1、2热化学电化学化学反应速率教师热化学知识点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:25C、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的
2、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25C,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-CO2 ,H-H2O ,S-SO2 ,N-N2等.5. 中和热:在稀溶液中,酸和碱发生反应时生成1molH2O,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
3、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）28H2O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）28H2O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
4、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： QpH其中：Qp表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。HH（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
5、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25C。（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
6、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
7、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H1H2H3 H3H1H2-393.5kJ/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
8、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。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解析该题主要考察化学反应中能量变化的
9、理解与应用。 物质发生化学反应都伴随着能量变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，物质发生物理变化、核变化（如原子弹的爆炸）也都伴随者能量变化。在一个确定的化学反应中反应物的总能量（设为x）与生成物的总能量（设为y）之间的关系为：xy，化学反应为放热反应；xy，化学反应为吸热反应；xy。答案：AC例2. 已知化学反应2C（s）O2（g）=2CO（g）、2CO（g）O22 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32gO
10、2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时放出的热量多解析放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应因此，B、C两项的说法正确。12g并不是全部的反应物，所以A项的说法不正确。由于C CO放热、CO CO2放热，根据盖斯定律得C CO2比C CO放热多，即D项说法正确。本题考察的主要是化学反应中的能量变化及其原理的理解和应用。答案：A例3 已知热化学方程式：（1） Fe2O3(s)3CO（s）2Fe（s）3CO2（g）；H25kJ/mol（2） 3Fe2O3(s)CO（s）2 Fe3O4(s)CO
11、2（g）；H47kJ/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 。解析依据盖斯定律：不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。我们可以从题目中的有关方程式分析：从方程式（3）与方程式（1）可看出有我们需要的物质。但是方程式（3）必须通过方程式（2）有关物质才能和方程式（1）结合起来。答案：将方程式（1）1/2方程式（2）1/6方程式（3）1/3；可表示为（1）1/2（2）1/6（3）1/3得：FeO(s)CO（s） Fe(s)CO2；H(25kJ/mol)1/2（47kJ/mol）
12、1/6（+19kJ/mol）1/311kJ/mol电化学一基础知识回顾原电池电解池电镀池定义将化学能转化成电能的装置将电能转化成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置装置形成条件活泼性不同 的两电极电解质溶液形成闭合回路两电极接直流电源两电极插入电解质溶液中形成闭合回路镀层金属接电源正极，作为阳极；待镀金属接电源负极，作为阴极电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连名称同电解池，但有限制条件阳极：必须是镀层金属阴极：镀件(待镀的物件)电极反应负极：氧化反应(负失氧)正极：还原反应(正
13、得还)，原电池的电极反应较为复杂，不易总结出明显的规律特征阳极：氧化反应，溶液中的阴离子或金属电极失电子(阳失氧)阴极：还原反应，一定是溶液中的阳离子得电子(阴得还)阳极：氧化反应，金属电极失电子，并不断溶解(阳失氧)阴极：还原反应，电镀液中的镀层金属阳离子得电子(阴得还)电子流向(外电路)负极正极负极阴极阳极正极同电解池电流方向(外电路)正极负极正极阳极电解质溶液阴极负极同电解池对比电解质导电的过程实质上就是电解过程；电解是在外电源的作用下被迫发生氧化还原的过程，把电能转化为化学能，而在原电池中正好相反，是自发的氧化还原反应的过程，把化学能转化为电能还原性：S2-I-Br-Cl-OH-SO4
14、2-、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
15、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。该电解槽的阳极反应式为 ；通电开始后，阴极附近溶液pH会增大；其原因是 ；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(
16、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)2C.充电时，阴极反应是：Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2OD.充电时，阳极附近pH值减小.【答案】AD【方法要领】根据原电池在放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,再根据元素化合价变化,可判断该电池负极发生反应的物质为Fe,正极为NiO2,此电池为碱性电池,在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+,故放电时的电极反应是:负极:Fe-2e-+2=Fe(OH)2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2。原电
17、池充电时,发生电解反应,此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应,阳极反应为原电池正极反应的逆反应,由此可判断正确选项应为A、D。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不同，引起的正极反应 不同 D.无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化 【答案】CD【方法要领】金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程，因此D是正确的。依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理可知，C也是正确的。原电池反应既可以加快金属的腐蚀，也可用以防止金属的腐蚀
18、。例如不锈钢，镀锌铁等中的Fe均不易腐蚀，所以A、B是不正确的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【答案】B【方法要领】机械转动部位应涂油脂防锈，油脂既防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活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，
19、有0.1molCu2O生成。【答案】A【方法要领】由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H反应，电极反应为：2H2e=H2，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu22e=Cu2OH2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误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：C放电过程中，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气体【答案】B【方法要领】A
20、项，高温条件下微生物会变性，所以A错；B项，负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，所以B对；C项，原电池内部阳离子应向正极移动，所以C错；D项，消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，D错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 H2+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【答案】CD。【方法要领】本题考查在题目创设的新情景中运用所学电化学知识，解
21、决具体问题的能力。首先是区别出充电运用的是电解原理，放电则是运用了原电池原理。抓住电解池、原电池各极发生氧化还原反应的特点，结合题给的信息进行分析判断： A：原电池负极反应式为：H2+OH-+e-Ni(OH)2，pH下降。故A不正确。B：原电池，NiO(OH)Ni(OH)2，镍被还原。故B也不正确。同理可判断得：正确答案为CD7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 【答案】B方法要领A项中在阴
22、极得到氢气；C项中在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈红色；D20080801项中因为反应生成了NaOH，所以溶液呈碱性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1：2C用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOHD镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀【答案】 C【方法要领】在原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应，所以A错；电解Na2SO4实质是电解水，在阴极产生H2，在阳极产生O2，二者体积比为2：1，所以B错；根据电解NaCl的方程式：2NaCl+2
23、H2O2NaOH+Cl2+H2可知，每转移1mol电子，生成1molNaOH，故C对；镀层破损后，镀锌铁板更耐腐蚀，因为锌做负极，铁做正极被保护，所以D说法错误化学反应速率例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/(Ls) 用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol/(Ls) 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
24、时间内以A的浓度表示的化学反应速率为1mol/(Lmin)，则此段时间内以C的浓度表示的化学反应速率为（ ）A.0.5mol/(Lmin) B.1mol/(Lmin) C.2mol/(Lmin) D.3mol/(Lmin) 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/(Lmin) B用NH3表示的反应速率为0.3 mol/(Lmin) C用N2表示的反应速率为0.2mol/(Lmin) D用H2 表示的反应速率为0.3 mol/(Lmin)影响化学反应速率的因素（阅读P33）例4
25、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 A10 20mL 3mol/L的X溶液 B20 30mL 2molL的X溶液C10 10mL 4mol/L的X溶液 D10 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
26、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 （ ） 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；化学反应达到化学平衡时，整个反应处于停滞状态；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 B只有 C只有 D 4化学反应速率是有单位的，下列表
27、示的是化学反应速率的单位的是 （ ）Amol/min Bmol/s Cmol/L Dmol/(Ls) 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 （ ）A1.5mol/(Lmin) B0.15mol/(Lmin) C0.75mol/(Lmin) D0.075mol/(Lmin) 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（A）0.2mol(Lmin) B（B） 0.45 mol(Ls)C（C）0.45 mol(Lmin) D（D）0.35 mol(Lmin)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：(A)=0.5molL-1s-1；(B)=0.6molL-1s-1；(C)=0.35molL-1s-1；(D)=0.4molL-1s-1，则该反应在不同条件下反应速率最快的是( )A B C D参考答案：题号12345678答案CBCDBDCD
