1、第3課時(shí)規(guī)律與方法學(xué)習(xí)目標(biāo)定位建立化學(xué)反應(yīng)與能量的知識(shí)結(jié)構(gòu)模型，會(huì)判斷放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)，會(huì)判斷原電池的正極和負(fù)極，會(huì)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)，能運(yùn)用守恒法分析解答原電池中的計(jì)算題目。一、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的判斷方法1化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量為E1，生成物化學(xué)鍵形成時(shí)放出的總能量為E2。若E1E2，化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若E1E2，化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)。2常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和放熱過(guò)程(1)放熱反應(yīng)：燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)、物質(zhì)的緩慢氧化、原電池反應(yīng)、活潑金屬與水或酸的反應(yīng)、部分化合反應(yīng)等。(2)放熱過(guò)程：濃H2SO4溶于水、生石灰溶于水、固體NaOH溶于水、新化學(xué)鍵的形成等。3常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)和吸

2、熱過(guò)程(1)吸熱反應(yīng)：Ba(OH)28H2O與NH4Cl晶體的反應(yīng)、弱電解質(zhì)的電離、大多數(shù)鹽的分解反應(yīng)、大多數(shù)氧化物的分解反應(yīng)等。(2)吸熱過(guò)程：化學(xué)鍵的斷裂、多數(shù)銨鹽溶于水等。典例1氫氣在氯氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過(guò)程中，破壞1 mol氫氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1 kJ，破壞1 mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2 kJ，形成1 mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3 kJ。下列關(guān)系式中，正確的是()AQ1Q2Q3 BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3 DQ1Q22Q3二、原電池正極和負(fù)極的判斷方法1根據(jù)電極材料判斷一般是活潑的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。2根據(jù)電

3、流方向或電子流動(dòng)方向判斷電流由正極流向負(fù)極；電子由負(fù)極流向正極。3根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向在原電池的電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子移向的極是正極，陰離子移向的極為負(fù)極。4根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化判斷原電池的負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。5根據(jù)現(xiàn)象判斷溶解的一極為負(fù)極，增重或有氣泡放出的一極為正極。理解感悟在判斷原電池正、負(fù)極時(shí)，不要只根據(jù)金屬活潑性的相對(duì)強(qiáng)弱，有時(shí)還和電解質(zhì)溶液有關(guān)，如MgAl和NaOH溶液構(gòu)成的原電池中，由于Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，雖金屬性MgAl，但在該條件下卻是Al作負(fù)極。因此要根據(jù)具體情況來(lái)判斷正、負(fù)極。典例2根據(jù)反應(yīng)：2AgCu=Cu22A

4、g，設(shè)計(jì)如圖所示原電池，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()AX可以是銀或石墨BY是硫酸銅溶液C電子從銅電極經(jīng)外電路流向X電極DX極上的電極反應(yīng)式為Age=Ag三、守恒法在原電池中的應(yīng)用電子守恒法是依據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑得到的電子總數(shù)與還原劑失去的電子總數(shù)相等這一原則進(jìn)行計(jì)算的。電子守恒法是氧化還原反應(yīng)計(jì)算的最基本的方法。而原電池反應(yīng)就是一種典型的氧化還原反應(yīng)，只不過(guò)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在負(fù)極和正極分別發(fā)生。因此可以利用電子守恒法來(lái)處理原電池的有關(guān)計(jì)算。具體來(lái)說(shuō)就是正極得到的電子總數(shù)與負(fù)極失去的電子總數(shù)相等。典例3在由銅片、鋅片和200 mL稀硫酸組成的原電池中，當(dāng)在銅片上放出3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的H2時(shí)

5、，硫酸恰好用完，則：(1)產(chǎn)生這些氣體消耗的鋅的質(zhì)量是多少？(2)通過(guò)導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量是多少？(3)原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度是多少？四、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法1化學(xué)反應(yīng)速率v正v逆02體系中各組分的物質(zhì)的量濃度或體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變。3全是氣體參加的前后化學(xué)計(jì)量數(shù)改變的可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)保持不變。4全是氣體參加的前后化學(xué)計(jì)量數(shù)改變的可逆反應(yīng)，平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變。5對(duì)于有顏色的氣體參加或生成的可逆反應(yīng)，顏色不隨時(shí)間發(fā)生變化。6對(duì)同一物質(zhì)而言，斷裂化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。典例4下列方法中可以證明2HIH2I2(g)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是_。單位時(shí)間內(nèi)生成n mol

6、H2的同時(shí)生成n mol HI一個(gè)HH鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)HI鍵斷裂HI的體積分?jǐn)?shù)與I2的體積分?jǐn)?shù)相等反應(yīng)速率v(H2)v(I2)v(HI)v(HI)v(H2)v(I2)211溫度和體積一定時(shí)，某一生成物濃度不再變化溫度和體積一定時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化條件一定，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化溫度和體積一定時(shí)，混合氣體的顏色不再變化溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，混合氣體的密度不再變化理解感悟化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是v正v逆，平衡混合物中各組分的濃度或百分含量保持不變。因此，判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)較多，如以正、逆反應(yīng)為依據(jù)時(shí)應(yīng)看清兩點(diǎn)，一是是否有v正、v逆，二是它們的數(shù)值是否相等，兩者缺一不可。如以反

7、應(yīng)前后組分的濃度或百分含量為依據(jù)時(shí)，應(yīng)注意反應(yīng)的特征，即看反應(yīng)式兩邊氣體分子數(shù)是否相等。1參照反應(yīng)BrH2HBrH的能量對(duì)應(yīng)反應(yīng)歷程的示意圖，下列敘述中正確的是()A正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B吸熱反應(yīng)一定要加熱后才能發(fā)生C反應(yīng)物總能量高于生成物總能量D升高溫度可增大正反應(yīng)速率，降低逆反應(yīng)速率2一種化學(xué)冰袋中含有Na2SO410H2O和NH4NO3，使用時(shí)將它們混合用手搓揉就可制冷，且制冷效果能維持一段時(shí)間。以下關(guān)于其制冷原因的推測(cè)錯(cuò)誤的是()ANa2SO410H2O脫水是吸熱過(guò)程B較長(zhǎng)時(shí)間制冷是由于Na2SO410H2O脫水是較慢的過(guò)程C銨鹽在該條件下發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)DNH4NO3溶于水會(huì)吸

8、收熱量3一個(gè)由鋅片和石墨棒作為電極的原電池，電極反應(yīng)分別是鋅片：2Zn4OH4e=2ZnO2H2O石墨：2H2OO24e=4OH下列說(shuō)法不正確的是()A電子從石墨經(jīng)外電路流向鋅片B鋅片是負(fù)極，石墨是正極C電極總反應(yīng)為2ZnO2=2ZnOD該原電池工作一段時(shí)間后石墨附近溶液的pH增大4茫茫黑夜中，航標(biāo)燈為航海員指明了方向。航標(biāo)燈的電源必須長(zhǎng)效、穩(wěn)定。我國(guó)科技工作者研制出以鋁合金、PtFe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中()鋁合金是陽(yáng)極鋁合金是負(fù)極海水是電解液鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng)A B C D5對(duì)于鋅、銅、稀硫酸組成的原電池裝置中，當(dāng)導(dǎo)線中有1 mol電子通過(guò)時(shí)，理論上兩極變化是()鋅片

9、溶解了32.5 g鋅片增重32.5 g銅片上析出1 g H2銅片上析出1 mol H2A B C D6下列說(shuō)法中可以說(shuō)明密閉容器中的反應(yīng)：P(g)Q(g)R(g)S(g)在恒溫下已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化BP和S的生成速率相等C反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、R、S四者共存D反應(yīng)容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化7氫氣是未來(lái)最理想的能源，科學(xué)家最近研制出利用太陽(yáng)能產(chǎn)生激光，并在二氧化鈦(TiO2)表面作用使海水分解得到氫氣的新技術(shù)：2H2O2H2O2。制得的氫氣可用于燃料電池。試回答下列問(wèn)題：(1)分解海水時(shí)，實(shí)現(xiàn)了從_能轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)能，二氧化鈦?zhàn)鱛。生成的氫氣用于燃料電池時(shí)，實(shí)現(xiàn)_能轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)

10、能。水分解時(shí)，斷裂的化學(xué)鍵為_(kāi)鍵，分解海水的反應(yīng)屬于_反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。(2)某種氫氧燃料電池是用固體金屬化物陶瓷作電解質(zhì)，兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)分別為A極：2H22O24e=2H2O；B極：O24e=2O2則A極是電池的_極；電子從該極_(填“流入”或“流出”)。(3)有人以化學(xué)反應(yīng)：2ZnO24H=2Zn22H2O為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一種原電池，移入人體內(nèi)作為心臟起搏器的能源，它們靠人體內(nèi)血液中溶有一定濃度的O2、H、Zn2進(jìn)行工作。則原電池的負(fù)極材料是_，發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)。8在某一容積為5 L的密閉容器內(nèi)，加入0.2 mol的CO和0.2 mol 的H2O(g)，在催化劑存在的條件下高

11、溫加熱，發(fā)生如下反應(yīng)：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，反應(yīng)放出熱量。反應(yīng)中CO2的濃度隨時(shí)間變化的情況如圖所示：(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)，CO的化學(xué)反應(yīng)速率為_(kāi)；反應(yīng)平衡時(shí)c(H2)_。(2)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是_(填序號(hào))。CO減小的化學(xué)反應(yīng)速率和CO2減小的化學(xué)反應(yīng)速率相等CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化正、逆反應(yīng)速率都為零第3課時(shí)規(guī)律與方法知識(shí)結(jié)構(gòu)模型新物質(zhì)質(zhì)量守恒化學(xué)反應(yīng)吸收放出把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置兩極一液成回路負(fù)正炸藥開(kāi)山、燃料燃燒、發(fā)射火箭等v或v參加反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)溫度、濃度、催化劑、固體

12、表面積等化學(xué)反應(yīng)限度決定了反應(yīng)物在給定條件下的最大轉(zhuǎn)化率可逆反應(yīng)正、逆反應(yīng)速率相等；動(dòng)態(tài)平衡；條件一定、濃度恒定；條件改變，化學(xué)反應(yīng)限度改變v正v逆0燃料的表面積大空氣適當(dāng)過(guò)量解題規(guī)律方法典例1D化學(xué)鍵的斷裂要吸收能量，而化學(xué)鍵的形成要放出能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以吸收的能量要比放出的能量少，故有Q1Q22Q3。典例2B由電池反應(yīng)2AgCu=2AgCu2可知，銅作負(fù)極，電極反應(yīng)為Cu2e=Cu2；X為正極，可以是比銅不活潑的銀或石墨等，電極反應(yīng)為Age=Ag；電解質(zhì)溶液中需含有Ag，故B說(shuō)法錯(cuò)誤。典例3(1)9.75 g(2)0.3 mol(3)0.75 molL1解析在銅、鋅、稀硫酸形成的

13、原電池中發(fā)生的電極反應(yīng)為負(fù)極：Zn2e=Zn2(氧化反應(yīng))正極：2H2e=H2(還原反應(yīng))所以，根據(jù)電子守恒有解得：m(Zn)0.1565 g9.75 gn(e)0.152 mol0.3 moln(H2SO4)n(H)0.3 mol0.15 mol所以c(H2SO4)0.75 molL1。典例4解析注意化學(xué)平衡狀態(tài)的實(shí)質(zhì)是正、逆反應(yīng)速率相等，要仔細(xì)分析各項(xiàng)敘述中的反應(yīng)速率。中正、逆反應(yīng)速率不相等，、是相同的，都是指的單向反應(yīng)速率，故均不正確。平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度或百分含量保持不變，并不一定相等，故不正確。該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，故壓強(qiáng)、相對(duì)分子質(zhì)量、氣體密度均不隨反應(yīng)的進(jìn)行而改變，、均不正確

14、。各氣體中只有I2有顏色，反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，隨I2的濃度改變，顏色會(huì)發(fā)生改變，顏色不再改變時(shí)，說(shuō)明已達(dá)平衡，故正確。即時(shí)鞏固練習(xí)1A由圖像知反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；吸熱反應(yīng)不一定要加熱才能進(jìn)行，如Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)于任何一個(gè)反應(yīng)而言，升高溫度，可以使正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率都加快，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2C銨鹽不會(huì)自身發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，而又不具備與Na2SO410H2O發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的條件，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。3A由電極反應(yīng)可知：鋅片一極發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，石墨一極發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，電子在外電路中從負(fù)極(Zn片)流向正極(石墨)

15、，反應(yīng)時(shí)石墨一極產(chǎn)生OH，石墨附近溶液c(OH)增大，pH增大。4A電池電極只稱(chēng)為正、負(fù)極，故錯(cuò)。其中活潑的一極為負(fù)極，即為鋁合金，對(duì)。電極在海水中，故海水為電解質(zhì)溶液，對(duì)。鋁合金為負(fù)極，則發(fā)生氧化反應(yīng)，故錯(cuò)。5A鋅、銅、稀硫酸組成的原電池的電極反應(yīng)為負(fù)極：Zn2e=Zn2，正極：2H2e=H2。則計(jì)算關(guān)系式為：Zn2eH2 1 mol 2 mol 1 mol 0.5 mol 1 mol 0.5 molm(Zn)0.5 mol65 gmol132.5 g，m(H2)0.5 mol2 gmol11 g。6B在該反應(yīng)中，反應(yīng)前后的氣體的總物質(zhì)的量不變，反應(yīng)無(wú)論是否達(dá)到化學(xué)平衡，反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)都不隨時(shí)間變化，總物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化，并且四種物質(zhì)始終是共存的，正確答案為B。7(1)太陽(yáng)化學(xué)催化