化學魯科版選修4課件：第1章 化學反應與能量轉(zhuǎn)化 章末高效整合

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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(zhì)完全燃燒放出的熱量為Q1 1molB物質(zhì)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(zhì)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(chǎn)生熱量為QkJ 則金剛石和石墨的物質(zhì)的量之比為 用含Q的代數(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)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(jīng)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(zhì)溶液中某些離子與氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)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(zhì)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(xiàn)象為 3 當C2極析出224mL氣體 標準狀況時 鋅的質(zhì)量 填 增加 或 減少 g CuSO4溶液的質(zhì)量 填 增加 或 減少 g 解析 A池中Zn Cu放入CuSO4溶液中構(gòu)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(gòu)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(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0 01mol 2 0 02mol 根據(jù)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(chǎn)生 附近溶液出現(xiàn)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(chǎn)物的定量計算 溶液中離子濃度的計算 相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算 根據(jù)電量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)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(jù)電子守恒法計算 用于串聯(lián)電路 陰陽兩極產(chǎn)物 正負兩極產(chǎn)物 相同電量等類型的計算 其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等 2 根據(jù)總反應式中的計量數(shù)關系計算 先根據(jù)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(jù)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(zhì)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(jié)合放電順序分析誰優(yōu)先放電 3 寫電極反應式 并結(jié)合題目要求分析電解結(jié)果 如兩極現(xiàn)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(shù)為6 0V 電流表示數(shù)為100mA 1 此時A管內(nèi)生成 B管內(nèi)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(jù)電源正 負極 確定B管內(nèi)電極為陽極 電極反應式為4OH O2 2H2O 4e A管內(nèi)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(zhì) 其電解實質(zhì)應是電解水 根據(jù)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(zhuǎn)移電子的物質(zhì)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