高二化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化

1、 一、“十字交叉法”在反應(yīng)熱問題中的應(yīng)用 “十字交叉法”是中學(xué)化學(xué)中的一個(gè)常用的基本方法，運(yùn)用“十字交叉法”進(jìn)行解題時(shí)可以簡(jiǎn)化解題過程，思路清晰、條理分明，從而快速準(zhǔn)確地解答題目，在反應(yīng)熱的計(jì)算中也常用到。 方法：此類題如果由題中信息知道，1 mol A物質(zhì)完全燃燒放出的熱量為Q1；1 mol B物質(zhì)完全燃燒放出的熱量為Q2,1 mol A、B混合物完全燃燒放出的熱量為Q3，即可用十字交叉法求出A與B的物質(zhì)的量之比。 由此得出：n(A) n(B)(Q3Q2) (Q1Q3) 已知金剛石和石墨分別在氧氣中完全燃燒的 熱 化 學(xué) 方 程 式 為 ： C ( 金 剛 石 ， s ) O2(g)=CO2

2、(g)H1395.41 kJ/mol，C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H2393.51 kJ/mol。由此看來二者相比更穩(wěn)定的碳的同素異形體為_。若取金剛石和石墨的混合晶體共1 mol在O2中完全燃燒，產(chǎn)生熱量為Q kJ，則金剛石和石墨的物質(zhì)的量之比為_(用含Q的代數(shù)式表示)。 解析：此類題可用方程組法計(jì)算，為簡(jiǎn)化計(jì)算，用“十字交叉法”計(jì)算更為簡(jiǎn)捷。 由蓋斯定律知，要得到金剛石和石墨的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可將兩個(gè)熱化學(xué)方程式相減即得：C(金剛石，s)=C(石墨，s)H3H1H2395.41 kJ/mol(393.51 kJ/mol)1.90 kJ/mol，即C(金剛石，s)=C(石墨，s)H1.9

3、0 kJ/mol。 可見金剛石轉(zhuǎn)化為石墨放出熱量，說明石墨的能量更低，比金剛石穩(wěn)定。已知：A(g)B(g)=C(g)H1，D(g)B(g)=E(g)H2，且H1H2，若A和D的混合氣體1 mol完全與B反應(yīng)，反應(yīng)熱為H3，則A和D的物質(zhì)的量之比為() A(H3H2) (H3H1) B(H2H3) (H3H1) C(H2H3) (H1H3) D(H3H2) (H2H3) 解析：由題意可知1 mol A與B完全反應(yīng)反應(yīng)熱為H1，1 mol D與B完全反應(yīng)反應(yīng)熱為H2，而1 mol A和D的混合氣體完全與B反應(yīng)，反應(yīng)熱為H3，運(yùn)用十字交叉法：答案：答案：B 二、原電池與電解池的比較 1電解池與原電池

4、的判斷 有外加直流電源的裝置是電解池，無外加電源的裝置是原電池。多池組合且無外加電源時(shí)，一般是含有最活潑金屬的池為原電池，其余的都是電解池。 2電極的判斷 (1)原電池正、負(fù)極判斷 (2)電解池陰、陽(yáng)極的判斷 3兩者電極反應(yīng)式的書寫 原電池的兩極分別稱為正極和負(fù)極，還原劑在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子經(jīng)導(dǎo)線流入正極，氧化劑在正極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，書寫電極反應(yīng)式時(shí)應(yīng)注意電解質(zhì)溶液中某些離子與氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物反應(yīng)。 電解池的兩極分別稱為陰極和陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的電極為陰極，是電子流入的一極，電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子移向陰極，氧化性強(qiáng)的陽(yáng)離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)；與電源正極相連的電極為陽(yáng)極，

5、是電子流出的一極，若為活性電極(即除Au、Pt之外的金屬電極)，則電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，若為惰性電極，則移向陽(yáng)極的陰離子中還原性強(qiáng)的離子放電發(fā)生氧化反應(yīng)。 按圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并回答下列問題： (1)判斷裝置的名稱：A池為_，B池為_。 ( 2 ) 鋅 極 為 _ _ _ _ _ _ _ _ 極 ， 電 極 反 應(yīng) 為_； 銅 極 為 _ _ _ _ _ _ _ _ 極 ， 電 極 反 應(yīng) 式 為_； 石墨棒C1為_極，電極反應(yīng)式為_； 石 墨 棒 C2附 近 發(fā) 生 的 實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象 為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。 (3)當(dāng)C

6、2極析出224 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí))，鋅的質(zhì) 量 _ _ _ _ _ _ _ _ ( 填 “ 增 加 ” 或 “ 減少 ” ) _ _ _ _ _ _ _ _ g ， C u S O4溶 液 的 質(zhì) 量_(填“增加”或“減少”)_g。 解析：A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中構(gòu)成原電池，B池中兩個(gè)電極均為石墨電極，在以A為電源的情況下構(gòu)成電解池，即A原電池帶動(dòng)B電解池，A池中Zn為負(fù)極，Cu為正極，B池中C1為陽(yáng)極，C2為陰極、析出H2，周圍OH富集，酚酞變紅，且n(H2)0.01 mol，故電路上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.01 mol20.02 mol，根據(jù)得失電子守恒，鋅極有0.01 m

7、ol Zn溶解，即Zn極重量減少0.01 mol65 gmol10.65 g，銅極上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol(65 gmol164 gmol1)0.01 g。 答案：(1)原電池電解池 (2)負(fù)ZnZn22e正Cu22eCu陽(yáng)2ClCl22e有無色氣體產(chǎn)生，附近溶液出現(xiàn)紅色 (3)減少0.65增加0.01 三、電化學(xué)的計(jì)算 1原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算，溶液中離子濃度的計(jì)算，相對(duì)原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算，根據(jù)電量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)物的量求電量的計(jì)算。不論哪類計(jì)算均可概括為下列三種方法： (1)根據(jù)電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路、陰

8、陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 (2)根據(jù)總反應(yīng)式中的計(jì)量數(shù)關(guān)系計(jì)算：先根據(jù)電極反應(yīng)式寫出總反應(yīng)式或直接運(yùn)用總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。 (3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：由得失電子守恒定律關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需的關(guān)系式。 2解決電解問題的基本思路模式 (1)通電前：電解質(zhì)溶液中含有哪些陰、陽(yáng)離子(包括水電離出的H和OH)。 (2)通電時(shí)：陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極，結(jié)合放電順序分析誰優(yōu)先放電。 (3)寫電極反應(yīng)式，并結(jié)合題目要求分析電解結(jié)果，如兩極現(xiàn)象、水的電離平衡移動(dòng)、離子濃度的變化等。如圖所示為電解水的裝置，閉合開關(guān)S后，觀察到

9、電壓表示數(shù)為6.0 V，電流表示數(shù)為100 mA。 (1)此時(shí)A管內(nèi)生成_，B管內(nèi)生成_。 寫出A、B兩極發(fā)生的反應(yīng)： A_； B_。 (2)為加快電解水的速率，可在水中加入_。 AH2SO4 BHCl CNaOH DNaCl (3)若通電10 min，A管中將生成_mL氣體。 (4)已知電解1 mol水可增加280 kJ的化學(xué)能，則此裝置電解10 min可增加多少化學(xué)能？(已知1個(gè)電子所帶的電量為1.61019 C，NA6.021023 mol1)。 解析：(1)根據(jù)電源正、負(fù)極，確定B管內(nèi)電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為4OHO22H2O4e，A管內(nèi)電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H2eH2。 (2)為加快電解水的速率，在水中加入電解質(zhì)，其電解實(shí)質(zhì)應(yīng)是電解水，根據(jù)電解原理，符合條件的只有H2SO