内容正文:
[对应学生用书P74]
考点一 化学反应与热能
(2021·广东)“天问一号”着陆火星,“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学,长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是( )
A.煤油是可再生能源
B.H2燃烧过程中热能转化为化学能
C.火星陨石中的20Ne质量数为20
D.月壤中的3He与地球上的3H互为同位素
C 解析:煤油来源于石油,属于不可再生能源,故A错误;氢气的燃烧过程放出热量,将化学能转变为热能,故B错误;元素符号左上角数字为质量数,所以火星陨石中的 20Ne 质量数为20,故C正确;同位素须为质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子,3He 和3H的质子数不同,不可能为同位素关系,故D错误。
化学反应与热能审题要点
(1)明确吸热反应和放热反应的前提条件都是化学反应,熟悉常见的吸热反应和放热反应,从能量和键能两个方面解释其原因,形成学习化学基本理论的思维模型。
(2)从定性和定量两个角度探究化学能和热能的关系,形成有关基本理论探究实验的方法和目标。
(3)注意化学反应中除了热能外,还有光能等其他形式的能量转化,它们遵循“能量守恒定律”。
[训练1] P4S3可用于制造安全火柴,相关物质的结构及键能如下表所示:
共价键
S—S
P—P
P—S
键能/(kJ·mol-1)
a
b
c
已知断裂1 mol化学键吸收的能量或形成1 mol化学键放出的能量称为键能,则反应P4(s)+S8(s)===P4S3(s)中1 mol P4(s)完全反应放出的热量为( )
A.(a+b-c)kJ B.(c-a-b)kJ
C.(6c-3a-3b)kJ D.(2c-a-b)kJ
C 解析:每个S8中含8个S—S,每个P4中含6个P—P,每个P4S3中含6个P—S和3个P—P。1 mol P4(s)完全反应消耗 mol S8(s),生成1 mol P4S3(s),断裂反应物中的化学键吸收的热量为E吸=6b kJ+×8a kJ=(6b+3a)kJ,形成生成物中的化学键释放的热量为E放=3b kJ+6c kJ=(3b+6c)kJ,则放出的热量为Q=E放-E吸=(3b+6c)kJ-(6b+3a)kJ=(6c-3a-3b)kJ。
考点二 化学反应与电能
(2022·全国甲卷,10)一种水性电解液ZnMnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH)存在)。电池放电时,下列叙述错误的是( )
A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移
C.MnO2电极反应:MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O
D.电池总反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+===Zn(OH)+Mn2++2H2O
A 解析:根据图示的电池结构和题目所给信息可知,Ⅲ区Zn为电池的负极,电极反应为Zn-2e-+4OH-===Zn(OH),Ⅰ区MnO2为电池的正极,电极反应为MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O;电池在工作过程中,由于两个离子选择隔膜没有指明是阳离子隔膜还是阴离子隔膜,故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子,因此可以得到Ⅰ区消耗H+,生成Mn2+,Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动,Ⅲ区消耗OH-,生成Zn(OH),Ⅱ区的SO向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。据此分析答题。
由上述分析可知,A错误,B正确;MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O,C正确;电池的总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+===Zn(OH)+Mn2++2H2O,D正确。
原电池分析审题要点
(1)明确原电池形成的反应要求、装置要求、反应原理、粒子流向等,从氧化还原反应及电荷间作用力等方面解释其原因,形成学习化学基本理论的思维模型。
(2)从化合价升降和得失电子守恒的关系分析原电池反应,形成用氧化还原反应的观点解决电化学中相关问题的思维方法。
(3)注意电子不能通过溶液传递,离子不能通过导线传递。
[训练2] (2021·四川成都高一下期中)镁和次氯酸盐形成的燃料电池的工作原理如图所示,该电池反应为:Mg+ClO-+H2O===Mg(OH)2+Cl-,下列有关说法正确的是( )
A.电池工作时,c溶液中的溶质一定是MgCl2
B.负极反应式:ClO--2e-+H2O===Cl-+2OH-
C.电池工作时,OH-向b电极移动
D.b电极发生还原反应,每转移0.1 mol电子,理论上生成0.1 mol Cl-
C 解析:由电池总反应可知,Mg发生氧化反应变成Mg2+,Mg2+与溶液中的OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,所以c溶液的溶质不一定是MgCl2,A错误;电池工作时,Mg为负极,发生氧化反应,电极反应式为M