2020届高三化学一轮复习 专题3 第19讲 专题提升课件 苏教版

专题三化学反应与能量变化第19讲专题提升专题网络栏目导航专题整合专题整合能力提升提升1化学反应进行的方向判断依据自发反应备注焓判据绝大多数ΔH0熵判据绝大多数ΔS0同一物质，一般情况下：S(气态)S(液态)S(固态)ΔH0、ΔS0，则ΔG0，该反应一定能自发进行ΔH0、ΔS0，则ΔG0，该反应一定不能自发进行ΔH0、ΔS0，则低温可以自发进行复合判据——自由能判据ΔG＝ΔH－TΔS0ΔH0、ΔS0，则高温可以自发进行提升2金属的保护方法1.内因：改变内部组成和结构。如铁与铬、镍形成不锈钢。2.外因：防止形成原电池。(1)如涂上油漆、矿物性油脂等。(2)镀上一层纯金属，表层镀锌的镀锌铁破损后，铁为正极，不腐蚀；锌为负极，被腐蚀，可继续起到保护铁制品的作用。而表层镀锡的镀锡铁，价格虽比镀锌铁低，但表层磨损后，锡为正极，铁为负极，加快了钢铁的腐蚀。(3)此外，还可将铁钝化使其表面形成一层致密的氧化物膜。3.电化学保护法(1)牺牲锌(负极)保护铁(正极)，习惯上叫做牺牲阳极的阴极保护法。如船壳上钉上锌块形成原电池。(2)外加电流的阴极保护法：钢铁外接电源负极形成电解池，使之成为阴极而被保护。如钢闸门接低压直流电负极，石墨接电源正极作阳极，浸入水中。就防护效果而言：(2)法优于(1)法。提升3有关电化学的基本计算1.根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。2.在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C来计算电路中通过的电量。【应试技巧】下列碱性电池的电极反应式书写燃气正极反应负极反应电池总反应(1)H2H2－2e－＋2OH－===2H2O2H2＋O2===2H2O(2)H2SH2S－6e－＋8OH－===SO2－3＋5H2O2H2S＋3O2＋4OH－===2SO2－3＋4H2O(3)COCO－2e－＋4OH－===CO2－3＋2H2O2CO＋O2＋4OH－===2CO2－3＋2H2O(4)CH4O2＋4e－＋2H2O===4OH－CH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2OCH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O提升4锂电池与锂离子电池1.锂电池锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池的负极材料是金属锂或锂合金，工作时金属锂失去电子被氧化为Li＋，负极反应均为Li－e－===Li＋，负极生成的Li＋经过电解质定向移动到正极。2.锂离子二次电池(1)锂离子电池基于电化学“嵌入/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化－还原”理念；在两极形成的电压降的驱动下，Li＋可以从电极材料提供的“空间”中“嵌入”或者“脱嵌”。(2)锂离子电池充电时阴极反应式一般为6C＋xLi＋＋xe－===LixC6；放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过程：LixC6－xe－===6C＋xLi＋。(3)锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。充电、放电时正极材料上的电极反应、电池总反应如下表：正极材料充电时阳极反应式放电时正极反应式电池总反应式LiFePO4LiFePO4－xe－===xLi＋＋Li1－xFePO4Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4Li1－xFePO4＋LixC6放电充电LiFePO4＋6CLiCoO2LiCoO2－xe－===xLi＋＋Li1－xCoO2Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2Li1－xCoO2＋LixC6放电充电LiCoO2＋6CLiMn2O4LiMn2O4－xe－===xLi＋＋Li1－xMn2O4Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4Li1－xMn2O4＋LixC6放电充电LiMn2O4＋6C＋247考题速递(2018·全国Ⅱ卷)CH4－CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。CH4－CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)ΔH＝－75kJ·mol－1C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－394kJ·mol－1C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH＝－111kJ·mol－1该催化重整反应的ΔH＝____________kJ·mol－1。[解析]将已知的三个热化学方程式分别编号为①②③，根据盖斯定律，③×2－①－②得目标热化学方程式，ΔH＝75kJ·mol－1＋394kJ·mol－1－111kJ·mol－1×2＝＋247kJ·mol－1。C(2018·全国Ⅰ卷)最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应如下：①EDTA－Fe2＋－e－===EDTA－Fe3＋②2EDTA－Fe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTA－Fe2＋该装置工作时，下列叙述错误的是()A.阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2OB.协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋SC.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA－Fe3＋/EDTA－Fe2＋，溶液需为酸性[解析]该装置有外接电源(光伏电池)，该装置是电解池，则阴极得到电子：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A正确；从装置图中可看出协同转化的反应物是CO2和H2S，生成物是CO、S和H2O，B正确；ZnO@石墨烯是阴极，石墨烯是阳极，阳极上的电势比阴极上的高，C错误；Fe3＋和Fe2＋在酸性介质中能够稳定存在，D正确。D(2018·全国Ⅱ卷)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na－CO2二次电池，将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法错误的是()A.放电时，ClO－4向负极移动B.充电时释放CO2，放电时吸收CO2C.放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2CO2－3＋CD.充电时，正极反应为Na＋＋e－===Na[解析]放电时，Na为负极、镍网为正极，原电池内部阴离子向负极迁移，A正确；放电时总反应式为4Na＋3CO2===C＋2Na2CO3，说明放电时吸收CO2，则充电时释放CO2，B正确；放电时，正极CO2得电子生成CO2－3和C，C正确；充电时，正极反应为2CO2－3＋C－4e－===3CO2↑，D错误。D(2018·全国Ⅲ卷)一种可充电锂－空气电池如右下图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是()A.放电时，多孔碳材料电极为负极B.放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移D.充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋1－x2O2[解析]负极为Li，电极反应为2Li－2e－===2Li＋，正极为多孔碳材料，电极反应为1－x2O2＋2e－＋2Li＋===Li2O2－x，电子由负极(Li)流出经外电路流入正极(多孔碳材料)，A、B错误；充电时多孔碳材料电极为阳极，Li＋向阴极锂移动，C错误；充电时电池总反应为Li2O2－x===1－x2O2＋2Li，D正确。