2024版新教材高中化學微專題大素養(yǎng)第六章化學反應與能量課件新人教版必修第二冊

微專題·大素養(yǎng)第六章章末共享一、原電池電極反應式的書寫[知識基礎]1．書寫電極反應式的規(guī)則電極反應式遵循質量守恒、得失電子守恒及電荷守恒，遵循離子方程式的書寫規(guī)則，兩電極反應式相加得電池總化學(或離子)方程式。2．電極反應式形式負極反應：還原劑－ne－===氧化產物正極反應：氧化劑＋ne－===還原產物3．電極反應式的書寫思路[素養(yǎng)專練]1．分析如圖所示的四個原電池裝置，其中結論正確的是(

)A.①②中Mg作負極，③④中Fe作負極B．②中Mg作正極，電極反應式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作負極，電極反應式為Fe－3e－===Fe3＋D．④中Cu作正極，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑答案：B

2．鋁—空氣原電池通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質溶液，鋁合金為負極，通入空氣的電極為正極。下列說法不正確的是(

)A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質溶液時，正極的電極反應均為O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．以NaCl溶液為電解質溶液時，負極的電極反應為Al－3e－===Al3＋C．以NaOH溶液為電解質溶液時，負極的電極反應為Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3D．以NaOH溶液為電解質溶液時，負極的電極反應為Al＋4OH－－3e－===[Al(OH)4]－解析：以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質溶液，原電池工作時，正極上O2得到電子被還原，電極反應式均為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正確；以NaCl溶液為電解質溶液時，負極的電極反應為Al－3e－===Al3＋，B正確；電解質溶液為NaOH溶液時，在負極上生成的是Na[Al(OH)4]而不是Al(OH)3，C錯誤，D正確。答案：C二、氫氧燃料電池原理分析應用[知識基礎]1．燃料電池是通過燃料與氧化劑分別在兩個電極上發(fā)生氧化還原反應，將化學能直接轉化為電能的裝置。2．燃料電池與火力發(fā)電相比，其燃料的利用率高、能量轉化率高。與干電池或者蓄電池的主要差別在于反應物不是儲存在電池內部，而是由外設裝備提供燃料和氧化劑。3．以30%的KOH溶液為電解質溶液的氫氧燃料電池的電極反應如下負極：2H2＋4OH－－4e－===4H2O(氧化反應)；正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(還原反應)；總反應：2H2＋O2===2H2O。4．燃料電池的正、負極均為惰性電極，不參與反應，起傳導電子的作用。通入燃料(還原劑，通常為H2、CO、CH4、CH3OH、C2H5OH等)的一極為負極；通入O2或空氣(氧化劑)的一極為正極。

[素養(yǎng)專練]1．科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機酸轉化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質的燃料電池中發(fā)電，電池負極反應式為(

)A．H2＋2OH－－2e－===2H2OB．O2＋4H＋＋4e－===2H2OC．H2－2e－===2H＋D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－解析：根據(jù)題給信息，該燃料電池的總反應式為2H2＋O2===2H2O。電解液為酸性溶液，電極反應式中不能出現(xiàn)OH－，A、D錯誤；燃料電池中負極通入氫氣，正極通入氧氣，B錯誤。答案：C2．燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣(或空氣)發(fā)生反應將化學能轉化為電能的裝置，若電解質溶液是強堿溶液，下面關于甲烷燃料電池的說法正確的是(

)A．負極反應式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．負極反應式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2OC．隨著放電的進行，溶液的氫氧根離子濃度不變D．放電時，溶液中的陰離子向負極移動

答案：D3．以KOH溶液為離子導體，分別組成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清潔燃料電池。下列說法正確的是(

)A．放電過程中，K＋均向負極移動B．放電過程中，KOH物質的量均減小C．消耗等質量燃料，(CH3)2NNH2-O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時，理論上N2H4-O2燃料電池氣體產物的體積在標準狀況下為11.2L答案：C

4．能源危機是當前全球性的問題，“開源節(jié)流”是應對能源危機的重要舉措。(1)2022北京冬奧會使用氫氧燃料電池汽車作為主運力開展示范運營服務，是迄今為止在重大國際賽事中投入規(guī)模最大的。氫氧燃料電池汽車在行駛過程中只排放水，因此被稱為“終極環(huán)保車”，其反應原理示意圖如圖所示。下列有關氫氧燃料電池的說法正確的是________。A．該電池工作時電能轉化為化學能B．該電池中電極a是正極C．外電路中電子由電極b通過導線流向電極aD．該電池的總反應為2H2＋O2===2H2OE．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發(fā)電裝置F．氫氧燃料電池使用過程中，負極材料的活性一定比正極材料的活性大DE(2)已知1mol甲醇燃燒放熱726.5kJ，在直接以甲醇為燃料的電池中，消耗1mol甲醇所能產生的最大電能為702.1kJ，則該燃料電池的理論效率為________(燃料電池的理論效率是指電池所產生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比。)96.6%

三、化學反應速率和限度的簡單計算[知識基礎]1．計算原理：化學反應速率之比＝濃度變化之比＝物質的量變化之比＝化學計量數(shù)之比。2．計算模式：設A、B兩物質的起始濃度分別為amol·L－1、bmol·L－1，反應物A的轉化濃度為mxmol·L－1，B的轉化濃度為nxmol·L－1，則：

mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)起始濃度/(mol·L－1)a

b

0

0變化濃度/(mol·L－1)mx

nx

px

qx終態(tài)濃度/(mol·L－1)a－mx

b－nx

px

qx

[素養(yǎng)專練]1．在容積可變的密閉容器中，2molN2和8molH2在一定條件下發(fā)生反應，達到平衡時，H2的轉化率為25%，則平衡時氮氣的體積分數(shù)接近于(

)A．5%B．10%C．15%D．20%答案：C

2．一定溫度下，向一個容積為2L的真空密閉容器中(事先裝入催化劑)通入1molN2和3molH2，3min后測得密閉容器內的壓強是起始時的0.7，在此時間內v(H2)是(

)A．0.1mol·L－1·min－1B．0.2mol·L－1·min－1C．0.3mol·L－1·min－1D．0.6mol·L－1·min－1答案：C

2∶6∶120%0.1mol·L－1·min－1

練后感悟,

運用“三段式”法解題時的注意事項(1)起始量、變化量、一段時間后的量三者物理量及單位要統(tǒng)一，都是物質的量或物質的量濃度，否則無法計算。(2)起始量、變化量、一段時間后的量中，只有不同物質的變化量之比等于對應物質的化學計量數(shù)之比，不同物質的起始量或一段時間后的量之間沒有必然的關系，不能列比例計算。四、化學反應速率和限度的圖像題[知識基礎]化學反應速率與化學反應限度問題常以圖像題的形式出現(xiàn)，在相關圖像的平面直角坐標系中，可能出現(xiàn)的物理量有物質的量、濃度、壓強、時間等。這類問題一般按照“一看、二想、三判斷”這三個步驟來分析解答。1．“一看”——看圖像(1)看面：理解各坐標軸所代表量的意義及曲線所表示的是哪些量之間的關系。(2)看線：理解曲線“平”與“陡”即斜率大小的意義；理解曲線的變化趨勢并歸納出規(guī)律。(3)看點：理解曲線上點的意義，特別是某些特殊點，如曲線與坐標軸的交點、幾條曲線的交叉點、極值點、轉折點等。分清反應物和生成物，濃度減小的是反應物，濃度增大的是生成物。(4)看量的變化：弄清楚是物質的量的變化、濃度的變化還是轉化率的變化。2．“二想”——想規(guī)律如各物質的轉化量之比與其化學計量數(shù)之比的關系、各物質的化學反應速率之比與其化學計量數(shù)之比的關系等。3．“三判斷”——利用有關規(guī)律，結合圖像，通過對比分析，做出正確判斷。[素養(yǎng)專練]1．[2022·廣東卷]在相同條件下研究催化劑Ⅰ、Ⅱ對反應X―→2Y的影響，各物質濃度c隨反應時間t的部分變化曲線如圖，則(

)A．無催化劑時，反應不能進行B．與催化劑Ⅰ相比，Ⅱ使反應活化能更低C．a曲線表示使用催化劑Ⅱ時X的濃度隨t的變化D．使用催化劑Ⅰ時，0～2min內，v(X)＝1.0mol·L－1·min－1答案：D

2．汽車尾氣中含有CO、NO等有害氣體，某新型催化劑能促使NO、CO轉化為兩種無毒氣體。T

℃時，將0.8molNO和0.8molCO充入容積為2L的密閉容器中，模擬汽車尾氣轉化，容器中NO的物質的量隨時間變化如圖。(1)將NO、CO轉化為兩種無毒氣體的化學方程式是________________________________________________。(2)反應開始至10min，v(NO)＝________(mol·L－1)·min－1)。

0.02(3)下列說法正確的是________。a．新型催化劑可以加快NO、CO的轉化b．該反應進行到10min時達到化學平衡狀態(tài)c．平衡時CO的濃度是0.4mol·L－1ab

3．一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應：Fe(s)＋CO2(g)?FeO(s)＋CO(g)。一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，反應過程中CO2氣體和CO氣體的濃度與時間的關系如圖所示。(1)t1min時，正、逆反應速率的大小關系為v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。＞(2)4min內，CO2的轉化率為______；CO的平均反應速率v(CO)＝_______________。(3)下列條件的改變能減小其反應速率的是___