2019-2020年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第6章 化學(xué)反應(yīng)與能量教案.doc

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2019-2020年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第6章 化學(xué)反應(yīng)與能量教案復(fù)習(xí)目標(biāo)：1、了解反應(yīng)熱的概念，吸熱和放熱反應(yīng)。2、掌握熱化學(xué)反應(yīng)方程式的概念，能正確書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式。3、了解中和熱和燃燒熱。掌握中和熱的測(cè)定方法（實(shí)驗(yàn)）。4、掌握反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算，能靈活運(yùn)用蓋斯定律。基礎(chǔ)知識(shí)：一、化學(xué)反應(yīng)的焓變1定義：化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量，都可以熱量（或轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的熱量）來表示，稱為焓變（H），單位：kJ/mol 或 kJmol-1在化學(xué)反應(yīng)中，舊鍵的斷裂需要吸收能量 ，而新鍵的形成則放出能量。總能量的變化取決于上述兩個(gè)過程能量變化的相對(duì)大小。任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物所具有的總能量與生成物所具有的總能量總不會(huì)相等的。在新物質(zhì)產(chǎn)生的同時(shí)總是伴隨著能量的變化?！咀⒁狻浚?）反應(yīng)熱和鍵能的關(guān)系例如：1molH2和1molCl2反應(yīng)生成2molHCl的反應(yīng)熱的計(jì)算。1moLH2分子斷裂開HH鍵需要吸收436kJ的能量；1molCl2分子斷裂開ClCl鍵需要吸收243kJ的能量，而2molHCl分子形成2molHCl鍵放出431kJmol-12mol=862kJ的能量，所以，該反應(yīng)H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）的反應(yīng)熱H=生成物分子形成時(shí)釋放的總能量反應(yīng)物分子斷裂時(shí)所需要吸收的總能量=862kJmol-436 kJmol-1-243 kJmol1=183kJmol-1由于反應(yīng)后放出的能量使反應(yīng)本身的能量降低，故規(guī)定H=反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和（2）反應(yīng)焓變與反應(yīng)條件的關(guān)系焓是科學(xué)家們?yōu)榱吮阌谟?jì)算反應(yīng)熱而定義的一個(gè)物理量，它的數(shù)值與物質(zhì)具有的能量有關(guān)。對(duì)于一定量的純凈物質(zhì)，在一定的狀態(tài)（如溫度、壓強(qiáng)）下，焓有確定的數(shù)值。在同樣的條件下，不同的物質(zhì)具有的能量也不同，焓的數(shù)值也就不同；同一物質(zhì)所處的環(huán)境條件（溫度、壓強(qiáng)）不同，以及物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，焓的數(shù)值也不同。焓的數(shù)值的大小與物質(zhì)的量有關(guān)，在相同的條件下，當(dāng)物質(zhì)的物質(zhì)的量增加一倍時(shí)，焓的數(shù)值也增加一倍。因此，當(dāng)一個(gè)化學(xué)放映在不同的條件下進(jìn)行，尤其是物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同時(shí)，反應(yīng)焓變是不同的。2放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)比較類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義放出熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵的關(guān)系生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量大于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量表示方法H0H0聯(lián)系HH(生成物)H(反應(yīng)物)，鍵能越大，物質(zhì)能量越低，越穩(wěn)定；鍵能越小，物質(zhì)能量越高，越不穩(wěn)定圖示常見反應(yīng)類型所有的燃燒反應(yīng)大多數(shù)化合反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)金屬與酸或水的反應(yīng)大多數(shù)分解反應(yīng)鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng)C和H2O或CO2的反應(yīng)【注意】化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱或放熱與反應(yīng)開始是否需要加熱無關(guān)，需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)(如CO2=CO2)，不需要加熱的反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng)。濃硫酸、NaOH固體溶于水放熱；NH4NO3溶于水吸熱。因不是化學(xué)反應(yīng)，其放出或吸收的熱量不是反應(yīng)熱。通過反應(yīng)放熱或吸熱，可比較反應(yīng)物和生成物的相對(duì)穩(wěn)定性?！纠?】3化學(xué)反應(yīng)中的能量變化示意圖對(duì)于該“示意圖”可理解為下列形式：能量反應(yīng)過程反應(yīng)過程反應(yīng)物生成物能量H0反應(yīng)物生成物 由能量守恒可得： 反應(yīng)物的總能量：生成物的總能量+熱量(放熱反應(yīng))反應(yīng)物的總能量：生成物的總能量-熱量(吸熱反應(yīng))4燃料充分燃燒的兩個(gè)條件 (1)要有足夠的空氣 (2)燃料與空氣要有足夠大的接觸面。5燃燒熱與中和熱1）燃燒熱(1)概念：在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kJmol表示。注意：完全燃燒，是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的物質(zhì)：CCO2，HH2O，SSO2等。(2)表示的意義：例如C的燃燒熱為393.5kJmol，表示在101kPa時(shí)，1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量。2）中和熱 (1)概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成 1 molH2O，這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱。 (2)中和熱的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1)； H=-57.3kJmol。3）使用化石燃料的利弊及新能源的開發(fā)再生能源非再生能源常規(guī)能源新能源常規(guī)能源新能源一級(jí)能源水能、生物能等太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、等煤、石油、天然氣等核能等二?jí)能源煤制品、石油制品、電能、氫能、沼氣、火藥等(1)重要的化石燃料：煤、石油、天然氣(2)煤作燃料的利弊問題煤是重要的化工原料，把煤作燃料簡(jiǎn)單燒掉太可惜，應(yīng)該綜合利用。煤直接燃燒時(shí)產(chǎn)生S02等有毒氣體和煙塵，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。煤作為固體燃料，燃燒反應(yīng)速率小，熱利用效率低，且運(yùn)輸不方便?？梢酝ㄟ^清潔煤技術(shù)，如煤的液化和氣化，以及實(shí)行煙氣凈化脫硫等，大大減少燃煤對(duì)環(huán)境造成的污染，提高煤燃燒的熱利用率。(3)新能源的開發(fā)調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，降低燃煤在能源結(jié)構(gòu)中的比率，節(jié)約油氣資源，加強(qiáng)科技投入，加快開發(fā)水電、核電和新能源等就顯得尤為重要和迫切。最有希望的新能源是太陽(yáng)能、燃料電池、風(fēng)能和氫能等。這些新能源的特點(diǎn)是資源豐富，且有些可以再生，為再生性能源，對(duì)環(huán)境沒有污染或污染少。理解中和熱時(shí)注意：稀溶液是指溶于大量水的離子。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成 H2O，若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)?！纠?】二、反應(yīng)熱與熱化學(xué)方程式：1、反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)都伴有能量的變化，常以熱能的形式表現(xiàn)出來，有的反應(yīng)放熱，有的反應(yīng)吸熱。反應(yīng)過程中放出或吸收的熱叫做反應(yīng)熱。反應(yīng)熱用符號(hào)H表示，單位是kJ/mol或（kJmol1）。放熱反應(yīng)的H為“”，吸熱反應(yīng)的H為“”。反應(yīng)熱（H）的確定常常是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。注意：在進(jìn)行反應(yīng)熱和H的大小比較中，反應(yīng)熱只比較數(shù)值的大小，沒有正負(fù)之分；而比較H大小時(shí)，則要區(qū)別正與負(fù)。2H2(g)O2(g)=2H2O(g)；H1a kJmol1 反應(yīng)熱：a kJmol1，H=a kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)；H2b kJmol1 反應(yīng)熱：b kJmol1，H：b kJmol1a與b比較和H1與H2的比較是不一樣2、影響反應(yīng)熱大小的因素反應(yīng)熱與測(cè)定條件（溫度、壓強(qiáng)等）有關(guān)。不特別指明，即指25，1.01105Pa（101kPa）測(cè)定的。中學(xué)里熱化學(xué)方程式里看到的條件（如：點(diǎn)燃）是反應(yīng)發(fā)生的條件，不是測(cè)量條件。反應(yīng)熱的大小與物質(zhì)的集聚狀態(tài)有關(guān)。反應(yīng)熱的大小與物質(zhì)的計(jì)量數(shù)有關(guān)。在反應(yīng)：2H2(g)O2(g)2H2O(g)；H1a kJmol1中，2molH2燃燒生成氣態(tài)水放出的熱量a kJ，該反應(yīng)的反應(yīng)熱是a kJmol1，該反應(yīng)的H是a kJmol1。注意這三個(gè)單位。3、書寫熱化學(xué)方程式注意事項(xiàng)： a. 注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)（若在101kPa和298K條件下進(jìn)行，可不予注明），注明H的“”與“”，放熱反應(yīng)為“”，吸熱反應(yīng)為“”。 b. H寫在方程式右邊，并用“；”隔開。 c. 必須標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)（氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”）。若用同素異形體要注明名稱。 d. 各物質(zhì)前的計(jì)量系數(shù)不表示分子數(shù)目只表示物質(zhì)的量的關(guān)系。H與計(jì)量數(shù)成正比關(guān)系。同樣的反應(yīng)，計(jì)量系數(shù)不同，H也不同，例如：2H2(g)O2(g)2H2O(g)；H483.6kJmol1 H2(g)O2(g)H2O(g)；H241.8kJmol1 上述相同物質(zhì)的反應(yīng)，前者的H是后者的兩倍。燃燒熱和中和熱：在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。在稀溶液里，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol 液態(tài)H2O，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。燃燒熱的熱化學(xué)方程式強(qiáng)調(diào)燃燒物前的計(jì)量數(shù)為1，中和熱強(qiáng)調(diào)熱化學(xué)方程式中水前的計(jì)量數(shù)為1。燃燒熱要強(qiáng)調(diào)生成穩(wěn)定的氧化物，如：生成液態(tài)水。如：H2的燃燒熱的熱化學(xué)方程式：H2(g)O2(g)H2O(l)；H286kJmol1 中和熱的熱化學(xué)方程式：NaOH(aq)H2SO4(aq)Na2SO4(aq)H2O(l)；H57.3kJmol1 【例3】4、燃燒熱和中和熱燃燒熱中和熱不同點(diǎn)能量變化放熱反應(yīng)HHy，化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)；(2)x0；式中各物質(zhì)聚集狀態(tài)標(biāo)注中，除H2O外，應(yīng)為(aq)；由、可得C轉(zhuǎn)化為CO的熱化學(xué)方程式；101 kPa時(shí)，1 mol純物質(zhì)(指純凈物：?jiǎn)钨|(zhì)或化合物)完全燃燒生成穩(wěn)定化合物時(shí)所放出的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱；在稀溶液中酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)，所釋放的熱量稱為中和熱。答案(1)中CaO未注明狀態(tài)，H單位錯(cuò)；式不符合反應(yīng)事實(shí)，吸熱反應(yīng)H0；式中各物質(zhì)均處于稀溶液中，狀態(tài)(除H2O外)均為溶液(aq)(2) C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ/mol(3)【例5】（xx浙江卷，12）下列熱化學(xué)方程式或離子方程式中，正確的是：A甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為-890.3kJmol-1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=-890.3kJmol-1B 500、30MPa下，將0.5mol N2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3kJ，其熱化學(xué)方程式為： H=-38.6kJmol-1C氯化鎂溶液與氨水反應(yīng)：D氧化鋁溶于NaOH溶液：解析本題考查熱化學(xué)方程式與離子方程式的書寫。A、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的定義，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)方出的熱量(標(biāo)準(zhǔn)指298K,1atm)。水液態(tài)穩(wěn)定，方程式系數(shù)就是物質(zhì)的量，故A錯(cuò)。B、根據(jù)熱化學(xué)方程式的含義，與對(duì)應(yīng)的熱量是1mol氮?dú)馔耆磻?yīng)時(shí)的熱量，但次反應(yīng)為可逆反應(yīng)故，投入0.5mol的氮?dú)?，最終參加反應(yīng)的氮?dú)庖欢ㄐ∮?.5mol。所以H的值大于38.6。B錯(cuò)。D、氫氧化鋁沉淀沒有沉淀符號(hào)。答案C【例6】（xx廣東理綜卷，9）在298K、100kPa時(shí)，已知：2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) H1 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H2 2 Cl2(g)+ 2H2O(g)=4HCl(g)+ O2(g) H3 則H3與H1和H2間的關(guān)系正確的是AH3=H1+2H2 BH3=H1+H2CH3=H1-2H2 DH3=H1-H2解析第三個(gè)方程式可由第二個(gè)方程式乘以2與第一個(gè)方程式相加，有蓋斯定律可知H3=H1+2H2答案A【例7】已知下列熱化學(xué)反應(yīng)方程式：Fe2O3(s) 3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H24.8 kJ/molFe2O3(s)CO(g)= Fe3O4(s) CO2(g) H15.73 kJ/molFe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g) H640.4 kJ/mol則14 g CO氣體還原足量FeO固體得到Fe固體和CO2氣體時(shí)對(duì)應(yīng)的H約為()A218 kJ/mol B109 kJ/mol C218 kJ/mol D109 kJ/mol【導(dǎo)航】像這種根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱計(jì)算的試題，關(guān)鍵是找出欲求的熱化學(xué)方程式與已知幾個(gè)熱化學(xué)方程式的關(guān)系，通過必要的加減乘除除掉欲求熱化學(xué)方程式中沒有，而已知熱化學(xué)方程式有的物質(zhì)，如該題欲求的熱化學(xué)方程式中沒有Fe2O3和Fe3O4，所以只要想辦法除掉這兩種物質(zhì)即可。解析該問題可以轉(zhuǎn)化為 CO(g)FeO(s)= Fe(s)CO2(g)H？所以應(yīng)用蓋斯定律，若把已知給出的3個(gè)熱化學(xué)方程式按照順序編號(hào)為、，那么()即可。答案B第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量第二部分 化學(xué)能與電能復(fù)習(xí)目標(biāo)：1、了解原電池和電解池的基本工作原理，能夠判斷池型，電極，會(huì)書寫電極反應(yīng)方程式。2、了解原電池和電解池原理在實(shí)際生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。3、能夠把電化學(xué)和氧化還原反應(yīng)有機(jī)的結(jié)合起來，融會(huì)貫通?；A(chǔ)知識(shí)：一、原電池1原電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2構(gòu)成條件及判斷(1)具有兩個(gè)活性不同的電極(金屬和金屬或金屬和非金屬)。(2)具有電解質(zhì)溶液。(3)形成閉合電路 (或在溶液中相互接觸)。判斷3原電池工作原理示意圖原電池的工作原理和電子流向可用下列圖示表示：【說明】在原電池裝置中，電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，陽(yáng)離子在正極上獲得電子，通過電路中的電子和溶液中的離子的移動(dòng)而形成回路，傳導(dǎo)電流，電子并不進(jìn)入溶液也不能在溶液中遷移。原電池將一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，一般將兩個(gè)電極反應(yīng)中得失電子的數(shù)目寫為相同，相加便得到總反應(yīng)方程式。陰離子要移向負(fù)極，陽(yáng)離子要移向正極。這是因?yàn)椋贺?fù)極失電子，生成大量陽(yáng)離子積聚在負(fù)極附近，致使該極附近有大量正電荷，所以溶液中的陰離子要移向負(fù)極；正極得電子，該極附近的陽(yáng)離子因得電子生成電中性的物質(zhì)而使該極附近帶負(fù)電荷，所以溶液中的陽(yáng)離子要移向正極。不參與電極反應(yīng)的離子從微觀上講發(fā)生移動(dòng)，但從宏觀上講其在溶液中各區(qū)域的濃度基本不變?！纠?】4原電池的兩極及判斷負(fù)極：活潑性 強(qiáng) 的金屬，發(fā)生 氧化 反應(yīng)。正極：活潑性 弱 的金屬或?qū)w，發(fā)生 還原 反應(yīng)。原電池正負(fù)極判斷(1)根據(jù)電極材料判斷負(fù)極活潑性較強(qiáng)的金屬正極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬注：活潑金屬不一定做負(fù)極，如Mg、Al在NaOH溶液中，Al做負(fù)極。(2)根據(jù)電子流動(dòng)方向或電流方向或電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動(dòng)方向判斷負(fù)極電子流出極，電流流入極或陰離子定向移向極正極電子流入極，電流流出極或陽(yáng)離子定向移向極(3)根據(jù)兩極發(fā)生的變化判斷負(fù)極失去電子，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)正極得到電子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)(4)根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象判斷負(fù)極會(huì)逐漸溶解，質(zhì)量減小正極有氣泡逸出或質(zhì)量增加【特別提示】原電池正負(fù)極判斷的基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)。如果給出一個(gè)方程式讓判斷正、負(fù)極，可以直接根據(jù)化合價(jià)的升降變化來判斷，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極。5電極反應(yīng)式書寫原電池反應(yīng)的基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此書寫電極反應(yīng)式的步驟如下：(1)確定原電池的正、負(fù)極，以及兩電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。在原電池中，負(fù)極是還原性材料失去電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。正極反應(yīng)要分析電極材料的性質(zhì)：若電極材料是強(qiáng)氧化性材料，則是電極材料得電子被還原，發(fā)生還原反應(yīng)；若電極材料是惰性的，再考慮電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子是否能與負(fù)極材料反應(yīng)。能發(fā)生反應(yīng)則是溶液中的陽(yáng)離子得電子，發(fā)生還原反應(yīng)；若不能與負(fù)極材料反應(yīng)，則考慮空氣中的氧氣，氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。(2)弱電解質(zhì)、氣體或難溶解物均以化學(xué)式表示，其余以離子符號(hào)表示，保證電荷守恒，質(zhì)量守恒及正、負(fù)極得失電子數(shù)相等的規(guī)律，一般用“=”而不用“”。(3)正負(fù)極反應(yīng)式相加得到原電池總反應(yīng)式，通常將總反應(yīng)式減去較易寫出的電極反應(yīng)式，從而得到較難寫出的電極反應(yīng)式。【例2】6原電池的應(yīng)用（1）加快氧化還原反應(yīng)的速率一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大。例如，在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快。（2）比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱兩種金屬分別做原電池的兩極時(shí)，一般做負(fù)極的金屬比做正極的金屬活潑。（3）用于金屬的防護(hù)使被保護(hù)的金屬制品做原電池正極而得到保護(hù)。例如，要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅做原電池的負(fù)極?；瘜W(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕定義金屬與接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕不純金屬(或合金)接觸到電解質(zhì)溶液所發(fā)生的原電池反應(yīng)，較活潑金屬失去電子被氧化而引起的腐蝕吸氧腐蝕(主要)析氫腐蝕條件金屬與物質(zhì)直接接觸水膜中溶有O2，顯弱酸性或中性水膜酸性較強(qiáng)本質(zhì)金屬被氧化而腐蝕較活潑金屬被氧化而腐蝕現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生反應(yīng)式2Fe3Cl2=2FeCl3負(fù)極：Fe2e=Fe2正極：2H2OO24e=4OH正極：2H2e=H2聯(lián)系兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍、危害更大【特別提示】判斷金屬腐蝕的快慢，首先要確定金屬腐蝕的類型及該金屬在“兩池”中所作的電極種類，并按下列規(guī)律進(jìn)行判斷。(1)金屬腐蝕由快到慢的規(guī)律為：電解池陽(yáng)極原電池負(fù)極化學(xué)腐蝕原電池正極電解池陰極(2)同一種金屬在相同濃度的不同電解質(zhì)溶液中的腐蝕快慢規(guī)律為： 強(qiáng)電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液；對(duì)于同一種電解質(zhì)來說，電解質(zhì)溶液濃度越大腐蝕越快；構(gòu)成原電池時(shí)，活潑性不同的兩種金屬，活潑性差別越大，作負(fù)極的金屬腐蝕越快。（4）設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源設(shè)計(jì)原電池時(shí)要緊扣原電池的構(gòu)成條件。具體方法是：（1）首先將已知氧化還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng)；（2）根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液。電極材料的選擇在原電池中，選擇還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極；氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極。并且，原電池的電極必須導(dǎo)電。電池中的負(fù)極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng)。電解質(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)。但如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行(中間連接鹽橋)，則左右兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇與電極材料相同的陽(yáng)離子。如在銅鋅硫酸構(gòu)成的原電池中，負(fù)極金屬鋅浸泡在含有Zn2的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在（3）按要求畫出原電池裝置圖?！咎貏e提醒】應(yīng)用原電池原理可以設(shè)計(jì)任一自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的電池，但有的電流相當(dāng)微弱。同時(shí)要注意電解質(zhì)溶液不一定參與反應(yīng)，如燃料電池，水中一般要加入NaOH、H2SO4或Na2SO4等。【例3】二、化學(xué)電源1化學(xué)電源是能夠?qū)嶋H應(yīng)用的原電池。作為化學(xué)電源的電池有一次電池、二次電池和燃料電池等。2鉛蓄電池是一種二次電池，它的負(fù)極是Pb ，正極是PbO2，電解質(zhì)溶液是30%的H2SO4溶液，它的電池反應(yīng)式為PbPbO22H2SO4 = 2PbSO4 2H2O。3堿性氫氧燃料電池的電極反應(yīng)：負(fù)極：2H24OH4e=4H2O正極：O22H2O4e=4OH；電池反應(yīng)為 2H2O2=2H2O ?！纠?、5】三、電解池1定義使電流通過 電解質(zhì)溶液 而在陰陽(yáng)兩極上引起 氧化還原反應(yīng) 的過程。2電解池把 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 的裝置(電解槽)。3裝置特點(diǎn)借助于 電流 引起氧化還原反應(yīng)的裝置。4電解池的形成條件(1)與電源相連的兩個(gè)電極：陽(yáng)極連電源的 正 極；陰極連電源的 負(fù) 極。(2)電解質(zhì)溶液(或 熔融 的電解質(zhì))。(3)形成 閉合的回路。5電極反應(yīng)：陽(yáng)極上發(fā)生 失 電子的氧化反應(yīng)，陰極上發(fā)生 得 電子的還原反應(yīng)。電子的流向從電源的 負(fù) 極到電解池的 陰 極，再?gòu)碾娊獬氐?陽(yáng) 極到電源的 正 極。電解池和原電池比較電解池原電池定義將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置裝置舉例形成條件兩個(gè)電極與直流電源相連電解質(zhì)溶液形成閉合回路活潑性不同的兩電極(連接)電解質(zhì)溶液形成閉合回路能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)電極名稱陽(yáng)極：與電源正極相連的極陰極：與電源負(fù)極相連的極負(fù)極：較活潑金屬(電子流出的極)正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)(電子流入的極)電極反應(yīng)陽(yáng)極：溶液中的陰離子失電子，或電極金屬失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)陰極：溶液中的陽(yáng)離子得電子，發(fā)生還原反應(yīng)負(fù)極：較活潑電極金屬或陰離子失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)正極：溶液中的陽(yáng)離子或氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)溶液中的離子移向陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極陰離子移向負(fù)極，陽(yáng)離子移向正極電子流向陽(yáng)極正極負(fù)極陰極負(fù)極正極實(shí)質(zhì)均發(fā)生氧化還原反應(yīng)，兩電極得失電子數(shù)相等聯(lián)系原電池可以作為電解池的電源，二者共同形成閉合回路6電解產(chǎn)物的判斷（1）陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷首先看電極，若是活性電極(一般是除Au、Pt外的金屬)，則電極材料本身失電子，電極被溶解形成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液；若是惰性電極(如石墨、鉑、金等)，則根據(jù)溶液中陰離子放電順序加以判斷。陽(yáng)極放電順序：金屬(一般是除Au、Pt外)S2IBrClOH含氧酸根F。（2）陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)溶液中陽(yáng)離子放電順序加以判斷。陽(yáng)離子放電順序：AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2HAl3Mg2NaCa2K?！咎崾尽?1)處理有關(guān)電解池兩極產(chǎn)物的問題，一定要先看電極是活性電極還是惰性電極?；钚噪姌O在陽(yáng)極放電，電極溶解生成相應(yīng)的金屬離子，此時(shí)陰離子在陽(yáng)極不放電。對(duì)于惰性電極，則只需比較溶液中定向移動(dòng)到兩極的陰陽(yáng)離子的放電順序即可。(2)根據(jù)陽(yáng)離子放電順序判斷陰極產(chǎn)物時(shí)，要注意下列三點(diǎn)：陽(yáng)離子放電順序表中前一個(gè)c(H)與其他離子的濃度相近，后一個(gè)c(H)很小，來自水的電離；Fe3得電子能力大于Cu2，但第一階段只能被還原到Fe2；Pb2、Sn2、Fe2、Zn2控制一定條件(即電鍍)時(shí)也能在水溶液中放電；Al3、Mg2、Na、Ca2、K只有在熔融狀態(tài)下放電?！纠?】用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律電解類型電解質(zhì)類別實(shí)例電極反應(yīng)特點(diǎn)電解對(duì)象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型強(qiáng)堿、含氧酸、活潑金屬的含氧酸鹽NaOHH和OH分別在陰極和陽(yáng)極放電生成H2和O2水增大增大水H2SO4減小水Na2SO4不變水電解電解質(zhì)型無氧酸、不活潑金屬的無氧酸鹽HCl電解質(zhì)電離出的陰陽(yáng)離子分別在兩極放電電解質(zhì)減小增大HClCuCl2CuCl2放H2生堿型活潑金屬的無氧酸鹽NaCl陰極：H2O得電子放H2生成堿陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大HCl放O2生酸型不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離子放電陽(yáng)極：H2O失電子放O2生成酸電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)減小CuO或 CuCO3【特別提醒】當(dāng)電解過程中電解的是水和電解質(zhì)時(shí)，電極反應(yīng)式中出現(xiàn)的是H或OH放電，但在書寫總反應(yīng)式時(shí)要將反應(yīng)物中的H或OH均換成水，在生成物中出現(xiàn)的是堿或酸，同時(shí)使陰極、陽(yáng)極反應(yīng)式得失電子數(shù)目相同，將兩個(gè)電極反應(yīng)式相加，即得到總反應(yīng)的化學(xué)方程式。兩惰性電極電解時(shí)，若要使電解后的溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，應(yīng)遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原則，一般加入陰極產(chǎn)物與陽(yáng)極產(chǎn)物的化合物。【例7】7電解的應(yīng)用（一）電解飽和食鹽水制取氯氣和燒堿(氯堿工業(yè))(1)氯堿工業(yè)的主要原料是食鹽，由于粗鹽中含有泥沙、Ca2、Mg2、SO42等雜質(zhì)離子，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成損壞，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，故必須進(jìn)行精制。化學(xué)方法a：依次加入沉淀劑BaCl2、Na2CO3、NaOH溶液，每次所加試劑都必須稍稍過量以便使相應(yīng)離子完全沉淀。b過濾。c濾液中加鹽酸：調(diào)節(jié)溶液pH值為46，CO322H=CO2H2O。離子交換法：對(duì)于上述處理后的溶液，需送入離子交換塔，進(jìn)一步通過陽(yáng)離子(Na)交換樹脂除去殘存的Ca2、Mg2，以達(dá)到技術(shù)要求。(2)精制的飽和食鹽水中存在著Na+、Cl-、H+、OH-四種離子，用石墨作電極，通電時(shí)H+ 和Cl-優(yōu)先放電，電極反應(yīng)式為陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2，陰極：2H2e=H2 總反應(yīng)：2NaCl2H2O = 2NaOHH2Cl2。（二）電鍍(1)概念：電鍍是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他 金屬 或 合金 的過程。(2)形成條件：電解時(shí)，鍍層金屬作 陽(yáng)極；鍍件作 陰極；含 鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液；用 直流電源。(3)特征：陽(yáng)極本身 放電被氧化 ；宏觀上看無新物質(zhì)生成；電解液的總量、濃度、pH均不變。（三）電冶煉電解熔融電解質(zhì)，可煉得活潑金屬。如：電解熔融NaCl時(shí)，電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2 ，陰極：2Na2e=2Na ，總反應(yīng)式為：2NaCl = 2NaCl2 。（四）電解精煉電解精煉粗銅時(shí)，陽(yáng)極材料是粗銅，陰極材料是精銅，電解質(zhì)溶液是CuSO4溶液(或 Cu(NO3)2溶液)。長(zhǎng)時(shí)間電解后，電解質(zhì)溶液必須補(bǔ)充?！纠?】例題精講：【例1】(xx廣東高考)用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂KNO3的U型管)構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是( )在外電路中，電流由銅電極流向銀電極正極反應(yīng)為：Age=Ag實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片侵入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同AB C D解析該原電池中Cu作負(fù)極，Ag作正極，負(fù)極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2，正極反應(yīng)式為Age=Ag，因此對(duì)；在外電路中，電子由Cu電極流向Ag電極，而電流方向與電子流向相反，所以錯(cuò)；沒有鹽橋，原電池不能繼續(xù)工作，所以錯(cuò)。無論是否為原電池，反應(yīng)實(shí)質(zhì)相同，均為氧化還原反應(yīng)，所以對(duì)。答案C【例2】(xx寧夏高考)一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是()ACH3OH(g)O2(g)2e=H2O(l)CO2(g)2H(aq)BO2(g)4H(aq)4e=2H2O(l)CCH3OH(g)H2O(l)6e=CO2(g)6H(aq)DO2(g)2H2O(l)4e=4OH解析正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，首先根據(jù)題意寫出電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式，用總反應(yīng)式減正極反應(yīng)式即得負(fù)極反應(yīng)式?？偡磻?yīng)式：2CH3OH(g)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)，正極反應(yīng)式：O2(g)4H(aq)4e=2H2O(l)，故負(fù)極反應(yīng)式：CH3OH(g)H2O(l)6e=CO2(g)6H(aq)。答案C【例3】根據(jù)下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池：2FeCl3Fe=3FeCl2要求：(1)畫出此原電池的裝置圖，裝置可采用燒杯和鹽橋。(2)注明原電池的正、負(fù)極和外電路中電子的流向。(3)寫出兩個(gè)電極上發(fā)生的電極反應(yīng)。解析根據(jù)原電池的構(gòu)成條件發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)作正極(或在正極上發(fā)生還原反應(yīng))，發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)作負(fù)極(或在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng))。在上述反應(yīng)里，固體鐵中鐵元素的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)作原電池的負(fù)極；FeCl3中鐵元素的化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，但因FeCl3易溶于水，不能直接作電極，所以要選用一種活動(dòng)性比鐵弱且與FeCl3溶液不反應(yīng)的固體作輔助電極，這里可以采用石墨棒或銀棒等。左、右兩個(gè)半電池中電解質(zhì)溶液依次為FeCl2、FeCl3溶液，兩個(gè)半電池要用裝有飽和KCl溶液的鹽橋溝通。答案(1)裝置圖如下：(2)電池的正負(fù)極及外電路中電子的流向如圖所示。(3)負(fù)極(Fe)：Fe2e=Fe2正極(C或Ag)：2Fe32e=2Fe2ab c d 30%H2SO4PbSO4PbPbO2K【例4】（xx福建卷）11鉛蓄電池的工作原理為：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O研讀右圖，下列判斷不正確的是AK 閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SOB當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，I中消耗的H2SO4為0.2 molCK閉合時(shí)，II中SO向c電極遷移DK閉合一段時(shí)間后，II可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極答案C 解析本題考查電化學(xué)（原電池、電解池）的相關(guān)知識(shí)K閉合時(shí)為電解池，為電解池，中發(fā)生充電反應(yīng)，d電極為陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，其反應(yīng)式為PbSO4 + 2H2O -2e- = PbO2 + 4H+ + SO所以A正確。在上述總反應(yīng)式中，得失電子總數(shù)為2e-，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，可以計(jì)算出中消耗的硫酸的量為0.2mol，所以B對(duì)。K閉合一段時(shí)間，也就是充電一段時(shí)間后可以作為原電池，由于c表面生成Pb，放電時(shí)做電源的負(fù)極，d表面生成PbO2，做電源的正極，所以D也正確。K閉合時(shí)d是陽(yáng)極，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，所以C錯(cuò)?！纠?】（xx安徽卷）11.某固體酸燃料電池以CaHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H，其基本結(jié)構(gòu)見下圖，電池總反應(yīng)可表示為：2H2O22H2O，下列有關(guān)說法正確的是A電子通過外電路從b極流向a極Bb極上的電極反應(yīng)式為：O22H2O4e4OHC每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2DH由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極答案D解析首先明確a為負(fù)極，這樣電子應(yīng)該是通過外電路由a極流向b，A錯(cuò)；B選項(xiàng)反應(yīng)應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2O ； C沒有告知標(biāo)準(zhǔn)狀況?！纠?】(xx全國(guó)理綜)右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液，下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是()A逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的B一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體Ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色Da電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色解析電解Na2SO4溶液時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：a為陰極：4H4e=2H2b為陽(yáng)極：4OH4e=O22H2O對(duì)照分析A、B不正確。a極周圍由于H放電呈堿性，石蕊顯藍(lán)色，b極周圍由于OH放電呈酸性，石蕊顯紅色。答案D【例7】用石墨做電極電解1 mol/L CuSO4溶液，當(dāng)c(Cu2)為0.5 mol/L時(shí)，停止電解，向剩余溶液中加入下列何種物質(zhì)可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)至原來的狀態(tài)()ACuSO4 BCuO CCu(OH)2 DCuSO45H2O解析電解過程中的反應(yīng)為：陽(yáng)極：4OH4e=2H2OO2，陰極：2Cu24e=2Cu?？偡磻?yīng)為：2CuSO42H2O=2H2SO42CuO2。由以上反應(yīng)可知，電解使2 mol CuSO4和2 mol H2O變成了2 mol H2SO4，同時(shí)析出銅，放出O2，溶液中每生成2 mol Cu則放出1 mol O2，故需補(bǔ)充CuO或CuCO3。答案B