高一化学反应原理

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1、第 1 页,共 94页 第1章 化学反应与能量变化 第1节 化学反应的热效应 学习目标 1 了解化学反应中的能量变化。 2 了解反应热和焓变的涵义，并能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 3 能用热化学方程式表示化学能与热能的的相互转化关系，理解热化学反应方程式的意义。 *4了解标准摩尔生成焓的定义。 知识梳理 1 通常情况下，化学反应中能量的变化主要是_和_之间的转化，几乎所有化学反应都伴随着_的释放和吸收。 2 反应热是指_。通常用_表示。反应吸热时，表示为_；反应放热时，则表示为_。 3 反应热通常用_来测量，其计算公式Q= C(T1 T2)中，C表示_，T1、T2分别表示_。 4 各

2、取1.0 molL-1的盐酸100mL,并分别加入100mL1.0molL-1的NaOH溶液、KOH溶液，测得的反应热_(填“相同”或“不同”)，原因是_。在实际操作中往往让酸或碱略过量，这样做的目的是_。 5 化学反应的反应热是因反应前后_不同而产生的。用符号_的变化来描述与反应热有关的能量变化。对于在等压条件下的化学反应，如果反应中物质的能量变化只转化成热能，而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于_。反应完成时，反应产物的总焓_（填“大于”或“小于”）反应物的总焓，该反应就是放热反应，否则就是吸热反应。 6 在热化学中，常用热化学方程式把一个化学反应中_的变化和_的变

3、化同时表示出来。H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)；H(298K)= 285.8KJmol-1表示_，若将方程式改为2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)；H(298K)= 571.6KJmol-1则表示_，两者的意义_(填“相同”或“不同”)。 7 盖斯定律是指_。 *8.标准摩尔生成焓是指_,对于任意反应aA+bB= Cc+dD，其H= _。 学习导航 1方法指导：化学方程式是学习热化学的重要工具，化学反应所释放的能量是当今世界上重要的能源之一。国防上用的火箭燃料、高能电池等，都是利用化学反应所释放的能量的。而化学反应中的能量变化通常表现为热能的变化。所以从能量的

4、角度考虑化学变化的问题，认识并掌握热化学方程式可以帮助我们较全面地认识化学反应的本质。 第 2 页,共 94页 （1）反应热 放热反应：反应过程中有热量放出的化学反应。其反应物的总焓大于反应产物的总焓。如酸碱中和反应，煤、石油等化石燃料的燃烧等。 吸热反应：反应过程中吸收热量的化学反应。其反应物的总焓小于反应产物的总焓。如：电解质的电离，灼热的碳与CO2的反应等。 （2）盖斯定律及反应热的简单计算： 盖斯定律是计算反应热的重要依据，在生产和科学研究中有重要意义。它表示：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与反应进行的具体途径无关。例如：H= H1 + H2 或H

5、1 = H -H2，所以热化学方程式之间可进行“+”“”等数学运算，H也同样可以。 （3）热化学方程式： 热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化，而能量变化与外界的温度和压强都有关，故应指明外界条件，若不指明，一般指101KPa和298K的外界条件。 不同状态的同种物质参加化学反应时，其能量变化不相同，因此书写热化学方程式时 一定要标明反应物或生成物的聚集状态。 热化学方程式中的化学计量数可以用整数，也可以用分数，因为它只表示物质的量。当计量数改变时，H也应随之改变。 H的“+”“”一定要标明，其单位是KJmol-1。mol-1不是指1mol某反应物或生成物，

6、而是指1mol这样的反应。 *（4）标准摩尔生成焓 稳定单质的标准摩尔生成焓为0。 生成焓是指由稳定单质生成化合物时的热效应（焓变），生成的化合物常以1mol为基准。 生成焓与反应的条件有关。 标准摩尔生成焓的计算是生成物的标准摩尔生成焓之和减去反应物的标准摩尔生成焓之和，二者不可颠倒，且计算时不要遗漏化学方程式中的化学计量数。 2 例题解析 【例1】已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨)O2(g)CO2(g) H393.51 kJ mol?1 C(金刚石)O2(g)CO2(g) H395.41 kJ mol?1 据此判断，下列说法中正确的是 ? ? A由石

7、墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低 H A B C H1 H2 第 3 页,共 94页 B由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高 C由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低 D由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高 解析 从题意知，1 mol金刚石燃烧生成CO2放出的热量比1 mol石墨燃烧生成CO2放出的热量多，说明石墨的能量比金刚石的低，因此由石墨制备金刚石应是吸热反应。所以，A正确。 【例2】已知 （l）)g(O21)g(H22? H2O（g） H1a kJ1mol? （2）)g(O)g(H222? 2

8、H2O（g） H2b kJ1mol? （3）)g(O21)g(H22?H2O（l） H3c kJ1mol? （4）)g(O)g(H222? 2H2O（l） H4d kJ1mol? 下列关系式中正确的是 A ac 0 Bbd0 C2ab0 D2cd0 解析 氢气的燃烧为放热反应，因此上述四个反应的H均小于0，且等量的氢气完全反应生成液态水比生成气态水时放出的热量多，因此选C. 【例3】已知在1105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是 A .H2O（g）H2（g）1/2O2（g） ； H242kJmol1 B .2H2（g）O2（g）2H2

9、O（l） ； H484kJmol1 C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g） ； H242kJmol1 D .2H2（g）O2（g）2H2O（g） ； H484kJmol1 解析 热化学方程式的书写要求有三：标明各物质的聚集状态：B项水为液态，排除；化学计量数可以是整数或分数，且与热量成正比；用H表示吸热时，其值为正；放热，其值为负。H2与O2反应生成水蒸气是放热反应，H应为负值，排除C、D。故选A. 【例4】已知热化学方程式：2H2O（l）= 2H2（g）O2（g）；H571.6kJmol1和 2H2（g）O2（g）2H2O（g） ； H-483.6kJmol1，当1g液态水变为气态水时

10、，其热量变化为：放出吸收2.44KJ4.88KJ88KJ A.和 B. 和 C. 和 D. 和 解析 2H2O（l）= 2H2（g）O2（g）； H571.6kJmol1 （1） 2H2（g）O2（g）2H2O（g） ； H-483.6kJmol1， （2） 根据盖斯定律，由（1）+（2）得：2H2O（l）= 2H2O（g）；H88.0kJmol1 ，可知18g液态水变为气态水时，吸收44.0kJ的热量，则1g液态水变为气态水时，吸收的热量为：44/18 =2.44KJ。因此选D。 第 4 页,共 94页 *【例5】 利用标准摩尔生成焓计算H2还原 Fe3O4反应的焓变。 解析 在298K时各

11、物质的标准摩尔生成焓如下： Fe3O4（s）+4H2（g）=3Fe（s）+4H2O（g） fHm（298 K）/KJ/mol -1118.4 0 0 -241.82 基础训练 1下列说法中，正确的是（ ） A.在化学反应中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化。 B.H 0表示放热反应，H0表示吸热反应 C.H的大小与热化学方程式中的计量数无关。 D.反应产物的总焓大于反应物的总焓时，H 0. 2.热化学方程式中化学式前的化学计量数表示（ ） A.分子个数 B.原子个数 C.物质的质量 D.物质的量 3.下列物质加入水中，显著放热的是（ ） A.生石灰 B.固体NaOH C.无水乙醇 D.固体

12、NH4NO3 4.下列说法正确的是（ ） A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。 B.任何放热反应在常温条件下一定能自发进行。 C.反应物和生成物所具有的总焓决定了反应是放热还是吸热。 D.吸热反应在一定条件下（如常温、加热等）也能发生反应。 5.沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出445KJ的热量，则下列热化学方程式中正确的是（ ） A.2CH4(g)+4O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(l); H890kJmol1 B. CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l); H890kJmol1 C. CH4(g)+2O

13、2(g)= CO2(g)+2H2O(l); H890kJmol1 D. 1/2CH4(g)+ O2(g)= 1/2CO2(g)+ H2O(l); H890kJmol1 6.今有如下三个热化学方程式： H2（g）1/2O2（g）2H2O（g）；HaKJmol1, H2（g）1/2O2（g）H2O（l）；H= bkJmol1， 2H2（g）O2（g）2H2O（l）；H= ckJmol1， 第 5 页,共 94页 关于它们的下列表述正确的是（ ） A.它们都是吸热反应 B.a、b和c均为正值 C.a= b D.2b= c 7.已知下列三个热化学方程式: C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g

14、)；H+131.5KJmol- H2(g)+Cl2(g)= 2HCl(g)；H-92.3KJmol- H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；H241.8kJmol1 则上述三个反应的反应热大小关系正确的是：( ) A. B. C. D. 8.1gH2燃烧生成液态水放出142.9KJ的热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（ ） A. 2H2（g）O2（g）2H2O（l） ； H142.9kJmol1 B. 2H2（g）O2（g）2H2O（l） ； H571.6kJmol1 C. 2H2O22H2O ； H-571.6kJmol1 D. H2（g）1/2O2（g）H2O（g） ； H 285.

15、8kJmol1 9.同温同压下，下列各热化学方程式中热量数值最小的是（ ） A.2A（l）+B（l）= 2C（g）；H+Q1 B. 2A（g）+B（g）= 2C（g）；H+Q2 C. 2A（g）+B（g）= 2C（l）；H+Q3 D. 2A（l）+B（l）= 2C（l）；H+Q4 10.酒精燃烧的化学方程式为：C2H6O+3O 22CO2+3H2O,完全燃烧一定量的无水酒精，放出的热量Q，为完全吸收生成的CO2，消耗8molL-1的NaOH溶液50mL时恰好生成正盐。则燃烧1mol无水酒精所放出的热量为（ ） A.0.2Q B.0.1Q C.5Q D.10Q 11.下列反应既属于氧化还原反应，

16、又是吸热反应的是（ ） A.铝片与稀盐酸反应 B.灼热的碳与CO2反应 C.Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应 D.甲烷在氧气中的燃烧反应 12已知在25，101kPa下，lgC8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是（ ） A C8H18（1）22.5O2（g）8CO2（g）9H2O（g） H48.40kJmol1 B C8H18（1）22.5O2（g）8CO2（g）9H2O（1） H5518kJmol1 C C8H18（1）22.5O2（g）8CO2（g）9H2O（1） H5518kJmol1 D C8H18（1）22.5O2

17、（g）8CO2（g）9H2O（1） H48.40kJmol1 13将0.3mol气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5KJ热量。请写出反应的热化学方程式_. 第 6 页,共 94页 14.已知： C2H6O(g)+3O2 (g)2CO2(g)+3H2O (g)； H1 H2O(g)= H2O(l) ；H2 C2H6O(g)= C2H6O(l)；H3 若使23g C2H6O(l)完全燃烧生成液态水，则放出的热量为_。（用含H1、H2、H3的式子表示） 15已知下列热化学方程式： C(s)+ O2(g)= CO2(g)；H393.5kJmol1 CO

18、(g)+1/2 O2(g)= CO2(g)；H283.0kJmol1 计算1mol固态碳粉燃烧生成CO(g)放出的热量，并写出相应的热化学方程式。 拓展提高 1已知 （l）)g(O21)g(H22? H2O（g） H1a kJ1mol? （2）)g(O)g(H222? 2H2O（g） H2b kJ1mol? （3）)g(O21)g(H22?H2O（l） H3c kJ1mol? （4）)g(O)g(H222? 2H2O（l） H4d kJ1mol? 下列关系式中正确的是( ) A ac 0 Bbd0 C2ab0 D2cd0 2 知CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l); HQ

19、1kJmol1 , )g(O)g(H222? 2H2O（g）；H2Q2 kJ1mol)g(O)g(H222? 2H2O（l）；H2Q3 kJ1mol?。 常温下，取体积比41的甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况下），经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为（ ） A.0.4Q1+0.05Q3 B. 0.4Q1+0.05Q2 C. 0.4Q1+0.1Q3 D. 0.4Q1+0.2Q2 3.在火箭推进器中装有强还原剂肼（N2H4）和强氧化剂（H2O2），当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65KJ的热量。

20、 （1）写出该反应的热化学方程式_。 （2）已知H2O（l）= H2O（g）；H+44 kJ1mol?，则16g液态水气化时，放出的热量是 _KJ。 （3）上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是_。 （4）已知N2(g)+ 2O2(g)= 2NO2(g)；H+67.7 kJ1mol?, N2H4(g)+ O2(g)= N2(g)+ 2H2O（g）；H534 kJ1mol?。根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应的热化学方程式_。 第 7 页,共 94页 第2节 电能转化为化学能-电解 学习目标 1 了解电解池的工作原理，能用电极反应表示化学能和电能的转

21、化关系。 2了解铜的电解精炼。 3了解电镀的原理及其应用。 知识梳理 一、 电解原理 1 金属是靠_导电;电解质溶液是依靠_ _而导电。 2 右图是电解熔融氯化钠的装置图，请思考： （1）通电前，熔融的氯化钠中存在_离子。 （2）通电前这些离子做_运动。 （3）通电后，_极上逐渐覆盖了一层银白色的物质，这是因为析 出了_。_极上有气泡产生，并可闻到_的气味，该 气体是_。可见通电后，两电极上都发生了化学变化。 3 与电源正极相连的电极我们称之为_，在这一极上发生的 电极反应式为_；而与电源负极相连的电极我们称之 为_，在这一极上发生的电极反应为_。由 实验可知熔融的氯化钠通电时，在两极上均发生

22、了氧化还原反应，有 新物质生成，此过程中_能转化为_能。 4电解： _的过程叫做电解。 二、 电解池：把_的装置叫做电解池或电解槽。 1组成电解池的条件是： _； _； _。 2右图是电解饱和食盐水的装置图，请思考以下问题： 现象 电极反应式 阴极 阳极 总反应的化学方程式： 三、 铜的电解精炼 画出电解精炼铜的装置图，并写出两电极的电极反应式。 石墨 铁 电解熔融氯化钠 Pt Pt 电解饱和食盐水 第 8 页,共 94页 四、电镀铜 1 以铁上镀铜为例，说明电镀所满足的基本条件 _； _； _。 2 电镀后阳极质量_，阴极质量_，电解液浓度_。 学习导航 1 方法指导： 电极反应及电极产物的

23、判断规律：电解质溶液在通直流电时，对电解产物的判断，既要 考虑阴阳离子的氧化还原能力，还要考虑电极材料、离子浓度、溶液酸碱性等。判断电解产物首先要注意电极材料，再根据电解质溶液的离子放电顺序进行判断。 （1）惰性电极电解（Pt、Au、碳棒） 阳离子放电顺序：Ag+Hg2+Cu2+H+Pb2+Fe2+ 阴离子放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根例子 下面分四种情况进行说明： 电解质中溶质的阳离子放电，阴离子不放电：即阳离子的氧化性强于H+,而阴离子的还原性弱于OH-,产物为酸、O2及金属单质，电解后溶液pH减小。如： a.电解AgNO3溶液产物为Ag和O2、HNO3: 4 AgNO3+

24、2H2 O 电解 4Ag+ O2+4HNO3 b.电解CuSO4溶液产物为Cu和O2、H2SO4: 2CuSO4+2H2O 电解 2Cu+O2+ 2H2SO4: 电解质中溶质的阴离子放电，阳离子不放电：即阳离子的氧化性弱于H+,而阴离子的还原性强于OH-，产物为碱、H2及非金属单质。电解NaCl、K2S、KBr、NaI等水溶液都产生氢气，电解后溶液pH增大。如： 2KI+2H 2O 电解 2KOH+I2+H2 电解过程中阴阳离子都放电：即阳离子的氧化性强于H+,而阴离子的还原性强于OH-。如：电解CuCl2水溶液或H+与S2-、I-、Br-、Cl-组成的酸。 CuCl2 电解 Cu+Cl2 2

25、HCl 电解 H2+Cl2 电解过程中阴阳离子都不放电：即阳离子的氧化性弱于H+,而阴离子的还原性弱于OH-。 如电解Na2SO4、NaOH、HNO3、H2SO4等水溶液。电解质仅起到增强导电性的作用。pH的变化应分两种情况考虑：若原溶液是饱和溶液，则溶液浓度不再改变，pH也不再改变；若原溶液是不饱和溶液，则随着水的电解，溶液浓度增大，又有三种情形： 若原溶液是酸性的，则酸性会更强，pH减小，如H2SO4等。 若原溶液是碱性的，则碱性会更强，pH增大，如NaOH等。 若原溶液是中性的，则pH不变，如K2SO4等。 第 9 页,共 94页 （2）金属电极做阳极时： 金属阳极比电解质溶液中的阴离子

26、容易放电，所以易于失去电子被氧化而溶解，形成金属阳离子进入溶液中，此时溶液中的阴离子不放电。具体应用有：电镀和金属的精炼。比如：用铜棒做电极电解NaCl溶液时，电极反应为： 阳极：Cu 2e- = Cu2+ 阴极：2H+ +2e- = H2 2.例题解析 【例1】下图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（ ） 解析 根据题意，a极板质量增加，说明电解时有金属析出，发生还原反应，a极应是阴极，x电极应是负极，所以选项c不符合题意；选项B为NaOH溶液，电解时不可能有金属在阴极析出，故选项B也不符合题意。题中已知b极板有无色无臭气体放出

27、，则此气体为氧气，故选项D不符合题意。因此答案为A.。 【例2】pH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pHa，则该电解质可能是（ ） A.NaOH B.H2SO4 C.AgNO3 D.Na2SO4 解析 电解NaOH溶液相当于电解水，NaOH溶液浓度增大，使溶液的pH升高，A符合要求；电解H2SO4和电解Na2SO4溶液相似，都使溶液浓度增大，所以溶液的pH分别减小、不变，两者均不符合要求；电解AgNO3溶液生成HNO3，溶液的pH减小。所以答案为A。 【例3】下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法正确的是（ ） A.电解过程中阴极质量不断增加 B.

28、 电解过程中溶液的pH不断升高 C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复电解前的状况 D.电解后两极产生的气体体积比为21 解析 处理有关电解问题首先注意电极材料，在此基础上写出电极反应和总的电解方程式，根据总的电解反应式来分析电解前后的物质变化和溶液浓度变化，分析溶液的pH变化必须注意原溶液的pH情况。 用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电解方程式为： 4 AgNO3+2H2O 电解 4Ag+ O2+4HNO3 可知：阴极上析出银，阳极上放出氧气，故A正确D错误；由于生成HNO3，溶液的Ph应不断降低，B错误;要使溶液恢复电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应： a极板 b极板

29、x电极 yA 锌 石墨 负极 CuSO4 B 石墨 石墨 负极 NaOH C 银 铁 正极 AgNO3 D 铜 石墨 负极 CuCl2 a b x y 第 10 页,共 94页 2Ag2O+4HNO3 = 4 AgNO3+2H2O，得到的物质恰好是反应掉的物质，可使溶液恢复电解前的状况。C正确。 故正确答案为A、C 【例4 】下图装置中，通电后可观察到Cu极溶解。下列说法中正确的是（ ） A.a极是直流电源的正极 B.Fe极是阳极 C.Pt极产生的气体体积是Ag极产生气体体积的2倍 D.硫酸铜溶液的浓度不变 解析 这是两电解池串连的情况，其特点是：所有电极上通过的电量相等，其电极及电极反应互不

30、影响，与单个电解池相同。Cu极溶解，则其必为阳极（电解池中阳极质量不可能增加，阴极质量不可能减小），Fe极是阴极；b极是直流电源的负极，a极是直流电源的正极；Pt极为阳极，Ag极为是阴极。电解H2SO4溶液Pt极产生O2，Ag极产生H2，O2应为H2的1/2。电解CuSO4溶液，Cu为阳极，Fe极是阴极，是向Fe极上镀铜的过程，硫酸铜溶液的浓度不变。故正确答案为A、D。 基础训练 1下列关于铜电极的叙述正确的是（ ） A.在电解池中，铜做阳极时，溶液中的阴离子在铜极上失电子 B.用电解法精炼铜时粗铜做阴极 C.在镀件上电镀铜时，可用金属铜做阳极 D.电解稀硫酸制O2、H2时，铜做阳极 2.用惰

31、性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（中括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（ ） A. CuCl2CuO B.NaOHNa2O C.NaClHCl D. CuSO4Cu(OH)2 3.下列叙述中不正确的是（ ） A.电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应 B.不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现 C.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应 D.电解饱和食盐水时，阳极得到氢氧化钠溶液和氢气 4用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解质溶液的pH下降的是（ ） Pt Ag Cu Fe 电源 a b H2SO4 CuSO4 第 11 页,

32、共 94页 A. CuCl2 B. AgNO3 C.BaCl2 D.H2SO4 5.电解CuCl2溶液时，如果阴极上有1.6g铜析出，则阳极上产生气体的体积（标准状况）约为（ ） A.0.28L B.0.56L C.0.14L D.11.2L 6.用含少量银和锌的粗铜做阳极，纯铜片做阴极，CuSO4溶液做电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了x g，则：（ ） A电解液质量增加x g B. 阴极质量增加x g C. 阴极质量增加a g,ax D. 阴极质量增加b g,bx 7.当用铜做电极电解硫酸铜水溶液时，在阴极的产物是（ ） A.Cu B.Cu和O2 C.O2 D.H2 8.下列关于电解法

33、精炼粗铜的叙述中不正确的是（ ） A.粗铜极做阳极 B.电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为：Cu2+ + 2e- = Cu C.粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥 D.电解铜的纯度可达99.95%-99.98% 9. 用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( ) A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液p H不变 B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小 C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2 D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1 10.用两个惰性电极插入500mLAgNO3溶

34、液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气逸出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），电极上析出银的质量大约是（ ） A.27mg B.54 mg C.108 mg D.216 mg 11.在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2+ + 2e- = Cu或Ag - e- = Ag+在电极上放电，其析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为（ ） A.1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g 12. 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设

35、计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( ) A a为正极，b为负极；NaClO和NaCl B a为负极，b为正极；NaClO和NaCl C a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl D a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl 13. 右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是( ) 第 12 页,共 94页 A . a为负极、b为正极 B . a为阳极、b为阴极 C 电解过程中，d电极质量增加 D 电解过程中，氯离子浓度不变 14从H+、Na+、Cu2+、Cl-、SO42五种离子中恰当地组成电解质,按下列要求进行电解: (1)以碳棒为

36、电极,使电解质质量减少,水量不变进行电解,则可采用的电解质是_ ； (2) )以铂片为电极,使电解质质量不变,水量减少进行电解,则可采用的电解质是_； (3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水量都减少，进行电解，可采用的电解质是_。 15在25时，用石墨电极电解2.0L2.5mol/LCuSO4溶液，如有0.20 mol电子发生转移，请回答下列问题： （1）阴极发生_反应，电极反应式为_； (2) 阳极发生_反应，电极反应式为_； （3）电解后得到的铜的质量是_，得到氧气的体积是_（标准状况），溶液的pH是_； （4）如用等质量的两块铜片代替石墨做电极，电解后两铜片的质量相差_,电解液的p

37、H _。 拓展提高 1 通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1）溶液，若还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n(硝酸银):n(硝酸亚汞)=2:1，则下列表述正确的是（ ） A.在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n(银) :n(汞)= 2:1 B.在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等 C.硝酸亚汞的分子式为HgNO3 D.硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2 2.工业上为了处理含有Cr2O72酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量已低于排

38、放标准。请回答下列问题： （1）两极发生反应的电极反应式： 阳极_，阴极_。 （2）写出Cr2O72变为Cr3+的离子方程式：_。 （3）工业废水由酸性变为碱性的原因是：_。 （4）_（填“能”或“不能”）改用石墨电极，原因是_。 第 13 页,共 94页 3.在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答： （1）阳

39、极上的电极反应式为_。 （2）阴极上的电极反应式为_。 （3）原上层液体是_。 （4）原下层液体是_。 （5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是_。 （6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是_。现象是 第3节 化学能转化为电能-电池 学习目标1了解原电池的工作原理，结合电池反应和相关实验，体验化学能和电能的转化过程，能用电池反应表示化学能和电能的转化关系。 2了解常见的化学电源的种类和工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义，并能应用原电池原理分析、解释金属的腐蚀的原因，探究防止金属腐蚀的措施，加深对化学变化本质的认识。 一、原电池 1 原电池是_的装置。 2 原电池的构成条件：（1

40、）两个活泼性不同的电极;（2）_；（3）_。 3 电极材料构成 负极：还原性较强的物质，如_ 正极：氧化性较强的物质，如_、_、_。 4 原电池的工作原理（以铜锌原电池为例，电解质是稀硫酸） 二、化学电源 1作为化学电源的电池有_电池、_电池、_电池。其中可能造成环境污染的是_电池；可反复充放电的是_电池。 2几种电池的比较 负极 正极 e- 电流 还原反应 电极反应式 氧化反应 电极反应式 电解质溶液 Zn2+ H+ 第 14 页,共 94页 电池 电极材料 电极反应 电池反应 锌锰干电池 铅蓄电池 氢氧燃料电池 三、金属的腐蚀与防护 1金属腐蚀是指_。 2化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 金属腐

41、蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 有无电流 现象 3钢铁的腐蚀：_腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。 （1）析氢腐蚀(酸性环境) 负极：_；正极：_ (2)吸氧腐蚀（中性、弱酸性或弱减性环境） 负极：_；正极：_ 4.金属的防护方法 （1）在金属表面覆盖_,如_。 （2）牺牲阳极保护法：即将_的金属作为保护极，与被保护金属相连构成_,_的金属将作为负极发生_反应而消耗，被保护金属作为正极就可以避免腐蚀。 （3）阴极电保护法：即将被保护金属与外加直流电源的_极相连让其成为阴极，而将外加直流电源的_极接到一些废铁上，使废铁成为阳极。 学习导航 1 方法指导: （1）原电池正负极的判断 根据构成原电池的电

42、池材料判断：活泼金属做负极； 根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极 根据氧化还原反应确立：发生氧化反应（还原剂）的一般为负极。 （2）判断金属腐蚀快慢的规律 不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电池发生电化腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关： 与构成微电池的材料有关，两极材料的活动性差别越大，电动势越大（活动性相差越大），氧化还原反应的速度越快，活泼金属被腐蚀的速度就越快。 第 15 页,共 94页 与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。

43、一般说来可用下列原则判断： 电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀 （2）例题解析 【例1】 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化（ ） A.不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小 解析 根据原电池工作的总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,只要原电池不断工作，该反应就不断发生，溶液中的C(H+)逐渐减小，溶液中的pH将不断增大。因此答案选C. 【例2】在原电池和电解质的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（ ） A. 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应 B. 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应 C

44、. 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应 D. 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应 解析 据原电池、电解池的基本知识，原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应；电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。因此选B、C 【例3】在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是（ ） A. 碳棒上有气体放出，pH变大 B. a是正极，b是负极 C. 导线中有电子流动，电子从a极到b极 D. a极上发生了氧化反应 解析 显然，电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。 因活泼性ab（碳棒），所以a为电池的负极，b为正极。电极反应式： a（负极）：a ne-

45、 = an+ (氧化反应) b(正极)：nH+ + ne- = n/2H2（还原反应），由于正极H+放电消耗,溶液中C(H+)减小, pH变大,在外电路中,电子由a流出经电流计流向b极。因此选B. 【例4】航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池分酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应方程式都可表示为2H2 + O2 = 2H2O,酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示为：2H2 4e- = 4H+,则其正极反应表示为_；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为O2 +2H2O+4e- = 4OH-,则其负极反应可表示为_。 解析 原电池正极发生

46、还原反应：O2 +2H2O+4e- = 4OH-，在酸性溶液中，4OH- + 4H+ =4H2O,故正极反应式为:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O;原电池负极发生还原反应：2H2 4e- = 4H+,在碱性溶液中，4OH- + 4H+ =4H2O,所以负极反应式为：2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O. G a b 稀H2SO4 第 16 页,共 94页 基础训练 1 下列说法中正确的是（ ） A.原电池是把电能转化为化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应 C.原电池两极均发生氧化还原反应 D.原电池中的阳离子向正极移动 2 下列各反应中，属于原电池反

47、应的是（ ） A.氧化铝膜破坏后，金属铝被迅速氧化 B.白铁镀锌层破损后，还能阻止铁被氧化 C.红热的铁与水接触表面上形成蓝黑色的保护层 D.铁丝在氯气中燃烧产生大量棕黄色的烟 3.某原电池，将两金属X、Y用导线连接，同时插入相应的电解质溶液中，发现Y电极质量增加，则可能是下列情况中的（ ） A. X是负极，电解质溶液为CuSO4溶液 B. X是负极，电解质溶液为稀H2SO4溶液 C. X是正极，电解质溶液为CuSO4溶液 D. X是正极，电解质溶液为稀H2SO4溶液 4.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速度最慢的是（ ） A. 在含铁元素较多的酸性土壤中 B. 在潮湿疏松透气

48、的土壤中 C. 在干燥致密不透气的土壤中 D. 在含碳粒较多，潮湿透气的土壤中 5 下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（ ） A. a电极是负极 B. b电极的电极反应为：?eOH44?222OOH C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 第 17 页,共 94页 6镍-镉（NiCd）可充电电池，可以发生如下反应： Cd（OH）2 +2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O， 由此可知，该电池的负极材料是（ ） A.Cd B.NiO(OH) C.Cd(OH)2 D.Ni

49、(OH)2 7.下列关于金属腐蚀的说法不正确的是（ ） A. 金属在潮湿空气中的腐蚀实质是：M +nH2O = M(OH)n + n/2H2 B. 金属的化学腐蚀的实质是M ne- = Mn+，电子直接转移给氧化剂 C. 金属的化学腐蚀不一定在酸性条件下进行 D. 在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 8家用炒菜锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑。在此变化过程中不发生的化学反应是（ ） A. 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 B. 2Fe + 2H2O +O2 = 2Fe(OH)2 C. 正极反应：2H2O + O2 + 4 e- =4OH D. 负

50、极反应：Fe - 3 e- = Fe3+- 9.下列事实不用原电池原理解释的是（ ） A. 轮船吃水线以下的船壳上装有一定数量的锌块 B. 铝片不用特殊方法保存 C. 纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快 D. 镀锌铁比镀锡铁更耐用 10.有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀，将A、D分别投入等浓度的盐酸中，D比A 反应剧烈，将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化，若将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ） A.DCAB B. DABC C. DBAC D. BADC 11.电子表中电子计算器的电

51、源常用微型银锌原电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，放电时锌极上的电极反应是：Zn + 2OH- -2e- = Zn(OH)2；氧化银电极上的反应式为：Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH- ，总反应式为：Ag2O + H2O + Zn= Zn(OH)2 + 2Ag。下列说法正确的是（ ） A. 锌是负极，氧化银是正极 B. 锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应 C. 溶液中OH向正极移动，K+ 、H+向负极移动 D. 随着电极反应的不断进行，电解质溶液的pH逐渐增大 12碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为： Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列说法错误的是( ) 充电 放电 第 18 页,共 94页 A电池工作时，锌失去电子 B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e=Mn2O3(s)+2OH(aq) C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D外电路中每通