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文檔簡介

第二章《化學反應與能量》章末復習導學案【學習目標】1.通過歸納整理,鞏固化學能與熱能的關系。2.通過練習與歸納,能正確書寫常見燃料電池電極反應式和電池反應式。3.通過討論與交流、能正確判斷化學平衡狀態(tài)?!緦W習重點】燃料電池電極反應式的書寫方法,化學平衡狀態(tài)的判斷。【溫馨提示】燃料電池電極反應式的書寫、化學平衡狀態(tài)的判斷可能是你學習的難點?!咀灾鲗W習】1.回顧所學知識,閱讀教材P55“歸納與整理”,完成教材填空。2.回顧梳理本章知識體系:【同步學習】一、化學能與熱能活動一:鞏固化學能與熱能的關系例1.1molH–I鍵的鍵能是299KJ。1molI–I鍵的鍵能是151KJ,1molH–H鍵的鍵能是436KJ,則H2(g)+I2(g)=2HI(g)的反應是(B)A.吸熱反應B.放熱反應C.分解反應D.可逆反應例2.2C+O2=2CO,2CO+O2=2CO2都是放熱反應。據(jù)此推斷,下列說法不正確的是(A)A.12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量B.56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量C.12gC和32gO2所具有的總能量大于44gCO2所具有的總能量D.將一定質量的碳燃燒,生成CO2比生成CO時放出的熱量多歸納小結:化學反應的基本特征是;化學反應中能量變化的微觀原因是,宏觀因素是。物質能量越低越。常見的散熱反應類型有,常見的放熱反應類型有。對應練習1.一般硫粉含有S(單斜)和S(正交)兩種同素異形體。已知常溫下:S(單斜)+O2(g)=SO2(g)1molS(單斜)完全燃燒放出kJ能量;S(正交)+O2(g)=SO2(g)1molS(正交)完全燃燒放出能量,下列說法錯誤的是(B)A.S(g)+O2(g)=SO2(g),1molS(g)完全燃燒放出的能量大于kJB.單斜硫轉變?yōu)檎涣虻哪芰孔兓捎糜覉D表示C.常溫下正交硫比單斜硫穩(wěn)定D.單斜硫轉化為正交硫的反應是放熱反應對應練習2.白磷與氧可發(fā)生如下反應:P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為:P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。根據(jù)圖示的分子結構和有關數(shù)據(jù)估算1molP4發(fā)生上述反應放出的能量是(B)A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol—1B(4c+12b-6a-5d)kJ·mol—1C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol—1 D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol—1二、化學能與電能活動二:鞏固燃料電池電極反應式的書寫例3.某燃料電池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)為電解質,以C8H18為燃料,以空氣為氧化劑,以具有催化作用和導電性能的稀土金屬材料為電極。試回答下列問題:(1)寫出該燃料電池的化學反應方程式:2C8H18+25O2=16CO2+18H2O。(2)寫出該燃料電池的電極反應式,正極:25O2+100e-+50CO250CO32-。負極:2C8H18—100e-+50CO32-66CO2+18H2O。(3)為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行,電池的電解質組成應保持穩(wěn)定。為此,必須在通入的空氣中加入一種物質,加入的物質是什么,它從哪里來?在通入的空氣中加入CO2,CO2可以從電池負極產(chǎn)生的氣體獲得歸納小結:1.燃料電池總反應式方程式的書寫因為燃料電池發(fā)生化學反應的最終產(chǎn)物與燃料燃燒的產(chǎn)物相同,可根據(jù)燃料燃燒反應寫出燃料電池的總反應式,但要注意燃料的種類。若是氫氧燃料電池,其總反應式不隨電解質的狀態(tài)和電解質溶液的酸堿性變化而變化,即2H2+O2=2H2O。若燃料是含碳元素的可燃物,其電池總反應式就與電解質的狀態(tài)和電解質溶液的酸堿性有關,如甲烷燃料電池在酸性電解質中生成和,在堿性電解質中生成和。2.燃料電池正極反應式的書寫因為燃料電池正極反應物一般是氧氣,正極反應的本質是O2得電子生成O2-離子,在酸性溶液中O2-離子與結合生成,在堿性或中性溶液中O2-離子與結合生成,在熔融碳酸鹽環(huán)境中O2-離子與結合生成,O2-離子在某些固體電解質中可存在。3.燃料電池負極反應式的書寫一般燃料電池的負極反應式采用間接方法書寫,即先寫出總反應式和正極反應式,然后在守恒的基礎上用總反應式減去正極反應式即得負極反應式。對應練習3.寫出下列燃料電池電極反應式及總反應式。(1)C2H6燃料電池,電解質為KOH溶液負極:__________________________________________,正極:______________________________總反應:_________________________________________________(2)CH3OH燃料電池,電解質為KOH溶液負極:______________________________________,正極:___________________________________總反應:_________________________________________________(3)H2S燃料電池,電解質為酸性溶液負極:____________________________________,正極:_______________________________________總反應:_________________________________________________(4)鋁、空氣燃料電池(海水)負極:_____________________________________,正極:_____________________________________總反應:_________________________________________________對應練習4.有一種新型“鋰、空氣電池”,可用做充電電池和燃料電池,該電池放電時的示意圖如下。下列有關敘述中不正確的是(D)A.放電時負極的電極反應式為Li-e===Li+B.放電時正極的電極反應式為O2+2H2O+4e-===4OH-C.負極鋰每減少7g,電路中通過1mol電子D.電流由金屬鋰極經(jīng)外電路流向空氣極對應練習5.某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質傳遞H+,其基本結構如圖,電池總反應可表示為:2H2+O2=2H2O,下列有關說法正確的是(D)A.電子通過外電路從b極流向a極B.b極上的電極反應式為:O2+2H2O+4e-=4OH-C.每轉移mol電子,消耗L的H2D.H+由a極通過固體酸電解質傳遞到b極三、化學反應的速率和限度活動三:鞏固化學平衡狀態(tài)的判斷方法例4.在一定溫度下的定容容器中,當下列物理量不再發(fā)生變化時,不能表明可逆反應A(固)+2B(氣)C(氣)+D(氣)已達到平衡狀態(tài)的是(B)A.混合氣體的壓強B.混合氣體的密度C.B的物質的量濃度D.反應放出的熱量討論交流:對于密閉容器中的可逆反應:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),根據(jù)對化學平衡概念的理解,判斷下列各情況下,是否達到平衡(一定是、不一定是)??赡艿那闆r舉例是否能判斷已達平衡1.混合物體系中各成分的含量①各物質的物質的量或各物質的量的分數(shù)一定一定是②各物質的質量或各物質的質量分數(shù)一定③各氣體的體積或體積分數(shù)一定④總體積、總壓強、總物質的量一定2.正、逆反應速率的關系①單位時間內消耗了mmolA,同時生成mmolA②單位時間內消耗了nmolB,同時消耗了pmolC③v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q④單位時間內生成nmolB,同時消耗qmolD3.壓強①其他條件不變,m+n≠p+q時,總壓強一定②其他條件不變,m+n=p+q時,總壓強一定4.平均相對分子質量M①當m+n≠p+q時,M一定②當m+n=p+q時,M一定5.溫度其他條件一定時,絕熱體系溫度一定6.體系密度其他條件一定時,密度一定7.其他組成成分有顏色時,體系顏色不再變化對應練習6.可逆反應∶2NO22NO+O2在密閉容器中反應,達到平衡狀態(tài)的標志是(A)①單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內生成nmolO2的同時,生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2:2:1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài)A.①④⑥ B.②③⑤C.①③④ D.①②③④⑤⑥【反饋練習】1.在一密閉容器中進行反應:2SO2(氣)+O2(氣)2SO3(氣)已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為mol·L-1、mol·L-1、mol·L-1。當反應達到平衡時,可能存在的數(shù)據(jù)是(B)A.SO2為mol·L-1,O2為mol·L-1 B.SO2為mol·L-1C.SO3為mol·L-1 D.SO2、SO3均為mol·L-12.在某合成氨廠合成氨的反應中,測得合成塔入口處氣體N2、H2、NH3的體積比為6∶18∶1,出口處氣體N2、H2、NH3的體積比為9∶27∶8,則氮氣的轉化率為(B)A.75%B.50%C.25%D.20%3.將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說法正確的是(B)A.液滴中的Cl―由a區(qū)向b區(qū)遷移B.液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應為:O2+2H2O+4e-=4OH-C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應而被腐蝕,生成的Fe2+由a區(qū)向b區(qū)遷移,與b區(qū)的OH―形成Fe(OH)2,進一步氧化、脫水形成鐵銹D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負極發(fā)生的電極反應為Cu-2e-=Cu2+4.如題圖所示,將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中,再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液,冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內可以移動),下列敘述正確的是(B)A.a(chǎn)中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色B.b中鐵釘上發(fā)生還原反應C.a(chǎn)中銅絲上發(fā)生氧化反應D.b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生5.將·L-1HCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度,實驗結果如右圖所示(實驗中始終保持V1+V2=50mL)。下列敘述正確的是(B)A.做該實驗時環(huán)境溫度為22℃B.該實驗表明化學能可能轉化為熱能C.NaOH溶液的濃度約為L·L-1D.該實驗表明有水生成的反應都是放熱反應6.磷酸燃料電池是目前較為成熟的燃料電池,其基本組成和反應原理如下:下列說法不正確的是(C)A.在改質器中主要發(fā)生的反應為CXHY+XH2OXCO+(X+Y/2)H2B.移位反應器中的反應為CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)C.負極排出的氣體主要是H2O蒸氣D.該電池正極的電極反應為O2+4H++4e-2H2O7.鎂及其化合物一般無毒(或低毒)、無污染,且鎂原電池放電時電壓高而平穩(wěn),使鎂原電池越來越成為人們研制綠色原電池的關注焦點。其中一種鎂原電池的反應為:xMg+Mo3S4MgxMo3S4,下列說法錯誤的是(B)A.放電時,負極反應為Mg-2e-Mg2+B.放電時,Mo3S4發(fā)生氧化反應C.放電過程中Mg2+向正極遷移D.放電時,正極反應為Mo3S4+xMg2+MgxMo3S4-2xe-8.右圖裝置的電池反應方程式為Cl2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4負極反應式為SO2—2e-+2H2O4H++SO42-正極反應式為Cl2+2e-2Cl-。9、鉛蓄電池是常用的化學電源,其電極材料是Pb和PbO2,

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