（江蘇專版）高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題四 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 課時(shí)19 專題提升.doc

課時(shí)19 專題提升(本課時(shí)對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第8486頁)【微專題】 微小專題1化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向一、 判斷依據(jù)1. 焓判據(jù)：自然界中的自發(fā)過程，都有由能量高的狀態(tài)向能量低的狀態(tài)轉(zhuǎn)化的傾向。絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行。2. 熵判據(jù)：(1) 熵是衡量一個(gè)體系混亂度的物理量，符號(hào)是s。同一物質(zhì)，s(氣態(tài))s(液態(tài))s(固態(tài))。熵的大小還與氣體的物質(zhì)的量有關(guān)，一般情況下，氣體物質(zhì)的量越大，熵越大。(2) 熵變是指反應(yīng)前后體系熵的變化，符號(hào)為s，若發(fā)生變化后體系的混亂度增大，則該過程的s0，反之s0。(3) 自然界中的自發(fā)過程，總是有混亂度增大的傾向。絕大多數(shù)熵增大的反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行。3. 復(fù)合判據(jù)自由能判據(jù)。單純的用熵或焓來判斷反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行性不全面，必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變自由能判據(jù)判斷反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行性。g=h-ts，g0的反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。如果h0，則g0，s0，該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行。2 如果h0，s0，s0，則高溫可以自發(fā)進(jìn)行。 微小專題2電極反應(yīng)式的寫法一、 普通原電池這種電池往往是以我們學(xué)過的一些基礎(chǔ)的氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)。負(fù)極往往是活潑金屬，如mg、al、fe等，則負(fù)極反應(yīng)一般由負(fù)極金屬失去電子變成金屬陽離子。如mg-2e-mg2+，cu-2e-cu2+，fe-2e-fe2+，注意不能寫成fe-3e-fe3+。al失電子后變?yōu)閍l3+，但堿性介質(zhì)中，al3+將繼續(xù)和oh-反應(yīng)，電極反應(yīng)式中要注意寫上該反應(yīng)。如mg-al-naoh溶液構(gòu)成的電池，負(fù)極反應(yīng)式應(yīng)寫成al-3e-+4oh-al+2h2o。正極反應(yīng)有以下幾種情況：1. 電解質(zhì)溶液是不活潑金屬的鹽溶液，此時(shí)正極反應(yīng)一般為溶液中的不活潑金屬陽離子(如ag+、cu2+、hg2+)得到電子生成相應(yīng)的金屬單質(zhì)。2. 電解質(zhì)溶液中含強(qiáng)氧化性金屬陽離子如fe3+，此時(shí)正極反應(yīng)一般是fe3+e-fe2+，不能寫為fe3+3e-fe。3. 電解質(zhì)是非氧化性酸如稀鹽酸、稀硫酸，此時(shí)正極反應(yīng)為2h+2e-h2。4. 電解質(zhì)是活潑金屬的鹽溶液，如nacl、k2so4、nano3等，此時(shí)應(yīng)由溶液中的o2得電子，而不是水中的h+得電子。在原電池中，水中的h+很少得電子。5. 電解質(zhì)是氧化性酸如濃、稀硝酸。此時(shí)，若是稀硝酸，正極反應(yīng)為n+3e-+4h+no+2h2o；若是濃硝酸，正極反應(yīng)為n+e-+2h+no2+h2o。(書寫時(shí)，得電子數(shù)目=化合價(jià)降低的值原子個(gè)數(shù)；抓住o守恒，多余的o結(jié)合h+變成水)二、 燃料電池1. 氫氧燃料電池負(fù)極正極2. 有機(jī)物燃料電池(1) 正極一般是o2得電子，其電極反應(yīng)式跟上面的相同。(2) 負(fù)極的電極反應(yīng)式書寫規(guī)律有機(jī)物中碳元素的化合價(jià)用平均價(jià)態(tài)，根據(jù)h(+1)、o(-2)，正、負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0進(jìn)行計(jì)算。化合價(jià)升高的數(shù)值表示一個(gè)碳原子失去電子的數(shù)目，失電子總數(shù)=化合價(jià)變化值碳原子個(gè)數(shù)。有機(jī)物被氧化到+4價(jià)的碳的化合物，若是酸性、熔融氧化物或碳酸鹽介質(zhì)，則被氧化成co2；若是堿性介質(zhì)，則co2繼續(xù)反應(yīng)生成c或hc。如葡萄糖燃料電池。c6h12o6中碳元素為0價(jià)，升高到+4價(jià)，化合價(jià)升高了4，1個(gè)碳原子失去4個(gè)電子，1個(gè)葡萄糖分子中共有6個(gè)碳原子，共失去24個(gè)電子。若是堿性介質(zhì)，則電極反應(yīng)式為c6h12o6-24e-+oh-c+h2o，根據(jù)碳守恒，c前面配6，根據(jù)電荷守恒，oh-前面配36，根據(jù)h守恒，h2o前面配24，檢查o是否守恒。即可得到電極反應(yīng)式為c6h12o6-24e-+36oh-6c+24h2o。若是酸性介質(zhì)，則被氧化成co2，co2中多余的o由h2o來提供，則c6h12o6-24e-+h2o6co2 + h+，根據(jù)o守恒，h2o前面配6，根據(jù)電荷守恒，h+前面配24，檢查h是否守恒。即可得到電極反應(yīng)式為c6h12o6-24e-+6h2o6co2+24h+。若是熔融金屬氧化物介質(zhì)，則被氧化成co2，co2中多余的o由o2-來提供，則c6h12o6-24e-+o2-6co2+h2o，根據(jù)電荷守恒，o2-前面配12，根據(jù)h守恒，h2o前面配6，檢查o是否守恒。即可得到電極反應(yīng)式為c6h12o6-24e-+12o2-6co2+6h2o。3. 其他燃料電池n2h4-h2o2燃料電池正極一般是h2o2得電子，h2o2得電子后的還原產(chǎn)物在酸性介質(zhì)中為水，在堿性介質(zhì)中為oh-。因而正極的電極反式應(yīng)為h2o2+2e-+2h+2h2o或h2o2+2e-2oh-。負(fù)極的反應(yīng)式可以仿照有機(jī)物燃料電池負(fù)極反應(yīng)式來書寫。n2h4中n為-2價(jià)，它的化合價(jià)一般升高到0價(jià)，轉(zhuǎn)化為n2，化合價(jià)升高了2，表示一個(gè)n原子失去2e-，n2h4中有2個(gè)n，一共失去4e-，n2h4中的h在酸性介質(zhì)中變?yōu)閔+，在堿性介質(zhì)中結(jié)合oh-變?yōu)閔2o，所以負(fù)極的電極反應(yīng)式為n2h4-4e-n2+4h+或n2h4-4e-+4oh-n2+4h2o。 舉題說法例題1按要求填空：(1) 2c(s)+o2(g)2co(g)，該反應(yīng)的h(填“”或“”或“”或“”)【答案】(1) 能(2) 放熱(3) (4) 【解析】(1) 碳燃燒放熱，所以h0；根據(jù)g=h-ts，g0，能自發(fā)進(jìn)行。(2) 該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則g0，根據(jù)化學(xué)方程式，氣體熵減小，即s0，根據(jù)g=h-ts，則h0，根據(jù)化學(xué)方程式，氣體熵增大，即s0，根據(jù)g=h-ts，則h0。(4) 該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則g0，根據(jù)化學(xué)方程式，氣體熵減小，即s0，根據(jù)g=h-ts，則h0。例題2按要求填空：(1) (2015南昌模擬)化學(xué)家正在研究尿素動(dòng)力燃料電池，用這種電池直接去除城市廢水中的尿素，既能產(chǎn)生凈化的水又能發(fā)電。尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖1所示，寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式： 。 圖1 圖2(2) (2014徐州模擬)甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示，則該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。(3) (2014金陵中學(xué)模擬)“鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置如圖3所示，該電池的正極反應(yīng)式為 。 圖3 圖4(4) (2014南京、鹽城二模)圖4是直接硼氫化鈉-過氧化氫燃料電池示意圖。該電池工作時(shí)，正極附近的ph將(填“增大”、“減小”或“不變”)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為。(5) (2014泰州一模)h2s是一種無色、有毒且有惡臭味的氣體。煤的低溫焦化，含硫石油開采、提煉，橡膠、制革、染料、制糖等工業(yè)中都有h2s產(chǎn)生。有人研究設(shè)計(jì)了一種硫化氫-空氣燃料電池，總反應(yīng)式為2h2s+o22s+2h2o，簡易結(jié)構(gòu)如圖5所示。硫化氫應(yīng)通入到電極(填“a”或“b”)。1 b極發(fā)生的電極反應(yīng)為。 圖5 圖6(6) (2015蘇北四市一模)天然氣是一種重要的清潔能源和化工原料，其主要成分為甲烷?？茖W(xué)家用氮化鎵材料與銅組裝如圖6的人工光合系統(tǒng)，利用該裝置成功地實(shí)現(xiàn)了以co2和h2o合成ch4。寫出銅電極表面的電極反應(yīng)式： 。為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，可向裝置中加入少量(填“鹽酸”或“硫酸”)。(7) (2015河北邯鄲質(zhì)檢)get公司開發(fā)的li-so2cl2軍用電池，其示意圖如圖7所示，已知電池總反應(yīng)為2li+so2cl22licl+so2，則電池工作時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為。(8) (2015泰州一模)利用固體氧化物電解池(soec)通過電解方式分解氮氧化物如圖8所示，該電源的b端是極，寫出電解池中通入no的電極反應(yīng)式：。 圖7 圖8(9) (2015南京、淮安三模)fes2是li-fes2電池(示意圖如圖9)的正極活性物質(zhì)，li-fes2電池的負(fù)極是金屬li，電解液是含鋰鹽的有機(jī)溶液。電池放電反應(yīng)為fes2+4life+4li+2s2-。該反應(yīng)可認(rèn)為分兩步進(jìn)行：第1步為fes2+2li2li+fe，則第2步正極的電極反應(yīng)式為。 圖9 圖10(10) (2015蘇錫常三模)用細(xì)菌冶銅時(shí)，當(dāng)黃銅礦中伴有黃鐵礦可明顯提高浸取速率，其原理如圖10。冶煉過程中，正極周圍溶液的ph(填“增大”、“減小”或“不變”)。負(fù)極產(chǎn)生單質(zhì)硫的電極反應(yīng)式為?！敬鸢浮?1) co(nh2)2+h2o-6e-co2+n2+6h+(2) ch3oh+h2o-6e-co2+6h+(3) clo-+2e-+h2ocl-+2oh-(4) 增大b-8e-+8oh-b+6h2o(5) bh2s+o2-2e-s+h2o(6) co2+8e-+8h+ch4+2h2o硫酸(7) so2cl2+2e-2cl-+so2(8) 負(fù)2no+4e-n2+2o2-(9) fe+2e-2s2-+fe(10) 增大cufes2-4e-cu2+fe2+2s例題3按要求填空：(1) (2014蘇北四市一模)用惰性電極電解煤漿液制h2的反應(yīng)如下：c(s)+2h2o(l)co2(g)+2h2(g)現(xiàn)將一定量1moll-1 h2so4溶液和適量煤粉充分混合，制成含碳量為0.020.12gml-1的煤漿液，置于圖1所示裝置中進(jìn)行電解(兩電極均為惰性電極)。則a極的電極反應(yīng)式為。 圖1 圖2(2) (2015南京、鹽城二模)臭氧也可用于煙氣脫硝。一種臭氧發(fā)生裝置原理如圖2所示。陽極(惰性電極)的電極反應(yīng)式為。(3) (2015蘇錫常二模)納米級(jí)cu2o具有優(yōu)良的催化性能，制取cu2o的方法有：用陰離子交換膜控制電解液中oh-的濃度制備納米cu2o，總反應(yīng)式為2cu+h2ocu2o+h2，如圖3所示。該電解池的陽極反應(yīng)式為。 圖3 圖4(4) (2014蘇錫常三模)某科研小組設(shè)計(jì)如圖4裝置，利用電解乙醇和氫氧化鈉制取乙醇鈉(陽離子交換膜只允許na+通過)。電解時(shí)陽極產(chǎn)生的氣體是，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為。(5) (2014鹽城三模)電解熔融b2o3(非電解質(zhì))及助熔劑，電解總反應(yīng)式為2b2o34b+3o2。則陰極的電極反應(yīng)式為。(6) (2015泰州二模)固體氧化物電解池(soec)用于高溫共電解co2/h2o，既可高效制備合成氣(co+h2)，又可實(shí)現(xiàn)co2的減排，其工作原理如圖5。b為電源的(填“正極”或“負(fù)極”)。1 寫出電極c發(fā)生的電極反應(yīng)式：、。 圖5 圖6(7) (2014淮安信息卷)h2的獲得途徑很多，由哈工大研究小組設(shè)計(jì)的微生物電解有機(jī)廢水法，既可以清除廢水中的有機(jī)雜質(zhì)，同時(shí)可以獲得氫氣。圖6為一種處理含甲醇工業(yè)廢水的微生物電解池，寫出電解過程中陽極的電極反應(yīng)式：。(8) (2015原陽一中模擬)目前已開發(fā)出用電解法制取clo2的新工藝。圖7是用石墨作電極，一定條件下電解飽和食鹽水制取clo2的示意圖。則陽極產(chǎn)生clo2的電極反應(yīng)式為。圖7【