新蘇教版高中化學(xué)選擇性必修1專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化體系構(gòu)建　體驗(yàn)高考

新蘇教版高中化學(xué)選擇性必修1《化學(xué)反應(yīng)原理》PAGEPAGE1體系構(gòu)建體驗(yàn)高考1．化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)eq\b\lc\{\rc\(\a\al(化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化\b\lc\{\rc\(\a\al(本質(zhì)原因：化學(xué)反應(yīng)是舊鍵斷裂和新鍵形成的過程,焓變：符號為ΔH，單位是kJ·mol－1或J·mol－1,吸熱反應(yīng)：ΔH>0,放熱反應(yīng)：ΔH<0,反應(yīng)熱的測量：一般利用量熱計進(jìn)行測量,反應(yīng)熱的計算：可利用蓋斯定律計算無法直接測量的反應(yīng)熱)),熱化學(xué)方程式\b\lc\{\rc\(\a\al(概念：能夠表示反應(yīng)熱的化學(xué)方程式,書寫\b\lc\{\rc\(\a\al(①注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài),②化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù),③注明溫度、壓強(qiáng)25℃、101kPa時可以不注明,④標(biāo)出ΔH的數(shù)值、符號和單位)),應(yīng)用：反應(yīng)熱計算的依據(jù))),燃料的燃燒利用\b\lc\{\rc\(\a\al(①標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱：在101kPa下，1mol物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱,②熱值：1g物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱))))2．原電池原理及應(yīng)用原電池eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原電池工作原理\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(能量變化：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,形成條件：①兩個活潑性不同的電極；②電解質(zhì)溶液；,③閉合回路；④自發(fā)的氧化還原反應(yīng),反應(yīng)原理\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1()))),化學(xué)電源：一次電池、二次電池、燃料電池等))3．電解原理及應(yīng)用電解eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：在直流電的作用下，在兩電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原,反應(yīng)的過程,電解池\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(能量變化：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,形成條件：①與直流電源相連的兩個電極；②電解質(zhì)溶液；,③閉合回路,反應(yīng)原理\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1()))),應(yīng)用\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(氯堿工業(yè)：2NaCl＋2H2O\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑,電鍍\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：應(yīng)用電解的原理在某些金屬或其他材料制品,表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程,形成條件：①待鍍金屬制品作陰極；②鍍層金屬作,陽極；③電鍍液中含有鍍層金屬離子)),銅的電解精煉))))4．金屬的腐蝕與防護(hù)金屬的腐蝕與防護(hù)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(金屬腐蝕\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(化學(xué)腐蝕,電化學(xué)腐蝕\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(析氫腐蝕,吸氧腐蝕)))),金屬防護(hù)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電化學(xué)防護(hù)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(犧牲陽極的陰極保護(hù)法,外加電流的陰極保護(hù)法)),改變金屬組成或結(jié)構(gòu)、在表面覆蓋保護(hù)層等))))考向一反應(yīng)熱的計算及蓋斯定律的應(yīng)用例1(1)[2021·湖南，16(1)]氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運(yùn)，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法Ⅰ.氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵N≡NH—HN—H鍵能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2?；卮鹣铝袉栴}：反應(yīng)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝____________________kJ·mol－1。(2)[2021·全國甲卷，28(1)]二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳?；卮鹣铝袉栴}：二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)該反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實(shí)現(xiàn)：①CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH1＝41kJ·mol－1②CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH2＝－90kJ·mol－1總反應(yīng)的ΔH＝________kJ·mol－1；若反應(yīng)①為慢反應(yīng)，下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變化的是__________(填標(biāo)號)，判斷的理由是_________________________________________。答案(1)90.8(2)－49AΔH1為正值，ΔH2和ΔH為負(fù)值，反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②的活化能解析(1)根據(jù)反應(yīng)熱＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝390.8kJ·mol－1×3×2－(946kJ·mol－1＋436.0kJ·mol－1×3)＝90.8kJ·mol－1。(2)根據(jù)蓋斯定律可知，①＋②可得二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)為CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝41kJ·mol－1＋(－90kJ·mol－1)＝－49kJ·mol－1；該反應(yīng)總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此生成物總能量低于反應(yīng)物總能量，反應(yīng)①為慢反應(yīng)，因此反應(yīng)①的活化能高于反應(yīng)②，同時反應(yīng)①的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，反應(yīng)②的反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，因此示意圖中能體現(xiàn)反應(yīng)能量變化的是A項(xiàng)?？枷蚨姵毓ぷ髟砑靶滦碗姵乩?(2021·浙江1月選考，22)鎳鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下(L為小燈泡，K1、K2為開關(guān)，a、b為直流電源的兩極)。下列說法不正確的是()A．?dāng)嚅_K2、合上K1，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能B．?dāng)嚅_K1、合上K2，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C．電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中KOH濃度不變D．鎳鎘二次電池的總反應(yīng)式：Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Cd(OH)2＋2Ni(OH)2答案C解析斷開K2、閉合K1時該裝置為原電池，能量轉(zhuǎn)化形式為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；斷開K1、閉合K2時該裝置為電解池，電極A與外接電源負(fù)極相連作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中電池充電，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2－2e－＋2OH－=2NiOOH＋2H2O，陰極反應(yīng)為Cd(OH)2＋2e－=Cd＋2OH－，電池總反應(yīng)為2Ni(OH)2＋Cd(OH)2=Cd＋2NiOOH＋2H2O，因生成了水，則溶液中KOH濃度減小，C錯誤；二次電池的充、放電是一個相反的過程，則該電池的總反應(yīng)式為Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，D正確。例3(2020·山東，10)微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能，同時可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用如圖裝置處理有機(jī)廢水(以含CH3COO－的溶液為例)。下列說法錯誤的是()A．負(fù)極反應(yīng)為CH3COO－＋2H2O－8e－=2CO2↑＋7H＋B．隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5gD．電池工作一段時間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1答案B解析由裝置示意圖可知，負(fù)極區(qū)CH3COO－發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2和H＋，A項(xiàng)正確；隔膜1為陰離子交換膜，隔膜2為陽離子交換膜，才能使模擬海水中的氯離子移向負(fù)極，鈉離子移向正極，達(dá)到海水淡化的目的，B項(xiàng)錯誤；電路中有1mol電子通過時，電解質(zhì)溶液中有1mol鈉離子移向正極，1mol氯離子移向負(fù)極，C項(xiàng)正確；負(fù)極產(chǎn)生CO2：CH3COO－＋2H2O－8e－=2CO2↑＋7H＋，正極產(chǎn)生H2：2H＋＋2e－=H2↑，根據(jù)電荷守恒，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1，D項(xiàng)正確?？枷蛉娊獬毓ぷ髟砑皯?yīng)用例4(2021·全國甲卷，13)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H＋和OH－，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是()A．KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用B．陽極上的反應(yīng)式為：＋2H＋＋2e－→＋H2OC．制得2mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1mol電子D．雙極膜中間層中的H＋在外電場作用下向鉛電極方向遷移答案D解析KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生成的Br2為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯誤；陽極上Br－失去電子生成Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯誤；電解過程中陰、陽極均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移的電子為2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移的電子為2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知制得2mol乙醛酸時，理論上外電路中遷移了2mol電子，故C錯誤；由上述分析可知，雙極膜中間層的H＋在外電場作用下移向陰極，即H＋移向鉛電極，故D正確?？枷蛩慕饘俚母g與防護(hù)例5(2020·江蘇，11)將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在如圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是()A．陰極的電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋B．金屬M(fèi)的活動性比Fe的活動性弱C．鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)D．鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快答案C解析陰極得電子，A錯誤；金屬M(fèi)失電子，其活動性應(yīng)比鐵強(qiáng)，B錯誤；M失去的電子流入鋼鐵設(shè)施表面，鋼鐵設(shè)施不易失去電子而被保護(hù)，C正確；海水中所含電解質(zhì)的濃度遠(yuǎn)大于河水中的，因此鋼鐵設(shè)施在海水中被腐蝕的速率快，D錯誤。例6(2017·全國卷Ⅰ,11)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗