高中化学第一章化学反应与能量转化章末重难点专题突破课件

典例5 将镁条、铝条平行插入盛有一定浓度的NaOH溶液的烧杯中，用导 线和检流计连接成原电池，装置如图所示。此电池工作时，下列叙述正确 的是 答案 解析 A. Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2＋ B. 铝条表面虽有氧化膜，但可不必处理 C. 该电池的内外电路中，电流均是由电子定
向移动形成的 D. Al是电池负极，开始工作时溶液中会立即
平稳，因此镁电池越来越成为人们研制绿色电池的焦点。其中一种镁电池
的反应：
在镁电池放电，下列说法错误的是
A.Mg2＋向正极迁移 B.正极反应：Mo3S4＋2xe－=== Mo3S24x－ C.Mo3S4发生氧化反应 D.负极反应：xMg－2xe－===xMg2＋
答案 解析
五 电解池和原电池的比较与判断
正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在，碱性条件下与 H2O分子结合生成OH－； 负极上，H2失电子变为H＋，碱性条件下H＋不能大量存在，与OH－结合 生成水。电池总反应也是H2在O2中的燃烧反应。同样，由于有水生成， c(OH－)变小，pH变小。
典例7 镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，镁电池放电时电压高且
二 热化学方程式的书写方法与正误判断
热化学方程式是表明反应所放出或吸收热量的化学方程式。它不仅能表
明化学反应中的物质变化，而且也能表明化学反应中的能量变化。
1.书写方法要求
(1)必须在化学方程式的右边标明反应热ΔH的符号、数值和单位(ΔH与最
后一种生成物之间留一空格)：
ΔH＝________ ________ ________。
特别提示
(1)ΔH是一个宏观量，它与反应物的物质的量成正比，所以方程式中的 ΔH必须与系数相对应，如果系数加倍，则ΔH也随之加倍，当反应方向变 化时，ΔH的值也随之变号。 (2)根据燃烧热、中和热书写的热化学方程式，要符合燃烧热、中和热的 定义。
2.常Hale Waihona Puke Baidu错误要回避 (1)漏写物质的聚集状态(漏一种就全错)； (2)ΔH的符号标示错误； (3)ΔH的值与各物质系数不对应； (4)ΔH后不带单位或单位写错(写成kJ、kJ·mol等)。
典例6 将氢氧燃料电池的工作原理如下图所示。通常氢氧燃料电池有酸式 (当电解质溶液为硫酸时)和碱式[当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时] 两种。试回答下列问题： (1)酸式电池的电极反应： 答案 解析 负极：_2_H_2_－__4_e_－_=_=_=__4_H_＋_， 正极：_O_2_＋__4_e_－_＋__4_H_＋__=_=_=_2_H_2_O_； 电池总反应：_2_H__2＋__O__2=_=_=__2_H_2_O_； 电解质溶液pH的变化_变__大__(填“变 大”“变小”或“不变”)。
内容索引
一 放热反应和吸热反应的比较与判断 二 热化学方程式的书写方法与正误判断 三 图解原电池正、负极的判断方法 四 原电池电极反应式的书写规律和方法 五 电解池和原电池的比较与判断
一 放热反应和吸热反应的比较与判断
化学反应根据能量的变化(反应过程中是放出热量，还是吸收热量)分为 放热反应和吸热反应。
类型 比较 定义
放热反应 放出热量的化学反应
吸热反应 吸收热量的化学反应
反应物具有的总能量大于反应产 反应物具有的总能量小于
宏观原因
物具有的总能量
反应产物具有的总能量
微观解释
与键能 的关系
反应物的键能总和>反应产物的键能总和，吸收热量 反应物的键能总和<反应产物的键能总和，放出热量
焓变
ΔH<0
ΔH>0
↑
↑
↑
符号 数值 单位
(2)ΔH与测定条件(温度、压强等)有关、因此应注明ΔH的测定条件。绝
大多数ΔH是在25 ℃、100 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。
(3)反应热与物质的聚集状态有关，因此必须注明物质的聚集状态(s，l， g)，溶液中的溶质标明“aq”。化学式相同的同素异形体除标明状态外 还需标明其名称[如C(金刚石，s)]。热化学方程式中不标“↑”和“↓”， 不在等号或箭头上写“点燃、△、高温、催化剂”等条件。 (4)热化学方程式中的系数只表示物质的量而不表示分子数或原子数。因 此系数可以是整数，也可以是分数。
(2)根据电解质溶液为碱性，与H＋不能共存，反应生成水，推出OH－应写 入负极反应式中，故负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O。 (3)用总反应式2H2＋O2===2H2O减去负极反应式得正极反应式：2H2O＋ O2＋4e－===4OH－。 3.可充电电池电极反应式的书写 在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池， 充电为电解池。 (1)原电池的负极发生氧化反应，对应元素化合价升高。 (2)原电池的正极发生还原反应，对应元素化合价降低。
图示
能量变化 实例
体系的能量降低
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol－1
体系的能量升高
C(s)＋H2O(g)=== CO(g)＋H2(g) ΔH＝
131.5 kJ·mol－1
常见反 应类型
①所有的燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④金属跟酸(或水)的置换反应 ⑤金属单质间的置换反应
有白色沉淀析出
四 原电池电极反应式的书写规律和方法
1.根据装置书写电极反应式 (1)先分析题目给定的图示装置，确定原电池正、负极上的反应物，并标 出相同数目电子的得失。 (2)负极反应式的书写
常见电池
负极反应特点
①负极(Zn)本身失去电子生成 锌锰干电池
阳离子(Zn2＋) (Zn－C－
②生成的阳离子不与电解质溶 NH4Cl) 液成分反应
典例3 燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水放出热量50 kJ，则下列热化学
方程式书写正确的是 答案 解析
A.2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝50 kJ·mol－1
B.C2H2(g)＋
5 2
O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－1 300 kJ
C.2C2H2＋5O2===4CO2＋2H2O ΔH＝－2 600 kJ
①大多数分解反应 ②盐的水解和弱电解质 的电离 ③Ba(OH)2·8H2O与 NH4Cl的反应 ④C与H2O(g)，C与CO2 反应
特别提示
(1)任何化学反应在发生物质变化的同时都伴随着能量变化。 (2)化学反应是吸热反应还是放热反应，与反应条件和反应类型没有直 接的因果关系。常温下能进行的反应可能是吸热反应，高温条件下进 行的反应也可能是放热反应。 (3)熟悉一些常见的放热反应、吸热反应，是快速准确判断反应类型的 基础。
B.C2H2(g)＋52 O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝2b kJ·mol－1
C.2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－4b kJ·mol－1
D.2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝b kJ·mol－1
(2)碱式电池的电极反应： 负极：_2_H_2_－__4_e_－_＋__4_O__H_－__=_=_=_4_H_2_O_，正极：_O_2_＋__4_e_－_＋__2_H__2O__=_=_=_4_O__H_－_； 电池总反应： _2_H_2_＋__O_2_=_=_=_2_H__2O__；电解质溶液pH的变化_变__小__(填“变 大”“变小”或“不变”)。 答案 解析
3.正误判断方法 判断热化学方程式的正误时要从以下几个方面进行检查： (1)热化学方程式是否已配平，是否符合客观事实； (2)各物质的聚集状态是否标明； (3)反应热ΔH的数值与该热化学方程式的系数是否对应； (4)反应热ΔH的符号是否正确，放热反应时ΔH为“－”，吸热反应时ΔH 为“＋”(常省略“＋”)。
典例1 下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是 答案 解析
A.镁条在空气中燃烧
B. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.铝片与稀盐酸的反应
D.灼热的炭与CO2的反应
化学反应是放热反应还是吸热反应，取决于反应物和生成物所具有的总 能量的相对大小。具体判断的依据是要熟悉常见的放热反应和吸热反应 的类型及其实例。本题中，A、C、D都是氧化还原反应，其中只有D是 吸热反应，B反应为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O， 是吸热反应，但却是非氧化还原反应，故正确答案为D。
1.电解池和原电池的原理比较
装置 类别
原理
装置 特点
原电池
电解池
使氧化还原反应中电子 使电流通过电解质溶液或熔融电解质
的转移做定向移动，从 而在阴、阳两极引起氧化还原反应的
而形成电流
过程
将化学能转变成电能
将电能转变成化学能
实例
电极 名称 反应 类型
负极
正极
氧化反应 还原反应
阴极 还原反应
阳极 氧化反应
负极反应式书写方法
直接写出负极反应式： Zn－2e－===Zn2＋
铅蓄电池 ①负极(Pb)本身失去电子生成
(Pb— 阳离子(Pb2＋)
将①和②进行叠加：Pb－
PbO2— H2SO4)
②生成的阳离子(Pb2＋)与电解 2e－＋SO24－=== PbSO4 质溶液成分( SO24－)反应
甲烷燃料 电池
2.根据总反应式写电极反应式 如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即 分析有关元素的化合价变化情况)，再选择一个简单变化情况写电极反应 式，另一极的电极反应式可直接写出或将各反应式看作数学中的代数式， 用总反应式减去已写出的电极反应式即得结果。 以2H2＋O2===2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书 写步骤如下： (1)根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 mol H2失掉 4 mol电子，初步确定负极反应式为2H2－4e－===4H＋。
(Pt—Pt— KOH)
①负极本身不反应，燃料失去
将①和②进行叠加：
电子被氧化
②燃料反应产物与电解质溶液 CH4－8e－＋10OH－===
成分有些能反应
CO23－＋7H2O
(3)正极反应式的书写 ①首先判断在正极发生反应的物质：当负极材料与电解质溶液能自发地 发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种 微粒；当负极材料与电解质溶液不能自发地发生化学反应时，在正极上 发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。 ②然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产 物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。 ③燃料电池的正极反应式 电解质是碱性或中性溶液：O2＋2H2O＋4e－===4OH－， 电解质是酸性溶液：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (4)正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。
放热反应中ΔH＜0，所以B、 D错误； 生成1 mol CO2时放出b kJ 的 热量，所以，生成 4 mol CO2 时放出的热量为4b kJ，所以 C正确。
三 图解原电池正、负极的判断方法
原电池中电极的判断角度如下所示：
特别提示
判断一个原电池中的正、负极，最根本的方法是失电子(发生氧化反应)的 一极是负极，得电子(发生还原反应)的一极是正极。如果给出一个化学方 程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，化合价升高发 生氧化反应的一极为负极，化合价降低发生还原反应的一极为正极。
典例2 已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－270 kJ·mol－1，下列说法正 确的是 答案 解析 A.氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应 B.1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热量小于270 kJ C.在相同条件下，1 mol H2与1 mol F2的能量总和小于2 mol HF气体的能量 D.该反应中的能量变化可用下图来表示
D.2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2 600 kJ·mol－1
典例4 已知充分燃烧a g乙炔气体时生成 1 mol 二氧化碳气体和液态水，并
放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 答案 解析
A.2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2b kJ·mol－1
反应 特征 电极 判断 电子 流向 离子 移动