第六章 化学反应与能量【知识清单】-2024-2025学年高一化学单元速记·巧练（人教版2019必修第二册）

第6章 化学反应与能量 01 思维导图 02 考点速记 第一节 化学反应与能量变化 一、吸热反应与放热反应 1．实验探究 （1）镁条和稀盐酸的反应 ①实验现象：有 产生；用温度计测量，温度计示数 ②化学方程式： ③实验结论：该反应产生气体，释放热量 （2）Ba（OH）2·8H2O和氯化铵反应 ①实验现象：闻到刺激性气味，烧杯壁发凉，木片与烧杯黏在一起，混合物呈糊状 ②化学方程式： ③实验结论：该反应产生NH3和H2O，吸收热量 2．放热反应 （1）概念： 的化学反应 （2）典例 ①镁条、铝片与盐酸的反应—— ②木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧—— ③氢气与氯气的化合反应等—— 3．吸热反应 （1）概念： 的化学反应 （2）典例 ①氢氧化钡与氯化铵的反应 ②盐酸与碳酸氢钠的反应 ③灼热的炭与二氧化碳的反应等 二、化学反应中能量变化的原因 1．化学反应中能量变化的原因——微观角度 结论：化学键的 和 是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。 2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度 （1）从物质具有的能量理解两反应 ① ：可看成反应物所具有的化学能转化为热能释放出来。 ② ：可看成热能转化为化学能被生成物所“储存”。 （2）化学反应中能量变化图示 结论：化学反应中的能量变化决定于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。 3、 人类对能源的利用 1．能源使用历史：早期以树枝杂草为主要能源，现代以煤、石油和天然气为主要能源。 2．化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题 （1）储量有限，短期内不可再生。 （2）煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。 3．节能减排的措施 （1）燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。 （2）能量利用阶段提高能源的利用率。 （3）开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。 4、 化学能转化为电能 1．化学能间接转化为电能 （1）火力发电原理：通过化石燃料燃烧，使 能转化为 能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。 （2）能量转换过程 ①化学能热能机械能电能 ②能量转换的关键环节是可燃物的燃烧，属于 反应。 （3）火力发电存在的弊端 ①使用的化石燃料属于不可再生资源； ②化石燃料的燃烧会产生大量的有害气体（如SO2、CO等）及粉尘，污染环境； ③能量经过多次转化，能量利用率低。 2．化学能直接转化为电能——原电池 （1）实验探究 实验装置 实验现象 实验结论 锌片 ，表面产生 ，铜片上 锌片 ，铜片上有 锌片 ，铜片上有 ，电流表 该装置将 转化为 （2）原电池：将 转变为 的装置。 （3）工作原理（以铜-锌-稀硫酸原电池为例） 电极材料 电极名称 电子流向 电极反应式 反应类型 锌 铜 总反应 化学方程式： 离子方程式： 5、 化学电池 1．一次电池——锌锰干电池 工作原理 负极 锌筒 锌被氧化，逐渐消耗 正极 石墨棒 二氧化锰被还原 电解质 氯化铵糊 —— 特点 放电后不能充电 便于携带，价格低 2．二次电池 3．燃料电池 6、 原电池形成条件与电极反应 1．原电池的构成条件 2．原电池工作原理 （1）反应类型：负极发生 ，正极发生 。 （2）电子的移动方向：从 流出，经导线流向 。 （3）离子的移动方向： 向正极移动， 向负极移动。 （4）电流方向： → → 。 3．原电池正、负极的判断 7、 原电池作用 1．加快化学反应速率 2．比较金属活泼性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 3．设计原电池 （1）依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出 、 ，一般还原剂为负极材料（或在负极上被氧化），氧化剂（一般为电解质溶液中的阳离子）在正极上被还原。 （2）选择合适的材料 ①电极材料：电极材料必须 。负极材料一般选择较活泼的 ，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料；正极材料一般活泼性比负极的弱，也可以是能 的非金属。 ②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极材料反应。 第二节 化学反应的速率与限度 一、化学反应速率 1．意义：衡量化学反应过程进行 的物理量。 2．表示： 。 3．公式： 4．单位： 或 。 二、影响化学反应速率的因素 1．方法引导－－变量控制方法 2．实验探究外界条件对化学反应速率的影响 （1）反应温度的影响 实验操作 实验现象 浸在热水里的试管中产生气泡的速率明显快于浸在冷水中的试管 实验结论 温度越高反应速率越快 （2）反应物浓度的影响 实验操作 实验现象 实验结论 （3）催化剂的影响 实验操作 实验现象 实验结论 3．反应因素对化学反应速率的影响（其他条件不变时，改变某一条件） 影响因素 条件变化 速率变化 催化剂 温度 浓度 压强 （对有气体参加的反应） 三、化学反应速率意义与应用 1．正确理解化学反应速率 2．比较反应速率大小的方法：“一化”、“二转”、“三比” （1）“一化”：将不同化学反应速率的单位化为 单位。 （2）“二转”：将不同物质的化学反应速率转化为 的化学反应速率。 （3）“三比”：比较同一物质的化学反应速率的数值，其数值 ，反应速率 。 3．化学反应速率的有关计算 （1）“三段式”解答模板 ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程式计算。 （2）计算举例 反应 aA（g） +bB（g） cC（g） 加入量mol m n 0 转化量mol ax bx cx 剩余量mol m－ax n－bx cx ①反应速率：v（A）＝ ；v（B）＝ ；v（C）＝ 。 ②反应物转化率α（A）＝ 。α（B）＝ 四、化学反应的限度 1．可逆反应的特点 （1）概念：相同条件下正逆反应 进行的反应 （2）特点： 2．化学平衡的建立 （1）过程 项目 浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度最大 生成物浓度最小 变化 反应物浓度减小 生成物浓度增大 平衡 反应物浓度不变 生成物浓度不变 （2）图像 3．化学平衡状态 （1）前提：一定条件（温度、浓度、压强） （2）特点 ① 和 相等 ②反应物和生成物的 不再改变 ③达到一种表面静止的 平衡状态 （3）限度：化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度。 （4）变化：条件改变，化学平衡状态发生变化 五、化学反应条件的控制 1．化学反应条件的控制 2．合成氨反应条件的控制 （1）合成氨反应条件和氨的产率关系 ①低温时，氨的产率高 ②高压时，氨的产率高 （2）合成氨反应条件的选择 从速率角度考虑 从氨的产率角度考虑 温度 高温 低温 压强 高压 高压 实际选择 400~500℃ 10~30MPa 3．提高燃料的燃烧效率 （1）燃料燃烧的条件 ①燃料与适当过量的空气或氧气接触 ②温度达到燃料的着火点 （2）提高燃料的燃烧效率的措施 ①增大燃料与空气的接触面积（如粉碎、气化等） ②通入适当过量的空气或氧气 ③炉膛材料选用导热性差的物质 ④烟道废气中的热量回收利用 03 素养提升 ◆判断正误 1、 判断下列说法的正误，并说明原因。 说法 正误及解释 1 石灰石在高温下分解，属于吸热反应 2 已知2SO2+O22SO3为放热反应，故不必加热就可发生 3 风力发电是化学能转变为电能。 4 将煤转化为煤粉再燃烧，可以从根本上杜绝碳排放。 5 氢气在氯气中燃烧为放热反应，断开Cl－Cl键放出能量。 6 盐酸和碳酸氢钠溶液反应，既属于吸热反应又属于离子反应。 7 食盐溶于水中，会显著放热。 8 玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能。 9 铅蓄电池，负极电极反应式：Pb－2e－+SO42－＝PbSO4 10 在密闭容器中进行的反应C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g），增加C（s）的量速率不变。 11 某化学反应速率为0.5mol/（L·s）是指该反应在1s时某物质的浓度为0.5mol/L。 12 “冰墩墩”制作材料生产过程中添加抗老化助剂，此做法与化学反应速率无关。 二、判断下列说法的正误，并说明原因： 说法 正误及解释或改正 1 添加调味剂，其使用目的与反应速率有关。 2 工业上合成氨反应为N2（g）+3H2（g）2NH3（g）温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好。 3 合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短到达平衡的时间。 4 提高燃料燃烧效率，空气量越多越好。 5 在实验室中模拟H2（g）+I2（g）2HI（g）时，控制反应条件不变，将一定量的氢气和碘蒸气充入恒容密闭容器中，反应一段时间后，容器中的压强不再变化，反应达平衡。 【易错集锦】 1. 误将反应条件与吸、放热反应有关。 点拨：反应条件与反应是吸热反应还是放热反应没有关系。 【例题】下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是 A．加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应 B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．一定条件下进行的化学反应，只能将化学能转化为热能 D．将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌，反应放出热量 2. 误认为稳定性与总能量成正比 点拨：物质的稳定性与总量能成反比。总能量越高越不稳定，总能量越低越稳定。 【例题】一定温度下，的氯化、溴化反应势能图及一段时间后产物的选择性如图，图中所有物质均为气态，下列叙述错误的是 A．、 B． C．的键能比的键能大 D．稳定性： 3. 误认为化学平衡能完全转化 点拨：化学平衡是有限度的，生成物不能完全转化。 【例题】工业合成氨反应N2(气)+3H2(气)2NH3(气)⊿H=-92KJ/moL，为放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。 （1）如果将10 mol N2和足量H2混合，使其充分反应，放出的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)920 kJ。该反应中与反应有关的氨气的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”)与反应有关的氮气和氢气的总能量。 （2）实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH3 ①用N2表示的化学反应速率为 mol/L·min。 ②一定条件下，能说明该反应进行到最大限度的是 (填序号)。 a．N2的转化率达到最大值 b．N2、H2和NH3的体积分数之比为1：3：2 c．体系内气体的密度保持不变 d．体系内各物质的浓度保持不变 4．化学反应中的能量变化 点拨：能量转化多种多样，原电池——化学能转电能；电解池——电能转化学能；放热反应——化学能转热能；吸热反应——热能转化学能；太阳能电池——光能转电能。 【例题】中国科学家提出了“液态阳光”概念，利用太阳能将CO2和H2O转化为液态醇类燃料，其物质和能量转化路径如图所示，下列说法错误的是 A．CO2属于共价化合物 B．该过程中能量转化的形式有：太阳能→化学能→电能 C．太阳能属于不可再生能源 D．液态阳光技术为化石燃料枯竭的未来提供了一种可能的能源解决方案 5．原电池的原理 点拨：原电池是自发的进行氧化还原反应。我们可以根据两电极的活性确定物质的氧化性和还原性，以此确定电池的正极和负极。寻找那个自发进行氧化还原的方程式，根据其特点书写电极反应方程式。 【例题】根据原电池原理，人们研制出了性能各异的化学电池。回答下列问题： （1）某原电池装置示意图如图。 ①电池工作时电子从 (填“Zn”或“Cu”)极经导线流向 极，硫酸铜溶液浓度逐渐 (填“变大”或“变小”)。 ②Cu片上发生的电极反应为 。 ③若该电池中两电极最初的总质量为，工作一段时间后，取出锌片和铜片洗净干燥后称重，总质量为，此时铜电极增重 g，该反应转移的电子的物质的量为 mol。 （2）如图为电池的原理结构示意图，这种电池可用作水下动力电源。该电池反应的化学方程式为。该电池的正极反应式为 。 （3）纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电池的隔膜总反应式为。 ①该电池放电时，正极反应式为 。 ②放电时每转移电子，正极被还原的物质的质量为 。 6． 原电池的应用 点拨：根据原电池的基本原理，正确书写电极方程式，尤其要注意讨论产生的离子与电解质溶液环境中的离子是否共存。在计算的过程中核心要点是电极两端得失电子数目相等，以此为桥梁进行相关计算。 【例题】人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。 （1）铅酸蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，负极电极反应式为： 。工作后，铅酸蓄电池里电解质溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”) （2）FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为： 。当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的质量为： g。 （3）燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置：将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入氧气的一极是原电池的 极，该极的电极反应式是 。 7． 反应速率的计算 点拨：固体的浓度为单位“1”，因此不能用固体来表示化学反应速率。 【例题】一定条件下铁可以和发生反应：。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体，反应过程中气体和气体的浓度与时间的关系如图所示。 （1）时，正、逆反应速率的大小关系为 填“”“”或“”。 （2）内，的平均反应速率 。 （3）下列条件的改变能减慢其反应速率的是 。 ①降低温度 减小铁粉的质量 保持压强不变，充入使容器的容积增大 保持容积不变，充入便体系压强增大 8． 影响化学反应速率的因素 点拨：注意压强的改变需要与反应物的浓度相结合，根据反应物的浓度改变来判断速率改变。 【例题】在的反应中，现采取下列措施：①缩小体积；②增加碳的量；③恒容下通入；④恒容下充入；⑤恒压下充入能够使反应速率增大的措施是 A．①④ B．②③⑤ C．①③ D．①②④ 9． 化学平衡的特征与标志 点拨：平衡判定需要根据速率来判定，即正反应速率等于逆反应速率则反应达平衡；也可以根据其他条件的“变与不变”来判定——即在移动过程中物理量的变化情况来判定。 【例题】下列标志可表明对应反应一定达到平衡状态的是 选项 反应条件 可逆反应 标志 A 恒温恒容 混合气体的平均相对分子质量不变 B 恒温恒压 C 恒温恒容 在混合气体中的百分含量不变 D 恒温恒容 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第6章 化学反应与能量 01 思维导图 02 考点速记 第一节 化学反应与能量变化 一、吸热反应与放热反应 1．实验探究 （1）镁条和稀盐酸的反应 ①实验现象：有 气泡 产生；用温度计测量，温度计示数 升高 ②化学方程式： Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑ ③实验结论：该反应产生气体，释放热量 （2）Ba（OH）2·8H2O和氯化铵反应 ①实验现象：闻到刺激性气味，烧杯壁发凉，木片与烧杯黏在一起，混合物呈糊状 ②化学方程式： Ba（OH）2·8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3↑+10H2O ③实验结论：该反应产生NH3和H2O，吸收热量 2．放热反应 （1）概念： 释放热量 的化学反应 （2）典例 ①镁条、铝片与盐酸的反应—— 金属与酸反应 ②木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧—— 燃烧 ③氢气与氯气的化合反应等—— 大部分化合反应 3．吸热反应 （1）概念： 吸收热量 的化学反应 （2）典例 ①氢氧化钡与氯化铵的反应 ②盐酸与碳酸氢钠的反应 ③灼热的炭与二氧化碳的反应等 二、化学反应中能量变化的原因 1．化学反应中能量变化的原因——微观角度 结论：化学键的 断裂 和 形成 是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。 2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度 （1）从物质具有的能量理解两反应 ① 放热反应 ：可看成反应物所具有的化学能转化为热能释放出来。 ② 吸热反应 ：可看成热能转化为化学能被生成物所“储存”。 （2）化学反应中能量变化图示 结论：化学反应中的能量变化决定于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。 3、 人类对能源的利用 1．能源使用历史：早期以树枝杂草为主要能源，现代以煤、石油和天然气为主要能源。 2．化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题 （1）储量有限，短期内不可再生。 （2）煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。 3．节能减排的措施 （1）燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。 （2）能量利用阶段提高能源的利用率。 （3）开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。 4、 化学能转化为电能 1．化学能间接转化为电能 （1）火力发电原理：通过化石燃料燃烧，使 化学 能转化为 热 能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。 （2）能量转换过程 ①化学能热能机械能电能 ②能量转换的关键环节是可燃物的燃烧，属于 氧化还原 反应。 （3）火力发电存在的弊端 ①使用的化石燃料属于不可再生资源； ②化石燃料的燃烧会产生大量的有害气体（如SO2、CO等）及粉尘，污染环境； ③能量经过多次转化，能量利用率低。 2．化学能直接转化为电能——原电池 （1）实验探究 实验装置 实验现象 实验结论 锌片 溶解 ，表面产生 气泡 ，铜片上 无气泡 锌与稀硫酸反应，铜与稀硫酸不反应 锌片 溶解 ，铜片上有 气泡 锌片参与反应，铜片上产生氢气 锌片 溶解 ，铜片上有 气泡 ，电流表指针偏转 该装置将 化学能 转化为 电能 （2）原电池：将 化学能 转变为 电能 的装置。 （3）工作原理（以铜-锌-稀硫酸原电池为例） 电极材料 电极名称 电子流向 电极反应式 反应类型 锌 负极 流出 Zn－2e－Zn2+ 氧化反应 铜 正极 流入 2H++2e－H2↑ 还原反应 总反应 化学方程式：Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ 离子方程式：Zn+2H+Zn2++H2↑ 5、 化学电池 1．一次电池——锌锰干电池 工作原理 负极 锌筒 锌被氧化，逐渐消耗 正极 石墨棒 二氧化锰被还原 电解质 氯化铵糊 —— 特点 放电后不能充电 便于携带，价格低 2．二次电池 3．燃料电池 6、 原电池形成条件与电极反应 1．原电池的构成条件 2．原电池工作原理 （1）反应类型：负极发生 氧化反应 ，正极发生 还原反应 。 （2）电子的移动方向：从 负极 流出，经导线流向 正极 。 （3）离子的移动方向： 阳离子 向正极移动， 阴离子 向负极移动。 （4）电流方向： 正极 → 导线 → 负极 。 3．原电池正、负极的判断 7、 原电池作用 1．加快化学反应速率 2．比较金属活泼性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 3．设计原电池 （1）依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出 氧化剂 、 还原剂 ，一般还原剂为负极材料（或在负极上被氧化），氧化剂（一般为电解质溶液中的阳离子）在正极上被还原。 （2）选择合适的材料 ①电极材料：电极材料必须 导电 。负极材料一般选择较活泼的 金属材料 ，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料；正极材料一般活泼性比负极的弱，也可以是能 导电 的非金属。 ②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极材料反应。 第二节 化学反应的速率与限度 一、化学反应速率 1．意义：衡量化学反应过程进行 快慢 的物理量。 2．表示： 用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大表示 。 3．公式：v（A）＝ 4．单位：mol·L－1·min－1 或 mol·L－1·s－1 。 二、影响化学反应速率的因素 1．方法引导－－变量控制方法 2．实验探究外界条件对化学反应速率的影响 （1）反应温度的影响 实验操作 实验现象 浸在热水里的试管中产生气泡的速率明显快于浸在冷水中的试管 实验结论 温度越高反应速率越快 （2）反应物浓度的影响 实验操作 实验现象 不加水的试管中产生气泡的速率更快 实验结论 浓度越大反应速率越快 （3）催化剂的影响 实验操作 实验现象 加入FeCl3溶液产生气泡的速率明显加快 实验结论 催化剂可以加快反应速率 3．反应因素对化学反应速率的影响（其他条件不变时，改变某一条件） 影响因素 条件变化 速率变化 催化剂 加催化剂 加快或减慢 温度 升高 加快 降低 减慢 浓度 增大 加快 减小 减慢 压强 （对有气体参加的反应） 增大（缩小容器体积） 加快 减小（增大容器体积） 减慢 三、化学反应速率意义与应用 1．正确理解化学反应速率 2．比较反应速率大小的方法：“一化”、“二转”、“三比” （1）“一化”：将不同化学反应速率的单位化为 同一 单位。 （2）“二转”：将不同物质的化学反应速率转化为 同一物质 的化学反应速率。 （3）“三比”：比较同一物质的化学反应速率的数值，其数值 越大 ，反应速率 越快 。 3．化学反应速率的有关计算 （1）“三段式”解答模板 ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程式计算。 （2）计算举例 反应 aA（g） +bB（g） cC（g） 加入量mol m n 0 转化量mol ax bx cx 剩余量mol m－ax n－bx cx ①反应速率：v（A）＝ ；v（B）＝ ；v（C）＝ 。 ②反应物转化率α（A）＝ ×100% 。α（B）＝ ×100% 四、化学反应的限度 1．可逆反应的特点 （1）概念：相同条件下正逆反应 同时 进行的反应 （2）特点：反应不能进行到底，存在反应限度，反应物与产物共存。 2．化学平衡的建立 （1）过程 项目 浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度最大 v正最大 v正＞v逆 生成物浓度最小 v逆最小 变化 反应物浓度减小 v正减小 v正＞v逆 生成物浓度增大 v逆增大 平衡 反应物浓度不变 v正不变 v正＝v逆 生成物浓度不变 v逆不变 （2）图像 3．化学平衡状态 （1）前提：一定条件（温度、浓度、压强） （2）特点 ① 正反应速率 和 逆反应速率 相等 ②反应物和生成物的 浓度 不再改变 ③达到一种表面静止的 动态 平衡状态 （3）限度：化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度。 （4）变化：条件改变，化学平衡状态发生变化 五、化学反应条件的控制 1．化学反应条件的控制 2．合成氨反应条件的控制 （1）合成氨反应条件和氨的产率关系 ①低温时，氨的产率高 ②高压时，氨的产率高 （2）合成氨反应条件的选择 从速率角度考虑 从氨的产率角度考虑 温度 高温 低温 压强 高压 高压 实际选择 400~500℃ 10~30MPa 3．提高燃料的燃烧效率 （1）燃料燃烧的条件 ①燃料与适当过量的空气或氧气接触 ②温度达到燃料的着火点 （2）提高燃料的燃烧效率的措施 ①增大燃料与空气的接触面积（如粉碎、气化等） ②通入适当过量的空气或氧气 ③炉膛材料选用导热性差的物质 ④烟道废气中的热量回收利用 03 素养提升 ◆判断正误 1、 判断下列说法的正误，并说明原因。 说法 正误及解释 1 石灰石在高温下分解，属于吸热反应 正确。石灰石高温分解是吸热反应 。 2 已知2SO2+O22SO3为放热反应，故不必加热就可发生 错误。 与反应条件无关，放热反应，可能需要加热才能发生。 3 风力发电是化学能转变为电能。 错误。风力发电是把风能转化为电能。 4 将煤转化为煤粉再燃烧，可以从根本上杜绝碳排放。 错误。将煤转化为煤粉再燃烧，仍然会产生二氧化碳，不能从根本上杜绝碳排放。 5 氢气在氯气中燃烧为放热反应，断开Cl－Cl键放出能量。 错误。化学键断裂吸收能量， 6 盐酸和碳酸氢钠溶液反应，既属于吸热反应又属于离子反应。 正确。 盐酸和碳酸氢钠溶液反应属于吸热反应，又属于离子反应。 7 食盐溶于水中，会显著放热。 错误 。NaCl溶于水热效应不明显。 8 玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能。 错误。玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，但不能传导离子。 9 铅蓄电池，负极电极反应式：Pb－2e－+SO42－＝PbSO4 正确。考虑产生的Pb2+与溶液中的SO42-不共存。 10 在密闭容器中进行的反应C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g），增加C（s）的量速率不变。 正确。 纯固体的浓度为单位“1”.增加碳的量不会改变碳单质的浓度。 11 某化学反应速率为0.5mol/（L·s）是指该反应在1s时某物质的浓度为0.5mol/L。 错误 。化学反应速率为平均速率，则化学反应速率为0.5mol/（L•s）是指1s内该物质的浓度变化量为0.5mol/L。 12 “冰墩墩”制作材料生产过程中添加抗老化助剂，此做法与化学反应速率无关。 错误。材料老化过程是化学反应过程，材料生产过程中添加抗老化助剂是为了减缓材料老化速率。 二、判断下列说法的正误，并说明原因： 说法 正误及解释或改正 1 添加调味剂，其使用目的与反应速率有关。 错误。调味剂：增加食品的味道，与反应速率无关。 2 工业上合成氨反应为N2（g）+3H2（g）2NH3（g）温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好。 错误 。温度越高反应速率越快，但温度过高会消耗更多的燃料，同时会影响平衡的移动使转化率减小影响产率。因此实际生产中的温度不是越高越好 3 合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短到达平衡的时间。 正确。压强越大，氨的产率越高，反应物的转化率越高，同时，压强越高，化学反应速率越快，到达平衡的时间越短 4 提高燃料燃烧效率，空气量越多越好。 错误。空气的量要适当，因空气量过多，会带走一部分热量。 5 在实验室中模拟H2（g）+I2（g）2HI（g）时，控制反应条件不变，将一定量的氢气和碘蒸气充入恒容密闭容器中，反应一段时间后，容器中的压强不再变化，反应达平衡。 错误。由于反应前后气体的系数和相等，故在恒温恒容的密闭容器中，气体的压强始终保持不变，故容器中的压强不再变化不能作为判断平衡的标志。 【易错集锦】 1. 误将反应条件与吸、放热反应有关。 点拨：反应条件与反应是吸热反应还是放热反应没有关系。 【例题】下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是 A．加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应 B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．一定条件下进行的化学反应，只能将化学能转化为热能 D．将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌，反应放出热量 【答案】B 【解析】A．放热反应有的也需要加热才能发生，如煤炭的燃烧，即加热条件下进行的化学反应不一定是吸热反应，A错误； B．化学变化中一定有新物质生成，则一定有化学键的断裂和生成，断裂化学键吸收能量、成键释放能量，则化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，B正确； C．一定条件下进行的化学反应，可以将化学能转化成光能、热能或电能等，还可能是热能转化为化学能，C错误； D．将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌，反应吸收热量，D错误； 答案选B。 2. 误认为稳定性与总能量成正比 点拨：物质的稳定性与总量能成反比。总能量越高越不稳定，总能量越低越稳定。 【例题】一定温度下，的氯化、溴化反应势能图及一段时间后产物的选择性如图，图中所有物质均为气态，下列叙述错误的是 A．、 B． C．的键能比的键能大 D．稳定性： 【答案】B 【分析】由图示可得①CH3CH2CH3+Cl‧→CH3CH2CH2‧+HCl对应图上、②CH3CH2CH3+Cl‧→‧CH(CH3)2+HCl对应图上、③CH3CH2CH3+Br‧→CH3CH2CH2‧+HBr对应图上、④ CH3CH2CH3+ Br ‧→‧CH(CH3)2+HBr对应图上。 【解析】A．图像显示对应的反应中反应物总能量高于生成物种总能量，为放热反应，所以，对应的反应中反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，所以，故A正确；     B．由盖斯定律，反应①+反应④=反应②+反应③，即，故B错误； C．氯元素的非金属性强于溴元素，氯化氢比溴化氢稳定，键能越高越稳定，因此的键能比的键能大，故C正确；     D．由反应过程-能量图可知，的能量低于，能量越低越稳定，所以稳定性：，故D正确； 故答案为：B。 3. 误认为化学平衡能完全转化 点拨：化学平衡是有限度的，生成物不能完全转化。 【例题】工业合成氨反应N2(气)+3H2(气)2NH3(气)⊿H=-92KJ/moL，为放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。 （1）如果将10 mol N2和足量H2混合，使其充分反应，放出的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)920 kJ。该反应中与反应有关的氨气的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”)与反应有关的氮气和氢气的总能量。 （2）实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH3 ①用N2表示的化学反应速率为 mol/L·min。 ②一定条件下，能说明该反应进行到最大限度的是 (填序号)。 a．N2的转化率达到最大值 b．N2、H2和NH3的体积分数之比为1：3：2 c．体系内气体的密度保持不变 d．体系内各物质的浓度保持不变 【答案】（1）小于 小于 （2）0.25 ad 【解析】（1）根据N2(气)+3H2(气)2NH3(气)⊿H=-92KJ/moL，可知生成2mol氨气放出92 kJ的能量，N2(气)+3H2(气)2NH3(气)反应可逆，将10 mol N2和足量H2混合，使其充分反应，生成氨气的物质的量小于20mol，放出的热量小于920 kJ。正反应放热，该反应中与反应有关的氨气的总能量小于与反应有关的氮气和氢气的总能量。 （2）①10 min后，生成10 mol NH3，则反应消耗5mol氮气，用N2表示的化学反应速率为 mol/L·min。 ②a．N2的转化率达到最大值，说明该反应进行到最大限度，故选a； b．N2、H2和NH3的体积分数之比为1：3：2，不能判断浓度是否还发生改变，不能说明该反应进行到最大限度，故不选b； c．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，体系内气体的密度保持不变，不能说明该反应进行到最大限度故，故不选c； d．体系内各物质的浓度保持不变，说明反应进行到最大限度故，故选d； 选ad。 4．化学反应中的能量变化 点拨：能量转化多种多样，原电池——化学能转电能；电解池——电能转化学能；放热反应——化学能转热能；吸热反应——热能转化学能；太阳能电池——光能转电能。 【例题】中国科学家提出了“液态阳光”概念，利用太阳能将CO2和H2O转化为液态醇类燃料，其物质和能量转化路径如图所示，下列说法错误的是 A．CO2属于共价化合物 B．该过程中能量转化的形式有：太阳能→化学能→电能 C．太阳能属于不可再生能源 D．液态阳光技术为化石燃料枯竭的未来提供了一种可能的能源解决方案 【答案】C 【解析】A．二氧化碳是只含有共价键的共价化合物，故A正确； B．由图可知，该过程中能量转化的形式有：太阳能→化学能→电能，故B正确； C．太阳能可从自然界不断获得，属可再生能源，故C错误； D．液态阳光技术提供了一种新的能源方案，为化石燃料枯竭的未来提供了一种可能的能源解决途径，故D正确； 故选C。 5．原电池的原理 点拨：原电池是自发的进行氧化还原反应。我们可以根据两电极的活性确定物质的氧化性和还原性，以此确定电池的正极和负极。寻找那个自发进行氧化还原的方程式，根据其特点书写电极反应方程式。 【例题】根据原电池原理，人们研制出了性能各异的化学电池。回答下列问题： （1）某原电池装置示意图如图。 ①电池工作时电子从 (填“Zn”或“Cu”)极经导线流向 极，硫酸铜溶液浓度逐渐 (填“变大”或“变小”)。 ②Cu片上发生的电极反应为 。 ③若该电池中两电极最初的总质量为，工作一段时间后，取出锌片和铜片洗净干燥后称重，总质量为，此时铜电极增重 g，该反应转移的电子的物质的量为 mol。 （2）如图为电池的原理结构示意图，这种电池可用作水下动力电源。该电池反应的化学方程式为。该电池的正极反应式为 。 （3）纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电池的隔膜总反应式为。 ①该电池放电时，正极反应式为 。 ②放电时每转移电子，正极被还原的物质的质量为 。 【答案】（1）Zn Cu 变小 Cu2++2e-=Cu 128 4 （2）3AgO+6e-+3H2O=3Ag+6OH-或AgO+2e-+H2O=Ag+2OH- （3）或 396 【解析】（1）①该电池中发生反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，Zn失去电子，作负极，Cu作正极，则电池工作时电子从Zn极经导线流向Cu；CuSO4参与反应，则硫酸铜溶液浓度逐渐变小。 ②Cu片为正极，发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu。 ③设铜电极增重xg， 解得x=128g；n(Cu)=，根据元素化合价变化可知，2molCu2+转化为2molCu转移4mol电子。 （2）结合该电池反应的化学方程式可知，该电池的正极反应式为3AgO+6e-+3H2O=3Ag+6OH-或AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-。 （3）①根据总反应式可知，该电池放电时，正极反应式为或。 ②根据正极反应式可知，放电时每转移电子，正极被还原的物质K2FeO4的物质的量为2mol，其质量为2mol×198g/mol=396g。 6． 原电池的应用 点拨：根据原电池的基本原理，正确书写电极方程式，尤其要注意讨论产生的离子与电解质溶液环境中的离子是否共存。在计算的过程中核心要点是电极两端得失电子数目相等，以此为桥梁进行相关计算。 【例题】人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。 （1）铅酸蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，负极电极反应式为： 。工作后，铅酸蓄电池里电解质溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”) （2）FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为： 。当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的质量为： g。 （3）燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置：将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入氧气的一极是原电池的 极，该极的电极反应式是 。 【答案】（1）Pb−2e−+=PbSO4 变大 （2）Cu 6.4g （3）正极 O2+4e-+2H2O=4OH- 【解析】（1）根据题干中所给放电的电池反应，Pb化合价升高生成PbSO4，失电子，为负极，电极反应式为Pb−2e−+=PbSO4，PbO2得电子也生成PbSO4，为正极，电极反应式为PbO2+2e−++4H+=PbSO4+H2O；故H+不断被消耗，铅酸蓄电池里电解质溶液的pH变大； （2）Cu失电子，为负极，发生电极反应Cu−2e−=Cu2+，故负极材料为Cu；根据负极反应式Cu−2e−=Cu2+，每失2mol电子有1molCu参与反应，故当线路中转移0.2mol电子时，被腐蚀铜的物质的量为0.1mol，质量为6.4g； （3）反应中甲烷被氧气氧化，失电子，故通入甲烷气体的一极是原电池的负极，通入氧气的电极为正极，由于电解质溶液为KOH，则正极的反应为O2+4e-+2H2O=4OH-； 7． 反应速率的计算 点拨：固体的浓度为单位“1”，因此不能用固体来表示化学反应速率。 【例题】一定条件下铁可以和发生反应：。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体，反应过程中气体和气体的浓度与时间的关系如图所示。 （1）时，正、逆反应速率的大小关系为 填“”“”或“”。 （2）内，的平均反应速率 。 （3）下列条件的改变能减慢其反应速率的是 。 ①降低温度 减小铁粉的质量 保持压强不变，充入使容器的容积增大 保持容积不变，充入便体系压强增大 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1），浓度在不断减少，浓度在不断增加，即的消耗速率大于生成速率，所以v(正)v(逆)； （2）内，的平均反应速率； （3）降低温度，能够减慢化学反应速率，故选； 铁粉为固体，减少铁粉的质量，不会影响化学反应速率，故不选； 保持压强不变，充入，容器的体积变大，各组分浓度减小，化学反应速率减慢，故选； 保持体积不变，充入使压强增大，反应体系内的各组分浓度不改变，化学反应速率不变，故不选； 故答案为：； 8． 影响化学反应速率的因素 点拨：注意压强的改变需要与反应物的浓度相结合，根据反应物的浓度改变来判断速率改变。 【例题】在的反应中，现采取下列措施：①缩小体积；②增加碳的量；③恒容下通入；④恒容下充入；⑤恒压下充入能够使反应速率增大的措施是 A．①④ B．②③⑤ C．①③ D．①②④ 【答案】C 【解析】①缩小体积，增大压强，有气体参加反应，则反应速率加快，①符合； ②C为纯固体，增加碳的量，反应速率不变，②不符合； ③恒容下通入CO2，浓度增大，反应速率加快，③符合； ④恒容下充入N2，反应体系中物质的浓度不变，反应速率不变，④不符合； ⑤恒压下充入N2，反应体系的分压减小，反应速率减小，⑤不符合； 能够使反应速率增大的措施是①③，故答案选C。 9． 化学平衡的特征与标志 点拨：平衡判定需要根据速率来判定，即正反应速率等于逆反应速率则反应达平衡；也可以根据其他条件的“变与不变”来判定——即在移动过程中物理量的变化情况来判定。 【例题】下列标志可表明对应反应一定达到平衡状态的是 选项 反应条件 可逆反应 标志 A 恒温恒容 混合气体的平均相对分子质量不变 B 恒温恒压 C 恒温恒容 在混合气体中的百分含量不变 D 恒温恒容 【答案】A 【解析】A．混合气体的总质量不变，总物质的量发生变化，混合气体的平均相对分子质量是变量，所以当其不变时，反应一定达平衡状态，A符合题意； B．平衡时c(NO2)、c(N2O4)与起始加入量有关，所以c(NO2)=2c(N2O4)时，无法判断正逆反应速率是否相等，反应不一定达平衡状态，B不符合题意； C．NH2COONH4分解所得NH3与CO2的物质的量之比为定值，NH3的百分含量始终不变，所以NH3的百分含量不变时，反应不一定达平衡状态，C不符合题意； D．不同物质的反应速率之比等于系数比，则当时，才能说明反应达平衡状态，D不符合题意； 故选A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$