新情境下化学方程式的书写教案.doc

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《新情境下化学方程式的书写》专题教案

【考纲解读】①能正确书写化学方程式和离子方程式。

②了解原电池和电解池工作原理，能书写电极反应式和电池反应方程式。

【真题分布】

新情境下化学方程式的书写，一直是化学高考涉及的重点和热点之一，全国新课标理综化学试题中2010年15分，2011年19分，2012年22分其中属于新情景条件下的化学方程式、离子方程式的书写就有10处之多（包含选修部分）！

必考题有6处12分；2013年考查力度进一步增大，仅必考题就有7处16分，选修题5处12分。

【命题趋势】

化学方程式作为一种专用的学科语言，在高考中题型灵活多变，考查方式稳中求新，其重要性毋庸置疑。

对近几年全国各地高考题研究后发现：

高考中，化学方程式的书写不再是课本上内容的简单重复再现，而是要求在新情境条件下写出相应的方程式，难度加大不少。

针对近四年各地高考，特别是课改地区的命题规律，预计在2014年高考全国新课标卷中会保留对传统重要化学方程式的考查（包括量的计算），更会推陈出新，展示新情境，给出新条件，让考生书写陌生的化学方程式。

【解题策略】

配平

反应物和生成物

审题

抓信息和限定条件

依据

三种守恒关系

推断

【教学设计】

Ⅰ．非氧化还原反应类：

例1．人民网2011年9月4日电：

4日16时40分，甘肃境内316国道一辆装有SiCl4的汽车翻倒发生泄漏，遇雨形成白色烟雾，致使与公路并行的陇海铁路接触网因短路发生供电跳闸，多辆列车停运。

请结合以上新闻中有关信息，写出SiCl4与H2O反应的化学方程式：

SiCl4＋3H2O＝H2SiO3＋4HCl（或SiCl4＋2H2O＝SiO2＋4HCl）

规律小结：

新情境下非氧化还原类化学方程式的书写，因没有涉及元素化合物的变化，故组成物质的各元素在发生反应时复分解重组，生成常见物质，一般用观察法即可配平。

变式练习1．（2011·海南14节选）CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂，其中镁的化合价为:

＋2_价，该化合物与水发生水解的化学方程式的书写:

2CH3MgCl＋2H2O＝Mg（OH）2↓＋MgCl2＋2CH4↑

变式练习2．已知CaC2与水反应生成乙炔和Ca（OH）2，Al4C3与水反应生成甲烷和Al（OH）3，请写出Mg2C3与H2O反应的化学方程式：

Mg2C3＋4H2O＝2Mg（OH）2↓＋C3H4↑

变式练习3．铵明矾NH4Al（SO4）2·12H2O是一种重要的化学原料，在食品加工，净水环保等方面有着重要作用。

①.工业上将Al（OH）3、H2SO4和（NH4）2SO4混合后制备铵明矾，请写出该反应的化学方程式：

2Al（OH）3＋3H2SO4＋（NH4）2SO4＝2NH4Al（SO4）2＋6H2O

②．由铵明矾分解制备Al2O3陶瓷的化学方程式如下.请配平：

NH4Al（SO4）2·12H2O＝Al2O3＋NH3↑＋N2↑＋5SO3↑＋SO2↑＋H2O

Ⅱ．氧化还原反应类：

例2．（2011·北京模拟节选）已知Al粉与NaNO3在足量的NaOH溶液作用下发生反应。

生成有刺激性气味的气体.请写出该反应的离子方程式：

8Al＋3NO3—＋5OH—＋2H2O＝8AlO2—＋3NH3↑

例3.400℃亚铁氰化钾（K4[Fe（CN）6]）氧化并分解产生CO2、KCN、Fe3C及另一种气体单质请写出其化学反应方程式：

5O2+3K4[Fe（CN）6]5CO2+12KCN+Fe3C+3N2

规律小结：

此类化学方程式的书写涉及元素化合价的变化。

虽参加反应的物质可能比较陌生，但可依据氧化还原的得失电子守恒思想，写出主要反应物和产物，再根据溶液的性质，补上适当的反应物或生成物。

具体步骤如下：

1.根据题中信息，明确题目给出的反应物和生成物，确定氧化剂和还原剂，氧化产物和还原产物。

2.利用价态变化规律指出可能缺少的含有价态变化的物质，然后配平氧化剂、还原剂的化学计量数。

3.利用质量守恒定律并结合介质的酸碱性，添加H2O、OH－、H+等物质。

变式练习4．（2011山东）Na2S溶液长期放置有硫析出原因（用离子方程式表示）:

2S2-+2H2O+O2=2S↓+4OH-

变式练习5.（2012全国课标卷）实验室中可用氯仿（CHCl3）与双氧水直接反应制备光气（COCl2），其反应的化学方程式为：

CHCl3＋H2O2＝HCl＋H2O＋COCl2

变式练习6.（2012上海）已知二氧化硒是氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓硝酸或浓硫酸反应生成二氧化硒以回收硒。

Se和浓硝酸反应的还原产物为NO和NO2，且NO和NO2的物质的量之比为1:

1，写出Se和浓硝酸的反应方程式：

Se＋2HNO3（浓）＝SeO2＋NO↑＋NO2↑＋H2O

变式练习7.过氧化钠可与氯化亚铁溶液反应。

若淡黄色固体与氯化亚铁反应的物质的量之比为1：

2，且无气体生成，则该反应的离子方程式为3Na2O2+6Fe2++6H2O=4Fe（OH）3↓+6Na++2Fe3+

变式练习8.（2013全国课标卷节选）某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。

充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6,现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件为给出）。

H2SO4、H2O2

回答下列问题：

（1）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式:

2Al+2OH－+6H2O=2Al（OH）4－+3H2↑

（2）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式:

2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O、2H2O22H2O+O2↑

（3）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式:

CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑

（4）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-x CoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程

式:

Ⅲ．电化学方程式

例4．（2012全国课标卷）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。

FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为：

2Fe（OH）3＋3ClO－＋4OH－=2FeO42－＋5H2O＋3Cl－（或2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=

2FeO42－＋5H2O＋3Cl－）。

与MnO2－Zn电池类似，K2FeO4－Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为FeO42－+3e-+4H2O=Fe（OH）3+5OH-，该电池总反应的离子方程式为：

3Zn＋2FeO42－＋8H2O===3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4OH－。

规律小结：

对于陌生情景的电极反应式还有如下几点值得注意：

①、先确定化学电源的两极材料和介质（电解液及固体传导介质），然后依据氧化还原反应原理确定正负极反应的物质，关注“介质”，能否参与反应，能反应的介质写入电极反应式。

②、形式上是离子反应方程式且是氧化反应或还原反应，弱电解质在电解池电极反应中可以拆开。

变式练习9.（2011广东）镀铝电解池中，金属铝为阳极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在，铝电极的主要电极反应式为：

Al－3e-+7AlCl4―=4Al2Cl7-

变式练习10.（2011江苏18节选）银锌碱性电池的电解质为KOH溶液，电池放电时的正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn（OH）4.写出该电池的反应方程式：

Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O＝2K2Zn（OH）4+2Ag

变式练习11．甲烷燃料电池在以KOH溶液为介质的电极反应式为：

正极：

2O2+8e-+4H2O=8OH-负极：

CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O

变式练习12.（2013全国课标卷节选）二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新能源。

有合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：

甲醇合成反应：

（i）CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H1=-90.1kJ·mol-1

（ii）CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H2=-49.0k·mol-1

水煤气变换反应:

（iii）CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H3=-41.1kJ·mol-1

二甲醚合成反应：

（iv）2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）△H4=-24.5kJ·mol-1

回答下列问题：

（1）Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。

工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3主要流程:

（以化学方程式表示）.

2.由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为

2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH=－204.7kJ·mol－1

（3）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池。

若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_C2H6O+3H2O－12e－=2CO2+12H+

Ⅳ．热化学方程式：

例4．燃煤废气中的氮氧化物（NOx）、二氧化碳等气体，常用下列方法处理，以实现节能减排、废物利用等。

（1）对燃煤废气进行脱硝处理时，常利用甲烷催化还原氮氧化物，如：

CH4（g）＋4NO2（g）＝4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）△H＝－574kJ·mol-1--------①

CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）△H＝－1160kJ·mol-1-------②

则CH4（g）将NO2（g）还原为N2（g）等的热化学方程式为：

CH4（g）+2NO2（g）＝N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ·mol-1

规律小结：

1.根据题给要求，写出目标方程式。

2.对已知方程式用盖斯定律进行处理和推导，计算焓变△H。

3.书写时标明各物质的状态，△H的“+”与“-”以及单位为kJ·mol-1

变式练习13.已知：

Mg（s）+Cl2（g）=MgCl2（s）△H=-641kJ·mol-1----------------①

1/2Ti（s）+Cl2（g）=1/2TiCl4（l）△H=-385kJ·mol-1----------②

写出Mg与TiCl4反应的热化学方程式：

2Mg（s）+TiCl4（l）＝2MgCl2（s）+Ti（s）△H＝－512kJ·mol－1

巩固练习

1．铜屑放入稀硫酸中不发生反应，若在稀硫酸中加入H2O2中加入，铜屑可以逐渐溶解，该反应的离子方程式：

2．将20mL0.5mol·L-1K2SO3溶液逐滴加入到20mL0.2mol·L-1KMnO4溶液（硫酸酸化）中，溶液恰好褪为无色。

写出反应的离子方程式：

__________________________

3．已知CO是工业上常用的还原剂，500℃时，11.2L（标准状况）SO2在催化剂作用下与CO发生化学反应。

若有2×6.02×1023个电子转移时，写出该反应的化学方程式。

4．在氢氧化钠的环境中，氯气与碘化钠反应，每1摩碘化钠完全反应转移6摩尔电子，反应化学方程式为：

5．氮气的实验室制法是用氯化铵（NH4Cl）与亚硝酸钠（NaNO2）反应，同时生成氯化钠和水.写出该反应的化学方程式：

6．氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。

下面是一个还原过程的反应式：

NO3－＋4H＋＋3e→NO＋2H2O，KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2（SO4）3四种物质中的一种物质（甲）能使上述还原过程发生。

（1）写出并配平该氧化还原反应的方程式：

（2）反应中硝酸体现了、性质。

（3）反应中若产生0.2mol气体，则转移电子的物质的量是mol。

（4）若1mol甲与某浓度硝酸反应时，被还原硝酸的物质的量增加，原因是:

__________________

7．工业上利用KOH和MnO2为原料制取KMnO4。

主要生产过程分两步进行：

第一步将MnO2和固体KOH粉碎，混合均匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌以制取K2MnO4；

第二步为电解K2MnO4的浓溶液制取KMnO4。

①第一步反应的化学方程式为________________________________________。

②电解K2MnO4的浓溶液时，电解池中阴极的实验现象为______________________________。

8．K2FeO4也是一种常见的理想净水剂，工业上有多种方法制备高铁酸钾。

A．①电解法：

原理如右图所示。

阴极的电极反应式是。

②湿法氧化：

在溶液中用次氯酸钠、氢氧化铁和氢氧化钾制高铁酸钾，其反应的离子方程式为：

。

B．已知K2FeO4溶液中加入稀硫酸，迅速反应产生Fe2（SO4）3的离子方程式：

C．用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池，能储存比普通碱性电池多50%的电能，已知该电池的总

反应是：

，则负极的电极反应是：

。

9．污水及自来水处理的方法有很多：

（1）碱性环境下，Cl2可将水中的CN-转化为两种无毒的气体，写出第一步对应的离子方程式：

（2）含CN-的污水危害很大。

处理污水时，可在催化剂TiO2作用下用NaClO将CN-氧化成CNO-。

CNO-在酸性条件下继续被NaClO氧化生成N2和CO2。

试写出上述两步反应的离子方程式：

；

（3）臭氧也是一种常用的污水处理剂。

它的氧化性很强，可以和酸性KI淀粉溶液反应，呈现蓝色，同时放出一种气体，试写出对应的离子方程式

巩固练习参考答案

1.答案：

Cu+H2O2+2H+==Cu2++2H2O

2.答案:

2MnO4-+5SO32-+6H+==2Mn2++5SO42-+3H2O

3.答案:

SO2+2CO==S+2CO2（500℃、催化剂）

4.答案：

3Cl2+NaI+6NaOH==NaIO3+6NaCl+3H2O

5.答案：

NH4Cl+NaNO2==NaCl+2H2O+N2↑

6.答案:

（1）14HNO3＋3Cu2O==6Cu（NO3）2＋2NO↑＋7H2O

（2）酸性氧化性（3）0.6mol（4）使用了较浓的硝酸，产物中有部分NO2生成

7.答案：

①2MnO2+4KOH+O2==2K2MnO4+2H2O②产生无色气泡

8.答案：

A．①2H++2e—==H2↑②2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-==2FeO42-+3Cl-+5H2O

B.4FeO42-+20H+==4Fe3++3O2↑+10H2O

C.

9.答案:

（1）2CN-+8OH-+5Cl2==2CO2+N2+10Cl-+4H2O

（2）

（3）2I-+2H++O3==I2+O2+H2O