新蘇教版高中化學選擇性必修1《化學反應原理》PAGEPAGE1體系構建高考體驗1．化學反應的熱效應eq\a(化,學,反,應,的,熱,效,應)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a(化學反應中,的熱量變化)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(本質原因：化學反應是舊鍵斷裂和新鍵形成的過程,焓變：符號為ΔH，單位是kJ·mol－1或J·mol－1,吸熱反應：ΔH>0,放熱反應：ΔH<0,反應熱的測量：一般利用量熱計進行測量,反應熱的計算：可利用蓋斯定律計算無法直接測量的反應熱)),熱化學方程式\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：能夠表示反應熱的化學方程式,書寫\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①注明各物質的聚集狀態,②化學計量數可以是整數，也可以是分數,③注明溫度、壓強[25℃即298K、101kPa時可以不注明],④標出ΔH的數值、符號和單位)),應用：反應熱計算的依據)),燃料的燃燒利用\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①標準燃燒熱：在101kPa下，1mol物質完全燃燒的反應熱,②熱值：1g物質完全燃燒的反應熱))))2．原電池原理及應用eq\a(原,電,池)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原電池工作原理\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(能量變化：化學能轉化為電能,形成條件：①兩個活潑性不同的電極；②電解質溶液或熔融電解質；,③閉合回路；④自發的氧化還原反應,反應原理\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1()))),化學電源：一次電池、二次電池、燃料電池等))3．電解原理及應用電解eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：在直流電的作用下，在兩電極上分別發生氧化反應和還原反應的過程,電解池\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(能量變化：電能轉化為化學能,形成條件：①與直流電源相連的兩個電極；②電解質溶液；③閉合回路,反應原理\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1()))),應用\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(氯堿工業：2NaCl＋2H2O\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑,電鍍\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：應用電解的原理在某些金屬或其他材料制品表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程,形成條件：①待鍍金屬制品作陰極；②鍍層金屬作陽極；③電解質溶液中含有鍍層金屬離子)),銅的電解精煉))))4．金屬的腐蝕與防護金屬的腐蝕與防護eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(金屬腐蝕\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(化學腐蝕,電化學腐蝕\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(析氫腐蝕,吸氧腐蝕)))),金屬防護\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電化學防護\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(犧牲陽極的陰極保護法,外加電流的陰極保護法)),改變金屬組成或結構、在表面覆蓋保護層等))))考向一反應熱的計算及蓋斯定律的應用例1(1)[2022·全國乙卷，28(1)]油氣開采、石油化工、煤化工等行業廢氣普遍含有硫化氫，需要回收處理并加以利用。回答下列問題：已知下列反應的熱化學方程式：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計算H2S熱分解反應④2H2S(g)=S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。(2)[2021·湖南，16(1)]氨氣中氫含量高，是一種優良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法Ⅰ.氨熱分解法制氫氣相關化學鍵的鍵能數據化學鍵N≡NH—HN—H鍵能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。反應2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝_____________________________________kJ·mol－1。(3)[2021·廣東，19(1)]我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點之一。該重整反應體系主要涉及以下反應：(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根據蓋斯定律，反應a的ΔH1＝______________(寫出一個代數式即可)。(4)[2021·河北，16(1)]當今，世界多國相繼規劃了碳達峰、碳中和的時間節點。因此，研發二氧化碳利用技術，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時，相關物質的標準燃燒熱數據如表：物質H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)標準燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－285.8－393.5－3267.5則25℃時H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學方程式為___________________________。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)根據蓋斯定律(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)根據反應熱＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能，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)根據題目所給出的反應方程式關系可知，a＝b＋c－e＝c－d，根據蓋斯定律有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5＝ΔH3－ΔH4。(4)根據表格中標準燃燒熱數據可知，存在反應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，根據蓋斯定律，①×6＋②×3－③得反應：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。考向二原電池工作原理及新型電池例2(2022·湖南，8)海水電池在海洋能源領域備受關注，一種鋰-海水電池構造示意圖如圖。下列說法錯誤的是()A．海水起電解質溶液作用B．N極僅發生的電極反應：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有傳導離子和防水的功能D．該鋰-海水電池屬于一次電池答案B解析海水中含有豐富的電解質，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質溶液，故A正確；N為正極，電極反應主要為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故B錯誤；Li為活潑金屬，易與水反應，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應，并能傳導離子，故C正確；該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確。例3(2021·河北，9)K-O2電池結構如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質鉀片。關于該電池，下列說法錯誤的是()A．隔膜允許K＋通過，不允許O2通過B．放電時，電流由b電極沿導線流向a電極；充電時，b電極為陽極C．產生1Ah電量時，生成KO2的質量與消耗O2的質量比值約為2.22D．用此電池為鉛蓄電池充電，消耗3.9g鉀時，鉛蓄電池消耗0.9g水答案D解析金屬性強的鉀易與氧氣反應，為防止鉀與氧氣反應，電池所選擇隔膜應允許K＋通過，不允許O2通過，故A正確；放電時，a為負極，b為正極，電流由b電極沿導線流向a電極，充電時，b電極應與直流電源的正極相連，作電解池的陽極，故B正確；生成1mol超氧化鉀時，消耗1mol氧氣，兩者的質量比為(1mol×71g·mol－1)∶(1mol×32g·mol－1)≈2.22∶1，故C正確；鉛蓄電池充電時的總反應的化學方程式為2PbSO4＋2H2O=PbO2＋Pb＋2H2SO4，反應消耗2mol水，轉移2mol電子，由得失電子守恒可知，消耗3.9g鉀時，鉛蓄電池消耗水的質量為eq\f(3.9g,39g·mol－1)×18g·mol－1＝1.8g，故D錯誤。考向三電解池的工作原理及應用例4(2022·浙江6月選考，21)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計)。下列說法不正確的是()A．電極A為陰極，發生還原反應B．電極B的電極發應：2H2O＋Mn2＋－2e－=MnO2＋4H＋C．電解一段時間后溶液中Mn2＋濃度保持不變D．電解結束，可通過調節pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3答案C解析由電解示意圖可知，電極B上Mn2＋轉化為MnO2，錳元素化合價升高，失電子，則電極B為陽極，電極A為陰極，得電子，發生還原反應，A正確；電極B上Mn2＋失電子轉化為MnO2，電極反應式為2H2O＋Mn2＋－2e－=MnO2＋4H＋，B正確；電極A電極反應式為2LiMn2O4＋6e－＋16H＋=2Li＋＋4Mn2＋＋8H2O，依據得失電子守恒，電解池總反應為2LiMn2O4＋4H＋=2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，反應生成了Mn2＋，Mn2＋濃度增大，C錯誤；電解結束后，可通過調節溶液pH將錳離子轉化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確。例5(2022·湖北，14)含磷有機物應用廣泛。電解法可實現由白磷直接制備Li[P(CN)2]，過程如圖所示(Me為甲基)。下列說法正確的是()A．生成1molLi[P(CN)2]，理論上外電路需要轉移2mol電子B．陰極上的電極反應為：P4＋8CN－－4e－=4[P(CN)2]－C．在電解過程中CN－向鉑電極移動D．電解產生的H2中的氫元素來自于LiOH答案D解析石墨電極為陽極，對應的電極反應式為P4＋8CN－－4e－=4[P(CN)2]－，則生成1molLi[P(CN)2]，理論上外電路需要轉移1mol電子，A錯誤；陰極上發生還原反應，應該得電子，電極反應式為2HCN＋2e－=H2↑＋2CN－，B錯誤；石墨電極為陽極，鉑電極為陰極，CN－應該向陽極移動，即移向石墨電極，C錯誤；由所給圖示可知HCN在陰極放電，產生CN－和H2，而HCN中的H來自于LiOH，則電解產生的H2中的氫元素來自于LiOH，D正確。考向四金屬的腐蝕與防護例6(