专题化学反应与能量变化 考能特训精选PPT.ppt
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1、专题 化学反应与能量变化 考能特训第1页,此课件共49页哦1取取材材于于这这些些知知识识点点的的试试题题,由由于于题题材材广广、信信息息新新、陌陌生生度度大大,所所以以,大大多多数数考考生生对对这这类类试试题题感感到到难难,而而难难在在何何处处又又十十分分迷迷茫茫。实实际际上上这这些些题题目目主主要要考考查查的的是学生迁移应用的能力。具体有以下几种考查角度:是学生迁移应用的能力。具体有以下几种考查角度:角度一角度一 新型电池新型电池“放电放电”时正极、负极的判断时正极、负极的判断 【知知识识基基础础】在在Zn-CuZn-Cu原原电电池池中中,较较活活泼泼的的金金属属材材料料作作负负极极,较较不
2、不活活泼泼的的金金属属材材料料或或非非金金属属材材料料作作正正极极。负负极极:Zn-2eZn-2e-ZnZn2+2+;正极:;正极:2H2H+2e+2e-H H2 2。第2页,此课件共49页哦2【解题指导解题指导】新型电池中新型电池中 负极材料负极材料 正极材料正极材料 元素化合价升高的物质元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质发生氧化反应的物质元素化合价降低的物质元素化合价降低的物质发生还原反应的物质发生还原反应的物质 第3页,此课件共49页哦3【典典例例导导析析1 1】被被称称之之为为“软软电电池池”的的纸纸质质电电池池,采采用用一一个个薄薄层层纸纸片片作作为为传传导导体体,在在其其一一边
3、边镀镀锌锌,而而在在其其另另一一边边镀镀二二氧氧化化锰锰。在在纸纸内内的的离离子子“流流过过”水水和和氧氧化化锌锌组组成成的的电解液。电池总反应为电解液。电池总反应为Zn+2MnOZn+2MnO2 2+H+H2 2O O ZnO+2MnOZnO+2MnO(OHOH)。下列说)。下列说法正确的是法正确的是()A.A.该电池的正极为锌该电池的正极为锌B.B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C.C.当当0.1 mol Zn0.1 mol Zn完全溶解时,流经电解液的电子个完全溶解时,流经电解液的电子个 数为数为1.204101.204102323D.D.电池正极反应式
4、为电池正极反应式为2MnO2MnO2 2+2e+2e-+2H+2H2 2O O 2MnO 2MnO(OHOH)+2OH+2OH-第4页,此课件共49页哦4解析解析 由总反应式可知由总反应式可知,二氧化锰为氧化剂而不是催二氧化锰为氧化剂而不是催化剂,锌为还原剂,应为原电池的负极,化剂,锌为还原剂,应为原电池的负极,A A、B B错;错;电子只能经外电路流动,而不能在电解液中流动,电子只能经外电路流动,而不能在电解液中流动,电解液内电流的形成是由于阴、阳离子的定向移电解液内电流的形成是由于阴、阳离子的定向移动,动,C C错;电池负极反应式为错;电池负极反应式为Zn-2eZn-2e-+H+H2 2O
5、 O ZnO+2HZnO+2H+,用总反应式减去负极反应式得正极反应式用总反应式减去负极反应式得正极反应式为为2MnO2MnO2 2+2e+2e-+2H+2H2 2O O 2MnO(OH)+2OH 2MnO(OH)+2OH-。答案答案D D第5页,此课件共49页哦5角度二角度二 新型电池新型电池“放电放电”时正极、负极上电极反应时正极、负极上电极反应 式的书写式的书写【知识基础知识基础】铅蓄电池铅蓄电池Pb-PbOPb-PbO2 2(H H2 2SOSO4 4溶液)溶液)电极反应的书写:电极反应的书写:负极:负极:Pb-2ePb-2e-PbPb2+2+;PbPb2+2+SO +SO PbSO
6、PbSO4 4。把二者合起来,即负极反应式:把二者合起来,即负极反应式:Pb-2ePb-2e-+SO+SOPbSOPbSO4 4。正极:正极:PbOPbO2 2得电子变为得电子变为PbPb2+2+,PbOPbO2 2+2e+2e-+4H+4H+PbPb2+2+2H+2H2 2O O;PbPb2+2+跟跟SO SO 结合生成结合生成PbSOPbSO4 4,PbPb2+2+SO+SO PbSO PbSO4 4。把二者合起来,即正极反应式:。把二者合起来,即正极反应式:PbOPbO2 2+2e+2e-+4H+4H+SO+SOPbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O O。总反应式总反应式=正极反应式
7、正极反应式+负极反应式,即:负极反应式,即:PbOPbO2 2+Pb+4H+Pb+4H+2SO 2PbSO+2SO 2PbSO4 4+2H+2H2 2O O。第6页,此课件共49页哦6【解题指导解题指导】首先分析物质得失电子的情况,然后再考虑电极反首先分析物质得失电子的情况,然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。对于较为复杂的电极反应,可以利用总反应对于较为复杂的电极反应,可以利用总反应-较简单较简单一极电极反应式一极电极反应式=较复杂一极电极反应式的方法解决。较复杂一极电极反应式的方法解决。第7页,此课件共49页哦7【典例
8、导析典例导析2 2】(20092009广东,广东,1414)可用于电动汽车可用于电动汽车的铝的铝-空气燃料电池,通常以空气燃料电池,通常以NaClNaCl溶液或溶液或NaOHNaOH溶液溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是说法正确的是()A.A.以以NaClNaCl溶液或溶液或NaOHNaOH溶液为电解液时,正极反应溶液为电解液时,正极反应 都为:都为:O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-4OH 4OH-B.B.以以NaOHNaOH溶液为电解液时,负极反应为溶液为电解液时,负极反应为Al+3OHAl+3OH-3e
9、-3e-AlAl(OHOH)3 3C.C.以以NaOHNaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电溶液为电解液时,电池在工作过程中电 解液的解液的pHpH保持不变保持不变D.D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极第8页,此课件共49页哦8解析解析 电池工作时,正极上电池工作时,正极上O O2 2得到电子被还原,电极得到电子被还原,电极反应为:反应为:O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-4OH4OH-,A,A正确;电解液为正确;电解液为NaOHNaOH溶液时,在负极上产生的是溶液时,在负极上产生的是NaAlONaAlO2 2而不是而不是l(
10、OH)l(OH)3 3,B,B错误;电池的总反应为:错误;电池的总反应为:4Al+3O4Al+3O2 2+4NaOH+4NaOH 4NaAlO 4NaAlO2 2+2H+2H2 2O,O,消耗消耗NaOHNaOH,pHpH减小减小;电池工作电池工作时,电子通过外电路由负极流向正极时,电子通过外电路由负极流向正极。答案答案 A A第9页,此课件共49页哦9角度三角度三 新型电池新型电池“充电充电”时阴极、阳极的判断时阴极、阳极的判断【知知识识基基础础】充充电电的的实实质质就就是是把把放放电电时时发发生生的的变变化化再再复复原原的过程。如铅蓄电池:的过程。如铅蓄电池:首首先先应应搞搞明明白白原原电
11、电池池放放电电时时的的正正、负负极极,再再根根据据电电池池充充电电时,阳极接正极,阴极接负极的原理,进行分析。时,阳极接正极,阴极接负极的原理,进行分析。【解题指导解题指导】第10页,此课件共49页哦10【典例导析典例导析3 3】(20092009浙江理综,浙江理综,1212)市场上经常市场上经常见到的标记为见到的标记为Li-ionLi-ion的电池称为的电池称为“锂离子电池锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导属锂的载体),电解质为一种能传导LiLi+的高分子的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应
12、式为:材料。这种锂离子电池的电池反应式为:Li+2LiLi+2Li0.350.35NiONiO2 2 2Li2Li0.850.85NiONiO2 2下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A.A.放电时,负极的电极反应式:放电时,负极的电极反应式:Li-eLi-e-Li Li+B.B.充电时,充电时,LiLi0.850.85NiONiO2 2既发生氧化反应又发生还原既发生氧化反应又发生还原 反应反应C.C.该电池不能用水溶液作为电解质该电池不能用水溶液作为电解质D.D.放电过程中放电过程中LiLi+向负极移动向负极移动第11页,此课件共49页哦11解析解析 A A项,项,LiLi从零价升至正价
13、,失去电子,作为负从零价升至正价,失去电子,作为负极,正确;极,正确;B B项,反应逆向进行时,反应物只有一项,反应逆向进行时,反应物只有一种,故化合价既有升,又有降,所以既发生氧化反种,故化合价既有升,又有降,所以既发生氧化反应又发生还原反应,正确;应又发生还原反应,正确;C C项,由于项,由于LiLi可以与水反可以与水反应,故应为非水材料,正确;应,故应为非水材料,正确;D D项,原电池中阳离子项,原电池中阳离子应迁移至正极失电子,故错。应迁移至正极失电子,故错。答案答案 D D第12页,此课件共49页哦12角度四角度四 新型电池充、放电时,电解质溶液中离子移新型电池充、放电时,电解质溶液
14、中离子移 动方向的判断动方向的判断【知识基础知识基础】原电池中,阳离子移向正极,阴离子原电池中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,如移向负极,如Zn-CuZn-Cu(稀(稀H H2 2SOSO4 4)电池中:)电池中:H H+移向移向CuCu极;极;SO SO 移向移向ZnZn极。电解池中,阳离子移向阴极。电解池中,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,符合带电微粒在电场中的运极,阴离子移向阳极,符合带电微粒在电场中的运动规律。动规律。首先应分清电池是放电还是充电;再判断出正、负首先应分清电池是放电还是充电;再判断出正、负极或阴、阳极,进而即可确定离子的移动方向。极或阴、阳极,进而即可确定离子的移动方
15、向。【解题指导解题指导】第13页,此课件共49页哦13【典例导析典例导析4 4】(20082008广东,广东,1616改编)改编)LiFePOLiFePO4 4电池具有稳电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车。定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车。电池反应为:电池反应为:FePOFePO4 4+Li LiFePO+Li LiFePO4 4,电池的正极材电池的正极材料是料是LiFePOLiFePO4 4,负极材料是石墨,含,负极材料是石墨,含LiLi+导电固体为导电固体为电解质。下列有关电解质。下列有关LiFePOLiFePO4 4电池说法不正确的是(电池说法不正确的
16、是()A.A.可加入硫酸以提高电解质的导电性可加入硫酸以提高电解质的导电性B.B.放电时电池内部放电时电池内部LiLi+向正极移动向正极移动C.C.充电过程中,电池正极材料的质量减少充电过程中,电池正极材料的质量减少D.D.放电时电池正极反应为:放电时电池正极反应为:FePOFePO4 4+Li+Li+e+e-LiFePOLiFePO4 4第14页,此课件共49页哦14解析解析 由于由于LiLi能和稀能和稀H H2 2SOSO4 4、H H2 2O O反应反应,因此电解质不因此电解质不能用硫酸;放电过程为原电池原理,在原电池中,能用硫酸;放电过程为原电池原理,在原电池中,阴离子向着负极移动,阳
17、离子向着正极移动;充电阴离子向着负极移动,阳离子向着正极移动;充电过程是电解的过程过程是电解的过程,电解池的阳极失电子电解池的阳极失电子,即即LiFePOLiFePO4 4-e-e-LiLi+FePO+FePO4 4,因此阳极材料(,因此阳极材料(LiFePOLiFePO4 4)质量)质量会减少;将电解池阳极反应倒过来就是原电池的正会减少;将电解池阳极反应倒过来就是原电池的正极反应。综合上述分析可知极反应。综合上述分析可知B B、C C、D D正确。正确。答案答案 A A第15页,此课件共49页哦15迁移应用迁移应用1.1.下下图图、分分别别是是甲甲、乙乙两两组组同同学学将将反反应应AsO A
18、sO +2I+2I-+2H+2H+AsO AsO +I+I2 2+H+H2 2O O设设计计成成的的原原电电池池装装置置,其其中中C C1 1、C C2 2均均为为碳碳棒棒。甲甲组组向向图图烧烧杯杯中中逐逐滴滴加加入入适适量量浓浓盐盐酸酸;乙乙组组向向图图B B烧杯中逐滴加入适量烧杯中逐滴加入适量40%NaOH40%NaOH溶液。溶液。第16页,此课件共49页哦16下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A.A.甲组操作时,微安表指针发生偏转甲组操作时,微安表指针发生偏转B.B.甲组操作时,溶液颜色不变甲组操作时,溶液颜色不变C.C.乙组操作时,乙组操作时,C C2 2作正极作正极D.D.乙组操作
19、时,乙组操作时,C C1 1上发生的电极反应式为上发生的电极反应式为I I2 2+2e+2e-2I2I-第17页,此课件共49页哦17解析解析 甲组操作时发生的反应为甲组操作时发生的反应为AsO +2IAsO +2I-+2H+2H+AsO +IAsO +I2 2+H+H2 2O O,有碘单质生成,因此溶液的颜色变,有碘单质生成,因此溶液的颜色变深,但装置构成的原电池中两极直接接触(一极是深,但装置构成的原电池中两极直接接触(一极是AsO /AsO AsO /AsO ,另一极是,另一极是I I2 2/I/I-),呈短路状态,因此),呈短路状态,因此微安表中无电流通过,微安表中无电流通过,A A、
20、B B错;乙组操作时,由错;乙组操作时,由于向图于向图B B烧杯中逐滴加入烧碱,此时原电池发生的烧杯中逐滴加入烧碱,此时原电池发生的反应为反应为AsO +IAsO +I2 2+H+H2 2O O AsO +2IAsO +2I-+2H+2H+,此时,此时C C2 2棒上发生氧化反应,作负极,棒上发生氧化反应,作负极,C C1 1棒上发生还原反棒上发生还原反应,作正极,电极反应式为应,作正极,电极反应式为I I2 2+2e+2e-2I2I-。答案答案 D D第18页,此课件共49页哦182.2.科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池,它科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池,它以丙烷气体为燃料
21、。电池中的一极通入空气,另一以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空气,另一极通入丙烷气体,电解质是固态氧化物,在熔融状极通入丙烷气体,电解质是固态氧化物,在熔融状态下能传导态下能传导O O2-2-。下列对该燃料电池的说法不正确的是。下列对该燃料电池的说法不正确的是()A.A.在熔融电解质中,在熔融电解质中,O O2-2-由负极移向正极由负极移向正极B.B.该电池的总反应是:该电池的总反应是:C C3 3H H8 8+5O+5O2 2 3CO3CO2 2+4H+4H2 2O OC.C.电路中每通过电路中每通过5 mol5 mol电子,约有电子,约有5.6 L5.6 L标准状况下标准状况下 的丙烷被
22、完全氧化的丙烷被完全氧化D.D.通入丙烷的电极为电池负极,发生的电极反应为:通入丙烷的电极为电池负极,发生的电极反应为:C C3 3H H8 8-20e-20e-+10O+10O2-2-3CO3CO2 2+4H+4H2 2O O第19页,此课件共49页哦19解析解析 该燃料电池的化学原理是:该燃料电池的化学原理是:C C3 3H H8 8+5O+5O2 23 3COCO2 2+4H+4H2 2O O,B B正确;放电过程中通入丙烷的电极为正确;放电过程中通入丙烷的电极为负极:负极:C C3 3H H8 8-20e-20e-+10O+10O2-2-3CO3CO2 2+4H+4H2 2O,CO,C
23、正确;正确;通入通入O O2 2的电极为正极:的电极为正极:O O2 2+4e+4e-2O2O2-2-,产生的,产生的O O2-2-将向负极移动,将向负极移动,A A项错。项错。答案答案 A A第20页,此课件共49页哦203.3.(20092009四四川川,2929)新新型型锂锂离离子子电电池池在在新新能能源源的的开开发发中中占占有有重重要要地地位位,可可用用作作节节能能环环保保电电动动汽汽车车的的动动力力电电池池。磷磷酸酸亚亚铁铁锂锂(LiFePOLiFePO4 4)是是新新型型锂锂离离子子电电池池的的首首选选电电极材料,它的制备方法如下:极材料,它的制备方法如下:方方法法一一:将将碳碳酸
24、酸锂锂、乙乙酸酸亚亚铁铁(CH(CH3 3COO)COO)2 2FeFe、磷磷酸酸二二氢氢铵铵按按一一定定比比例例混混合合、充充分分研研磨磨后后,在在800800左左右右、惰惰性性气气体体氛氛围围中中煅煅烧烧制制得得晶晶态态磷磷酸酸亚亚铁铁锂锂,同同时时生生成成的的乙乙酸及其他产物均以气体逸出。酸及其他产物均以气体逸出。方方法法二二:将将一一定定浓浓度度的的磷磷酸酸二二氢氢铵铵、氯氯化化锂锂混混合合溶溶液液作作为为电电解解液液,以以铁铁棒棒为为阳阳极极,石石墨墨为为阴阴极极,电电解解析析出出磷磷酸酸亚亚铁铁锂锂沉沉淀淀。沉沉淀淀经经过过滤滤、洗洗涤涤、干干燥燥,在在800800左左右右、惰惰性
25、性气气体体氛氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。第21页,此课件共49页哦21在锂离子的电池中,需要一种有机聚合物作为正、在锂离子的电池中,需要一种有机聚合物作为正、负极之间锂离子迁移的介质,该有机聚合物的单体负极之间锂离子迁移的介质,该有机聚合物的单体之一(用之一(用MM表示)的结构简式如下:表示)的结构简式如下:请回答下列问题:请回答下列问题:(1 1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是惰性气体氛围中进行。其原因是 。第22页,此课件共49页哦22(2 2)在方法一所发生的反应中,除生成磷酸亚
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