高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式 几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池,希望达到举一反三的目的。 一、氢氧燃料电池 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt)或石墨做电极材料，负极通入H２，正极通入O2，总反应为：2Ｈ2 + Ｏ２==＝２H2Ｏ 电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况: 1.电解质是KＯH溶液(碱性电解质） 负极发生的反应为：H2+ 2e-＝＝= ２H＋,2H++ ２OH- ＝== 2H2O,所以: 负极的电极反应式为:H２– 2e－+ 2OH-=== 2H２Ｏ; 正极是O2得到电子，即:Ｏ2+4e－＝== 2O２－,O2- 在碱性条件下不能单独存在,只能结合H2O生成OH-即：2O２－＋2H２O ＝== 4ＯH- ,因此， 正极的电极反应式为：O2 ＋H2O +4ｅ- ==＝４OH- 。 2．电解质是H2SＯ4溶液（酸性电解质） 负极的电极反应式为:H２＋2e- ＝==2H＋ 正极是Ｏ２得到电子，即:O2 ＋4ｅ－=＝= 2O２－，O2－在酸性条件下不能单独存在，只能结合Ｈ+生成H2O即：O２- ＋2 H+ ＝== H2O,因此 正极的电极反应式为：O2 + 4H+ ＋４e-=== ２Ｈ2O(O２+ 4e- ===2O2-，2O２- + 4Ｈ+ === 2H2O) 3. 电解质是NaＣl溶液（中性电解质) 负极的电极反应式为:H２+2e-=== 2H＋ 正极的电极反应式为:O2 + H2O + 4e-=== ４OH－ 说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H＋ 2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH- 3．中性溶液反应物中无H＋和ＯH- 4.水溶液中不能出现Ｏ２－ 二、甲醇燃料电池 甲醇燃料电池以铂为两极，用碱或酸作为电解质：
人教版高中化学选修四——《化学反应原理》课本习题参考答案第一单元第一节化学反应与能量的变化 1. 化学反应过程中所释放或吸收的能量,叫做反应热,在恒压条件下,它等于反应前后物质的焓变,符号是ΔH,单位是kJ/mol.例如 1 mol H2 (g)燃烧,生成 1 mol H2O(g), 其反应热ΔH=-241.8 kJ/mol. 2. 化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂,形成新的化学键,重新组合成生成物的分子.旧键断裂需要吸收能量,新键形成需要放出能量.当反应完成时,若生成物释放的能量比反应物吸收的能量大, 则此反应为放热反应; 若生成物释放的能量比反应物吸收的能量小,反应物需要吸收能量才能转化为生成物,则此反应为吸热反应. 第二节燃烧热能源 1. 在生产和生活中,可以根据燃烧热的数据选择燃料.如甲烷,乙烷,丙烷,甲醇, 乙醇,氢气的燃烧热值均很高,它们都是良好的燃料. 2. 化石燃料蕴藏量有限,不能再生,最终将会枯竭,因此现在就应该寻求应对措施. 措施之一就是用甲醇,乙醇代替汽油,农牧业废料,高产作物(如甘蔗,高粱,甘薯,玉米等) ,速生树木(如赤杨,刺槐,桉树等) ,经过发酵或高温热分解就可以制造甲醇或乙醇. 由于上述制造甲醇,乙醇的原料是生物质,可以再生,因此用甲醇,乙醇代替汽油是应对能源危机的一种有效措施. 3. 氢气是最轻的燃料,而且单位质量的燃烧热值最高,因此它是优异的火箭燃料,再加上无污染,氢气自然也是别的运输工具的优秀燃料.在当前,用氢气作燃料尚有困难,一是氢气易燃,易爆,极易泄漏,不便于贮存, 运输; 二是制造氢气尚需电力或别的化石燃料, 成本高. 如果用太阳能和水廉价地制取氢气的技术能够突破, 则氢气能源将具有广阔的发展前景. 4. 甲烷是一种优质的燃料,它存在于天然气之中.但探明的天然气矿藏有限,这是人们所担心的.现已发现海底存在大量水合甲烷,其储量约是已探明的化石燃料的2倍.如果找到了适用的开采技术,将大大缓解能源危机. 5. 柱状图略.关于如何合理利用资源,能源,学生可以自由设想.在上述工业原材料中,能源单耗最大的是铝;产量大,因而总耗能量大的是水泥和钢铁.在生产中节约使用原材料,加强废旧钢铁,铝,铜,锌,铅,塑料器件的回收利用,均是合理利用资源和能源的措施. 6. 公交车个人耗油和排出污染物量为私人车的1/5,从经济和环保角度看,发展公交车更为合理. 第三节化学反应热的计算1. C(s)+O2 (g) == CO2 (g) H=-393.5 kJ/mol 2.5 mol C 完全燃烧,H=2.5 mol×(-393.5 kJ/mol)=-983.8 kJ/mol 2. H2 (g)的燃烧热H=-285.8 kJ/mol 欲使H2完全燃烧生成液态水,得到1 000 kJ 的热量,需要H2 1 000 kJ÷285.8 kJ/mol=3.5 mol 3. 设S 的燃烧热为H S(s)+O2 (g) == SO2 (g) 32 g/mol H 4g -37 kJ H=32 g/mol×(-37 kJ)÷4 g =-296 kJ/mol 4. 设CH4的燃烧热为H CH4 (g)+O2 (g) == CO2 (g)+2H2O(g) 16 g/mol H 1g -55.6 kJ H=16 g/mol×(-55.6 kJ)÷1 g =-889.6 kJ/mol 5. (1)求3.00 mol C2H2完全燃烧放出的热量Q C2H2 (g)+5/2O2 (g) == 2CO2 (g)+H2O(l) 26 g/mol H 2.00 g -99.6 kJ H=26 g/mol×(-99.6 kJ)÷2.00 g =-1 294.8 kJ/mol Q=3.00 mol×(-1 294.8 kJ/mol)=-3 884.4 kJ≈-3 880 kJ (2)从4题已知CH4的燃烧热为-889.6 kJ/mol,与之相比,燃烧相同物质的量的C2H2放出的热量多. 6. 写出NH3燃烧的热化学方程式NH3 (g)+5/4O2 (g) == NO2 (g)+3/2H2O(g) 将题中(1)式乘以3/2,得: 3/2H2 (g)+3/4O2 (g) == 3/2H2O(g) 3/2H1=3/2×(-241.8 kJ/mol) =-362.7 kJ/mol 将题中(2)式照写: 1/2N2 (g)+O2 (g) == NO2 (g) H2=+33.9 kJ/mol 将题中(3)式反写,得NH3 (g) == 1/2N2 (g)+3/2H2 (g) -H3=46.0 kJ/mol 再将改写后的3式相加,得: 2 7. 已知1 kg 人体脂肪储存32 200 kJ 能量,行走1 km 消耗170 kJ,求每天行走5 km,1年因此而消耗的脂肪量: 170 kJ/km×5 km/d×365 d÷32 200 kJ/kg=9.64 kg 8. 此人脂肪储存的能量为4.2×105 kJ.快速奔跑1 km 要消耗420 kJ 能量,此人脂肪可以维持奔跑的距离为:4.2×105 kJ÷420 kJ/km=1 000 km 9. 1 t 煤燃烧放热2.9×107 kJ 50 t 水由20 ℃升温至100 ℃,温差100 ℃-20 ℃=80 ℃,此时需吸热: 50×103 kg×80 ℃×4.184 kJ/(kg℃)=1.673 6×107 kJ 锅炉的热效率=(1.673 6×107 kJ÷2.9×107 kJ)×100% =57.7% 10. 各种塑料可回收的能量分别是: 耐纶5 m3×4.2×104 kJ/m3=21×104 kJ 聚氯乙烯50 m3×1.6×104 kJ/m3=80×104 kJ 丙烯酸类塑料 5 m3×1.8×104
化学实验几个重要的操作方法 高考化学实验在高考化学试题主占有重要地位，分析近几年的化学高考实验题，从考查能力要求看，实验原理、现象描述、操作过程的理解及文字表达能力逐年增加。本文主要从 中学化学实验操作、现象等具体方面进行简要归纳总结。 1. 装置气密性的检查： （1）如图A：将导管出口浸入水中，用手掌或热毛巾 捂住烧瓶位，水中的管口有气泡溢出（装有分液漏斗 的要将其开关关好）过一会儿移开捂的手掌或毛巾， 导管末端有一段水柱，说明装置不漏气。 （2）如图B：用关闭K，从长颈漏斗中向试管内加水， 长颈漏斗中会形成一段液柱，停止加水，液柱不下降， 证明装置的气密性良好。 （3）如图C：关闭K1，打开活塞K2，从分液漏斗向烧瓶内加水，过一段时间，水不再流下，证明装置的气密性良好。 注：检验气密性应注意以下几个问题：①先审题是检测全套装置，还是其中部分装置的气密性，若要装置较多时，可分段检测；②操作时一定要先将被检测装置变成一个密封体系（如关闭开关、导管口插入水中等），然后改变气压（如加热、注水等），观察现象； ③回答问题时应先叙述操作步骤，再叙述观察到的现象，最后由现象得出结论。 2. 可燃性气体的验纯：气体证明（如H2,CO ,CH4等） 收集一试管可燃性气体，试管用拇指堵住管口，管口朝下移近酒精灯火焰，点燃试管里的可燃性气体。如果听到的是尖锐的爆鸣声，则表示可燃性气体不纯，必须重新收集进行检验，直至听到轻微的爆鸣声（或“噗”的声音），表明收集的可燃性气体已经纯净。 3. 洗涤沉淀的方法：（蒸馏水洗涤，无水乙醇洗涤，冰水洗涤，热水洗涤等或残留液洗涤）在过滤器中加蒸馏水，刚好没过沉淀物，停止加水，静置使水自然流下，重复操作2～3次。 4. 卤代烃中卤原子的检验： 取少量样品，加入足量的NaOH溶液加热，再加入足量的稀硝酸加入硝酸银溶液，然后看沉淀颜色判断卤素原子是哪种（氯化银沉淀是白色的，溴化银沉淀是淡黄色的，碘化银沉淀是黄色的。） 5. 银氨溶液的配制： 在洗净试管中，注入一定体积的稀AgNO3溶液，然后逐滴加入稀氨水，边滴边振荡，直到最初生成的沉淀刚好溶解为止。 AgNO3＋NH3·H2O＝AgOH↓+NH4NO3AgOH＋2NH3·H2O＝Ag(NH3)2OH＋2H2O 6. 醛基的检验： 洁净的试管里加入少量硝酸银溶液，再滴入几滴样品，振荡后把试管放在热水中水浴加热。不久若看到试管内壁上附着一层光亮如镜的金属银，证明样品中有－CHO。 注：（1）银镜反应实验时应注意以下几点：①试管内壁必须洁净；②必须水浴加热，不可用酒精灯直接加热；③加热时不可振荡和摇动试管；④须用新配制的银氨溶液；⑤乙醛用量不宜太多．实验后，银镜可先用稀硝酸溶解，再用水洗而除去。 银氨溶液有一个作用是检验有还原性的糖（葡萄糖、麦芽糖、果糖）也是发生银镜反应。 银镜反应：2[Ag(NH3)2OH]＋R－CHO△R－COONH4＋2Ag↓＋H2O＋3NH3↑在制备银氨溶液时，一般用稀氨水而不用浓氨水。这是因为在配制银氨溶液时，若氨水太浓，NH3容易过量，使Ag过度地被络合，降低银氨溶液的氧化能力。 （2）与新制氢氧化铜的反应：醛基也可被弱氧化剂氢氧化铜所氧化，同时氢氧化铜本身被还原成红色的氧化亚铜沉淀，这是检验醛基的另一种方法。该实验注意以下几点： ①硫酸铜与碱反应时，碱过量制取氢氧化铜；②将混合液加热到沸腾才有明显砖红色沉淀。 7. （1）如何判断强酸和弱酸（或强碱和弱碱） ①可以根据相同浓度下溶液的pH值来看，对于酸，pH值小的强酸。T K1 2 A B C
高中化学燃料电池完全解析 燃料电池(Fuel Cell)是利用氢气、碳、甲醇、硼氢化物、天然气等为燃料与氧气或空气进行反应，将化学能直接转化成电能的一类原电池。 【解法模板】 理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤 1．先写出燃料电池总反应式 虽然可燃性物质与氧气在不同的燃料电池中电极反应不同，但其总反应方程式一般都是可燃物在氧气中的燃烧反应方程式。由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物还可能要与电解质溶液反应，然后再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式相加，从而得到总反应方程式。 2．再写出燃料电池正极的电极反应式 由于燃料电池正极都是O 2得到电子发生还原反应，基础反应式为O 2＋4e － ===2O 2－ ，由于电解质的状态和电解质溶液的酸碱性不同，电池正极的电极反应也不相同。电解质为固体时，该固体电解质在高温下可允许O 2－ 在其间自由通过，此时O 2－不与任何离子结合，正极的电极反应式为O 2＋4e － ===2O 2－。电解质为熔融的碳酸盐时，正极 的电极反应式为O 2＋2CO 2＋4e － ===2CO 32－ 。当电解质为中性或碱性环境时，正极的 电极反应式为：O 2＋4e －＋2H 2O===4OH － ；当电解质为酸性环境时，正极的电极反应式为：O 2＋4e － ＋4H ＋ ===2H 2O 。 3．最后写出燃料电池负极的电极反应式 由于原电池是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开在两极(负、正两极)上发生，故燃料电池负极的电极反应式＝燃料电池总反应式－燃料电池正极的电极反应式。在利用此法写出燃料电池负极的电极反应式时一要注意消去总反应和正极反应中的O 2，二要注意两极反应式和总反应式电子转移相同。 【例题】 锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH 溶液，反应为2Zn ＋O 2＋4OH － ＋2H 2O===2【Zn(OH)4】2－ 。下列说法正确的是( ） A ．充电时，电解质溶液中K ＋ 向阳极移动 B ．充电时，电解质溶液中c (OH － )逐渐减小 C ．放电时，负极反应为：Zn ＋4OH －－2e －===【Zn(OH)4】2 － D ．放电时，电路中通过2 mol 电子，消耗氧气22.4 L(标准状况) 【答案】C
化学选修化学反应原理复习 第一章 一、焓变反应热 1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量 2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应（1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol 3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热 放出热量的化学反应。(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0 吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0 ☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应 ③大多数的化合反应④金属与酸的反应 ⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等 ☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl ②大多数的分解反应 ③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等 二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点: ①热化学方程式必须标出能量变化。 ②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示） ③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数 ⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变 三、燃烧热 1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。 ※注意以下几点： ①研究条件：101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol） 四、中和热 1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。 2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为： H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－mol 3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于mol。 4．中和热的测定实验 五、盖斯定律
一.温度计 温度计是用于测量温度的仪器。其种类很多，有数码式温度计，热敏温度计等。而实验室中常用玻璃液体温度计。 温度计可根据用途和测量精度分为标准温度计和实用温度计2类，标准温度计的精度高，它主要用于校正其它温度计。实用温度计是指所供实际测温用的温度计，主要有实验用温度计、工业温度计、气象温度计、医用温度计等。中学常用棒式工业温度计。其中酒精温度计的量程为100πC,水银温度计用200°C和360°C2种量程规格。 使用注意事项 （1）应选择适合测量范围的温度计。严禁超量程使用温度计。 （2）测液体温度时，温度计的液泡应完全浸入液体中，但不得接触容器 壁，测蒸汽温度时液泡应在液面以上，测蒸f留f留分温度时，液泡应略低于蒸f留烧瓶支管。 （3）在读数时，视线应与液柱弯月面最高点（水银温度计）或最低点（酒 精温度计）水平。 （4）禁止用温度计代替玻璃棒用于搅拌。用完后应擦拭干净，装入纸套 内，远离热源存放。 二.托盘天平 托盘天平是用来粗略称量物质质量的一种仪器，每架天平都成套配备磁码—盒。 中学实验室常用载重100 g （感量为0.1 g）和200 g （感量为0.2 g） 2 种。载重又叫载物量，是指能称量的最大限度。感量是指天平误差（±）,例如感量为0.1 g的托盘天平。表示其误差为±0.1 g,因此它就不能用来称量质量小于0.1 g的物品。
使用注意事项 （1）称量前应将天平放置平稳，并将游码左移至刻度尺的零处，检查天平的摆动是否达到平衡。如果已达平衡，指针摆动时先后指示的标尺上左、右两边的格数接近相等。指针静止时则应指在标尺的中央。如果天平的摆动未达到平衡，可以调节左、右平衡螺母使摆动达到平衡。 （2）称量物不能直接放在托盘上，应在2个托盘上分别放一张大小相同的同种纸，然后把要称量的试剂放在纸上称量。潮湿的或具有腐蚀性的试剂必须放在玻璃容器（如表面皿、烧杯或称量瓶）里称量。 （3）把称量物放在左盘，祛码放在右盘，法码要用锅子夹取。先加质量大的法码，再加质量小的袪码，最后可移动游码，直至指针摆动达到平衡为止。 （4）称量完毕后，应将袪码依次放回袪码盒中。把游码移回零处。 三.试管 试管是一种化学实验室常用的仪器，用作于少量试剂的反应容器，在常温或加热时（加热之前应该预热，不然试管容易爆裂。）使用。试管分普通试管、具支试管、离心试管等多种。普通试管的规格以外径（mm） X长度（mm）表示，如 15×150v 18X180、20X200 等。 注意事项 （1）使用试管时，应根据不同用量选用大小合适的试管。徒手使用试管应用姆、食' 中三指握持试管上沿处。振荡时要腕动臂不动。 （2）盛装液体加热，不应超过容积的，并与桌面成45”角，管口不要对着
高中化学教材常考实验总结 化学实验在高考题的比重就是越来越大,目前高考实验命题的特点有二:一就是突出考查实验的基础知识与基本操作能力,二就是突出考查实验探究能力,这一点在考试大纲中已有明确要求。课本实验往往成为考查学生实验探究能力命题的载体。 一、配制一定物质的量浓度的溶液 以配制100mL1、00mol/L的NaOH溶液为例: 1、步骤:(1)计算(2)称量: 4、0g (保留一位小数)(3)溶解(4)转移:待烧杯中溶液冷却至室温后转移(5)洗涤(6)定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面离刻度线1—2cm 时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低点与刻度线在同一水平线上(7)摇匀:盖好瓶塞,上下颠倒、摇匀(8)装瓶贴标签:标签上注明药品的名称、浓度。 2、所用仪器:(由步骤写仪器)托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、(量筒)、100mL容量瓶、胶头滴管 3、注意事项: (1) 容量瓶:只有一个刻度线且标有使用温度与量程规格,只能配制瓶上规定容积的溶液。(另外使用温度与量程规格还有滴定管、量筒) (2) 常见的容量瓶:50 mL、100mL、250mL、500mL、1000mL。若配制480mL与240mL溶液,应分别用500mL容量瓶与250mL容量瓶。写所用仪器时,容量瓶必须注明规格,托盘天平不能写成托盘天秤！ (3) 容量瓶使用之前必须查漏。方法:向容量瓶内加少量水,塞好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的五指托住瓶底,把瓶倒立过来,如不漏水,正立,把瓶塞旋转1800后塞紧,再倒立若不漏水,方可使用。(分液漏斗与滴定管使用前也要查漏) (4) 误差分析 (5) 命题角度:一计算所需的固体与液体的量,二就是仪器的缺失与选择,三就是实验误差分析。 二、Fe(OH)3胶体的制备: 1、步骤:向沸水中加入FeCl3的饱与溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。 操作要点:四步曲:①先煮沸,②加入饱与的FeCl3溶液,③再煮沸至红褐色,④停止加热 2、涉及的化学方程式:Fe3++3H2O =Fe(OH)3(胶体)+3H+ 强调之一就是用等号,强调之二就是标明胶体而不就是沉淀,强调之三就是加热。 3、命题角度:配制步骤及对应离子方程式的书写 三、焰色反应: 1、步骤:洗—烧—蘸—烧—洗—烧 2 、该实验用铂丝或铁丝 3 、焰色反应可以就是单质,也可以就是化合物,就是物理性质 4 、Na ,K 的焰色:黄色,紫色(透过蓝色的钴玻璃) 5 、某物质作焰色反应,有黄色火焰一定有Na ,可能有K 6、命题角度:实验操作步骤及Na ,K 的焰色 四、Fe(OH)2的制备: 1、实验现象:白色沉淀立即转化灰绿色,最后变成红褐色沉淀。 2、化学方程式为:Fe2++2OH-=Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3 3、注意事项:(1)所用亚铁盐溶液必须就是新制的,NaOH溶液必须煮沸,(2)滴定管须插入液以下,(2)往往在液面加一层油膜,如苯或食物油等(以防止氧气的氧化)。 4、命题角度:制备过程中的现象、方程式书写及有关采取措施的原因 五、二价铁三价铁的检验 六、硅酸的制备: 1、步骤:在试管中加入3—5mL饱与Na2SiO3溶液,滴入1—2滴酚酞溶液,再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸,边加边振荡,至溶液颜色变浅并接近消失时停止。 2、现象:有透明的硅酸凝胶形成 3、化学方程式:NaSiO3+2HCl= H2SiO3↓+2NaCl(强酸制弱酸) 4、NaSiO3溶液由于SiO32-水解而显碱性,从而使酚酞试液呈红色。 七、重要离子的检验: 1、Cl-的检验:加入AgNO3溶液,再加入稀硝酸,若生成不溶于稀HNO3的白色沉淀;或先加硝酸化溶液(排除CO32-干扰),再滴加
高中化学燃料电池的书写方法 几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池，希望达到举一反三的目的。 一、氢氧燃料电池 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入O2，总反应为：2H2＋O2＝2H2O 电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况： 1．电解质是KOH溶液（碱性电解质） 负极发生的反应为：H2＋2e－＝2H＋,2H＋＋2OH－＝2H2O,所以： 负极的电极反应式为：H2– 2e－＋2OH－＝2H2O； 正极是O2得到电子，即：O2＋4e－＝2O2－，O2－在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O 生成OH－即：2O2－＋2H2O＝4OH－，因此，正极的电极反应式为：O2＋H2O＋4e－＝4OH－。2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极的电极反应式为：H2 ＋2e－＝2H＋ 正极是O2得到电子，即：O2＋4e－＝2O2－，O2－在酸性条件下不能单独存在，只能结合H ＋生成H2O即：O2－＋2 H＋＝H2O，因此 正极的电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O(O2＋4e－＝2O2－，2O2－＋4H＋＝2H2O) 3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质） 负极的电极反应式为：H2＋2e－＝2H＋正极的电极反应式为：O2＋H2O＋4e－＝4OH－ 说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H＋；2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH－； 3.中性溶液反应物中无H＋和OH－； 4.水溶液中不能出现O2－。 二、甲醇燃料电池 甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质： 1．碱性电解质（KOH溶液为例） 总反应式：2CH4O＋3O2＋4KOH＝2K2CO3＋6H2O 正极的电极反应式为：3O2＋12e－＋6H2O＝12OH－ 负极的电极反应式为：CH4O －6e－＋8OH－＝CO32－＋6H2O 2. 酸性电解质（H2SO4溶液为例） 总反应：2CH4O＋3O2＝2CO2＋4H2O 正极的电极反应式为：3O2＋12e－＋12H＋＝6H2O 负极的电极反应式为：2CH4O－12e－＋2H2O＝12H＋＋2CO2 说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同 三、甲烷燃料电池 甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4＋2KOH＋2O2＝K2CO3＋3H2O。 负极发生的反应：CH4– 8e－＋8OH－＝CO2＋6H2O CO2＋2OH－＝CO32－＋H2O，所以：负极的电极反应式为：CH4＋10 OH－＋8e－＝CO32－＋7H2O 正极发生的反应有：O2＋4e－＝2O2－和O2－＋H2O＝2OH－所以： 正极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式四、铝—空气—海水电池：我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海
人教版高中化学选修四《化学反应原理》课本 习题参考答案 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
人教版高中化学选修四——《化学反应原理》课本习题参考答案 第一单元第一节化学反应与能量的变化 1. 化学反应过程中所释放或吸收的能量,叫做反应热,在恒压条件下,它等于反应前后物质的焓变,符号是ΔH,单位是 kJ/mol.例如1 mol H2 (g)燃烧,生成 1 mol H2O(g), 其反应热ΔH= kJ/mol. 2. 化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂,形成新的化学键,重新组合成生成物的分子.旧键断裂需要吸收能量,新键形成需要放出能量.当反应完成时,若生成物释放的能量比反应物吸收的能量大, 则此反应为放热反应; 若生成物释放的能量比反应物吸收的能量小,反应物需要吸收能量才能转化为生成物,则此反应为吸热反应. 第二节燃烧热能源 1. 在生产和生活中,可以根据燃烧热的数据选择燃料.如甲烷,乙烷,丙烷,甲醇, 乙醇,氢气的燃烧热值均很高,它们都是良好的燃料. 2. 化石燃料蕴藏量有限,不能再生,最终将会枯竭,因此现在就应该寻求应对措施. 措施之一就是用甲醇,乙醇代替汽油,农牧业废料,高产作物(如甘蔗,高粱,甘薯,玉米等) ,速生树木(如赤杨,刺槐,桉树等) ,经过发酵或高温热分解就可以制造甲醇或乙醇. 由于上述制造甲醇,乙醇的原料是生物质,可以再生,因此用甲醇,乙醇代替汽油是应对能源危机的一种有效措施. 3. 氢气是最轻的燃料,而且单位质量的燃烧热值最高,因此它是优异的火箭燃料,再加上无污染,氢气自然也是别的运输工具的优秀燃料.在当前,用氢气作燃料尚有困难,一是氢气易燃,易爆,极易泄漏,不便于贮存, 运输; 二是制造氢气尚需电力或别的化石燃料, 成本高. 如果用太阳能和水廉价地制取氢气的技术能够突破, 则氢气能源将具有广阔的发展前景. 4. 甲烷是一种优质的燃料,它存在于天然气之中.但探明的天然气矿藏有限,这是人们所担心的.现已发现海底存在大量水合甲烷,其储量约是已探明的化石燃料的2倍.如果找到了适用的开采技术,将大大缓解能源危机.
高中实验专题——1、高中化学实验常用仪器1、反应容器 仪器图形与名称主要用途使用方法及注意事项 试管用作少量试剂的溶解 或反应的仪器，也可 收集少量气体、装配 小型气体发生器 （1）可直接加热，加热时外壁要擦干，用试管夹夹 住或用铁夹固定在铁架台上；（2）加热固体时，管 口略向下倾斜，固体平铺在管底；（3）加热液体时 液体量不超过容积的1／3，管口向上倾斜，与桌面 成45°，切忌管口向着人。装溶液时不超过试管容 积的1／2。 烧杯配制、浓缩、稀释、 盛装、加热溶液，也 可作较多试剂的反应 容器、水浴加热器 加热时垫石棉网，外壁要擦干，加热液体时液体量 不超过容积的1／2，不可蒸干，反应时液体不超过 2/3，溶解时要用玻璃棒轻轻搅拌。 圆底烧瓶平底烧瓶用作加热或不加热条 件下较多液体参加的 反应容器 平底烧瓶一般不做加热仪器，圆底烧瓶加热要垫石 棉网，或水浴加热。液体量不超过容积的1／2。 蒸馏烧瓶作液体混合物的蒸馏 或分馏，也可装配气 体发生器 加热要垫石棉网，要加碎瓷片防止暴沸，分馏时温 度计水银球宜在支管口处。 不溶性块状固体与液 体常温下制取不易溶 于水的气体 控制导气管活塞可使反应随时发生或停止，不能加 热，不能用于强烈放热或反应剧烈的气体制备，若 产生的气体是易燃易爆的，在收集或者在导管口点
启普发生器 锥形瓶滴定中的反应器，也 可收集液体，组装洗 气瓶。 同圆底烧瓶。滴定时只振荡，因而液体不能太多， 不搅拌。 2、盛放容器 集气瓶收集贮存少量气体，装 配洗气瓶，气体反应器、 固体在气体中燃烧的容 器 不能加热，作固体在气体中燃烧的容器时，要在瓶 底加少量水或一层细沙。瓶口磨砂（与广口瓶瓶颈 磨砂相区别），用磨砂玻璃片封口。 试剂瓶（广口瓶、细口 瓶）放置试剂用。可分广口 瓶和细口瓶，广口瓶用 于盛放固体药品（粉末 或碎块状）；细口瓶用 于盛放液体药品。 都是磨口并配有玻璃塞。有无色和棕色两种，见光 分解需避光保存的一般使用棕色瓶。盛放强碱固体 和溶液时，不能用玻璃塞，需用胶塞和软木塞。试 剂瓶不能用于配制溶液，也不能用作反应器，不能 加热。瓶塞不可互换。 滴瓶盛放少量液体试剂的容 器。由胶头滴管和滴瓶 组成，滴管置于滴瓶内， 滴瓶口为磨口，不能盛放碱液。有无色和棕色两种， 见光分解需避光保存的（如硝酸银溶液）应盛放在 棕色瓶内。酸和其它能腐蚀橡胶制品的液体（如液 溴）不宜长期盛放在瓶内。滴管用毕应及时放回原
高中化学实验重要知识点 一.化学实验操作中的七原则 掌握下列七个有关操作顺序的原则，就可以正确解答“实验程序判断题”。 1.“从下往上”原则。以Cl2实验室制法为例，装配发生装置顺序是：放好铁架台→摆好酒精灯→根据酒精灯位置固定好铁圈→石棉网→固定好圆底烧瓶。 2.“从左到右”原则。装配复杂装置应遵循从左到右顺序。如上装置装配顺序为：发生装置→集气瓶→烧杯。 3.先“塞”后“定”原则。带导管的塞子在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器。 4.“固体先放”原则。上例中，烧瓶试剂MnO2应在烧瓶固定前装入，以免固体放入时损坏烧瓶。总之固体试剂应在固定前加入相应容器中。 5.“液体后加”原则。液体药品在烧瓶固定后加入。如上例中浓盐酸应在烧瓶固定后在分液漏斗中缓慢加入。 6.先验气密性(装入药口前进行)原则。 7.后点酒精灯(所有装置装完后再点酒精灯)原则。 二.化学实验中温度计的使用分哪三种情况以及哪些实验需要温度计 1.测反应混合物的温度：这种类型的实验需要测出反应混合物的准确温度，因此，应将温度计插入混合物中间。 ①测物质溶解度。②实验室制乙烯。
2.测蒸气的温度：这种类型的实验，多用于测量物质的沸点，由于液体在沸腾时，液体和蒸气的温度相同，所以只要测蒸气的温度。①实验室蒸馏石油。②测定乙醇的沸点。 3.测水浴温度：这种类型的实验，往往只要使反应物的温度保持相对稳定，所以利用水浴加热，温度计则插入水浴中。①温度对反应速率影响的反应。②苯的硝化反应。 三.常见物质分离提纯的10种方法 1.结晶和重结晶：利用物质在溶液中溶解度随温度变化较大，如NaCl，KNO3。 2.蒸馏冷却法：在沸点上差值大。乙醇中(水)：加入新制的CaO吸收大部分水再蒸馏。 3.过滤法：溶与不溶。 4.升华法：SiO2(I2)。 5.萃取法：如用CCl4来萃取I2水中的I2。 6.溶解法：Fe粉(A1粉)：溶解在过量的NaOH溶液里过滤分离。 7.增加法：把杂质转化成所需要的物质：CO2(CO)：通过热的CuO；CO2(SO2)：通过NaHCO3溶液。 8.吸收法：用做除去混合气体中的气体杂质，气体杂质必须被药品吸收： N2(O2)：将混合气体通过铜网吸收O2。 9.转化法：两种物质难以直接分离，加药品变得容易分离，然后再还原回去： Al(OH)3，Fe(OH)3：先加NaOH溶液把Al(OH)3溶解，过滤，除去Fe(OH)3，再加酸让NaAlO2转化成A1(OH)3。 10.纸上层析（不作要求）
高中实验专题——1、高中化学实验常用仪器 1、反应容器 仪器图形与名称主要用途使用方法及注意事项 试管用作少量试剂的溶解或 反应的仪器，也可收集 少量气体、装配小型气 体发生器 （1）可直接加热，加热时外壁要擦干，用试管夹夹住或用 铁夹固定在铁架台上；（2）加热固体时，管口略向下倾斜， 固体平铺在管底；（3）加热液体时液体量不超过容积的1 ／3，管口向上倾斜，与桌面成45°，切忌管口向着人。装 溶液时不超过试管容积的1／2。 烧杯配制、浓缩、稀释、盛 装、加热溶液，也可作 较多试剂的反应容器、 水浴加热器 加热时垫石棉网，外壁要擦干，加热液体时液体量不超过 容积的1／2，不可蒸干，反应时液体不超过2/3，溶解时要 用玻璃棒轻轻搅拌。 圆底烧瓶平底烧瓶用作加热或不加热条件 下较多液体参加的反应 容器 平底烧瓶一般不做加热仪器，圆底烧瓶加热要垫石棉网， 或水浴加热。液体量不超过容积的1／2。 蒸馏烧瓶作液体混合物的蒸馏或 分馏，也可装配气体发 生器 加热要垫石棉网，要加碎瓷片防止暴沸，分馏时温度计水 银球宜在支管口处。 启普发生器不溶性块状固体与液体 常温下制取不易溶于水 的气体 控制导气管活塞可使反应随时发生或停止，不能加热，不 能用于强烈放热或反应剧烈的气体制备，若产生的气体是 易燃易爆的，在收集或者在导管口点燃前，必须检验气体 的纯度。 锥形瓶滴定中的反应器，也可 收集液体，组装洗气瓶。 同圆底烧瓶。滴定时只振荡，因而液体不能太多，不搅拌。 2、盛放容器
集气瓶收集贮存少量气体，装配洗 气瓶，气体反应器、固体在 气体中燃烧的容器 不能加热，作固体在气体中燃烧的容器时，要在瓶底加少 量水或一层细沙。瓶口磨砂（与广口瓶瓶颈磨砂相区别）， 用磨砂玻璃片封口。 试剂瓶（广口瓶、细口瓶）放置试剂用。可分广口瓶和 细口瓶，广口瓶用于盛放固 体药品（粉末或碎块状）； 细口瓶用于盛放液体药品。 都是磨口并配有玻璃塞。有无色和棕色两种，见光分解需 避光保存的一般使用棕色瓶。盛放强碱固体和溶液时，不 能用玻璃塞，需用胶塞和软木塞。试剂瓶不能用于配制溶 液，也不能用作反应器，不能加热。瓶塞不可互换。 滴瓶盛放少量液体试剂的容器。 由胶头滴管和滴瓶组成，滴 管置于滴瓶内， 滴瓶口为磨口，不能盛放碱液。有无色和棕色两种，见光 分解需避光保存的（如硝酸银溶液）应盛放在棕色瓶内。 酸和其它能腐蚀橡胶制品的液体（如液溴）不宜长期盛放 在瓶内。滴管用毕应及时放回原瓶，切记！不可“串瓶”。 干燥器用于存放需要保持干燥的 物品的容器。干燥器隔板下 面放置干燥剂，需要干燥的 物品放在适合的容器内，再 将容器放于干燥器的隔板 上。 灼烧后的坩埚内药品需要干燥时，须待冷却后再将坩埚放 入干燥器中。干燥器盖子与磨口边缘处涂一层凡士林，防 止漏气。干燥剂要适时更换。开盖时，要一手扶住干燥器， 一手握住盖柄，稳稳平推。 贮气瓶用做实验中短期内贮备较 多量气体的专用仪器。 贮气瓶等所有容器类玻璃仪器均不能加热,使用时也 切记骤冷骤热。 贮气前要检查气密性。 3、测量仪器 托盘天平称量药品（固体）质量，精 度≥0.1g。 称前调零点，称量时左物右码，精确至0.1克，药品不能 直接放在托盘上( 两盘各放一大小相同的纸片)，易潮解、 腐蚀性药品放在玻璃器皿中（如烧杯等）中称量， 温度计测定温度的量具，温度计有 水银的和酒精的两种。常用 的是水银温度计。 使用温度计时要注意其量程，注意水银球部位玻璃极薄 （传热快）不要碰着器壁，以防碎裂，水银球放置的位置 要合适。如测液体温度时，水银球应置于液体中；做石油 分馏实验时水银球应放在分馏烧瓶的支管处。
高中化学实验中四种重要的装置 昆山市第一中学 费 虹 实验是化学学习的基础，实验装置中可以体现物质性质和化学原理；因此，作为化学知识一种载体的实验装置就显得犹为重要了。实验装置在每年的试题中不断的翻新，但无论怎么变，其原理是相同的。下面是笔者根据教学实际总结高中化学中常见的四种装置，不求面面具到，但求能给广大化学学习者一些帮助。 一、气体发生装置 常见气体根据反应原理不同，所选用的装置也不相同，具体何种气体用哪一装置就不一一列举出来了，现将各种类型列举如下。 1、固体 + 固体（加热） 如图1 2、固体 + 液体（加热） 如图2 3、液体 + 液体（加热） 如图2 4、液体 + 液体（不加热） 如图3 5、固体 + 液体（不加热） 如图3—10，图4为启普生器，5—10为简易启普 发生器 二、一瓶多用装置 图11是实验中使用频率很高的一装置，现将其用途归纳如下： 1、贮气装置
①向上排空法收集气体：收集密度比空气大的气体（如O 2 、CO 2 、SO 2等）时，气体由长导管通入，空气由短导管排出（以下简称长进短出）。 ② 向下排空法收集气体：收集密度比空气小的气体（如H 2 、NH 3 、CH 4 等）时，气体由短导管通入，空气由长导管排出（以下简称短进长出）。 ③排水法收集气体：用于收集难溶于水的气体（如O 2 、H 2 、CH 4等）时，广口瓶中盛满水，气体“短进长出”。 2、洗气装置 ①干燥气体：广口瓶中盛一定量的浓H 2SO 4，利用浓H 2SO 4的吸水性，气体“长进短出”。 ②除去杂质气体：广口瓶中盛一定量的可与杂质反应而不与所需气体反应的 溶液，气流方向“长进短出”。如除去CO 2 中的HCl ，将广口瓶中盛一定量的饱和的NaHCO 3溶液。 3、气体检验装置 广口瓶中盛一定量的可与所检验气体反应产生明显现象（颜色的改变、沉淀 生成等）的溶液，气体“长进短出”。如检验SO 2的存在，广口瓶中盛一定量的品红溶液。 图11略加改进可做其他用途，归纳如下： 4、测量气体的体积 长导管与另一弯管连接伸入量筒底部，广口瓶中盛满水，气体“短进长出”。 将广口瓶中的水排到量筒中来测量难溶于水的气体的体积。（如图12） 5、安全防倒吸装置 ①长导管与另一弯管连接伸入溶液中，气体“短进长出。（如图13） ②长导管改为短导管，两短导管间加一长直玻璃管，气体从两短导管其中一个进，另一个出。（如图14） 三、防堵塞装置 堵塞原因：固体使液体不能顺利流下或固体不能使气流通畅，气体不能使液体顺利流下或气体 所造成的压强不能使气流通畅。 处理方法： 1、隔离法：使可能堵塞的管口与可能导致堵塞的固体隔离。（如图15） 2、平衡压强法：使盛液体容器中的压强和导致液体不能顺利流下的气体的压强相等，如图16；或者使容器中的压强和外压强相等。（如图17）
高考化学燃料电池 1．“直接煤燃料电池”能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能，下图是用固体氧化物作“直接煤燃料电池”的电解质。有关说法正确的是 A. 电极b为电池的负极 B. 电池反应为：C + CO2 = 2CO C. 电子由电极a沿导线流向b D. 煤燃料电池比煤直接燃烧发电能量利用率低 2．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700 -900℃时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是 A. 电池内的O2-由电极乙移向电极甲 B. 电池总反应为N2H4+2O2= 2NO+2H2O C. 当甲电极上有lmol N2H4消耗时，乙电极上有22.4LO2参与反应 D. 电池外电路的电子由电极乙移向电极甲 3．硼化钒（VB2）-空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如下。该电池工作时的反应为4VB2＋11O2=4B2O3＋2V2O5。下列说法正确的是
A. 电极a为电池负极 B. 反应过程中溶液的pH升高 C. 电池连续反应过程中，选择性透过膜采用阳离子选择性膜 D. VB2极的电极反应式为：2VB2+ 22OH?-22e?=V2O5+ 2B2O3+ 11H2O 4．以NaBH4和H2O2作原料的燃料电池，可用作空军通信卫星。电池负极材料采用Pt/C， 正极材料采用MnO2，其工作原理如下图所示。下列说法错误 ．．的是 A. 电池放电时Na+从a极区移向b极区 B. 电极b采用Pt/C，该极溶液的pH增大 C. 该电池a极的反应为BH4-+8OH--8e-===BO2-+6H2O D. 电池总反应：BH4-+ 4H2O2 === BO2- + 6H2O 5．科学家设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能又能固氮的新型电池，其装置如图所示，下列说法不正确的是 A. 电路中转移3mol电子时，有11.2LN2参加反应 B. A为NH4Cl
一．温度计 温度计是用于测量温度的仪器。其种类很多，有数码式温度计，热敏温度计等。而实验室中常用玻璃液体温度计。 温度计可根据用途和测量精度分为标准温度计和实用温度计2类，标准温度计的精度高，它主要用于校正其它温度计。实用温度计是指所供实际测温用的温度计，主要有实验用温度计、工业温度计、气象温度计、医用温度计等。中学常用棒式工业温度计。其中酒精温度计的量程为100℃，水银温度计用200℃和360℃2种量程规格。 使用注意事项 （1）应选择适合测量范围的温度计。严禁超量程使用温度计。 （2）测液体温度时，温度计的液泡应完全浸入液体中，但不得接触容器壁，测蒸汽温度时液泡应在液面以上，测蒸馏馏分温度时，液泡应略低于蒸馏烧瓶支管。 （3）在读数时，视线应与液柱弯月面最高点（水银温度计）或最低点（酒精温度计）水平。 （4）禁止用温度计代替玻璃棒用于搅拌。用完后应擦拭干净，装入纸套内，远离热源存放。 二．托盘天平 托盘天平是用来粗略称量物质质量的一种仪器，每架天平都成套配备砝码一盒。 中学实验室常用载重100 g（感量为0.1 g）和200 g（感量为0.2 g）2种。载重又叫载物量，是指能称量的最大限度。感量是指天平误差（±），例如感量为0.1 g的托盘天平。表示其误差为±0.1 g，因此它就不能用来称量质量小于0.1 g的物品。
使用注意事项 （1）称量前应将天平放置平稳，并将游码左移至刻度尺的零处，检查天平的摆动是否达到平衡。如果已达平衡，指针摆动时先后指示的标尺上左、右两边的格数接近相等。指针静止时则应指在标尺的中央。如果天平的摆动未达到平衡，可以调节左、右平衡螺母使摆动达到平衡。 （2）称量物不能直接放在托盘上，应在2个托盘上分别放一张大小相同的同种纸，然后把要称量的试剂放在纸上称量。潮湿的或具有腐蚀性的试剂必须放在玻璃容器（如表面皿、烧杯或称量瓶）里称量。 （3）把称量物放在左盘，砝码放在右盘，法码要用镊子夹取。先加质量大的法码，再加质量小的砝码，最后可移动游码，直至指针摆动达到平衡为止。 （4）称量完毕后，应将砝码依次放回砝码盒中。把游码移回零处。 三．试管 试管是一种化学实验室常用的仪器，用作于少量试剂的反应容器，在常温或加热时（加热之前应该预热，不然试管容易爆裂。）使用。试管分普通试管、具支试管、离心试管等多种。普通试管的规格以外径（mm）×长度（mm）表示，如15×150、18×180、20×200等。 注意事项