魯科版高中化學選擇性必修第一冊復習資料

第一章化學反應與能量轉化

一、化學反應的能量變化

I.體系與環(huán)境

人為劃定的研究對象(物質系統(tǒng))稱為體系,體系以外的其他部分稱為環(huán)境。

2.定性認識化學反應的能量轉化

(1)吸熱反應和放熱反應

通常情況下，化學反應中能量的轉化主要是化學能與熱能之間的轉化，依據(jù)化學反應中能量的轉化對化學反應分

類：

吸熱反應：反應物體;；":反應產(chǎn)物

化學反應j”「tr格出

放熱反應：反應物鬻鬻?反應產(chǎn)物

⑵常見的吸熱反應和放熱反應

放熱反應：①大多數(shù)化合反應;②所有的燃燒反應;③酸堿中和反應;④較活潑金屬與酸的反應；⑤活潑金屬與

H2o的反應；⑥鋁熱反應；⑦緩慢氧化反應。

吸熱反應：①大多數(shù)分解反應;②Ba(OH)2?8H2。與N&C1的反應;③C和CO?或m0值)的反應:④少數(shù)化合反

應。

3.定量認識化學反應的能量轉化——反應熱

(1)反應熱的概念

當化學反應在一定的溫度下進行時，反應所釋放或吸收的熱度稱為該反應在此溫度下的熱效應,簡稱反應熱。

(2)表示方法：用符號Q表示：。＞0,反應吸熱;QV0,反應放熱。

4.從“斷鍵”和“成鍵”的角度理解反應熱

化學反應的本質是反應物中舊化學鍵斷裂和反應產(chǎn)物中新化學鍵形成的過程。

以氫氣與氯氣反應生成氯化氫為例說明用化學鍵的變化計算反應熱的方法：

(1)物質變化

H2(g)4-Cl2(g)=2HCl(g)

(2)能量變化

(3)1molH2與1molC12反應生成HCl的反應熱。=一(862—679)kJ=-183kJ。

由廣。＜0,則該反應為放熱反應。

第1頁

-歸綱總結?

反應熱與化學鍵的關系

舊鍵斷裂原子.新組合.新臟形成

吸收能itAg放出能量A&

反應物——竺朝----?反應產(chǎn)物

Q=AELA&

Q=Z反應物鍵能一E反應產(chǎn)物鍵能

注：鍵能是斷裂1mol化學鍵吸收的能量或形成1mol化學鍵釋放的能量。

二、反應熱的測定

1.反應熱數(shù)值的獲得方法

⑴反應熱的數(shù)值可以通過實驗測得,也可以通過理論計算求得。

(2)熱化學：用實驗方法和理論方法研究反應熱的化學分支。

2.反應熱測定的方法和裝置

⑴測定反應熱的儀器——量熱計

卜圖是一種簡易量熱計示意圖。

U溫度ih測盤反應前后體系的溫度

z攪拌器：使反應充分進行、保持體系的溫度均勻

、外筒:保溫作用

、內筒:反應容器

,反應物

(2)測定方法：將反應物加入到內筒并攪拌使之迅速反應，測量反應前后溶液溫度的變化值。

(3)計算公式：O=-C(TLTM其中C表示溶液及量熱計的熱容；八、A分別表示反應前和反應后體系的溫度。

3.實驗探究——中和反應的反應熱的測定

(1)實驗目的：測定室溫下強酸和強堿反應的反應熱,體驗化學反應的熱效應。

(2)實驗原理

酸堿中和反應是放熱反應，利用一定質最的酸和堿發(fā)生反應，測出反應前后溶液溫度差，再根據(jù)參加反應的酸溶

液和堿溶液的體積求出混合溶液的質量，根據(jù)公式計算：Q=-C,其中：c為比熱容，機為酸堿溶液的質

量和,△/=4一5。然后換算成生成1molH±O放出的能量即可。

(3)實驗步驟

①向量熱計內筒中加入1.0molLi的鹽酸100mL,蓋上杯蓋，插入溫度計，勻速攪拌后記錄初始溫度

②向250mL燒杯中加入1.0moIL-1NaOH溶液100mL,調節(jié)溫度為力。

③快速將燒杯中的堿液倒入量熱計中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達到的最高溫度

④重復實驗操作，記錄每次的實驗數(shù)據(jù)，取其平均值作為計算依據(jù)。

(4)實驗數(shù)據(jù)的處理

鹽酸、氫氧化鈉溶液為稀溶液，其密度近似地認為都是lg-cn「*反應前后溶液的比熱容為4.18kJ-KFkg-\該

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實驗中鹽酸和NaOH溶液反應的反應熱。==0.836（72—。）口。

換算為強酸與強堿中和反應生成1n-；olH20的反應熱:

—0.4l8X2X（方-7）

。=-8.36（公一。）或,

三、化學反應的內能變化

1.內能

假念：體系內物質所含各種微觀粒子的能就總和

表示符號：u

化學反應中內能的變化：

AU=U（反應產(chǎn)物）-U（反應物）

決定內能大小的因素：

物質的種類、鯉及聚集狀態(tài),還與體系的溫度、壓強有關

2.用內能理解化學反應的能量變化

（1）若U（反應產(chǎn)物）＞U（反應物），反應吸收能量;若U（反應產(chǎn)物）VU（反應物），反應釋放能量。

（2）內能變化與反應熱的關系

化學反應體系與環(huán)境進行能量交換的兩種形式是妞！功。根據(jù)能量守恒定律，化學反應中內能的變化等于反應熱

和功的加和，即：AU=Q+W.

如反應前后體系體積不變且沒有做電功等其他功，化學反應的反應熱等于化學反應前后體系內能的變化,用公式

表示：AU=Q。

（3）內能變化與放熱反應和吸熱反應的關系

如果反應后體系的內能是增加的，貝JQNO,反應吸熱。

如果反應后體系的內能是減少的，貝JQSO,反應放熱。

四、化學反應的焙變

1.培與反應焰變

⑴烯

化學反應大多數(shù)是在等壓條件卜.進行的，在等壓

反應中,可能伴隨著體積的改變而有鯉功存在.

因此反應熱不一定等于體系內能的變化

妗是一個物理景,用它的變化來描述等壓反應

的反應熱

表示符號:打，單位：喊y

取決于物質的種類、數(shù)量、聚集狀態(tài)并受體系的

溫度、壓強等幅的前

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(2)反應焰變

2.反應焰變與反應熱的關系

⑴對于等壓條件下進行的化學反應，如果反應中物質的能量變化全部轉化為熱能，則反應焰變等于反應的反應

表達式：

(2)反應焰變與吸熱反應和放熱反應的關系

反應物反耳產(chǎn)物

始\燧

圖不/

A//<0

反應產(chǎn)物反應物

體系能量反應產(chǎn)物的焙小于反應物的焰，說明反應產(chǎn)物的烙大于反應物的炮,說明

變化反應向環(huán)境暨地能量反應從環(huán)境吸喙能量

反應類型放熱反應吸熱反應

五、熱化學方程式

1.熱化學方程式的概念及意義

⑴概念

把一個化學反應中物質的變化和反應的焙變同時表示出來的化學方程式。

⑵意義

熱化學方程式不僅表明了物質的變化，還欠明了焰變(能量變化)。

⑶實例：H2(g)+1o2(g)=H2O(l)A〃=-285.8kJmo尸表示的意義是：在298K、101kPa下，1mol氣態(tài)H,

與gmol氣態(tài)O2反應生成Imol液態(tài)水時,應出的熱量是285.8kJ。

(4)熱化學方程式括號中英文字母的含義

s表示固態(tài)、I表示液態(tài)、R表示氣態(tài)、aq表示溶液。

2.熱化學方程式的書寫方法|一寫方程式|■「寫出配平的化學方程式

二標狀態(tài)口用S、1、g、aq標明物質的聚集而'

II

三標條件H標明反應的溫度(298K時可不標注)

Li在化學方程式后寫出并注明A"

"i.〃廠的或

五標數(shù)值，根據(jù)化學計■數(shù)計算寫出△〃的值，

------------并寫單位kJ-moL

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■練后反思?

書寫熱化學方程式的注意事項

(1)在反應物和反應產(chǎn)物的化學式后面用括號注明各物質的聚集狀態(tài)，因為反應的焰變與各反應物和反應產(chǎn)物的

聚集狀態(tài)有關。

(2)A//的單位是Jmor*或kJmol'o

(3)根據(jù)焰的性質，若化學方程式中各物質化學式前的系數(shù)加倍，川△”數(shù)值的絕對值也加倍；若反應逆向進行,

則△”改變符號，但數(shù)值的絕對值不變。

(4)指明反應的溫度和壓強。若不特別說明，反應溫度為298K,壓強為101kPa。

六、蓋斯定律

1.蓋斯定律的內容

一個化學反應無論是一步完成還是分兒步完成，反應熱都是一樣的。

2.蓋斯定律的理解

⑴化學反應的反應熠變只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關,而與反應的途徑無關。

(2)某反應始態(tài)和終態(tài)相同，反應的途徑有如下三種：

3.應用蓋斯定律計算反應熱的常用方法

根據(jù)如下兩個反應：

1

I.C(s)4-O2(g)=CO2(g)A"i=-393.5kJ-moF

-1

II,CO(g)+1o2(g)=CO2(g)A/72=-283.0kJ-mol

選用兩種方法，計算C(s)+；CHg)=CO(g)的反應熱AHo

(1)虛擬路徑法

反應C(S)+Ch(g)=CO2(g)的途徑可設計如下：

CO(g)+

根據(jù)蓋斯定律得：-A"2=-393.5kJmor1-(-283.0kJmol-,)=-110.5kJ-moF1o

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(2)加合法

①寫出目標反應的熱化學方程式，確定各物質在各反應中的位置，C(s)+1o2(g)=CO(g)；

②將已知熱化學方程式II變形，得反應III：

-1

C02(g)=C0(g)+^O2(g)AQ=+283.0kj-mol；

③將熱化學方程式相加，△”也相加。反應1+反應HI得：

C(s)-|-102(g)=C0(g)△”=AM+A”3，

則△月=一110.5kJmoL。

總結方法若一個化學方程式可由另外幾個化學方程式相加減而得到，則該化學反應的焙變即為這幾個化學反應

焙變的代數(shù)和。

4.蓋斯定律的意義

有些反應進行的很慢］［這給反應熱的測定造成了困

有些反應不容易直接發(fā)生｝h難，若應用蓋斯定律，可以間

有些反應的產(chǎn)品不純I接把它們的反應熱計算出來

■歸納總結■-------------------------------------------------------------------------

四步分析法應用于蓋斯定律的計算(思維模型)

(1)分析目標反應和已知反應的差異，明確①目標反應物和反應產(chǎn)物；②需要約掉的中間產(chǎn)物。

(2)將每個已知的熱化學方程式兩邊同乘以某個合適的數(shù)，使已知熱化學方程式中某種反應物或反應產(chǎn)物的化學

計量數(shù)與目標熱化學方程式中的該物質的化學計量數(shù)一致，熱化學方程式的焰變也進行相應的計算。

(3)將已知熱化學方程式相加減消掉目標反應熱化學方程式中沒有的物質(同側相減，異側相加消去中間產(chǎn)物)。

(4)得出目標熱化學方程式(目標熱化學方程式系數(shù)不能存在公約數(shù)，應為最簡形式)。

以上步驟可以概括為找目標、看來源、調系數(shù)、相加減、得答案。

七、能源摩爾燃燒燃

1.能源及能源的綜合利用

(I)能源的概念

能為人類提供能量的物質或物質運匆統(tǒng)稱能源,包括太陽能、風能、水能、生物質能、地熱能、海洋能、核能、

化石燃料等。

⑵能源開發(fā)的重要意義

能源是國民經(jīng)濟的重要物質基礎,能源的開發(fā)和有效利用程度以及人均消費量,是一個國家生產(chǎn)技術水平和生活

水平的重要標志。

(3)我國的能源現(xiàn)狀

我國的能源總量較豐富，約占世界能源總量的|?分之一,但人均能源可采儲量遠低王世界平均水平。目前，我國

能源消費結構以煤為主，以石油、天然氣為輔，以水能、核能、風能、太陽能為補充。

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(4)能源危機的解決方法

一方面必須“牙邈”，即開發(fā)核能、風能、太陽能等新能源；另一方面需要“芭遮”，加大節(jié)能減排的力度，提

高能源的利用效率。

2.煤的綜合利用

(1)直接燃煤的危害：不僅利用效率低，而且會產(chǎn)生大量固體垃圾和多種有害氣體。

(2)煤的綜合利用方法：工業(yè)上通過煤的干儲、氣化和液化等方法來實現(xiàn)煤的綜合利用。

⑶煤的干鐳：是以煤為原料，在隔絕空氣條件下，加熱到950°C左右，經(jīng)高溫分解生產(chǎn)焦炭，同時獲得煤氣、

煤焦汕并回收其他化工產(chǎn)品的一種煤轉化工藝。

(4)煤的氣化：將煤轉化為包燃性氣體的過程。

⑸煤的液化：就是在一定條件下(溫度、壓力、催化劑、溶劑、氨氣等)將固體煤炭轉化為條類液體燃料和化工原

料的過程。

3.摩爾燃燒焰

⑴摩爾燃燒焰的定義

在一定反應溫度和壓強條件下,1mol純物質完全氧化為同溫下的指定產(chǎn)物時的焰變,并指定物質中含有的氮元

素氧化為尺2回、氫元素氧化為旦2。山、碳元素氟化為CCHg)。

⑵摩爾燃燒熠的意義

甲烷的摩爾燃燒焙為-890.3kJ-moll或△，=-890.3kJ-molI它表示298K、101kPa時，Imol甲烷完全燃

燒生成CO?和液態(tài)HzO時放出890.3kJ的熱量。

(3)摩爾燃燒烯的計算

由摩冬燃燒焙的定義可知：298K、101kPa時，可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質的量X其摩爾燃燒熔，

即Q或=〃(可燃物)X|AW：或變換一下求物質的摩爾燃燒熔：入“=一〃(”鼠物)。此公式中的是指物質的摩爾燃

燒爛，而不是指一般反應的反應熱。

■歸納總結■-------------------------------------------------------------------------

1.能源

(1)沼氣和天然氣的主要成分都是甲烷，沼氣是可再生能源，天然氣是不可再生能源。

(2)未來最理想的新能源是氫能。

2.書寫表示摩爾燃燒燃的熱化學方程式的注意事項

(1)注意摩爾燃燒塔的符號，△”一定為負值，單位為

(2)指定物質中含有的氮元素氧化為N?(g)、氫元素氧化為H2O⑴、碳元素氧化為C02(g)。

(3)可燃物的化學計量數(shù)必須為1,然后配平其他物質的化學計量數(shù)。

第7頁

八、原電池的工作原理

1.實驗探究：銅鋅原電池的構造與工作原理

裝置示意圖如圖所示

鋅片逐漸溶解,銅片上紅色固體質最增加,

實驗現(xiàn)象溶液顏色變淺,檢流計指針發(fā)生偏轉,

取出右側裝置中的鹽橋，檢流計指針回到原點

能量轉化化學能轉化為電能

鋅極為負極,鋅原子能電子，發(fā)生氧化反應,形成讓進入溶液，

電極反應式是Zn—2e-=Zir+；

銅極為正極，溶液中的Q衛(wèi)從銅片上得電子，被還原成6,沉積在銅片上，

原因解釋

電極反應式是Cu"+2e=Cu；

鹽橋的作用：平衡電荷，形成閉合回路,

電池總反應是Zn+C『+=Zn2-+Cu

電子或離子的（1）導線（電子導體）中，電子從紅片（負極）移向Q_片（正極）。

移動方向（2）電解質溶液及鹽橋（離子導體）中陽離子向銅片［止極）移動,陰離子向鋅片（負吸）移動

右側裝置優(yōu)點：鋅與Cu2T彼此隔離，

左側裝置缺點：鋅能與電解質溶液中的cd?直接發(fā)生

優(yōu)缺點鋅發(fā)生氧化反應失去的電子都通過

氧化還原反應，電能利用效率較低

導線，能充分將化學能轉化為電能

2.原電池

（1）定義：將化學能轉化為電能的裝置。

（2）裝置構成的條件：電極反應物、電極材料、宣王導體、蚯導體、自發(fā)進行的氧化還原反應。

（3）電極

負極——電子流出（還原劑發(fā)生氧化反應）的電極。

正極——電子流入（氧化劑發(fā)生還原反應）的電極。

（4）半反應：氧化反應和還原反應是在兩個電極分別進行的。每個電極或是發(fā)生失去電子的變化——氧化，或是

發(fā)生獲得電子的變化一還原，分別相當于氧化還原反應的一半，這種反應常稱為半反應。

（5）電極反應：在電極上進行的半反應。

第8頁

3.原電池工作原理示意圖

電子沿導線由負極向正極移動

發(fā)生氧化反應發(fā)生還原反應

負極正極

陽

陰

向為活潑金屬為不活潑金屬

.高

廣

且不斷溶解或導電非金屬廣

移

移

向

向

離子導體(電解質溶液)

-歸納總結

1.原電池中鹽橋的作用

⑴構成閉合回路，形成原電池。

(2)避免電極與電解質溶液直接反應，有利于最大程度地將化學能轉化為電能。

(3)鹽橋中的陰、陽離子定向遷移，使溶液保持電中性，反應持續(xù)進行，能長時間穩(wěn)定放電。

2.一般電極反應式的書寫方法

(1)判斷原電池的正、負極，即找出氧化劑和還原劑。

(2)結合介質的酸堿性確定還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。

(3)寫出電極反應式，將兩式相加得總反應式。

九、原電池原理的應用

1.制作干電池、蓄電池、燃料電池。

2.比較金屬活動性強弱

對于酸性電解質，一般是負極金屬的活動性較強，正極金屬的活動性較弱。

例如：a和b兩種金屬，用導線連接后插入稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生，則a極為負極，b

極為三極，金屬活動性：a>bo

3.加快氧化還原反應的速率

構成原電池的反應速率比直接接觸的反應速率快。

例如：實驗室制取氫氣時，粗鋅比純鋅與稀硫酸反應速率快；或向溶液中滴入幾滴硫酸銅溶液，產(chǎn)生氫氣的速率

加快.

4.設計化學電池

(1)理論上，任何自發(fā)的氧化還原反應都可以設計成原電池。

⑵外電路：還原性較強的物質在負極上失去電子,氧化性較強的物質在正極上得到電子。

(3)內電路：將兩電極浸入電解質溶液中，陰、陽離子做定向移動.

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■歸綱總結?

設計原電池的方法思路

(1)根據(jù)原電池總反應式確定正、負極反應式。

(2)根據(jù)正、負極反應式選擇電極材料和電解質溶液。

(3)要形成閉合回路(可畫出裝置圖)。

十、化學電源及其分類

1.化學電源的分類

⑴化學電源按其使用性質常分為如卜三類：

①一次電池：乂叫干電池，活性物質消耗到一定程度就不能再使用。

②二次電池：又稱可充電電池，放電后可以再充電使活性物質獲得再生。

③燃料電池：一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學能直接轉化為電能的化學電源。

⑵化學電源按其電解質性質可分為上拄電池、雌電池、堿性電池。

2.化學電池的回收利用

使用后的廢棄電池中含有大量的重金屬和酸堿等有害物質，隨處丟棄會給土壤、誕等造成嚴重的污染。廢棄電

池要進行回收利用。

十一、常見的化學電源

1.一次電池

電解質溶液制成膠狀，不流動的一次電池，也叫干電池。常見的一次電池主要有酸性鋅鎰干電池、堿性鋅飪干電

池、鋅銀電池和鋰電池等。

鋅缽干電池

酸性鋅錦干電池堿性鋅鎰干電池

金屬外殼

鋅粉和氫

石米電極弱化鉀

二班化鉆、炭黑二被化鉆

、氯化筱、氨化鋅和石爨

金屬棒

電極負極：轉，正極：石墨棒負極反應物：鋅粉，正極反應物：二氧化銃

電解質

氯化鉉和氯化鋅混合液氫氧化鉀溶液

溶液

堿性鋅錦干電池總反應：Zn+2MnO2+H2O=2MnOOH+ZnO

-

電極反應①負極：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O

②正極：2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH

第10頁

2.二次電池

二次電池的特點是發(fā)生氧化還原反應的物質（電極材料、電解質溶液）大部分被消耗后，又可以通過充電而恢復其

供電能力。

鉛蓄電池是最常見的二次電池。

放電過程充電過程

負極：Pb-2e-+S0W=PbSO￡氧化反應）陰極：PbSO4+2e=Pb+SO;（還原反應）

++

正極：PbO2+2e+SOf+4H=PbSO4+H20陽極：PbSO4+2H2O—2e=PbO2+4HSOr

（還原反應）（氧化反應）

充、放電時的電池反應為Pb+PbCh+2H2sChM2PbSO4+2H2O

十二、燃料電池

I.制作一個簡單的燃料電池

設計思路

將水電解器電解得到的氫氣和氧氣，通入兩個石墨電極把氫氣和氧氣反應的化學能轉化為電能。

案

選擇實驗用品及目的實驗裝置實驗現(xiàn)象

獲得

活一?活塞

氫

氣電解水發(fā)生器：獲取氫汽和氧氣的裝置。3E

a、b兩管均產(chǎn)生無色氣體，

和

氧蒸飽水：制取氫氣和氧”。

且體積比為

氣

氣1:2

KOH溶液：增強導電性

7-------

專

也源

丁導線

制作KOH溶液：離子導體t

期

氫氧石墨棒：作電極

一氧氣電流表指針發(fā)生偏轉

燃料U形管：發(fā)生裝置篇

電池電流表、導線：檢測產(chǎn)生的電流

KOH溶肖

2.燃料電池

（1）工作原理：將反應物分別不斷地輸入電池的兩極，通過燃料（如氫氣）在負極發(fā)生氧化反應、氧化劑（如氧氣）在

正極發(fā)生還原反應，實現(xiàn)一個相當于燃燒反應的電池反應，將化學能轉化為電能。

⑵特點：電池的正、負極反應物分別是氧化劑和燃料。

⑶常見類型：除了氫氣外，甲烷、甲醇和乙醇等也可用作燃料電池的負極反應物。氫氧燃料電池是目前最成熟

的燃料電池，它可以使用不同的電解質如KOH溶液、H3P溶液、熔融碳酸鹽、固體電解質作為離子導體。

■方法點撥

（1）燃料電池的總反應相當于燃料的燃燒，書寫總反應化學方程式時，要注意產(chǎn)物與電解質溶液是否發(fā)生反應，

若能反應，電解質溶液要寫在總反應化學方程式中。

-2

（2）大多數(shù)燃料電池正極反應的本質是氧氣得電子發(fā)生還原反應，即O2+4C=2O-,產(chǎn)生的-存在形式與電

解質溶液的酸堿性和電解質的狀態(tài)有著密切的關系。

第II頁

(3)書寫燃料電池的電極反應式，一定要注意電解質的酸堿性。堿性溶液電極反應式不能出現(xiàn)H%酸性溶液電極

反應式不能出現(xiàn)0H，

(4)負極燃料C、H、.或CMO二氧化后，在酸溶液中生成CCh，在堿溶液中生成COM。

十三、新型化學電源及電極反應式書寫

1.根據(jù)裝置書寫電極反應式

(1)確定原電池的正.負極及放電的物質

首先根據(jù)題目給定的圖示裝置特點，結合原電池正、負極的判斷方法，確定原電池的正、負極及放甩的物質。

(2)電極反應式書寫的一般步驟

2.給出總反應式，寫電極反應式

如果給定的是總反應式，可分析此反應中的氧化反應或還原反應(即分析有關元素的化合價變化情況)，再選擇一

個簡單變化情況去寫電極反應式，另一極的電極反應式可直接書寫或用總反應式減去已寫出的電極反應式，即得

結果。

3.新型可充電電池電極反應式的書寫

(1)充電時陰極的電極反應式是該電池放電時的負極反應式的“逆反應”。

(2)充也時陽極的電極反應式是該電池放電時的正極反應式的“逆反應”。

十四、電解的原理

1.電解熔融氯化鈉實驗

(1)實驗裝置如圖

(2)實驗現(xiàn)象：通電后，石墨片周圍有氣泡產(chǎn)生,鐵片上生成銀白色金屬。

(3)實驗分析

①通電前：熔融NaCI中存在的微粒有Na+、C廠,這些微粒做無規(guī)則(或自由)運動。

②通電后：

離子移動方向：Na+移向鐫電極，C「移向石墨電極。

電極上發(fā)生的反應：鐵電極：2Na+—2-=2Na,發(fā)生還原反應;

第12頁

石墨電極：2C「一2e-=Cbt，發(fā)生氧化反應。

(4)實驗結論：熔融的NaCl在直流電作用下發(fā)生了氧化還原反應,分解生成了Na和Cb。

2.基本概念

(1)電解：將直流電通過熔融電解質或電解質溶液,在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應和還原反應的過程。

(2)電解池

①定義：將電能轉化為化學能的裝置。

②構成條件：直速電源、電極反應物、電極材料、離子導體、電子導體。

(3)電極

陽極——發(fā)生氧化反應的電極(與電源正極相連)

陰極——發(fā)生還原反應的電極(與電源魚極相連)

(4)電極反應

在電極上進行的生反應，可以用電極反應式表示。

3.原電池和電解池的比較

比較原電池電解池

定義將化學能轉變成電能的裝置將電能轉變成化學能的裝置

能量轉化化學能一電能電能一化學能

裝置特征無電源有電源，兩極材料可同可不同

①自發(fā)的氧化還原反應

①兩電極連接直流電源

②電極和電極反應物

形成條件②電極插入離子導體

③離子導體

③形成閉合回路

④形成閉合回路

負極：電子流出的電極陽極：與電源正極相連的電極

電極名稱

正極：電子流入的電極陰極：與電源嵬極相連的電極

負極：氧化反應陽極：氧化反應

電極反應類型

正極；還原反應陰極；還原反應

電源負極一陰極

電子流向負極一正極

田極一電源正極

陽離子向正極移動陽離子向陰極移動

離子的移動方向

陰離子向負極移動陰離子向陽極移動

電池反應都是氧化還原反應

n歸綱總結?

電解池的工作原理

發(fā)

生

氧

化

口極

反

應

陰離子

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十五、酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律

1.電極反應規(guī)律

(1)陰極：無論是惰性電極還是活潑電極都不參與電極反應，發(fā)生反應的是溶液中的陽離子。

陽離子放電順序:Ag+>Fe3+>Cu2+：>HX酸),Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+冰),AF->Mg2+>NarCa2+>K7水溶液中Al3\

Mg2+、Na+、Ca2+xK+不放電)。

(2)陽極：溶液中還原性強的陰離子失去電子被氧化，或者電極材料本身失去電子被氧化而溶入溶液中。其放電

順序：活潑電極沒2一>「>8r>。一>01｛一>含氧酸根居酸(水溶液中含氧酸根離子不放電)。

2.酸、堿、鹽溶液電解規(guī)律(惰性電極)

用惰性電極電解下列酸、堿、鹽溶液，請?zhí)顚懴卤恚?/p>

(1)電解水型

電解質H2s。4Na2so4NaOH

---

陽極反應式2H2O-4e=O21+4H*4OH-4e=O2t+2H2O

陰極反應式4H14c=2112t4H2O14C~=2II2t14OIF

pH變化減小不變增大

復原加入物質加入比0

(2)電解電解質型

電解質

HC1CuCl2

陽極反應式2CF-2c-=C12t

+-2+

陰極反應式2H+2C=H2tCU+2C==CU

pH變化塘大--------------------

亞原加入物質加入旦Q加入CuC12

(3)電解質和水都發(fā)生電解型

電解質NaClCuSO.i

陽極反應式2Cr-2e=CI2t4OH-4e=02t+2H2O

21

陰極反應式2H++2e=H2t2Cu+4e=2Cu

pH變化增大減小

復原加入物質加入HCI加入CuO或CuCOa

■歸綱總結二

分析電解問題的基本方法思路

(1)確定電解池的陰、陽兩極，判斷陽極是惰性電極還是活潑電極。

(2)分析通電前溶液中含有哪些陰、陽離子(包括水電離出的H卜和0H)。

(3)通電后陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，判斷兩極上的放電順序。

(4)確定電極產(chǎn)物，書寫電極反應式(注意遵循原子守恒和電荷守恒)。

(5)分析電解時的相關變化，如兩極現(xiàn)象、離子濃度的變化、pH變化等。

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十六、電解食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣

1.電解飽和食鹽水制備燒堿、氨氣和氯氣

(1)實驗裝置

陰極11咀極

鐵棒］石墨

1

星Ugj商有酚做溶液

一的NaCI溶液

(2)實驗現(xiàn)象

①陽極上有帶刺激性氣味的黃綠色氣體產(chǎn)生，并能使?jié)駶镜牡矸鄣饣浽嚰堊兯{色。

②陰極上有無色氣體產(chǎn)生，陰極附近溶液變紅色。

(3)原理分析

①通電前，氯化鈉溶液中含有的離子：Na*、。一、PT、OH，

②通電后，Na+、H+移向陰極,C「、OFF移向陽極。

陽極：離子放電順序為C「>OH，電極反應式為2c「一2e-—C12f;

陰極：離子放電順序為H'>Na，電極反應式為2H++2-=氏1。

因旦1放電，故陰極區(qū)生成MQH。

(4)電解的總反應式

化學方程式：2NaCl+2H?0=^=H2t+C12t+2NaOH：

離子方程式：2Cr+2H2O^^H2t+C12t+20H，

2.氯堿工業(yè)

工業(yè)上，用隔膜阻止OH一移向陽極，則Na'和OH一可以在陰極附近的溶液中富集，這就是電解食鹽水制備燒堿

的原理，也稱作氯堿工業(yè)。

■歸綱總結--------------------------------------------------------------------------

工業(yè)電解飽和食鹽水制取燒堿

在氯堿工業(yè)中，采用了陽離子交換膜，陽離子交換膜將電解槽隔成陰極室和陽極室，它只允許陽離子(Na+、H+)

通過，而阻止陰離子(C「、OH)和氣體通過。這樣既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cb混合而引起爆炸，

又能避免CL和NaOH作用生成NaCIO而影響燒堿的質量。

第15頁

十七、銅的電解精煉、電鍍

1.銅的電解精煉

⑴裝置

硫酸酸化的

(2)粗銅成分CuSOi溶液

①主要成分：Cuo

②雜質金屬：比銅活潑的有Zn、Fe、Ni等。

比銅不活潑的有Ag、Pl、Au等。

(3)電極反應

「主要反應：Cu(粗銅)-2e-=Cu2+

-其他反應:Zn-2e=Zn2+

(O-Fe-2e-=Fe2*

Ni-2e-=Ni2+

LAg、Pl、Au等金屬沉積在槽底形成陽極泥

Cu2“2c-^Cu（精銅）

(4)電解精煉的結果

粗銅中比銅活潑的金屬Zn、Fe>Ni等失去電子形成的陽離子進入溶液中；比銅不活潑的金屬A*、Au、Pt等以

金屬單質的形式沉積在電解池的底部，與其他不溶性雜質混在?起形成陽極泥，陰極卜.得到純銅。

2.電鍍

⑴設計思路及依據(jù)

陽極材料：鐵釘(鑲件)

確定陰極電極反應式：Cir+4-2e-=Cii

陰極反應物：cu!：

陽極材料：銅片(鍍層金屬)

確定陽極電極反應式：Cu—2c-^Cu2

陽極反應物：軀宜

(2)實驗裝置及現(xiàn)象

①實驗裝置如圖

待

鍍

②實驗現(xiàn)象：鐵

釘

銅片逐漸溶解，鐵釘表面有紅色物質析出.

(3)電鍍池

①原理：利用電解原理，在金屬表利鍍上一薄層金屬或合金。

②構成:一般都是用含有鍍層金屬離子的電解質溶液作電鍍液;把鍍層金屬浸入電鍍液中與直流電源的正極相連,

作為陽極；待鍍金屬制品與直流電源的負極相連,作為陰極。

■歸納總結-

(1)電解精煉過程中的“兩不等”：電解質溶液濃度在電解前后不相等；陰極增加的質量和陽極減少的質量不相

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等。

⑵電鍍過程中的“一多，一少，一不變”：“一多”指陰極上有鍍層金屬沉積；“一少”指陽極上有鍍層金屬

溶解；“一不變”指電鍍液(電解質溶液)的濃度不變。

十八、電解的相關計算

1.計算的原則

(1)陽極失去的電子數(shù)笠王陰極得到的電子數(shù)。

⑵串聯(lián)電路中通過各電解池的電子總數(shù)相筆。

(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉移的電子總數(shù)相等。

2.計算的方法

⑴得失電子守恒法計算：用F串聯(lián)電路、通過陰陽兩極的電量相同等類型的計算，其依據(jù)是電路上轉移的電子

總數(shù)相等。

(2)總反應式計算：先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式列比例式計算。

(3)關系式計算：借得失電子守怛關系建立.已知星與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關系式。如電路中通過4

mole可構建如下關系式：

4e一?2cRBn、b)?O2?4H*?40H一?2H2?2Cu?4Ag

陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物

十九、金屬電化學腐蝕的原理

1.金屬腐蝕的定義和分類

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第18頁

3.鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕