2014年高考化学复习指导---必须背的知识点11
反应热与电化学。
一、吸热反应和放热反应。
有下列变化：①h2在cl2中燃烧 ②碳酸钙分解 ③铝热反应 ④酸碱中和反应 ⑤缓慢氧化 ⑥na2co3水解 ⑦naoh固体溶于水 ⑧铁和稀h2so4反应 ⑨ba(oh)2·8h2o和nh4cl反应 ⑩工业合成氨。
1． 属于放热反应的有：①③这些反应的进行，实现了化学能向热能的转变。
2． 属于吸热反应的有：②⑥这些反应的进行，实现了热能向化学能的转变。
二、反应热。
下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kj)：
1． 反应2h2(g)＋o2(g)==2h2o(g)是放热(填“吸热”或“放热”)反应，这说明2 mol h2(g)和1 mol o2(g)具有的能量比2 mol h2o(g)具有的能量高(填“高”或“低”)。断裂反应物中化学键吸收的能量小于(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键放出的能量。
2． 请用图示表示出2 mol h2(g)与1 mol o2(g)生成2 mol h2o(g)的反应过程。
答案 3． 根据表中数据，写出h2(g)与o2(g)完全反应生成h2o(g)的热化学方程式：2h2(g)＋o2(g)==2h2o(g) δh＝－484 kj·mol－1。
4． 若已知：h2o(g)==h2o(l) δh＝－44 kj·mol－1，则表示h2燃烧热的热化学方程式为h2(g)＋o2(g)==h2o(l) δh＝－286 kj·mol－1。
三、反应热的计算。
1． 在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kj·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答问题：
1)图中所示反应是___填“吸热”或“放热”)反应，该反应___填“需要”或“不需要”)加热，该反应的δh用含e1、e2的代数式表示)。
2)已知热化学方程式：h2(g)＋o2(g)==h2o (g) δh＝－242 kj·mol－1，该反应的活化能为167 kj·mol－1，则其逆反应的活化能为。
答案 (1)放热需要 －(e1－e2)
2)409 kj·mol－1
解析 (1)据图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为δh＝－(e1－e2)；由于反应物的总能量低于活化分子的最低能量，因此反应需要加热。
2)由题图可知，在反应h2(g)＋o2(g)==h2o(g) δh＝－242 kj·mol－1中，活化分子的最高能量比反应物分子的能量高167 kj·mol－1，该反应是放热反应，反应物分子的能量又比生成物分子的能量高242 kj·mol－1，因此逆反应的活化能为(242＋167) kj·mol－1＝
409 kj·mol－1。
2． 已知：
a．ch3oh(g)＋3/2o2(g)==co2(g)＋2h2o(g)
h＝－192.9 kj·mol－1
b．h2o(l)==h2o(g) δh＝＋44 kj·mol－1
请写出32 g的ch3oh(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式。
答案 ch3oh(g)＋o2(g)==co2(g)＋2h2o(l)
h＝－280.9 kj·mol－1
3． 化学键的键能是指气态原子间形成1 mol化学键时释放的能量。如h(g)＋i(g)==h—i(g) δh＝－297 kj·mol－1，即h—i键的键能为297 kj·mol－1，也可以理解为破坏1 mol h—i键需要吸收297 kj的热量。一个化学反应一般有旧化学键的断裂和新化学键的形成。
如下表是一些键能数据(kj·mol－1)：
由热化学方程式h2(g)＋cl2(g)==2hcl(g) δh＝－183 kj·mol－1，并结合表中数据可推知一个化学反应的反应热(设反应物、生成物均为气态)与反应物和生成物的键能之间的关系是由热化学方程式2h2(g)＋
s2(s)==2h2s(g) δh＝－224.5 kj·mol－1和表中数据可计算出1 mol s2(s)气化时将___填“吸收”或“放出kj的热量。
答案化学反应的反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差吸收 4.5
四、原电池和电解池。
1． 原电池。
根据氧化还原反应：2ag＋(aq)＋cu(s)==cu2＋(aq)＋2ag(s)设计的原电池如。
图所示，其中盐桥内装琼脂饱和kno3溶液。
请回答下列问题：
1)电极x的材料是cu；电解质溶液y是agno3溶液。
2)银电极为电池的正极，写出两电极的电极反应式：
银电极：2ag＋＋2e－==2ag；
x电极：cu－2e－==cu2＋。
3)外电路中的电子是从cu电极流向ag电极。
4)盐桥中向cuso4溶液中迁移的离子是b(填序号)。
a．kb．noc．agd．so
5)其中cuso4溶液能(填“能”或“否”，下同)被h2so4(稀)溶液代替；ag电极能被石墨代替。
2． 电解池。
1)按要求回答下列问题。
用惰性电极电解cuso4溶液，电极反应式：
阴极：2cu2＋＋4e－==2cu，阳极：4oh－－4e－==2h2o＋o2↑，电解总反应离子方程式：2cu2＋＋2h2o2cu＋4h＋＋o2↑。
用铁作电极电解naoh溶液，电极反应式：
阴极：2h2o＋2e－==h2↑＋2oh－，阳极：fe－2e－＋2oh－==fe(oh)2，电解总反应化学方程式：fe＋2h2ofe(oh)2＋h2↑。
用铁作阴极，碳作阳极电解熔融al2o3，电极反应式：
阳极：6o2－－12e－==3o2↑，阴极：4al3＋＋12e－==4al，电解总反应化学方程式：2al2o34al＋3o2↑。
2)根据右图回答问题：
电解时，a极是阴极，电极反应式为2h＋＋2e－==h2↑；b极发生氧化反应，电极反应式为2cl－－2e－==cl2↑；电解总反应离子方程式为2cl－＋ 2h2o2oh－＋h2↑＋cl2↑。
电解完成后，若溶液的体积为1 l，整个电解过程中共转移。
0.1 mol e－，则溶液的ph为13，若使电解质溶液复原，需通入***的物质的量为。
0.1 mol。
若用该装置给铁钉镀铜，则应用铜作阳极，用铁钉作阴极，电解质溶液应为cuso4溶液。
五、化学电源。
按要求回答下列有关问题：
1． 已知海水电池的总反应式为4al＋3o2＋6h2o===4al(oh)3，试写出电极反应式：
负极：4al－12e－==4al3＋，正极：3o2＋6h2o＋12e－==12oh－。
2． 爱迪生可逆电池的总反应式为fe＋nio2＋2h2ofe(oh)2＋ni(oh)2。
1)放电时，负极反应式：fe－2e－＋2oh－==fe(oh)2，正极反应式：nio2＋2e－＋2h2o===ni(oh)2＋2oh－。
2)充电时，负极与外接电源的负极相连，作阴极，正极与外接电源的正极相连，作阳极，电极反应式分别为阴极：fe(oh)2＋2e－==fe＋2oh－，阳极：ni(oh)2－2e－＋2oh－==nio2＋2h2o。
3． 燃料电池是一种高效、低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等。电解质溶液可为酸性或碱性溶液。
1)甲烷燃料电池(koh作电解质溶液)
负极反应式：ch4＋10oh－－8e－==co＋7h2o，正极反应式：2o2＋4h2o＋8e－==8oh－，总反应式：ch4＋2o2＋2koh===k2co3＋3h2o。
2)氢氧燃料电池(h2so4作电解质溶液)
负极反应式：2h2－4e－==4h＋，正极反应式：o2＋4h＋＋4e－==2h2o，总反应式：2h2＋o2===2h2o。
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