高中化学 专题1 化学反应与能量变化课件 苏教版选修4
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第三十一页，共31页。
专
归纳·整合(zhěnɡ
题
hé)·串联
复
习
方
考点一
案 (fā ng àn) 与
整合·迁移 (qiānyí)·
发散
考点二 考点三 考四
全
优
检测·发现·闯关
评
估
第一页，共31页。
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结合热化学方程式的正误判断(pànduàn)考查反应热、标 准燃烧热是该类知识的常见题型，同时将反应热与能源、高科 技及生活相联系是高考考查的热点，因此，要立足基础，准确 把握反应热、标准燃烧热的概念、热化学方程式的书写原则。
第十六页，共31页。
解析：根据盖斯定律，将题中所给的两个热化学方程 式相加可得所求反应，反应的 ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1。 答案：a＋b
第十七页，共31页。
4．(2012·重庆高考)肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反 应的能量变化如图所示。已知断裂 1 mol 化学键所需的能量 (kJ)：N≡N 为 942、O＝O 为 500、N—N 为 154，则断裂 1 mol N—H 键所需的能量(kJ)是( )
第二十四页，共31页。
7.(2012·安徽高考)某兴趣小组设计如下图所示的微型实验装 置。实验时，先断开 K2，闭合 K1，两极均有气泡产生；一 段时间后，断开 K1，闭合 K2，发现电流表 A 指针偏转。 下列有关描述正确的是( )
第二十五页，共31页。
A．断开 K2，闭合 K1 时，总反应的离子方程式为： 2H＋＋2Cl－通电,Cl2↑＋H2↑
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[考题印证(yìnzhèng)]
1．(2011·上海高考)根据碘与氢气反应的热化学方程式
(ⅰ)I2(g)＋H2(g)
2HI(g) ΔH＝－9.48 kJ
(ⅱ)I2(s)＋H2(g)
2HI(g) ΔH＝＋26.48 kJ
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下列判断(pànduàn)正确的是 () A．254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反应放热9.48 kJ B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ C．反应(ⅰ)的产物比反应(ⅱ)的产物稳定 D．反应(ⅱ)的反应物总能量比反应(ⅰ)的反应物总能量低
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电化学知识是高考命题的热点之一，近几年高考中呈上 升趋势(qūshì)，主要考查形式有两类：
一是以传统形式考查原电池、电解池的工作原理及应用， 二是以高科技或新型电池为背景考查原电池与电解池的工作 原理，但不论哪种形式考查，主要考查点有：正、负极(或阴、 阳极)材料及电极反应、微粒移动方向、电极上有关现象、产 物判断等。
B．断开 K2，闭合 K1 时，石墨电极附近溶液变红 C．断开 K1，闭合 K2 时，铜电极上的电极反应式为：
Cl2＋2e－===2Cl－ D．断开 K1，闭合 K2 时，石墨电极作正极
第二十六页，共31页。
解析：断开 K2，闭合 K1 时，该装置为电解池，由两极均有气 泡产生可知铜电极为阴极，总反应的离子方程式为 2Cl－＋ 2H2O=电==解==Cl2＋H2＋2OH－，A 项错；由此可知铜电极附近溶 液中因有 OH－生成，溶液变红色，B 项错；断开 K1，闭合 K2 时，装置为原电池，铜极上产生的氢气发生氧化反应，电极反 应式为 H2－2e－＋2OH－===2H2O，C 项错；由此可知铜电极为 负极，石墨电极为正极，故 D 项正确。
第十页，共31页。
解析：反应是可逆反应，反应物不能完全转化；ⅰ式减ⅱ式可 得1 mol气态碘转化为1 mol固态碘放出35.96 kJ的热量；反应 (ⅰ)、(ⅱ)产物相同其稳定性相同；等物质(wùzhì)的量的物质 (wùzhì)固态时能量较低，气态时能量较高，D选项正确。 答案：D
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(2)(2012·海南高考节选)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂 N2O4 反应生成 N2 和水蒸气。 已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4 (l) ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1 ②N2H4(l)＋O2(g)=== N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1 写出肼和 N2O4 反应的热化学方程式_____________________ _________________________。
A．194 C．516
B．391 D．658
第十八页，共31页。
解析：根据图示，可得如下热化学反应方程式：N2H4(g) ＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)；ΔH1＝－534 kJ/mol ①；2N(g) ＋ 4H(g) ＋ 2O(g)= = = N2(g) ＋ 2H2O(g) ； ΔH2＝ － 2 752 kJ/mol② 。 根 据 盖 斯 定 律 ， ① － ② 有 ： N2H4(g) ＋ O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)；ΔH3＝＋2 218 kJ/mol， 设断裂 1 mol N—H 键所需的能量为 x kJ，则有 4x kJ＋154 kJ＋500 kJ＝2 218 kJ，解得 x＝391，故断裂 1 mol N—H 键所需的能量为 391 kJ。 答案：B
的氧化作用引起的
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解析：图 a 中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧 气接触少，腐蚀程度较轻， 选项 A 错误；图 b 中开关置于 M 时，Cu－Zn 合金作负极，由 M 改置于 N 时，Cu－Zn 合金 作正极，腐蚀速率减小，选项 B 正确；图 c 中接通开关时 Zn 作负极，腐蚀速率增大，但氢气在 Pt 极上放出，选项 C 错误； 图 d 中 Zn－MnO2 干电池自放电腐蚀主要是由 Zn 的氧化反 应引起的，选项 D 错误。 答案：B
第十四页，共31页。
有关反应热的简单计算，特别是应用热化学方程式及盖斯定 律进行计算是高考的热点，同时要关注与新能源结合的题目。运 用盖斯定律时要注意以下几点：
(1)热化学方程式如何(rúhé)变化，则反应热ΔH也相应变化， 即热化学方程式加、减、乘、除时，ΔH也要进行相应的加、减、 乘、除运算。
第十三页，共31页。
解析：(1)写出两个热化学方程式： CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－802.3 kJ·mol－1 ① CH4(g) ＋ CaSO4(s)===CaS(s) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g) ； ΔH ＝ ＋ 160.1 kJ·mol－1 ② ①－②得：CaS(s)＋2O2(g)===CaSO4(s)；ΔH＝－962.4 kJ·mol－1。 (2)方程式可由 2×②－①得到，所以 ΔH＝2ΔH2－ΔH1。 答案：(1)CaS(s)＋2O2(g)===CaSO4(s)；ΔH＝－962.4 kJ/mol (2)2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 048.9 kJ/mol
第二十九页，共31页。
A．图 a 中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图 b 中，开关由 M 改置于 N 时，Cu－Zn 合金的腐蚀
速率减小 C．图 c 中，接通开关时 Zn 腐蚀速率增大，Zn 上放出气
体的速率也增大 D．图 d 中，Zn－MnO2 干电池自放电腐蚀主要是由 MnO2
(2)正、逆反应的反应热大小相等，符号相反。
第十五页，共31页。
[考题(kǎo tí)印证]
3．(2012·江苏高考节选)真空碳热还原－氯化法可实现由铝土 矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下： Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1 3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g) ΔH＝b kJ·mol－1 反应 Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的 ΔH＝________ kJ·mol－1(用含 a、b 的代数式表示)。
O2===CH3COOH＋H2O D．正极上发生的反应是：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
第二十一页，共31页。
解析：电解质溶液中阳离子应向正极移动，A 项错误； 酸性溶 液中，正极电极反应 式为 O2＋ 4e－＋ 4H＋ ===2H2O，D 项错误；结合正极反应式，转移 0.4 mol 电子时，消耗 O2 0.1 mol，其在标准状况下的体积为 2.24 L，B 项错误；C 项符合题目要求，正确。 答案：C
答案：D
第二十七页，共31页。
该知识点比较简单，一般不单独设题，常与电解精炼、电镀 等电解池知识及原电池知识结合考查。近年来对金属电化学防护 的考查有所增强(zēngqiáng)，复习时应加以重视。
第二十八页，共31页。
[考题(kǎo tí)印证]
8．(2012·山东高考)下列与金属腐蚀有关的说法正确的 是( )
第二十二页，共31页。
6．(2012·福建高考)将下图所示实验装置的 K 闭合，下列判 断正确的是( ) A．Cu 电极上发生还原反应 B．电子沿 Zn→a→b→Cu 路径 流动 C．片刻后甲池中 c(SO24－)增大 D．片刻后可观察到滤纸 b 点变 红色
第二十三页，共31页。
解析：选项 A，铜电极为原电池的正极，发生还原反应， A 正确；选项 B，在溶液中，发生移动的不是电子，B 错 误；选项 C，甲池中 c(SO24－)不变，C 错误；选项 D，在 b 电极，OH－放电，溶液显酸性，b 点不变色，D 错误。 答案：A
2．(1)(2012·四川高考改编)已知 1 mol CH4 在与 CaSO4(s)完全反 应生成 CaS、CO2 和气态水时吸热 160.1 kJ，1 mol CH4 在氧 气中完全燃烧生成气态水时放热 802.3 kJ。写出 CaS(s)与 O2 反 应 生 成 CaSO4(s) 的 热 化 学 方 程 式 ： _________________________________________________。
第二十页，共31页。
[考题(kǎo tí)印证] 5．(2012·四川高考)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测
仪，负极上的反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH ＋4H＋。下列有关说法正确的是( ) A．检测时，电解质溶液中的 H＋向负极移动 B．若有 0.4 mol 电子转移，则在标准状况下消耗 4.48 L 氧气 C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋
专
归纳·整合(zhěnɡ
题
hé)·串联
复
习
方
考点一
案 (fā ng àn) 与
整合·迁移 (qiānyí)·
发散
考点二 考点三 考四
全
优
检测·发现·闯关
评
估
第一页，共31页。
第二页，共31页。
第三页，共31页。
第四页，共31页。
第五页，共31页。
第六页，共31页。
第七页，共31页。
结合热化学方程式的正误判断(pànduàn)考查反应热、标 准燃烧热是该类知识的常见题型，同时将反应热与能源、高科 技及生活相联系是高考考查的热点，因此，要立足基础，准确 把握反应热、标准燃烧热的概念、热化学方程式的书写原则。
第十六页，共31页。
解析：根据盖斯定律，将题中所给的两个热化学方程 式相加可得所求反应，反应的 ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1。 答案：a＋b
第十七页，共31页。
4．(2012·重庆高考)肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反 应的能量变化如图所示。已知断裂 1 mol 化学键所需的能量 (kJ)：N≡N 为 942、O＝O 为 500、N—N 为 154，则断裂 1 mol N—H 键所需的能量(kJ)是( )
第二十四页，共31页。
7.(2012·安徽高考)某兴趣小组设计如下图所示的微型实验装 置。实验时，先断开 K2，闭合 K1，两极均有气泡产生；一 段时间后，断开 K1，闭合 K2，发现电流表 A 指针偏转。 下列有关描述正确的是( )
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A．断开 K2，闭合 K1 时，总反应的离子方程式为： 2H＋＋2Cl－通电,Cl2↑＋H2↑
第八页，共31页。
[考题印证(yìnzhèng)]
1．(2011·上海高考)根据碘与氢气反应的热化学方程式
(ⅰ)I2(g)＋H2(g)
2HI(g) ΔH＝－9.48 kJ
(ⅱ)I2(s)＋H2(g)
2HI(g) ΔH＝＋26.48 kJ
第九页，共31页。
下列判断(pànduàn)正确的是 () A．254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反应放热9.48 kJ B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ C．反应(ⅰ)的产物比反应(ⅱ)的产物稳定 D．反应(ⅱ)的反应物总能量比反应(ⅰ)的反应物总能量低
第十九页，共31页。
电化学知识是高考命题的热点之一，近几年高考中呈上 升趋势(qūshì)，主要考查形式有两类：
一是以传统形式考查原电池、电解池的工作原理及应用， 二是以高科技或新型电池为背景考查原电池与电解池的工作 原理，但不论哪种形式考查，主要考查点有：正、负极(或阴、 阳极)材料及电极反应、微粒移动方向、电极上有关现象、产 物判断等。
B．断开 K2，闭合 K1 时，石墨电极附近溶液变红 C．断开 K1，闭合 K2 时，铜电极上的电极反应式为：
Cl2＋2e－===2Cl－ D．断开 K1，闭合 K2 时，石墨电极作正极
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解析：断开 K2，闭合 K1 时，该装置为电解池，由两极均有气 泡产生可知铜电极为阴极，总反应的离子方程式为 2Cl－＋ 2H2O=电==解==Cl2＋H2＋2OH－，A 项错；由此可知铜电极附近溶 液中因有 OH－生成，溶液变红色，B 项错；断开 K1，闭合 K2 时，装置为原电池，铜极上产生的氢气发生氧化反应，电极反 应式为 H2－2e－＋2OH－===2H2O，C 项错；由此可知铜电极为 负极，石墨电极为正极，故 D 项正确。
第十页，共31页。
解析：反应是可逆反应，反应物不能完全转化；ⅰ式减ⅱ式可 得1 mol气态碘转化为1 mol固态碘放出35.96 kJ的热量；反应 (ⅰ)、(ⅱ)产物相同其稳定性相同；等物质(wùzhì)的量的物质 (wùzhì)固态时能量较低，气态时能量较高，D选项正确。 答案：D
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第十二页，共31页。
(2)(2012·海南高考节选)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂 N2O4 反应生成 N2 和水蒸气。 已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4 (l) ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1 ②N2H4(l)＋O2(g)=== N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1 写出肼和 N2O4 反应的热化学方程式_____________________ _________________________。
A．194 C．516
B．391 D．658
第十八页，共31页。
解析：根据图示，可得如下热化学反应方程式：N2H4(g) ＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)；ΔH1＝－534 kJ/mol ①；2N(g) ＋ 4H(g) ＋ 2O(g)= = = N2(g) ＋ 2H2O(g) ； ΔH2＝ － 2 752 kJ/mol② 。 根 据 盖 斯 定 律 ， ① － ② 有 ： N2H4(g) ＋ O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)；ΔH3＝＋2 218 kJ/mol， 设断裂 1 mol N—H 键所需的能量为 x kJ，则有 4x kJ＋154 kJ＋500 kJ＝2 218 kJ，解得 x＝391，故断裂 1 mol N—H 键所需的能量为 391 kJ。 答案：B
的氧化作用引起的
第三十页，共31页。
解析：图 a 中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧 气接触少，腐蚀程度较轻， 选项 A 错误；图 b 中开关置于 M 时，Cu－Zn 合金作负极，由 M 改置于 N 时，Cu－Zn 合金 作正极，腐蚀速率减小，选项 B 正确；图 c 中接通开关时 Zn 作负极，腐蚀速率增大，但氢气在 Pt 极上放出，选项 C 错误； 图 d 中 Zn－MnO2 干电池自放电腐蚀主要是由 Zn 的氧化反 应引起的，选项 D 错误。 答案：B
第十四页，共31页。
有关反应热的简单计算，特别是应用热化学方程式及盖斯定 律进行计算是高考的热点，同时要关注与新能源结合的题目。运 用盖斯定律时要注意以下几点：
(1)热化学方程式如何(rúhé)变化，则反应热ΔH也相应变化， 即热化学方程式加、减、乘、除时，ΔH也要进行相应的加、减、 乘、除运算。
第十三页，共31页。
解析：(1)写出两个热化学方程式： CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－802.3 kJ·mol－1 ① CH4(g) ＋ CaSO4(s)===CaS(s) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g) ； ΔH ＝ ＋ 160.1 kJ·mol－1 ② ①－②得：CaS(s)＋2O2(g)===CaSO4(s)；ΔH＝－962.4 kJ·mol－1。 (2)方程式可由 2×②－①得到，所以 ΔH＝2ΔH2－ΔH1。 答案：(1)CaS(s)＋2O2(g)===CaSO4(s)；ΔH＝－962.4 kJ/mol (2)2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 048.9 kJ/mol
第二十九页，共31页。
A．图 a 中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图 b 中，开关由 M 改置于 N 时，Cu－Zn 合金的腐蚀
速率减小 C．图 c 中，接通开关时 Zn 腐蚀速率增大，Zn 上放出气
体的速率也增大 D．图 d 中，Zn－MnO2 干电池自放电腐蚀主要是由 MnO2
(2)正、逆反应的反应热大小相等，符号相反。
第十五页，共31页。
[考题(kǎo tí)印证]
3．(2012·江苏高考节选)真空碳热还原－氯化法可实现由铝土 矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下： Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1 3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g) ΔH＝b kJ·mol－1 反应 Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的 ΔH＝________ kJ·mol－1(用含 a、b 的代数式表示)。
O2===CH3COOH＋H2O D．正极上发生的反应是：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
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解析：电解质溶液中阳离子应向正极移动，A 项错误； 酸性溶 液中，正极电极反应 式为 O2＋ 4e－＋ 4H＋ ===2H2O，D 项错误；结合正极反应式，转移 0.4 mol 电子时，消耗 O2 0.1 mol，其在标准状况下的体积为 2.24 L，B 项错误；C 项符合题目要求，正确。 答案：C
答案：D
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该知识点比较简单，一般不单独设题，常与电解精炼、电镀 等电解池知识及原电池知识结合考查。近年来对金属电化学防护 的考查有所增强(zēngqiáng)，复习时应加以重视。
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[考题(kǎo tí)印证]
8．(2012·山东高考)下列与金属腐蚀有关的说法正确的 是( )
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6．(2012·福建高考)将下图所示实验装置的 K 闭合，下列判 断正确的是( ) A．Cu 电极上发生还原反应 B．电子沿 Zn→a→b→Cu 路径 流动 C．片刻后甲池中 c(SO24－)增大 D．片刻后可观察到滤纸 b 点变 红色
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解析：选项 A，铜电极为原电池的正极，发生还原反应， A 正确；选项 B，在溶液中，发生移动的不是电子，B 错 误；选项 C，甲池中 c(SO24－)不变，C 错误；选项 D，在 b 电极，OH－放电，溶液显酸性，b 点不变色，D 错误。 答案：A
2．(1)(2012·四川高考改编)已知 1 mol CH4 在与 CaSO4(s)完全反 应生成 CaS、CO2 和气态水时吸热 160.1 kJ，1 mol CH4 在氧 气中完全燃烧生成气态水时放热 802.3 kJ。写出 CaS(s)与 O2 反 应 生 成 CaSO4(s) 的 热 化 学 方 程 式 ： _________________________________________________。
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[考题(kǎo tí)印证] 5．(2012·四川高考)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测
仪，负极上的反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH ＋4H＋。下列有关说法正确的是( ) A．检测时，电解质溶液中的 H＋向负极移动 B．若有 0.4 mol 电子转移，则在标准状况下消耗 4.48 L 氧气 C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋