新教材高中化學第1章化學反應與能量轉(zhuǎn)化本章總結(jié)魯科版選擇性必修1

第1章化學反應與能量轉(zhuǎn)化本章總結(jié)eq\o(\s\up10(學問網(wǎng)絡建構),\s\do10(ZHISHIWANGLUOJIANGOU))

eq\o(\s\up10(熱點專題突破),\s\do10(REDIANZHUANTITUPO))一、ΔH的計算和熱化學方程式書寫1．計算ΔH的常用方法計算依據(jù)計算方法熱化學方程式熱化學方程式與數(shù)學上的方程式相像，可以移項同時變更正負號，各項的化學系數(shù)包括ΔH的數(shù)值可以同時擴大或縮小相同的倍數(shù)蓋斯定律可以將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個新的熱化學方程式化學鍵的變更ΔH＝反應物的化學鍵斷裂所汲取的總能量－反應產(chǎn)物的化學鍵形成所放出的總能量反應物和反應產(chǎn)物的總能量ΔH＝H(反應產(chǎn)物)－H(反應物)2．熱化學方程式書寫的留意事項eq\a\vs4\al([真題再現(xiàn)])1．(2024·全國卷Ⅱ節(jié)選)已知：ΔH1＝100.3kJ·mol－1①H2(g)＋I2(g)=2HI(g)ΔH2＝－11.0kJ·mol－1②對于反應：ΔH3＝________kJ·mol－1③。答案89.3解析依據(jù)蓋斯定律，反應①＋②可得反應③，則ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝100.3kJ·mol－1＋(－11.0kJ·mol－1)＝89.3kJ·mol－1。2．(2024·全國卷Ⅲ節(jié)選)Deacon干脆氧化法可按下列催化過程進行：CuCl2(s)=CuCl(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH1＝83kJ·mol－1CuCl(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH2＝－20kJ·mol－1CuO(s)＋2HCl(g)=CuCl2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－121kJ·mol－1則4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。答案－116解析由蓋斯定律可得，4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH＝2ΔH3＋2ΔH2＋2ΔH1＝(－121kJ·mol－1)×2＋(－20kJ·mol－1)×2＋(83kJ·mol－1)×2＝－116kJ·mol－1。二、可充電電池的原理及特點和化學電源中電極反應式的書寫1．可充電電池原理和特點(1)原理可充電電池屬于二次電池，是一種可反復運用的電池。當電池放電時，是一種原電池，當電池充電時，又是一種電解池。(2)離子移動的方向原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負極；電解池中陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。對此可通過電子的流向加以推斷：在原電池中，電子由負極流向正極，溶液中的陽離子應移向正極去獲得電子；電解池中，電子由電源負極流入陰極，陽離子應移向陰極獲得電子，陰離子移向陽極失去電子，電子沿導線流回電源正極，構成一個閉合回路。無論是原電池還是電解池，陽離子肯定移向發(fā)生還原反應的極，陰離子肯定移向發(fā)生氧化反應的極。(3)充放電后溶液pH的變更充放電后溶液pH的變更與兩極反應有親密關系，可通過電極反應式加以推斷。2．電極反應式的書寫(1)可充電電池電極反應式的書寫①放電時(原電池)負極—還原劑發(fā)生氧化反應，可據(jù)此寫出負極反應式。正極—氧化劑發(fā)生還原反應，可據(jù)此寫出正極反應式。②充電時(電解池)陰極—電極反應式與放電時負極反應式書寫方向相反。陽極—電極反應式與放電時正極反應式書寫方向相反。在書寫電極反應式時要留意電解質(zhì)溶液是否參加電極反應。對于困難的電極反應式，可先寫出其中一個簡潔的電極反應式(通常是負極)，然后用總反應方程式減去該電極反應式即可得到另一個電極反應式。(2)燃料電池電極反應式的書寫正極反應式的書寫：正極通入的氣體一般是氧氣，依據(jù)電解質(zhì)的不同，分以下幾種狀況：①在酸性溶液中生成水：O2＋4H＋＋4e－=2H2O。②在堿性溶液中生成氫氧根離子：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。③若負極通入的氣體是氫氣，則在酸性溶液中：H2－2e－=2H＋；在堿性溶液中：H2－2e－＋2OH－=2H2O；在熔融氧化物中：H2－2e－＋O2－=H2O。④若負極通入的氣體為含碳的化合物，如CO、CH4、CH3OH等，碳元素均轉(zhuǎn)化為正四價碳的化合物，在酸性溶液中生成CO2，在堿性溶液中生成COeq\o\al(2－,3)；熔融氧化物中生成CO2，熔融碳酸鹽中生成COeq\o\al(2－,3)；含有的氫元素最終生成水。依據(jù)總反應式中O2得電子數(shù)寫出失去的電子數(shù)，再依據(jù)電荷守恒和原子守恒即可寫出電極反應式。如CH3OH燃料電池負極反應式在酸性溶液中為CH3OH－6e－＋H2O=CO2↑＋6H＋，在堿性溶液中為CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。書寫電極反應式時要留意只有能溶于水的強電解質(zhì)才能寫成離子。在酸性溶液中，可發(fā)生消耗H＋和產(chǎn)生H＋的反應，不行能發(fā)生消耗OH－和產(chǎn)生OH－的反應，同理在堿性溶液中，可發(fā)生消耗OH－和產(chǎn)生OH－的反應，不行能發(fā)生消耗H＋和產(chǎn)生H＋的反應。(3)生疏電極反應式的書寫對于不熟識的電極反應可以依據(jù)下列思路進行書寫。eq\a\vs4\al([真題再現(xiàn)])3．(2024·全國卷Ⅰ節(jié)選)利用生物燃料電池原理探討室溫下氨的合成，電池工作時MV2＋/MV＋在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯誤的是()A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫柔，同時還可供應電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應生成NH3D．電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動答案B解析該反應中，可產(chǎn)生電流，反應條件比較溫柔，沒有高溫高壓條件，A正確；該生物燃料電池中，左端電極反應式為MV＋－e－=MV2＋，則左端電極是負極，應為負極區(qū)，在氫化酶作用下，發(fā)生反應H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋，B錯誤；右端電極反應式為MV2＋＋e－=MV＋，是正極，在正極區(qū)N2得到電子生成NH3，發(fā)生還原反應，C正確；原電池中，內(nèi)電路中H＋通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動，D正確。4．(2024·全國卷Ⅱ節(jié)選)環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵[Fe(C5H5)2，結(jié)構簡式為]，后者廣泛應用于航天、化工等領域中。二茂鐵的電化學制備原理如下圖所示，其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質(zhì))和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機溶劑)。該電解池的陽極為________，總反應為________________________________________________________________。電解制備須要在無水條件下進行，緣由為____________________________。答案Fe電極[Fe＋2C5H6=Fe(C5H5)2＋H2↑]水會阻礙中間物Na的生成；水會電解生成OH－，進一步與Fe2＋反應生成Fe(OH)2解析由電解原理示意圖可知，電解后鐵變?yōu)椋?價，由此可推斷鐵作電解池的陽極，陽極的電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，陰極的電極反應式為2＋2e－=2＋H2↑，由此可得總方程式為。電解時假如有水，水會與鈉反應，阻礙的生成，而且電解時會產(chǎn)生OH－，OH－會與Fe2＋反應生成Fe(OH)2沉淀。5．(2024·全國卷Ⅲ)為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D-Zn)可以高效沉積ZnO的特點，設計了采納強堿性電解質(zhì)的3D-Zn—NiOOH二次電池，結(jié)構如圖所示。電池反應為Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l)eq\o(,\s\up10(放電),\s\do10(充電))ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)。下列說法錯誤的是()A．三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高B．充電時陽極反應為Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－=NiOOH(s)＋H2O(l)C．放電時負極反應為Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－=ZnO(s)＋H2O(l)D．放電過程中OH－通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)答案D解析三維多孔海綿狀Zn為多孔結(jié)構，具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高，A正確；二次電池充電時作為電解池運用，陽極發(fā)生氧化反應，元素化合