3．原电池、电解池、电镀池的判

断规律

(1)若无外接电源，可能是原电池，依据原电池的形成条件判断，主要有“三看”。

[设问]看什么呢？

回答：

看电极；看溶液；看回路。

[投影]

先看电极：两极为导体且活泼性不同，有一个先发生化学反应。

再看溶液：两极插入电解质溶液中。

[设问]

这样就可以形成电池了吗？

回答：

不能。

对，还应该看回路：形成闭合回路或者两极板相接触。

[设问]

若有外接电源，两极插入电解质溶液，并有回路，可能是什么池？

回答：

是电解池。

[评价]不完全正确。(纠正后看投影)

(2)若有外接电源，两极插入电解质溶液，可能是电解池或者是电镀池。

[设问]为什么呢？

回答：

当阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同时，则为电镀池，其余的情况是电解池。

[评价]很好，根据电解液、根据阳极的电极材料，确定电解或电镀。

2．分析电解应用的主要方法和思路

[设问]

电解质在通电前、通电后的关键点是什么呢？

在电解时离子的放电规律是什么呢？

电解的结果：溶液的浓度、酸碱性有无变化？

回答：

通电前：电解质溶液的电离(它包括了电解质的电离也包括了水的电离)。

通电后：离子才有定向的移动(阴离子移向阳极，阳离子移向阴极)。

放电规律：

阳极：

金属阳极＞S2-＞I-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根

阴极：

Ag+＞Cu2+＞Pb2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Mg2+

溶液的离子浓度可能发生变化如：电解氯化铜、盐酸等离子浓度发生了变化。

因为溶液中的氢离子或氢氧根离子放电，所以酸碱性可能发生改变。

请同学们看下列的归纳表格。

[设问]

电化学中有哪些知识点是重点要掌握的呢？

学生活动

回答：

原电池与电解池的不同点；原电池的工作原理以及电解池的工作原理；两极反应的判断和书写；电化学的应用。

很好，我们可以将电化学的知识归纳在网络图中，哪一个同学能够写出？

[投影]知识点的归纳，网络图

学生打出投影：

1．常见的电池

[设问]

①构成原电池的材料是什么呢？

②原电池的原理是什么呢？

③它的原理与电解池有什么不同？

④常见的电池的类型？

看录像或投影：

回答：

①原电池是由金属与金属或非金属，电解质溶液构成的。

②原电池是由化学能转化为电能的装置。

③它的原理与电解池不同，因为电解池是由电能转化为化学能的装置。

④常见的电池有：干电池；蓄电池。

几种电池示意图：

[设问]

根据示意图你能说明电池的种类吗？

回答：

锌锰电池(干电池)、铅蓄电池、燃烧电池(氢氧燃烧电池、甲烷燃烧电池)等。

[设问]

①电池的两极各发生了什么反应？

②电池正、负两极应该如何确定？

它的两极与电解池的两极有什么不同点？

③在可逆电池中，充电、放电过程是应用了原电池的原理还是电解池的原理？

回答：

①活泼的金属为负极，发生氧化反应。

不活泼的金属为正极，发生还原反应。

②原电池与电解池的两极不相同，表现在：原电池活泼金属是负极，而电解池与电源负极相互联结的就是负极(阴极)。

原电池两极金属的金属活动性必须不同，而电解池两极可以是惰性电极，也可以是金属电极。

③放电的过程是应用了原电池的原理，而充电过程应用了电解池的原理。

[讲解]

电池可以分为可逆电池和不可逆电池，比如：干电池、燃烧电池等都是不可逆电池，它们在发生反应时有气体或生成的物质无法在相同的条件下返回，所以，称为不可逆电池。

[设问1]

请举例说明不可逆电池(展示学生解剖的干电池)？

干电池的两极材料是什么？

电解质溶液是什么？

两极反应式如何书写？

总反应如何书写？

回答1：

如：锌-锰电池

两极材料是Zn、MnO2

电解质溶液是：NH4Cl

负极：Zn-2e=Zn2+

总反应：Zn+2NH4=Zn2++2NH3↑+2H2↑

[评价]纠正学生的错误，写出正确的反应。

[设问2]

还有什么实例呢？

两极材料是什么呢？

电解质溶液是什么呢？

回答2：

再如：锌-铜电池，负极-Zn，正极-Cu。

负极：Zn-2e=Zn2+，电解质溶液--稀硫酸。

正极：2H++2e=2H=H2

总反应：2H++Zn=H2↑+Zn2+

什么是可逆电池呢？(看前面的图)

谁能写出两极反应式？

总反应式又如何书写呢？

(教师指导学生书写)

铅蓄电池是可逆电池

两极反应式：

负极：Pb-2e=Pb2+

总反应：

[练习]

书写两极反应式。

若有：

(1)铜、锌、稀硫酸

(2)铜、铁在潮湿的空气中的腐蚀

(3)锌、铁放在食盐水中

(4)氢、氧燃烧电池(电池的产物负极为H2O，正极则有大量的氢氧根生成)

(5)甲烷燃烧电池(电池负极甲烷燃烧失去电子，在碱性条件下

根据信息写出(4)、(5)的电池总反应式。

板演：

(1)负极：Zn-2e=Zn2+

正极：2H++2e=2H=H2

(2)负极：2Fe-4e=2Fe2+

正极：O2+4e+2H2O=4OH-

(3)负极：2Zn-4e=2Zn2+

正极：O2+4e+2H2O=4OH-

(4)负极：2H2+4OH--4e=4H2O

正极：O2+4e+2H2O=4OH-

总反应：2H2+O2=2H2O</PGN0097.TXT/PGN>

正极：2O2+8e+4H2O=8OH-

[设问]

谁能够将燃烧电池小结一下呢？

回答：

在燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是：

负极发生氧化反应，化合价升高，失去电子；

总反应式为：两极反应的加合；

书写反应时，还应该注意得失电子数目应该守恒。

[评价]回答的很好。

燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是：

负极：化合价升高，失去电子，发生氧化反应；

正极：化合价降低，得到电子发生还原反应。

14．(06年湖南长沙) 1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。

(1)下列热化学方程中，能直接表示出氯化钠晶体格能的是　　　　　　　　　 。

A．Na⁺(g) + Cl^－(g) → NaCl(s)； △Q　

B．Na(s) + Cl₂(g) → NaCl(s)；△Q₁

C．Na(s) → Na(g)； △Q₂

D．Na(g)－e^－→ Na⁺(g)； △Q₃

E．Cl₂(g) → Cl(g)；△Q₄　　　　　　　　　

F．Cl(g) + e^－→ Cl^－(g)；△Q₅

(2)写出△Q₁与△Q、△Q₂、△Q₃、△Q₄、△Q₅之间的关系式　　　　　　　　 　　　。

(3)若氧化亚铁晶体结构氯化钠晶体结构相似，则：氧化亚铁晶体中，跟二价铁离子紧邻且等距的氧离子个数是　　　　　　　　　 。

(4)若氧化亚铁晶体中有3 n个二价铁离子被2 n个三价铁离子所替代，该晶体中氧离子的数目将______　　　　　 (填“减少”、“增多”或“保持不变”)。

答案：(1)A； (2)ΔQ₁ = ΔQ+ΔQ₂+ΔQ₃+ΔQ₄+ΔQ₅ ； (3)6； (4)保持不变。

解析：(1)根据“1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能”， Na⁺(g) + Cl^-(g) → NaCl(s)中的反应热△Q就能直接表示出氯化钠晶体格能；

(2) Na(s)+ Cl₂(g) → NaCl(s)可以看作是由以下几个过程组成：

Na(s) → Na(g)→ Na⁺(g)，Cl₂(g) → Cl(g)→ Cl^-(g)，Na⁺(g) + Cl^-(g) → NaCl(s)。根据“盖斯定律”， ΔQ₁=ΔQ+ΔQ₂+ΔQ₃+ΔQ₄+ΔQ₅。

(3) 氯化钠晶体是正六面体结构，晶体中每个氯离子周围有6个钠离子，每个钠离子周围有6个氯离子。氧化亚铁晶体结构氯化钠晶体结构相似，因此，每个Fe²⁺周围有6个O^2-，每个O^2-周围有6个Fe²⁺。

(4)根据电荷守恒，3n个Fe²⁺和2n个Fe³⁺所带电荷数相等，若氧化亚铁晶体中有3n个二价铁离子被2n个三价铁离子所替代，晶体中氧离子的数目将不变。

评价：此题以氯化钠晶体为例，考查了有关“晶体结构”的知识；以求氯化钠的晶格能为例，考查了“盖斯定律”的运用，属于难题。

13．(06年安徽宿迁)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，这些分子被称为活

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。请认真观察右图，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△H =________

(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)　 △H = - 241.8 kJ·mol^-1，该反应的活化能为167.2 kJ·mol^-1，则其逆反应的活化能为____________________。

　 (3)对于同一反应，图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是_________________________。

答案：(1)放热；　　　 需要；　　 　-(E₁ - E₂) kJ·mol^-1

(2)409 kJ·mol^-1；　　　 (3)使用了催化剂。

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：△H = -(E₁ - E₂) kJ·mol^-1；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)由图可知，在反应H₂(g)+O₂(g)= H₂O(g) △H = - 241.8 kJ·mol^-1中，活化分子的最低能量比反应物分子的能量高241.8 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167.2 kJ·mol^-1，因此活化分子的最低能量比生成物分子的能量高(241.8 +167.2) kJ·mol^-1=409 kJ·mol^-1；逆过程是吸热反应；活化能高于原反应的活化能,应等于原反应中活化分子的最低能量与生成物分子的能量差，即409 kJ·mol^-1。

(3)催化剂在化学反应中起催化作用的原理是：加入催化剂，改变了反应历程，降低了反应的活化能，因此，降低反应活化能的唯一途径是使用催化剂。

评价：本题利用图象的形式，旨在考查对“化学反应中的能量变化”的判断与有关化学反应中“活化能”的计算，在理论上有深度，属于难题。

12．(06年东阳)已知：2 H₂(g) + O₂(g) = 2 H₂O(g)　 △H₁；　

2 H₂(g) + O₂(g) = 2 H₂O(l)　 △H₂；　

2 CO(g) + O₂(g) = 2 CO₂(g)　 △H₃。

　 ⑴ 写出液态水转化为气态水的热化学方程式　　　 。

　 ⑵ CO和H ₂分别燃烧生成CO₂(g)和H ₂O(g)，欲得到相同热量，所需CO和H ₂的体积比是　　 。

答案： ⑴ H₂O(l) = H₂O(g)；　　 ⑵

解析：⑴ 2 H₂(g) + O₂(g) = 2 H₂O(l)可以看作由以下两个过程组成：

2 H₂(g) + O₂(g) = 2 H₂O(g)　 △H₁；

H₂O(l) = H₂O(g) (焓变设为△H_x)；

根据“盖斯定律”， △H₂ = △H₁ +△H_x ，△H_x = 。

　⑵根据2 H₂(g) + O₂(g ) = 2 H₂O (g) (△H₁), 2 CO(g) + O₂(g) = 2 CO₂(g) (△H₃)可知：欲得到相同热量，所需CO和H ₂的物质的量之比等于，同温同压下,二者体积比等于物质的量之比，等于。

评价：此题旨在考查“盖斯定律”的运用和有关“燃烧热”的计算，属于中等难度题。

11．(06年广东深圳)1840年前后，俄国科学家盖斯(Hess)指出，一个化学反应的热效应，仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与中间步骤无关，这就是著名的“盖斯定理”。现已知，在101 KPa下，CH₄(g)、H₂(g)、C(s)的燃烧热分别为890.83 kJ·mol^－1、285.83 kJ·mol^－1和393.51 kJ·mol^－1,则反应C(s) + 2 H₂(g) = CH₄(g)的反应热△H =＿＿＿＿，根据以上信息，你认为“盖斯定理”在我们确定一些化学反应的反应热时有何重要意义＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

答案：△H = - 74.81 kJ·mol^－1；对于一些很难用实验方法直接测定热量的化学反应的反应热可以用“盖斯定理”间接测定。

　 解析：CH₄(g)、H₂(g)、C(s)在101 KPa下燃烧的热化学方程式分别为：

① CH₄(g) + 2 O₂(g) = CO₂(g) + 2 H₂O(l)，ΔH₁= -890.36 kJ·mol^-1

② H₂(g) +O₂(g) = 2 H₂O(l)，ΔH₂ = -285.83 kJ·mol^-1

③ C(s) + O₂(g) = CO₂(g)，ΔH₃ = -393.51 kJ·mol^-1

根据“盖斯定理”，③ + ② × 2 - ① 得：

④ C(s) + 2 H₂(g) = CH₄(g)，ΔH = ΔH₃ + 2 ΔH₂–ΔH₁ = -74.81 kJ·mol^－1

评价：此题旨在考查“盖斯定理”的运用，属于容易题。

10．(06年江苏东海)工业由粗硅制取纯硅有以下反应：

①Si(s) + 3 HCl(g)SiHCl₃(g) + H₂(g)；△H = -318 kJ·mol^-l

②SiHCl₃(g) + H₂(g)Si(s) + 3 HCl(g)；

下列关于上述反应的说法中不正确的是

A．反应①、②均为氧化还原反应　　　　 B．反应①、②均为置换反应

C．若反应①放热，则反应②一定吸热　　 D．欲提高SiHCl₃产率，可减压或升温

答案：D。

解析：从化学反应的形式来看，反应①、②均为置换反应，都属于氧化还原反应，A、B两项的结论都对；反应①、②互为逆过程，反应①放热，则反应②一定吸热，C项结论正确；反应①既是放热反应，又是气体体积缩小的反应，欲提高SiHCl₃产率，根据平衡移动原理，应采取减压或降温的措施，D项结论错误。

评价：此题旨在考查对“化学反应类型”、“化学反应中的能量变化”的相关知识的掌握以及“平衡移动原理”的应用，属于中等难度题。

9.(06年广东惠州)根据热化学方程式：S(s) + O₂(g)= SO₂(g)　 △H = -297.23 kJ·mol^-1，下列说法正确的是:　　

A．1 mol SO₂ (g)的能量总和大于1 mo S(s)和1 mol O₂(g)的能量总和

B．1 mol SO₂(g)的能量总和小于1 mol S(s)和1 mol O₂(g)的能量总和

C．S(g) + O₂(g) = SO₂(g)　 △H = -Q kJ·mol^-1；Q的值大于297.23

D．S(g) + O₂(g)= SO₂(g)　 △H = -Q kJ·mol^-1；Q的值等于297.23

答案：BC。

解析：S(s) + O₂(g)= SO₂(g)　 △H = -297.23 kJ·mol^-1是表示S的燃烧热的热化学方程式。根据“放热反应的实质是反应物的总能量高于生成物的总能量”可知，1 mol SO₂(g)的能量总和小于1 mol S(s)和1 mol O₂(g)的能量总和，则A项正确，B项错误；根据“盖斯定律”，S(s) + O₂(g)=SO₂(g)可以看作是通过“S(s)= S(g)(此过程是吸热的，设焓变为△H₁，则△H₁>0) ”与“S(g) + O₂(g) = SO₂(g)(△H = -Q kJ·mol^-1)”两个过程实现，反应热等于两个过程的热效应的叠加，即：- 297.23 kJ·mol^-1 = -Q kJ·mol^-1+△H₁，则：Q > 297.23。

评价：此题以硫的燃烧热为例，旨在考查对“热化学方程式的意义”的理解、对“燃烧热”概念的掌握和“盖斯定律”的运用，属于中等难度题。

7．(06年南开中学)已知31 g 白磷变成红磷放出 18.39 kJ 热量，下列两反应中：

　 　P₄(s)+ 5 O₂(g)= 2 P₂O₅(s)，△H = Q₁ kJ·mol^-1

　　 4 P(红,s)+ 5 O₂(g)= 2 P₂O₅ (s)，△H = Q₂ kJ·mol^-1

　　 则下列说法中正确的是(　　 )

　　 A.Q₁ > Q₂，白磷比红磷稳定　 　　B.Q₁ > Q₂，红磷比白磷稳定

　　 C.Q₁ < Q₂，白磷比红磷稳定　　　 D.Q₁ < Q₂，红磷比白磷稳定

答案：D。

解析：根据白磷变成红磷放出 18.39 kJ热量可知，白磷所含的能量高，红磷所含的能量低，红磷比白磷稳定；红磷转化为白磷的反应是吸热反应。根据“盖斯定律”，将两方程式叠加得：P₄(s) = 4 P(红,s)，△H =(Q₁ - Q₂)kJ·mol^-1＜0，因此Q₁<Q₂。

评价：此题旨在考查对“放热反应”概念的理解和对“盖斯定律” 在化学反应中有关反应热的计算中的运用，属于中等难度题。