化學(xué)魯科版選修4課件：第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 章末高效整合

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 一 十字交叉法 在反應(yīng)熱問題中的應(yīng)用 十字交叉法 是中學(xué)化學(xué)中的一個(gè)常用的基本方法 運(yùn)用 十字交叉法 進(jìn)行解題時(shí)可以簡(jiǎn)化解題過程 思路清晰 條理分明 從而快速準(zhǔn)確地解答題目 在反應(yīng)熱的計(jì)算中也常用到 方法 此類題如果由題中信息知道 1molA物質(zhì)完全燃燒放出的熱量為Q1 1molB物質(zhì)完全燃燒放出的熱量為Q2 1molA B混合物完全燃燒放出的熱量為Q3 即可用十字交叉法求出A與B的物質(zhì)的量之比 由此得出 n A n B Q3 Q2 Q1 Q3 已知金剛石和石墨分別在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為 C 金剛石 s O2 g CO2 g H1 395 41kJ mol C 石墨 s O2 g CO2 g H2 393 51kJ mol 由此看來(lái)二者相比更穩(wěn)定的碳的同素異形體為 若取金剛石和石墨的混合晶體共1mol在O2中完全燃燒 產(chǎn)生熱量為QkJ 則金剛石和石墨的物質(zhì)的量之比為 用含Q的代數(shù)式表示 解析 此類題可用方程組法計(jì)算 為簡(jiǎn)化計(jì)算 用 十字交叉法 計(jì)算更為簡(jiǎn)捷 由蓋斯定律知 要得到金剛石和石墨的轉(zhuǎn)化關(guān)系 可將兩個(gè)熱化學(xué)方程式相減即得 C 金剛石 s C 石墨 s H3 H1 H2 395 41kJ mol 393 51kJ mol 1 90kJ mol 即C 金剛石 s C 石墨 s H 1 90kJ mol 可見金剛石轉(zhuǎn)化為石墨放出熱量 說明石墨的能量更低 比金剛石穩(wěn)定 已知 A g B g C g H1 D g B g E g H2 且 H1 H2 若A和D的混合氣體1mol完全與B反應(yīng) 反應(yīng)熱為 H3 則A和D的物質(zhì)的量之比為 A H3 H2 H3 H1 B H2 H3 H3 H1 C H2 H3 H1 H3 D H3 H2 H2 H3 解析 由題意可知1molA與B完全反應(yīng)反應(yīng)熱為 H1 1molD與B完全反應(yīng)反應(yīng)熱為 H2 而1molA和D的混合氣體完全與B反應(yīng) 反應(yīng)熱為 H3 運(yùn)用十字交叉法 答案 B 二 原電池與電解池的比較1 電解池與原電池的判斷有外加直流電源的裝置是電解池 無(wú)外加電源的裝置是原電池 多池組合且無(wú)外加電源時(shí) 一般是含有最活潑金屬的池為原電池 其余的都是電解池 2 電極的判斷 1 原電池正 負(fù)極判斷 2 電解池陰 陽(yáng)極的判斷 3 兩者電極反應(yīng)式的書寫原電池的兩極分別稱為正極和負(fù)極 還原劑在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng) 失去的電子經(jīng)導(dǎo)線流入正極 氧化劑在正極上得到電子 發(fā)生還原反應(yīng) 書寫電極反應(yīng)式時(shí)應(yīng)注意電解質(zhì)溶液中某些離子與氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物反應(yīng) 電解池的兩極分別稱為陰極和陽(yáng)極 與電源負(fù)極相連的電極為陰極 是電子流入的一極 電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子移向陰極 氧化性強(qiáng)的陽(yáng)離子得電子發(fā)生還原反應(yīng) 與電源正極相連的電極為陽(yáng)極 是電子流出的一極 若為活性電極 即除Au Pt之外的金屬電極 則電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng) 若為惰性電極 則移向陽(yáng)極的陰離子中還原性強(qiáng)的離子放電發(fā)生氧化反應(yīng) 按圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 并回答下列問題 1 判斷裝置的名稱 A池為 B池為 2 鋅極為 極 電極反應(yīng)為 銅極為 極 電極反應(yīng)式為 石墨棒C1為 極 電極反應(yīng)式為 石墨棒C2附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 3 當(dāng)C2極析出224mL氣體 標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí) 鋅的質(zhì)量 填 增加 或 減少 g CuSO4溶液的質(zhì)量 填 增加 或 減少 g 解析 A池中Zn Cu放入CuSO4溶液中構(gòu)成原電池 B池中兩個(gè)電極均為石墨電極 在以A為電源的情況下構(gòu)成電解池 即A原電池帶動(dòng)B電解池 A池中Zn為負(fù)極 Cu為正極 B池中C1為陽(yáng)極 C2為陰極 析出H2 周圍OH 富集 酚酞變紅 且n H2 0 01mol 故電路上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0 01mol 2 0 02mol 根據(jù)得失電子守恒 鋅極有0 01molZn溶解 即Zn極重量減少0 01mol 65g mol 1 0 65g 銅極上有0 01molCu析出 即CuSO4溶液增加了0 01mol 65g mol 1 64g mol 1 0 01g 答案 1 原電池電解池 2 負(fù)Zn Zn2 2e 正Cu2 2e Cu陽(yáng)2Cl Cl2 2e 有無(wú)色氣體產(chǎn)生 附近溶液出現(xiàn)紅色 3 減少0 65增加0 01 三 電化學(xué)的計(jì)算1 原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算 溶液中離子濃度的計(jì)算 相對(duì)原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算 根據(jù)電量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)物的量求電量的計(jì)算 不論哪類計(jì)算均可概括為下列三種方法 1 根據(jù)電子守恒法計(jì)算 用于串聯(lián)電路 陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物 正負(fù)兩極產(chǎn)物 相同電量等類型的計(jì)算 其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等 2 根據(jù)總反應(yīng)式中的計(jì)量數(shù)關(guān)系計(jì)算 先根據(jù)電極反應(yīng)式寫出總反應(yīng)式或直接運(yùn)用總反應(yīng)式列比例式計(jì)算 3 根據(jù)關(guān)系式計(jì)算 由得失電子守恒定律關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁 建立計(jì)算所需的關(guān)系式 2 解決電解問題的基本思路模式 1 通電前 電解質(zhì)溶液中含有哪些陰 陽(yáng)離子 包括水電離出的H 和OH 2 通電時(shí) 陰離子移向陽(yáng)極 陽(yáng)離子移向陰極 結(jié)合放電順序分析誰(shuí)優(yōu)先放電 3 寫電極反應(yīng)式 并結(jié)合題目要求分析電解結(jié)果 如兩極現(xiàn)象 水的電離平衡移動(dòng) 離子濃度的變化等 如圖所示為電解水的裝置 閉合開關(guān)S后 觀察到電壓表示數(shù)為6 0V 電流表示數(shù)為100mA 1 此時(shí)A管內(nèi)生成 B管內(nèi)生成 寫出A B兩極發(fā)生的反應(yīng) A B 2 為加快電解水的速率 可在水中加入 A H2SO4B HClC NaOHD NaCl 3 若通電10min A管中將生成 mL氣體 4 已知電解1mol水可增加280kJ的化學(xué)能 則此裝置電解10min可增加多少化學(xué)能 已知1個(gè)電子所帶的電量為1 6 10 19C NA 6 02 1023mol 1 解析 1 根據(jù)電源正 負(fù)極 確定B管內(nèi)電極為陽(yáng)極 電極反應(yīng)式為4OH O2 2H2O 4e A管內(nèi)電極為陰極 電極反應(yīng)式為2H 2e H2 2 為加快電解水的速率 在水中加入電解質(zhì) 其電解實(shí)質(zhì)應(yīng)是電解水 根據(jù)電解原理 符合條件的只有H2SO4和NaOH 3 電解10min電路中通過的電量為Q It 0 1A 600s 60C 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n e 答案 1 H2O22H 2e H2 4OH O2 2H2O 4e 2 AC 3 6 97 4 此裝置電解10min可增加的化學(xué)能為87 08J 練考題 驗(yàn)?zāi)芰?輕巧奪冠 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全