2020年高中化学第2章化学反应与能量章末核心素养整合含解析新人教版必修2.doc

章末核心素养整合◇专题1　化学键与化学反应中的能量变化1．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因(1)化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成2)化学键断裂要吸热，化学键形成要放热吸热和放热过程的热值不等就造成了热效应3)反应物与生成物的能量差若以热能形式表现，即为放热或吸热如果二者能量比较接近，则放热或吸热不明显2．吸、放热与能量的关系3．放热反应与放热过程(1)放热反应：燃烧反应、中和反应、物质的缓慢氧化、活泼金属与水或酸的反应、部分化合反应等2)放热过程：浓硫酸溶于水、生石灰溶于水、固体NaOH溶于水、新化学键的形成等4．吸热反应与吸热过程(1)吸热反应：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应、弱电解质的电离、大多数盐的分解反应、大多数氧化物的分解反应等2)吸热过程：化学键的断裂、多数铵盐溶于水等典题例证1】　在1×105 Pa和298 K时，将1 mol气态AB分子分离成气态A原子和B原子所需要的能量称为键能(kJ·mol－1)下面是一些共价键的键能(已知氨分子中有三个等价的氮氢共价键)：共价键H2分子N2分子NH3分子键能(kJ·mol－1)436945391(1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)是_________(填“吸热”或“放热”)反应。

2)在298 K时，取1 mol氮气和3 mol氢气放入一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应理论上放出或吸收的热量为Q1，Q1＝________3)实际生产中，放出或吸收的热量为Q2，Q1与Q2比较，正确的是________(填选项号)A．Q1＞Q2　　　B．Q1＜Q2　　　C．Q1＝Q2你作出此选择的原因是__________________解析　(1)化学反应的实质就是反应物化学键断裂、生成物化学键形成的过程，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量N2＋3H22NH3的反应中断裂化学键共吸收的能量为：945 kJ＋3×436 kJ＝2 253 kJ，形成化学键共放出的能量为2×3×391 kJ＝2 346 kJ，所以该反应为放热反应2)理论上放出的热量为2 346 kJ－2 253 kJ＝93 kJ3)由于该反应为可逆反应，反应达平衡时1 mol N2和3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3，因而放出的热量小于93 kJ答案　(1)放热　 (2)93 kJ　(3)A　该反应为可逆反应，在密闭容器中进行反应达到平衡时，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3，因而放出的热量小于93 kJ◇专题2　原电池的常见考查方式1．正负极的判断(1)负极的判断方法①相对活泼的电极由于本身被氧化而溶解。

②通入该电极的为还原性气体，如H2、CH4等③电子流出的一极2)正极的判断方法①溶液中的阳离子(如H＋、Cu2＋、Ag＋等)在此电极放电②溶液中溶解的O2在此电极得电子③通入该电极的为氧化性气体，如O2、Cl2等2．电池反应式的书写(1)一般原电池电极反应式的书写①首先确定电极名称②负极上电极材料本身发生氧化反应，正极上溶液中的微粒发生还原反应③根据电解质溶液确定电极反应后元素的存在形式④弱电解质、气体和难溶物均写成化学式，其余的以离子符号表示注意　电解质溶液的成分对电极产物的影响；燃料电池的电极材料本身不参与电极反应⑤根据电子守恒，使正、负极上得失电子总数相等2)可充电电池电极反应式的书写①首先要明确在可充电电池中，不管是充电还是放电，电极都参加反应，放电的是电极材料本身②要准确判定电池：正方向、逆方向反应都能发生，放电为原电池，充电为电解池③准确判定电极：原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高；原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，对应元素化合价降低④电极材料放电后的微粒或物质的存在形式与电解质溶液有关3)燃料电池电极反应式的书写首先写出总反应方程式，因为燃料电池的总反应方程式与其燃烧方程式和燃烧产物与电解质溶液反应的方程式的叠加式相同。

其次将总反应拆开，找出氧化反应物质对：还原剂——氧化产物，和还原反应物质对：氧化剂——还原产物，分别作为负极反应和正极反应，在书写时要特别注意考虑溶液的酸碱性——环境对电极反应式书写的影响，最后利用电子守恒、电荷守恒和质量守恒进行配平典题例证2】　如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置下列有关叙述正确的是(　　)A．氢氧燃料电池中OH－向b极移动B．该装置中只涉及两种形式的能量转化C．电池正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．P－型半导体连接的是电池负极解析　由图中电子移动方向可判断a为负极，b为正极，在燃料电池中，阴离子移向负极，故OH－向a极移动，A项错误；该装置中涉及化学能→电能→光能和热能等形式的能量转化，B项错误；P－型半导体连接的是电池正极，D项错误答案　C【典题例证3】　(1)下列关于充电电池、干电池的叙述合理的是(　　)①干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化　②锌锰干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器　③充电电池可以无限制地反复放电、充电　④充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行(2)铅蓄电池中，正极材料为PbO2，负极材料为Pb，放电时其负极反应式为__________________________________________________________________。

3)原电池在NaOH溶液介质中，铝为负极，其负极反应式为_______________________4)一电池反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池正极、负极和电解液是__________________________________________解析　(1)干电池可以实现化学能向电能的转化，但不能完成电能向化学能的转化；锌锰干电池长时间连续使用时因为消耗Zn且生成水，内装糊状物可能流出腐蚀电器；充电电池也有使用寿命，不可能无限制地反复放电、充电；充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行2)铅蓄电池放电时其负极反应式为：Pb＋SO －－2e－===PbSO43)原电池在NaOH溶液介质中，铝为负极，铝失去电子，且溶液呈碱性，则其负极反应式为：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O4)由电池总反应式Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu知：原电池负极是Zn，正极是比Zn不活泼的金属或C，电解液是含Cu2＋的电解质溶液答案　(1)②④(2)Pb＋SO －－2e－===PbSO4(3)Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O(4)正极为Cu或碳棒；负极为Zn；电解液是CuSO4溶液或CuCl2溶液◇专题3　守恒法在原电池中的应用电子守恒法是依据氧化还原反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等这一原则进行计算。

电子守恒法是氧化还原反应计算最基本的方法而原电池反应就是一种典型的氧化还原反应，只不过氧化反应和还原反应在负极和正极分别发生因此可以利用电子守恒法来处理原电池的有关计算具体来说就是正极得到的电子总数与负极失去的电子总数相等典题例证4】　在由铜片、锌片、200 mL稀硫酸组成的原电池中，当在铜片上放出3.36 L(标准状况)H2时，硫酸恰好用完，则：(1)产生这些气体消耗的锌的质量是多少？(2)通过导线的电子的物质的量是多少？(3)原稀硫酸的物质的量浓度是多少？ 解析　在铜、锌、稀硫酸形成的原电池中发生的电极反应为：负极：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)正极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)所以，根据电子守恒有：Zn　 ～　 2e－　～　 H2　 ～　 2H＋65 g　 　 2 mol　 　1 mol　 　2 molm(Zn)　n(e－)　　 n(H＋)解得：m(Zn)＝0.15 mol×65 g/mol＝9.75 g，n(e－)＝0.15×2 mol＝0.3 mol，n(H2SO4)＝n(H＋)＝×0.3 mol＝0.15 mol所以c(H2SO4)＝＝0.75 mol/L。

答案　(1)9.75 g　(2)0.3 mol　(3)0.75 mol/L◇专题4　判断可逆反应达到平衡状态的方法可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征：一是正反应速率和逆反应速率相等；二是反应混合物中各组分的百分含量保持不变，这两个特征就是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心依据可逆反应具备这两个特征中的任何一个，它就达到了化学平衡状态当对一个具体的可逆反应判断其是否达到化学平衡状态时，还会遇到一些与这两个主要特征相关的新问题现把一些具体方法以表格的形式加以阐述mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)状态参数特征是否达到平衡状态混合体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡②各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A，则v(正)＝v(逆)平衡②在单位时间内消耗了n mol B的同时消耗了p mol C，则v(正)＝v(逆)平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆)不一定平衡④在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D不一定平衡压强①m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定)平衡②m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定)不一定平衡混合气体的平均相对分子质量(r)①当m＋n≠p＋q时，r一定平衡②当m＋n＝p＋q时，r一定不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量的变化，当体系温度一定时(其他条件不变)平衡混合气体的密度密度一定不一定平衡其他如体系的颜色不再变化平衡【典题例证5】　在密闭容器中通入一定量的HI气体，使其在一定条件下发生反应：2HI(g) H2(g)＋I2(g)。

下列叙述中，一定属于平衡状态的是(　　)A．HI、H2、I2的浓度相等B．混合气体的颜色不再变化C．混合气体的总压强不再变化D．v(HI)∶v(H2)∶v(I2)＝2∶1∶1解析　反应体系中各物质浓度相等不一定是平衡状态，A错误；三种物质中只有I2有颜色，既然颜色不变，说明I2的量不再增多也不再减少，则一定是平衡状态，B正确；因为该反应反应前后气体总物质的量不变，所以无论是否平衡，体系总压强都不变，故C错误；在任何条件下，用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比，D错误答案　B【典题例证6】　在一个绝热的恒容密闭容器中，可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)达到平衡的标志是(　　)①v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2　②各组分的物质的量不变　③体系的压强不再发生变化　④混合气体的密度不变　⑤体系的温度不再发生变化　⑥2v正(N2)＝v逆(NH3)　⑦3 mol H—H键断裂的同时有2 mol N—H键也断裂A．①②③⑤⑥ B．②③④⑤⑥C．②③⑤⑥ D．②③④⑥⑦解析　①在化学反应过程中各物质的反应速率之比均等于相应的化学计量数之。