点较高。(97年全国高考)C60分子是形如球状的多面体,该结构的建立基于以
下考虑: ① C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳
原子形成化学键 ② C60分子只含有五边形和六边形
③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定
理:顶点数+面数- 棱边数 = 2
据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边
形, C60分子所含的双键数为30。请回答下列问题:
⑵ C60跟F2在一定条件下,能否发生反应生成C60F60
简述理由:可能C60分子含有30个双键,与极活泼的F2发生加成反应。C60分子是形如球状的多面体,该结构的建立基于以
下考虑: ① C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳
原子形成化学键 ② C60分子只含有五边形和六边形
③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定
理:顶点数+面数- 棱边数 = 2
据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边
形, C60分子所含的双键数为30。请回答下列问题:
⑶ 通过计算,确定C60分子所含单键数。60 + ( 12+20 ) – x = 2或 (60×3) / 2 = 90x = 90单键数 = 90 – 30 = 60 ⑷C70分子也已制得,它的分子结构模型可以与C60
同样考虑而推知。
通过计算,确定C70 分子中五边形和六边形的数目
欧拉定理 : 顶点数+ 面数- 棱边数 = 2 设C70分子中五边形数为x ,六边形数为y(键数,即棱边数)(欧拉定理)x = 12 y = 25课件18张PPT。晶体结构的分析和计算立方晶胞体心:1面心:1/2棱边:1/4顶点:1/8 一、晶胞对组成晶胞的各质点的占有率 1、当题给信息为晶体中最小重复单元——晶胞(或平面结构)中的微粒排列方式时,要运用空间想象力,将晶胞在三维空间内重复延伸,得到一个较完整的晶体结构,形成求解思路。二、有关晶体的计算B化学式:A根据离子晶体的晶胞结构,判断下列离子晶体的化学式:(A表示阳离子)CABC3根据离子晶体的晶胞结构,判断下列离子晶体的化学式_________巩固练习: 右图是石英晶体平面示意图(它实际上是立体的网状结构),其中硅、氧原子数之比为____.1:2例:例: 如图直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处位置,晶体中,每个Na+周围与它最接近的且距离相等的Na+个数为:____12 金刚石晶体中含有共价键形成的C原子环,其中最小的C环上有_____个C原子。每个C原子被 个环共用 .例:66 石墨晶体的层状结构,层内为平面正六边形结构(如图),试回答下列问题:
(1)图中平均每个正六边形占有C原子数为____个、占有的碳碳键数为____个。
(2)层内7个六元环完全占有的C原子数为_____个,碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______.
巩固练习:142:323巩固练习:(1) 平均每个正六边形拥有_____个锗原子, _____个氧原子.(2) 化学式为:____________________23(GeCH2CH2COOH)2O3
或Ge2C6H10O3 某离子晶体的晶胞结构如右图所示: ●表示X离子,位于立方体的顶点;○表示Y离子,位于立方体的中心。试分析:
①每个Y周围吸引 个X,每个X周围吸引 个 Y;与X距离最近且相等的X有 个,与Y距离最近且相等的Y有 个
该晶体的化学式为 。
②晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角为_____________109028′Y2X巩固练习六:(3)若设摩尔质量为M,密度为d g.cm-1,阿伏加德罗常数为NA,求x之间的距离? 4 612 8小 结一、晶胞对质点的占有率的计算二、有关晶体的计算1、密度的计算2、晶胞边长的计算化学式的确定1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家.C60分子是形如球状的多面体(如图),该结构的建立基于以下考虑:
①C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;
②C60分子只含有五边形和六边形;
③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:
顶点数+面数-棱边数=2
据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形,C60分子所
含的双键数为30.请回答下列问题:
(1)固体C60与金刚石相比较,熔点较高者应是____________,理由是:
_
________________________________________________________.
(2)试估计C60跟F2在一定条件下,能否发生反应生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_______________,并简述其理由:
________________________________________________________.
(3)通过计算,确定C60分子所含单键数.C60分子所含单键数为___________.
(4)C70分子也已制得,它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知.通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目.
C70分子中所含五边形数为____________,六边形数为_________.金刚石属原子晶体,而固体C60不是,故金刚石熔点较高.
(答出“金刚石属原子晶体”即可)金刚石 因C60分子含30个双键,与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60 (只要指出“C60含30个双键”即可,但答“因C60含有双键”不行) 可能12 25可由欧拉定理计算键数(即棱边数):60+(12+20)-2=90
C60分子中单键为:90-30=60 再见NaCl金刚石CO2课件15张PPT。电化学知识复习专题主讲:刘俊波基础知识知识应用小结基础知识1、原电池
2、电解
3、常见阴阳离子放电顺序基础知识知识应用小结原电池电解离子放电原电池装置特点:化学能转化为电能
形成条件:(1)两个活泼性不同的电极其
(2)电解质溶液
(3)形成闭合回路(或在溶液中接触)基础知识知识应用小结下一页返回反应原理:
氧化反应: 还原反应:
Zn-2e=Zn2+ 2H++2e=H2↑基础知识知识应用小结下一页返回原电池应用1.金属腐蚀: (1)化学腐蚀
(2)电化腐蚀 a.析氢腐蚀
b.吸氧腐蚀
2.防护方法: (1)改变金属内部组织结构
(2)在金属表面覆盖保护
(3)电化学保护法(牺牲阳极的阴极保护法)
3.制造新化学电源基础知识知识应用小结返回Esc电解概念:使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴阳两极引起氧化—还原反应的过程
基础知识知识应用小结下一页返回电解池:装置特点:电能转化为化学能
形成条件:(1)与电源相连的两个电极
(2)电解质溶液(或熔化的电解质)
(3)形成闭合回路基础知识知识应用小结下一页返回反应原理电解结果:4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3基础知识知识应用小结下一页返回电解原理应用氯碱工业:电解饱和食盐水制取烧碱、氯气、氢气
电镀:
(1)概念:应用电解原理在某些金属表面镀上其它金属或合金的过程
(2)电镀池的形成条件:A镀件作阴极
B镀层金属作阳极
C电镀液中含有镀层金
属离子
电解冶炼铝基础知识知识应用小结返回Esc常见阴阳离子放电顺序阳离子放电由难到易(离子浓度接近时)
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag
阴离子放电由难到易: F- ROmn- OH- Cl- Br- I- S2-活泼电极作为阳极时会放电变成阳离子
用惰性电极电解的规律——电解产物的判断基础知识知识应用小结Esc返回知识运用1.a今有2H2+O2===2H2O反应,构成燃料电池,则负极应通入___气,正极通入___气,电极反应为:负极_______________正极_____________
b如把KOH改为H2SO4作导电物质则电极反应:负极____________正极____________
a和b的电池液不同,反应进行后溶液的PH值各有何变化_________________
c.如把H2改CH4.KOH作导电物质则电极反应为:负极_____________________正极____________总反应式______________氢氧2H2+4OH- -4e=4H2OO2+2H2O+4e=4OH-2H2-4e=4H+O2+4H++4e=2H2Oa变小 b变大CH4+10OH- -8e=CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e=8OH-CH4+2O2+2KOH=K2CO3 +3H2O基础知识知识应用小结下一页2.(2000年高考题)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的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在6500C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_______________________
总反应式_______________________基础知识知识应用小结下一页返回3.用两支惰性电极插入1000mLAgNO3溶液中通电电解.当溶液的pH从6.0变为3.0时(设电解过程没有H2析出,且电解前后溶液的体积变化不计)电极上析出Ag的质量大约是( )
A.27mg B.54mg C.108mg D.216mgC基础知识知识应用小结返回小结1.知识小结
(升价) (降价) (升价) (降价)
物质1 + 物质2 物质3 + 物质4
负极 正极 阳极 阴极2.方法小结
陌生的思路 变异思路 变异思路 直到充分认识 相似思路 相似思路
基础知识知识应用小结下一页同学们,再见课件36张PPT。高三化学高三化学第一单元 晶体的类型和性质第二单元 胶体的性质及应用第三元 化学反应中的物质变化和能量变化第四单元 电解原理及其应用第五单元 硫酸工业第六单元 化学实验方案的设计第四元 电解原理及其应用第一节 电解原理第二节 氯碱工业单元小结及练习讲评一、电解饱和食盐水反应原理二、离子交换膜法制烧碱一、电解原理二、铜的电解精炼三、电镀铜四、电解硫酸铜溶液五、电解水第四单元 电解原理及其应用1、原电池构成条件:两导体连接后同时浸入电解质溶液中。①正极:金属或其它导体,并在导体上发生还原反应;②负极:能发生氧化反应的物质或导体; 如比正极
活泼 的金属,或氢气、甲烷等;是化学能转变为电能的装置!(1)两个电极:【复习原电池】(2)电解质溶液: 导电作用;一般阴离子移向负极(因负极有阳离子产
生),阳离子移向正极起导电作用或在正极获得电子;(3)自发地发生氧
化还原反应:电极本身参加氧化反应:
如Cu——Zn原电池电极本身不参加氧化反应:
如H2、O2燃烧电池2、原电池的工作原理: 负极给出电子
(发生氧化反应) 正极得到电子
(发生还原反应)电解质离子定向移动导电
阴离子移向负极
阳离子移向正极(Zn) (H+)(H2、CH4) (O2)3、电极反应及总反应:①Cu——Zn原电池:负极:Zn — 2e— = Zn2+
正极:2H+ + 2e— = H2↑
总反应式:Zn + 2H+ = Zn + H2↑②氢气燃烧电池:
酸性条件:负极:2H2 —4e = 4H+
正极:O2 + 4e + 4H+ = 2H2O③氢气燃烧电池:
碱性条件:负极:2H2 —4e +4OH— = 4H2O
正极:O2 + 4e +2H2O = 4OH—电极反应:负极:还原剂-e-→氧化产物 (氧化反应)正极:氧化剂+e-→还原产物 (还原反应)e-单击电子流动一、电解原理:1、电解氯化铜溶液:【实验4——1】电解CuCl2溶液;并检验Cl2(1)实验现象及结论:①装CuCl2溶液——CuCl2晶体的溶解是电离?溶液中有几种离子?②分别插入碳棒,取出观察;连接后插入溶液,
取出观察③接通直流电源后插入,取出观察,并检验气体;铜生成于阴极碳棒,氯气产生于阳极碳棒;装置图第一节 电解原理(2)电解原理: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)如图如图2、电解: 使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的程,叫做电解。3、构成电解池的条件:是电能转变为化学能的装置!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、电解池的工作原理:电子从电源负极给出电子进入电解池的
阴极阳离子得电子
(发生还原反应)阳离子移向阴极而导电阴离子移向阳极而导电电子流回电源正极阴离子(或非惰性电极)失电子(发生氧化反应)电子从电解池的阳极流出电解原理工作示意图5、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越容易得电子;H+(水) 金属(除Pt、Au外)>S2->I->Br->Cl->
OH-(水)>NO3->SO42->F- 阳极:还原性强的金属或离子先失电子阴极:Ag+>Hg2+>Cu2+>H+(水)>Pb2+>Fe2+>电解质溶液原电池与电解池的比较Cu2+oooooooooooooooooooo? - +- +阴极阳极CuCl2电解氯化铜溶液实验装置e-e-单击电子流动Ⅰ通电前Ⅱ通电后通电前后溶液里离子移动示意图粗铜纯铜二、铜的电解精炼:1、电解精炼铜的装置: e-? 纯铜作阴极,粗铜作阳极; e- e-单击电子流动2、电解精炼铜原理:①粗铜的溶解与纯铜的生成:阳极(粗铜):Cu -2e- = Cu2+
阴极(纯铜): Cu2+ + 2e- = Cu②比铜活泼的金属:Zn.Fe.Ni只溶解,不析出;③比铜不活泼的金属:Au.Pt.不溶解,而以单质沉积
形成阳极泥;④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变;例 在500gCuSO4溶液中,一极为铁,一极为含杂质锌
均匀的粗铜;通电一段时间后切断电源,取出电极,
此时铁极析出7.04g铜,电解质溶液增重0.02g,求粗
铜中含锌的质量分数。解: Cu2+~Zn2+ △m
1mol 1mol 1g
x x 0.02g ∴Zn溶解为0.02mol×65g·mol-1=1.3g
溶液中Cu2+析出0.02mol×64g·mol-1=1.28g锌的质量分数为:三、电镀铜:1、电镀铜的装置:【实验4——2】镀件作阴极,镀层金属作阳极,
含镀层金属离子的电解质配成电镀液;2、电镀铜的原理:阳极(镀层金属):Cu-2e- = Cu2+
阴极(镀件): Cu2+ + 2e- = Cu
电镀液浓度不变;四、电解CuSO4溶液:用惰性电极写出电极反应式及电解方程式;分析溶液PH
的变化、溶液减少的量是?又如:Cu(NO3)2、AgNO3 例(90MCE)将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进
行电解,通电一段时间后,某电极增重0.064g(不考虑其
它反应及溶液体积的变化)。此时溶液中氢离子浓度约
为( )
A 4×10-3mol·L-1 B 2×10-3mol·L-1
C 1×10-3mol·L-1 D 1×10-7mol·L-1 Cu2+ ~ 2H+/0.5L = 4×10—3mol·L-1五、电解水(Na2SO4溶液):用惰性电极只让水的H+(水) 、OH-(水) 放电放电顺序在Cl- 以后的阴离子、Cu2+ 以前的阳离子
所组成的酸、碱、盐溶液,但阳极用惰性电极
(Pt、Au、C等)如电解:H2SO4 、NaOH 、Na2SO4 等;并分析其
pH变化?第二节 氯碱工业一、电解饱和食盐水反应原理:【实验4—3】电解饱和食盐水现象:阳极——产生Cl2 阴极——产生H2 和酚酞变红【问题】①写出是极反应式,电解总反应方程式;
②为什么NaOH 在阴极区产生?P56页
③若产生1molH2,则产生Cl2、 NaOH各几g?
电子转移几mol?装置电极反应及总反应:阳极反应:2Cl--2e- = Cl2↑(氧化反应)
阴极反应:2H+ + 2e-=H2↑(还原反应)阴极区阳极区二、离子交换膜法制烧碱:1、离子交换膜电解槽的组成:由阳极(金属钛网)、阴极(碳钢网)、离子交
换膜、电解槽框和导电铜棒等组成;
每个电解槽由若干个单元槽串联或并联组成;装置2、阳离子交换膜的作用:将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体通过。
可防止H2、Cl2混合爆炸,也可防止Cl2与NaOH反应。3、食盐的精制:(1)粗盐的成份:
泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-杂质,会与碱性物质反应产生沉淀,损坏离子交换膜;(2)杂质的除去过程:粗盐水 含少量Ca2+.Mg2+精制盐水Na+ooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo电解饱和食盐水实验装置H+OH—oooooooooooooooooooooooe-e-单击电子流动Cl2Cl2Cl—H2H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)离子交换膜原电池电子从负极流向正极;
负极发生氧化反应,正极发生还原反应;两导体连接后同时浸入电解质溶液中。单元小结及练习讲评①正极:金属或其它导体,并在导体上发生还原反应;②负极:能发生氧化反应的物质或导体; 如比正极
活泼 的金属,或氢气、甲烷等;电解池外接电源的阴、阳极导体连接后插入电解质溶液中电子从负极流向阴极,经溶液中的离子导电后,由阳极流回电源正极;
阴极发生还原反应,阳极发生氧化反;电镀池应用电解原理,要求镀件在阴极,镀层金属作阳极,电解质溶液(电镀液)含镀层金属离子 电解质溶液——导电作用;一般阴离子移向负极(因
负极有阳离子产生),阳离子移向正极起导电作用或在
正极获得电子;金属越不活泼的对应阳离子越容易得电子;H+(水) 金属(除Pt、Au外)>S2->I->Br->Cl->
OH-(水)>NO3->SO42->F- 放电顺序电解质变化,溶剂不变:CuCl2、HCl电解原理应用电解溶质和水:NaCl、CuSO4、AgNO3电解水:Na2SO4、H2SO4 、NaOH电解质和溶剂均不变:电解精炼铜、电镀熔融电解:NaCl、MgCl2 、Al2O3关系式:O2~2Cu~4Ag~4H+~2H2~2Cl2~4OH- ~PH 计算及pH变化例:用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L(标况)气体,则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为( )
A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA阳极O2为0.1mol,电子为0.4mol则H2为0.1mol,所以Cu为0.1mol,浓度为A例:某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x·nH2O,式量为242,将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液,用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时,溶液中金属离子全部析出,此时阴极增重0.32g。求:
①金属M的相对原子质量及 x、n 值;
②电解溶液的pH(溶液体积仍为100mL)。 Mx+ + xe- = M
0.005mol 0.01mol 0.32g所以:x = 2 ;M = 64 ;n = 3产生H+为0.01mol,pH=1谢谢课件8张PPT。电解原理及其应用例1:用碳棒作阳极,Cu作阴极,电解1L0.1mol/L的AgNO3溶液,当阴极质量增加2.16g时,计算阳极放出的气体在标准状况下的体积。电解规律及有关计算(1)电解得到产物的量与通入的电量成正比。(2)阳极失去的电子总数=阴极得到的电子总数例2:用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中,
通电电解。当电解液的PH值从6.0变为3.0时(设电
解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体
积变化可以忽略),电极上析出银的质量大约是:
A、27mg B、54mg
C、108mg D、216mg
答案:B例3:用惰性电极以1安的电流电解0.5mol/L的NaCl溶液200ml,当溶液的PH=12时,通电时间为多少?二、电解原理的应用1、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: Cu-2e-=Cu2+
(活性电极失电子能力比阴离子强)阴极: Cu2+ +2e-=Cu二、电解原理的应用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、电镀材料的选择原则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不变1.28Zn -2e-=Zn2+Cu2+ +2e-=Cu原电池、电解池、电镀池判定规律 若无外接电源, 可能是原电池,然后依据原
电池的形成条件分析判定,主要思路是“三看”
先看电极:两极为导体且活泼性不同
再看溶液:两极插入电解质溶液中
后看回路:形成闭合回路或两极接触
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。当阳极金属与电解质
溶液中的金属阳离子相同,则为电镀池,其余情
况为电解池。课件34张PPT。 离子反应复习
化合物电解质非电解质强电解质弱电解质一. 电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的判断。电解质: 在水溶液里或者熔 融状态下能够导电的化合物。非电解质:在水溶液里或者熔融状态下不能导电的化合物。在溶液中全部电离成离子的电解质。在溶液中只有一部分电离成离子的电解质。常见的电解质有:酸、碱、盐、金属氧化物等常见的非电解质有:蔗糖、酒精、非金属氧化物、一些有机化合物等单质、混合物 : 既不是电解质又不是非电解质。电解质KOH、NaOH、Ba(OH)2等NH3.H2O、Mg(OH)2…….(难电离的盐PbAc、Hg2Cl2)讨论:氢氧化钠固体、硝酸钾溶液、碳酸钙、二氧化碳、氧化钠下列物质中:铜、硫酸、氯化钠固体、蔗糖、酒精、醋酸二、离子反应、离子方程式的概念1.在 溶 液 中 进行 有 离 子 参加或生成的反应,叫离子反应.三、离子反应的实质:离子反应的实质是:反应物的某些离子浓度的减少 四、离子反应发生的条件:1、生成难溶的物质(或胶体)
2、生成难电离的物质
3、生成挥发性物质
4、发生氧化还原反应
5、有机反应、生成络合物等Cu2+ + OH- = Cu(OH)2↓H+ + CH3COO- = CH3COOH2H+ + SO32- = SO2↑+ H2O2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+五、离子反应方程式的含义:1、表示某一具体反应的离子方程式2、表示某一类反应的离子方程式CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO-+Ca2++H2O H++OH- = H2O练习:根据离子方程式写出3个符合条件的化学方程式
(1)H++OH- = H2O
(2)CO32-+2H+=H2O+CO2↑
步骤按“写、拆、删、查”四步进行。
①写:写出一般化学方程式。
②拆:把易溶于水、易电离的物质拆写成离子。
③删:删去两边相同的即未参加反应的离子。
④查:查两的质量和电荷数总数是否相等,对于氧化 还原反应,还要查电子得失是否守恒 ,查“↑”和“↓” 等符号六、离子反应方程式的书写备注:
1、完全电离的酸是指:HCl H2SO4 HNO3 HI HBr HClO4等强酸;
2、中强酸(H2SO3 H3PO4),弱酸(H2CO3 H2S HF HClO CH3COOH H2SiO3)则不能改
3、 完全电离的碱是指:NaOH KOH Ca(OH)2 Ba(OH)2等强碱、中强碱的溶液;而 NH3?H2O 及Cu(OH)2 Fe(OH)3等难溶性弱碱则不能改。
??? 4、完全电离的盐是指:所有易溶、可溶及微溶性的盐的溶液。
附:盐的溶解性规律:钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐,二元酸的酸式盐 、磷酸的二氢盐均易溶。碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐的正盐中只有钾盐、钠盐、铵盐溶;氯化物中只有AgCl 不溶;硫酸盐中只有PbSO4 BaSO4不溶,但CaSO4 Ag2SO4为微溶。练习:写出下列反应的离子方程式1、Cu和稀硝酸反应
2、过量的氨水与氯化铝反应
3、甲酸与澄清石灰水混合
4、氯气与水反应
5、过氧化钠与水反应
6、用惰性电极电解硝酸铜
7、硫酸铝与硫化钠反应
8、氯化铁溶液中滴加硫氢化钾溶液七、书写离子反应方程式的几点注意:1、强酸强碱可容性盐才能拆写成离子形式.
(单质、氧化物、难溶物、气体、弱酸、弱碱、和水都用化学式表示)
2、固态电解质间的反应或浓硫酸和固态物质反应时不写离子方程式.如:
NaCl(固) + H2SO4(浓) == NaHSO4 + HCl3、微溶物作为反应物时,浓度很大(浊液)时写化学式,很稀溶液写离子式;微溶物作为生成物时,一般按难溶物处理写化学式,胶体也只能写成分子形式,但不打“↓”Ca(OH)2(澄清)+ Na2CO3 == CaCO3↓ + 2NaOHCa(OH)2(乳浊液)+Na2CO3 == CaCO3↓ + 2NaOH如:将下列反应改为离子方程式FeCl3+3H2O(沸水) == Fe(OH)3(胶体) + 3HClCaCl2+NaOH=Ca(OH)2+NaCl4、浓硫酸作反应物时,不能改;浓盐酸、浓硝酸则必须改。磷酸参加离子反应写化学式(H3PO4)。5、在溶液中酸式酸根离子只有HSO4-必须改,而HS- HCO3- HSO3- HPO42- H2PO4-则不能改;但熔融状态下HSO4-也不能改6、反应物用量及滴加顺序问题的处理。 “过量”、“少量”、“等物质的量”、“适量”、“任意量”及滴加顺序等对反应都有影响。练习
1、NaOH中通入少量的H2S
2、NaOH中通入过量的H2S
3、NaAlO2溶液中加少量的HCl
4、NaAlO2溶液中加少量的HCl八、离子方程式的正误判断(1)看离子方程式是否符合客观事实。(2)看原子个数以及电荷是否守恒。(4) 看是否漏掉了离子反应。(5)看化学式符号书写是否正确。 (6)看反应物和生成物的配比是否正确。(7)看所写的离子方程式是否符合题设条件1、下列离子方程式中错误的是( )
A、浓氯化亚铁溶液跟铜反应:
Fe2+ + Cu == Fe + Cu2+
B、钠跟水反应:
2Na + 2H2O == 2OH- + H2 ↑+ 2Na+
C、醋酸跟氢氧化钠溶液反应:
CH3COOH + OH- == CH3COO- + H2O
D、铁跟稀硫酸反应:
2Fe + 6H+ == 2Fe3+ + 3H2 ↑课堂练习:AD2.下列离子方程式正确的是( )
A、向氢氧化钠溶液中通入过量二氧化碳:
2OH- + CO2 == CO32- + H2O
B、硫酸铵溶液中滴入氢氧化钡溶液:
NH4+ + SO42- +Ba2+ + OH- == BaSO4↓+ NH3↑+ H2O
C、硫酸亚铁中滴入过量新制的氯水:
2Fe2+ + Cl2 == 2Fe3+ + 2Cl-
D、磷酸二氢钙溶液跟足量NaOH溶液反应生成磷酸钙沉淀:
3Ca2+ + 2H2PO4- +4OH- == Ca3(PO4)2↓ + 4H2OC3、下列离子方程式正确的是( )
A、亚硫酸钡与盐酸反应:
SO32- + 2H+ == SO2↑ + H2O
B、向磷酸二氢钠溶液中加过量Ba(OH)2溶液:
3H2PO4- + 3Ba2+ + 6OH- == Ba3(PO4)2↓ + PO43- + 6H2O
C、氢氟酸与氢氧化钠溶液反应:
H+ + OH- == H2O
D、用氨水吸收SO2气体:
SO2 + NH3 +H2O == 2NH4+ + SO32-
SO32- + SO2 +H2O == 2HSO3-D4、(上海高考) 等体积等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Ba(OH)2溶液混合,离子方程式正确的是:( )
A、HCO3- + OH- == H2O + CO32-
B、2HCO3- + Ba(OH)2 == BaCO3↓+ H2O + CO32-
C、HCO3- + Ba2+ + OH- == H2O + BaCO3↓
D、2HCO3- + Ba2+ + 2OH- == 2H2O + BaCO3↓+ CO32-C6、(高考)下列离子方程式不正确的是( )
A、氨气通入稀硫酸溶液中
NH3 + H+ == NH4+
B、二氧化碳通入碳酸钠溶液中
CO2 + CO32- + H2O == 2HCO3-
C、硫酸铝溶液跟偏氯酸钠溶液反应
Al3+ + 3AlO2- + 6H2O ==4Al(OH)3↓
D、氯气通入冷的氢氧化钠溶液中
2Cl2 + 2OH- == 3Cl- + ClO- + H2OD7、(全国高考)下列离子方程式中,不正确的( )
A、碳酸氢钙溶液跟盐酸反应:
Ca(HCO3)2 + 2H+ == Ca2+ + 2H2O + 2CO2↑
B、碘化钾溶液跟适量溴水反应:
2I- + Br2 == 2Br - + I2
C、将金属钠加入水中:
Na + 2H2O == 2OH- + H2↑
D、将氯气通入氯化亚铁溶液中:
2Fe2+ + Cl2 == 2Fe3+ + 2Cl-AC8、(2004年江苏试卷)下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A、硫酸铝溶液中加入过量氨水
Al3++3OH-==Al(OH)3↓
B、电解饱和食盐水
2Cl-+2H2O==H2↑+C12↑+2OH-
C、碳酸钙与盐酸反应
CaCO3+2H+==Ca2++CO2↑ +H2O
D、硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液 Fe2++2H++H2O2==Fe3++2H2O电解BC9、(2004年上海高考试卷)下列离子方程式中正确的是( )
A、硫化亚铁放入盐酸中
S2- + 2 H+ → H2S ↑
B、硫酸铜溶液中通入硫化氢
Cu2+ + H2S → CuS↓ + 2 H+
C、氯化铝溶液中加入过量氯水
Al3+ + 4NH3?H2O → AlO2- + 4NH4+ +2H2O
D、碳酸氢铵溶液中加入过量氢氧化钠溶液
HCO3- + OH- → CO32- + H2OB10、(2003年江苏试卷)能正确表示下列化学反应的离子方程式是( )
A、用碳酸钠溶液吸收少量二氧化硫:
2CO32-+SO2+H2O=2HCO3 - +SO32-
B、金属铝溶于盐酸中:
Al+2H+=Al3++H2↑
C、硫化钠溶于水中:
S2-+2H2O=H2S↑+2OH-
D、碳酸镁溶于硝酸中:
CO32-+2H+=H2O+CO2↑A九、离子共存的判断方法。(1)相互结合生成难溶物或微溶物不能共存。(2)相互结合生成气体不能共存。
判断原则:有不稳定酸或不稳定碱生成。如:Ba2+和SO42-、CO32-;Ag+和Cl-、 H+和Si032-、
Cu2+和S2-等。如:H+与CO32-、SO32-、S2-(3)相互结合生成弱电解质不能共存。如:H+与OH-,NH4+与OH-等(4)离子之间发生氧化还原反应者不能共存。如:Fe3+与I-;MnO4-与S2-、I- 、Fe2+;Fe2+与H+和NO3-、H+和S2-、SO32-等(5)发生双水解反应而不能大量共存如Al3+、Fe3+和CO32-、HCO3-,和S2-等(6)酸碱环境不同而不能大量共存 判断原则:只能存在于酸性环境中的离子和只能存在于碱性环境中的离子,它们不能共 存。
如:NH4+和AIO2-,Al3+和AIO2-,NH4+和SiO32-,Zn2+和AlO2-,Al3+和SiO32-等在溶液中不能大量共存。 如:Ag+和NH4+(在碱性条件下);Fe2+和SCN-,
Al3+和F-等都不能共存。(7)、由于配合而不能大量共存十、离子共存隐含条件的挖掘。(1)溶液无色透明时,则溶液中肯定没有色离子。常见的有色离子是Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-等(2)强酸性或pH小于7时或石蕊变红,则溶液中含有H+
强碱性或pH大于7时或酚酞变红,则溶液中含有OH-3、金属阳离子与酸根离子
Ag+、Ca2+、Ba2+、Pb2+与 CO32-、SO42—、PO43-、SO32-、SiO32- Ag+与Cl-、Br-、I-; F-与Ca2+。1、与H+不能共存(即酸性溶液、PH<7、 石蕊变红)
OH-、CO32-、SO32-、SiO32-、S2--、CH3COO--、F--、ClO--,AlO2--、 S2O32--,HCO3--、
HSO3--、HS--、HPO42--、H2PO4--。2、与OH-不能共存(即碱性溶液、PH>7、 酚酞变红)
H+、NH4+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+等, HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-等。1、(93)下列各组离子,在水溶液中不可能大量共存的是( )
A、H+、K+、Cl- 、NO3- B、K+、 Al3+ 、Cl--、OH-
C、Na+、K+、CO32-、NO3- D、Al3+、Cl--、SO42-、 NO3-
2.(94)在PH=1的无色透明溶液中,不能大量共存的是( )
A、Al3+、Ag+、NO3-、Cl- B、Mg2+、 NH4+、Cl- 、NO3-
C、Ba2+、K+、S2- 、Cl- D、Zn2+、Na+、NO3- 、SO42-
3、(95)在PH=1的溶液中,可以大量共存的是( )
A、Na+、K+、S2- 、Cl- B、Al3+、Mg2+、SO42- 、Cl-
C、Na+、K+、NO3-、AlO2- D、Na+、K+、SO42-、S2O32-课堂练习:BACB4、下列各组离子,在强碱性溶液中可能大量共存的是( )
A、I-、AlO2-、S2- 、Cl-
B、Na+、K+、NH4+、Ba2+、
C、Br-、S2- 、Cl- 、CO32
D、SO32-、NO3-、SO42-、 HCO3-
5、(99) 在水溶液可以共存,且加入氨水也不产生沉淀( )
A、Na+、Ba2+、SO42- 、Cl--
B、K+、AlO2-、NO3-- 、OH-
C、H+、NH4+、Al3+、SO42-
D、H+、Cl- 、CH3COO-、NO3-ACB6、(00)在水溶液可以大量共存的是( )
A、,Ca2+、HCO3-、Cl-、K+
B、Al3+、AlO2-、HCO3-、 K+
C、Fe2+、NH4+、SO42- 、 S2-
D、Fe3+、SCN-、Na+、CO32-
7、(01)在强碱性溶液中可能大量共存的是( )
A、I-、AlO2-、Cl-、S2-
B、Na+、NH4+、K+ 、Ba2+
C、Br-、 S2- 、 Cl-、CO32-
D SO32- 、NO3-、SO42- 、HCO3-AAC8.(2004年江苏卷)巳知某溶液中存在较多的H+、SO42-、NO3-,则该溶液中还可能大量存在的离子组是
A.Al3+、CH3COO-、Cl- B.Mg2+、Ba2+、Br-
C.Mg2+、Cl-、I- D.Na+、NH4+、Cl-
9、(96)下列各组离子,在强碱性溶液中可以大量共存的是( ).
A、K+ Na+ HSO3- Cl- B、Na+ Ba2+ AlO2- NO3-
C、NH4+ K+ Cl- NO3- D、K+ Na+ ClO- S2-
10、(97)下列各组离子,在强碱性溶液中可以大量共存的是
A、I- AlO2- Cl- S2-
B、Na+ K+ NH4+ Ba2+
C、Br- S2- Cl- CO32-
D、SO32- NO3- SO42- HCO3-DB(AC)11、下列各组中的离子,能在无色溶液中大量共存的是( )
A、K+、Mg2+、NO3-、OH-
B、Cu2+、Na+、NO3-、SO42-
C、Na+、H+、Cl-、CO32-
D、Na+、Ba2+、Cl-、OH-
12、下列各组离子,能在溶液中大量共存的是
A、H+、Ca2+、Cl-、CO32-
B、Na+、Fe3+、SO42-、OH-
C、K+、Na+、OH-、Cl-
D、Cu2+、Ba2+、Cl-、SO42-?BDC课件37张PPT。第三节:化学反应中的能量变化 [ 复习]化学反应过程中放出或吸收的热量。 放热反应和吸热反应: 有热量放出的化学反应叫放热反应。 如: 木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧反应吸收热量的化学反应叫吸热反应。 如: Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应反应热:灼热的碳与二氧化碳的反应[练习] 2、下列变化中,属于吸热反应的是( )
A.氨催化氧化生成NO B.酸碱中和
C.酯化反应 D.焦炭与高温水蒸气反应 [练习] 3.下列变化过程中会放出热量的是( )
①硝酸铵溶于水②物质的燃烧③苛性钠溶于水
④生石灰放入水中 ⑤醋酸的电离
A.仅①⑤ B.仅②③ C.仅②④ D.②③④DD[练习]1、下列变化中,属于放热反应的是( )A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧
C.灼热的碳与二氧化碳的反应
D.氯化铝的水解B一、反应热 放热反应:燃烧、中和、置换、一般化合反应等。 吸热反应:分解、水解等。 1、定义:在化学反应过程中放出或吸收的热量,叫反应热 H—H + Cl—Cl 2H—Cl △H=?
吸收436KJ/mol ΔH=436 + 243 —2×431 = —183KJ/mol 2、表示方法:
当ΔH <0时,为放热反应 ( Q > 0 )
表示反应体系给出能量,反应体系的能量降低。 当ΔH >0时,为吸热反应 ( Q < 0 )
表示反应体系获得能量,反应体系的能量升高。 放出431KJ/mol吸收243KJ/mol 反应物分子化学键的断裂和生成物分子 化学键的形成。前者需要吸热而后者要放出热量。 化学反应的本质:3、能量守恒: 反应物 生成物 ↓ 具有的能量E反应物 具有的能量E生成物 ↓ 若E反应物 >E生成物则反应放热; △H< 0若E反应物 0
[练习] (1)下列叙述正确的是( )
A.化学反应一定伴随热量的变化
B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热
C.若△H<0,则反应物的能量高于生成物的能量
D.若△H>0,则反应物的能量高于生成物的能量(2)已知:H + H ═ H2;△H=-436KJ/mol,则下列
叙述正确的是( )
A.H原子的能量高于H2的能量
B.H原子的能量低于H2的能量
C. H原子比H2分子稳定
D.H2分子比H原子稳定A、CAD小结:由不稳定态变为稳定态,放热, △H<0(4)已知键能:
N≡N△H=-946KJ/mol,
H-H△H=-436KJ/mol,
H-N△H=-391KJ/mol
N2(g) +3H2(g) 2NH3(g),从理论上计算△H为( )A.+1800KJ/mol B.+92KJ/mol C.-92KJ/mol D.-46KJ/mol C(3)已知:石墨(S) 金刚石(S); △H>0
判断谁稳定?
二、热化学方程式
H2 + Cl2 2HCl H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g); ?H= --184.6 KJ/mol 1、定义:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式 g—gas(气体) l—liquid(液体) s—solid(固体) 反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关,需要注明,不注明的指101kPa和25℃时的数据。 因为物质的聚集状态不同所含的能量也不同。 固态
液态吸热气态吸热吸热1)要注明温度和压强:2)反应物和生成物要注明聚集状态: 2、书写热化学方程式应注意以下几点 H2(g)+ O2(g)=H2O(l);△H=-285.8KJ/mol
H2(g)+ O2(g)=H2O(g);△H=-241.8KJ/mol ∴H2O(l)═H2O(g);△H=+44KJ/mol 3)热化学方程式中各物质前的化学计量数只表示物质的量,不表示分子数,因而必要时可用分数。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-184.6KJ/mol H2(g)+ Cl2(g)=HCl(g);△H=-92.3KJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6KJ/mol H2(g)+ O2(g)=H2O(l);△H=-285.8KJ/mol4) △H的表示:
热化学方程式中的△H的“+”与“-”一定要注明, “+”代表吸热, “-”代表放热
无论热化学方程式中化学计量数为多少,△H的单位总是KJ/mol,但△H的数值与反应式中的系数成比例3、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。H2(g)+ O2(g)=H2O(g);△H=-241.8KJ/mol [例]2、2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量
为99.6KJ则C2H2燃烧的热化学方程式为:2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);△H=-2589.6KJ/mol[例]1、写出下列反应的热化学方程式(1)1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成
CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g); △H=+131.3KJ/mol(2)0.5molCu(固态) 与适量O2(气态) 反应, 生成
CuO(固态), 放出78.5 kJ的热量 2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s); △H=-314KJ/mol三、盖斯定律及其应用
C COΔH1
ΔH2ΔH3 CO2ΔH3=ΔH1 + ΔH2 盖斯定律——化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。C(s)+ H2O (g)═ CO(g)+H2(g);△H=+131.5KJ/mol 反应热的单位一般是KJ/mol,由实验测得(一定大气压、
敞开的容器中用量热器测定)无法测定的反应热可通过
计算获得。如:
小结一、反应热 1、定义2、表示方法:3、能量守恒: 二、热化学方程式 1、定义: 2、书写热化学方程式应注意以下几点 1)要注明温度和压强:2)反应物和生成物要注明聚集状态:3)热化学方程式中各物质前的化学计量数3、热化学方程式表示的意义 三、盖斯定律及其应用
化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。练习2、铝在纯氧中燃烧,每生成1gAl2O3(固)放出QkJ热量,
写出其热化学方程式 4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ;ΔH=-204QkJ·mol-11、将12.7克固态碘与氢气完全反应生成碘化氢
气体时,必须吸收2.604千焦的热量,其热化学方程式为 I2(s)+H2(g)=2HI(g); △H=+52.08KJ/molA3、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(l);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 4、在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式
分别为:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H=-566KJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=-890KJ/mol
由1摩CO和3摩CH4组成的混和气在上述条件下完全燃烧
时,释放的热量为( )
A.2912KJ B.2953KJ C.3236KJ D.3867KJBD再见第四节 燃烧热和中和热一、燃烧热
1.定义:在101kPa时,lmol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。要点:
(1)在101kPa时,完全燃烧生成稳定的氧化物
如:C→CO2,H→H2O(l),S→SO2等;
(2)燃烧热通常由实验测得
(3)可燃物以1mol为标准进行测量;
(4)系数常用分数表示;H2(g)+ 1/2 O2(g)=H2O(l);△H=-285.8KJ/molC(s)+ O2(g)═ CO2(g);△H=-393.5KJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=-890KJ/mol2. 物质燃烧热的意义
了解化学反应完成时产生热量的多少,以便更好地控制反应条件,充分利用能源。
3.有关燃烧热的计算
例:10g硫磺在氧气中完全燃烧生成气态SO2,放出的热量能使500gH2O温度由18℃升至62.4℃,则硫磺的燃烧热为______,热方程式为________________________________________。
(已知每克水温度每升高1 ℃所需热量为4.18J)例:0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态B2O3和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学方程式为:____________________________________。
已知;H2O(l)= H2O(g) ?H=+44kJ/mol,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出热量是多少kJ?
?
二、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
①:条件:稀溶液。
稀溶液是指溶于大量水的离子。
②: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。
③: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内。
④:放出的热量:57.3kJ/mol
4.燃烧热和中和热的区别与联系
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。
28.728.7三、使用化石燃料的利弊及新能源的开发
1.世界上最重要的化石燃料有哪些?有何优点?
煤、石油、天然气;它们的燃烧热都很高。
2.广义讲,哪些物质可称为燃料?
能够发生燃烧,反应放出热量的物质都可称为燃料。
3.以煤为例,从资源蕴藏、开采、运输、资源综合利用以及环境保护等方面,对使用化石燃料的利弊进行研讨。书P44
4.介绍我国能源利用现状与节能的探讨。5.新能源的开发
①调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节约油气资源,加强科技投入,加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。
②最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特点是资源丰富,且有些可以再生,为再生性能源,对环境没有污染或污染少。小结1.燃烧热和中和热2.燃烧热和中和热的区别与联系3.使用化石燃料的利弊及新能源的开发练习:1、在一定条件下,CO和 CH4燃烧的热化学方程式分别为:
;
CH4(g)+2O2 (g)=CO2(g)+2H2O(l);
由1molCO和3mol CH4组成的混合气在上述条件下充分燃烧时,释放的热量为()
A.2912kJ B.2953kJ
C.3236kJ D.3867kJ
2、已知
若在标准状况下,将H2和O2组成的混合气体点燃爆炸后再恢复到标况,气体体积为33.6L,则反应放出的热量是______________kJ。
2863、已知热化学方程式
?
现有80t纯炭不完全燃烧,所得气体中CO占 3/4体积,与80t纯炭完全燃烧相比较,此反应损失了多少热量?
4)发射卫星用肼 N2H6为燃料和,NO2作氧化剂,两者反应生成N2 和 H2O。
已知① ;
② +2H2O(g);
那么发射卫星时,燃烧1mol肼放出的热量是多少kJ?
567.6kJ