高二化学反应原理 全册知识点

化学反应原理内容要点总结1/261.1.1化学反应的反应热与焓变一、反应热与键能的关系二、化学反应必然伴随着物质变化和能量变化。物质变化源于化学反应的定义：有新物质的生成。能量变化源于物质本身具有的能量，即焓。H（产物）≠H（反应物），其差值为焓变。∆H=H（产物）-H（反应物），该差值∆H等压条件下等于反应热Q。识图求焓变【总结】（1）焓变计算公式∆H=H（产物）-H（反应物）∆H=E吸-E放（2）常见放热反应：酸碱中和、燃烧反应、活泼金属与水或酸反应、铝热反应、大多数化合反应（3）常见吸热反应：32Δ224232222Δ22CaCO=CaO+COBa(OH)8HO+2NHCl=BaCl+2NH+10HOC+CO=2COC+HO(=CO+HH+CuO=HO+Cu高温高温高温水蒸气）三、酸碱中和反应的反应热测定公式Q=－C∙m∙∆t比热C水=4.18kJ∙K－1∙kg－1溶液总质量m=m酸+m碱反应物产物0能量时间反应物产物能量0时间吸热反应放热反应反应物生成物吸能E1旧键断裂新键形成放能E2E1E2吸热反应E1E2放热反应吸热反应∆H0Q0放热反应∆H0Q0化学反应原理内容要点总结2/26温差∆t=T2－T1T1初始温度T2末温（反应后最高温度）仪器－－－简易量热计补充：中和热：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，单位KJ•mol—1燃烧热：1mol某燃料充分燃烧，生成稳定氧化物和液态水时放出的热量，单位KJ•mol—11.1.2热化学方程式及盖斯定律【教学目标】1.掌握热化学方程式的书写和意义2.了解盖斯定律的含义，能运用盖斯定律计算化学反应的反应热一、热化学方程式定义：把一个化学反应中的物质变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程式。注意事项：1.物质的状态。固体s，气体g，液体l，溶液中的溶质aq；2.注明温度。常温298K可不注；3.∆H单位kJ∙mol−14.系数加倍，则∆H加倍；反应逆向进行，∆H改变符号，绝对值不变；5.系数表示物质的量，不表示分子的个数，系数可整可分。热化学方程式的含义-12221H(g)+O(g)=HO(l),ΔH(298K)=-285.8kJmol2含义：298K时，1mol2H(g)与0.5mol2O(g)反应生成1mol2HO(l)，放热285.8kJ-12222H(g)+O(g)=2HO(l),ΔH(298K)=-571.6kJmol含义：298K时，2mol2H(g)与1mol2O(g)反应生成2mol2HO(l)，放热571.3kJ二、盖斯定律概念：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，起反应的焓变都是一样的。应用：如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热和与该反应一步完成的反应热是相同的。化学反应原理内容要点总结3/26例1．298K时，-122Cs+Og=COgH=-393.5kJmol（，石墨）（）（），-1221COg+Og=COgH=-283.0kJmol2（）（）（），求反应21Cs+Og=COgH=2（，石墨）（）（），？【答】由于○3=○1-○2，则∆H3=∆H1-∆H2=-110.5kJ∙mol-1例2.已知反应-122Zn(s)+O(g)=2ZnO(s),H=-701.0kJmol-122Hg(l)+O(g)=2HgO(s),ΔH=-181.6kJmol求反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)∆H=?【答】由于○3=(○1-○2)12,则31212HHH1.2.1电解的原理【教学目标】1.通过学习电解熔融NaCl，了解电解池的构成、原理；2.掌握电解池阴极、阳极的判断，掌握带电粒子的移动方向；3.掌握电解池中电极反应与总反应的书写步骤。一、电解池原理【电解池】电解------在直流电源作用下，电解质溶液或熔融电解质在两电极上分别发生氧化反应和还原反应。电解池------将电能转变为化学能的装置构成：直流电源、固体电极材料、电解质溶液或熔融电解质规定：阳极（接电源正极），发生氧化反应，化合价↗阴极（接电源负极），发生还原反应。化合价↘带电粒子的移动方向：(1)导线（电子）（2）溶液（离子）：阳极电源阴极导线导线e－e－CO2COC∆H3∆H2∆H1○3○2○1拓展:已知反应○1,∆H1○2,∆H2求未知反应○3,∆H3=？若○3=○1a+○2b，则∆H3=a∆H1+b∆H2反应○3=○1+○2，故∆H3=∆H1+∆H2+－Fe化学反应原理内容要点总结4/26阳离子移向阴极，阴离子移向阳极【总结】电解池的电极反应和总反应的书写步骤1.确定电极阴极、阳极，确定溶液离子种类2.阳极活性电极（其他金属电极）---电极本身反应惰性电极（Pt,Au,Ti，石墨）---阴离子反应3.阴极---阳离子反应4.总反应。注意---若反应物中的H+或OH－来自水，应知离子方程式中H2O不能拆例1.用石墨电极电解CuCl2溶液【答】确定溶液离子种类Cu2+,H+,Cl－,OH－阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：Cu2++2e－=Cu总反应：22CuCl=Cu+Cl通电例2.用石墨电极电解NaCl溶液【答】确定溶液离子种类Na+,H+,Cl－,OH－阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：2H++2e－=H2↑总反应：+-222H+2Cl=H+Cl通电注意：反应物中的H+来自水的电离，应知道离子方程式中的水不拆2H2O=2H++2OH－两者相加可得：--2222HO+2Cl=H+Cl+2OH通电1.2.2电解的应用【教学目标】1.掌握电解的4种应用2.掌握电解饱和食盐水阴极和阳极产物的判断【教学过程】一、电解饱和食盐水【现象】①两电极上均有气体生成；②阴极区域溶液变红色，阴极气体收集到试管，移近酒精灯有“噗”声；③阳极气体有刺激性气味，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，即是Cl2。【解释】阴极区域溶液变红色H2O电离生成H+和OH－，H+参加反应，促进H2O的电离，OH－浓度增大，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色Cl2+2KI=2KCl+I2，I2使淀粉变蓝色二、铜的电解精炼补充离子放电顺序阴离子S2－I－Br－Cl－OH－SO2－4阳离子Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Na+Ca2+K+溶液离子种类:Na+、Cl－、H+、OH－阴极2H++2e-=H2↑阳极2Cl-+2e-=Cl2↑总反应2222NaCl+2HO=H+Cl+2NaOH通电化学反应原理内容要点总结5/26【要点】粗铜做阳极，精铜做阴极，电解液为H2SO4酸化的CuSO4溶液【原理】①活性电极做阳极，电极本身反应。Zn,Fe,Ni,Cu均反应，Ag,Au,Pt因不如Cu活泼，以单质沉降，形成阳极泥。②阴极反应Zn2+,Fe2+,Ni2+,Cu2+,其中Cu2+更易反应，Zn2+,Fe2+,Ni2+则留在电解液里。【结果】粗铜变成精铜，溶液中CuSO4浓度逐渐减小三、电镀（铁片上镀铜）阴极----镀件Cu2++2e-=Cu阳极----镀层金属Cu-2e-=Cu2+电镀液----含镀层金属的盐溶液注意：电镀液中CuSO4浓度不变四、惰性电极电解下列溶液1.AgNO3溶液阳极：4OH——4e—=2H2O+O2↑阴极：4Ag++4e—=4Ag总式：4Ag++2H2O=4Ag+O2↑+4H+2.CuSO4溶液阳极：4OH——4e—=2H2O+O2↑阴极：4H++4e—=H2↑总式：2Cu2++2H2O=2Cu+O2↑+4H+1.3.1原电池的工作原理【课程目标】1.通过铜锌原电池的学习，掌握原电池的构成，学会判断正、负极，能写出电极反应及总反应；2.掌握原电池原理的应用【原电池】------将化学能转变为电能的装置较活泼的电极（负极）本身失去电子发生氧化反应，电子经导线移动使电流计指针偏转，并聚集到不活泼电极（正极）表面，溶液中的阳离子移向正极得到电子发生还原反应。【原电池形成条件】1.活性不同的两个电极；2.电解质溶液；3.形成闭合回路；4.能自发地进行氧化还原反应。【规定】负极------较活泼电极，失电子，发生氧化反应，通常溶解，质量减小正极------不活泼电极，得电子，发生还原反应，通常质量增大或产生气泡【带电粒子的移动方向】导线（电子）：负极→正极溶液（离子）：阳离子移向正极，阴离子移向负极【拓展】阳极(粗铜)Zn，Fe，Ni，Cu，Ag，Au，PtZn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+Cu-2e-=Cu2+阴极（精铜）Cu2++2e-=Cu化学反应原理内容要点总结6/26【原电池的应用】1.加快氧化还原反应。如Zn与稀硫酸反应制H2，粗Zn比纯Zn反应快再如Zn与稀硫酸反应制H2，加入适量CuSO4固体，反应加快2.比较金属活动性强弱，负极比正极活泼。1.3.2化学电源（1）一次电源（用完即弃）如锌锰干电池A．锌锰干电池（−）Zn│NH4Cl，ZnCl2│MnO2，C（+）特点：自放电而使存放时间缩短，放电后电压下降较快B．碱性锌锰干电池（−）Zn│KOH│MnO2，C（+）特点：单位质量所输出的电能多且存储时间长（2）二次电源（可反复充电放电）如铅蓄电池，镍镉电池，镍氢电池，银锌电池，锂电池。充电电池的充放电过程恰好相反：充电时原来的负极作阴极，正极作阳极放电时---原电池负极（氧化反应），正极（还原反应）充电时---电解池阴极（还原反应），阳极（氧化反应）【举例】铅蓄电池PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电时（原电池）负极：−2e−=PbSO4正极：PbO2+4H+++2e−=PbSO4+2H2O充电时（电解池）阴极：PbSO4+2e−=阳极：PbSO4+2H2O−2e−=PbO2+4H++（3）燃料电池【原理】电池的正负极反应气体分别储存在电池之外的容器中。两种气体分别不断地输入燃料电池的两极，通过燃料气体在负极发生的氧化反应和O2在正极发生的还原反应，实现一个相当于燃烧反应的电池反应，将化学能转变为电能。【燃料电池电极反应的书写】第一步写电池总反应燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加和后的反应（主要是碱性条件下CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O）第二步写正极反应O2认识盐桥（内有离子移动，形成闭合回路）（−）Zn│ZnSO4││CuSO4│Cu（+）负极：Zn-2e-=Zn2+正极：Cu2++2e-=Cu总式：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+化学反应原理内容要点总结7/26a.酸性O2+4H++4e−=2H2Ob.碱性O2+2H2O+4e−=4OH−c.熔融碳酸盐O2+2CO2+4e−=2d.固体电解质O2+4e−=2第三步写负极反应（总反应−正极反应）【举例】例1.酸性H2-O2燃料电池2H2+O2=2H2O正极O2+4H++4e−=2H2O负极H2−2e−=2H+例2.碱性H2-O2燃料电池电池2H2+O2=2H2O正极O2+2H2O+4e−=4OH−负极H2+2OH−−2e−=2H2O例3.酸性CH4-O2燃料电池CH4+2O2=CO2+2H2O正极O2+4H++4e−=2H2O负极CH4+2H2O−8e−=CO2+8H+例4.碱性CH4-O2燃料电池CH4+2O2+2OH−=+3H2O正极O2+2H2O+4e−=4OH−负极CH4+10OH−−8e−=+7H2O1.3.3金属的腐蚀与防护【教学目标】1.知道金属腐蚀的两种类型2.掌握析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理3.运用电化学知识防止金属腐蚀【教学过程】金属腐蚀的实质是金属被氧化的过程化学腐蚀--------金属与接触到的物质（O2，Cl2等）发生化学反应引起电化学腐蚀-----两种金属接触（或不纯金属）暴露在潮湿空气（即电解质溶液）时，形成原电池，被腐蚀的金属作负极，失电子变成金属阳离子进入溶液发生损耗。电化学腐蚀比化学腐蚀常见【金属电化学腐蚀的原理】1.析氢腐蚀（酸性较强）负极F