反应热与电化学
广东高三化学专题复习之反应热、电化学(打印版)
高三化学专题复习之反应热、电化学考点一:反应热1、25℃、101kPa 下: ①)()(21)(222s O Na g O s Na ==+111414-⋅-=∆mo kJ H ②)()()(2222s O Na g O s Na =+ 12511-⋅-=∆mol kJ H 下列说法正确的是A .①和②产物的阴、阳离子个数比不相等B .①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同C .常温下Na 与足量O 2反应生成Na 2O ,随温度升高生成Na 2O 的速率逐渐加快D. 25℃、101 kPa 下,)(2)(2)(222s O Na s Na s O Na =+ 11317-⋅-=∆mokJ H 2、金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在燃烧过程中氧气不足时生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
(1)等量金刚石和石墨完全燃烧,___________(填“金刚石”或“石墨”)放出热量更多,写出表示石墨燃烧热的热化学方程式:_______________。
(2)在通常状况下,金刚石和石墨,____(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,写出石墨转 化为金刚石的热化学方程式:______________________。
(3)12g 石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36g ,该过程放出的热量为____kJ 。
3、(1)肼(N 2H 4)是火箭发动机的一种燃料,反应时N 2O 4为氧化剂,生成N 2和H 2O(g)。
已知:)()(2)(4222g O N g O g N ==+ )1(17.81-⋅+=∆mo kJ H )(2)()()(22242g O H g N g O g H N +==+ )2(7.5341-⋅-=∆mol kJ H请写出肼跟N 2O 4反应的热化学反应方程式:___________________________。
(2)己知:-++=e g O g O )()(22 1117.1175-⋅+=∆mo kJ H)()(66g PtF e g PtF --=+ 1211.771-⋅-=∆mokJ H )()()(6262g PtF g O s PtF O -+-++== 132.482-⋅+=∆mol kJ H则反应)()()(6262s PtF O g PtF g O -+=+的△H=__________11-⋅mokJ(3)已知H 2(g)==2H(g) 111436-⋅+=∆mo kJ HN 2(g)==2N(g) 121946-⋅+=∆mo kJ H)()(31)(3g H g N g NH +==131391-⋅+=∆mo kJ H 则N 2(g)和H 2(g)反应生成NH 3(g)的热化学方程式为___________________________4、某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以+4NH 和O H NH 23⋅的形式存在,该废水的处理流程如下:(1)过程I :加NaOH 溶液,调节pH 至9后,升温至30℃,通空气将氨赶出并回收。
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。
选修四知识点(反应热、化学平衡、电化学)
反应热一、吸热或放热反应吸热反应:生成物的能量>反应物的能量,放热反应:生成物的能量<反应物的能量,如下图。
二、反应热概念:某一化学反应放出或吸收的热量。
符号:△H 单位:kJ/mol -1吸热反应:△H>0,放热反应:△H<0。
三、键能概念:断开1mol 化学键需要的能量。
例:H﹣H 化学键的键能为436kJ/mol -1单位:kJ/mol -1四、能量、键能与稳定性的关系能量越低,键能越高,稳定性越好。
五、催化剂与△H 的关系催化剂的加入不改变△H 的数值,降低的是活化能。
六、键能与△H 的关系△H=反应物键能之和-生成物键能之和例:CO(g)+2H 2(g)=CH 3OH(g)△H 注意:CH 3OH 的结构:H-C-O-H已知相关的化学键键能数据如上:化学键H﹣H C﹣O C≡O H﹣O C﹣H E/(kJ/mol -1)4363431076465413由此计算△H=-99kJ/mol。
解:△H=E C≡O +2E H﹣H -(3E C﹣H +E C﹣O +E H﹣O )△H=1076kJ.mol -1+2×436kJ.mol -1-(3×413+343+465)kJ.mol -1=-99kJ.mol -1七、热反应方程式概念:在化学方程式的物质后面加上状态符号,在方程式的后面加上△H 的方程式。
例:CH 4(g)+2O 2(g)=CO 2(g)+2H 2O(g)△H=-890.3kJ/mol气态(g)液态(l)固态(s)溶液(aq)放热反应吸热反应加入催化剂后的曲线HH注意:热反应方程式中可以出现分数的。
例:C 6H 5COOH(s)+15/2O 2(g)=7CO 2(g)+3H 2O(l)△H=-3226KJ/mol八、燃烧热概念:指1mol 物质与氧气进行完全燃烧反应生成稳定氧化物时放出的热量。
例:H 2(g)+1/2O 2(g)=H 2O(l);ΔH=-285.8kJ·mol -1注意:稳定氧化物有:H 2O(l)CO 2(g)SO 2(g)不稳定氧化物有:H 2O(g)CO(g)CO 2(l)SO 2(l)九、盖斯定律计算△H例:利用CO 2和CH 4重整可制合成气(主要成分为CO、H 2),已知重整过程中部分反应的热化学方程式为:①CH 4(g)═C(s)+2H 2(g)△H=+75.0KJ•mol -1②CO 2(g)+H 2(g)═CO(g)+H 2O(g)△H=+41.0KJ•mol -1③CO(g)+H 2(g)═C(s)+H 2O(g)△H=-131.0KJ•mol -1反应CO 2(g)+CH 4(g)═2CO(g)+2H 2(g)的△H=+247KJ/mol.解:盖斯定律利用①+②-③计算得到反应计算过程:①+②:CO 2(g)+H 2(g)+CH 4(g)═C(s)+2H 2(g)+CO(g)+H 2O(g)△H=(75.0+41.0)KJ•mol -1左右各消去一个H 2得到:CO 2(g)+CH 4(g)═C(s)+H 2(g)+CO(g)+H 2O(g)△H=(75.0+41.0)KJ•mol -1上式-③得到:CO 2(g)-CO(g)+CH 4(g)-H 2(g)═H 2(g)+CO(g)△H=(75.0+41.0-131.0)KJ•mol -1整理得到:CO 2(g)+CH 4(g)═2CO(g)+2H 2(g)△H=+247KJ/mol.化学平衡一、活化分子、活化能、单位体积内的活化分子数、活化分子百分数活化分子:普通分子吸收能量后的分子活化能:普通分子变成活化分子需要的能量活化分子百分数:例:容器中含有活化分子数为1O,普通分子数为30,则活化分子百分数为:10/(10+30)×100%=25%单位体积内的活化分子数:例:2L 容器中含有活化分子数为1O,则单位体积内的活化分子数为:10/2=5增大反应速率的本质是:提高活化分子百分数或单位体积内的活化分子数。
热力学和电化学的原理
热力学和电化学的原理热力学和电化学是物理学的两个分支,分别研究热量和电量的转化和分配。
这两个领域互相关联,相互影响,是科学研究的重要组成部分。
本文将从热力学和电化学的原理两方面进行探讨。
一、热力学的原理热力学从宏观的角度研究热量的转化和分配规律。
它的核心概念是热力学第一定律和热力学第二定律。
热力学第一定律表明了热量可以与其他形式的能量相互转化,但总能量守恒。
即系统吸收的热量等于外界对系统所做的功与系统内部能量的变化之和。
举个例子,当我们把手插进温水中时,手会感觉到热,这是因为温水把热量传递给了手,我们的身体就把这些能量变成了热能或动能,但总能量守恒。
热力学第二定律则表明了热量的自发流动方向。
它指出热量永远不能从低温物体传递到高温物体,这是因为热量自发流动的方向是从高温物体流向低温物体,直到达到热平衡。
这个定律被称为熵增定律,表明了任何自发过程熵都增加。
理解热力学的原理可以帮助我们更好地利用和控制热量的转化和分配,从而发挥能量的最大效用。
二、电化学的原理电化学研究电荷在化学反应中的转移和分配规律。
它主要探讨电化学反应的动力学和热力学特性,包括电解和电化学腐蚀等。
在电化学反应中,电子是电荷的主要载体。
例如,当我们在用电池时,正极会释放电子,负极会吸收电子,电子在电路中传输,从而实现能量的转化和分配。
电化学反应的动力学特性可以用电位和电流强度来描述,而热力学特性则可以用电势差和熵变来描述。
电化学反应的热力学特性可以用化学反应热和物质的热力学性质来计算。
例如,当我们在制备氧气时,可以通过电解水来分离氢氧离子,生成氧气和氢气。
这个反应的热力学特性可以用热化学方程式来计算。
电化学反应的研究可以帮助我们更好地理解化学反应的机理,控制化学反应的速度和方向,以及设计和制造更高效的电池和电化学器件。
总结热力学和电化学是相互关联的两个领域,两者都涉及能量的转化和分配规律。
热力学研究热量的转化和分配,电化学研究电荷的转移和分配。
电化学反应热力学
H 2 2 H 2 e , 0.5 O2 2 H 2 e H 2O H 2 0.5O2 H 2O
电子转移数
Z=2
CH 3OH H 2O CO 2 6 H 6 e , 1.5 O 2 6 H 6 e 3 H 2O CH 3OH 1.5 O 2 CO 2 2 H 2O C2 H 5OH 3 O 2 2 CO 2 3 H 2O
a: anode, c: cathode
Q
Ag
Ag
anode
cathode
0.1 0.1 1
Ecell = E°cell - (0.0592/n)log(Q)
0V
1
34
Ecell = - (0.0592)log(0.1) = 0.0592 V
举例2-浓差电池的电压计算
Gibbs 自由能变化 标准Gibbs 自由能变化 反应 商数
r G r G 0 RT ln Qrxn ECell z F zF zF
定义:
E
0 Cell
rG zF
0
21
能斯特公式
ECell E
0 Cell
RT ln Qrxn zF
E 0 定义为标准电池可逆电动势(电压)
电池可逆电压
we,max rGmd
通常会省略 m
r Gm Ereversible zF
电极电势是强度量,它的值与参与反应的物 质的量的具体数值无关
20
能斯特公式
非标准Gibbs自由能变化
0
Reaction
rG rG RT ln Qrxn z FECell
Ecell = E°cell - (0.0592/n)log(Q) 0.76 V = 0.78 V - (0.0592/2)log(Q) 0.02 V = (0.0592/2)log(Q) 0.676 = log(Q) 4.7 = Q [Fe2+] = 1.4 M
高中化学的归纳化学反应的能量变化与电化学总结
高中化学的归纳化学反应的能量变化与电化学总结高中化学中,归纳化学反应的能量变化与电化学是两个重要的知识点。
本文将对这两个主题进行总结与归纳,以帮助读者更好地理解和掌握相关概念。
一、化学反应的能量变化在化学反应中,能量的变化一直是一个关键的研究对象。
根据反应过程中能量的变化情况,我们可以将化学反应分为放热反应和吸热反应两类。
1. 放热反应放热反应是指在反应过程中,系统向周围释放能量,使得其温度升高。
这类反应常常伴随着热量的释放,例如燃烧反应。
在这些反应中,反应物的化学能转化为热能,产生的产物具有较低的化学能。
这类反应通常具有负的ΔH值,表示反应产生的热量。
2. 吸热反应吸热反应是指在反应过程中,系统从周围吸收能量,使得其温度降低。
这类反应需要外界能量的输入,例如溶解反应。
在这些反应中,反应物的化学能增加,产物具有较高的化学能。
这类反应通常具有正的ΔH值,表示反应吸收的热量。
二、电化学电化学是化学和电学的交叉学科,研究化学反应与电能转化的关系。
在电化学中,两个重要的概念是电池和电解。
1. 电池电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它由两个电极(阳极和阴极)和电解质溶液组成。
在电池中,化学反应产生的电子从阴极流向阳极,形成电流,实现了能量的转化。
常见的电池有干电池和蓄电池等。
2. 电解电解是指通过电流将电解质溶液中的化合物分解成离子的过程。
在电解中,正离子从阴极移向阳极,而负离子则相反。
通过电解,我们可以实现一些重要的化学反应,例如电解水可以得到氢气和氧气。
三、能量变化与电化学的关系对于化学反应的能量变化和电化学,可以有以下几点总结和归纳:1. 放热反应和吸热反应与电化学有关。
放热反应常常伴随着电能的产生,例如电池中的化学能转化为电能。
而吸热反应需要外界能量的输入,这与电解过程中需要外加电流的情况类似。
2. 电化学中的能量转化是可逆的。
电池的工作原理中,化学能可以转化为电能,而在外界施加电流时,电能也可以转化为化学能,实现反应的倒转。
热化学电化学知识归纳总结
热化学电化学知识归纳总结热化学和电化学是物理化学的两个重要分支,它们研究热能和电能在化学反应中的转化和利用。
本文将对热化学和电化学的基本概念、理论原理和应用进行归纳总结,以帮助读者更好地理解和应用这两个领域的知识。
一、热化学热化学研究的是化学反应中的热能变化和热平衡。
它的基本概念包括焓(enthalpy)、熵(entropy)和自由能(free energy)等。
1. 焓(enthalpy)焓是热化学研究的核心概念之一,通常用符号H表示。
焓变(ΔH)表示化学反应中系统吸放热的变化。
当ΔH为正值时,表示反应吸热,即热能从周围环境转移到系统中;当ΔH为负值时,表示反应放热,即热能从系统转移到周围环境中。
2. 熵(entropy)熵是描述物质的无序程度或混乱程度的物理量,通常用符号S表示。
熵变(ΔS)表示化学反应中系统熵的变化。
当ΔS为正值时,表示反应发生了物质的无序增加;当ΔS为负值时,表示反应发生了物质的有序增加。
3. 自由能(free energy)自由能是描述化学反应是否能够自发进行的指标,通常用符号G表示。
自由能变化(ΔG)与焓变(ΔH)和熵变(ΔS)之间存在以下关系:ΔG = ΔH - TΔS,其中T表示温度。
当ΔG为负值时,反应是可逆的且能够进行;当ΔG为正值时,反应是不可逆的且不会进行。
二、电化学电化学研究的是电能与化学反应之间的关系,主要包括电解和电池两个方面。
1. 电解电解是利用外部电源将电能转化为化学能的过程。
在电解过程中,正极(阳极)发生氧化反应,负极(阴极)发生还原反应。
电解的基本方程式可用以下形式表示:Anode → Cathode+ + e-,Cathode+ + e- → Anode。
其中,Anode表示阳极反应物,Cathode+表示阴极反应物。
2. 电池电池是利用化学能转化为电能的装置,通常由正极、负极和电解质溶液组成。
电池的基本原理是通过化学反应在正负极产生电子流,从而实现电能的转化。
5.反应热与电化学判断
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”(1)如图表示燃料燃烧反应的能量变化(×)(2)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。
该反应中化学能全部转化为热能(×)(3)催化剂能改变反应的焓变(×)(4)催化剂能降低反应的活化能(√)(5)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同(×)(6)500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,2NH3(g)ΔH=-38.6 kJ·mol-1(×)其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)催化剂500 ℃、30 MPa2.正误判断,下列说法正确的打“√”,错误的打“×”(1)电解质溶液导电发生化学变化(√)(2)电解精炼铜和电镀铜,电解液的浓度均会发生很大的变化(×)(3)电解饱和食盐水,在阳极区得到NaOH溶液(×)(4)工业上可用电解MgCl2溶液、AlCl3溶液的方法制备Mg和Al(×)(5)电解精炼铜时,阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料(√)(6)用惰性电极电解CuSO4溶液,若加入0.1 mol Cu(OH)2固体可使电解质溶液复原,则整个电路中转移电子数为0.4N A(√)3. 正误判断电极反应式,正确的打“√”,错误的打“×”(1)用惰性电极电解NaCl溶液:阳极:2Cl--2e-===Cl2↑。
(√)(2)用惰性电极电解CuSO4溶液:阳极:4OH--4e-===2H2O+O2↑(或2H2O-4e-===O2↑+4H+)。
(√)(3)铁作阳极,石墨作阴极电解NaOH溶液:阳极:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2。
阴极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-。
(√)(4)用惰性电极电解熔融MgCl2:阳极:2Cl--2e-===Cl2↑。
高三化学反应热和电化学知识精讲
诚西郊市崇武区沿街学校高三化学反响热和电化学【本讲教育信息】一.教学内容:反响热和电化学二.教学目的理解反响热、吸热反响、放热反响的概念;理解反响热和焓变的涵义,理解焓变的表示符号〔ΔH〕及其常用单位〔kJ/mol〕,认识ΔH的“-〞、“+〞与放热反响和吸热反响的对应关系;掌握热化学方程式的涵义和书写方法;理解盖斯定律的涵义,能用盖斯定律进展有关反响热的计算。
理解电化学方面的有关知识和根本原理,掌握电化学一些相关规律;能纯熟运用电化学的有关理论知识解决生活实际中的相关问题。
三.教学重点、难点热化学方程式的书写及应用、盖斯定律;原电池、电解池工作原理、电极反响式的书写,电化学原理的应用。
四.教学过程〔一〕反响热、放热反响和吸热反响的关系1、反响热是指反响过程中释放或者者吸收的能量。
在化学实验中,通常遇到的反响是在敞口容器下进展的,此时的反响热等于反响过程中的热量的变化,用符号△H表示,单位一般采用kJ/mol。
2、从化学键角度看,反响热近似等于反响物分子化学键断裂时吸收的总能量与生成物分子化学键形成时释放的总能量的差值.3、从能量的角度来看,放热反响是由于反响物分子总能量大于生成物分子的总能量,吸热反响是由于生成物分子的总能量大于反响物分子的总能量.如上图中,a表示反响的活化能,b表示反响热,该反响的ΔH小于0,属于放热反响.中学常见的放热反响有酸碱的中和反响、活泼金属与酸的反响、大多数化合反响、燃烧反响、自发进展的氧化复原反响等;吸热反响有氢氧化钡与铵的反响、大多数分解反响、盐的水解反响和弱电解质的电离等.4、反响热和焓变反响热是表示化学反响过程中整个体系的能量〔即焓〕增加或者者者减少的量值,ΔH=H产物—H反响物焓增加→吸热→那么“△H>0”;焓减少→放热→那么“△H<0”。
5、反响热的计算〔1〕根据键能数据计算;ΔH=反响物的键能总和-生成物的键能总和。
〔2〕根据热化学方程式计算;将ΔH看作热化学方程式中的一项,再按有关方程式的计算步骤、格式进展计算,得出有关数据。
专题八反应热与电化学
专题八反应热与电化学【备考策略】热化学和电化学一直是近年来江苏高考的重点之一。
在江苏近三年高考中,热化学部分主要考查盖斯定律计算及热化学方程式的书写,重现率100%。
电化学部分主要考查原电池与电解池的工作原理、电极反应及电池反应的方程式、电解产物、电池中溶液pH的变化以及有关电化学的计算等。
在2013年的备考中,需要关注以下几个方面的问题:1.盖斯定律的应用和热化学方程式的书写仍是高考中的重点,要强化训练。
2.电极反应式和电池反应方程式的书写,要注意溶液中酸性和碱性介质的影响以及电荷守恒。
3.由于能源问题已成为社会热点,从能源问题切入,结合新能源开发及新型电池仍将会出现在2013年江苏高考试卷中。
要特别注意第Ⅱ卷中的化学反应中的能量变化与电化学相结合的综合问题的训练。
类型一、反应热与热化学方程式例1.(1)下图是NO2和CO反应生成CO2和N2过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:。
(2)我国实施“嫦娥探月”行动的长征火箭中使用偏二甲肼[(CH3)2N—NH2]作为燃料,其与过氧化氢发生反应放出大量热量(CH3)2N—NH2(l)+8H2O2(1)=N2(g)+2CO2(g)+12H2O(g) △H=—2 500 kJ/mol。
如果1 mol偏二甲肼与过氧化氢发生上述反应生成液态水,则反应中放出的热量Q 2500 kJ(填“<”、“>”或“=”)。
反应热电化学新能源热反应类别放热反应吸热反应热反应方程式书写盖斯定律运用燃烧热、中和热能量、键能稳定性关系与种类充电电池电解池原电池电极判断电极反应式燃料电池电解应用氯碱工业电镀粗铜精炼金属电解冶炼【考点透视】反应热与能量1.从宏观上分析,反应热的形成原因是反应物具有的总能量与生成物具有的总能量的相对大小;从微观上分析,反应热形成原因是断键时吸收的热量与成键时放出的热量的相对大小,注意从图示上去理解。
2.热化学方程式是表示反应已完成的数量。
第二章--电化学反应热力学要点
H2
Cl2
Eo
RT ln F
aH
a Cl
P P 1/ 2 1/ 2
H2
Cl2
由热力学可知 E o Go / nF
又25℃时H2、Cl2、HCl(液,a=1)的 Go
分别为0、0、-131.17kJ·mol-1,
可计算出氢氯原电池25℃时的标准电动势 Eo 1.359V 也可以把E求算出来。
平衡条件为
i i 0 l
电极反应自发进行
i i 0 l
例:铜片放在除氧的硫酸铜水溶液中,其电极反
应为 Cu 2 2e Cu
该式两侧电化学位相等时电极反应达到平衡。
金属相中: Cu Cu 因Cu为原子不带电荷,即Z=0
e e FM
因电子带单位负电荷。
溶液相中: Cu2 Cu2 2FS
bB rR H 2O hH ne 0
E
Eo
RT nF
ln(aBb
aRr
a
H
2O
a
h H
)
作为溶剂的水,其活度可视为1,则上式变为:
E
Eo
RT nF
ln
aBb
aRr
ah H
Eo
RT nF
(b
ln
aB
r
ln
aR
)
2.3.3RTh nF
pH
若没有H+参加反应,则变为:
E
Eo
RT nF
(b ln
E
(Zn
). Zn 2
( H
H2 ) (Pt
Zn )
E为锌电极相对标准氢电极的电极电位
电极反应
Zn2 2e Zn
则有:
2H 2e H 2
专题6:反应热和电化学
六、反应热和电化学∙(2018北京9)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。
反应过程的示意图如下:下列说法正确的是()A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中,CO断键形成C和OC. CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程∙(2018海南 4)己知丙烷的燃烧热△H=-2215K J·m o l-1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成18g水,则放出的热量约为A. 55 kJ B.220 kJ C.550 kJ D.1108 kJ∙(2018重庆6)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)==K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH= x kJ·mol-1已知硫的燃烧热ΔH1= a kJ·mol-1S(s)+2K(s)==K2S(s) ΔH2= b kJ·mol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)==2KNO3(s) ΔH3= c kJ·mol-1则x为A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b∙(2018福建11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如右图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。
下列说法正确的是A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原D.a 电极的反应为:3CO2 + 18H+-18e-= C3 H8O+5 H2 O∙(2018四川4)用右图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液PH为9~10,阳极产生的ClO-和CN-氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是∙(2018江苏10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是()A.反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e-=2H2OC.电池工作时,CO32-向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32-∙(2018新课标Ⅰ11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。
化学反应中的电化学和热力学原理
化学反应中的电化学和热力学原理化学反应是指物质间发生的化学变化,通常伴随着能量的释放或吸收。
化学反应中的能量转化是物质转化的基础,而电化学和热力学原理是解释化学反应能量转化的基本原理。
一、电化学原理电化学是研究化学反应中带电粒子(电子或离子)在电场和电化学系统中的行为和相互作用的学科,电化学在化学制品生产、环境治理、能源利用等方面有广泛的应用。
电化学反应是通过电子传递和离子传递来实现的。
在化学反应中,电子传递一般涉及氧化还原反应,而离子传递则涉及电解和电化学重整反应。
氧化还原反应是电化学反应中最基本的一种反应。
在氧化还原反应中,化学反应中的一方被氧化,而另一方被还原。
氧化还原反应具有明显的电子转移特征,即其中的氧化剂接受电子,还原剂释放电子。
电解是指通过电流来分解物质。
当有电流流过一个电解质溶液或电解质固体时,其中的正、负离子将被迫向相反的电极移动,并在电极上发生氧化还原反应。
电解是广泛应用于化学分析、电镀、电解光谱等领域的一种实验方法。
二、热力学原理热力学是研究热、功和物质之间的关系的学科,热力学原理被广泛应用于化学反应的解释和预测中。
热力学原理主要有三个方面:热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
热力学第一定律表明能量守恒,即能量在化学反应中不会消失,只会转化形式。
在化学反应中,能量的转化包括放热反应和吸热反应。
放热反应是指在反应中释放能量,使系统的能量减少,而吸热反应是指在反应中吸收能量,系统的能量会增加。
热力学第二定律表明热流总是从高温区流向低温区。
在化学反应中,热的流动也遵循这个定律。
例如,当放热反应发生时,反应体系中的热流会从反应体系向周围环境流动,这将导致反应体系温度降低,而当吸热反应发生时,则会使温度升高。
热力学第三定律指出,当温度趋近于零度时,任何物质的熵趋近于一个常数。
熵是一个系统的混乱程度代表,热力学第三定律为化学反应的理解提供了基础。
三、电化学和热力学原理在化学反应控制中的应用电化学和热力学原理在化学反应中发挥着重要作用。
化学反应过程中的电化学原理
化学反应过程中的电化学原理化学反应是指两种或多种物质之间发生的化学变化,其中涉及众多的反应机理和反应路径。
而这些反应过程中,离子交换和电荷转移往往是非常重要的因素。
这就是电化学原理在化学反应中的应用。
本文将详细介绍化学反应过程中的电化学原理,以及其在实际应用中的意义。
一、化学反应和电化学原理化学反应往往以加热、加压和参加催化剂等方式进行。
其中加热的作用是增加反应分子的能量,使之超过反应物之间的活化能,加速反应的进行。
而催化剂则降低反应物之间能量的阻隔,加速反应的进行。
而电化学原理则是指涉及反应物和中介物之间的电荷转移和离子交换等过程。
在化学反应过程中,原子和分子之间的电子往往会被迫转移。
例如,当氢气和氧气发生反应时,分子中的电子被迫从氢分子转移到氧分子中,形成水分子。
这种电子转移过程被称之为氧化还原反应(简称反应)。
在反应中,氧分子接收了氢分子的电子,并同时失去了电子。
这就意味着,在反应中,氧分子被还原为水分子,而氢分子则被氧化为水分子。
正是因为在反应过程中产生了电荷转移和离子交换,电化学原理才对化学反应具有重要的影响。
因此,了解电化学原理对于理解化学反应是非常必要的。
二、电解过程中的电化学原理在电解过程中,也存在着涉及电荷转移和离子交换的现象。
在电解质溶液中,电流通过电极时,电极上会产生电化学反应。
这种反应包括:氧化反应、还原反应和中间物的产生等。
通过电解,经常可以得到高纯度材料、分离混合物、制造合金等目的。
由于金属离子在电解中很容易被还原,因此电解过程被广泛应用于对金属材料的制备。
例如,通过电解,可将含铜的废电子板分离得到铜片。
当电流通过被称为阳极的电极时,被氧化的金属离子将在阳极上产生电子和一个正离子。
这些正离子被吸引到另一端的阴极上,并在那里被还原为金属。
在此过程中,金属离子的氧化和还原被称为电极关系。
三、电解质溶液中的电荷转移在电解质溶液中,物质的离子化程度是指分子和离子的浓度之比。
根据离子化程度的不同,可以将电解质溶液分为弱电解质和强电解质。
步步高化学反应原理知识点1 (电化学和反应热)
步步高化学反应原理知识点1 电化学知识点归纳(贴在106页)(2)蓄电池:正连正(原电池作正极,电解时连接电源正极作阳极),阳极是正极的逆反应;负连负(原电池作负极,电解时连接电源负极作阴极),阴极是负极的逆反应。
2、电解顺序:⑴阳极(失电子的能力):活泼金属为阳极先失电子:①活泼性在银之前的金属(如:锌、铁、铜、银等);②惰性电极(Pt、C):S2- >I- >Br–>Cl- >OH- >含氧酸根⑵阴极(得电子的能力):Ag+> Cu2+ >Zn2+ >H+ >‖Al3+>Mg2+ >Na+ >Ca2+ >K+(后面的金属在水溶液中不能析出)3、燃料电池(1)氢氧燃料电池①电解质是KOH溶液(碱性):总反应方程式:2H2+O2===2H2O。
负极:2H2-4e-+4OH-===4H2O;正极:O2+2H2O+4e-===4OH-;②电解质是H2SO4溶液(酸性):总反应方程式:2H2+O2===2H2O。
负极:2H2-4e-===4H+;正极:O2+4H++4e-===2H2O;③电解质是NaCl溶液(中性电解质) 总反应方程式:2H2+O2===2H2O。
负极:2H2-4e-===4H+;正极:O2+2H2O+4e-===4OH-;(2) 甲烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入甲烷、电解液有三种)①电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3) :总反应方程式:CH4+2O2===CO2+2H2O。
负极:CH4-8e-+4CO2-3===5CO2+2H2O;正极:2O2+8e-+4CO2===4CO2-3;②酸性电解质(电解液为H2SO4溶液) 总反应方程式:CH4+2O2===CO2+2H2O。
负极:CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+;正极:2O2+8e-+8H+===4H2O;③碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH溶液) 总反应:CH4+2O2+2OH-===CO2-3+3H2O。
高考化学专题6:反应热和电化学
六、反应热和电化学(2015北京9)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。
反应过程的示意图如下:下列说法正确的是()A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中,CO断键形成C和OC. CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程2015海南4)己知丙烷的燃烧热△H=-2215KJ·mol-1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成18g水,则放出的热量约为A.55 kJ B.220 kJ C.550 kJ D.1108 kJ 2015重庆6)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)==K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH= x kJ·mol-1已知硫的燃烧热ΔH1= a kJ·mol-1S(s)+2K(s)==K2S(s) ΔH2= b kJ·mol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)==2KNO3(s) ΔH3= c kJ·mol-1则x为A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b 2015福建11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如右图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。
下列说法正确的是A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原D.a 电极的反应为:3CO2 + 18H+-18e-= C3 H8O+5 H2 O2015江苏10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是()A.反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e-=2H2OC.电池工作时,CO32-向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32-2015新课标Ⅰ11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。
动力电池电化学反应热公式
动力电池电化学反应热公式
动力电池电化学反应热是指动力电池在充放电过程中所释放的热量,也是评估动力电池性能的重要指标之一,其公式为:
Q = nFE
其中,Q为电池反应热(单位为焦耳),n为电池反应所涉及的电
子数目(电子数为正则说明电池放电,负则说明电池充电),F为法拉第常数(96,485焦耳/摩尔),E为电池电位差(单位为伏)。
动力电池的电化学反应热是由充放电反应所释放的能量引起的,
而且因为电池反应的温度升高,会引起电池的泄放及老化等问题,因此,研究动力电池反应热不仅有助于理解电池的工作原理,而且也有
助于设计合理的电池保护措施,从而延长电池寿命。
在实际生产应用中,动力电池的反应热会受到多种因素的影响,
例如电解液的类型和浓度、正负电极材料的选择和配比、充放电过程
中的温度、电压和电流等因素,这些因素会对电池反应热产生影响。
为降低动力电池的反应热,可以从多个方面入手,例如改变电极
材料的配比、优化电解液的化学成分和浓度、加强电池热管理措施等。
这些措施不仅能够降低电池反应热,而且也能够增强电池的安全性和
稳定性,使其更加适用于各种高能耗、高安全性的应用场景中。
总之,动力电池的反应热是电池工作的基本原理和评估电池性能的重要指标,我们需要关注和优化动力电池反应热的问题,以提高电池的安全性和稳定性,并推动动力电池在绿色能源领域的发展。
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化学反应与能量变化
【考纲点击】
1、了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。
2、了解化学能与热能的相互转化。
了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3、了解热化学方程式的含义。
4、了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。
了解化学在解决能源危机中的重要作用。
5、了解焓变与反应热的含义。
了解△H=H(反应产物)-H(反应物)表达式的含义。
6、理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
【新课标出题情况】
1、(2009全国新课标卷·28)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如右图所示。
已知
1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ·mol-1。
(共8分)
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示________、________,E的大小对该反应的
反应热有无影响?______________________________________。
该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降
低?________,理由是___________________________________;
(2)图中ΔH=________ kJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合
物再被氧气氧化。
写出该催化循环机理的化学方程式
_________________________________________________________________;
(4)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1,则v(O2)=________ mol·L-1·min-1、v(SO3)=
________ mol·L-1·min-1;
(5)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1,计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH________(要求计
算过程)。
2、(2010全国新课标卷·11)己知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的∆H= -12.1kJ/mol;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的∆H= -55.6kJ/mol。
则HCN在水溶液中电离的∆H等于( ) A.-67.7 kJ/mol B.-43.5 kJ/mol
C.+43.5 kJ/mol D.+67.7 kJ/mol
3、(2011全国新课标卷·27)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。
已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。
请回答下列问题:(4分)(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ;
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________;
【课前预习区】
1.(2010重庆高考·7)已知H 2(g)+Br 2(l)=2HBr(g);△H=-72KJ/mol ,蒸发1molBr 2(l)需要吸收的
能量为30kJ ,其他的相关数据如下表:
A .404
B . 260
C .230
D .200
2.已知1g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ ,且氧气中1mol O=O 键完全断裂时吸收热量
496kJ ,水蒸气中1mol H-O 键形成时放出热量463kJ ,则氢气中1mol H-H 键断裂时吸收热量为
A.920kJ
B.557kJ
C.436kJ
D.188kJ
【课堂互动区】
一、反应热与热化学方程式
【例1】(山东2010高考理综10)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是
A.生成物能量一定低于反应物总能量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
D.同温同压下,22H ()C l (g)=2H C l(g)g +在光照和点燃条件下的H ∆不同
【例2】1、(2008全国新课标卷·13)已知H 2(g)、C 2H 4(g)和C 2H 5OH(1)的燃烧热分别是
-285.8kJ ·mol -1、-1411.0kJ ·mol -1和-1366.8kJ mol -1,则由C 2H 4(g)和H 2O(l)反应生成C 2H 5OH(l)
的△H 为
A .-44.2 kJ ·mol -1
B .+44.2 kJ ·mol -1
C .-330 kJ ·mol -1
D .+330 kJ ·mol -1
【规律总结】1、盖斯定律运用步骤
(1)写出要求的反应的总式(2)根据总式调整分式的系数和△H (包括数值和符号)
(3)将调整好的分式加和
2、燃烧热:在101 kPa 时,1 mol 可燃物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
3、中和热:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol 水时的反应热叫做中和热.
4、热化学方程式书写的注意事项:
书写热化学方程式的口诀:
热化方程要点多,漏到一点分不得。
标清状态配好平,焓变正负千焦摩。
系数反热成正比,反应变向焓号变
【变式练习】(2011全国新课标卷·27)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。
已知H 2(g )、CO (g )和CH 3OH (l )的燃烧热△H 分别为-285.8kJ ·mol -1、-283.0kJ ·mol -1和-726.5kJ ·mol -1。
请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10mol 水消耗的能量是_____________kJ ;
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________; 【课后巩固区】
7.(13分)把煤作为燃料可以通过下列两种途径:
途径I :kJ Q H g CO g O s C 122);()()(=∆+点燃
途径II :先制水煤气:kJ Q H g H g CO g O H s C 222);()( )
()(=∆++ 再燃烧水煤气: ⎪⎪⎭
⎪⎪⎬⎫=∆+=∆+kJ Q H g O H g Q g H kJ Q H g CO g Q g CO 4222322);()(21)();()(21)(点燃点燃 试回答下列问题:
(1)判断两种途径放热:途径I 放出的热量______________(填“大于”、“等于”、“小于”)途径II 放出的热量。
(2)321Q Q Q 、、、Q 4的数学关系式是_____________________________。
(3)由于制取水煤气反应里,反应物所具有的总能量______________生成物所具有的总能量,那么在化学反应时,反应物应需要______________能量才能转化为生成物,因此其反应条件为______________。
(4)简述煤通过途径II 作为燃料的意义。
_______________________________________________________________。