新苏教版高中化学选择性必修1专题1 化学反应与能量变化体系构建 高考体验

新苏教版高中化学选择性必修1《化学反应原理》PAGEPAGE1体系构建高考体验1．化学反应的热效应eq\a(化,学,反,应,的,热,效,应)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a(化学反应中,的热量变化)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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)),热化学方程式\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：能够表示反应热的化学方程式,书写\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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℃即298K、101kPa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)),燃料的燃烧利用\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①标准燃烧热：在101kPa下，1mol物质完全燃烧的反应热,②热值：1g物质完全燃烧的反应热))))2．原电池原理及应用eq\a(原,电,池)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原电池工作原理\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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电解质溶液或熔融电解质；,③闭合回路；④自发的氧化还原反应,反应原理\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1()))),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eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1()))),应用\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(氯碱工业：2NaCl＋2H2O\o(=,\s\up7(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑,电镀\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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电解质溶液中含有镀层金属离子)),铜的电解精炼))))4．金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(金属腐蚀\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(化学腐蚀,电化学腐蚀\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(析氢腐蚀,吸氧腐蚀)))),金属防护\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(电化学防护\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(牺牲阳极的阴极保护法,外加电流的阴极保护法)),改变金属组成或结构、在表面覆盖保护层等))))考向一反应热的计算及盖斯定律的应用例1(1)[2022·全国乙卷，28(1)]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：已知下列反应的热化学方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1036kJ·mol－1②4H2S(g)＋2SO2(g)=3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝94kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－484kJ·mol－1计算H2S热分解反应④2H2S(g)=S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。(2)[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化学键N≡NH—HN—H键能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝_____________________________________kJ·mol－1。(3)[2021·广东，19(1)]我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：(a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH1(b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2(c)CH4(g)C(s)＋2H2(g)ΔH3(d)2CO(g)CO2(g)＋C(s)ΔH4(e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)ΔH5根据盖斯定律，反应a的ΔH1＝______________(写出一个代数式即可)。(4)[2021·河北，16(1)]当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的标准燃烧热数据如表：物质H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)标准燃烧热ΔH/(kJ·mol－1)－285.8－393.5－3267.5则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为___________________________。答案(1)170(2)90.8(3)ΔH2＋ΔH3－ΔH5(或ΔH3－ΔH4)(4)6C(石墨，s)＋3H2(g)=C6H6(l)ΔH＝49.1kJ·mol－1解析(1)根据盖斯定律(①＋②)×eq\f(1,3)－③即得到④2H2S(g)=S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝(－1036＋94)kJ·mol－1×eq\f(1,3)＋484kJ·mol－1＝170kJ·mol－1。(2)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＝390.8kJ·mol－1×3×2－(946kJ·mol－1＋436.0kJ·mol－1×3)＝90.8kJ·mol－1。(3)根据题目所给出的反应方程式关系可知，a＝b＋c－e＝c－d，根据盖斯定律有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5＝ΔH3－ΔH4。(4)根据表格中标准燃烧热数据可知，存在反应①C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1，②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(l)ΔH2＝－285.8kJ·mol－1，③C6H6(l)＋eq\f(15,2)O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(l)ΔH3＝－3267.5kJ·mol－1，根据盖斯定律，①×6＋②×3－③得反应：6C(石墨，s)＋3H2(g)=C6H6(l)ΔH＝(－393.5kJ·mol－1)×6＋(－285.8kJ·mol－1)×3－(－3267.5kJ·mol－1)＝49.1kJ·mol－1。考向二原电池工作原理及新型电池例2(2022·湖南，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是()A．海水起电解质溶液作用B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D．该锂-海水电池属于一次电池答案B解析海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；N为正极，电极反应主要为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故B错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。例3(2021·河北，9)K-O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是()A．隔膜允许K＋通过，不允许O2通过B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C．产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D．用此电池为铅蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅蓄电池消耗0.9g水答案D解析金属性强的钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许K＋通过，不允许O2通过，故A正确；放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极，充电时，b电极应与直流电源的正极相连，作电解池的阳极，故B正确；生成1mol超氧化钾时，消耗1mol氧气，两者的质量比为(1mol×71g·mol－1)∶(1mol×32g·mol－1)≈2.22∶1，故C正确；铅蓄电池充电时的总反应的化学方程式为2PbSO4＋2H2O=PbO2＋Pb＋2H2SO4，反应消耗2mol水，转移2mol电子，由得失电子守恒可知，消耗3.9g钾时，铅蓄电池消耗水的质量为eq\f(3.9g,39g·mol－1)×18g·mol－1＝1.8g，故D错误。考向三电解池的工作原理及应用例4(2022·浙江6月选考，21)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是()A．电极A为阴极，发生还原反应B．电极B的电极发应：2H2O＋Mn2＋－2e－=MnO2＋4H＋C．电解一段时间后溶液中Mn2＋浓度保持不变D．电解结束，可通过调节pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3答案C解析由电解示意图可知，电极B上Mn2＋转化为MnO2，锰元素化合价升高，失电子，则电极B为阳极，电极A为阴极，得电子，发生还原反应，A正确；电极B上Mn2＋失电子转化为MnO2，电极反应式为2H2O＋Mn2＋－2e－=MnO2＋4H＋，B正确；电极A电极反应式为2LiMn2O4＋6e－＋16H＋=2Li＋＋4Mn2＋＋8H2O，依据得失电子守恒，电解池总反应为2LiMn2O4＋4H＋=2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，反应生成了Mn2＋，Mn2＋浓度增大，C错误；电解结束后，可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂，D正确。例5(2022·湖北，14)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是()A．生成1molLi[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2mol电子B．阴极上的电极反应为：P4＋8CN－－4e－=4[P(CN)2]－C．在电解过程中CN－向铂电极移动D．电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH答案D解析石墨电极为阳极，对应的电极反应式为P4＋8CN－－4e－=4[P(CN)2]－，则生成1molLi[P(CN)2]，理论上外电路需要转移1mol电子，A错误；阴极上发生还原反应，应该得电子，电极反应式为2HCN＋2e－=H2↑＋2CN－，B错误；石墨电极为阳极，铂电极为阴极，CN－应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；由所给图示可知HCN在阴极放电，产生CN－和H2，而HCN中的H来自于LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH，D正确。考向四金属的腐蚀与防护例6(