专题1 化学反应与能量变化 体系构建　体验高考课件PPT

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体系构建　体验高考专题1内容索引体系构建　理清脉络体验高考　素养提升体系构建　理清脉络1.化学反应的热效应化学反应的热效应化学反应中的热量变化本质原因：化学反应是旧键断裂和新键形成的过程焓变：符号为ΔH，单位是kJ·mol－1或J·mol－1吸热反应：ΔH>0放热反应：ΔH<0反应热的测量：一般利用量热计进行测量反应热的计算：可利用盖斯定律计算无法直接测量 的反应热化学反应的热效应热化学方程式概念：能够表示反应热的化学方程式书写①注明各物质的聚集状态②化学计量数可以是整数，也可以是分数③注明温度、压强(25 ℃、101 kPa时可以不注明)④标出ΔH的数值、符号和单位应用：反应热计算的依据化学反应的热效应燃料的燃烧利用①标准燃烧热：在101 kPa下，1 mol物质完全燃烧 的反应热②热值：1 g物质完全燃烧的反应热2.原电池原理及应用原电池原电池工作原理能量变化：化学能转化为电能形成条件：①两个活泼性不同的电极；②电解质溶液； ③闭合回路；④自发的氧化还原反应反应原理化学电源：一次电池、二次电池、燃料电池等3.电解原理及应用电解概念：在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原 反应的过程电解池能量变化：电能转化为化学能形成条件：①与直流电源相连的两个电极；②电解质 溶液；③闭合回路反应原理电解应用氯碱工业：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑电镀概念：应用电解的原理在某些金属或其他材料 制品表面镀上一薄层其他金属或合金的过程形成条件：①待镀金属制品作阴极；②镀层金 属作阳极；③电镀液中含有镀层金属离子铜的电解精炼金属的腐蚀与防护金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀4.金属的腐蚀与防护金属防护牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法析氢腐蚀吸氧腐蚀电化学防护改变金属组成或结构、在表面覆盖保护层等返回体验高考　素养提升考向一　反应热的计算及盖斯定律的应用 (1)[2021·湖南，16(1)]氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。方法Ⅰ.氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝_______kJ·mol－1。90.8根据反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能，2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝390.8 kJ·mol－1×3×2－(946 kJ·mol－1＋436.0 kJ·mol－1×3)＝90.8 kJ·mol－1。(2)[2021·全国甲卷，28(1)]二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)该反应一般认为通过如下步骤来实现：①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝41 kJ·mol－1②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2＝－90 kJ·mol－1总反应的ΔH＝______kJ·mol－1；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现题述反应能量变化的是____(填标号)，判断的理由是________________________________________________________________。－49AΔH1为正值，ΔH2和ΔH为负值，反应①的活化能大于反应②的活化能根据盖斯定律可知，①＋②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝41 kJ·mol－1＋(－90 kJ·mol－1)＝－49 kJ·mol－1；该反应总反应为放热反应，因此生成物总能量低于反应物总能量，反应①为慢反应，因此反应①的活化能高于反应②，同时反应①的反应物总能量低于生成物总能量，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，因此示意图中能体现反应能量变化的是A项。考向二　原电池工作原理及新型电池 (2021·浙江1月选考，22)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A.断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学 能→电能B.断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C.电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变D.镍镉二次电池的总反应式：Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋ 2Ni(OH)2√断开K2、闭合K1时该装置为原电池，能量转化形式为化学能转化为电能，A正确；断开K1、闭合K2时该装置为电解池，电极A与外接电源负极相连作阴极，发生还原反应，B正确；电极B发生氧化反应过程中电池充电，阳极反应为2Ni(OH)2－2e－＋2OH－===2NiOOH＋2H2O，阴极反应为Cd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－，电池总反应为2Ni(OH)2＋Cd(OH)2===Cd＋2NiOOH＋2H2O，因生成了水，则溶液中KOH浓度减小，C错误；二次电池的充、放电是一个相反的过程，则该电池的总反应式为Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，D正确。 (2020·山东，10)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图装置处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。下列说法错误的是A.负极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑ ＋7H＋B.隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜C.当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 gD.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1√由装置示意图可知，负极区CH3COO－发生氧化反应生成CO2和H＋，A项正确；隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，才能使模拟海水中的氯离子移向负极，钠离子移向正极，达到海水淡化的目的，B项错误；电路中有1 mol 电子通过时，电解质溶液中有1 mol钠离子移向正极，1 mol氯离子移向负极，C项正确；负极产生CO2：CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋，正极产生H2：2H＋＋2e－===H2↑，根据电荷守恒，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1，D项正确。考向三　电解池工作原理及应用 (2021·全国甲卷，13)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B.阳极上的反应式为： ＋2H＋＋2e－ ―→ ＋H2OC.制得2 mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 mol电子D.双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电极方向迁移√KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A错误；阳极上Br－失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；电解过程中阴、阳极均生成乙醛酸，1 mol乙二酸生成1 mol乙醛酸转移的电子为2 mol，1 mol乙二醛生成1 mol乙醛酸转移的电子为2 mol，根据转移电子守恒可知制得2 mol乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2 mol电子，故C错误；由上述分析可知，双极膜中间层的H＋在外电场作用下移向阴极，即H＋移向铅电极，故D正确。考向四　金属的腐蚀与防护 (2020·江苏，11)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是A.阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋B.金属M的活动性比Fe的活动性弱C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快√阴极得电子，A错误；金属M失电子，其活动性应比铁强，B错误；M失去的电子流入钢铁设施表面，钢铁设施不易失去电子而被保护，C正确；海水中所含电解质的浓度远大于河水中的，因此钢铁设施在海水中被腐蚀的速率快，D错误。 (2017·全国卷Ⅰ,11)支撑海港码头基础的钢桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整√依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，铁不容易失去电子，故钢管桩表面的腐蚀电流(指铁失去电子形成的电流)接近于0，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。返回本课结束