内容正文:
第二章 化学反应与能量复习专题
专题 原电池电极反应式的书写
1.书写遵循的原则。
原电池两电极上分别发生氧化反应和还原反应,因此电极反应式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。弱电解质、气体和难溶物均写成化学式,其余的以离子形式表示。
正极反应产物、负极反应产物根据题意或化学方程式确定,也要注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。
2.电极反应式的书写类型。
(1)根据装置书写电极反应式。
首先判断该电池所依据的化学反应,从而确定两个半反应,即电极反应。
(2)给出总反应式,写电极反应式。
各类电极反应式的一般书写步骤:a.列出物质,标出电子的得失;b.选离子,配电荷;c.配个数,巧用水;d.两式加,验总式。
如以2H2+O2===2H2O为例,当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤:
负极反应式的书写:
①根据总反应方程式列出总式,两边化合价升高的有关物质为H2,转移电子数为4e-,2H2-4e-===4H+。
②根据电解质溶液的酸碱性,用H+或OH-或其他离子配平,使两边电荷总数相等。2H2+4OH--4e-===4H2O。
电子带负电荷,在碱性溶液中,电极反应式中不应出现H+。
③利用H2O使两边的元素守恒,即得:2H2-4e-+4OH-===4H2O。
同理,正极反应式的书写如下:
O2+4e-===2O2-;O2+2H2O+4e-===4OH-。
碱性溶液中提供H+使O2-变为OH-的是水,要写成化学式的形式。
将正、负极反应式相加,若得到总反应式,说明写法正确。
3.元素补给法书写电极反应式。
元素补给法适合于两个电极或者总反应都比较难书写的情况。
第一步,写出只能出现在某极的物质:含化合价降低元素的物质必须在正极出现;含化合价升高元素的物质必须在负极出现。能配系数的尽量先配出系数,包括转移的电子数。
第二步,元素补给:除第一步的物质外,反应物和电解液成分都可以出现在电极反应式左边,生成物和电解液成分都可以出现在电极反应式右边,然后根据缺少的元素互补,直至电极反应式两边所含元素种数相同,补的原则是用元素含量高的物质补。
第三步,配平:常结合电荷守恒来配平,其他配平的方式也可使用。
如镁电极和铝电极插入NaOH溶液中,写出负极的电极反应式,首先根据化合价升高的是Al,确定:Al-3e-―→AlO;明显左面缺少氧元素,电解液含O的粒子有OH-和H2O,其中OH-含氧量高,补在左边:Al+OH--3e-―→AlO,这样右边必然要补H,电解液含H的除OH-外,只有水了,即Al+OH--3e-―→AlO+H2O;最后根据右边只带一个负电荷配平得到电极反应式:Al+4OH--
3e-===AlO+2H2O。
专题测评
一、单选题
1.如图是一种“即食即热型快餐”的原理示意图。它是利用两种物质发生化学反应放热对食物进行加热,这两种物质最适合的是
A.生石灰和水 B.氯化钠和水
C.硝酸铵和水 D.石灰石和水
2.图示为反应X=Z的能量变化图,其中X为气态化合物。下列有关叙述错误的是
A.反应X=Z属于放热反应
B.反应中断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量
C.寻找合适的电极和电解质溶液可以将X=Z反应设计成原电池
D.图示反应X=Z的能量变化为(a-c)kJ•mol-1
3.已知N2(g)和O2(g)反应生成2 mol NO(g)吸收180 kJ能量,反应过程中能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A.该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
B.1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收632 kJ能量
C.断裂1 mol O=O吸收的能量x值为488
D.该反应断键所吸收的能量小于成键所放出的能量
4.下列说法正确的是
A.凡是需要加热的反应都是吸热反应
B.伴有能量变化的物质变化过程都是化学变化
C.已知石墨转化为金刚石是吸热反应,所以石墨比金刚石稳定
D.干冰易升华,这与分子中键的键能大小有关
5.下列有关说法错误的是
A.图1是以锌-稀硫酸-铜构成的原电池
B.图2可以表示图1中发生反应的能量变化
C.图1装置能将化学能全部转化为电能
D.图1中观察到的现象是锌溶解,铜表面产生气体
6.下列设备工作时,将化学能转化为热能的是
A
B
C
D
硅太阳能电池
用电烤箱烘焙面包
用燃料电池驱动汽车
天然气作为家用燃气蒸煮食物
A.A B.B C.C D.D
7.如图为等物质的量的H2(g)和Cl2(g)反应生成HCl(g)的微观示意图。下列说法正确的是
A.a>b
B.过程Ⅰ放出热量,过程Ⅱ吸收热量
C.反应物的总能量大于生成物的总能量
D.该反应过程中断裂与形成的化学键均为极性键
8.根据原电池原理,结合装置图,下列说法正确的是
A