专题1 化学反应与能量变化（复习课件）化学苏教版选择性必修1

该高中化学课件系统梳理了“化学反应与能量”专题的核心内容，涵盖化学反应的热效应、化学能与电能的转化及金属的腐蚀与防护三大模块。通过考点导览明确复习方向，单元脉络构建知识框架，考点梳理分层次细化焓变计算、原电池原理、电化学腐蚀等关键知识点，形成“概念-原理-应用”的逻辑链条，帮助学生建立完整的能量转化知识网络。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，采用“考点梳理-例题精析-变式巩固”的递进式复习策略。如通过键能计算焓变的典例及白磷燃烧的变式训练，培养学生证据推理与模型认知能力；中和热测定实验的装置分析、误差讨论，提升科学探究与实践素养。分层设计的例题和综合演练适合不同水平学生，教师可据此精准把握学情，有效巩固知识并提升复习效率。

苏教版选择性必修1 专题1 化学反应与能量 单元复习 1 2 1 3 化学反应的热效应 化学能与电能的转化 金属的腐蚀与防护 考点导览 2 认识化学能与热能相互转化的规律，能阐释化学能转化成热能的实际意义及其重要应用；能从化学键的角度说明化学反应中能量变化的本质；能运用盖斯定律计算反应的焓变，能运用焓变的数据合理选择和利用化学反应。。 认识化学能可以与电能之间相互转化；分析原电池的构成及工作原理，能设计具有一定功能的简单原电池；能利用电解原理提出物质转化的方案；认识化学能与电能的转化对人类社会可持续发展的重要意义。 能从电化学角度理解金属腐蚀现象，能分析和评估金属腐蚀给国民经济发展带来的不利影响；能结合实例提出金属防护的常用方法；能利用金属腐蚀原理思考生产和生活中的有关问题，设计解决问题的合理方案。 复习目标 化学反应的焓变 化学反应与能量变化 化学反应的热效应 金属的腐蚀与防护 反应热的测量与计算 金属的电化学腐蚀 金属的电化学防护 燃烧热与能源的利用 原电池的工作原理与化学电源 电解池的工作原理及应用 化学能与电能的转化 单元脉络 化学反应的热效应 01 5 原子结构 元素周期表 一、化学反应中能量变化的主要原因和表现形式 用图示表示化学反应过程及能量变化的原因 a.从物质所具有的焓角度分析,焓变(ΔH)为生成物的焓与反应物的焓之差:ΔH= 　　　　　　。   b.从化学键角度分析,焓变为反应物的键能和与生成物的键能和之差:ΔH=ΔE(　　 　)-ΔE(　 )= 　　　-　　　(用图中的符号填空)。 H(生成物)-H(反应物) 反应物 生成物 a b 考点梳理 原子结构 元素周期表 1. 化学反应中能量变化的原因： (1)当反应物中化学键的断裂所吸收的能量大于形成生成物中的化学键所释放的能量时，该反应就要吸收能量；反之，该化学反应就会释放能量。 (2)当反应物的总能量大于生成物的总能量，该化学反应就会放出能量； 当生成物的总能量大于反应物的总能量，该化学反应就会吸收能量。 因此，一个化学反应是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小，它与物质结构中的化学键的关系密切。 考点梳理 原子结构 元素周期表 (1)放热反应往往也需要加热。 (2)吸热反应常温下也能自发进行。 一个反应能否自发进行，主要看在通常环境下是否能达到该反应发生的条件。因此，不能根据反应条件判断一个反应是放热反应还是吸热反应。 3．化学反应热与物质的稳定性关系： 化学反应热与物质的稳定性：物质的能量越低，该物质越稳定；物质的能量越高，该物质越不稳定。即A→B，ΔH<0，A具有的能量高于B，B的稳定性强于A。 2．化学反应热与反应条件无必然关系： 考点梳理 原子结构 元素周期表 4. 图像在化学反应能量变化中的应用 根据下图(能量变化关系图)判断吸、放热反应 ①A→B：ΔH＞0；属于吸热反应。 ②B→C：ΔH＜0；属于放热反应。 考点梳理 原子结构 元素周期表 5.常见的吸热反应和放热反应 常见的吸热、放热过程 放热过程:放热反应;稀释浓硫酸;氢氧化钠固体溶于水等。 吸热过程:吸热反应;铵盐溶于水等。 放热反应(ΔH<0) 吸热反应(ΔH>0) 　①可燃物的燃烧; 　②酸碱中和反应; 　③大多数化合反应; 　④金属跟酸的置换反应; 　⑤物质的缓慢氧化等 　①大多数分解反应; 　②盐类的水解; 　③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应; 　④碳和水蒸气、C和CO2的反应等 考点梳理 原子结构 元素周期表 二、中和反应反应热的测定 反应热计算公式 Q ＝ m c Δt 中和反应放出的热量 反应混合液的质量 反应混合液的比热容 反应前后溶液温度的差值 环境温度不变 HCl + NaOH === NaCl + H2O HCl(aq)、NaOH(aq)用量越多，产生的水越多，放热就越多，即生成水的量与放热成正比，所以计算生成1 mol水放出的热量即为中和热。 测定原理 计算式 中和热＝ Q n(H2O) (体系放热值记为Q ，Q又与体系的质量及比热容有关) ＝ [m(HCl(aq)) +m(NaOH(aq))] c(t2-t1) n(H2O) t2为反应结束时温度,t1为反应前温度，因m(aq)＝V(aq)·ρ，V (aq)可直接测量，本实验在反应过程中要测得的数据就是t1、t2 考点梳理 原子结构 元素周期表 2. 实验装置 ? 作用 迅速混合，充分反应 保温 这里计算热量时乎略了量热计(环境)自身吸收的热量，实验测量的值会偏小。 考点梳理 原子结构 元素周期表 3. 实验操作步骤 热量损失 高 考点梳理 原子结构 元素周期表 4. 误差分析 【思考交流】 误差分析 大量实验测得，在25℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生 中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。 (1)本次实验测得数据小于57.3 kJ·mol－1，试分析产生误差可能的原因。 ①量取溶液时，操作或读数不当，量取体积小于50 mL； ②量热计保温效果不好； ③溶液混合时速度不够快，或没有及时盖上杯盖； ④读取反应后温度时，过早或过晚，不是读取的最高温度。 考点梳理 原子结构 元素周期表 三、热化学方程式的书写 考点梳理 原子结构 元素周期表 [归纳总结] 判断热化学方程式正误的“五审” 一审“+”“-”——放热反应ΔH一定为“-”,吸热反应ΔH一定为“+”。 二审单位——单位一定为“kJ·mol-1”,易错写成“kJ”或漏写。 三审状态——物质的状态必须正确,特别是溶液中的反应易写错。 四审数值——反应热的数值必须与方程式中的化学计量数相对应,即ΔH与化学计量数成正比。当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。 五审是否符合概念——如燃烧热(燃料的化学计量数为1,生成指定产物)、中和热(H2O的化学计量数为1)的热化学方程式。 考点梳理 原子结构 元素周期表 四、燃烧热 1.概念: 101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。 ①研究条件: ②反应物及其物质的量: ③反应程度: ④生成物: ⑤燃烧热与物质的多少无关，只与物质的种类有关 ⑥符号: 单位: 101kPa 如:C→CO2，H→H2O(l)，S→SO2等。 【注意事项】 纯物质 1mol(以燃烧1mol纯物质为标准来配平) 完全燃烧 △H<0 kJ/mol 考点梳理 原子结构 元素周期表 Q放=n(可燃物) × ΔH CH4(g)＋2O2(g) === CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝﹣890.3 kJ/mol 2 mol CH4完全燃烧时，放出1 780.6 kJ的热量。 2．一定量可燃物完全燃烧时放出的热量 考点梳理 原子结构 元素周期表 焓变、反应热、燃烧热、中和热基本概念如何理解？有哪些区别？ 焓变 反应热 燃烧热 中和热 含义 联系 区别 生成物与反应物的焓值差 化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量 在101 kPa时，l mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量 在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol 水所放出的热量 在等压条件下进，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则该反应的反应热就为焓变 都是反应热，都是放热反应，△H<0 不同含义两个的概念 1mol燃烧物 生成1mol水，是固定值 注意：写燃烧热的热化学方程式时，可燃物前面的系数为1；写中和热的热化学方程式时，产物水前面的系数为1 。 考点梳理 原子结构 元素周期表 五、化学反应热的计算与比较 1.根据键能计算反应热 △H= a－b kJ/mol ＋为吸热，－为放热 ΔH=E(反应物的键能总和)-E(生成物的键能总和)。 考点梳理 原子结构 元素周期表 2.利用盖斯定律计算多步反应的焓变 将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式及其ΔH。 【易错警示】 (1)不能基于目标热化学方程式确定中间产物; (2)没调整好系数,不能完全消去中间产物; (3)在方程式调整系数时,焓变没随之调整。 考点梳理 原子结构 元素周期表 3.比较反应热的大小 （1）比较“反应热”或ΔH的大小时，必须带“＋”“－”符号；比较“燃烧热”“中和热”时，只需比较数值大小即可。 （2）参加反应的物质的量不同，则反应热的数值也会发生相应的变化 （3）对于可逆反应，如3H2(g)＋N2(g)⇌2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，是指生成2 mol NH3时放出92.4 kJ的热量。 （4）同一反应中物质的聚集状态不同，反应热数值大小也不同。例如，S(g)＋O2(g)=O2(g)　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1；S(s)＋O2(g)=SO2(g)　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1Q1＞Q2、ΔH1＜ΔH2。 （5）中和热为稀溶液中强酸和强碱生成1 mol H2O时的反应热。若酸为浓硫酸时，由于浓硫酸溶解放热，此时生成1 mol H2O放出热量大于57.3 kJ。若为弱酸或弱碱时，因为电离过程吸热，此时生成1 mol H2O放出的热量小于57.3 kJ。 考点梳理 SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)＋3F2(g)＝SF6(g)的反应热ΔH为(　　) A．－1 780 kJ·mol－1 B．－1 220 kJ·mol－1 C．－450 kJ·mol－1 D．＋430 kJ·mol－1 典例 1 B 例题精析 典例 2 在25℃，101kPa下，由稳定单质生成1mol化合物的反应焓变即为该化合物的标准摩尔生成焓 根据下表所给的数据，下列说法正确的是( ) 化合物 A．根据标准摩尔生成焓定义可知稳定单质的 为0 C．可推知热稳定性： D． 和 反应的热化学方程为 B．可推知键能： AD 例题精析 变式 1 下表是部分化学键的键能数据： (1)已知1 mol白磷燃烧生成P4O10(s)的反应热ΔH＝－2 982 kJ·mol－1，白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示，则上表中x＝________。 (2)0.5 mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6放出的热量为________kJ。 化学键 P—P P—O O==O P==O 键能/(kJ·mol－1) 198 360 498 x 585 819 变式巩固 变式 2 已知下列两个热化学方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 220 kJ·mol－1 请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题： (1)H2的燃烧热为________________，C3H8的燃烧热为________________。 (2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为____________。 (3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 846.75 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是________。 285.8 kJ·mol－1 2 220 kJ·mol－1 4 725.8 KJ 3∶1 变式巩固 化学能与电能的转化 02 27 元素周期律 一、双液原电池的工作原理 负极：Zn－2e-＝Zn2+ 盐桥中的离子迁移进入两侧电解质溶液，连通了两侧电解质溶液，从而形成闭合回路。 正极：Cu2+＋2e-＝Cu Cl- K+ Zn2+ Cu2+ e- e- e- e- 考点梳理 元素周期律 负极 Zn-2e-=Zn2+氧化反应 失e-，沿导线传递 （电子不下水） 正极 还原反应 2H+ + 2e- = H2↑ 阳离子 阴离子 负极液 盐桥 阳离子 （离子不上“岸”） 正极液 阳离子 沟通内电路，形成闭合回路。 平衡电荷，使两电解质溶液保持电中性。 考点梳理 元素周期律 Cu片 Zn片 CuSO4溶液 ZnSO4溶液 盐桥 导线 电极材料 电极反应物 电极材料 电极反应物 离子导体 离子导体 离子导体 电子导体 Cl- K+ Zn2+ Cu2+ e- e- e- e- 原电池中各部分的作用 考点梳理 元素周期律 判断依据 负极 正极 电子流动方向 电子流出极 电子流入极 电解质溶液中阴、阳离子定向移动的方向 阴离子移向的电极 阳离子移向的电极 电流方向 电流流入极 电流流出极 两极发生的反应 失电子，发生氧化反应 得电子，发生还原反应 电极材料 活动性较强的金属 活动性较弱的金属或能导电的非金属 电极现象 不断溶解，质量减小 有气体生成；质量增大或不变 判断原电池正负极的方法 考点梳理 元素周期律 二、原电池原理的应用 1.加快化学反应速率 原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，减小溶液中离子运动时的相互干扰，增大反应速率。 实验室制H2时，粗锌与稀硫酸反应比纯锌 ，或向溶液中滴入几滴 溶液，也能增大反应速率。 实例 “Cu—稀硫酸—Zn”原电池 考点梳理 元素周期律 由此可判断这四种金属的活动性顺序是___________。 实验装置         部分实验现象 a极质量减小，b极质量增加 b极有气体产生，c极无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极 d＞a＞b＞c 负极 电子流向：d→a 活动性：a>b 活动性：b>c 活动性：d>c 活动性：d>a 实例 2.比较金属的活动性强弱 考点梳理 元素周期律 三、化学电源 1.化学电源的种类 一次电池 二次电池 燃料电池 燃料电池 干电池 铅酸电池 锂电池 只放电，不能充电 连续将燃料和氧化剂的 化学能直接转化为电能 (可充电电池) (蓄电池) 放电后可以再充电 而反复使用 (转化率超80%，污染轻) (原电池) (干电池) 考点梳理 元素周期律 2.一次电池 普通锌锰干电池 电极反应物 电极材料 电解质溶液 正极反应式 负极反应式 总反应式 负极：Zn 正极： MnO2 NH4Cl糊 负极：Zn 正极：石墨棒 2MnO2＋2NH4＋＋2e－＝2MnO(OH) ＋2NH3 Zn－2e－＋2NH3＝Zn(NH3)2 2＋＋2NH4＋ Zn+2NH4Cl+2MnO2＝Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH) 考点梳理 元素周期律 碱性锌锰电池 电极反应物 电极材料 电解质 正极反应式 负极反应式 总反应 负极：Zn 正极： MnO2 KOH 负极：Zn 正极：石墨棒 MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2 考点梳理 元素周期律 电极反应物 电极材料 电解质 正极反应式 负极反应式 总反应 Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－ 负极：Zn 正极： Ag2O 负极：Zn 正极： Ag2O KOH溶液 Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag 纽扣式锌银电池 考点梳理 元素周期律 2.二次电池 铅酸蓄电池——放电时 电极材料 电解质溶液 正极反应式 负极反应式 总反应式 Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O PbSO4难溶于水 放电过程中，负极质量变化 ，稀H2SO4的浓度 。 增大 减小 负极：Pb 正极： PbO2 稀硫酸 考点梳理 元素周期律 铅酸蓄电池——充电时 总反应式 电极材料 阴极反应式 阳极反应式 Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O 充电反应就是放电反应的逆反应 PbSO4 +2e- === Pb + PbSO4 +2H2O -2e- === PbO2 + 4H++ 阴极：与外接电源负极相连 阳极：与外接电源正极相连 考点梳理 元素周期律 【归纳总结】充电电池两极和两极反应物的判断： ① 先写出放电时的正负极，以及正负极反应式。 （负失氧，正得还） ②阴极反应=负极反应式的逆过程→发生还原反应 阳极反应=正极反应式的逆过程→发生氧化反应 放电 负极 正极 氧化反应 还原反应 氧化反应 还原反应 阴极 阳极 充电 - — + 正接正，负接负 考点梳理 元素周期律 3.燃料电池 氢氧燃料电池工作原理 电解质溶液 H2SO4溶液 KOH溶液 负极反应 2H2-4e-＝4H+ 2H2+4OH--4e-＝4H2O 正极反应 O2+4H++4e-＝2H2O O2+2H2O+4e-＝OH- 总反应 2H2+O2＝2H2O 考点梳理 元素周期律 【思考讨论】甲烷燃料电池成本远低于以氢气为燃料的传统燃料电池。试写出甲烷分别在酸性、碱性介质中的总反应式以及电极反应式。 介质 反应方程式  酸性电解质 总反应 负极 正极  碱性电解质 总反应 负极 正极 2CH4＋2O2 ═══ CO2 + 2H2O 2CH4＋2O2 +2OH- ═══ CO32- + 3H2O 2CH4 – 8e- +2H2O ═══ CO2 + 8H+ 2O2 + 8e- + 8H+ ═══ 4H2O CH4 – 8e- +10OH- ═══ CO32- + 7H2O 2O2 + 8e- + 4H2O ═══ 8OH- 酸性条件下，＋4价碳元素全部转化为CO2；碱性条件下，＋4价碳元素全部转化为C 考点梳理 元素周期律 碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH溶液) 酸性电解质(铂为两极、电解液为H2SO4溶液) 2CH3OH＋3O2＝2CO2 ↑ ＋4H2O CH3OH－6e-＋8OH-＝CO32-＋6H2O 2CH3OH＋3O2＋4KOH＝2K2CO3＋6H2O CH3OH－6e-＋H2O＝6H+＋CO2↑ 甲醇(CH3OH)—燃料电池 正极 O2＋4e-＋2H2O＝4OH- 正极 O2＋4e-＋4H+＝2H2O 负极 总反应 负极 总反应 考点梳理 元素周期律 【思考交流】构造示意图如图所示。该电池以稀土金属材料作电极，两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2－。 固体电解质燃料电池 正极反应式 负极反应式 总反应式 CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O O2＋4e－===2O2－ CH4＋2O2===CO2＋2H2O 考点梳理 元素周期律 【思考交流】工作原理示意如图所示。 (1)电池工作时，外电路上电流方向应从电极___(填“A”或“B”，下同)流向用电器。 (2) C向电极___移动 熔融碳酸盐燃料电池 正极反应式 负极反应式 总反应式 B A CO－2e－＋C===2CO2 2CO＋O2===2CO2 O2＋4e－＋2CO2===2C 考点梳理 元素周期律 燃料电池电极反应式书写的方法 第一步：写出燃料电池反应的总反应式 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。 第二步：写出电池的正极反应式 一般为氧气得电子，介质不同反应式不同，如： 酸性电解质溶液：O2＋4H＋＋4e－===2H2O； 碱性电解质溶液：O2＋2H2O＋4e－===4OH－； 固体电解质(高温下能传导O2－)：O2＋4e－===2O2－； 第三步：根据总反应和正极反应式，写出负极反应式。 电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除O2。 考点梳理 元素周期律 四、电解池 阳极上Cl-失去电子发生氧化反应 阴极上Cu2+得到电子发生还原反应 阳离子(Cu2+)向阴极(与直流电源的负极相连)迁移 阴离子(Cl-)向阳极(与直流电源的正极相连)迁移 以上这个过程叫做放电 1.电解原理 考点梳理 元素周期律 2.电解池的阴极、阳极反应 还原性减弱 放电能力减弱 (与金属活动顺序表相反) 氧化性减弱 放电能力减弱 阴离子 放电顺序 溶液中只考虑部分 S2- > I- > Br- > Cl- > OH- >含氧酸根> F- 只在熔融状态下放电 浓度很大时排在H+前 溶液中只考虑部分 阳离子放电顺序 Ag+>Hg+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 离子放电顺序 考点梳理 元素周期律 阴离子 阴极 阳极 氧化 反应 还原 反应 阳离子 阳极 阴极 电源 溶液中离子 阴离子 阳离子 电极反应 放电顺序 e- e- 使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。 电 解 电解池(电解槽) 把电能直接转化为化学能的装置。 电解池示意图 考点梳理 元素周期律 原电池与电解池的比较 电解池（电能转化为化学能） 原电池（化学能转化为电能 ） 考点梳理 元素周期律 判断电解池的阴、阳极 考点梳理 元素周期律 电解时电极产物的判断 阳极 活性电极 在阳极时优先放电(电极材料失电子溶解)。 惰性电极 (除铂、金、石墨电极之外的电极) (铂、金、石墨电极) 溶液中阴离子按放电顺序失电子 还原性减弱 放电能力减弱 阴离子 放电顺序 溶液中只考虑部分 S2- > I- > Br- > Cl- > OH- >含氧酸根> F- 阳极 产物 Mn+或 非金属 单质 阳极 直接按阳离子放电顺序得电子 阴极产物 H2或金属M 考点梳理 元素周期律 3.常见电解类型 用惰性电极电解酸、碱、盐溶液 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 溶液中离子 放电顺序 阳极反应式 阴极反应式 pH变化 复原物质 H＋ 、OH－、SO42- H＋ 、OH－、Na+ Na+ 、SO42- 、H＋ 、OH－ OH－>SO42- H＋>Na+ OH－>SO42- H＋>Na+ 4OH－－4e－= O2↑＋2H2O 4H＋＋4e－=2H2↑ 减小 增大 不变 加入H2O 电解水型 考点梳理 元素周期律 用惰性电极电解酸、碱、盐溶液 电解质 HCl CuCl2 溶液中离子 放电顺序 阳极反应式 阴极反应式 pH变化 —— 复原物质 H＋ 、Cl- 、OH－ Cu2+ 、Cl- 、H＋ 、OH－ Cl- > OH－ Cu2+>H＋ 2Cl－－2e－= Cl2↑ 2H＋＋2e－= H2↑ 增大 加入HCl Cl- > OH－ Cu2+＋2e－= Cu 加入CuCl2 电解电解质型 考点梳理 元素周期律 用惰性电极电解酸、碱、盐溶液 电解质 NaCl CuSO4 溶液中离子 放电顺序 阳极反应式 阴极反应式 pH变化 复原物质 Na+ 、Cl- 、H＋ 、OH－ Cu2+ 、SO42- 、H＋ 、OH－ Cl- > OH－ Cu2+>H＋ 2Cl－－2e－= Cl2↑ 2H＋＋2e－= H2↑ 增大 加入HCl Cu2+＋2e－= Cu 加入CuO或CuCO3 H＋>Na+ OH－>SO42- 4OH－－4e－= O2↑＋2H2O 减小 电解质和水都发生电解型 考点梳理 元素周期律 3.电解后溶液pH的变化规律 电极区域 (1)若阴极为H＋放电，则阴极区_____________________； (2)若阳极为OH－放电，则阳极区_____________________ ； 电解质溶液 (1)电解过程中，既产生H2，又产生O2，实质是电解水，溶液浓度增大(饱和溶液除外)，故原溶液若呈酸性，则pH___________；原溶液若呈碱性，则pH ___________ ；原溶液若呈中性，则pH ___________ 。 (2)电解过程中，无H2和O2产生，pH几乎___________ 。 (3)电解过程中，只产生H2，溶液中OH－浓度增大，pH ___________ 。 (4)电解过程中，只产生O2，溶液中H＋浓度增大，pH ___________ 。 c(H＋)增大 c(OH－)增大 变小 变大 不变 不变 变大 变小 考点梳理 元素周期律 4.电解质溶液复原 对于电解质溶液复原的问题，不仅要求溶质不变，还要注意溶质的浓度也不变。恢复电解质溶液，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则。 一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。 若两极产物分别是H2和Cl2，则应加入HCl气体而不是稀盐酸； 若两极产物分别是Cu和O2，则加入CuO或CuCO3都可以使电解质溶液复原，因为CuCO3(可以写成CuO·CO2)在与酸反应时，生成的CO2气体会逸出，但不能加入 Cu(OH)2 和Cu2(OH)2CO3。 考点梳理 元素周期律 五、电解池的应用 1.氯碱工业 － + 离子交换膜 F E D C B A OH- Cl- H+ Na+ OH- Cl- OH- Cl- 失电子能力增强 阳极: 2Cl- － 2e- == Cl 2↑ Cl2 NaCl溶液 淡盐水 A C 阳极室 阴极室 电解饱和食盐水 考点梳理 元素周期律 H2O － + 离子交换膜 F E D C B A 阳极: 2Cl- － 2e- == Cl 2↑ Cl2 H+ Na+ Na+ H+ Na+ H+ 得电子能力增强 阴极: 2H2O + 2e- == 2OH- + H2↑ H2 (含少量 NaOH) ？ NaOH溶液 阳极室 阴极室 考点梳理 元素周期律 － + Cl2 Cl- H2 Na+ H+ OH- 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O（含少量NaOH） 阳离子交换膜 阳 极 金属钛网 阴 极 碳钢网 阳极室 阴极室 考点梳理 元素周期律 阳离子交换膜：只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过。 阴离子交换膜：只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过。 阳离子交换膜 阴离子交换膜 质子交 换膜 H+ H+ 质子交换膜：只允许质子(H+)和水分子通过。 离子交换膜的分类和应用 考点梳理 元素周期律 2.铜的电解精炼 电解质溶液中Cu2＋浓度减小 主要反应：Cu(粗铜)－2e－===Cu2+ Ag、Au等活动性较弱的金属在阳极沉积形成阳极泥 Cu2+＋2e－===Cu(精铜) 阳极 （粗铜） 其他反应：Zn－2e－===Zn2+等 阴极 （纯铜） 考点梳理 元素周期律 3.电镀 电镀时，通常把待镀的金属制品一端作阴极，把镀层金属一端作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在直流电的作用下，镀件表面覆盖上一层均匀、光洁而致密的镀层。 待镀金属(镀件) 镀层金属 含镀层金属阳离子的电解质溶液 电镀液 考点梳理 元素周期律   电镀 电解精炼 装置 阳极材料 镀层金属Cu 粗铜(含锌、银、金等杂质) 阴极材料 镀件金属Fe 纯铜 阳极反应 Cu－2e－＝Cu2＋ Zn－2e－＝Zn2＋、Cu－2e－＝Cu2＋等 阴极反应 Cu2＋＋2e－＝Cu Cu2＋＋2e－＝Cu 溶液变化 Cu2＋浓度保持不变 Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥 考点梳理 元素周期律 电解精炼 原因： 恢复方法： 思考：电镀过程中电解质溶液成分及浓度均保持不变，而电解精炼过程中，却减少，这是为什么呢？如何恢复呢？ 根据得失电子守恒，溶解铜的量小于析出铜的量，故硫酸铜浓度逐渐减小。 电镀过程中，溶液中的阳离子在阴极得到电子析出，根据得失电子守恒，溶质出去多少阳离子，阳极就下来多少阳离子，故过程中溶质浓度不变。 “少什么加什么” 例如：电解硫酸铜溶液少的是铜和氧，可加入氧化铜或者碳酸铜等复原 电镀 原因： 考点梳理 如图,下列叙述中正确的是(　　)。 A.烧杯a中的溶液pH降低 B.烧杯b中发生氧化反应 C.烧杯a中发生的反应为2H++2e-══H2↑ D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-══Cl2↑ 典例 1 B 例题精析 典例 2 我国科学家发明的一种可控锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。其工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是(　　) A．电池工作时，电子的流向：锂电极→导线→石墨电极 B．水既是氧化剂又是溶剂，有机电解质可用水溶液代替 C．电池总反应为2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑ D．该装置不仅可提供电能，还可提供清洁燃料氢气 B 例题精析 典例 3 21世纪是钛的世纪，在800～1 000 ℃时电解TiO2可制得钛，装置如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．a为电源的正极 B．石墨电极上发生还原反应 C．阴极发生的反应为TiO2＋4e－=Ti＋2O2－ D．每生成0.1 mol Ti，转移0.2 mol电子 C 例题精析 变式 1 电解NO制备 NH4NO3的工作原理如图所示，X、 Y皆Pt电极，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A。 下列说法正确的是( ) A．物质A为NH3 B． X电极为电解池阳极 C． Y电极上发生了还原反应 D． Y电极反应式：NO － 3e－＋4OH- == ＋2H2O A 变式巩固 变式 2 C 如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O，下列关于该装置工作时的说法正确的是 A.该装置工作时，Ag电极上有气体生成 B.甲池中负极反应式为N2H4－4e－=== N2＋4H＋ C.甲池和乙池中溶液的pH均减小 D.当甲池中消耗3.2 g N2H4时，乙池中理 论上最多产生6.4 g固体 变式巩固 金属的腐蚀与防护 03 71 金属的腐蚀与防护 一、金属的腐蚀的分类 分类 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 电流 现象 本质 影响因素 联系 金属或合金与氧化剂直接接触 不纯金属或合金与电解质溶液接触 无电流产生 有微弱电流产生 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 M−ne−=Mn+ M−ne−=Mn+ 与氧化剂的氧化性及温度等有关 与电解质溶液的酸碱性及金属活动性等有关 两者往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍。 考点梳理 金属的腐蚀与防护 一、析氢腐蚀与吸氧腐蚀 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 正极：2H+ + 2e- == H2↑ 负极 Fe－2e- == Fe2+ 总反应：Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑ 进一步反应： 2Fe(OH)3 == Fe2O3·xH2O＋(3-x)H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH- 总反应：2Fe + O2+2H2O == 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O == 4Fe(OH)3 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 考点梳理 金属的腐蚀与防护 析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 从本质上看，电化学腐蚀与化学腐蚀都是金属失去电子而被氧化的过程，一般情况下两者会同时发生，但原电池腐蚀伴随着原电池电流产生，腐蚀速度更快，比化学腐蚀更普遍。 水膜酸性较强 [c(H+)较大] 氧化性：H+＞O2 析氢腐蚀 2H+＋2e- ＝H2↑ 氧化性：H+＜O2 水膜酸性较弱或呈中性 [c(H+)较小] 吸氧腐蚀 O2＋2H2O＋4e- ＝4OH- 考点梳理 金属的腐蚀与防护 一、金属腐蚀的速率快慢 金属越活泼，越易被腐蚀 本 性 环境温度越高，腐蚀速率越快 温 度 氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快 浓 度 考点梳理 金属的腐蚀与防护 判断金属腐蚀快慢的规律 (两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速度越快) 与构成原电池两极的材料有关 (电解池的阳极 > 原电池的负极 > 化学腐蚀 > 原电池的正极 > 电解池的阴极) 同一电解质溶液中 (强电解质中>弱电解质中>非电解质中) 同一种金属在相同浓度不同介质中 (无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法引起的金属腐蚀>有外加电流的阴极保护法引起的金属腐蚀) 有无保护措施的腐蚀快慢顺序 同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀速率越快 考点梳理 金属的腐蚀与防护 一、金属的防护 外加电流法 (电解池原理应用) 牺牲阳极法 (原电池原理应用) 在金属表面覆盖保护层 切断原电池反应 电化学保护 改变金属材料组成 金属腐蚀的实质 M-ne- = Mn+ 阻止 M-ne-＝Mn+ 的发生 金属防护的本质 措 施 考点梳理 金属的腐蚀与防护 牺牲阳极法 牺牲阳极的阴极保 护法保护地下铁管示意图 e- e- 船体上镶嵌的锌块 形成原电池反应时，让被保护金属作正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属作负极，参加反应受到腐蚀。这种保护法牺牲了阳极(原电池负极)，保护了阴极(原电池的正极)。 考点梳理 金属的腐蚀与防护 外加电流法 外加电流阴极保护法是将作为阴极的被保护金属和作为辅助阳极的惰性电极，置于电解质溶液中，外接直流电源的方法。 外加电流法示意图 钢闸门的防腐 通直流电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，由于钢铁设备作为阴极，其腐蚀被抑制而得到保护。 考点梳理 典例 1 1．下列关于金属腐蚀的说法正确的是(　　) A．金属在潮湿空气中腐蚀的实质是：M＋nH2O=M(OH)n＋n/2 H2↑ B．金属的化学腐蚀的实质是：M－ne－=Mn＋，电子直接转移给氧化剂 C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D．在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀 B 例题精析 典例 2 B 青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀原理如图所示：多孔催化层中的Cl-扩散到孔口，与电极产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，下列说法正确的是（ ） A．此过程为电化学腐蚀中的析氢腐蚀 B．电极b发生的反应：O2+4e-+2H2O=4OH- C．生成Cu2(OH)3Cl的反应：2Cu2++3H2O+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓+3H+ D．若采用牺牲阳极的阴极保护法保护青铜器是利用了电解的原理 例题精析 典例 3 为防止埋在地下的钢管道被锈蚀，以延长管道的使用寿命，可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法不正确的是 A．将镁块换成锌块也能起到保护作用 B．该方法中钢管道作正极 C．该方法称为“牺牲阳极的阴极保护法” D．镁块上发生的电极反应为 D 例题精析 变式 1 B 铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．正极反应式为2H＋＋2e－=H2↑ B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3 C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀 D．此过程中电流从Fe流向Cu 变式巩固 变式 2 我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是 (　　)  A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应 为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－ C．断电时，锌环上的电极反应 为Zn2＋＋2e－=Zn D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 C 变式巩固 综合演练 85 1. 化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．该反应每生成2 mol AB(g)吸收b kJ热量 B．反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1 C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B放出a kJ能量 B 综合演练 2.我国的长征运载火箭燃料之一为偏二甲肼(C2H8N2)，已知： 1.5 g偏二甲肼(液态)完全燃烧生成液态水放出50 kJ热量。 (1) 计算偏二甲肼的燃烧热时，碳、氮元素产生的指定产物是_____、____。 (2)根据材料中所给信息计算偏二甲肼的燃烧热为______________。 (3)下列表示偏二甲肼燃烧的热化学方程式正确的是______(填字母，下同)， 其中表示偏二甲肼燃烧热的热化学方程式为______。 A.C2H8N2(g)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋N2(g)　ΔH＝－2 000 kJ·mol－1 B. C2H8N2(l)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)＋N2(g)　ΔH＝－1 000 kJ·mol－1 C.C2H8N2(l)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)＋N2(g)　ΔH＝－2 000 kJ·mol－1 CO2 N2 2 000 kJ·mol－1 BC C 综合演练 3.一种锂离子电池的负极材料为嵌锂石墨(LixCy)，正极材料为钴酸锂(LiCoO2)，电解质溶液为六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯溶液(无水)，电池反应原理如下： LixCy+Li1-xCoO2 LiCoO2+Cy 当电池放电时： 负极反应式： ；正极反应式： 。 反应过程：放电时，Li+从石墨中脱嵌移向 极，嵌入钴酸锂晶体中；充电时，Li+从 晶体中脱嵌，由 极回到 极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间，完成化学能与电能的相互转化。 LixCy-xe-===xLi++Cy Li1-xCoO2+xLi++xe-===LiCoO2 正 钴酸锂 正 负 综合演练 4．一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法正确的是(　　)  A．a为直流电源的正极 B．阴极反应式为2H＋＋2e－=H2↑ C．工作时，乙池中溶液的pH不变 D．若有1 mol离子通过A膜，理论上 阳极生成0.25 mol气体 D 综合演练 5．埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。下列说法正确的是(　　)  A．金属棒X的材料可能为铜 B．金属棒X的材料可能为钠 C．钢管附近土壤的pH可能会上升 D．这种方法称为外加电流法 C 综合演练 6．宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是 (　　)  A．青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极 B．潮湿环境中Cl－浓度大时有利于 多孔粉状锈的生成 C．若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl， 则消耗的O2体积为4.48 L D．环境中的Cl－与正、负两极反应的产物作用 生成a的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=Cu2(OH)3Cl↓ C 综合演练 感谢观看 苏教版选择性必修1 92 PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O Pb＋SO－2e－===PbSO4 $