高一化学第二章教学课件
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第二章化学反应与能量1. 化学能与热能(1)化学反应中能量变化的主要原因:化学键的断裂和形成(2)化学反应吸收能量或放出能量的决定因素:反应物和生成物的总能量的相对大小a. 吸热反应:反应物的总能量小于生成物的总能量b. 放热反应:反应物的总能量大于生成物的总能量(3)化学反应的一大特征:化学反应的过程中总是伴随着能量变化,通常表现为热量变化练习:氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰,在反应中,破坏1molH-H键消耗的能量为Q1kJ,破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ,形成1molH-O键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中正确的是( B )A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3(4)常见的放热反应:A. 所有燃烧反应;B. 中和反应;C. 大多数化合反应;D. 活泼金属跟水或酸反应;E. 物质的缓慢氧化F.铝热反应(5)常见的吸热反应:A. 大多数分解反应;C.氯化铵与八水合氢氧化钡的反应。
(6)中和热:(重点)A. 概念:稀的强酸与强碱发生中和反应生成1mol H2O(液态)时所释放的热量。
2. 化学能与电能格林太太,漂亮、开朗、乐观,身体健康,脸上有着“永恒的微笑”。
其中一颗是黄金的—这是格林太太富有的标志;另一颗是不锈钢做的—这是一次车祸后留下的痕迹。
令人百思不解的是,打从车祸以后,格林太太经常头痛,夜间失眠,心情烦躁……(1)原电池(重点)工作原理:较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)。
a. 负极:失电子(化合价升高),发生氧化反应b. 正极:得电子(化合价降低),发生还原反应①原电池的工作原理是将氧化还原反应分在正(氧化)、负(还原)两极进行,负极上失去的电子流入正极,从而产生电流②正负两极上进出电子总数相等,根据电子守恒原理可进行许多有关电极反应③原电池反应跟直接反应差别:反应速率加快;一般只有一个电极直接参加反应。
第二章化学反应与能量1. 化学能与热能(1)化学反应中能量变化的主要原因:化学键的断裂和形成(2)化学反应吸收能量或放出能量的决定因素:反应物和生成物的总能量的相对大小a. 吸热反应:反应物的总能量小于生成物的总能量b. 放热反应:反应物的总能量大于生成物的总能量(3)化学反应的一大特征:化学反应的过程中总是伴随着能量变化,通常表现为热量变化练习:氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰,在反应中,破坏1molH-H键消耗的能量为Q1kJ,破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ,形成1molH-O键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中正确的是( B )A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3(4)常见的放热反应:A. 所有燃烧反应;B. 中和反应;C. 大多数化合反应;D. 活泼金属跟水或酸反应;E. 物质的缓慢氧化F.铝热反应(5)常见的吸热反应:A. 大多数分解反应;C.氯化铵与八水合氢氧化钡的反应。
(6)中和热:(重点)A. 概念:稀的强酸与强碱发生中和反应生成1mol H2O(液态)时所释放的热量。
2. 化学能与电能格林太太,漂亮、开朗、乐观,身体健康,脸上有着“永恒的微笑”。
其中一颗是黄金的—这是格林太太富有的标志;另一颗是不锈钢做的—这是一次车祸后留下的痕迹。
令人百思不解的是,打从车祸以后,格林太太经常头痛,夜间失眠,心情烦躁……(1)原电池(重点)工作原理:较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)。
a. 负极:失电子(化合价升高),发生氧化反应b. 正极:得电子(化合价降低),发生还原反应①原电池的工作原理是将氧化还原反应分在正(氧化)、负(还原)两极进行,负极上失去的电子流入正极,从而产生电流②正负两极上进出电子总数相等,根据电子守恒原理可进行许多有关电极反应③原电池反应跟直接反应差别:反应速率加快;一般只有一个电极直接参加反应。
④利用原电池原理可制作各种电池,如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池……。
C. 原电池的构成条件:两极一液一连线①两种活泼性不同的金属(或其中一种为能导电的非金属,如“碳棒”)作电极。
其中较活泼金属为负极。
较不活泼金属(或非金属)为正极(正极一般不参与电极反应,只起导电作用)。
②电解质溶液③形成闭合电路④能自发地发生氧化还原反应D. 原电池正、负极的判断:a. 负极:电子流出的电极(较活泼的金属),金属化合价升高b. 正极:电子流入的电极(较不活泼的金属、石墨等):元素化合价降低E. 金属活泼性的判断:a. 金属活动性顺序表b. 原电池的负极(电子流出的电极,质量减少的电极)的金属更活泼;c. 原电池的正极(电子流入的电极,质量不变或增加的电极,冒气泡的电极)为较不活泼金属F. 原电池的电极反应:(难点)a. 负极反应:X-ne=X n-b. 正极反应:溶液中的阳离子得电子的还原反应(2)原电池的设计:(难点)根据电池反应设计原电池:(三部分+导线)A. 负极为失电子的金属(即化合价升高的物质)B. 正极为比负极不活泼的金属或石墨C. 电解质溶液含有反应中得电子的阳离子(即化合价降低的物质)(3)金属的电化学腐蚀A. 不纯的金属(或合金)在电解质溶液中的腐蚀,关键形成了原电池,加速了金属腐蚀B. 金属腐蚀的防护:a. 改变金属内部组成结构,可以增强金属耐腐蚀的能力。
如:不锈钢。
b. 在金属表面覆盖一层保护层,以断绝金属与外界物质接触,达到耐腐蚀的效果。
(油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜)c. 电化学保护法:牺牲活泼金属保护法,外加电流保护法(4)发展中的化学电源A. 干电池(锌锰电池)a. 负极:Zn -2e -= Zn 2+b. 参与正极反应的是B. 充电电池 a. 铅蓄电池:铅蓄电池充电和放电的总化学方程式放电时电极反应:负极:Pb + SO42--2e-=PbSO4正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-= PbSO4+ 2H2Ob. 氢氧燃料电池:它是一种高效、不污染环境的发电装置。
它的电极材料一般为活性电极,具有很强的催化活性,如铂电极,活性炭电极等。
①燃料电池的能量转化率很高,氢氧燃料电池除能量转化率高外还可持续使用,不污染环境。
②一般的可燃物均可与O2组成燃料电池,如H2、CO、CH4、乙醇等。
③燃料电池一般以碱性介质作电解液,也可用酸性介质作电解液,二者电极上应式是有区别的。
总反应:2H2 + O2=2H2O电极反应为(电解质溶液为KOH溶液)负极:2H2+4OH--4e-→ 4H2O 正极:O2+2H2O+4e-→ 4OH-(5)书写电极反应式,注意几点:(1)电极反应是一种离子反应,遵循书写离子反应式的一切规则;(2)负极失电子所得氧化产物、正极得电子所得还原产物,与溶液的酸碱性有关;(3)两极电极反应式中的电子得失数目(一般)保持相等。
(4)两极反应相加得到总反应,总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到负极反应。
1.下列说法中正确的是( D )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反应和还原反应D.原电池中的阳离子向正极移动2.将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸中,下列说法正确的是( B )A锌片的质量逐渐增大B电流方向是从铜片向锌片C H+在铜片表面被氧化D 正极附近SO42-浓度逐渐增大3.X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为__ZYXW_______________4.把a,b,c,d 4块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池.若a,b相连时,a为负极;c,d相连时,d上产生大量气泡;a,c相连时,电流由c经导线流向a;b、d相连时,电子由d经导线流向b,则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为( B )A.a>b>c>dB.a>c>d>bC .c>a>b>d D.b>d>c>a5.已知空气--锌电池的电极反应为:锌片:Zn +2OH-2e- = ZnO + H2O 石墨: O2+H2O+4e- = 4OH-根据此判断,锌片是( A )A.负极,并被氧化B. 负极,并被还原C.正极,并被氧化D.正极,并被还原6.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的电极反应是:Zn + Ag2O+H2O=2Ag +Zn(OH)2,则负极上发生反应的物质是( D )A.AgB. Zn(OH)2C. Ag2O D. Zn7.利用金属a(活动性比氢强)与碳棒b构成原电池,电解质溶液为稀硫酸, 关于此装置的下列说法中不正确的是( C )A.a为负极,b为正极B.碳棒上有气体逸出,溶液的pH增大C.导线上有电流,电流的方向从a到bD.反应后a极质量减少8、请你根据化学反应:Cu+2FeCl3 =CuCl2+2FeCl2设计原电池,并写出电极反应式。
负极(铜):Cu-2e =Cu 正极(石墨):2Fe +2e =2Fe2+9、将反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池,判断正负极并写出电极反应。
负极(铁):Fe-2e-=Fe2+正极(石墨):2Fe3+ + 2e-=3Fe2+10.燃料电池(新型电池)氢氧燃料电池(1)在酸性溶液中的电极反应(2)在碱性溶液中的电极反应负极: 2H2 - 4e- =4H+ 负极: 2H2 - 4e- + 4OH-=4H2O正极: O2+ 4H+ + 4e-=2H2O 正极: O2+2H2O + 4e-=4OH-11、下列叙述中,可以说明金属甲比乙活泼性强的是CA.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解,甲上有H2气放出;B.在氧化–还原反应中,甲比乙失去的电子多;C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极;D.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强12、下列制氢气的反应速率最快的是DA.纯锌和1mol/L 硫酸;B.纯锌和18 mol/L 硫酸C.粗锌和 1mol/L 硫酸D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO 4溶液13、在Cu-Zn 原电池中,200mLH 2SO 4 溶液的浓度为0.125mol/L , 若工作一段时间后,从装置中共收集到 0.168L 升气体,则流过导线的电子为_0.015 mol,溶液的pH 值为____4 -lg3.75_____?(溶液体积变化忽略不计)根据电极反应:Zn -2e-=Zn2+ 2H+ —— 2e ——H22H++2e- =H2↑ 2 2 22.4x x 0.168解得: x =0.015 (mol)c (H+)余=0.2×0.125×2-0.015/0.2=3.75×10-4(mol/L )pH =-lg3.75 ×10-4=4 -lg3.75 答:14、下列各情况,在其中Fe 片腐蚀由快到慢的顺序是213金属腐蚀的类型化学腐蚀 (无电流产生)电化腐蚀 析氢腐蚀(有电流产生)(常见普遍) 吸氧腐蚀15、“析氢”腐蚀 “吸氧”腐蚀阳极(负极): Fe – 2e- = Fe2+ 阳极(负极):Fe – 2e- = Fe2+ 阴极(正极):2H+ +2e- = H2 阴极(正极):O2 + 2H2O +4e- = 4OH- 2H2O = 2H+ + 2OH-总的过程:Fe+2H 2O = Fe(OH)2 + H 2↑Fe(OH)2进一步被氧化为Fe(OH)3, Fe(OH)3及其脱水产物Fe 2O 3·xH 2O 、Fe 2O 3等是红褐色铁锈的主要成分。
✧ 两种腐蚀同时存在,但钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀金属越活泼,越易失电子,化学腐蚀越严重材料活泼性差异越大,原电池反应越快,越易腐蚀原电池原理引起的腐蚀 > 化学腐蚀 > 有防护腐蚀16、(1)如图, 水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:若液面上升,则溶液呈中性或碱性,发生吸氧腐蚀,电极反应式为:(2)若液面下降,则溶液呈酸性,发生析氢腐蚀,电极反应式为:16、分析右图,按要求写出有关反应方程式:(1)、铁棒上的电极反应式为:2Fe–4e-=2Fe2+(2)、碳棒上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-(3)、溶液中发生反应的化学方程式2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)317、镍—镉可充电电池可发生如下反应Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,该电池的负极材料是DA.CdB.NiO(OH)C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)218、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。