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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 热化学方程式 燃烧热 原电池电极反应式的书写 原电池原理 燃料和能源（氢能、风能、核能、太阳能等） 化学反应热的计算 试题正文
  • 填空题
    “嫦娥一号”探月成功，实现了中国人“奔月”的梦想．
    (1)“嫦娥一号”使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点除产生的热量大之外，还具有的优点是____________________．
    (2)下列是298 K时，氢气(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式：
    H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol
    C(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ/mol
    C8H18(l)＋25/2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5518 kJ/mol
    CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ/mol
    相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是________．
    (3)已知：H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ/mol
    O2(g)===O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ/mol
    H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ/mol
    请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式____________________________．如果此次“嫦娥一号”所携带的燃料为1.08吨，液氢、液氧恰好完全反应生成气态水，总共释放能量________kJ(保留3位有效数字)．
    (4)氢气、氧气不仅燃烧时能释放热能，二者形成的原电池还能提供电能，美国的探月飞船“阿波罗号”使用的就是氢氧燃料电池，电解液为KOH溶液，其电池反应为：负极放电的物质为________，正极：______________________________，总反应式：__________________________.
    本题信息：2011年同步题化学填空题难度较难 来源:杨云霞
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本试题 ““嫦娥一号”探月成功，实现了中国人“奔月”的梦想．(1)“嫦娥一号”使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点除产生的热量大之外，还具有的优点是____________...” 主要考查您对

热化学方程式

燃烧热

原电池电极反应式的书写

原电池原理

燃料和能源（氢能、风能、核能、太阳能等）

化学反应热的计算

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热化学方程式：

1．定义表示反应所放出或吸收热量的化学方程式，叫做热化学方程式。
2．表示意义不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明厂化学反应中的能量变化。例如：：，表示在25℃、101kPa下，2molH2(g)和1mol O2(g)完全反应生成2molH2O(l)时要释放571．6kJ 的能量。
热化学反应方程式的书写：

热化学方程式与普通化学方程式相比，在书写时除厂要遵守书写化学方程式的要求外还应注意以下问题：
1．注意△H的符号和单位 △H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，△H为“-”；若为吸热反应，△H为“+”。△H的单位一般为kJ／moJ。
2．注意反应条件反衄热△H与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明△H的测定条件。绝大多数△H是是25℃、101kPa下测定的，此条件下进行的反应可不注明温度和压强。
3．注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热△H不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用：l“，固体用“s”，溶液用“aq”。
4．注意热化学方程式的化学计量数
(1)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。
(2)热化学方程式中的反应热表示反应已完成时的热量变化，由于△H与反应完成的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应，如果化学计量数加倍，则△H也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

燃烧热：

在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。单位为kJ/mol

燃烧热和中和热的异同：


注意事项：

(1)规定是在101kPa 下测出的热量。书中提供的燃烧热数据都是在25℃、101kPa下测定出来的
(2)规定可燃物的物质的量为1mol(这样才有可比性)。因此，表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数
(3)规定生成稳定的氧化物，例如 等
(4)叙述燃烧热时、不用“+”“-”，在热化学方程式中用△H表示时取“-”
原电池电极反应式的书写：

(1)以铜锌原电池为例：
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+
正极（Cu）：2H++2e-=H2↑
(2)正负极反应式的书写技巧：
①先确定原电池的正负极，在两极的反应物上标出相同数目的电子得失。
②根据物质放电后生成物的组成和电解质溶液中存在的离子，找到电极反应中还需要的其它离子。此时要注意溶液的酸碱性，从而判断应该是H+、OH-还是H2O参与了反应。因Zn反应后生成了Zn(OH)2，而KOH为电解质，可知负极上OH-参与了反应。MnO2生成了MnO(OH)，即增加了氢元素，可知正极上有水参与了反应。
③根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式，即要注意配平和物质的正确书写形式，应按照离子方程式的书写要求进行。②中反应的电极反应式为：
负极：Zn+2OH--2e-＝Zn(OH)2 正极：2MnO2+2H2O+2e-＝2MnO(OH)+2OH-
（若只要求写正极的反应式，也可以写成MnO2+H2O+e-＝MnO(OH)+OH-）
原电池总反应式的书写：将正负电极反应相加，即为原电池总反应式。

原电池正、负极的判断方法：

原电池有两个电极，一个是正极，一个是负极，判断正极和负极的方法有以下几种。
1．由组成原电池的两极材料判断一般相对较活泼的金属为负极，相对不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
2．根据电流方向或电子流动方向判断在外电路，电流由正檄流向负极；电子由负极流向正极
3．根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
4．根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
5．X极增重或减轻工作后，X极质量增加，说明X极有物质析出，X 极为正极：反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X 极为负极
6．X极有气泡冒出工作后，x极上有气泡冒出，一般是发生了析出H，的电极反应，说明x极为正极。
7．X极附近pH的变化析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而工作后，X极附近pH增大了，说明X极为正极。
8．特例在判断金属活泼性的规律中，有一条为“当两种金属构成原电池时，活泼金属作负极，不活泼金属作正极”，但这条规律也有例外情况，如Mg和Al为原电池的两极，KOH为电解质溶液时，虽然Mg比Al活泼，但因Mg不和KOH反应，所以Mg作原电池的正极等。


原电池：

1.定义：将化学能转化为电能的装置。
2.工作原理：
以铜-锌原电池为例
（1）装置图：

（2）原理图：

3.实质：化学能转化为电能。
4.构成前提：能自发地发生氧化还原反应。
5.电极反应：
负极：失去电子；氧化反应；流出电子
正极：得到电子；氧化反应；流入电子
6.原电池正负极判断的方法：
①由组成原电池的两级材料判断，一般是活泼金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断，电流是由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向，在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
④根据原电池两级发生的变化来判断，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
⑤X极增重或减重：X极质量增加，说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电，反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X极为负极。
⑥X极有气泡冒出：发生可析出氢气的反应，说明X极为正极。
⑦X极负极pH变化：析氢或吸氧的电极发生反应后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，X极附近的pH增大，说明X极为正极。 

原电池中的电荷流动:

在外电路(电解质溶液以外)，电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极，使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。在内电路(电解质溶液中)，阳离子(带正电荷)向正极移动，阴离子 (带负电荷)向负极移动。这样形成了电荷持续定向流动，电性趋向平衡的闭合电路。


燃料和能源：

1．能源的分类：

2．各种能源的特点：
(1)传统燃料。柴草是农村使用的重要能源，但它的利用率低，且污染严重。
(2)化石燃料。这是人们目前使用的主要能源，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终会枯竭，属于不可再生能源。
(3)新能源。新能源来源丰富，多数可以再生，没有污染或污染很小，所以可能成为未来的主要能源，但它们也有自己的缺点，如太阳能的能量密度低，使用成本高；氢能储仔、运输困难；风能不稳定，受地区、季节、气候的影响大。
3．我国的能源状况
(1)能源种类。我国的能源种装有化石燃料、水能和核能，其中化石燃料和水能的人均值太低，核能—一铀已探日月的储量很低，仅够4000万干瓦核电站运行 30年。
(2)我国能源的总消费量和人均消费量从改革开放以来～直到1995年逐年增加，从1995年开始有减少的趋势。
(3)我国能源利用率低，只有9％，能源节约的空间很大。
4．使用化石燃料的利弊及新能源的开发
(1)燃料充分燃烧的两个条件：
①要有足够的空气；
②燃料与空气要有足够大的接触面积。
(2)重要的化石燃料：煤、石油、天然气
(3)煤作燃料的利弊问题：
①煤是重要的化工原料；
②煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染；
③煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用率低，且运输不方便；
④可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。
(4)新能源的开发：
①调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发新能源等；
②现在正在探索的新能源有太阳能、地热能、海洋能、生物质能、风能和氢能等。
应用盖斯定律进行计算的方法：

用盖斯定律结合已知反应的反应热求解一些相关反应的反应热时，其关键是设计出合理的反应过程，将已知热化学方程式进行适当数学运算得未知反应的方程式及反应热，使用盖斯定律时应注意以下问题：
(1)当反应方程式乘以或除以某数时，△H也应乘以或除以某数。
(2)反应方程式进行加减运算时，△H也同样要进行加减运算，且要带“+”“-”符号，即把△H看做一个整体进行运算
(3)通过盖斯定律计算并比较反应热的大小时，同样要把△H看做一个整体
(4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互互转化，状态由固→液→气变化时。会吸热；反之会放热
(5)当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

反应焓变(反应热)的简单计算：

1．根据热化学方程式计算焓变与参加反应的各物质的物质的量成正比。
2．根据反应物和生成物的能量计算
△H生成物的能量总和一反应物的能量总和。
3．根据反应物和生成物的键能计算
△H反应物的总键能-生成物的总踺能。
4．根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式进行适当的数学运算，以求得所求反应的反应热。
5．根据比热公式进行计算
 
6．反应焓变的大小比较在比较两个热化学方程式中，△H的大小时要带 “+”“-”，比较反应放出或吸收的热量多少时要去掉 “+”“-” .

1molH2完全燃烧生成气态水时放出的热量Q1小于2molH完全燃烧生成气态水时放出的热量Q2，即.
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