2024版新教材高中化学微专题大素养第六章化学反应与能量课件新人教版必修第二册

微专题·大素养第六章章末共享一、原电池电极反应式的书写[知识基础]1．书写电极反应式的规则电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒，遵循离子方程式的书写规则，两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式。2．电极反应式形式负极反应：还原剂－ne－===氧化产物正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物3．电极反应式的书写思路[素养专练]1．分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(

)A.①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑答案：B

2．铝—空气原电池通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，通入空气的电极为正极。下列说法不正确的是(

)A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液时，正极的电极反应均为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．以NaCl溶液为电解质溶液时，负极的电极反应为Al－3e－===Al3＋C．以NaOH溶液为电解质溶液时，负极的电极反应为Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3D．以NaOH溶液为电解质溶液时，负极的电极反应为Al＋4OH－－3e－===[Al(OH)4]－解析：以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，原电池工作时，正极上O2得到电子被还原，电极反应式均为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正确；以NaCl溶液为电解质溶液时，负极的电极反应为Al－3e－===Al3＋，B正确；电解质溶液为NaOH溶液时，在负极上生成的是Na[Al(OH)4]而不是Al(OH)3，C错误，D正确。答案：C二、氢氧燃料电池原理分析应用[知识基础]1．燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。2．燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂。3．以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O(氧化反应)；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)；总反应：2H2＋O2===2H2O。4．燃料电池的正、负极均为惰性电极，不参与反应，起传导电子的作用。通入燃料(还原剂，通常为H2、CO、CH4、CH3OH、C2H5OH等)的一极为负极；通入O2或空气(氧化剂)的一极为正极。

[素养专练]1．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池中发电，电池负极反应式为(

)A．H2＋2OH－－2e－===2H2OB．O2＋4H＋＋4e－===2H2OC．H2－2e－===2H＋D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－解析：根据题给信息，该燃料电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O。电解液为酸性溶液，电极反应式中不能出现OH－，A、D错误；燃料电池中负极通入氢气，正极通入氧气，B错误。答案：C2．燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)发生反应将化学能转化为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是(

)A．负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．负极反应式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2OC．随着放电的进行，溶液的氢氧根离子浓度不变D．放电时，溶液中的阴离子向负极移动

答案：D3．以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH­O2、N2H4­O2、(CH3)2NNH2­O2清洁燃料电池。下列说法正确的是(

)A．放电过程中，K＋均向负极移动B．放电过程中，KOH物质的量均减小C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2­O2燃料电池的理论放电量最大D．消耗1molO2时，理论上N2H4­O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L答案：C

4．能源危机是当前全球性的问题，“开源节流”是应对能源危机的重要举措。(1)2022北京冬奥会使用氢氧燃料电池汽车作为主运力开展示范运营服务，是迄今为止在重大国际赛事中投入规模最大的。氢氧燃料电池汽车在行驶过程中只排放水，因此被称为“终极环保车”，其反应原理示意图如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是________。A．该电池工作时电能转化为化学能B．该电池中电极a是正极C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极aD．该电池的总反应为2H2＋O2===2H2OE．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置F．氢氧燃料电池使用过程中，负极材料的活性一定比正极材料的活性大DE(2)已知1mol甲醇燃烧放热726.5kJ，在直接以甲醇为燃料的电池中，消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论效率为________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比。)96.6%

三、化学反应速率和限度的简单计算[知识基础]1．计算原理：化学反应速率之比＝浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。2．计算模式：设A、B两物质的起始浓度分别为amol·L－1、bmol·L－1，反应物A的转化浓度为mxmol·L－1，B的转化浓度为nxmol·L－1，则：

mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)起始浓度/(mol·L－1)a

b

0

0变化浓度/(mol·L－1)mx

nx

px

qx终态浓度/(mol·L－1)a－mx

b－nx

px

qx

[素养专练]1．在容积可变的密闭容器中，2molN2和8molH2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于(

)A．5%B．10%C．15%D．20%答案：C

2．一定温度下，向一个容积为2L的真空密闭容器中(事先装入催化剂)通入1molN2和3molH2，3min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.7，在此时间内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

练后感悟,

运用“三段式”法解题时的注意事项(1)起始量、变化量、一段时间后的量三者物理量及单位要统一，都是物质的量或物质的量浓度，否则无法计算。(2)起始量、变化量、一段时间后的量中，只有不同物质的变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，不同物质的起始量或一段时间后的量之间没有必然的关系，不能列比例计算。四、化学反应速率和限度的图像题[知识基础]化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这类问题一般按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。1．“一看”——看图像(1)看面：理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所表示的是哪些量之间的关系。(2)看线：理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。(3)看点：理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如曲线与坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。(4)看量的变化：弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。2．“二想”——想规律如各物质的转化量之比与其化学计量数之比的关系、各物质的化学反应速率之比与其化学计量数之比的关系等。3．“三判断”——利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。[素养专练]1．[2022·广东卷]在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X―→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则(

)A．无催化剂时，反应不能进行B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化D．使用催化剂Ⅰ时，0～2min内，v(X)＝1.0mol·L－1·min－1答案：D

2．汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，某新型催化剂能促使NO、CO转化为两种无毒气体。T

℃时，将0.8molNO和0.8molCO充入容积为2L的密闭容器中，模拟汽车尾气转化，容器中NO的物质的量随时间变化如图。(1)将NO、CO转化为两种无毒气体的化学方程式是________________________________________________。(2)反应开始至10min，v(NO)＝________(mol·L－1)·min－1)。

0.02(3)下列说法正确的是________。a．新型催化剂可以加快NO、CO的转化b．该反应进行到10min时达到化学平衡状态c．平衡时CO的浓度是0.4mol·L－1ab

3．一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe(s)＋CO2(g)⇌FeO(s)＋CO(g)。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。(1)t1min时，正、逆反应速率的大小关系为v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。＞(2)4min内，CO2的转化率为______；CO的平均反应速率v(CO)＝_______________。(3)下列条件的改变能减小其反应速率的是___