专题9 化学反应与能量变化-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版2019）

专题9 　化学反应与能量变化 优化探究 大单元四　化学反应原理 　　[课标要求]　1.能辨识化学反应中的能量转化形式，能解释化学反 应中能量变化的本质。2.能进行反应焓变的简单计算，能用热化学方程 式表示反应中的能量变化，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。 3.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能分析能源的利用对 自然环境和社会发展的影响。能综合考虑化学变化中的物质变化和能量 变化来分析、解决实际问题，如煤炭的综合利用等。4.能举出化学能转 化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素，并能分析简单原电池 的工作原理。5.能分析、解释原电池和电解池的工作原理，能设计简单 的原电池和电解池。 6.能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原 理。能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。7.能 举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能分析能源的利用对自然 环境和社会发展的影响。能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化 来分析、解决实际问题，如煤炭的综合利用、新型电池的开发等。 1. (2023·湖北卷)2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着 我国航天事业进入高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是 (　A　) A. 液氮—液氢 B. 液氧—液氢 C. 液态NO2—肼 D. 液氧—煤油 A 精研真题 明确方向 火箭推进剂通常包括燃料、氧化剂，两者混合遇高温、明火能燃烧，液 体燃料主要有液氢、肼、偏二甲肼、煤油等，液体氧化剂主要有液氧、 二氧化氮、过氧化氢等，液氢具有强还原性，但液氮较稳定，二者混合 遇高温、明火不能燃烧，A符合题意。 2. (2023·全国甲卷，节选)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高 的方法。回答下列问题： (1)已知下列反应的热化学方程式： ①3O2(g) 2O3(g)　 K 1　 Δ H 1＝＋285 kJ·mol－1； ②2CH4(g)＋O2(g) 2CH3OH(l)　 K 2　 Δ H 2＝－329 kJ·mol－1； 反应③CH4(g)＋O3(g) CH3OH(l)＋O2(g)的Δ H 3＝ ⁠ kJ·mol－1。 －307　 根据盖斯定律，反应③＝ ×(②－①)，则反应③的Δ H 3＝ ×(Δ H 2－Δ H 1)＝－307 kJ·mol－1。 (2)MO＋分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如图所示 (两者反应过程相似，图中以CH4示例)。 ①步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 Ⅰ　 结合题图转化可知，步骤Ⅰ中CH4、MO＋转化为 ，C—H 键断裂，形成O—H键，涉及 氢原子成键变化，步骤Ⅱ中 转化为CH3OH 和M＋，M—O键、M—C键断 裂，形成C—O键，不涉及氢 原子成键变化。 ②直接参与化学键变化的元素被替 换为更重的同位素时，反应速率会 变慢，则MO＋与CD4反应的能量变 化应为图中曲线 (填“c”或 “d”)。 由题意可知，MO＋与CD4的反应比与CH4的反应慢，反应的活化能越 大，反应速率越慢，故MO＋与CD4反应的能量变化对应题图中曲线c。 c　 3. (2023·全国甲卷)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应可提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如图 所示。下列说法正确的是(　C　) A. 析氢反应发生在IrO x －Ti电极上 B. Cl－从Cu电极迁移到IrO x －Ti电极 C. 阴极发生的反应有2CO2＋12H＋＋12e－ C2H4＋4H2O D. 每转移1 mol电子，阳极生成11.2 L气体(标准状况) C IrO x －Ti电极连接电源正极，为阳极，发生失电子的氧化反应，故电 极反应为2H2O－4e－ 4H＋＋O2↑，A错误；质子交换膜只允许 H＋通过，故左室H＋从IrO x －Ti电 极向Cu电极迁移，B错误； Cu电 极连接电源负极，为阴极， 发生得电子的还原反应，根据题图中物质转化关系知，CO2可发生反应：2CO2＋12H＋＋12e－ C2H4＋4H2O，C正确；由A项分析可知，每转移1 mol电子，阳极生成0.25 mol即5.6 L(标准状况)O2，D错误。 4. (2021·山东卷，节选)工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物 等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)的工艺流程如图。 回答问题： 利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为4Na2CrO4＋4H2O 2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑。 则Na2Cr2O7在 (填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离 子主要为 ⁠。 阳　 Na＋　 由4Na2CrO4＋4H2O 2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑可知，电解 过程中实质是电解水，阳极上水失去电子生成O2， 阴极上H＋得到电子生成H2，Cr 在酸性条件下转化 为Cr2 ：2Cr ＋2H＋ Cr2 ＋H2O，Cr2 在氢离子浓度较大的电极室中制得，即Na2Cr2O7在阳极 室产生；电解过程中，阴极产生氢氧根离子，氢氧化钠在阴极生成，所 以为提高制备Na2Cr2O7的效率，Na＋通过离子交换膜移向阴极。 考向预测 在高考题中化学反应的能量变化的考查相对比较固定，几乎每年都要出 题考查，在选择题中一般与速率平衡一起，以反应机理图像的形式考 查，在非选择题中则采取嵌套的形式考查，一般一到两个空，4分左 右，主要考查利用盖斯定律、键能、活化能、燃烧热、能量—反应历程 图等进行焓变的计算或热化学方程式的书写，在全国卷或各省份的自主 命题中热化学方程式的正误判断、热量的计算、能源问题等有时也会出 现，但均属于较基础的题目，难度不大。 在高考题中电化学的考查方式：每年6分左右的题量，一般在选择题中 考查，偶尔会在非选择题中设计2个空进行考查；考查内容：从近三年 的考题可以看出，一般一个原电池的题，一个电解池的题，或一个既涉 及原电池又涉及电解池的题；考查的知识点集中在电极反应的分析，放 电前后溶液组成的分析，闭合回路的构成以及有关电化学的计算，电化 学命题的创新点主要集中在电化学设备的创新以及电化学反应的创新。 $$