化學(xué)反應(yīng)原理課件

專題一化學(xué)反應(yīng)與能量變化專題二化學(xué)反應(yīng)速率與等效平衡專題三溶液中的離子反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)原理1專題一化學(xué)反應(yīng)與能量變化第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第三單元金屬的腐蝕與防護(hù)2前言打*的為了解、感悟內(nèi)容打★的為重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容加下劃線有顏色的字詞為注意和記憶內(nèi)容所有的圖解為重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容3第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的焓變抽象概念：在恒溫、恒壓下化學(xué)反應(yīng)過程中吸收（釋放）的熱量。嚴(yán)格概念*：在恒溫、恒壓的條件下，體系僅做體積功、不做其他功的變化過程中的熱效應(yīng)。符號(hào)：ΔH；常用單位：kJ·mol-14焓變產(chǎn)生的原因和條件：反應(yīng)物和生成物都具有能量反應(yīng)物與生成物存在能量差值（不絕對(duì)相等）化學(xué)反應(yīng)能夠在一定條件下進(jìn)行5焓變種類的劃分：吸熱反應(yīng)：正焓變?chǔ)=E2-E1>0★(E1’-E2’>0)放熱反應(yīng)：負(fù)焓變?chǔ)=E2-E1<0★(E1’-E2’<0)無反應(yīng)*：零焓變?chǔ)=0（E1表示反應(yīng)物的總能量，E2表示生成物的總能量；E1’表示反應(yīng)物斷開化學(xué)鍵所要吸收的總能量，E2’表示生成物形成化學(xué)鍵所要放出的總能量）6總能量E反應(yīng)過程反應(yīng)物E1生成物E2反應(yīng)物E1生成物E2吸收能量放出能量ΔH>0ΔH<0o總鍵能E’反應(yīng)過程反應(yīng)物E1’斷鍵吸收的能量成鍵放出的能量o反應(yīng)物E1’生成物E2’生成物E2’ΔH<0ΔH>0斷鍵吸收的能量成鍵放出的能量吸收能量放出能量（本質(zhì)原因）（直接原因）7反應(yīng)熱與熱化學(xué)方程式的概念反應(yīng)熱：指在化學(xué)反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時(shí)，所吸收（放出）的熱量（焓變包涵與內(nèi)）熱化學(xué)方程式：表示反應(yīng)熱的化學(xué)方程式8熱化學(xué)方程式的書寫標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)（未標(biāo)明表示常溫常壓——25℃（298K）、101kPa下的反應(yīng)熱）聚集狀態(tài)：氣體“g”(gas),液體“l(fā)”(liquid),固體“s”(solid)，溶液“aq”(aqueous)化學(xué)計(jì)量數(shù)：整數(shù)或簡(jiǎn)單分?jǐn)?shù)（注：同一反應(yīng)中，計(jì)量數(shù)不同，ΔH就不同）9熱化學(xué)方程式的書寫模板aA(w)+bB(x)===Cc(y)+dD(z)ΔH=QkJ·mol-1（注：abcd表示化學(xué)計(jì)量數(shù)，AB表示反應(yīng)物，CD表示生成物，wxyz表示物質(zhì)狀態(tài)，Q表示吸收或放出的能量。）一定條件10蓋斯定律：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分幾步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相同的。即焓變?chǔ)只與反應(yīng)的起末狀態(tài)有關(guān)。（我們可以由此求未知反應(yīng)的焓變，如中間反應(yīng)）11能源的分類自然能源(一級(jí)能源)：化石燃料（如煤，石油、天然氣、植物秸稈等，屬于化學(xué)能，不可再生）；光能、水能、新風(fēng)能、新潮汐能、新地?zé)崮?、新氫能、新生物質(zhì)能等（可再生）人工能源（二級(jí)能源）：電能、一氧化碳、酒精等（可再生）12能源的充分利用化石燃料的燃燒效率的衡量——標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱或熱值標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱：在101kPa（一個(gè)大氣壓）下，1mol物質(zhì)完全燃燒（產(chǎn)生的是穩(wěn)定的化合物）的反應(yīng)熱，單位：kJ·mol-1熱值：1g(單位質(zhì)量或體積)物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱,單位：kJ·g-1或kJ·cm-113第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化化學(xué)能→電能——原電池原電池的構(gòu)造：1.不同活動(dòng)性的金屬電極（使其自發(fā)進(jìn)行）；2.電解質(zhì)溶液(一種也可以多種）；3.導(dǎo)線（銅絲）；4.電流計(jì)（G）；5.鹽橋（含KCl飽和溶液的瓊脂，離子能在鹽橋中移動(dòng)），作用：使溶液保持電中性構(gòu)成閉合溶液14原電池的工作原理電流(I)：正極→負(fù)極電子(e-)：負(fù)極→正極負(fù)極(氧化反應(yīng))：還原劑(被氧化,失電子)→氧化產(chǎn)物正極(還原反應(yīng))：氧化劑(被還原,得電子)→還原產(chǎn)物陰離子→負(fù)極陽離子→正極15原電池（一）CuSO4溶液

Fe

Cu正極負(fù)極e-e-ICu2+SO42-Fe2+-2e-+2e-電流計(jì)G電解質(zhì)溶液導(dǎo)線溶解沉積16該原電池電極反應(yīng)式負(fù)極(氧化)：Fe-2e-==Fe2++正極(還原)：Cu2++2e-==Cu總反應(yīng)式：Fe+Cu2+==Fe2++Cu17原電池（二）

ZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCuCl-K+e-e-Zn2+Cu2+I負(fù)極正極鹽橋電解質(zhì)溶液導(dǎo)線電流計(jì)18該原電池電極反應(yīng)式負(fù)極(氧化)：Zn-2e-==Zn2++正極(還原)：Cu2++2e-==Cu總反應(yīng)式：Zn+Cu2+==Zn2++Cu19原電池反應(yīng)的要點(diǎn)還原性強(qiáng)弱（電極材料作負(fù)極的能力）K>Ca>Na>Mg>Al>Mn>Zn>Fe>Co>Ni>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au氧化性強(qiáng)弱F>Cl>Br>I20電能→化學(xué)能——電解池電解池的構(gòu)造1.兩個(gè)電極（金屬或石墨）2.電解質(zhì)溶液3.直流電源4.導(dǎo)線（銅絲）構(gòu)成閉合電路21電解池的工作原理電流：陰極→陽極電子：陽極→陰極陽極→接電源正極(氧化反應(yīng))：還原劑（被氧化，失電子）→氧化產(chǎn)物陰極→接電源負(fù)極(還原反應(yīng))：氧化劑（被還原，得電子）→還原產(chǎn)物陽離子→陰極陰離子→陽極22電解池（一）CuCl2溶液I陽極陰極Cu2+Cl-e-e-CuCl2石墨石墨23該電解池電極反應(yīng)陰極（還原）：Cu2++2e-==Cu陽極（氧化）：2Cl--2e-==Cl2↑電解反應(yīng)：CuCl2==Cu+Cl2↑通電24電解池反應(yīng)的要點(diǎn)活性電極參與反應(yīng);惰性電極（石墨(C)、鉑(Pt)、金(Au)）和陰極不參與反應(yīng)氧化性強(qiáng)弱(在陰極析出的先后)Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+還原性強(qiáng)弱(在陽極析出的先后)S2->I->Br->Cl->OH->SO42->NO3->F-25電解的應(yīng)用⑴——活潑金屬制取Na電解熔融氯化鈉,Mg電解熔融氯化鎂,Al電解熔融氧化鋁電解法還原法熱分解法K,Ca,Na,Mg，(Al),ZnFe,Sn,Pb,CuHg,Ag,Pt,Au電解熔融氯(氧)化物活潑金屬置換加熱氧化物26電解的應(yīng)用⑵——金屬的精煉Cu的精煉CuSO4溶液粗銅精銅Cu2+陽極泥AgPtAu陽極陰極陽極：Cu-2e-==Cu2+陰極：Cu2++2e-==Cu27電解的應(yīng)用⑶——電鍍鍍銀AgNO3溶液銀待鍍金屬Ag+陽極陰極陽極：Ag-e-==Ag+陰極：Ag++e-==Ag28電解的應(yīng)用⑷——★氯堿工業(yè)Na+Cl2Cl-H2OH-NaOH溶液稀NaOH溶液稀食鹽水濃食鹽水陽離子交換膜陽陰29該電解池電極反應(yīng)陰極：2H++2e-==H2↑陽極：

2Cl--2e-==Cl2↑電解反應(yīng)：

2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑通電30氯堿工業(yè)的難點(diǎn)稀食鹽水的流出：提高電解的效率濃食鹽水的作用：1.為電解提供足夠的Cl-；2.提供燒堿的原料之一Na+稀NaOH的作用：1.為電解提供足量的H2O(H+)；2.提供燒堿制取的原料濃NaOH的流出：1.促進(jìn)水的電離；2.燒堿的制取陽離子交換膜的作用：使Na+（燒堿制取的原料）、H+（電解原料）通過，Cl-、OH-、H2O、H2、Cl2不能通過（Cl2與H2

、OH-

接觸易發(fā)生爆炸）31綜合應(yīng)用——化學(xué)電源一次電池（原電池）例：鋅錳干電池（只能放電）負(fù)極：Zn+2OH--2e-==Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-==2MnOOH+2OH-電池反應(yīng)：

2MnO2+Zn+2H2O==2MnOOH+Zn(OH)232二次電池（原電池—電解池）例：★鉛蓄電池（能放電，能充電）負(fù)極：Pb+SO42--2e-==PbSO4正極：PbO2+SO42-+4H++2e-==PbSO4+2H2O電池反應(yīng)：Pb+PbO2+

4H++2SO42-==2PbSO4+2H2O陰極：PbSO4+2e-==Pb+SO42-陽極：PbSO4+2H2O-2e-==PbO2+4H++SO42-電解反應(yīng)：2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+

4H++2SO42-總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O放電充電33燃料電池（原電池）例：氫氧燃料電池注：燃料電池以燃料作為負(fù)極，氧化劑作為正極，常見的燃料有甲烷(CH4)、甲醇(CH3OH)、肼(N2H4)、氨(NH3)★堿性(負(fù)極加OH-)中性酸性(正極加H+)負(fù)極H2+2OH--2e-==2H2OH2-2e-==2H+H2-2e-==2H+正極1/2O2+H2O+2e-==2OH-1/2O2+H2O+2e-==2OH-1/2O2+2H++2e-==H2O電池反應(yīng)H2+1/2O2==H2O34第三單元金屬的腐蝕與防護(hù)金屬的電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕的種類1.析氫腐蝕（有氫氣產(chǎn)生）2.吸氧腐蝕（與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）35例：鋼鐵的電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕負(fù)極Fe-2e-==Fe2+2Fe-4e-==2Fe2+正極2H++2e-==H2↑O2+2H2O+4e-==4OH-總反應(yīng)Fe+2H+==Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)236金屬的電化學(xué)防護(hù)電化學(xué)防護(hù)的種類1.犧牲陽極的陰極保護(hù)法（原電池）★2.外加電流的陰極保護(hù)法（電解池）37例：鋼鐵的電化學(xué)防護(hù)（1）海水鋅鐵Zn2+負(fù)極正極38例：★鋼鐵的電化學(xué)防護(hù)（2）陽極:Cu2+>Cl->OH-

Cu(OH)2Cl2O2陰極:一直為H2電解過程：1.電解Cu+H2O2.電解HCl3.電解H2O海水銅鐵