最新高中化学化学能和电能知识点总结
第1篇:最新高中化学化学能和电能知识点总结
鉴于化学知识点的重要*,小编为您提供了这篇2023最新高中化学化学能和电能知识点总结,希望对您在化学方面的学习有所帮助。
知识点概述
1.理解化学能与电能之间转化的实质。
2.掌握化学能是能量的一种形式,它同样可以转化为其他形式的能量。
知识点总结
1、原电池的工作原理
(1)原电池的概念:
把化学能转变为电能的装置称为原电池。
(2)cu-zn原电池的工作原理:
(3)*氧燃料电池
负极反应:2h2+4oh-→4h2o+4e-
正极反应:o2+2h2o+4e-→4oh-
电池总反应:2h2+o2=2h2o
3、金属的腐蚀与防护
(1)金属腐蚀
金属表面与周围物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏的过程称为金属腐蚀。
(2)金属腐蚀的电化学原理。
生铁中含有碳,遇有雨水可形成原电池,铁为负极,电极反应为:fe→fe2++2e-。水膜中溶解的氧气被还原,正极反应为:o2+2h2o+4e-→4oh-,该腐蚀为“吸氧腐蚀”,总反应为:2fe+o2+2h2o=2fe(oh)2,fe(oh)2又立即被氧化:4fe(oh)2+2h2o+o2=4fe(oh)3,fe(oh)3分解转化为铁锈。若水膜在*度较高的环境下,正极反应为:2h++2e-→h2↑,该腐蚀称为“析*腐蚀”。
(3)金属的防护
金属处于干燥的环境下,或在金属表面刷油漆、陶瓷、沥青、塑料及电镀一层耐腐蚀*强的金属防护层,破坏原电池形成的条件。从而达到对金属的防护;也可以利用原电池原理,采用牺牲阳极保护法。也可以利用电解原理,采用外加电流*极保护法。
常见考点考法
Ⅰ卷选择题
1.(08年*苏化学1)化学与生活、社会密切相关。下列说法不正确的是b
a.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于节约资源、保护环境
b.凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害,不可食用
c.为防止电池中的重金属等污染土壤和水体,应积极开发废电池的综合利用技术
d.提倡人们购物时不用塑料袋,是为了防止白*污染
2.(08年上海化学17)已知:h2(g)+f2(g)→2hf(g)+270kj,下列说法正确的是c
a.2l*化*气体分解成1l*气与1l*气吸收270kj热量
b.1mol*气与1mol*气反应生成2mol液态*化*放出热量小于270kj
c.在相同条件下,1mol*气与1mol*气的能量总和大于2mol*化*气体的能量
d.1个*气分子与1个*气分子反应生成2个*化*气体分子放出270kj热量
第2篇:最新高中化学原电池和电解池知识点总结
高中化学原电池和电解池
一原电池;
原电池的形成条件
原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反应不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化。
从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
原电池的构成条件有三个:
(1)电极材料由两种金属活动*不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。
(2)两电极必须浸泡在电解质溶液中。
(3)两电极之间有导线连接,形成闭合回路。
只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说,化学电源必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池。形成前提:总反应为自发的氧化还原反应
电极的构成:
a.活泼*不同的金属—锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;b.金属和非金属(非金属必须能导电)—锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;c.金属与化合物—铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;d.惰*电极—*氧燃料电池,电极均为铂。电解液的选择:电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。原电池正负极判断:
负极发生氧化反应,失去电子;正极发生还原反应,得到电子。
电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。溶液中,阳离子移向正极,*离子移向负极
电极反应方程式的书写
负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,则进行进一步的反应。例:**燃料电池中,电解液为koh,负极**失8个电子生成co2和h2o,但co2不能与oh-共存,要进一步反应生成碳*根。
正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子。例:锌铜原电池中,电解液为hcl,正极h+得电子生成h2。②当负极材料不能与电解液反应时,溶解在电解液中的o2得电子。如果电解液呈**,o2+4e-+4h+==2h2o;如果电解液呈中*或碱*,o2+4e-+2h2o==4oh-。
特殊情况:mg-al-naoh,al作负极。负极:al-3e-+4oh-==alo2-+2h2o;正极:2h2o+2e-==h2↑+2oh-
cu-al-hno3,cu作负极。
注意:fe作负极时,氧化产物是fe2+而不可能是fe3+;肼(n2h4)和nh2的电池反应产物是h2o和n2
无论是总反应,还是电极反应,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。ph变化规律
电极周围:消耗oh-(h+),则电极周围溶液的ph减小(增大);反应生成oh-(h+),则电极周围溶液的ph增大(减小)。
溶液:若总反应的结果是消耗oh-(h+),则溶液的ph减小(增大);若总反应的结果是生成oh-(h+),则溶液的ph增大(减小);若总反应消耗和生成oh-(h+)
的物质的量相等,则溶液的ph由溶液的*碱*决定,溶液呈碱*则ph增大,溶液呈**则ph减小,溶液呈中*则ph不变。
原电池表示方法
原电池的组成用图示表达,未免过于麻烦。为书写简便,原电池的装置常用方便而科学的符号来表示。其写法习惯上遵循如下几点规定:
1.一般把负极(如zn棒与zn2+离子溶液)写在电池符号表示式的左边,正极(如cu棒与cu2+离子溶液)写在电池符号表示式的右边。
2.以化学式表示电池中各物质的组成,溶液要标上活度或浓度(mol/l),若为气体物质应注明其分压(pa),还应标明当时的温度。如不写出,则温度为298.15k,气体分压为101.325kpa,溶液浓度为1mol/l。
3.以符号“∣”表示不同物相之间的接界,用“‖”表示盐桥。同一相中的不同物质之间用“,”隔开。
4.非金属或气体不导电,因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电池时,需外加惰*导体(如铂或石墨等)做电极导体。其中,惰*导体不参与电极反应,只起导电(输送或接送电子)的作用,故称为“惰*”电极。
按上述规定,cu-zn原电池可用如下电池符号表示:
(-)zn(s)∣zn2+(c)‖cu2+(c)∣cu(s)(+)
理论上,任何氧化还原反应都可以设计成原电池,例如反应:
cl2+2i-═2cl-+i2
此反应可分解为两个半电池反应:
负极:2i-═i2+2e-(氧化反应)
正极:c2+2e-═2cl-(还原反应)
该原电池的符号为:
(-)pt∣i2(s)∣i-(c)‖cl-(c)∣c2(pcl2)∣pt(+)
二两类原电池
吸氧腐蚀
吸氧腐蚀金属在**很弱或中*溶液里,空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀,叫吸氧腐蚀.
例如钢铁在接近中*的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀,其电极反应如下:负极(fe):2fe-4e=2fe2+
正极(c):2h2o+o2+4e=4oh-
钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀.
吸氧腐蚀的必要条件
以氧的还原反应为*极过程的腐蚀,称为氧还原腐蚀或吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀的必要条件是金属的电位比氧还原反应的电位低:
氧的*极还原过程及其过电位
吸氧腐蚀的*极去极化剂是溶液中溶解的氧。随着腐蚀的进行,氧不断消耗,只有来自空气中的氧进行补充。因此,氧从空气中进入溶液并迁移到*极表面发生还原反应,这一过程包括一系列步骤。
(1)氧穿过空气/溶液界面进入溶液;
(2)在溶液对流作用下,氧迁移到*极表面附近;
(3)在扩散层范围内,氧在浓度梯度作用下扩散到*极表面;
(4)在*极表面氧分子发生还原反应,也叫氧的离子化反应。
吸氧腐蚀的控制过程及特点
金属发生氧去极化腐蚀时,多数情况下阳极过程发生金属活*溶解,腐蚀过程处于*极控制之下。氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极表面的传递速度和氧在电极表面上的放电速度。因此,可粗略地将氧去极化腐蚀分为三种情况。
(1)如果腐蚀金属在溶液中的电位较高,腐蚀过程中氧的传递速度又很大,则金属腐蚀速度主要由氧在电极上的放电速度决定。
(2)如果腐蚀金属在溶液中的电位非常低,不论氧的传输速度大小,*极过程将由氧去极化和*离子去极化两个反应共同组成。
(3)如果腐蚀金属在溶液中的电位较低,处于活*溶解状态,而氧的传输速度又有限,则金属腐蚀速度由氧的极限扩散电流密度决定。
扩散控制的腐蚀过程中,由于腐蚀速度只决定于氧的扩散速度,因而在一定范围内,腐蚀电流将不受阳极极化曲线的斜率和起始电位的影响。
扩散控制的腐蚀过程中,金属中不同的*极*杂质或微*极数量的增加,对腐蚀速度的增加只起很小的作用。
[解题过程]
影响吸氧腐蚀的因素
1.溶解氧浓度的影响
2.温度的影响
3.盐浓度的影响4.溶液搅拌和流速的影响
*极控制原因主要是活化极化:
=2.3rtlgic/i°/αnf
主要是浓差极化:
=2.3rt/nflg(1-ic/il)
*极反应产物以*气泡逸出,电极表面溶液得到
附加搅拌产物oh只能靠扩散或迁移离开,无气泡逸出,得不到附加搅拌析*腐蚀
在**较强的溶液中发生电化腐蚀时放出*气,这种腐蚀叫做析*腐蚀。在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中,钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液,使水里的h+增多。是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、**水膜为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生的
氧化还原反应是:负极(铁):铁被氧化fe-2e=fe2+;正极(碳):溶液中的h+被还原2h++2e=h2↑
这样就形成无数的微小原电池。最后*气在碳的表面放出,铁被腐蚀,所以叫析*腐蚀。
析*腐蚀定义金属在**较强的溶液中发生电化腐蚀时放出*气,这种腐蚀叫做析*腐蚀。
析*腐蚀与吸氧腐蚀的比较
常用原电池方程式
1.cu─h2so4─zn原电池
正极:2h++2e-→h2↑
负极:zn-2e-→zn2+
总反应式:zn+2h+==zn2++h2↑
2.cu─fecl3─c原电池
正极:2fe3++2e-→2fe2+
负极:cu-2e-→cu2+
总反应式:2fe3++cu==2fe2++cu2+
3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀
正极:o2+2h2o+4e-→4oh-
负极:2fe-4e-→2fe2+
总反应式:2fe+o2+2h2o==2fe(oh)2
4.*氧燃料电池(中*介质)
正极:o2+2h2o+4e-→4oh-
负极:2h2-4e-→4h+
总反应式:2h2+o2==2h2o
5.*氧燃料电池(**介质)
正极:o2+4h++4e-→2h2o
负极:2h2-4e-→4h+
总反应式:2h2+o2==2h2o
第3篇:高中化学化学键化学反应与能量知识点总结
1.化学能与热能
(1)化学反应中能量变化的主要原因:化学键的断裂和形成
(2)化学反应吸收能量或放出能量的决定因素:反应物和生成物的总能量的相对大小
a.吸热反应:反应物的总能量小于生成物的总能量
b.放热反应:反应物的总能量大于生成物的总能量
(3)化学反应的一大特征:化学反应的过程中总是伴随着能量变化,通常表现为热量变化
练习:
*气在氧气中燃烧产生蓝*火焰,在反应中,破坏1molh-h键消耗的能量为q1kj,破坏1molo=o键消耗的能量为q2kj,形成1molh-o键释放的能量为q3kj。下列关系式中正确的是(b)
a.2q1+q2>4q3b.2q1+q2<4q3
c.q1+q2<q3d.q1+q2=q3
(4)常见的放热反应:
a.所有燃烧反应;b.中和反应;c.大多数化合反应;d.活泼金属跟水或*反应;
e.物质的缓慢氧化
(5)常见的吸热反应:
a.大多数分解反应
*化铵与八水合*氧化钡的反应。
(6)中和热:(重点)
a.概念:稀的强*与强碱发生中和反应生成1molh2o(液态)时所释放的热量。
2.化学能与电能
(1)原电池(重点)
a.概念:
b.工作原理:
a.负极:失电子(化合价升高),发生氧化反应
b.正极:得电子(化合价降低),发生还原反应
c.原电池的构成条件:
关键是能自发进行的氧化还原反应能形成原电池
a.有两种活泼*不同的金属或金属与非金属导体作电极
b.电极均*入同一电解质溶液
c.两电极相连(直接或间接)形成闭合回路
d.原电池正、负极的判断:
a.负极:电子流出的电极(较活泼的金属),金属化合价升高
b.正极:电子流入的电极(较不活泼的金属、石墨等):元素化合价降低
e.金属活泼*的判断:
a.金属活动*顺序表
b.原电池的负极(电子流出的电极,质量减少的电极)的金属更活泼;
c.原电池的正极(电子流入的电极,质量不变或增加的电极,冒气泡的电极)为较不活泼金属
f.原电池的电极反应:(难点)
a.负极反应:x-ne=xn-
b.正极反应:溶液中的阳离子得电子的还原反应
(2)原电池的设计:(难点)
根据电池反应设计原电池:(三部分+导线)
a.负极为失电子的金属(即化合价升高的物质)
b.正极为比负极不活泼的金属或石墨
c.电解质溶液含有反应中得电子的阳离子(即化合价降低的物质)
(3)金属的电化学腐蚀
a.不纯的金属(或合金)在电解质溶液中的腐蚀,关键形成了原电池,加速了金属腐蚀
b.金属腐蚀的防护:
a.改变金属内部组成结构,可以增强金属耐腐蚀的能力。如:不锈钢。
b.在金属表面覆盖一层保护层,以断绝金属与外界物质接触,达到耐腐蚀的效果。(油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜)
c.电化学保护法:
牺牲活泼金属保护法,外加电流保护法
(4)发展中的化学电源
a.干电池(锌锰电池)
a.负极:zn-2e-=zn2+
b.参与正极反应的是mno2和nh4+
b.充电电池
a.铅蓄电池:
铅蓄电池充电和放电的总化学方程式
b.已知物质的量n的变化或者质量m的变化,转化成物质的量浓度c的变化后再求反应速率v
c.化学反应速率之比=化学计量数之比,据此计算:
已知反应方程和某物质表示的反应速率,求另一物质表示的反应速率;
已知反应中各物质表示的反应速率之比或△c之比,求反应方程。
d.比较不同条件下同一反应的反应速率
关键:找同一参照物,比较同一物质表示的速率(即把其他的物质表示的反应速率转化成同一物质表示的反应速率)
(2)影响化学反应速率的因素(重点)
a.决定化学反应速率的主要因素:反应物自身的*质(内因)
b.外因:
a.浓度越大,反应速率越快
b.升高温度(任何反应,无论吸热还是放热),加快反应速率
c.催化剂一般加快反应速率
d.有气体参加的反应,增大压强,反应速率加快
e.固体表面积越大,反应速率越快
f.光、反应物的状态、溶剂等
(3)化学反应的限度
a.可逆反应的概念和特点
b.绝大多数化学反应都有可逆*,只是不同的化学反应的限度不同;相同的化学反应,不同的条件下其限度也可能不同
a.化学反应限度的概念:
一定条件下,当一个可逆反应进行到正反应和逆反应的速率相等,反应物和生成物的浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡,这就是可逆反应所能达到的限度。
b.化学平衡的曲线:
c.可逆反应达到平衡状态的标志:
反应混合物中各组分浓度保持不变
↓
正反应速率=逆反应速率
↓
消耗a的速率=生成a的速率
d.怎样判断一个反应是否达到平衡:
(1)正反应速率与逆反应速率相等;
(2)反应物与生成物浓度不再改变;
(3)混合体系中各组分的质量分数不再发生变化;
(4)条件变,反应所能达到的限度发生变化。
化学平衡的特点:逆、等、动、定、变、同。
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