化學魯科版選修4課件：第1章 化學反應與能量轉化 章末高效整合

歡迎進入化學課堂 一 十字交叉法 在反應熱問題中的應用 十字交叉法 是中學化學中的一個常用的基本方法 運用 十字交叉法 進行解題時可以簡化解題過程 思路清晰 條理分明 從而快速準確地解答題目 在反應熱的計算中也常用到 方法 此類題如果由題中信息知道 1molA物質完全燃燒放出的熱量為Q1 1molB物質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 產生熱量為QkJ 則金剛石和石墨的物質的量之比為 用含Q的代數式表示 解析 此類題可用方程組法計算 為簡化計算 用 十字交叉法 計算更為簡捷 由蓋斯定律知 要得到金剛石和石墨的轉化關系 可將兩個熱化學方程式相減即得 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 反應熱為 H3 則A和D的物質的量之比為 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完全反應反應熱為 H1 1molD與B完全反應反應熱為 H2 而1molA和D的混合氣體完全與B反應 反應熱為 H3 運用十字交叉法 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 無外加電源的裝置是原電池 多池組合且無外加電源時 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 負極判斷 2 電解池陰 陽極的判斷 3 兩者電極反應式的書寫原電池的兩極分別稱為正極和負極 還原劑在負極上發(fā)生氧化反應 失去的電子經導線流入正極 氧化劑在正極上得到電子 發(fā)生還原反應 書寫電極反應式時應注意電解質溶液中某些離子與氧化產物或還原產物反應 電解池的兩極分別稱為陰極和陽極 與電源負極相連的電極為陰極 是電子流入的一極 電解質溶液中的陽離子移向陰極 氧化性強的陽離子得電子發(fā)生還原反應 與電源正極相連的電極為陽極 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 若為惰性電極 則移向陽極的陰離子中還原性強的離子放電發(fā)生氧化反應 按圖所示裝置進行實驗 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 電極反應為 銅極為 極 電極反應式為 石墨棒C1為 極 電極反應式為 石墨棒C2附近發(fā)生的實驗現象為 3 當C2極析出224mL氣體 標準狀況時 鋅的質量 填 增加 或 減少 g CuSO4溶液的質量 填 增加 或 減少 g 解析 A池中Zn Cu放入CuSO4溶液中構成原電池 B池中兩個電極均為石墨電極 在以A為電源的情況下構成電解池 即A原電池帶動B電解池 A池中Zn為負極 Cu為正極 B池中C1為陽極 C2為陰極 析出H2 周圍OH 富集 酚酞變紅 且n H2 0 01mol 故電路上轉移電子的物質的量為0 01mol 2 0 02mol 根據得失電子守恒 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Zn Zn2 2e 正Cu2 2e Cu陽2Cl Cl2 2e 有無色氣體產生 附近溶液出現紅色 3 減少0 65增加0 01 三 電化學的計算1 原電池和電解池的計算包括兩極產物的定量計算 溶液中離子濃度的計算 相對原子質量和阿伏加德羅常數的計算 根據電量求產物的量與根據產物的量求電量的計算 不論哪類計算均可概括為下列三種方法 1 根據電子守恒法計算 用于串聯電路 陰陽兩極產物 正負兩極產物 相同電量等類型的計算 其依據是電路上轉移的電子數相等 2 根據總反應式中的計量數關系計算 先根據電極反應式寫出總反應式或直接運用總反應式列比例式計算 3 根據關系式計算 由得失電子守恒定律關系建立已知量與未知量之間的橋梁 建立計算所需的關系式 2 解決電解問題的基本思路模式 1 通電前 電解質溶液中含有哪些陰 陽離子 包括水電離出的H 和OH 2 通電時 陰離子移向陽極 陽離子移向陰極 結合放電順序分析誰優(yōu)先放電 3 寫電極反應式 并結合題目要求分析電解結果 如兩極現象 水的電離平衡移動 離子濃度的變化等 如圖所示為電解水的裝置 閉合開關S后 觀察到電壓表示數為6 0V 電流表示數為100mA 1 此時A管內生成 B管內生成 寫出A B兩極發(fā)生的反應 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的化學能 則此裝置電解10min可增加多少化學能 已知1個電子所帶的電量為1 6 10 19C NA 6 02 1023mol 1 解析 1 根據電源正 負極 確定B管內電極為陽極 電極反應式為4OH O2 2H2O 4e A管內電極為陰極 電極反應式為2H 2e H2 2 為加快電解水的速率 在水中加入電解質 其電解實質應是電解水 根據電解原理 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 轉移電子的物質的量為n e 答案 1 H2O22H 2e H2 4OH O2 2H2O 4e 2 AC 3 6 97 4 此裝置電解10min可增加的化學能為87 08J 練考題 驗能力 輕巧奪冠 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全