2热化学、电化学、化学反应速率-学生

热化学
知识点1. 化学变化中的物质变化与能量变化.
物质变化的实质:旧化学键的断裂和新化学键的生成.
能量变化的实质:破坏旧化学键需要吸收能量,形成新化学键需要放出能量,化学反应过成中,在发生物质变化的同时必然伴随着能量变化.如下图:
也可以从物质能量的角度来理解: 概念:
1. 反应热: 化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成相应的
热量)来表示,叫反应热.
2. 放热反应: 化学反应过程中释放能量的反应叫放热反应.
3. 吸热反应: 化学反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应.
4.
燃烧热:25°C 、101kPa 时,1mol 纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热.单位:kJ/mol 或J/mol.
提示: (1)规定要在25°C,101kPa 下测出热量,因为温度、压强不定反应热的数值也不相同. (2)规定可燃物的物质的量为1mol.
(3)规定可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量为标准.所谓完全燃烧,是指物质中下列元素完全转化成对应的物质:C----CO 2 ,H----H 2O ,S----SO 2 ,N----N 2等. 5.
中和热:在稀溶液中,酸和碱发生反应时生成1molH 2O,这时的反应热叫做中和热.
提示: (1)必须是酸和碱的稀溶液,因为浓酸和浓碱在相互稀释的时候会放热;
(2)强酸和强碱的稀溶液反应才能保证中和热是57.3kJ/mol,而弱酸或弱碱在中和反应中电离吸收热量,其中和热小于57.3kJ/mol;
(3)以1mol 水为基准,所以在写化学方程式的时候应该以生成1mol
水为标准来配平
反应物总能量
生成物总能量
能量
其余物质的化学计量数.即H2O的系数为1.
常见的吸热反应和放热反应：
吸热反应：其特征是大多数反应过程需要持续加热，如CaCO3分解等大多数分解反应，H2和I2、S、P等不活泼的非金属化合，Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl固体反应，CO2和C的反应。

放热反应：燃烧、中和、金属和酸的反应、铝热反应等。

说明：吸热反应有的不需要加热如：Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl固体反应，多数需要加热，放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。

即反应的吸、放热与反应条件无关。

知识点2. 化学反应的焓变
概念：
1．焓：用于表示物质所具有的能量的这一固有性质的物理量，叫做焓。

2．化学反应的焓变：化学反应过程中反应物总能量与生成物总能量的变化叫做反应的焓变。

热化学研究表明，对于在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（同时可能伴随着反应体系体积的改变），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前后物质的焓的变化。

表达为：Q p＝△H
其中：Q p表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。

△H＝H（反应产物）－H（反应物）
△H为反应产物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变。

知识点3. 热化学方程式及其书写
概念：热化学方程式：能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方程式。

意义：既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。

书写注意事项：
（1）要注明反应物和生成物的聚集状态（若为同素异形体、要注明名称），因为物质呈现哪一种聚集状态，与它们所具有的能量有关，即反应物的物质相同，状态
不同，△H也不同。

（2）要注明反应温度和压强。

因为△H的大小和反应的温度、压强有关，如不注明，即表示在101kPa和25°C。

（3）热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数，而是表示物质的量，故化学计量数可以是整数，也可以是分数。

相同物质的化学反应，当化学计量数改变时，
其△H也同等倍数的改变。

（4）△H的表示：在热化学方程式中△H的“＋”“－”一定要注明，“＋”代表吸热，“－”
代表放热。

△H的单位是：kJ/mol或J/mol。

知识点4. 焓变的计算――盖斯定律及其应用
1.盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是几步完成，其反应热是相同的，也就是说，
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，而与具
体的反应进行的途径无关。

如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热
和该反应一步完成的反应热相同，这就是盖斯定律。

2.盖斯定律的应用
盖斯定律在科学研究中具有重要意义。

因为有些反应进行的很慢，有些反应不容易
直接发生，有些反应的产品不纯（有副反应发生），这给测定反应热造成了困难。

此时如果应用盖斯定律，就可以间接的把它们的反应热计算出来。

例如：
C（S）＋0.5O2（g）=CO(g)
上述反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2、O2供应不充分时，虽可生成CO，但
同时还部分生成CO2。

因此该反应的△H无法直接测得。

但是下述两个反应的△H
却可以直接测得：C（S）＋O2（g）=CO2(g)；△H1=-393.5kJ/mol
CO（g）＋0.5 O2（g）＝CO2(g) ；△H2＝-283.0kJ/mol 根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的△H。

分析上述反应的关系，即知
△H1＝△H2＋△H3
△H3＝△H1－△H2＝-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)
＝-110.5kJ/mol
由以上可知，盖斯定律的实用性很强。

3．反应热计算
根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据，可以计算一些反应的反应热。

(1)反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的，只要掌握了它们的定
义的内涵，注意单位的转化即可。

(2)关于热化学方程式的简单计算的依据
a热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比；还等于反应热之
比。

ｂ热化学方程式之间可以进行加减运算。

典题解悟
例1.下列说法正确的是
A.物质发生化学变化都伴随着能量变化
B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
例2.已知化学反应2C（s）＋O2（g）=2CO（g）、2CO（g）＋O2＝2 CO2（g）都是放热反应据此判断，下列说法不正确的是（其他条件相同）
A.12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量
B.56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量
C.12gC和32gO2所具有的总能量大于44g CO2所具有的总能量
D.将一定量的C燃烧、生成CO2比生成CO时放出的热量多
例3．已知热化学方程式：
（1）Fe2O3(s)＋3CO（s）＝2Fe（s）＋3CO2（g）；△H＝－25kJ/mol
（2）3Fe2O3(s)＋CO（s）＝2 Fe3O4(s)＋CO2（g）；△H＝－47kJ/mol
（3）Fe3O4(s)＋CO（s）＝4 FeO(s)＋CO2（g）；△H＝+19kJ/mol
写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式。

电化学
一．基础知识回顾
还原性：S2-〉I-〉Br-〉Cl-〉OH-〉SO42-、NO3-电化学解题策略:（P14）
1、认真审题，弄清是原电池还是电解池
（原电池:负失氧；电解池：正阳氧）；
2、若是电解池，看清阳极是惰是活；
3、突破关键（分析现象）；
4、抓住守恒（电子、电荷）
例1．依据氧化还原反应：
2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)
设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：
（1）电极X的材料是；
电解质溶液Y是；
（2）银电极为极，
发生的电极反应为；
X电极上发生的电极反
应为；
（3）外电路中的电子是
从电极流向电极。

例2．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（）
A.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
例3．如下图所示，哪个是原电池：________，哪个是电解池：________，电极反应分别为a：________，b：________，c：________，d：________。

例4.工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。

电解槽
内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。

①该电解槽的阳极反应式为；
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大；其原因是；
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出品（填写“A”或“B”）导出。

练习：
1. 某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为:
Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是:
A.放电时，负极上发生反应的物质是Fe.
B.放电时，正极反应是：NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2
C.充电时，阴极反应是：Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O
D.充电时，阳极附近pH值减小.
2. 下列说法正确的是（）
A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀
B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀
C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH
D.无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化
3. 金属防护的方法不正确的是（）
A.对健身器材涂油漆以防止生锈
B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈
C.用牺牲锌块的方法来保护船身
D.自行车的钢圈上镀上一层铬防锈
4. Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点
解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O 。

下列说法正确的是
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1mol 电子转移时，有0.1molCu 2O 生成。

5．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。

关于该电池的叙述正确的是
（ ）
A ．该电池能够在高温下工作
B ．电池的负极反应为：-+612622
C H O +6H O-24e =6CO +24H C ．放电过程中，+
H 从正极区向负极区迁移
D ．在电池反应中，每消耗1mol 氧气，理论上能生成标准状况下2CO 气体22.4
6
L
6. 镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。

镍氢电池的总反应式是：1/2 H 2+NiO(OH)Ni(OH)2。

根据此反应式判断，下列叙述中正
确的是 （ ）
A ．电池放电时，电池负极周围溶液的pH 不断增大
B ．电池放电时，镍元素被氧化
C ．电池充电时，氢元素被还原
D ．电池放电时，氢气是负极
7．关于电解NaCl 溶液，下列叙述正确的是
（ ）
A ．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B ．若在阳极附近溶液中滴入KI 溶液，溶液呈棕色
C ．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D ．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
8．下列叙述正确的是 （ ）
A ．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应
B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2
C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOH
D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
化学反应速率
例1．将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生反应：2A（气）+B（气）== 2C(气)，若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列几种说法：
用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol/(L·s) 用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol/(L·s) ●2s时物质A的转化率为70％❍2s时物质B的浓度为0.7 mol/L
其中正确的是（）
A. ●
B. ❍
C. ●
D.●❍
例2 已知反应A+3B=2C+D在某段时间内以A的浓度表示的化学反应速率为1mol/(L·min)，则此段时间内以C的浓度表示的化学反应速率为（）
A.0.5mol/(L·min)
B.1mol/(L·min)
C.2mol/(L·min)
D.3mol/(L·min)
例 3 在四个不同的容器中，采用不同条件进行合成氨反应，根据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是（）
A．用H2 表示的反应速率为0.1 mol/(L·min) B．用NH3表示的反应速率为0.3 mol/(L·min) C．用N2表示的反应速率为0.2mol/(L·min) D．用H2 表示的反应速率为0.3 mol/(L·min)
影响化学反应速率的因素（阅读P33）
例4 把下列四种X溶液分别加入四个盛有10ml，2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是
A．10℃ 20mL 3mol/L的X溶液 B．20℃ 30mL 2molL的X溶液
C．10℃ 10mL 4mol/L的X溶液 D．10℃ 10mL 2mol/L的X溶液
例5 铁片和稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是（）
A.加热
B.不用稀硫酸，改用98％浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液
D.不用铁片，改用铁粉
练习：
1．化学反应速率受条件的影响很大，下列肯定可以加快化学反应速率的措施是（）A．使用催化剂B．改变浓度C．升高温度D．降低温度
2．下列反应不属于可逆反应的是（）
A．工业上利用氮气和氢气合成氨气
B．水电解生成氢氧混和气体和氢氧混和气体爆炸生成水
C．密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压力下可以相互转化
D．密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定的条件下可以生成三氧化硫，同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气
3．当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等的时候，就达到了“化学平衡”。

对于化学平衡的下列说法中正确的是（）
①化学反应达到化学平衡时，反应物与生成物的浓度（含量）保持不变；②化学反应达
到化学平衡时，整个反应处于停滞状态；③影响化学平衡的外界条件发生改变，平衡状态就会被破坏。

A．只有①B．只有①②C．只有①③D．①②③
4．化学反应速率是有单位的，下列表示的是化学反应速率的单位的是（）A．mol/min B．mol/s C．mol/L D．mol/(L·s)
5．在一个2L的容器中，放入2mol气体A，5分钟后，测得这种气体A还剩余0.5mol，该反应中气体A的化学反应速率是（）
A．1.5mol/(L·min) B．0.15mol/(L·min)
C．0.75mol/(L·min) D．0.075mol/(L·min)
6．下列反应中，产生氢气速度最快的是（）A．常温下铝与6mol/L的硝酸B．常温下镁与3mol/L的醋酸
C．常温下铁与3mol/L的盐酸D．常温下镁与3mol/L的硫酸
7．化学反应A（g）＋3B（g）2C（g）＋2D（g），在下列四个选项中是不同的情况下测得的不同物质的反应速率，其中表示该化学反应的反应速率最快的是（）A．υ（A）＝0.2mol(L·min) B．υ（B）＝0.45 mol(L·s)
C．υ（C）＝0.45 mol(L·min) D．υ（D）＝0.35 mol(L·min)
8．可逆反应2A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g)在四种不同条件下的反应速率分别为：①
υ(A)=0.5mol·L-1·s-1；②υ(B)=0.6mol·L-1·s-1；③υ(C)=0.35mol·L-1·s-1；
④υ(D)=0.4mol·L-1·s-1，则该反应在不同条件下反应速率最快的是( )
A．①B．②C．③D．④。