章末整合提升1 第1章 化学反应与能量转化 （课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（鲁科版2019）

化学反应与能量转化 第1章 章末整合提升 栏目索引 体系构建 思维整合 高考演练 培优提能 体系构建 思维整合 一、化学反应中能量变化的原因 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 二、原电池、电解池和电镀池的比较 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 原电池 电解池 形成 条件 ①活动性不同的两个电极(导线连接) ②电解质溶液(电极插入其中并能与电极自发反应) ③形成闭合回路 ④自发氧化还原反应 ①两个电极接直流电源 ②两个电极插入电解质溶液 ③形成闭合回路 电极 名称 负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属(或能导电的非金属) 阳极：与电源正极相连的极 阴极：与电源负极相连的极(由外加电源决定) 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 原电池 电解池 主要 应用 金属的电化学腐蚀分析；牺牲阳极保护法；制造多种新的化学电源 电解饱和食盐水(氯碱工业)；电冶金(冶炼Na、Mg、Al)；精炼铜 实质 使氧化还原反应中的电子通过导线定向转移，形成电流 使电流通过电解质溶液，而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程 联系 均是发生氧化还原反应，两电极得失电子数相等 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 考点一　热化学方程式的书写 1．(2018·北京卷，27题节选)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： 反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)ΔH1＝＋551 kJ·mol－1 反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH3＝－297 kJ·mol－1 反应Ⅱ的热化学方程式：________________________________________。 高考演练 培优提能 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 解析　由图可知，反应Ⅱ“SO2催化歧化”的方程式为3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)；根据盖斯定律，反应Ⅱ＝－(Ⅰ＋Ⅲ)，则有ΔH＝－(＋551 kJ·mol－1)－(－297 kJ·mol－1)＝－254 kJ·mol－1，热化学方程式为3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH＝－254 kJ·mol－1。 答案　3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH＝－254 kJ·mol－1 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 2．(2017·全国卷Ⅰ，28题节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为_________________________、_____________________________________。 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 3．(2019·海南卷)根据图中的能量关系，可求得C—H的键能(　　) A．414 kJ·mol－1　　 B．377 kJ·mol－1 C．235 kJ·mol－1　　 D．197 kJ·mol－1 答案　A　 解析　由图可写出热化学方程式：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJ·mol－1。根据反应热与键能的关系可得：ΔH＝(717 kJ·mol－1＋864 kJ·mol－1)－4E(C—H)＝－75 kJ·mol－1，解得E(C—H)＝414 kJ·mol－1，故C—H的键能为414 kJ·mol－1。 考点二　化学反应中反应焓变的计算 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 5．(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(　　) 考点三　原电池和化学电源 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 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 答案　B　 解析　工业合成氨需要在高温、高压、催化剂作用下完成，而此法合成氨利用生物燃料电池原理，反应条件温和，还可提供电能，A正确。根据图示及化合价变化特点，可以得出H2转化为H＋的过程应该在负极区完成，不是阴极区，B错误。N2在固氮酶的作用下发生反应转化为NH3，得电子发生还原反应，C正确。原电池中阳离子由负极区移向正极区，D正确。 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 下列说法错误的是(　　) A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高 B．充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l) C．放电时负极反应为Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l) D．放电过程中OH－通过隔膜从负极区移向正极区 答案　D　 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 考点四　电解池 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L (1)该电解池的阳极为________，总反应为______________________________。 (2)电解制备需要在无水条件下进行，原因为___________________________。 解析　(1)环戊二烯制备二茂铁，要使Fe变为Fe2＋，Fe应作阳极。Fe2＋进入含环戊二烯的DMF溶液中，则环戊二烯得电子生成H2，由此写出反应方程式。 (2)反应中先是Na＋转化为Na，所以必须在无水条件下进行，否则Na会与水反应，另外水电解生成的OH－也会与Fe2＋生成Fe(OH)2，减少二茂铁的生成。 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 8．(2019·全国卷Ⅲ，28题节选)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示： (1)负极区发生的反应有_______________________________(写反应方程式)。 (2)电路中转移1 mol电子，需消耗氧气________L(标准状况)。 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 解析　(1)根据图示可知，负极区(指电解池的阴极区)发生的电极反应(还原反应)为Fe3＋＋e－===Fe2＋，随之发生的化学过程为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。 (2)根据转移电子守恒可知，电路中每转移1 mol电子消耗0.25 mol O2，在标准状况下的体积为5.6 L。 答案　(1)Fe3＋＋e－===Fe2＋；4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　(2)5.6 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 9．(2019·江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是(　　) A．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋ B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀 D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀 考点五　金属的腐蚀与防护 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 答案　C　 解析　负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，A错误；铁腐蚀时，化学能大部分转化为电能，少部分转化为热能，B错误；铁与活性炭形成原电池，加速Fe的腐蚀，C正确；溶解在H2O中的O2仍然在正极放电产生OH－，D错误。 返回导航 第1章　化学反应与能量转化 化学　选择性必修1　L 谢谢观看！ 原电池 电解池 定义 将化学能转化成电能的装置 将电能转化成化学能的装置 装置 举例 原电池 电解池 电极 反应 负极：氧化反应，金属失电子 正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子 阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子 电子 流向 负极eq \o(――→,\s\up15(导线))正极 电源负极eq \o(――→,\s\up15(导线))阴极 电源正极eq \o(――→,\s\up15(导线))阳极 原电池 电解池 带电粒 子的移 向 阳离子向正极移动 阴离子向负极移动 阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动 反应 原理 举例 负极：Zn－2e－===Zn2＋ 正极：2H＋＋2e－===H2↑ 总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 阳极：2Cl－－ 2e－===Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 总反应： CuCl2eq \o(=====,\s\up15(通电))Cu＋Cl2↑ 解析　将题给四个热化学方程式依次编号为①②③④，系统(I)中制氢的反应为H2O(l)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)，根据盖斯定律，由①＋②＋③可得：H2O(l)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)，则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝327 kJ·mol－1＋(－151 kJ·mol－1)＋110 kJ·mol－1＝286 kJ·mol－1。系统(Ⅱ)中制氢反应为H2S(g)===H2(g)＋S(s)，根据盖斯定律，由②＋③＋④可得：H2S(g)===H2(g)＋S(s)，则有ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝(－151 kJ·mol－1)＋110 kJ·mol－1＋61 kJ·mol－1＝＋20 kJ·mol－1。 答案　H2O(l)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)　ΔH＝286 kJ·mol－1；H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝＋20 kJ·mol－1 4．(2019·全国卷Ⅱ，27题节选)环戊二烯( 已知：(g)===(g)＋H2(g)ΔH1＝100.3 kJ·mol－1　① H2(g)＋I2(g)===2HI(g)ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1　② 对于反应：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)　③ΔH3＝________kJ·mol－1。 答案　89.3　 解析　分析题给两个热化学方程式，根据盖斯定律，由①＋②可得反应 INCLUDEPICTURE "C:\\Documents and Settings\\Administrator\\Application Data\\Microsoft\\Word\\P53-.TIF" \* MERGEFORMAT" (g)＋I2(g) ===(g)＋2HI(g)，则该反应的ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝100.3 kJ·mol－1＋(－11.0 kJ·mol－1)＝89.3 kJ·mol－1。 6．(2019·全国卷Ⅲ)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D－Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D－Zn－NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l)eq \o(,\s\up15(放电),\s\do15(充电))ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)。 解析　三维多孔海绵状Zn表面积较大，可高效沉积ZnO，所沉积的ZnO分散度也高，A正确；根据总反应方程式Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l)eq \o(,\s\up15(放电),\s\do15(充电))ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)可知，充电时Ni(OH)2(s)在阳极上发生氧化反应：Ni(OH)2(s)－e－＋OH－(aq)===NiOOH(s)＋H2O(l)，B正确；放电时Zn在负极上发生氧化反应：Zn(s)－2e－＋2OH－(aq)===ZnO(s)＋H2O(l)，C正确；在放电过程中，阴离子应向负极移动，D错误。 7．(2019·全国卷Ⅱ，27题节选)环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2，结构简式为 答案　(1)Fe电极　　Fe＋2 INCLUDEPICTURE "C:\\Documents and Settings\\Administrator\\Application Data\\Microsoft\\Word\\19A64+.TIF" \* MERGEFORMAT" ===＋H2↑[Fe＋2C5H6===Fe(C5H5)2＋H2↑] (2)水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH－，进一步与Fe2＋反应生成Fe(OH)2 $$