内容正文:
一、化学反应与能量知识体系
二、从不同角度认识化学反应
1.从能量变化的角度认识化学反应
化学反应总是伴随着能量变化,物质的化学能可以转化为热能、电能、光能等多种形式的能量。
2.从化学反应速率和限度的角度认识化学反应
从化学反应速率和限度两个角度认识化学反应,控制化学反应的条件,促进有利的化学反应,抑制有害的化学反应。
考点一 化学反应与热能
1.(2019·上海卷,18题改编)根据图示,下列说法正确的是( )
A.断开非极性键和生成极性键的能量相同
B.反应Ⅱ比反应Ⅲ生成的O—H更牢固
C.1/2 O2(g)+H2(g)===OH(g)+H(g)是吸热反应
D.H2O(g)===1/2 O2(g)+H2(g)是放热反应
C [不同共价键的键能不同,因此断开非极性键和生成极性键的能量不同,A错误;反应放出的能量越多,形成的物质越稳定,反应Ⅲ生成O—H比反应Ⅱ生成O—H放出的能量多,则反应Ⅲ比反应Ⅱ生成的O—H更牢固,B错误;由图中可看出1/2 mol O2(g)+1 mol H2(g)的总能量低于1 mol OH(g)+1 mol H(g)的总能量,则1/2 O2(g)+H2(g)===OH(g)+H(g)是吸热反应,C正确;1 mol H2O(g)具有的能量低于1/2 mol O2(g)+1 mol H2(g)具有的能量,则H2O(g)===1/2 O2(g)+H2(g)是吸热反应,D错误。]
考点二 化学反应与电能
2.(2019·全国卷Ⅰ)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是( )
A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能
B.阴极区,在氢化酶的作用下发生反应H2+2MV2+===2H++2MV+
C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3
D.电池工作时,质子通过交换膜由负极区向正极区移动
B [该反应中,可产生电流,反应条件比较温和,没有高温、高压条件,A正确。该生物燃料电池中,左端电极的电极反应式为MV+-e-===MV2+,则左端电极是负极;负极区,在氢化酶的作用下发生反应H2+2MV2+===2H++2MV+,B错误。右端电极的电极反应式为MV2++e-===MV+,则右端电极是正极;正极区,N2得到电子生成NH3,发生还原反应,C正确。原电池中,内电路中的H+通过交换膜由负极区向正极区移动,D正确。]
3.(双选)(2019·海南卷)微型银锌电池可用作电子仪器的电源,其电极分别是Ag/Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液,电池总反应式为Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2,下列说法正确的是( )
A.电池工作过程中,KOH溶液的浓度逐渐降低
B.电池工作过程中,电解质溶液中的OH-向负极迁移
C.负极发生反应:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2
D.正极发生反应:Ag2O+2H++2e-===2Ag+H2O
B、C [由电池总反应式可知,反应消耗H2O,KOH溶液的浓度将增大,A错误;Zn发生氧化反应,则Zn电极是负极,Ag/Ag2O电极是正极,原电池中阴离子向负极移动,故电池工作过程中,电解质溶液中的OH-向负极迁移,B正确;Zn是负极,发生氧化反应生成Zn(OH)2,电极反应式为Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2,C正确;利用电池总反应式减去负极的电极反应式,可得到正极的电极反应为Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-,D错误。]
4.(双选)(2018·海南卷)一种镁氧电池如右图所示,电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭,电解质溶液为KOH浓溶液。下列说法错误的是( )
A.电池总反应式为2Mg+O2+2H2O===2Mg(OH)2
B.正极反应式为Mg-2e-===Mg2+
C.活性炭可以加快O2在负极上的反应速率
D.电子的移动方向:由a经外电路到b
B、C [镁是活泼金属,作原电池的负极,电极反应式为Mg+2OH--2e-===Mg(OH)2;活性炭是正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-。综合正、负极的电极反应式可得电池总反应式为2Mg+O2+2H2O===2Mg(OH)2,则A正确,B错误。O2在正极参加反应,活性炭可加快O2在正极上的反应速率,C错误。原电池中电子由负极流向正极,故电子由a经外电路到b,D正确。]
5.(2020·全国卷Ⅲ)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如图所示,其中在VB2电极发生反应:VB2+16OH--11e-===VOeq \o\al(3-,4)+2B(OH)eq \o\al(-,4)+4H2O。该电池工作时,下列说法错误的是( )
A.负载通过0.04 mol电子时,有0.2