7化学反应热效应Word下载.docx

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H2（g）＋I2（g）2HI（g）△H＞０

N2（g）＋O2（g）2NO（g）△H＞０

CO2（g）＋C（s）2CO（g）△H＞０

重点记忆：

C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）△H＞０

3．需要加热的反应，不一定是吸热反应；

不需要加热的反应，不一定是放热反应

4．通过反应是放热还是吸热，可用来比较反应物和生成物的相对稳定性。

如C（石墨，s）C（金刚石，s）△H3=+1.9kJ/mol，该反应为吸热反应，金刚石的能量高，石墨比金属石稳定。

二、燃烧热、中和热、能源

燃烧热、中和热及其异同

燃烧热

中和热

相

同

点

能量变化

放热反应

△H

△H＜0，单位：

不

反应物的量

1mol（O2的量不限）

可能是1mol，也可能是0.5mol

生成物的量

不限量

H2O是1mol

含义

1mol反应物完全燃烧时放出的热量；

不同反应物，燃烧热不同

生成1mol水时放出的热量；

强酸强碱的中和热约为57.3kJ/mol

1．燃烧热指的是1mol可燃物燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，注意：

稳定的化合物，如H2→H2O（l）而不是H2O（g）、C→CO2（g）而不是CO、S→SO2（g）而不是SO3。

2．中和热是指酸、碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水所放出的热量。

注意：

弱酸、弱碱电离出H+、OH-需要吸收热量，故所测定中和热的数值偏小；

浓硫酸与碱测定中和热时，因浓硫酸释稀要放热，故测定的中和热的数值偏大。

3．因燃烧热、中和热是确定的放热反应，具有明确的含义，故在表述时不用带负号，如CH4的燃烧热为890KJ/mol。

能源

关于能源问题，应了解下面的几个问题：

（1）能源的分类：

常规能源（可再生能源，如水等，非再生能源，如煤、石油、天然气等）；

新能源（可再生能源，如太阳能、风能、生物能；

非再生能源，如核聚变燃料）

（2）能源的开发；

①太阳能：

每年辐射到地球表面的能量为5×

1019kJ，相当于目前全世界能量消耗的1.3万倍。

②生物能：

将生物转化为可燃性的液态或气态化合物，再利用燃烧放热。

③风能：

利用风力进行发电、提水、扬帆助航等技术，风能是一种可再生的干净能源。

④地球能、海洋能。

二、热化学方程式、盖斯定律

1、热化学方程式概念：

表明反应所放出或吸收热量的化学方程式，叫做热化学方程式。

2、热化学方程式的书写

书写热化学方程式时，除了遵循化学方程式的书写要求外，还要注意以下几点：

①．反应物和生成物的聚集状态不同，反应热的数值和符号可能不同，因此必须注明反应物和生成物的聚集状态，用s、l、g分别表示固体、液体和气体，而不标“↓、↑”。

②．△H只能写在热化学方程式的右边，用空格隔开，△H值“—”表示放热反应，△H值“+”表示吸热反应；

单位为“kJ/mol”。

③．热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数，因此，化学计量数可以是整数，也可以是分数。

对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，△H也不同。

④．△H的值要与热化学方程式中化学式前面的化学计量数相对应，如果化学计量数加倍，△H也要加倍。

⑤．正反应若为放热反应，则其逆反应必为吸热反应，二者△H的数值相等而符号相反。

3、热化学方程式正误判断——“三查”

1．检查是否标明聚集状态：

固（s）、液（l）、气（g）

2．检查△H的“+”“－”是否与吸热、放热一致。

（注意△H的“+”与“－”，放热反应为“－”，吸热反应为“+”）

3．检查△H的数值是否与反应物或生成物的物质的量相匹配（成比例）

·

要注明反应温度和压强，若反应在298K和1.013×

105Pa条件下进行，可不予注明；

要注明反应物和生成物的聚集状态，常用s、l、g分别表示固体、液体和气体；

△H与化学计量系数有关，注意不要弄错。

方程式与△H应用分号隔开，一定要写明“+”、“-”数值和单位。

计量系数以“mol”为单位，可以是小数或分数。

一定要区别比较“反应热”、“中和热”、“燃烧热”等概念的异同。

3、反应热的有关计算

⑴反应热＝物质的量×

1mol物质反应吸收或放出的热

⑵反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能

放热反应△H的符号为“—”，吸热反应△H的符号为“+”。

⑶根据盖斯定律：

如果一个反应可以分几步进行，各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同。

⑷某种物质的状态或晶型不同会引起反应热的差异，根据盖斯定律，可将热化学方程式进行“加减”后，根据反应过程的反应热比较其大小。

⑸物质的量不同引起的反应热差异，可根据反应热的物质的量之间的正比例关系比较。

（1）运用盖斯定律的技巧：

参照目标热化学方程式设计合理的反应途径，对原热化学方程式进行恰当“变形”（反写、乘除某一个数），然后方程式之间进行“加减”，从而得出求算新热化学方程式反应热△H的关系式。

（2）具体方法：

①热化学方程式乘以某一个数时，反应热也必须乘上该数；

②热化学方程式“加减”时，同种物质之间可相“加减”，反应热也随之“加减”；

③将一个热化学方程式颠倒时，H的“+”“—”号也随之改变，但数值不变。

（4）注意1molH2、O2、、P4分别含有1molH-H、1molO=O、6molP-P，1molH2O中含有2molO—H，1molNH3含有3molN-H，1molCH4含有4molC-H。

三、原电池和电解池

1、原电池：

把化学能转变为电能的装置

（一） 

、原电池的工作原理

1．将化学能转变为电能的装置叫做原电池，它的原理是将氧化还原反应中还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂，使氧化还原反应分别在两极上进行。

2．原电池的形成条件：

（如下图所示）

（1）活泼性不同的电极材料

（2）电解质溶液

（3）构成闭合电路（用导线连接或直接接触）

（4）自发进行的氧化还原反应

构成原电池的四个条件是相互联系的，电极不一定参加反应，电极材料不一定都是金属，但应为导体，电解质溶液应合理的选取。

3．判断原电池正负极常用的方法

负极：

一般为较活泼金属，发生氧化反应；

是电子流出的一极，电流流入的一极；

或阴离子定向移动极；

往往表现溶解。

正极：

一般为较不活泼金属，能导电的非金属；

发生还原反应；

电子流入一极，电流流出一极；

或阳离子定向移向极；

往往表现为有气泡冒出或固体析出。

4．原电池电极反应式书写技巧

（1）根据给出的化学方程式或题意，确定原电池的正、负极，弄清正、负极上发生反应的具体物质

（2）弱电解质、气体、难溶物均用化学式表示，其余以离子符号表示，写电极反应式时，要遵循质量守恒、元素守恒定律及正负极得失电子数相等的规律，一般用“=”而不用“→”

（3）注意电解质溶液对正、负极反应产物的影响，正、负极产物可根据题意或化学方程式加以确定

（4）正负电极反应式相加得到原电池的总反应式，通常用总反应式减去较易写的电极反应式，从而得到较难写的电极反应式。

（二）、原电池原理的应用

（1）设计原电池（这是近几年高考的命题热点）（由所给方程式判断出正负极反应，从而得到原电池的正负极物质，以及电解质。

（2）加快了化学反应速率：

形成原电池后，氧化还原反应分别在两极进行，使反应速率增大，例如：

实验室用粗锌与稀硫酸反应制取氢气；

在锌与稀硫酸反应时加入少量的CuSO4溶液，能使产生H2的速率加快

（3）进行金属活动性强弱的比较

（4）电化学保护法：

即金属作为原电池的正极而受到保护，如在铁器表面镀锌

（5）从理论上解释钢铁腐蚀的主要原因

2、电解池：

把电能转变为化学能的装置

、电解原理及规律

⒈电极的判断与电极上的反应。

（1）阳极：

与电源正极相连的电极，是发生氧化反应；

若惰性材料（石墨、Pt、Au）作阳极，失电子的是溶液中的阴离子；

若为活性金属电极（Pt、Au除外），失电子的是电极本身，表现为金属溶解。

（2）阴极：

是与电源负极相连的电极，电极本身不参与反应；

溶液中的阳离子在阴极上得电子，发生还原反应。

⒉电流或电子的流向：

电解池中电子由电源负极流向阴极，被向阴极移动的某种阳离子获得，而向阳极移动的某种阴离子或阳极本身在阳极上失电子，电子流向电源正极。

⒊离子的放电顺序：

主要取决于离子本身的性质，也与溶液浓度、温度、电极材料等有关。

（1）阴极（得电子能力）：

Ag+>

Fe3+>

Cu2+>

H+>

Pb2+>

Sn2+>

Fe2+>

Zn2+>

Al3+>

Mg2+>

Na+>

Ca2+>

K+，但应注意，电镀时通过控制条件（如离子浓度等），Fe2+和Zn2+可先于H+放电。

（2）阳极（失电子能力）：

若阳极材料为活性电极（Pt、Au除外），则电极本身失去电子，而溶液中的阴离子不参与电极反应；

若阳极材料为惰性电极，则有S2->

I－>

Br－>

Cl－>

OH－>

含氧酸根离子及F－等。

（二）、电解原理的应用

1．氯碱工业（电解饱和食盐水）：

2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑

2．电镀：

待镀金属制品作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层金属离子的溶液作电镀液，阳极反应：

M–ne-=Mn+（进入溶液），阴极反应Mn++ne-=M（在镀件上沉积金属）

3．电解精炼铜：

以粗铜为阳极，精铜为阴极，含铜离子的溶液作电解质溶液。

电解时发生如下反应：

阳极（粗铜）：

Cu-2e-=Cu2+；

阴极（纯铜）：

Cu2++2e-=Cu。

4．电冶金：

Mg、Al的制取，如，电解熔融NaCl制金属Na：

2NaCl（熔融）=2Na+Cl2↑

（三）、电解方程式的实例（用惰性电极电解）：

电解质溶液

阳极反应式

阴极反应式

总反应方程式

（条件：

电解）

溶液酸碱性变化

CuCl2

2Cl--2e-=Cl2↑

Cu2++2e-=Cu

CuCl2=Cu+Cl2↑

——

HCl

2H++2e-=H2↑

2HCl=H2↑+Cl2↑

酸性减弱

Na2SO4

4OH--4e-=2H2O+O2↑

2H2O=2H2↑+O2↑

不变

H2SO4

消耗水，酸性增强

NaOH

消耗水，碱性增强

NaCl

2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH

H+放电，碱性增强

CuSO4

2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4

OHˉ放电,酸性增强

四。

常见实用电池的种类和特点

⑴干电池（属于一次电池）

①结构：

锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。

②电极反应：

Zn-2e-=Zn2+正极：

2NH4++2e-=2NH3+H2

NH3和H2被Zn2＋、MnO2吸收：

MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2＋＋4NH3=Zn（NH3）42＋

⑵铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池）

1结构：

铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。

A.放电反应：

Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极：

PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

B.充电反应阴极：

PbSO4+2e-=Pb+SO42-阳极：

PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-

总式：

Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O

放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。

电极名称看电子得失，电极反应式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。

⑷A.氢氧燃料电池

石墨、石墨、KOH溶液。

②电极反应负极：

H2-2e-+2OH-=2H2O正极：

O2+4e-+2H2O=4OH-

2H2+O2=2H2O

三、三池的比较

原电池

电解池

电镀池

定义

将化学能转变成电解的装置

将电能转变成化学能的装置

应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置

装置

举例

形成

条件

①活动性不同的两电极（连接）

②电解质溶液（电极插入其中并与电极自发反应）

③形成闭合回路

①两电极接直流电源

②两电极插入电解质溶液

①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极

②电镀液必须含有镀层金属的离子

电极

名称

较活动金属

较不活动金属（或能导电的非金属）

阳极：

与电源正极相连的极

阴极：

与电源负极相连的极

名称同电解，但有限制条件

必须是镀层金属

镀件

反应

氧化反应、金属失电子

还原反应，溶液中的阳离子得电子

氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子

金属电极失电子

电镀液中阳离子得电子

电子

流向

同电解池

注；

原电池、电解池、电镀池的判断

（1）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判断

（2）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离子相同，则为电镀池

（3）若无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。

（4）可充电电池的判断：

放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；

充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。

四、金属的电化学腐蚀（以钢铁铁腐蚀为例）

1．钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀：

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

水膜呈酸性。

水膜呈中性或酸性很弱。

电极反应

负极Fe（-）：

Fe-2e-=Fe2+

正极C（+）：

总电极反应式：

Fe+2H+=Fe2+H2↑

c

2Fe-4e-=2Fe2+

O2+2H2O+4e-=4OH-

2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2

4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3

Fe（OH）3→Fe2O3·

nH2O

通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍。

2．金属腐蚀和电化学腐蚀：

电化学腐蚀（吸氧腐蚀）

化学腐蚀

不纯金属或合金与电解质

溶液接触构成微小原电池

金属跟接触物质（多为非电解质）

直接反应

现象

有微弱电流产生

无电流产生

反应过程

氧化还原反应，不形成原电池。

因原电池反应而腐蚀

反应速率

电化腐蚀＞化学腐蚀

结果

活泼金属被腐蚀

较不活泼金属得到保护

各种金属都有可能被腐蚀

实例

Fe-2e-=Fe2+

O2+2H2O+4e-=4OH-

2Fe+3Cl2=2FeCl3（某些工厂）

本质

金属原子失去电子被氧化而损耗

联系

两种腐蚀同时发生，但电化腐蚀较化学腐蚀普遍，钢铁以吸氧腐蚀常见

金属的防护

①改变金属内部结构，如制成不锈钢；

②在金属表面覆盖保护层，如电镀、涂油、喷漆、搪瓷、镀氧化膜（致密），目的使金属制品与周围物质隔开；

③电化学保护法（被保护金属作为原电池的正极或电解池的阴极）

1．金属腐蚀的快慢：

在相同的电解质溶液中，金属腐蚀的快慢一般为：

电解池的阳极>

原电池负极>

化学腐蚀>

电解池阴极、原电池正极。

2．金属的防护

⑴改变金属的内部组织结构。

合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。

不锈钢。

⑵在金属表面覆盖保护层。

常见方式有：

涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；

使表面生成致密氧化膜；

在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。

⑶电化学保护法

①外加电源的阴极保护法:

接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。

②牺牲阳极的阴极保护法：

外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极

例题：

1．（2011浙江高考10）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环（b），如图所示。

导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。

下列说法正确的是

A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移

B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：

O2＋2H2O＋4e－

4OH－

C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe（OH）2，进一步氧化、脱水形成铁锈

D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：

Cu－2e－

Cu2＋

解析：

液滴边缘O2多，在碳粒上发生正极反应O2＋2H2O＋4e－

4OH－。

液滴下的Fe发生负极反应，Fe－2e－

Fe2＋，为腐蚀区（a）。

A．错误。

Cl－由b区向a区迁移；

B．正确。

C．错误。

液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀。

D．错误。

Cu更稳定，作正极，反应为O2＋2H2O＋4e－

答案：

B

2.（2011福建高考11）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。

该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。

关于该电池的下列说法不正确的是

A．水既是氧化剂又是溶剂

B．放电时正极上有氢气生成

C．放电时OH－向正极移动

D．总反应为：

2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑

迅速选出C项是错误，因为原电池放电时OH－是向负极移动的。

这种电池名称叫锂水电池。

可推测其总反应为：

2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。

再写出其电极反应如下：

（—）2Li—2e—＝2Li+（+）2H2O+2e—＝2OH—＋H2↑结合选项分析A、B、D都是正确的。

3.（2011广东高考12）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。

下列叙述不正确的是

A、a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B、a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：

Cu2＋+2e－=Cu

C、无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色

D、a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动

本题考察原电池、电解池的原理、判断及其应用。

若a和b不连接，则不能构成原电池，单质铁直接与Cu2＋发生氧化还原反应而置换出铜，方程式为：

Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，A正确；

若a和b用导线连接，则构成原电池，此时铁作负极，铜作正极，方程式分别为：

Fe－2e－＝Fe2＋、Cu2＋+2e－=Cu，B正确；

有A、B分析可知，选项C是正确的；

若a和b分别连接直流电源正、负极，则构成电解池，此时铜作阳极失去电子被氧化，铁作阴极，在电解池中阳离子向阴极运动，因此选项D是错误的。

D

4.（2011新课标全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：

Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2

下列有关该电池的说法不正确的是

A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B.电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2

C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D.电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O

由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，Ni2O3做氧化剂得到电子，因此AB均正确；

充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，所以电池放电时，负极反应为：

Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2，所以电池充电过程时阴极反应为Fe（OH）2+2e-=Fe+2OH-，因此电池充电过程中，阴极附近溶液的pH会升高，C不正确；

同理分析选项D正确。

C

5.（2011四川，14分）

开发氢能是实现社会可持续发展的需要。

硫铁矿（FeS2）燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4，又能制H2。

请回答下列问题：

（1）已知1gFeS2完全燃烧放出7.1kJ热量，FeS2燃烧反应的热化学方程式为______________。

（2）该循环工艺过程的总反应方程式为_____________。

（3）用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是____________。

（4）用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH）表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。

电池充放电时的总反应为：

NiO（OH）＋MH

Ni（OH）2＋M

①电池放电时，负极的电极反应式为____________。

②充电完成时，Ni（OH）2全部转化为NiO（OH）。

若继续充电将在一个电极产生O

2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为____________

本题主要考察热化学方程式的书写、勒夏特列原理的应用和电极反应方程式的书写。

（1）4FeS2（s）＋11O2（g）

2Fe2O3（s）＋8SO2（g）△H＝－3408kJ/mol

（2）2H2O＋SO2=H2SO4＋H2（3）减小氢气的浓度，使HI分解平衡正向移动，提供HI的分解率（