2023高考化学二轮专题复习与测试第一部分专题四化学反应与能量变化课件

这是一份2023高考化学二轮专题复习与测试第一部分专题四化学反应与能量变化课件，共60页。PPT课件主要包含了高考调研明晰考向，答案C，答案D，答案B，核心整合热点突破，答案A等内容，欢迎下载使用。
专题四 化学反应与能量变化
1．(2022·浙江卷)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·ml－1。下列说法不正确的是(　　)A．H2的键能为436 kJ·ml－1B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍C．解离氧氧单键所需能量：HOO0，ΔH2>0B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
解析：环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此，ΔH1Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。
解析：(1)电解液态水制备1 ml O2(g)，电解反应的ΔH＝＋572 kJ·ml－1，由此可以判断，2 ml H2(g)完全燃烧消耗1 ml O2(g)，生成液态水的同时放出的热量为572 kJ，故1 ml H2(g)完全燃烧生成液态水放出的热量为286 kJ，因此，H2(g)的燃烧热(焓)ΔH＝－286 kJ·ml－1。
答案：(1)－286(2)见解析
5．(2022·河北卷节选)氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。(1)298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 ml H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为____________________________________。(3)氢氧燃料电池中氢气在________(填“正”或“负”)极发生反应。(4)在允许O2－自由迁移的固体电解质燃料电池中，CnH2n＋2放电的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________。
化学反应与能量变化是化学反应原理的重要组成部分，也是高考的必考内容。包括化学反应与能量变化和电化学两个部分。化学反应与能量变化中常见的考查形式有反应过程的能量变化图、盖斯定律、键能与反应热、热化学反应方程式等。电化学部分又包含原电池和电解池。高频考点有新型化学电源分析、电解原理与工业技术、金属腐蚀与防护、“交换膜”技术在电化学装置中的应用、新型化学电源电极反应方程式的书写等。
1．下列说法或表示方法正确的是(　　)A．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·ml－1B．等量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧，后者放出热量多C．根据中和热ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，可知将含0.5 ml H2SO4的溶液与含1 ml NaOH的溶液混合，放出的热量一定等于57.3 kJD．由C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.9 kJ·ml－1可知，石墨比金刚石稳定
解析：热化学反应方程式中反应热的数值要与系数一致，则2H2(g)＋O2(g)=== 2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·ml－1，A项错误；气态白磷的总能量高于固态白磷的，所以气态白磷燃烧放出的热量多，B项错误；中和热是在常温常压下，稀溶液中H＋和OH—反应生成1 ml水时所放出的热量。题中没有指明H2SO4是浓溶液还是稀溶液，所以C项不一定正确；选项D中反应是吸热反应，因此石墨的能量低于金刚石的能量，依据能量越低越稳定原理，石墨比金刚石稳定，D项正确。故选D。
2．(2021·广东卷)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时(　　)A．负极上发生还原反应B．CO2在正极上得电子C．阳离子由正极移向负极D．将电能转化为化学能
解析：根据题干信息可知，放电时总反应为4Na＋3CO2===2Na2CO3＋C。放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na＋，A项错误；放电时正极为CO2得到电子生成C，B项正确；放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，C项错误；放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，D项错误。
3．(2020·浙江卷)在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是(　　)
A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气B．离子交换膜为阳离子交换膜C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出D．OH－迁移的数量等于导线上通过电子的数量
4．(2021·浙江卷)镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是(　　)
5．(2021·湖南卷节选)氨中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面方法由氨得到氢气。方法：氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据
6．制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为____________________。电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
解析：阳极发生失去电子的氧化反应，阳极区是稀硫酸，氢氧根放电，则电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阳极区氢离子增大，通过阳离子交换膜进入a室与亚硫酸钠结合生成亚硫酸氢钠。阴极是氢离子放电，氢氧根浓度增大，与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠，所以电解后a室中亚硫酸氢钠的浓度增大。
答案：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　a
考点一　反应热1．反应热ΔH＝生成物总能量－反应物总能量；ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和；单位：kJ·ml－1；ΔH>0，反应吸热；ΔHI－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。(2)阴极产物的判断：直接由阳离子放电顺序进行判断：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋，注意当溶液中时Fe3＋放电时，生成物是Fe2＋，而不是单质Fe，Fe3＋＋e－===Fe2＋。3．电解类型的确定(1)电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐作电解质，如H2SO4、NaOH、NaNO3。
(2)电解质型：无氧酸(HF除外)，不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)作电解质，如CuCl2。(3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)作电解质，如NaCl。(4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐，如CuSO4、AgNO3。
4．电化学原理的应用(1)电化学装置的设计。(2)增大氧化还原反应速率。
1．电极方程式的书写，书写电极方程式一定要结合题中所给条件(如电极材料、溶液的性质、是否有选择透过性膜)进行。2．电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。
3．离子交换膜的应用。
该电解池的阳极为________，总反应为________________________________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_________________________________________________________________________________________________。
离子交换膜是一种选择透过性膜，离子交换膜的作用是允许相应离子通过，离子迁移方向遵循原电池或电解池中离子迁移方向。
1．下列说法正确的是 (　　)A．电解精炼铜和电镀铜，电解液的浓度均会发生很大的变化B．电解饱和食盐水，在阳极区得到NaOH溶液C．工业上可用电解MgCl2溶液、AlCl3溶液的方法制备Mg和AlD．电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料
解析：A项，电镀铜的过程中，阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：Cu2＋＋2e－=== Cu，所以CuSO4的浓度基本不变；B项，电解饱和食盐水阴极：2H2O＋2e－=== H2↑＋2OH－，NaOH是在阴极区形成；C项，Mg、Al是活泼金属，排在H之前，在电解其盐溶液在阴极上生成H2；D项，Au、Pt在阳极上不会失电子，以单质的形式存在于阳极泥中。故选D。
2．下列叙述不正确的是(　　)A．电解氧化铝生成的金属铝是在熔融液的下层B．手机上用的锂离子电池属于二次电池C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2D．铁表面镀锌，铁作阴极
解析：A选项，电解氧化铝生成的金属铝密度比冰晶石等的密度大，在熔融液的下层； B选项，锂离子电池属于二次电池；D选项，铁表面镀锌，铁作阴极，锌作阳极；C选项，钢铁吸氧腐蚀的正极反应是2H2O＋O2＋4e－===4OH－。故选C。
3．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是(　　)
A．铁作负极，被氧化的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
解析：A项，铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池，铁作负极，铁失去电子生成Fe2＋，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，错误；B项，铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外，还可转化为热能等，错误；C项，铁和活性炭构成原电池后，铁腐蚀的速率变快，正确；D项，用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，空气中的O2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。故选C。
4．利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(　　)
A．a处发生吸氧腐蚀，b处发生析氢腐蚀B．一段时间后，a处液面高于b处液面C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋
解析：根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应如下：左边　负极：Fe－2e－===Fe2＋；正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。右边　负极：Fe－2e－===Fe2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑。a、b处溶液的pH均增大，C错误。
5．结合图Ⅰ、图Ⅱ判断，下列叙述正确的是(　　)
A．图Ⅰ和图Ⅱ中正极均被保护B．图Ⅰ和图Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋C．图Ⅰ和图Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．图Ⅰ和图Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀
解析：根据原电池形成的条件，题图Ⅰ中Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe为正极，保护了Fe；题图Ⅱ中Fe比Cu活泼，Fe作负极，Cu为正极，保护了Cu，A项正确；题图Ⅰ中负极为锌，负极发生氧化反应，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，B项错误；题图Ⅰ中发生吸氧腐蚀，正极为O2得电子生成OH－，题图Ⅱ中为酸化的NaCl溶液，发生析氢腐蚀，在正极上发生还原反应，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C项错误；[Fe(CN)6]3－是稳定的配合物离子，与Fe2＋发生反应：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓，故加入少量K3[Fe(CN)6]溶液有蓝色沉淀是Fe2＋的性质，题图Ⅰ装置中不能生成Fe2＋，题图Ⅱ装置中负极铁失电子生成Fe2＋，D项错误。故选A。
(1)电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在__________(填“阴极室”或“阳极室”)。(2)电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因：__________________________________________________________________________________。(3)c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题意，镍电极有气泡产生是H＋得电子生成H2，发生还原反应，则铁电极上OH－被消耗且无补充，溶液中的OH－减少，因此电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在阳极室。(2)H2具有还原性，根据题意：Na2FeO4只在强