鲁科版高中化学选择性必修1化学反应原理精品课件 第1章 化学反应与能量转化 章末复习课
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知识整合体系构建 综合提升高考体验
知识整合体系构建
综合提升高考体验
☞考点一 盖斯定律和热化学方程式
1.(1)[2023·全国甲卷,28(1)]已知下列反应的热化学方程式: ①3O2(g)═2O3(g) ΔH1=+285 kJ·mol-1 ②2CH4(g)+O2(g)═2CH3OH(l) ΔH2=-329 kJ·mol-1 反应③CH4(g)+O3(g)═CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=_____-_3_0_7____ kJ·mol-1。 解析 分析题给的两个热化学方程式,可知反应③可由②2-①得到, 故 ΔH3=12(ΔH2-ΔH1)=12×(-329-285) kJ·mol-1=-307 kJ·mol-1。
Ⅰ.HCOOH CO+H2O(快) Ⅱ.HCOOH CO2+H2(慢) 一定条件下,反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2,则该条件下水气变换反 应的焓变ΔH=__Δ__H_2_-Δ__H_1___(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
解析 根据盖斯定律,将反应Ⅱ减去反应Ⅰ,可得水气变换反应:CO+H2O CO2+H2,故该反应的ΔH=ΔH2-ΔH1。
解析 由题中信息可知,放电时,Zn2+插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O,V2O5 发生还原反应,则放电时V2O5为正极,A正确;放电时Zn为负极,Zn2+由负极 向正极迁移,B正确;电池在放电时的总反应为
xZn+V2O5+nH2O═ZnxV2O5·nH2O,则其在充电时的总反应为 ZnxV2O5·nH2O═xZn+V2O5+nH2O,C错误;充电时阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧 化为V2O5,则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O-2xe-═xZn2++V2O5+nH2O,D 正确。
作
3.乙室Cu电极为正极:Cu2++2e-═Cu
由以上分析知,甲室Cu电极为负极,A正确;隔膜为阴离子膜,B错误;由正极、
负极反应可得电池反应:Cu2++4NH3═[Cu(NH3)4]2+,C正确;NH3扩散到乙室 会与Cu2+反应生成[Cu(NH3)4]2+,Cu2+浓度降低,Cu2+得电子能力减弱,因此 将对电池电动势产生影响,D正确。
☞考点二 一次电池
2.(2023·山东卷,11改编)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩 再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲 室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法不正确的是( B )
A.甲室Cu电极为负极 B.隔膜为阳离子膜 C.电池总反应为Cu2++4NH3═[Cu(NH3)4]2+ D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
解析 将题给热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律,由①+③-② ×2可得目标反应,故该反应的焓变ΔH=(a+c-2b) kJ·mol-1。
(3)[2023·山东卷,20(1)]一定条件下,水气变换反应CO+H2O CO2+H2的 中间产物是HCOOH。为探究该反应过程,研究HCOOH水溶液在密封石英 管中的分解反应。
而KOH浓度不变,PTFE膜不透液态水,则通过PTFE膜的水应为动能高的水
分子(透汽),C正确;电解反应为2H2O 2H2↑+O2↑,为保障KOH溶液浓度不 变,海水为电解池补水的速率应与电解生成氢气的速率相同,即为x mol·h-1,
D错误。
☞考点五 金属的腐蚀与防护
5.(2022·广东卷,11)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果,将镀 层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后,取溶液分 别实验,能说明铁片没有被腐蚀的是( D ) A.加入AgNO3溶液产生沉淀 B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现 C.加入KSCN溶液无红色出现 D.加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
解析 该装置工作时,b电极连接电源负极为阴极,电极上放出H2:2H2O+2e═H2↑+2OH-,A正确;阳极无Cl2生成,说明a电极反应为4OH--4e═O2↑+2H2O,KOH溶液浓度不变,则阳极应补充OH-,即电解池工作时,阴极 室产生的OH-通过阴离子交换膜进入阳极室,B正确;电解的本质是电解水,
☞考点四 电解原理及其应用
4.(2023·湖北卷,10)我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制 备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不 变,电解生成氢气的速率为x mol·h-1。下列说法错误的是( D )
A.b电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OHB.离子交换膜为阴离子交换膜 解池补水的速率为2x mol·h-1
☞考点三 二次电池
3.(2023·全国新课标卷,10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为 电解质溶液的电池,其示意图如下所示。放电时,Zn2+可插入V2O5层间形成 ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是( C )
A.放电时V2O5为正极 B.放电时Zn2+由负极向正极迁移 C.充电总反应:xZn+V2O5+nH2O═ZnxV2O5·nH2O D.充电阳极反应:ZnxV2O5·nH2O-2xe-═xZn2++V2O5+nH2O
解析 该装置为原电池。
信息
结论
1.通过原电池反应实现CuSO4电镀废 1.左侧有[Cu(NH3)4]2+生成,甲室Cu电
液浓缩再生 2.左侧得到再生的CuSO4溶液
极2. S为O负42- 由极乙:C室u-向2e-甲4N室H移3═动[C,u所(N以H隔3)4膜]2+
3.向甲室加入足量氨水后电池开始工 为阴离子膜
解析 氯化钠溶液中始终存在氯离子,所以加入硝酸银溶液后,不管铁片是 否被腐蚀,均会出现白色沉淀,A不符合题意;铁片发生腐蚀生成Fe2+而非 Fe3+,KI不与Fe2+反应,故加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现,不能说明铁片没 有被腐蚀,B不符合题意;KSCN溶液可检测Fe3+的存在,无法检验Fe2+的存 在,C不符合题意;K3[Fe(CN)6]溶液可与Fe2+反应生成蓝色沉淀,若无蓝色沉 淀生成,则说明铁片没有被腐蚀,D符合题意。
(2)[2023·全国乙卷,28(2)]已知下列热化学方程式: FeSO4·7H2O(s)═FeSO4(s)+7H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1 FeSO4·4H2O(s)═FeSO4(s)+4H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1 FeSO4·H2O(s)═FeSO4(s)+H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1 则FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·H2O(s)═2(FeSO4·4H2O)(s)的ΔH=___a_+__c_-2_b____ kJ·mol-1。
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☞考点一 盖斯定律和热化学方程式
1.(1)[2023·全国甲卷,28(1)]已知下列反应的热化学方程式: ①3O2(g)═2O3(g) ΔH1=+285 kJ·mol-1 ②2CH4(g)+O2(g)═2CH3OH(l) ΔH2=-329 kJ·mol-1 反应③CH4(g)+O3(g)═CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=_____-_3_0_7____ kJ·mol-1。 解析 分析题给的两个热化学方程式,可知反应③可由②2-①得到, 故 ΔH3=12(ΔH2-ΔH1)=12×(-329-285) kJ·mol-1=-307 kJ·mol-1。
Ⅰ.HCOOH CO+H2O(快) Ⅱ.HCOOH CO2+H2(慢) 一定条件下,反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2,则该条件下水气变换反 应的焓变ΔH=__Δ__H_2_-Δ__H_1___(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
解析 根据盖斯定律,将反应Ⅱ减去反应Ⅰ,可得水气变换反应:CO+H2O CO2+H2,故该反应的ΔH=ΔH2-ΔH1。
解析 由题中信息可知,放电时,Zn2+插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O,V2O5 发生还原反应,则放电时V2O5为正极,A正确;放电时Zn为负极,Zn2+由负极 向正极迁移,B正确;电池在放电时的总反应为
xZn+V2O5+nH2O═ZnxV2O5·nH2O,则其在充电时的总反应为 ZnxV2O5·nH2O═xZn+V2O5+nH2O,C错误;充电时阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧 化为V2O5,则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O-2xe-═xZn2++V2O5+nH2O,D 正确。
作
3.乙室Cu电极为正极:Cu2++2e-═Cu
由以上分析知,甲室Cu电极为负极,A正确;隔膜为阴离子膜,B错误;由正极、
负极反应可得电池反应:Cu2++4NH3═[Cu(NH3)4]2+,C正确;NH3扩散到乙室 会与Cu2+反应生成[Cu(NH3)4]2+,Cu2+浓度降低,Cu2+得电子能力减弱,因此 将对电池电动势产生影响,D正确。
☞考点二 一次电池
2.(2023·山东卷,11改编)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩 再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲 室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法不正确的是( B )
A.甲室Cu电极为负极 B.隔膜为阳离子膜 C.电池总反应为Cu2++4NH3═[Cu(NH3)4]2+ D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
解析 将题给热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律,由①+③-② ×2可得目标反应,故该反应的焓变ΔH=(a+c-2b) kJ·mol-1。
(3)[2023·山东卷,20(1)]一定条件下,水气变换反应CO+H2O CO2+H2的 中间产物是HCOOH。为探究该反应过程,研究HCOOH水溶液在密封石英 管中的分解反应。
而KOH浓度不变,PTFE膜不透液态水,则通过PTFE膜的水应为动能高的水
分子(透汽),C正确;电解反应为2H2O 2H2↑+O2↑,为保障KOH溶液浓度不 变,海水为电解池补水的速率应与电解生成氢气的速率相同,即为x mol·h-1,
D错误。
☞考点五 金属的腐蚀与防护
5.(2022·广东卷,11)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果,将镀 层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后,取溶液分 别实验,能说明铁片没有被腐蚀的是( D ) A.加入AgNO3溶液产生沉淀 B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现 C.加入KSCN溶液无红色出现 D.加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
解析 该装置工作时,b电极连接电源负极为阴极,电极上放出H2:2H2O+2e═H2↑+2OH-,A正确;阳极无Cl2生成,说明a电极反应为4OH--4e═O2↑+2H2O,KOH溶液浓度不变,则阳极应补充OH-,即电解池工作时,阴极 室产生的OH-通过阴离子交换膜进入阳极室,B正确;电解的本质是电解水,
☞考点四 电解原理及其应用
4.(2023·湖北卷,10)我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制 备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不 变,电解生成氢气的速率为x mol·h-1。下列说法错误的是( D )
A.b电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OHB.离子交换膜为阴离子交换膜 解池补水的速率为2x mol·h-1
☞考点三 二次电池
3.(2023·全国新课标卷,10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为 电解质溶液的电池,其示意图如下所示。放电时,Zn2+可插入V2O5层间形成 ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是( C )
A.放电时V2O5为正极 B.放电时Zn2+由负极向正极迁移 C.充电总反应:xZn+V2O5+nH2O═ZnxV2O5·nH2O D.充电阳极反应:ZnxV2O5·nH2O-2xe-═xZn2++V2O5+nH2O
解析 该装置为原电池。
信息
结论
1.通过原电池反应实现CuSO4电镀废 1.左侧有[Cu(NH3)4]2+生成,甲室Cu电
液浓缩再生 2.左侧得到再生的CuSO4溶液
极2. S为O负42- 由极乙:C室u-向2e-甲4N室H移3═动[C,u所(N以H隔3)4膜]2+
3.向甲室加入足量氨水后电池开始工 为阴离子膜
解析 氯化钠溶液中始终存在氯离子,所以加入硝酸银溶液后,不管铁片是 否被腐蚀,均会出现白色沉淀,A不符合题意;铁片发生腐蚀生成Fe2+而非 Fe3+,KI不与Fe2+反应,故加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现,不能说明铁片没 有被腐蚀,B不符合题意;KSCN溶液可检测Fe3+的存在,无法检验Fe2+的存 在,C不符合题意;K3[Fe(CN)6]溶液可与Fe2+反应生成蓝色沉淀,若无蓝色沉 淀生成,则说明铁片没有被腐蚀,D符合题意。
(2)[2023·全国乙卷,28(2)]已知下列热化学方程式: FeSO4·7H2O(s)═FeSO4(s)+7H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1 FeSO4·4H2O(s)═FeSO4(s)+4H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1 FeSO4·H2O(s)═FeSO4(s)+H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1 则FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·H2O(s)═2(FeSO4·4H2O)(s)的ΔH=___a_+__c_-2_b____ kJ·mol-1。