《化学反应原理》知识点总结整理(超全)-化学反应原理知识总结
- 格式:doc
- 大小:445.00 KB
- 文档页数:14
第六章化学反应与能量第1课时基本概念一课过知识点一焓变、热化学方程式1.化学反应的实质与特征2.焓变、反应热(1)焓(H)用于描述物质所具有能量的物理量。
(2)焓变(ΔH)ΔH=H(生成物)-H(反应物),单位kJ·mol-1。
(3)反应热当化学反应在一定温度下进行时,反应所放出或吸收的热量,通常用符号Q表示,单位kJ·mol-1。
(4)焓变与反应热的关系对于等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能,则有:ΔH=Q p。
(5)反应热、活化能图示①在无催化剂的情况下,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2。
②催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小。
3.吸热反应与放热反应(1)从能量高低角度理解反应物的总能量大于生成物的总能反应物的总能量小于生成物的总能(3)常见的放热反应与吸热反应的还有发光、放电等。
②化学反应表现为吸热或放热,与反应的条件没有必然关系,而是取决于反应物和生成物具有的总能量(或焓)的相对大小。
③化学反应表现为吸热或放热,与反应开始时是否需要加热无关。
需要加热的反应不一定是吸热反应,如C +O 2=====点燃CO 2为放热反应;不需要加热的反应也不一定是放热反应,如Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应为吸热反应。
4.热化学方程式(1)概念表示参加反应的物质的量和反应热关系的化学方程式。
(2)意义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。
(3)书写步骤知识点二燃烧热、中和热、能源1.燃烧热2.中和热(1)中和热的概念及表示方法(2)中和热的测定①装置②计算公式(以50 mL 0.5 mol·L -1盐酸与50 mL 0.55 mol·L -1 NaOH 溶液反应为例)ΔH =-0.418(t 2-t 1)0.025 kJ·mol -1t 1——起始温度,t 2——终止温度。
化学化工知识点总结化学化工是现代工业发展中的重要组成部分,涉及到生产、加工和利用化学物质的过程。
化学化工工艺需要掌握大量的知识,包括化学原理、化学反应、材料科学、能源科学、环境科学等多个学科的知识。
在本文中,我们将从基本概念、化学反应和工艺、材料科学、环境保护等方面对化学化工知识点进行总结。
一、基本概念1.化学原理化学原理是化学化工的基础,它包括化学元素、化学键、化学反应等基本概念。
化学元素是组成物质的基本成分,目前已知的元素有118种,它们以元素符号表示,如氢元素用H 表示。
化学键是原子间的连接,包括离子键、共价键、金属键等。
化学反应是指物质之间发生的化学变化,包括合成反应、分解反应、置换反应和氧化还原反应等。
化学原理的研究可以为化学化工的工艺设计和改进提供依据。
2.材料科学材料科学是研究材料的结构、性能和应用的学科,它是化学化工的重要组成部分。
材料包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料等。
金属材料是一类具有金属特性的材料,如铁、铜、铝等。
无机非金属材料是指除金属材料以外的非金属材料,包括石英、氧化铝、二氧化硅等。
有机高分子材料是指由含碳的有机分子构成的材料,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
复合材料是由两种或多种材料组合而成的材料,具有多种优异的性能。
3.工程热力学工程热力学是研究能量转化和热力过程的科学,它是化学化工的基础学科之一。
工程热力学的主要内容包括热力循环、制冷循环、燃烧热力学、传热传质等。
热力循环是指通过工质对能量进行传递和转化的过程,包括卡诺循环、布雷顿循环、斯特林循环等。
制冷循环是指通过制冷剂对热能进行传递和转化的过程,常见的制冷循环有蒸发制冷循环、气体制冷循环、吸收制冷循环等。
燃烧热力学是研究燃料燃烧和能量转化的科学,包括煤、油、天然气等燃料的燃烧过程和热值计算。
传热传质是研究热量和质量在不同介质之间传递和转移的过程,包括传热方式、传热计算、传质计算等。
二、化学反应和工艺1.化学反应机理化学反应机理是指化学反应的过程和原理,它包括反应速率、反应动力学、反应平衡等。
高中化学知识点总结(最全版)
化学是一门研究物质组成、性质和变化规律的科学。
下面是高中化学的知识点总结,涵盖了各个方面的内容。
1. 原子结构
- 元素、原子、分子的概念
- 电子结构:电子云模型、能级概念、电子排布规则
2. 化学键
- 离子键、共价键、金属键的概念
- 杂化轨道和化学键的形成
- 分子轨道理论
3. 物质的量和化学反应
- 摩尔概念和摩尔质量
- 化学方程式、平衡常数和速率常数
- 反应速率和速率方程
4. 酸碱和盐
- 酸碱理论:Arrhenius理论、Brønsted-Lowry理论- 中和反应和盐的生成
- 强酸强碱的性质
5. 氧化还原反应
- 氧化还原的概念和电子转移
- 氧化剂和还原剂的判别
- 电化学和电池的原理
6. 化学平衡
- 平衡的定义和特征
- 平衡常数和Le Chatelier原理
- 溶液的酸碱平衡和氧化还原平衡
7. 溶液和溶解性
- 溶液的组成和分类
- 溶解度和溶解过程
- 饱和溶液和溶解度曲线
8. 化学反应速率
- 反应速率的实验测定
- 影响反应速率的因素
- 反应速率与能量变化的关系
9. 高能化合物
- 化学能和反应热
- 燃烧反应和燃烧热
- 异常热效应和热力学定律
这些是高中化学的核心知识点总结,希望对你的研究有所帮助。
《化学反应与能量变化》知识点化学反应是物质间相互作用的过程,这一过程可以使物质的成分和性质发生改变。
每一种化学反应都會涉及到能量变化,能量的产生和消耗,是影响化学反应过程的主要因素之一。
本文将深入探讨化学反应与能量变化的关系。
一、化学反应中的能量变化化学反应中会有所谓的反应热、放热和吸热等反应现象。
热量在化学反应中的作用非常重要,因为它决定着反应的方向和速率。
反应热是指在常压下,化学反应过程中释放或吸收的热量,一般用化学符号ΔH表示。
反应热可以是负数,表示反应释放热量;也可以是正数,表示反应吸收热量。
当化学反应放热时,ΔH是负数,称作放热反应或自发反应;当放热反应很强烈时,会产生爆炸、火花等现象。
反之,当化学反应吸热时,ΔH是正数,称作吸热反应或非自发反应。
吸热反应需要在一定的条件下才能进行,例如加热、分解、电解等。
二、化学反应的热化学计算化学反应的热化学计算是指利用热量平衡原则计算化学反应过程中的各种热量变化量。
在热化学计算中,常用的计算方法有热容法和焓变法。
热容法是指通过测量各个化学物质的热容和温度变化,推导出反应热的计算方法。
它的计算过程虽然简单,但它不太适合于反应系统发生状态变化的情况。
焓变法是热化学计算中的另外一种主要方法。
通过测定反应前后各种化学物质的标准热焓,用热力学第一定律计算合成或分解反应过程中的焓变,推导出反应热的计算方法。
它的计算过程需要一定的复杂化学物质的相关数据,可靠性比较高。
三、热力学法则和能量转化热力学法则是指在化学反应中,物质间能量的转化满足一些基本的规则。
其中比较知名的热力学法则包括热力学第一定律和第二定律。
热力学第一定律是能量守恒的规律,在化学反应中能量始终守恒,既不会减少,也不会增加。
因此,我们在计算反应热的过程中要确保能量的平衡性。
热力学第二定律是指物理过程从高能状态向低能状态不可逆的趋向。
在化学反应过程中,能量的转化同样也是不可逆的,化学反应只能进行到能量平衡的状态。
化学反应平衡与高三化学一轮复习知识点化学反应平衡是什么意思对于任一可逆的化学反应,在一定条件下达到化学平衡状态 (equilibrium) 时,体系中各反应物和生成物的物质的量不再发生变化,其活度熵为一定值。
化学反应平衡的标志是化学反应体系内的各物质的浓度不再随时间的变化而变化。
因此建立平衡后,各物质的浓度就不发生改变了。
反过来说,如果化学反应达到平衡后,各物质的浓度不再发生改变,则平衡就没有发生移动。
例如在一个装满水的杯子中,加入多少水就会有多少水流出,加入的水和流出的水始终相等,化学反应平衡也是这样,就是生成的物质等于被消耗的物质,所以物质的质量始终不变化。
其平衡遵循化学平衡常数。
平衡状态的特征:(针对同一种物质)逆:化学平衡状态只是讨论可逆反应形成的一种状态等:正反应逆反应速率相等,正逆反应中物质的速率之比等于化学计量数之比动:化学平衡是一种动态平衡定:在平衡混合物中,各组成成分的含量保持一定变:化学平衡是在一定条件下的平衡状态和平衡体系,任一条件改变,都可能引起平衡移动同:对于一个可逆反应来说,如果外界条件不变时,无论采取任何途径,最后平衡状态相同一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
即:化学平衡的根本标志是V(正)=V(逆):一定条件下的可逆反应:某物质的消耗速率等于该物质的生成速率;说明该反应达平衡。
因为反应速率之比等于方程式的系数比。
所以要描述一个可逆反应达平衡,必须一个描述正反应,一个描述逆反应,且描述的量之比等于方程式的系数比。
条件判断(一)有气体参加或生成的反应(1)平均摩尔质量M=m(总)/n(总)① 如果全为气体:A:在密闭容器中,如果不是等体积反应:例:如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)其平均摩尔质量M一定,可以说明该反应达平衡。
(因为全是气体,所以气体的总质量m 不变;假设平衡左移,气体总物质的量增大,假设平衡右移,气体总物质的量减小,即平衡移动,M一定改变)B:在密闭容器中,如果是等体积反应:例如I2(g)+H2(g)2HI(g)其平均摩尔质量M一定,不能说明该反应达平衡。
化学还原反应知识点总结还原反应的基本概念还原反应是氧化还原反应的一个重要子类,氧化还原反应是指在一个化学反应中,发生的电子的转移过程。
在还原反应中,一种物质失去电子,而另一种物质获得电子。
典型的还原反应通常涉及金属和非金属之间的反应,或者涉及含氧物质的反应。
还原反应的表示方式还原反应通常可以用化学方程式来表示。
在这个过程中,发生还原的物质被称为还原剂,而发生氧化的物质被称为氧化剂。
还原反应的化学方程式通常采用氧化数(氧化状态)的变化来表示反应过程。
例如,将氯气和氢气反应的化学方程式可以表示为:Cl2 + H2 → 2HCl在这个反应中,氯气(Cl2)是氧化剂,因为它接受了氢气(H2)的电子,并发生了还原。
氢气是还原剂,因为它失去了电子,从而导致了氯气的还原。
还原反应的能量变化在还原反应中,通常伴随着化学能的释放或吸收。
这是因为在电子的转移过程中,原子核和电子之间的相互作用的变化导致了化学能的变化。
在一些还原反应中,释放的化学能量以热能的形式释放出来,使反应物的温度升高。
在其他反应中,化学能量以其他形式释放出来,例如光线、声音等。
还原反应的应用还原反应在生活和工业生产中有很多应用。
最常见的应用之一就是金属的提取。
在冶金过程中,金属矿石通常需要经过还原反应才能提取出金属,例如铝矾土经过电解还原可以得到铝。
此外,还原反应还用于电镀、炼钢、焊接等工业生产过程中。
在日常生活中,还原反应也存在着一些应用,例如食品加工、药物生产等。
还原反应的实验方法实验中可以通过硫酸铜和铁末反应来证明还原反应。
实验过程中将硫酸铜加热至放出蓝色热的状态,然后加入一些铁末,可以观察到溶液的颜色逐渐变浅变为无色,还有大量棕色的沉淀产生。
还原反应的方程式是:Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu在这个反应中铁末失去了电子,从而被氧化成了二价铁离子,而铜离子则接受了铁末的电子,还原成了纯铜。
所以在整个反应过程中,铁末是还原剂,而硫酸铜是氧化剂。
化学反应的知识点化学反应是指物质之间发生的化学变化过程,是化学学科的核心内容之一。
本文将介绍化学反应的基本概念、反应类型、化学方程式、反应速率和平衡等知识点。
一、化学反应的基本概念化学反应是指物质之间发生的化学变化过程。
在化学反应中,原有物质被转化为新的物质,伴随着能量的吸收或释放。
化学反应是由原子、离子或分子间的相互作用引起的。
二、反应类型化学反应可以分为以下几种类型:1. 合成反应:两个或多个物质反应生成一个新物质的过程。
例如:2H2 + O2→ 2H2O。
2. 分解反应:一个物质分解为两个或多个物质的过程。
例如:2H2O → 2H2 +O2。
3. 双替反应:两个化合物中的阳离子和阴离子之间交换位置的过程。
例如:AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3。
4. 氧化还原反应:涉及物质的电子转移过程。
氧化是指物质失去电子,还原是指物质获得电子。
例如:2Na + Cl2 → 2NaCl。
5. 酸碱中和反应:酸和碱反应生成盐和水的过程。
例如:HCl + NaOH → NaCl + H2O。
三、化学方程式化学方程式是用化学符号和化学式表示化学反应的过程。
化学方程式由反应物、生成物和反应条件组成。
例如:2H2 + O2 → 2H2O。
化学方程式要满足以下几个基本原则:1. 质量守恒原则:反应物质的质量在反应前后保持不变。
2. 电荷守恒原则:反应物质中正电荷和负电荷的总数在反应前后保持不变。
3. 原子数守恒原则:反应物质中各种元素的原子数在反应前后保持不变。
四、反应速率反应速率是指化学反应中反应物消耗或生成的速度。
反应速率受到以下因素的影响:1. 温度:温度的升高会使反应速率加快。
2. 浓度:反应物浓度的增加会使反应速率加快。
3. 催化剂:催化剂可以降低反应的活化能,从而加快反应速率。
4. 表面积:反应物的表面积增大会使反应速率加快。
五、化学反应的平衡化学反应在一定条件下会达到平衡态。
平衡态是指反应物和生成物浓度或物质的活性不再发生明显变化的状态。
化学反应速率及化学平衡知识点总结一、化学反应速率1. 反应速率的概念反应速率是指单位时间内反应物消耗的量或生成物的量。
在化学反应中,反应速率可以用反应物的浓度变化的速度表示。
反应速率的单位可以是摩尔/升·秒或者克/升·秒。
2. 反应速率与浓度的关系当反应物浓度增加时,反应速率也会增加。
在大多数情况下,反应速率与反应物浓度的关系是正相关的。
3. 影响反应速率的因素反应速率受到温度、浓度、催化剂等因素的影响。
温度升高可以增加反应速率,因为分子的热运动更加剧烈;浓度的增加也会增加反应速率,因为反应物更容易相遇;催化剂可以降低反应的活化能,从而提高反应速率。
4. 反应速率方程式在化学反应中,反应速率可以用反应物的浓度变化来描述,具体可以用化学反应速率方程式表示,反应速率方程式如下所示:速率 = k[A]^m[B]^n其中,k为速率常数,A和B分别表示反应物的浓度,m和n分别表示反应物的反应级别。
二、化学平衡1. 化学平衡的定义化学平衡是指在封闭容器中,化学反应达到一定条件下,反应物和生成物的浓度达到一定比例时达到的状态。
在化学平衡状态下,反应物和生成物的浓度保持不变,但是反应仍在进行。
2. 平衡常数平衡常数是反应物浓度与生成物浓度的比例的乘积的值,在一定温度下为固定值。
平衡常数的大小可以判断反应的方向,当平衡常数大于1时,生成物浓度较大;当平衡常数小于1时,反应物浓度较大。
3. 影响化学平衡的因素温度、压力等因素可以影响化学平衡。
提高温度会使平衡常数发生变化,导致反应方向发生改变;改变压力也会影响平衡常数的数值,从而导致反应方向的改变。
4. 利用Le Chatelier原理进行平衡调节Le Chatelier原理指出,当外界对于系统的影响发生变化时,系统会偏离平衡态,从而在适当的条件下重新达到平衡。
利用Le Chatelier原理可以调节化学系统达到所需的平衡状态。
总结:化学反应速率和化学平衡是化学中重要的知识点,了解和掌握这些知识有助于理解化学反应的过程和规律,对于进一步深入学习化学及应用化学知识具有重要意义。
化学反应的重要原理与知识点化学反应是化学学科的核心内容,它研究物质之间的相互转化过程。
在化学反应中,有一些重要的原理和知识点需要我们了解和掌握。
本文将介绍化学反应的一些基本原理和知识点,帮助读者更好地理解和应用化学反应。
首先,化学反应的基本原理是质量守恒定律和能量守恒定律。
质量守恒定律指出,在化学反应中,反应物的质量总和等于生成物的质量总和,质量不会凭空消失或增加。
能量守恒定律指出,在化学反应中,反应物和生成物的能量总和保持不变,能量只能从一种形式转化为另一种形式。
其次,化学反应的速率与反应物浓度、温度、催化剂等因素有关。
反应物浓度越高,反应速率越快;温度越高,反应速率越快;催化剂可以降低反应的活化能,从而提高反应速率。
这些因素的变化会影响反应速率的快慢,从而影响化学反应的进行。
此外,化学反应的平衡是化学反应过程中一个重要的概念。
化学反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度不再发生明显变化,但反应仍在进行。
平衡常数是描述平衡状态的指标,它与反应物浓度的比例有关。
平衡常数越大,反应偏向生成物;平衡常数越小,反应偏向反应物。
平衡常数的大小可以通过化学方程式和浓度计算得出。
此外,化学反应中还有一些重要的类型,如酸碱中和反应、氧化还原反应、置换反应等。
酸碱中和反应是指酸和碱反应生成盐和水的过程,如HCl与NaOH反应生成NaCl和H2O。
氧化还原反应是指物质失去电子的过程称为氧化,物质获得电子的过程称为还原,如2Na + Cl2反应生成2NaCl。
置换反应是指元素或基团在化合物中位置的变化,如CuSO4 + Zn反应生成Cu + ZnSO4。
最后,化学反应的速率可以通过速率方程来描述。
速率方程是反应速率与反应物浓度的关系式,它可以由实验数据得出。
速率方程中的指数称为反应级数,反应级数可以告诉我们反应速率对于反应物浓度的敏感程度。
速率方程的研究可以帮助我们理解和控制化学反应的速率。
综上所述,化学反应的重要原理和知识点包括质量守恒定律、能量守恒定律、反应速率与反应物浓度、温度、催化剂的关系、化学反应的平衡、平衡常数、酸碱中和反应、氧化还原反应、置换反应以及速率方程等。
学习必备 欢迎下载 高三化学《化学反应原理》知识清单 第一章化学反应与能量变化 一、焓变、反应热 要点一:反应热(焓变)的概念及表示方法 化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热量来描述,叫做反应热,又称焓变,符号为ΔH,单位为kJ/mol,规定放热反应的ΔH为“—”,吸热反应的ΔH为“+”。 特别提醒:(1)描述此概念时,无论是用“反应热”、“焓变”或“ ΔH”表示,其后所用的数值必须带“+”或“—”。 (2)单位是kJ/mol,而不是kJ,热量的单位是kJ。 (3)在比较大小时,所带“+”“—”符号均参入比较。 要点二:放热反应和吸热反应 1.放热反应的ΔH为“—”或ΔH<0 ;吸热反应的ΔH为“+”或ΔH >0 ∆H=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量) ∆H=E(反应物的键能)- E(生成物的键能) 2.常见的放热反应和吸热反应 ①放热反应:活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应。 ②吸热反应:多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳的反应 3.需要加热的反应,不一定是吸热反应;不需要加热的反应,不一定是放热反应 4.通过反应是放热还是吸热,可用来比较反应物和生成物的相对稳定性。 如C(石墨,s) C(金刚石,s) △H3= +1.9kJ/mol,该反应为吸热反应,金刚石的能量高,石墨比金属石稳定。 二、热化学方程式的书写 书写热化学方程式时,除了遵循化学方程式的书写要求外,还要注意以下几点: 1.反应物和生成物的聚集状态不同,反应热的数值和符号可能不同,因此必须注明反应物和生成物的聚集状态,用s、l、g分别表示固体、液体和气体,而不标“↓、↑”。 2.△H只能写在热化学方程式的右边,用空格隔开,△H值“—” 表示放热反应, △H值“+”表示吸热反应;单位为“kJ/mol”。 3.△H的值要与热化学方程式中化学式前面的化学计量数相对应,如果化学计量数加倍,△H也要加倍。 4.正反应若为放热反应,则其逆反应必为吸热反应,二者△H的数值相等而符号相反。 三、燃烧热、中和热、能源 要点一:燃烧热、中和热及其异同 1.燃烧热指的是1 mol可燃物燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,注意:稳定的化合物,如H2→H2O(l)而不是H2O(g)、 C→CO2(g)而不是CO 、S→SO2(g)而不是SO3。 2.中和热是指酸、碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol水所放出的热量。注意:弱酸、弱碱电离出H+、OH-需要吸收热量,故所测定中和热的数值偏小;浓硫酸与碱测定中和热时,因浓硫酸释稀要放热,故测定的中和热的数值偏大。 3.因燃烧热、中和热是确定的放热反应,具有明确的含义,故在表述时不用带负号,如CH4
的燃烧热为890KJ/mol。
4.注意表示燃烧热的热化学方程式和燃烧的热化学方程式;表示中和热的热化学方程式和表示中和反应的热化学方程式的不同。燃烧热以可燃物1mol为标准,且燃烧生成稳定的化 合物;中和热以生成1mol水为标准。 要点二:能源 学习必备 欢迎下载 新能源的开发与利用,日益成为社会关注的焦点,因此,以新型能源开发与利用为背景材料 考查热化学方程式的书写及求算反应热,已成为高考命题的热点。 关于能源问题,应了解下面的几个问题: (1)能源的分类:常规能源(可再生能源,如水等,非再生能源,如煤、石油、天然气等);新能源(可再生能源,如太阳能、风能、生物能;非再生能源,如核聚变燃料) (2)能源的开发;①太阳能:每年辐射到地球表面的能量为5×1019kJ,相当于目前全世界能量消耗的1.3万倍。②生物能:将生物转化为可燃性的液态或气态化合物,再利用燃烧放热。③风能:利用风力进行发电、提水、扬帆助航等技术,风能是一种可再生的干净能源。④地球能、海洋能。 四、反应热的求算 1.由盖斯定律:化学反应不管是一步完成还是分步完成,其反应热总是相同的。也就是说,化学反应热只与反应的始态和终态有关,而与具体反应的途径无关。 2.反应热的数值等于E(形成新键释放的总能量)与E(断键所吸收的总能量)之差,放热反应△H的符号为“—”,吸热反应△H的符号为“+”。 五、原电池的工作原理 1.将化学能转变为电能的装置叫做原电池,它的原理是将氧化还原反应中还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂,使氧化还原反应分别在两极上进行。 2.原电池的形成条件:(如下图所示) (1)活泼性不同的电极材料 (2)电解质溶液 (3)构成闭合电路(用导线连接或直接接触)(4)自发进行的氧化还原反应
特别提醒:构成原电池的四个条件是相互联系的,电极不一定参加反应,电极材料不一定都是金属,但应为导体,电解质溶液应合理的选取。 3.判断原电池正负极常用的方法 负极:一般为较活泼金属,发生氧化反应;是电子流出的一极,电流流入的一极;或阴离子定向移动极;往往表现溶解。 正极:一般为较不活泼金属,能导电的非金属;发生还原反应;电子流入一极,电流流出一极;或阳离子定向移向极;往往表现为有气泡冒出或固体析出。 4.原电池电极反应式书写技巧 (1)根据给出的化学方程式或题意,确定原电池的正、负极,弄清正、负极上发生反应的具体物质 (2)弱电解质、气体、难溶物均用化学式表示,其余以离子符号表示,写电极反应式时,要遵循质量守恒、元素守恒定律及正负极得失电子数相等的规律,一般用“=”而不用“→” (3)注意电解质溶液对正、负极反应产物的影响,正、负极产物可根据题意或化学方程式加以确定 学习必备 欢迎下载 (4)正负电极反应式相加得到原电池的总反应式,通常用总反应式减去较易写的电极反应式,从而得到较难写的电极反应式。 5.原电池原理的应用 (1)设计原电池(这是近几年高考的命题热点) (2)加快了化学反应速率:形成原电池后,氧化还原反应分别在两极进行,使反应速率增大,例如:实验室用粗锌与稀硫酸反应制取氢气;在锌与稀硫酸反应时加入少量的CuSO4
溶液,能使产生H2的速率加快
(3)进行金属活动性强弱的比较 (4)电化学保护法:即金属作为原电池的正极而受到保护,如在铁器表面镀锌 六、化学电源 1.各类电池 (1)干电池(属于一次电池) ①结构:锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。 ②电极反应 负极:Zn-2e-=Zn2+ 正极:2NH4++2e-=2NH3+H2 (2)铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池) ① 结构:铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。 ②A.放电反应 负极: Pb-2e-+ SO42- = PbSO4 正极: PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O B.充电反应 阴极:PbSO4 +2e-= Pb+ SO42- 阳极:PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-
总式:Pb + PbO2 + 2H2SO4 放电===充电2PbSO4 + 2H2O (3)锂电池 ① 结构:锂、石墨、固态碘作电解质。 ②电极反应 负极: 2Li-2e- = 2Li+ 正极: I2 +2e- = 2I- 总式:2Li + I2 = 2LiI (4)铝、空气燃料电池 以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。电极反应:铝是负极 4Al-12e-== 4Al3+; 石墨是正极 3O2+6H2O+12e-==12OH- 2. 燃料电池正极反应式的书写 因为燃料电池,正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应,现将与电解质有关的五种情况归纳如下。 ⑴电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸) 正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。 ⑵电解质为中性或碱性电解质溶液(如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液) 正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。 ⑶电解质为熔融的碳酸盐(如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物) 在熔融的碳酸盐环境中,正极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32-。 ⑷电解质为固体电解质(如固体氧化锆—氧化钇) 该固体电解质在高温下可允许O2-离子在其间通过,故其正极反应式应为O2+4e-=2O2-。 综上所述,在书写正极反应式时,要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。 3. 常见燃料电池电极反应式的书写 (1)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: a. 电解质是KOH溶液(碱性电解质) 负极:H2 – 2e- + 2OH— === 2H2O 正极:O2 + H2O + 4e- === OH— 学习必备 欢迎下载 b. 电解质是H2SO4溶液(酸性电解质) 负极:H2 –2e- === 2H+ 正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O c. 电解质是NaCl溶液(中性电解质) 负极:H2 – 2e- === 2H+(氧化反应) 正极:O2 + H2O + 4e- === 4OH— 说明:1、碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2、.水溶液中不能出现O2- 3、中性溶液反应物中无H+ 和OH-— 4、酸性溶液反应物、生成物中均无OH- (2) 甲醇燃料电池 a. 碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液) 正极:3O2 + 12e- + 6H20=== 12OH- 负极:2CH3OH – 12e- + 16OH— === 2CO32- +12H2O 总反应方程式 2CH3OH + 3O2 + 4KOH === 2K2CO3 + 6H2O b. 酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液) 正极:3O2 + 12e-- + 12H+ == 6H2O (注:乙醇燃料电池与甲醇 负极:2CH3OH –12e- +2H2O==12H++2CO2 燃料电池原理基本相同) 总反应式 2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O (3)CO燃料电池 (总反应方程式均为: 2CO + O2 = 2CO2) a. 熔融盐(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气) 正极: O2 + 4e- + 2CO2 = 2CO32-- 负极: 2CO+2CO32- – 4e- ==4CO2 b. 酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液) 正极: O2 + 4e-- + 4H+ == 2H2O 负极: 2CO – 4e- + 2H2O == 2CO2 +4H+ (4) 肼燃料电池(铂为两极、电解液KOH溶液) 正极: O2 + 2H2O + 4e- == 4OH— 负极: N2H4 + 4OH— -- 4e- == N2 + 4H2O 总反应方程式 N2H4 + O2=== N2 + 2H2O (5) 甲烷燃料电池 a.碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液) 正极: 2O2 + 2H2O + 8e- == 8 OH— 负极: CH4 + 10OH—-- 8e- == CO32- + 7H2O 总反应方程式 CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O b. 酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液) 正极: 2O2 + 8e- + 8H+ == 4H2O 负极: CH4 -- 8e- + 2H2O == 8H+ + CO2 总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O (6)丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷、电解液有三种) a. 电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)总反应方程式 C3H8 + 5O2 ===3CO2 +4H2O 正极 : 5O2 + 20e- + 10CO2 == 10CO32- 负极 :C3H8 -- 20e-+ 10CO32- == 3CO2 + 4H2O b. 酸性电解质 (电解液H2SO4溶液)总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O 正极 :5O2 + 20e- + 26H+ == 10H2O 负极:C3H8 -- 20e- + 6H2O == 3CO2 +20 H+ c. 碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液) 正极 :5O2+ 20e- + 10H2O == 20OH— 负极:C3H8 -- 20e-+ 26 OH— == 3CO32- + 17H2O 总反应方程式 C3H8 + 5O2 +6KOH === 3K2CO3 + 7H2O (7)乙烷燃料电池 (铂为两极、电解液KOH溶液) 正极 :7O2+ 28e- + 14H2O == 28OH— 负极:2C2H6 -- 28e-+ 36 OH— == 4CO32- + 24H2O 总反应方程式 2C2H6 + 7O2 + 8KOH === 4K2CO3 + 10H2O 七、电解原理及规律