第6章 化学反应与能量 总结提升（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2019 不定项版）

　　　　　　　　　　　　　　　 考点一　化学能与热能 【例1】 (2024·广东卷)“极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是(　　　　　) A.“雪龙2”号破冰船极地科考：破冰过程中水发生了化学变化 B.大型液化天然气运输船成功建造：天然气液化过程中形成了新的化学键 C.嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机：燃烧时存在化学能转化为热能 D.神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验：水的电子式为HOH C　解析：破冰过程中无新物质生成，是物理变化，A错误；天然气液化的过程是气态变为液态，是物理变化，无新的化学键形成，B错误；燃烧放热，是化学能转化为热能，C正确；水是共价化合物，水中氧原子还有两个未成键电子对，其电子式为HH，D错误。 解答化学能与热能类题的方法： (1)根据图中反应物具有总能量和生成物具有总能量的相对大小判断一个反应是吸热反应还是放热反应； (2)根据物质具有能量的相对高低比较物质的稳定性，一般来说物质具有的能量越低，其稳定性越强； (3)结合吸热反应或放热反应，从微观角度分析反应过程中断键吸收能量和成键释放能量的相对大小。 1.(2023·长春高一期末)科学界已获得了气态N4分子，其结构为正四面体(如图所示)。已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ能量，断裂1 mol N≡N吸收946 kJ能量，下列说法正确的是(　　　　　) A.N4属于一种新型的化合物 B.1 mol N4(g)完全转化为N(g)的过程中释放1 002 kJ 能量 C.1 mol N4(g)完全转化为N2(g)时释放890 kJ 能量 D.N4和N2互为同素异形体，N4转化为N2属于物理变化 C　解析：N4是由氮元素组成的一种单质，A错误；1 mol N4(g)完全转化为N(g)要断裂6 mol N—N，吸收总能量为167 kJ×6＝1 002 kJ，B错误；1 mol N4(g)完全转化为N2(g)，断键吸收总能量为1 002 kJ，成键释放总能量为946 kJ×2＝1 892 kJ，则该反应放出热量为1 892 kJ－1 002 kJ＝890 kJ，C正确；N4转化为N2是化学变化，D错误。 考点二　化学能与电能 【例2】 (2024·全国甲卷)科学家使用δ­MnO2研制了一种MnO2­Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是(　　　　　) A.充电时，Zn2＋向阳极方向迁移 B.充电时，会发生反应Zn＋2MnO2===ZnMn2O4 C.放电时，正极反应有MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－ D.放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH C　解析：根据化合物中元素化合价代数和为0，MnOOH和ZnMn2O4中Mn的化合价为＋3，则MnO2发生了还原反应，该电极为正极，Zn电极为负极。充电时，Zn2＋应移向阴极(Zn)，A错误；根据价态变化，Zn＋2MnO2===ZnMn2O4为放电时的反应，B错误；MnOOH为正极放电产物，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应：MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－，C正确；放电时，Zn电极质量减少0.65 g，转移电子0.02 mol，MnO2得电子转化的产物有两种形式MnOOH和ZnMn2O4，D错误。 解答化学能与电能类题的方法： (1)分析电池总反应式或装置图示，根据物质的变化确定正极和负极及发生反应的物质：负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应； (2)基于原电池的工作原理，分析电路中电子(或电流)的流向、离子的移动方向：电子只在外电路中移动，不进入电解质溶液；离子只在内电路中移动，不进入外电路； (3)依据负极失电子的物质的量与正极得电子的物质的量相等，列出关系式进行相关计算。 2．(2024·新课标全国卷)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是(　　　　　) A.电池总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7 B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C.消耗18 mg葡萄糖，理论上a电极有0.4 mmol电子流入 D.两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a C　解析：由题中信息可知，b电极为负极，发生反应Cu2O－2e－＋2OH－===2CuO＋H2O，然后再发生C6H12O6＋2CuO===C6H12O7＋Cu2O；a电极为正极，发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，在这个过程中发生的总反应为2C6H12O6＋O2===2C6H12O7，A正确；b电极上CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸后被还原为Cu2O，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确；根据反应2C6H12O6＋O2===2C6H12O7可知，1 mol C6H12O6参加反应时转移2 mol电子，18 mg C6H12O6的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误；原电池中阳离子从负极向正极迁移，故Na＋迁移方向为b→a，D正确。 考点三　化学反应的速率与限度 【例3】 (2024·安徽卷)室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO的影响因素，测得不同条件下SeO浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样 体积/mL 纳米铁 质量/mg 水样 初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是(　　　　　) A.实验①中，0～2小时内平均反应速率v(SeO)＝2.0 mol/(L·h) B.实验③中，反应的离子方程式为2Fe＋SeO＋8H＋===2Fe3＋＋Se＋4H2O C.其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可增大反应速率 D.其他条件相同时，水样初始pH越小，SeO的去除效果越好 C　解析：v(SeO)＝＝＝2×10－5 mol/(L·h)，A错误；实验③在碱性条件下进行，离子方程式为2Fe＋SeO＋4H2O===2Fe(OH)3＋Se＋2OH－，B错误；对比实验①②，其他条件相同，①中纳米铁的质量大，反应速率更大，C正确；从图中看出，对比实验②③，②中水样初始pH更小，反应速率更大，剩余SeO更少，但是需要考虑酸性增强时，纳米铁粉与H＋直接反应，导致SeO的去除率下降，D错误。 解答化学反应速率与限度类题的方法： (1)分析题给图表信息，结合定义式(v＝)计算反应速率；分析化学方程式的特点，基于“变量控制法”分析外界条件(温度、浓度、压强、催化剂、接触面积等)对化学反应速率的影响及结果。 (2)分析反应体系的特点，看清是恒温恒容还是恒温恒压；分析化学反应的特点，看是否有非气态物质参与反应、反应前后气体化学计量数之和是否变化等，判断题给指定条件下可逆反应是否达到平衡状态。 (3)结合题给数据，计算反应物的转化率，反应开始和平衡时刻气体压强之比等，进行相关定量的计算。 3．在1 L固定容积的密闭容器中充入一定量a、b两种气体，反应过程中a、b物质的量的变化如图所示。下列说法错误的是(　　　　　) A.该反应的化学方程式为3b(g)⇌2a(g) B.图中Y、Z两点的反应速率相等 C.反应进行到t1、t2和t3时刻，反应程度最小的是t1时刻 D.图中X、Y、Z三点均为平衡点 D　解析：由图可知，b的物质的量在逐渐减小，a的物质的量在逐渐增大，则b为反应物，a为生成物，反应达到平衡时，b的物质的量的变化量为6 mol，a的物质的量的变化量为4 mol，根据a、b物质的量的变化量之比等于反应方程式化学计量数之比可知，该反应的化学方程式为3b(g)⇌2a(g)，A正确；Y点之后物质的量不再改变即为平衡点，故Y、Z两点的反应速率相等，B正确；反应正向进行，t3时刻达到平衡，t1、t2时刻未达到平衡，但t2>t1即反应程度最小的是t1时刻，C正确；X点之后物质的量还在变化，不是平衡点，Y点之后物质的量不再变化，Y、Z两点为平衡点，D错误。 [阶段质量评价(六)见P195] 学科网（北京）股份有限公司 $$