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1、专题 03化学反应原理一、化学能与热能1木炭与水蒸气反应C(s)+H 2O(g)CO(g)+H 2(g)H =+131.5 kJ mol - 1类型：吸热反应。解读：化学反应与能量变化项目放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应来源 学科网ZXXK反应物的总能量高于生成物的总能量反应物的总能量低于生成物的总能量关系能量生成物分子成键释放的总能量反应物分子断键吸生成物分子成键释放的总能量与化学键的关系收的总能量反应物分子断键吸收的总能量表示方法H 0H 0图示22422423+10H 2O2 Ba(OH) 8H O 与 NH Cl 晶体反应： Ba(OH) 8H O+2NH Cl
2、BaCl +2NH类型：吸热反应。现象：生成有刺激性气味的气体，烧杯壁很凉，玻璃片与烧杯粘结在一起。3氢气与碘蒸气反应：H2(g)+I 2(g)2HI(g)H=- 14.9 kJ/mol类型：放热反应。拓展：热化学方程式的正误判断（ 1）检查是否标明聚集状态。（ 2）检查 H 的“+”“是-否”与吸热、放热一致。- 1（ 3）反应热 H 的单位是否为 “kJmol”。（ 4）检查 H 的数值是否与反应物或生成物的物质的量一致。（ 5）表示燃烧热的热化学方程式，还要注意是否生成了稳定的氧化物。1CO(g)H=- 110.5 kJ mol- 14木炭的燃烧： C(s)+ O2(g)2类型：放热反应
3、。拓展：（ 1）该反应可由以下两个反应相减得到： C(s)+O 2(g)CO2(g)H=- 393.5 kJ mol- 1 CO(g)+ 1O2(g)CO2(g)H=- 283.0 kJ mol - 12 - 即得 C(s)+1O2(g)CO(g)H =- 110.5 kJ mol - 12（ 2）盖斯定律：不论化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热相同。从 SL， H 10 ，体系吸热；结论： H 1 H 20；反应的热效应只与始态、终态有关，与途径无关。意义 利用盖斯定律，可以间接计算难以直接测定的反应热。二、水溶液中的离子反应1电解质的电离HClH+ +Cl -CH3COOHCH3 C
4、OO- +H+拓展：电离方程式的书写（ 1）强电解质：完全电离，在写电离方程式时，用“=”。（ 2）弱电解质：部分电离，在写电离方程式时，用 “ ”。一元弱酸、弱碱一步电离。如 CH3COOH ： CH 3COOHCH 3COO H ，323 2+。ONH 4 OHNH H O：NH H多元弱酸分步电离，必须分步写出，不可合并( 其中以第一步电离为主 )。如 H 2CO3： H2CO3 HCO 3 (主)， HCO 32HH CO3 (次)。多元弱碱分步电离(较复杂 )，在中学阶段要求一步写出。如Fe(OH) 3： Fe(OH) 3Fe3 3OH 。2水的电离H2O+H 2OH 3O+OH -
5、H2OH +OH-拓展：水的离子积常数： Kw=c(H +) c(OH )。 14（ 1）室温下： Kw=110 。（ 2）影响因素：只与温度有关，升高温度，Kw 增大。（ 3）适用范围： Kw 不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。（ 4） Kw 揭示了在任何水溶液中均存在H +和 OH ，只要温度不变， K w 不变。3弱碱阳离子的水解Al 3+3H 2OAl(OH) 3+3H +NH +4 + H 2ONH 3H 2O+H +拓展：盐类水解方程式的书写（ 1）书写形式在书写盐类水解方程式时一般要用“”号连接，产物不标“”或“”，用离子方程式表示为盐中的弱离子水弱酸 (或弱碱 )OH
6、(或 H )。（ 2）书写规律一般盐类水解程度很小，水解产物很少，如果产物易分解(如 NH3 H2O、 H2 CO3)也不写成其分解产物的形式。多元弱酸盐的水解分步进行，以第一步为主，一般只写第一步水解的离子方程式，如Na2CO3 的水解离子方程式： CO 32 H2OHCO 3 OH。多元弱碱阳离子的水解方程式一步写完，如FeCl3 的水解离子方程式：3 3H2OFe(OH) 3 3H+。Fe4弱酸根离子的水解CO32 +H 2OHCO 3 +OH -（主要）HCO 3 H2OH 2CO3 OH -（次要）说明：多元弱酸阴离子分步水解，应分步书写水解的离子方程式。因为第一步水解程度较大，一般
7、只写第一步水解的方程式。如2+H 2O-，第二步为Na2CO3 的 水 解 分 两 步 ，第 一 步 为 CO 3HCO 3 +OHHCO 3 +H2OH2CO3+OH - 。弱碱阳离子与弱酸酸根离子相互促进水解：Al 3+3 HCO 3Al(OH) 3 +3CO2说明：某些盐溶液在混合时，一种盐的阳离子和另一种盐的阴离子能相互促进水解，使两种离子的水解趋于完全，此时水解方程式中用“”。5氯化银的沉淀溶解平衡AgCl(s)Cl (aq) Ag(aq)拓展：溶度积（ 1）概念：溶度积是沉淀溶解的平衡常数。mn+nm，式中的浓度都是平衡浓度。（ 2）表达式： Ksp(A mBn)=c (A) c(
8、B)（ 3）应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解：QcK sp：溶液过饱和，有沉淀析出；Qc=Ksp：溶液饱和，处于平衡状态；Qc1，所以只要较低物质的量浓度的Ag（） （Ag） （AgI）c Agcc IKsp不断溶解，最终完全转化为更难溶的沉淀AgI 。（ 2）由难溶的沉淀转化为较易溶的沉淀是比较难以实现的一种转化，前提是“两种沉淀的溶解度相差不是很大 ”。如虽然 K sp(BaSO 4) Ksp(BaCO 3) ，但两者差异不大，BaSO4(s)+ CO 32(aq)BaCO 3(s)+ SO42(aq) ， K 转（2） （2）（2）K（BaSO）4 1 ，只要加入足量的饱和Na2
9、CO3 溶液， BaSO4就可能转化为= c SO4= c Bac SO4）sp（2） （2 ）（2（BaCO）c CO3c Bac CO3Ksp3BaCO 3，而 BaCO 3是可用酸溶解的。三、化学能和电能1铜锌原电池装置锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出，电流表指针发生偏转电极名称Zn 电极 负极Cu 电极 正极得失电子失电子得电子电子流向流出流入反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn 2e=Zn2Cu 2 2e=Cu总反应式22 CuZn Cu=Zn2一次电池（ 1）碱性锌锰电池是一种常用的一次电池，其负极是Zn，正极是 MnO 2 ，电解质溶液是KOH 溶液。该电池总反应式：Zn 2
10、MnO 2 2H 2O=2MnOOH Zn(OH) 2 ，则负极反应式：Zn 2OH 2e=Zn(OH) 2，正极反应式：2MnO 2 2H2O2e =2MnOOH 2OH 。（ 2）锌银电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点。根据总反应式Zn Ag 2O H2O=Zn(OH) 2 2Ag 判断：负极是 Zn ，电极反应式为Zn2OH 2e =Zn(OH) 2；正极是 Ag 2O，电极反应式是。Ag 2O H 2O 2e =2Ag 2OH3二次电池铅蓄电池是常见的二次电池，其负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液。铅蓄电池 的放电反应和充电反应表示如下：Pb(s)PbO2(s)
11、 2H2 SO4(aq)2PbSO4(s) 2H 2O(l)负极： Pb(s) SO42(aq) 2e=PbSO4(s)；正极： PbO2(s) 4H(aq)2(aq) 2e =PbSO4(s) 2H2O(l) 。SO44氢氧燃料电池（ 1）构造（ 2）电池总反应： 2H 2O2=2H 2O。（ 3）氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应式介质负极反应式正极反应式酸性2H 24e =4HO2 4H 4e =2H 2O中性来O2 2H2H 24e =4H2O4e =4OH源 :Z_xx_k.Com碱性O 22H2H2 4e 4OH=4H2 O2O4e =4OH5电解饱和食盐水（ 1）装置及现象阴极阳
12、极现象放出无色气体放出黄绿色气体电极反应式 （ 2）电解总反应式化学方程式：2NaCl 2H 2O2NaOH H 2 Cl 2，离子方程式：2Cl 2H2O2OHH 2 Cl 2。6电镀（ 1）定义：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。（ 2）电镀池的构成（ 3 ）实 例 (往铁件上镀铜 )阴极材料：铁，电极反应式：Cu 2 2e =Cu；阳极材料：铜，电极反应式：Cu 2e =Cu2 ；电解质溶液：CuSO4 溶液。7电解精炼铜（ 1）电解精炼铜的原理是粗铜中 比铜活泼的金属 Zn、 Fe 等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属 Ag 、 Au 等以金属
13、单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜在阴极上析出。（ 2）装置8电冶金原理本质：使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。如M n ne =M 。电冶金：电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些活泼金属单质的制取，如冶炼Na、 Ca、 Mg 、 Al 等活泼金属。举例9钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀水膜环境水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性负极反应=Fe2Fe 2e2Fe 4e =2Fe2正极反应来源 :Z_xx_k.Com2H 2e =H2O2 4e 2H2O=4OH总反应Fe2H = Fe2 H 22Fe O2 2H2O=2Fe(OH) 24Fe(OH) 2 O2
14、2H2 O=4Fe(OH) 3联系吸氧腐蚀更普遍1 2017新课标 用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H 2SO4H 2 C2 O4 混合溶液。下列叙述错误的是A 待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为：Al 33eAlD 硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】 C【名师点睛】本题考查电解原理的应用，如本题得到致密的氧化铝，说明铝作阳极，因此电极方程式应是2Al - 6e- 3H 2O=Al 2O3 6H ，这就要求学生不能照搬课本知识，注意题干信息的挖掘，本题难度不大。2 2017 江苏 通过以下反应可获得新 型能源二甲醚 (C
15、H 3OCH 3 )。下列说法不正确的是 C(s) + H 2O(g)CO(g) + H 2 (g)H1 = a kJ mol - 1 CO(g) + H 2O(g)CO2 (g) + H 2 (g)H 2 = b kJ mol- 1 CO2 (g) + 3H 2 (g)CH 3OH(g) + H 2O(g)H 3 = c kJ mol - 1 2CH 3OH(g)CH 3OCH 3 (g) + H 2O(g)H 4 = d kJ mol - 1A反应、为反应提供原料气B反应也是CO2 资源化利用的方法之一11H2O(l) 的dC反应 CH 3OH(g)CH 3OCH 3 (g) +H =22
16、2kJ mol- 1D反应 2CO(g) + 4H 2 (g)CH 3OCH 3 (g) + H 2O(g)的 H = ( 2b + 2c + d ) kJ mol- 1【答案】 C【解析】 A 反应、的生成物CO2 和 H 2 是反应的反应物，A 正确； B 反应可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝， B 正确； C4 个反应中，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焓变，所以C 错误；D 把反应三个反应按 ( + ) 2+可得该反应及对应的焓变， D 正确。【名师点睛】本题以合成新能源二甲醚为背景，考查学生对简单化工流程的反应原理、能量的转化关系、化学反应焓变的概念、盖斯定律的运用等知识的掌握
17、和理解程度，同时关注了节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。3 2017 新课标 在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl 会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu 和 CuSO4，生成 CuCl 沉淀从而除去Cl 。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是A KSP (CuCl) 的数量级为 10 7B除 Cl 反应为 Cu+Cu 2+2 Cl=2CuClC加入 Cu 越多， Cu+浓度越高，除Cl 效果越好 来源 :Z&xx&k.ComD 2Cu+=Cu2+Cu 平衡常数很大，反应趋于完全【答案】 C【名师点睛】本题考查溶度积常数的计算及平衡的移动，难点是对溶液中平衡时相关离子浓度的关系图的理解，通过图示可以提取出K sp(CuCl) ， 2CuCu2 Cu 的平衡常数，并且要注意在化学平衡中纯物质对反应无影响。学 /科 .网