歡迎您,[登錄][注冊] (您的IP:156.239.80.182)
學科導航 >
個人主頁

作者信息

21jy_1355810456

資源 文章 匯編
  • ID:7-8206617 1.3 電能轉化為化學能——電解 課件(2課時,50+46張ppt)+視頻

    高中化學/魯科版(2019)/選擇性必修1/第1章 化學反應與能量轉化 /第3節 電能轉化為化學能——電解

    111

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 15882.99KB
  • ID:7-8206616 1.2 化學能轉化為電能——電池 課件(2課時,43+36張ppt)

    高中化學/魯科版(2019)/選擇性必修1/第1章 化學反應與能量轉化 /第2節 化學能轉化為電能——電池

    11

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 14355.98KB
  • ID:7-8206615 1.1 化學反應的熱效應 課件(3課時,23+22+32張ppt)

    高中化學/魯科版(2019)/選擇性必修1/第1章 化學反應與能量轉化 /第1節 化學反應的熱效應

    111

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 7314.12KB
  • ID:7-8206612 3.3 沉淀溶解平衡 課件(2課時,36+35張ppt)

    高中化學/魯科版(2019)/選擇性必修1/第3章 物質在水溶液中的行為 /第3節 沉淀溶解平衡

    11

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 18368.71KB
  • ID:7-8206610 2.4 化學反應條件的優化——工業合成氨 課件(41張ppt)

    高中化學/魯科版(2019)/選擇性必修1/第2章 化學反應的方向、 限度與速率 /第4節 化學反應條件的優化——工業合成氨

    化學反應條件的優化 - 工業合成氨 高二年級 化學 自1784年氨被發現以來,但直到1913年才實現了合成氨的工業化生產。 化學反應 N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)看起來十分簡單,但合成氨的工業化生產經歷如此漫長的發展過程,并且需要龐大而復雜的生產設備,這其實和它的生產條件有關。 N2 + 3H2 2NH3 高溫 高壓 催化劑 合成氨 從必修第一冊,我們了解到合成氨的條件是高溫、高壓、催化劑。 思考 化工生產中,選擇適宜的反應條件需要從哪些角度考慮?具體需要考慮哪些因素? 思考 化工生產中,選擇適宜的反應條件需要從哪些角度考慮?具體需要考慮哪些因素? 角度 思考 化工生產中,選擇適宜的反應條件需要從哪些角度考慮?具體需要考慮哪些因素? 反應限度 反應速率 角度 反應限度 溫度、濃度、 壓強等 反應速率 溫度、濃度、壓強、使用催化劑等 角度 思考 化工生產中,選擇適宜的反應條件需要從哪些角度考慮?具體需要考慮哪些因素? 一、合成氨反應的限度 目標:合成氨的平衡轉化率越大越好 如何從溫度、濃度、壓強提高合成氨的平衡轉化率? N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H = - 92.2kJ·mol-1 因素 溫度 濃度 壓強 N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H = - 92.2kJ·mol-1 反應特點 相應措施 因素 溫度 濃度 壓強 如何從溫度、濃度、壓強提高合成氨的平衡轉化率? N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H = - 92.2kJ·mol-1 反應特點 相應措施 因素 溫度 濃度 壓強 放熱 正向反應分子數減小 如何從溫度、濃度、壓強提高合成氨的平衡轉化率? 如何提高合成氨的平衡轉化率? N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H = - 92.2kJ·mol-1 反應特點 相應措施 因素 溫度 濃度 壓強 放熱 低溫 正向反應分子數減小 高壓 增加反應物濃度, 降低生成物濃度 1.先看橫坐標 2.后看縱坐標 3.再看曲線,如果有 多條曲線,先看其 中一條 1.先看橫坐標 2.后看縱坐標 4.得出結論: 當壓強為P1時(當 壓強不變時),升 高溫度,氨的物質 的量分數降低 5.垂直畫一條輔助線 6.得出結論: 當溫度一定時,壓 強越大,氨的物質 的量分數越高 5.垂直畫一條輔助線 低溫、高壓 增大了NH3的含量 更有利于合成氨 一、合成氨反應的限度 進一步研究發現,在一定的溫度、壓強下氮氣、氫氣的體積比為1:3時平衡混合物中氨的含量最高。 反應條件:低溫、高壓、增加反應物濃度、分離氨 一、合成氨反應的限度 反應條件:低溫、高壓、增加反應物濃度、分離氨、氮氣與氫氣的體積比為1:3 二、合成氨反應的速率 目標:工業生產希望反應速率越大越好 如何從溫度、濃度、壓強、催化劑提高合成氨的反應速率? N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H = - 92.2kJ·mol-1 因素 溫度 濃度 壓強 催化劑 如何從溫度、濃度、壓強、催化劑提高合成氨的反應速率? N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H = - 92.2kJ·mol-1 因素 溫度 濃度 壓強 催化劑 反應特點 相應措施 如何從溫度、濃度、壓強、催化劑提高合成氨的反應速率? N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H = - 92.2kJ·mol-1 因素 溫度 濃度 壓強 催化劑 反應特點 相應措施 高溫 使用催化劑 增加反應物濃度 高壓 反應特點 增加反應物濃度,將氨從混合氣中分離出去。 反應特點 資料1.合成氨反應速率與參與反應的物質濃度的關系式為:υ=kc(N2) · c1.5(H2) · c-1(NH3) 相應措施 如何從溫度、濃度、壓強、催化劑提高合成氨的反應速率? N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H = - 92.2kJ·mol-1 因素 溫度 濃度 壓強 催化劑 反應特點 相應措施 高溫 使用催化劑 高壓 增加反應物濃度,分離氨 與氨氣濃度的1次方成反比 反應特點 資料2. 使用鐵作催化劑 反應特點 資料2、 相應措施 如何從溫度、濃度、壓強、催化劑提高合成氨的反應速率? N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H = - 92.2kJ·mol-1 因素 溫度 濃度 壓強 催化劑 反應特點 相應措施 高溫 使用鐵催化劑 增加反應物濃度,分離氨 高壓 與氨氣濃度的1次方成反比 活化能較大 進一步研究催化反應歷程發現: n (N2):n (H2) =1:2.8,適時地將氨從反應后的混合氣體中分離出來,可以提高反應速率。 二、合成氨反應的速率 反應條件:高溫、增加反應物濃度、分離氨、高壓、 鐵催化劑、氮氣和氫氣的體積比為1:2.8 二、合成氨反應的速率 一、合成氨反應的限度 反應條件:低溫、高壓、增加反應物濃度、分離氨、 氮氣與氫氣的體積比為1:3 反應條件:高溫、增加反應物濃度、分離氨、高壓、 鐵催化劑、氮氣和氫氣的體積比為1:2.8 三、合成氨生產的適宜條件 選擇合成氨生產的條件時,既不應片面地追求高轉化率,也不應只追求高反應速率,而應該尋找以較高的反應速率獲取適當轉化率的反應條件。此外,還應該考慮原料的價格、未轉化的合成氣(氮氣和氫氣)的循環使用、反應熱的綜合利用等問題。 合成氨生產一般條件 鐵作催化劑 700 K 低壓(1x107 Pa)、中壓(2x107~3x107 Pa)和 高壓(8.5x107~1x108 Pa) 投料比:氮氣與氫氣物質的量之比為1:2.8 不足: 合成氨工業生產需要高溫、高壓的反應條件,而且催化劑易中毒、使用壽命不長。 研究方向: 在自然界里,常溫、常壓下,通過生物固氮酶催化劑(如根瘤菌)的作用每年可以從空氣中固定 1 億噸氮,因此仿生固氮酶催化劑的研制這一前沿課題一直備受關注,人們仍在不斷探索中。 小結 化工生產中,選擇適宜的反應條件的方法 反應限度 溫度、濃度、 壓強等 反應速率 溫度、濃度、壓強、使用催化劑等 角度 綜合 考慮 其他 成本、環保 合成氨的生產流程 合成氨的整個工業生產包括造氣、凈化、合成氨三大部分。 造氣 原料氣中的氮氣來自空氣,而氫氣來自天然氣、煤和煉油產 品。以天然氣為原料時,反應可簡單表示為: CH4 + H2O CO + 3H2 CO + H2O CO2 + H2 凈化  消除造氣過程中夾帶的雜質,防止催化劑中毒。 合成氨 該部分包括終端產品氨的分離,氮氣、氫氣的 循環使用,利用反應產生的熱預熱合成氣等。 高溫 催化劑 高溫 催化劑

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 3683KB
  • ID:7-8206609 3.4 離子反應 課件(2課時,38+36張ppt)

    高中化學/魯科版(2019)/選擇性必修1/第3章 物質在水溶液中的行為 /第4節 離子反應

    11

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 4011.24KB
  • ID:7-8206607 2.3 化學反應的速率 課件(2課時,29+34張ppt)

    高中化學/魯科版(2019)/選擇性必修1/第2章 化學反應的方向、 限度與速率 /第3節 化學反應的速率

    11

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 4951.37KB
  • ID:7-8206606 2.2 化學反應的限度 課件(4課時,27+38+34+27張ppt)

    高中化學/魯科版(2019)/選擇性必修1/第2章 化學反應的方向、 限度與速率 /第2節 化學反應的限度

    1111

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 7442.72KB
  • ID:7-8206605 1.4 金屬的腐蝕與防護 課件(2課時,25+22張ppt)

    高中化學/魯科版(2019)/選擇性必修1/第1章 化學反應與能量轉化 /第4節 金屬的腐蝕與防護

    11

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 12193.43KB
  • ID:7-8206036 4.3 金屬的腐蝕與防護 課件(41張ppt)+內嵌視頻

    高中化學/人教版(2019)/選擇性必修1/第四章 化學反應與電能 /第三節 金屬的腐蝕與防護

    金屬的腐蝕與防護 金屬腐蝕帶來的問題 我國每年因為金屬腐蝕所造成的經濟損失約占國民生產總值的5%,全世界每年因生銹損失的鋼鐵約占世界鋼鐵年產量的1/4,超過每年各項大災(火災、風災及地震等)損失的總和。 什么是金屬的腐蝕? 金屬的腐蝕 Fe Fe2O3·xH2O 0 +3 鋼鐵的腐蝕 想一想:根據以下裝置進行實驗,請你預測導管中溶有碘單質的煤油柱的移動情況。 什么原因導致 煤油柱的左移? 煤油柱的左移 能否代表一定是氧氣參與了反應? 用鐵粉和碳粉代替鐵釘進行實驗 試管中氧氣濃度隨時間變化圖像 一段時間后,試管內壁出現鐵銹。 1.鋼鐵的成分 鐵碳合金 2.鋼鐵生銹時所處的環境 潮濕的空氣 任務一 研究鋼鐵是如何生銹的 3.借助原電池原理分析鋼鐵是如何生銹的 如何證明有電 化學反應發生? 靈敏電流計指針偏轉 3.借助原電池原理分析鋼鐵是如何生銹的 負極(Fe): Fe ? 2e? Fe2+ 負極產物該如何檢驗? 資料:Fe2+可以與K3[Fe(CN)6]溶液產生 特征藍色沉淀。 取鐵電極周圍的溶液于試管中,加入K3[Fe(CN)6]溶 液,發現產生特征藍色沉淀,證明負極有Fe2+生成。 正極反應式應該如何書寫? 資料:電池工作一段時間后,取正極周圍的溶液于試管中,加入酚酞溶液后變紅。 正極(C): O2 + 4e? + 2H2O 4OH? 3.借助原電池原理分析鋼鐵是如何生銹的 正極:C : O2 + 4e? + 2H2O 4OH? 總反應:2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2 后續反應:4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O 3.借助原電池原理分析鋼鐵是如何生銹的 負極:Fe: Fe ? 2e? Fe2+ (吸氧腐蝕) 4.如果水膜酸性較強,會發生怎樣的腐蝕呢?請你根據圖示用電極反應來表達。 - + 正極(C) : 2H+ + 2e? H2↑ 負極(Fe): Fe ? 2e? Fe2+ 如果水膜酸性較弱時,會發生什么樣的腐蝕? (析氫腐蝕) 4.如果水膜酸性較強,會發生怎樣的腐蝕呢?請你根據圖示用電極反應來表達。 正極(C) : 2H+ + 2e? H2↑ 負極(Fe): Fe ? 2e? Fe2+ 寫出pH=2.0~3.5和4.0時發生的主要正極反應。 不同pH下,試管中氣體壓強隨時間變化情況 2H+ + 2e? H2↑ 想一想:為什么鋼鐵吸附的水膜呈現不同性質的時候,正極的電極反應不同? pH=2.0、3.0、3.5 pH=4.0 O2 + 4e? + 4H+ 2H2O (析氫腐蝕) (吸氧腐蝕) 水膜酸性較強, c(H+)較大 氧化性 H+>O2 析氫腐蝕 2H+ + 2e- H2↑ 水膜酸性較弱或呈中性,c(H+)較小 氧化性 H+<O2 吸氧腐蝕 O2 + 4e- + 2H2O 4OH- 或O2 + 4e- + 4H+ 2H2O 濃度 性質 反應 影響 決定 金屬的腐蝕 銅板上的鐵鉚釘生銹 輸送原油的鋼管在無水、 無氧的情況下被腐蝕而漏油 想一想:兩種腐蝕的共性是什么?區別是什么? 金屬的腐蝕 直接發生化學反應引起金屬腐蝕——化學腐蝕 金屬的腐蝕 腐蝕過程中有電化學反應發生——電化學腐蝕 金屬腐蝕過程中,兩種腐蝕往往同時發生,但絕大多數屬于電化學腐蝕,電化學腐蝕比化學腐蝕的速率也大得多。 + + - 化學腐蝕與電化學腐蝕的比較 {5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA} 化學腐蝕 電化學腐蝕 條件 特征 速率 結果 金屬與氧化性物質 直接接觸 不純金屬與電解質溶液 及氧化劑接觸 無電流產生 有微弱電流產生 金屬被氧化 相對活潑的金屬被氧化 小 大 金屬的腐蝕 金屬腐蝕:金屬或合金與周圍的氣體或液體發生氧化 還原反應而引起損耗的現象。 實質:M - n e? Mn+ 根據金屬腐蝕的實質,你能提出金屬的防護方法嗎? 思考角度 切斷原電池反應 給予金屬電子 改變金屬材料組成 在金屬表面覆蓋保護層 噴漆 鍍鉻 搪瓷 發藍處理 制成不銹鋼(改變金屬材料組成) (在金屬表面覆蓋保護層) 切斷原電池反應 按照下列裝置進行實驗,畫出你預測的現象 任務二 利用電化學原理保護鐵 資料:Fe2+可以與K3[Fe(CN)6]溶液產生特征藍色沉淀。 實驗現象1 思考:如何證明鐵被保護?什么現象證明是原電池保護? 鐵釘的裸露部分周圍溶液沒有特征藍色物質生成。鐵釘周圍變紅,說明氧氣在鐵的表面得電子,生成 了氫氧根離子,鐵做正極,證明了原電池保護。 思考:生成藍色物質說明了什么? 鐵釘的裸露部分周圍有亞鐵離子生成,氧氣在銅 絲的表面得到電子,生成氫氧根離子,銅絲附近變紅。 鐵沒有得到保護。 實驗現象2 想一想:通過以上實驗,你能得出什么結論? 鐵與活動性不同的金屬接觸時,其腐蝕程度是有差異 的,要避免鐵受到腐蝕,需要與較活潑的金屬相連。 1.利用原電池原理來保護鐵 A NaCl溶液 — Fe Zn— + e- - 犧牲陽極法 想一想:為什么鋼制管道的內部要鑲嵌鎂塊? NaCl溶液 — Fe Mg— e- 2.利用電解池原理來保護鐵 NaCl溶液 — Fe C — e- 陰極 輔助陽極 外加電流法 電源的哪個電極是提供電子的電極呢? 試一試:設計裝置,采用外加電流法為長期浸泡在海水 中的鋼閘門進行保護,畫出裝置圖,并解釋你的裝置是如何 對鋼閘門進行保護的。 - + e? e? {5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA} 犧牲陽極法 外加電流法 原理 保護方法 保護電流 注意事項 犧牲陽極法和外加電流法的比較 原電池 電解池 使被保護的金屬與比 它活潑的金屬接觸,被保 護的金屬做正極。 使被保護的金屬與電源 負極接觸,被保護的金屬做 陰極。 較小 較大 負極(陽極)材料需要 定期更換 輔助陽極需要定期檢查 任務三 船舶與海水接觸部分的鋼制船體長期受到強烈的腐 蝕,請你為船舶的防腐蝕提出合理化建議。 思考要點: 1.小型船舶和大型船舶防護方法的選擇(犧牲陽極? 外加電流?) 2.船底漆的選擇(普通底漆?富鋅底漆?) 3.水下金屬連接件的選擇(同種金屬?不同種金屬?) 思考要點: 1.小型船舶和大型船舶防護方法的選擇 小型船舶—船體小—航行距離短—時間短—犧牲陽極法 大型船舶—船體大—航行距離長—時間長—外加電流法 任務三 船舶與海水接觸部分的鋼制船體長期受到強烈的腐 蝕,請你為船舶的防腐提出合理化建議。 船底漆—富鋅底漆—犧牲陽極法 任務三 船舶與海水接觸部分的鋼制船體長期受到強烈的腐 蝕,請你為船舶的防腐提出合理化建議。 思考要點: 2.船底漆的選擇(普通底漆?富鋅底漆?) 任務三 船舶與海水接觸部分的鋼制船體長期受到強烈的腐 蝕,請你為船舶的防腐提出合理化建議 水下金屬連接件—同種金屬—避免形成原電池加速腐蝕 思考要點: 3.水下金屬連接件的選擇(同種金屬?不同種金屬?) 試一試:如何防止鐵鍋生銹? 1.使用完畢后保持干燥或涂一層植物油 2.使用完畢后懸掛或倒扣 3.可以使用不銹鋼鍋 總結 金屬的腐蝕 化學腐蝕 電化學腐蝕 吸氧腐蝕(水膜呈中性或酸性較弱) 析氫腐蝕(水膜呈酸性) 金屬的防護 改變金屬材料的組成 在金屬表面覆蓋保護層 電化學保護法 犧牲陽極法(利用原電池原理) 外加電流法(利用電解池原理)

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 6387.55KB
  • ID:7-8206021 人教版(2019)化學 選擇性必修2 第一章 原子結構與性質 復習課件(3課時,37+34+57張ppt)

    高中化學/人教版(2019)/選擇性必修2/第一章 原子結構與性質 /本章綜合與測試

    111

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 8404.91KB
  • ID:7-8205885 1.1 原子結構 課件(4課時,51+52+35+48張ppt)

    高中化學/人教版(2019)/選擇性必修2/第一章 原子結構與性質 /第一節 原子結構

    1111

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 6809.88KB
  • ID:7-8205879 1.2 原子結構與元素的性質 課件(3課時,45+43+36張ppt)

    高中化學/人教版(2019)/選擇性必修2/第一章 原子結構與性質 /第二節 原子結構與元素的性質

    111

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 10350.85KB
  • ID:7-8205610 人教版(2019)化學 選擇性必修1 第三章 水溶液中的離子反應與平衡 復習課件(2課時,27+37張ppt)

    高中化學/人教版(2019)/選擇性必修1/第三章 水溶液中的離子反應與平衡 /本單元綜合與測試

    11

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 2618.01KB
  • ID:7-8205609 人教版(2019)化學 選擇性必修1 第二章 化學反應速率與化學平衡 復習課件(2課時,53+72張ppt)

    高中化學/人教版(2019)/選擇性必修1/第二章 化學反應速率與化學平衡 /本單元綜合與測試

    11

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 811.46KB
  • ID:7-8205598 人教版(2019)化學 選擇性必修1 第一章 化學反應的熱效應 復習課件(28張ppt)

    高中化學/人教版(2019)/選擇性必修1/第一章 化學反應的熱效應 /本單元綜合與測試

    化學反應的熱效應復習 1.能解釋化學反應中能量變化的本質。 2.能用熱化學方程式表示化學反應中的能量變化,并進 行簡單計算。 3.能綜合考慮化學變化中的物質變化和能量變化來分析、 解決實際問題。 學習目標 化 學 反 應 的 熱 效 應 1.如何解釋? 2.如何表達? 3.如何計算? 4.有何應用? 思考1 生活中我們每天都在用著天然氣(主要成分:CH4),利用天然氣燃燒放出的熱量供我們燒水、做飯等。那么,一個化學反應到底是吸熱還是放熱取決于哪些因素呢? 1. 如何解釋? 1. 如何解釋? 化學反應 的熱效應 體系內能 發生變化 體系與環境能量交換 化學鍵的 斷裂與形成 宏觀 微觀 變化 守恒 本質 2. 如何表達? 思考2 已知:25 ℃和101 kPa時, CH4(g)的燃燒熱: ?H =-890.3 kJ/mol 1.寫出表示甲烷燃燒的熱化學方程式; 2.在右圖中畫出表示甲烷燃燒熱的焓的 變化示意圖。 焓( H ) 2. 如何表達? 思考2 \ 1.CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) ?H=-890.3 kJ/mol 2H2O(l) 2. 如何表達? 思考2 \ 1.CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) ?H=-890.3 kJ/mol 2. 焓( H ) CH4 + O2 CO2 + 2H2O ?H =-890.3 kJ/mol 放熱反應 CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) 2H2O(l) 2. 如何表達? 焓的變化示意圖 熱化學方程式 注意: 1.注明反應物與生成物的聚集狀態。 2.熱化學方程式中各物質化學計量數可以是整數,也可以 是分數。但?H 必須與化學方程式一一對應。 3.需注明反應的溫度和壓強,常溫、常壓(25 ℃、101 kPa) 可以不注明。 3. 如何計算? 多個反應間 (蓋斯定律) 單個反應內 (鍵能數據) 思考3 CH4燃燒熱的數據除了可以通過實驗測得,在理論上可以通過哪些方法來求算呢? 思考3-1 3. 如何計算? ?H(估算)=∑E(反應物鍵能)?∑E(生成物鍵能) 答案: ?H =4a+2b-2c-4d 根據鍵能,請表示該反應的?H 與鍵能的關系。 {5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}共價鍵 C-H O=O C=O H-O 鍵 能 a b c d 這是CH4燃燒熱的表達? 計算甲烷的燃燒熱還需要哪些數據? CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) ?H =? CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) ?H =4a+2b-2c-4d CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) H2O (g) H2O(l) ?H =-44 kJ/mol ?H =4a+2b-2c-4d-88 kJ/mol 3. 如何計算? 3. 如何計算? 化學式 ?H (kJ/mol) C(s) ?393.5 H2(g) ?285.8 CO(g) ?283.0 CH4(g) ?890.3 燃燒熱 (25 oC,101 kPa) 思考3-2 做飯時,鍋底常會出現發黑的現象。寫出1 mol CH4(g)不完全燃燒生成C(s)和H2O(l)的熱化學方程式。 3. 如何計算? 嘗試設計轉化路徑進行分析。 CH4(g)+ O2(g) C(s)+ 2H2O(l) ?H =? CO2(g)+ 2H2O(l) ?H1 ?890.3 kJ/mol ?H2 ?393.5 kJ/mol 2 + O2(g) ?H1 = ?H + ?H2 ?H = ?H1? ?H2=-496.8 kJ/mol 答案:CH4(g) + O2(g) C(s) + 2H2O(l) ?H=-496.8 kJ/mol 注意 1. ?H(估算)=∑E(反應物鍵能) ? ∑E(生成物鍵能) 2.利用蓋斯定律求算反應的焓變, ?H 間的運算是代數運算。 3. 如何計算? 多個反應間 (蓋斯定律) 單個反應內 (鍵能數據) 4.有何應用? 甲烷除燃燒供能外,在工業生產中也有重要的應用。 綜合考慮 分析解決 實際問題 化學變化 物質變化 能量變化 4.有何應用? 思考4-1 我國海底蘊藏著大量的“可燃冰”。 (1)甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。 已知反應器中存在如下三個反應,其中iii為積炭反應,為解決積炭問題,在利用?H1和?H2計算?H3時,還需要 利用 反應的?H。 i.CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ?H1 ii.CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ?H2 iii.CH4(g) C(s) + 2H2(g) ?H3 4.有何應用? 思考4-1 利用?H1和?H2計算?H3,還需要利用什么反應的?H ? (1) i.CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+ 3H2(g) ?H1 ii.CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g) ?H2 iii.CH4(g) C(s) + 2H2(g) ?H3 蓋斯定律 蓋斯定律 ⅳ. …… …… ?H4 4.有何應用? 思考4-1 (1)i.CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ?H1 ii.CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ?H2 iii.CH4(g) C(s) + 2H2(g) ?H3 ①—iii 可得 i + ii 可得 甲同學 CH4(g) + 2H2O(g) CO2(g) + 4H2(g) ① 2 C(s) + 2H2O(g) CO2(g) + 2H2(g) 答案1: 4.有何應用? 設計轉化路徑 計算焓變 思考4-1 (1)i.CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ?H1 ii.CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ?H2 iii.CH4(g) C(s) + 2H2(g) ?H3 ②—iii 可得 i — ii 可得 乙同學 CH4(g) + CO2 (g) 2CO (g) + 2H2(g) ② 2 CO2(g) + C(s) 2CO(g) 答案2: 思考4-2 4.有何應用? (2)用甲烷先制水煤氣(CO、H2),再合成甲醇(CH3OH)來代替日益供應緊張的燃油。制水煤氣的原理除反應i外,還可用如下反應iv: i.CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ?H1>0 iv.CH4(g)+ O2(g) CO(g) + 2H2(g) ?H4<0 對比分析反應i與反應iv,哪種方法更適宜合成甲醇?你的理由是什么? 1 2 思考4-2 4.有何應用? i.CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ?H1>0 iv.CH4(g) + O2(g) CO(g) + 2H2(g) ?H4<0 CO + 2H2 CH3OH 1 2 思考4-2 4.有何應用? 反應iv更適宜。理由: 1.原料:反應iv的原子利用率更高; 2.能源:反應iv 是放熱反應,有利于節約能源。 …… 運用焓變 合理選擇反應 i.CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ?H1>0 iv.CH4(g) + O2(g) CO(g) + 2H2(g) ?H4<0 CO + 2H2 CH3OH 1 2 運用焓變 合理選擇反應 設計轉化路徑 計算焓變 本節課我們從生活到生產都在談論著天然氣話題,大家知道天然氣是不可再生資源,那么我國天然氣的儲量如何? 4.有何應用? 腳踏實地 展望未來 我國天然氣消費量的增長速度明顯高于產量的增長速度。因此出現了天然氣的供需嚴重失衡,導致我國天然氣對外依存度逐年升高。 如何提高我國天然氣產量來滿足日益增長的消費量? 2017年5月18日,一則振奮人心的好消息傳來,我國在南海神狐海域天然氣水合物(又稱“可燃冰”)試采成功。標志著我國可燃冰開采取得了歷史性突破,這將對能源生產和消費革命產生深遠影響。 腳踏實地 展望未來 目前發現的可燃冰儲量大約是化石燃料綜合的兩倍,可燃冰釋放能量高出石油等能源的十倍,被國際公認為石油、天然氣的接替能源。 腳踏實地 展望未來 可燃冰是甲烷和水在高壓、低溫條件下混合而成的一種固態物質,其結構是水分子形成的籠狀結晶包裹著甲烷分子。 我國南海海底蘊藏著大量的“可燃冰”,但在開發利用方面仍存在著很多實際問題有待解決。 化 學 反 應 的 熱 效 應 1.如何解釋? 2.如何表達? 3.如何計算? 4.有何應用? 熱化學方程式 焓的變化示意圖 鍵能數據 蓋斯定律 設計路徑算焓變 用焓變選擇反應 宏觀 微觀

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 930.44KB
  • ID:7-8205594 人教版(2019)化學 選擇性必修1 第四章 化學反應與電能 復習課件(33張ppt)

    高中化學/人教版(2019)/選擇性必修1/第四章 化學反應與電能 /本單元綜合與測試

    化學反應與電能復習 應用 廣泛 存在 問題 解決 方案 思維 模型 氯堿工業再探究 原電池 電解池 金屬的腐蝕與防護 能量變化 物質變化 氯堿工業 輕工業 紡織工業 冶金工業 石油化學工業 公共事業 氯堿工業產品:Cl2、NaOH、H2 氯堿工業應用廣泛 高能耗 電能利用率待提高 1 2 3 設備腐蝕 氯堿工業存在的問題 實際問題 如何降低氯堿工業的能耗? 問題的提出 傳統供能方式為火力發電,能量轉化率低。 氯氣和燒堿相對于氫氣應用領域更廣。 高 燃料電池技術 改變供能方式 研究表明,應用于氯堿廠的氫燃料電站可節能約30%(20%的電能,10%的熱能)。 氧陰極技術 改變電極反應 研究表明,目前應用于氯堿廠的氧陰極技術可節能約25%,未來可達30%以上。 低 能耗 任務一 基于電化學原理設計裝置 活動1 設計并畫出利用氫氧燃料電池電解飽和食鹽水的簡易裝置。 原電池模型 電解池模型 【學生活動】 Cl2 H2 淡鹽水 NaOH 溶液 精制飽和NaCl溶液 H2O(含少量NaOH) 陽離子交換膜 陰極 陽極 H2 空氣(O2) 質子交換膜 負極 正極 活動2 分析裝置中電子和離子移動方向。 Na+ H+ e? e? 負極:H2 – 2e? ══ 2H+ 正極:O2 + 4e? + 4H+ ══ 2H2O 陽極: 2Cl?– 2e? ══ Cl2↑ 陰極: 2H2O + 2e?══ H2↑+ 2OH? 活動3. 用化學用語回答下列問題。 【學生活動】 1. 燃料電池負極反應為 。 2. 若將燃料電池電解質溶液換成 KOH 溶液,則正極 反應方程式為 。 3. 電解NaCl溶液總反應方程式為 。 2NaCl?+ 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 電解 H2 - 2e? 2H+ 4. 若燃料電池有2mol氫氣反應,理論上生成NaOH的 物質的量為 。 4 mol O2 + 4e? + 2H2O 4OH? 高 燃料電池技術 改變供能方式 氧陰極技術 改變電極反應 研究表明,目前應用于氯堿廠的氧陰極技術可節能約25%,未來可達30%以上。 低 能耗 【資料】氧陰極技術與傳統工藝相比不同之處在于陰極結構,通過向陰極區供應純氧,避免H+直接得電子生成氫氣。這樣可降低電解電壓,電耗減少明顯。 任務二 分析氧陰極技術 4NaCl + 2H2O + O2 2Cl2 + 4NaOH 電解 總反應: 陰極反應: O2 + 4e?+ 2H2O 4OH? 【學生活動】 活動1 寫出陰極反應及總反應方程式。 能耗降低 減少了產物H2 陰極需要純氧做原料 【學生活動】 活動2 結合資料分析氧陰極技術的優缺點。 優點 缺點 高能耗 電能利用率待提高 1 2 3 設備腐蝕 氯堿工業存在問題及解決方法 燃料電池技術 氧陰極技術 實際問題 如何提高電能利用率? 問題的提出 電能部分轉化為熱能。 電能轉變為化學能過程中的物質不完全是目標產物。 任務三 探究降低陽極氧含量的方法 【學生活動】 活動1 分析電解池陽極O2來源。 O2來源: 實際電解生產中,離子膜的效率并不是百分之百,陰極室的OH 會遷移至陽極室,在陽極放電,產生O2。 ? 2Cl? - 2e? Cl2↑ 4OH? - 4e? O2↑ + 2H2O 思考1 電解池陽極發生的反應。 思考2 影響離子放電因素: 內因:離子本身性質 外因:濃度、pH、溫度、電極材料等。 【學生活動】 活動2 分析并提出避免OH?在陽極放電的方法。 提高Cl?濃度 降低OH?濃度 使用精制飽和食鹽水做原料 向陽極室加入鹽酸調節pH 【學生活動】 更換離子交換膜 濃度 活動2 分析并提出避免OH?在陽極放電的方法。 pH=? 1. Cl2中含氧量增加。 2. 生成具有腐蝕性的次氯酸鹽、氯酸鹽等。 1. 離子膜易被損傷。 2. 陽極鈍化(形成致密氧化膜),電解槽電壓上升。 加酸不足 加酸過量 提高Cl?濃度 降低OH?濃度 使用精制飽和食鹽水做原料 向陽極室加入鹽酸調pH 3~4 【學生活動】 改換離子交換膜 濃度 活動2 分析并提出避免OH?在陽極放電的方法。 【學生活動】 電極材料 電極反應 離子導體 思考3 是否還有其他可行的方法? 電子導體 Cl? OH? 濃度 pH 活動2 分析并提出避免OH?在陽極放電的方法。 【學生活動】 電極材料 石墨電極 鈦基氧化物涂層(TiO2/RuO2 )電極 高選擇性 高穩定性 高導電性 高催化活性 【拓展】 活動2 分析并提出避免OH?在陽極放電的方法。 高能耗 電能利用率待提高 1 2 3 設備腐蝕 氯堿工業存在問題及解決方法 燃料電池技術 氧陰極技術 濃度、pH、 電極材料、 離子交換膜等 實際問題 如何解決設備腐蝕問題? 問題的提出 鹽水 堿 酸 氯氣 【資料】 流動和攪拌的鹽水很容易帶入氧氣,這使得輸送鹽水的碳鋼管道非常容易發生電化學腐蝕。腐蝕速度受氧含量和鹽水溫度影響很大。 任務四 分析并提出防腐措施 【學生活動】 O2 + 2H2O + 4e? 4OH? 負極反應: Fe - 2e? Fe2+ 正極反應: 活動1 寫出碳鋼管發生電化學腐蝕的電極反應。 將碳鋼管道替換成更耐腐蝕的鈦合金管 電化學保護法 在金屬構件表面涂絕緣涂層 防腐措施 1 【學生活動】 2 3 活動2 提出防腐措施。 改變金屬材料組成 在金屬表面覆蓋保護層 犧牲陽極法 【學生活動】 活動2 提出防腐措施。 電化學保護法: 高能耗 電能利用率待提高 1 2 3 設備腐蝕 氯堿工業存在問題及解決方法 燃料電池技術 氧陰極技術 濃度、pH、 電極材料、 離子交換膜等 鈦合金管 涂絕緣層 犧牲陽極 實際問題 化學反應 小結 能量變化 物質變化 裝置 原電池 電解池 電極材料 電極反應 離子導體 電子導體 控制 濃度 溫度 pH 電極材料 離子交換膜 ……

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 1324.66KB
  • ID:7-8205593 3.2 水的電離和溶液的pH 課件(2課時,34+31張ppt)+內嵌視頻

    高中化學/人教版(2019)/選擇性必修1/第三章 水溶液中的離子反應與平衡 /第二節 水的電離和溶液的pH

    11

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 49019.4KB
  • ID:7-8205571 4.1 原電池 課件(3課時,42+41+47張ppt)+6個內嵌視頻

    高中化學/人教版(2019)/選擇性必修1/第四章 化學反應與電能 /第一節 原電池

    111

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 65064.29KB
  • ID:7-8205568 4.2 電解池 課件(3課時,40+48+38張ppt)+4個內嵌視頻

    高中化學/人教版(2019)/選擇性必修1/第四章 化學反應與電能 /第二節 電解池

    111

    • 2020-11-20
    • 下載0次
    • 55305.58KB
竞博下载