1、章末总结提升一、利用盖斯定律求算反应热的方法首先从几个相关反应方程式，通过分析找出按照怎样一个加、减代数运算式子求算出该反应式，然后将相应反应的反应热替换到以上加、减运算的式子中，便算出该反应反应热。怎样找出这个加、减代数运算式子呢？先观察待求热效应的该反应式中反应物，生成物在相关联反应式中的位置，若位置在同一边，则反应式相加，不在同一边则相减，然后观察分子式前的系数，若不一致，则在加、减式子中乘以或除以一定系数将其调整一致，即可得出代数运算式子。有时会碰到一种物质在几个反应式中都出现，可将该物质暂时放一放，先去观察其他物质，总之一定要将已知的几个相关联式子都要用一次。最后为保险起见，最好将各
2、关联方程式代入该运算式子中实际验算一下。如已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H125 kJmol1，3Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H247 kJmol1，Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H319 kJmol1，书写FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式过程为：1写出CO还原FeO的化学方程式，找出与上述化学方程式有关的热化学方程式，通过观察可知上述三个热化学方程式均可应用。2调整可用热化学方程式的方向和倍数并加和，该反应可用题给的三个反应来表示：3(2)。3该反应的焓变为H3H1(2H3
3、H2)3(25 kJmol1)(219 kJmol147 kJmol1)11 kJmol1。4得出所求热化学方程式并检查：FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H11 kJmol1。(1)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新能源。有合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程如下：CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H190.1 kJmol1，2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H224.5 kJmol1，则由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_，根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响
4、_。(2)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：2Ca3(PO4)2(s)10C(s)=6CaO(s)P4(s)10CO(g)H13359.26 kJmol1，CaO(s)SiO2(s)=CaSiO3(s)H289.61 kJmol1，2Ca3(PO4)2(s)6SiO2(s)10C(s)=6CaSiO3(s)P4(s)10CO(g)H3，则H3_kJmol1。解析：(1)根据所给的热化学方程式以及盖斯定律，将2即可得到所求的热化学方程式：2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJmol1；该反应分子数减
5、小，压强升高平衡右移，CO和H2的转化率增大，CH3OCH3产率增加，压强升高使CO和H2的浓度增加，反应速率增大。(2)根据所给的热化学方程式以及盖斯定律：6，即H3H1H263 359.2689.6162 821.6 kJmol1。答案：(1)2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJmol1压强升高平衡右移，CH3OCH3产率增加，反应速率增大(2)2 821.6(1)碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料，该电池反应为：2Li(s)I2(s)=2LiI(s)H已知：4Li(s)O2(g)=2Li2O(s)H1，4LiI(s)O2(g)=2I2(s)2L
6、i2O(s)H2，则电池反应的H_；碘电极作为该电池的_极。(2)已知：温度过高时，WO2(s)转变为WO2(g)：WO2(s)2H2(g)=W(s)2H2O(g)H66.0 kJmol1，WO2(g)2H2(g)=W(s)2H2O(g)，H137.9 kJmol1则WO2(s)=WO2(g)的H_。解析：(1)直接运用盖斯定律，前式减去后式，然后除以2得：H；I2在反应中得到电子为正极。(2)根据题意可知，将反应WO2(s)2H2(g)=W(s)2H2O(g)H66.0 kJmol1和WO2(g)2H2(g)=W(s)2H2O(g)H137.9 kJmol1，可得WO2(s)WO2(g)H2
7、03.9 kJmol1。答案：(1)正(2)203.9 kJmol1二、设计制作化学电源1将已知的氧化还原反应拆分成为两个半反应；反应原理化学反应 2FeCl3Fe=3FeCl2电极反应 负极(Fe)：Fe2e=Fe2 正极(C或Cu)：Fe32e=Fe22根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料及电解质溶液。3负极发生氧化反应，故选择还原性较强的物质作负极，即选择负极材料为铁；正极发生还原反应，故选择能导电的碳棒作正极材料。4电解质溶液一般能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)
8、，则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜锌构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2的电解质溶液中。5按要求画出原电池装置图。(1)锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造图如图所示。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnOOH。该电池中，负极材料主要是_，电解质的主要成分是_，正极发生的主要反应是_。与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是_。(2)某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)，导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反
9、应为6CxLixe=LixC6。充、放电过程中发生LiCoO2与Li1xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式：_。解析：(1)根据普通锌锰电池放电时发生的主要反应：Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnOOH，失去电子的为负极，材料为锌，氯化铵为电解质，正极发生的物质为二氧化锰和铵根离子。与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的负极在电池的内部，发生反应时不易发生电解质的泄露；金属易和酸发生反应，而在碱性条件下，金属的性质比较稳定，电池的使用寿命大大增强。(2)根据电化学原理可知，充放电过程中，同一个电极反应的反应类型相同，在充电时负极的电极反应：6CxLixe=LixC6
10、，则放电时LixC6是反应物，生成C发生氧化反应，而Li1xCoO2与LiCoO2相比，Li1xCoO2中的Co元素的化合价较高，可知Li1xCoO2为反应物，放电时电池反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO26C。答案：(1)ZnNH4ClMnO2eNH=MnOOHNH3碱性电池不容易发生电解质溶液泄漏，因为消耗的负极改装在电池的内部；碱性电池使用寿命长，因为金属材料在碱性电解质比在酸性电解质的稳定性好(2)Li1xCoO2LixC6=LiCoO26C(1)原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4
11、(aq)；铜片、铁片、锌片和导线。图1以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。完成原电池甲的装置示意图(见图1)，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_。(2)铝电池性能优越，AlAgO电池可用作水下动力电源，其原理如图2所示。该电池反应的化学方程式为_。图2解析：(1)由所给的电极材料可知，当铜片作电极时，铜片一定是正极，则负极是活泼的金属(失电子发生氧化反应)，反应的现象是电极逐渐溶解。由题给试剂，结合原电池的形成条件可知可以组合的原电
12、池可以是：锌铜、锌铁、铁铜原电池。由图示所给电子移动方向可知左边为负极(活泼金属)、右边为正极(不活泼金属)，则组装的原电池可以如下：以Zn和Cu作电极为例，如果不用盐桥则Zn与CuSO4反应，置换出的Cu附着在Zn表面，阻碍了Zn与CuSO4的接触，不能提供稳定电流。(2)Al作负极，AgO/Ag作正极，NaOH和NaAlO2溶液是电解质溶液，所以生成物是NaAlO2、Ag、H2O。答案：(1)电极逐渐溶解，有红色固体析出装置图如下甲电池乙的负极可与CuSO4溶液直接反应，导致部分化学能转化为热能；电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应，化学能在转化为电能时损耗较小(2)2Al3AgO2Na
13、OH=2NaAlO23AgH2O三、污水处理电浮选凝聚法1实验装置：2化学反应：(1)阳极：Fe2e=Fe2，2H2O4e=4HO2，4Fe210H2OO2=4Fe(OH)38H。(2)阴极：2H2e=H2。3原理及操作：接通直流电源后，与直流电源正极相连的阳极铁失去电子生成Fe2，进一步被氧化，并生成Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化的作用；与直流电源负极相连的阴极产生H2，气泡把污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，积累到一定厚度时刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。(1)电镀时，镀件与电源的_极连接。化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀
14、在镀件表面形成的镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。(2)尿素CO(NH2)2是首个由无机物人工合成的有机物。人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图：电源的负极为_(填“A”或“B”)，阳极室中发生的反应依次为_、_。电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将_；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为_g。解析：(1)电镀时，镀层金属作电解池的阳极，镀件作电解池的阴极，与电源的负极相连镀铜是将Cu2变成Cu，需要加入还原剂与之反应。(2)题图中产生氯气的电极为阳极，与阳极相连的电极为正极；阳极上先产生氯气，氯气具有氧
15、化性，尿素中的氮原子为3价，具有还原性，两者相遇发生氧化还原反应。反应过程中实际上发生两个反应(条件略去)：2NaCl 2H2O=2NaOH Cl2 H2、CO(NH2)2H2O3Cl2=N2CO26HCl，两方程式相加消去中间产物可得总反应方程式：CO(NH2)2H2O=N2CO23H2，由此可知反应的最终结果是没有酸或者是碱生成，阴极室的酸碱性不会发生改变；两极产生的气体是氢气、氮气和二氧化碳，根据反应方程式若设氢气的物质的量为x，氮气和二氧化碳各为，则x0.36，再根据尿素和氯气的反应方程式计算出尿素的量。答案：(1)负还原剂(2)B2Cl2e=Cl2CO(NH2)2H2O3Cl2=N2
16、CO26HCl不变7.2对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法：铝材 槽液 耐蚀铝材废电解液碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_， (用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_(填字母)。aNH3bCO2cNaOH dHNO3 以铝材为阳极，在H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为_。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。(3)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防
17、护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处；若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。解析：(1)冒气泡原因是Al与NaOH反应，离子方程式：2Al2OH2H2O=2AlO3H2；使AlO生成沉淀，最好是通入CO2，若加HNO3，沉淀容易溶解。阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜，还必须有H2O参加，故电极反应式为2Al3H2O6e=Al2O36H；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有Al3和HCO相互促进水解。(2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2，以补充Cu2。(3)铁被保护，可以是作原电池的正极，或者电解池的阴极，故若X为碳棒，开关K应置于
18、N处，Fe作阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，锌作负极，称为牺牲阳极的阴极保护法。答案：(1)2Al2OH2H2O=2AlO3H2b2Al3H2O6e=Al2O36H因Al3和HCO相互促进水解：Al33HCO=Al(OH)33CO2(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2，以补充溶液中的Cu2(3)N牺牲阳极的阴极保护法1某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下：mCeO2(mx)CeO2xCexO2；(mx)CeO2xCexH2OxCO2mCeO2xH2xCO，下列说法不正确的是()A该过程中CeO2没有消耗B该过程实现了太
19、阳能向化学能的转化C下图中H1H2H3D以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO4OH2e=CO2H2O解析：把两个反应相叠加就可以得到H2OCO2=O2H2CO，所以CeO2没有消耗，A正确；该反应实现了太阳能向化学能的转化，B正确；根据所给的关系可知H3(H2H1)，C错误；碱性燃料电池的总反应为2CO4OHO2=2CO2H2O，负极反应是CO4OH2e=CO2H2O，正极反应是O22H2O4e=4OH，D正确。答案：C2一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是()A检测时，电解质溶液中的H向负极移
20、动B若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C电池反应的化学方程式为CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应是O24e2H2O=4OH解析：电解质溶液中阳离子应向正极移动，A错误；结合正极反应式，转移0.4 mol电子时，消耗O2 0.1 mol，其在标准状况下的体积为2.24 L，B错误；酸性溶液中，正极电极反应式为O24e4H=2H2O，D错误。答案：C3下列有关电化学的说法不正确的是()AZn具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料B锂碘电池的电池反应为2Li(s)I2(s)=2LiI (s)，则碘电极作该电池的负极C铅蓄电池放电时的负极和
21、充电时的阳极均发生氧化反应D锌与稀硫酸反应时，要加大反应速率可滴加少量硫酸铜解析：电池的电极应能导电，负极失电子，发生氧化反应，应具有还原性，A正确；碘在反应中的化合价降低，发生还原反应，碘电极作正极，B错误；铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均失电子发生氧化反应，C正确；锌与硫酸铜反应生成铜，锌、铜与稀硫酸形成原电池，可使反应速率增大，D正确。答案：B4ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。欲除
22、去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填字母)。aNaOH bZncFe dNH3H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液，其阴极的电极反应式是_；若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为_g。解析：由(1)原电池的负极是发生氧化反应的一极：Zn2e=Zn2；电池工作时，电子从负极流向正极。(2)Zn与Cu2发生氧化还原反应，生成的Cu附着在Zn的表面构成铜锌原电池，增大反应速率，从而加快Zn的腐蚀。(3)电解池的阴极是发生还原反应的一极：2H2e=H2；每生成1 mol MnO2需转移2 mol电子，故每通过2 mol电子，理论上生成1 mol Mn
23、O2，质量为87 g。答案：(1)Zn(或锌)正极(2)锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀b(3)2H2e=H2875硒是制光电池的一种原料，人体缺少硒就会得“克山病”，从电解精炼铜的阳极泥中提取硒的流程如下，请回答下列问题：(1)实验室中电解精炼铜的简易装置如图所示，请在图中标出电极材料和电解液的名称。(2)阳极泥中硒以Se、Ag2Se、Cu2Se等形式存在，Se和浓硫酸反应的化学方程式为_。(3)SeO2溶于水得H2SeO3(Ka13.5103，Ka25.0108)，亚硒酸溶液与SO2反应制硒的离子方程式为_；电解亚硒酸溶液可制得强酸H2SeO4，则电解时的阳极反应式为_。(4)上述硒的提取过程中存在的主要问题是_。解析：(1)电解精炼铜时粗铜作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液。(2)根据流程图可知硒的氧化产物为SeO2，浓硫酸的还原产物为SO2，由此可得出化学方程式。(3)根据题中提示H2SeO3是弱酸，在离子方程式中应写化学式。电解亚硒酸溶液时，阳极发生氧化反应生成硒酸。答案：(1)左侧：粗铜右侧：精铜电解液：硫酸铜溶液(2)Se2H2SO4(浓)SeO22SO22H2O(3)H2SeO32SO2H2O=Se2SO4H，H2SeO32eH2O=SeO4H(4)浓硫酸的腐蚀性强；焙烧过程中产生大量有毒气体SO2污染环境(或其他合理答案)