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1、高三化学自由复习专题4化学反应与能量、电化学一、化学反应与能量（一）、2015年广东高考考试说明考纲要求1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础；了解化学在解决能源危机中的重要作用。（二）、主要考点考点一从宏观、微观角度认识反应热1理解化学反应热效应的两种角度(1)从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热量的差值，如下图所示：a表示旧化学键断裂吸收的热量；b表示新化学键形成放出
2、的热量；c表示反应热。(2)从宏观的角度说，是反应物自身的能量与生成物能量的差值，在上图中：a表示活化能；b表示活化分子结合成生成物所释放的能量；c表示反应热。2反应热的量化参数键能反应热与键能的关系反应热：HE1E2或HE4E3，即H等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。3. 例：4.注意问题：“三热”是指反应热、燃烧热与中和热，可以用对比法深化对这三个概念的理解，明确它们的区别和联系，避免认识错误。(1)化学反应吸收或放出的热量称为反应热，符号为H，单位常用kJmol1，它只与化学反应的计量系数、物质的聚集状态有关，而与反应条件无关。中学阶段
3、研究的反应热主要是燃烧热和中和热。(2)燃烧热：在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。单位：kJmol1。需注意：燃烧热是以1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量来定义的，因此在书写燃烧热的热化学方程式时，一般以燃烧1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数；燃烧产物必须是稳定的氧化物，如CCO2、H2H2O(l)等。(3)中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时的反应热。需注意：稀溶液是指物质溶于大量水中；中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应；中和反应的实质是H和OH化合生成H2
4、O，即H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。5.保温题：1正误判断，正确的划“”，错误的划“”(1)向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值不变( )(2)催化剂能改变反应的焓变( )(3)催化剂能降低反应的活化能( ) (4)同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同( )2下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是(双选)()AHCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJmol1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3) kJmol1BCO(g)的燃烧热是283.0 kJmol1，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)
5、反应的H2283.0 kJmol1C氢气的燃烧热为285.5 kJmol1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)O2(g)H285.5 kJmol1D1 mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热考点二“两模板，一注意”解决热化学方程式1两个模板(1)热化学方程式的书写模板步骤1写方程:写出配平的化学方程式；步骤2标状态:用s、l、g、aq标明物质的聚集状态；步骤3标条件:标明反应物的温度和压强(101 kPa、25 时可不标注)；步骤4标H:在方程式后写出H，并根据信息注明H的“”或“”；步骤5标数值:根据化学计量数计算写出H的数值。(2)热化学方程式书写的正
6、误判断模板步骤1审“”“” 放热反应一定为“”，吸热反应一定为“”。步骤2审单位 单位一定为“kJmol1”，易漏写或错写成“mol”。步骤3审状态 物质的状态必须正确，特别是溶液中的反应易写错。步骤4审数值的对应性反应热的数值必须与方程式的化学计量数相对应，即化学计量数与H成正比。当反应逆向时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。步骤5审是否符合概念 如注意燃烧热和中和热的概念以及与此相关的热化学方程式。2注意注意可逆反应中的反应热及热量变化问题由于反应热是指反应完全时的热效应，所以对于可逆反应，其热量要小于反应完全时的热量。3.例：（2011广东理综）（1）将所得CH4与H2O(g
7、)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的H=+206 kJmol-1（2）已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H=802kJmol-1 写出由CO2生成CO的热化学方程式 4.解读心得热化学方程式书写或判断易出现的错误（1）未标明反应物或生成物的状态而造成错误。（2）反应热的符号使用不正确，即吸热反应未标出“”号，放热反应未标出“”号，从而导致错误。（3）漏写H的单位，或者将H的单位写为kJ，从而造成错误。（4）反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误。(5）对燃烧热、中和热的概念理解不到位，忽略其标准是1 mo
8、l 可燃物或生成1 mol H2O(l)而造成错误。5.保温题1已知在常温常压下：2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H1 275.6 kJmol1H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式_。2.2014四川理综已知：25 、101 kPa时，Mn(s)O2(g)=MnO2(s)H520 kJmol1S(s)O2(g)=SO2(g)H297 kJmol Mn(s)S(s)2O2(g)=MnSO4(s)H1 065 kJmol1SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是_。考点三盖斯定律的多角度应用1定律内容一定条件下
9、，一个反应不管是一步完成，还是分几步完成，反应的总热效应相同，即反应热的大小与反应途径无关，只与反应的始态和终态有关。2.例2014广东理综，31(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。1/4CaSO4(s)CO(g)=1/4CaS(s)CO2(g)H147.3 kJmol1CaSO4(s)CO(g)=CaO(s)CO2(g)SO2(g)H2210.5 kJmol1CO(g)=1/2C(s)1/2CO2(g)H386.2 kJmol1反应2CaSO4(s)7CO(g)=CaS(s)CaO
10、(s)6CO2(g)C(s)SO2(g)的H_(用H1、H2和H3表示)。3.保温题：12012江苏，20(1)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)Ha kJmol13AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g)Hb kJmol1反应Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)的H_kJmol1(用含a、b的代数式表示)。2已知下列反应的能量变化示意图如下：下列有关说法正确的是()A1 mol S(g)与O2(g)完全反应生成SO2(g)，反应放出的热量小于297.0 kJB在
11、相同条件下，SO3(g)比SO2(g)稳定C1 mol SO2(g)和 mol O2(g)生成1 mol SO3(g)吸收98.7 kJDS(s)与O2(g)反应生成SO3(g)的热化学方程式S(s)O2(g)=SO3(g)H395.7 kJmol1二、电化学基础考纲要求1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。主要考点：考点一一座“盐桥”连接“两池”形成回路（一）知识要点;1电化学装置中都有两个电极，分别发生氧化反应与还原反应。若两个电极插在同一电解质溶液的容
12、器内，则由于阴阳离子的移动速率不同而导致两极之间出现浓度差，以及因电极本身直接与离子反应而导致两极之间电势差变小，影响了电流的稳定。为解决这个问题，人们使用了盐桥。盐桥主要出现在原电池中，有时也可在电解池中出现，其主要作用就是构建闭合的内电路，但不影响反应的实质。盐桥内常为饱和氯化钾、硝酸钾等溶液。2盐桥是新课改教材中出现的新名词，因而围绕盐桥的电化学知识已成为新课改地区命题的一个热点，所以有必要分析研究盐桥问题的考查思路。通常从以下四个方面命题。(1)考查盐桥的作用。 (2)考查含盐桥的电化学总反应式的书写。 (3)考查盐桥内溶液离子的移动方向。 (4)考查含盐桥的电化学装置的设计。 (5)
13、考查盐桥的作用与平衡移动。3工作原理原电池的闭合回路有外电路与内电路之分，外电路的电流是从正极流向负极，内电路是从负极流向正极，故内电路中的阳离子移向正极、阴离子移向负极。(盐桥中的阳离子移向正极区，阴离子移向负极区，以维持电荷守恒)。4设计思路首先根据离子方程式判断出氧化剂、还原剂，明确电极反应。然后再分析两剂状态确定电极材料，若为固态时可作电极，若为溶液时则只能作电解液。然后补充缺少的电极材料及电解液。电极材料一般添加与电解质溶液中阳离子相同的金属作电极(使用惰性电极也可)，电解液则是一般含有与电极材料形成的阳离子相同的物质。最后再插入盐桥即可。（二）例2013广东理综，33(2)(3)(
14、2)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。完成原电池甲的装置示意图(见上图)，并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_。(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中应选_作阳极。（
15、三）保温题1.关于如图所示的原电池，下列说法正确的是()A电子从铜电极通过检流计流向锌电极B盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移C锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D铜电极上发生的电极反应是2H2e=H22下列有关电化学的示意图中正确的是()考点二几种重要的化学电池(一)知识要点高考中常见的新型电池有“氢镍电池”、“高铁电池”、“碱性锌锰电池”、“海洋电池”、“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池)、“锂离子电池”、“锌银电池”、“钮扣电池”、“MgAgCl电池”、“MgH2O2电池”等。新型电池是对电化学原理的综合考查，在高考中依托
16、新型电池考查的电化学原理知识有以下几点。1判断电极(1)“放电”时正、负极的判断负极：元素化合价升高或发生氧化反应的物质；正极：元素化合价降低或发生还原反应的物质。(2)“充电”时阴、阳极的判断阴极：“放电”时的负极在“充电”时为阴极；阳极：“放电”时的正极在“充电”时为阳极。2微粒流向(1)电子流向电解池：电源负极阴极，阳极电源正极； 原电池：负极正极。提示：无论是电解池还是原电池电子均不能流经电解质溶液。(2)离子流向电解池：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极；原电池：阳离子移向正极，阴离子移向负极。3书写电极反应式(1)“放电”时电极反应式的书写依据条件，指出参与负极和正极反应的物质，根据化
17、合价的变化，判断转移电子的数目；根据守恒书写负极(或正极)反应式，特别应注意电极产物是否与电解质溶液共存。(2)“充电”时电极反应式的书写充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。4.对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池的工作原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；外电路中电子由负极流向正极，内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。可充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；充电时电池的“”极与外接直流电源的正极相连，电池的“”极与外接直流电源的负极相连。例：（2015年梅一模化学）
18、科学家正在开发以氨代替氢气的新型燃料电池有许多优点；制氨工业基础好、技术成熟、成本低、储运方便等直接供氨式碱性（KOH）燃料电池的总反应为：4NH3+3O22N2+6H2O，氨气应通入 （填“正极”或“负极”）室，正极反应式为 （二）保温题1（双选）（2015汕头一模）氢氧燃料电池以氢气作还原剂，氧气作氧化剂，电极为多孔镍，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液下列说法正取的是（）A负极反应为：2H2+4OH4e4H2OB负极反应为：O2+2H2O+4e4OHC电池工作时溶液中的阴离子移向正极D电池工作时正极区pH升高，负极区pH下降2(2012四川理综，11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测
19、仪，负极上的反应为CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。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CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为O24e2H2O=4OH考点三电解池的“不寻常”应用（一）知识要点：“六点”突破电解池1分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。2剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。3注意放电顺序。 4书写电极反应式，注意得失电子守恒。 5正确判断产物。(1)阳极产物的判断首先看电
20、极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe2，而不是Fe3)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2IBrClOH(水)。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2Zn2H(水)6恢复原态措施。电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。（二）例：（2013广东理
21、综32）（1）电解精炼银时，阴极反应式为 ；(三)保温题1.根据2CrO2H=Cr2OH2O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的_极，其电极反应式为_。2. 某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不正确的是A、a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B、a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2+2e-= CuC、无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D、a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动考点四金属腐蚀与防护的“两种比较”、“两种方法”（一）知识要点1两种比较(1)析氢腐蚀和吸
22、氧腐蚀的比较类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正极反应2H2e=H2O22H2O4e=4OH负极反应Fe2e=Fe2其他反应Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(2)腐蚀快慢的比较一般来说可用下列原则判断：电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀；对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中；活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快；对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀的速率越快。2两种保护方法(1)加防护层如在金属表面加上油漆、搪瓷
23、、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。(2)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法原电池原理：正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属活泼的金属； 外加电流的阴极保护法电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。（二）例（2015中山市校级模拟）如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面图下列说法正确的是（）.A该电化腐蚀为析氢腐蚀 B图中生成铁锈最多的是C区域C.区域比B区域更易腐蚀 D.铁闸中的负极的电极反应：Fe2e=Fe2+（三）保温题：1利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段
24、时间。下列说法不正确的是()Aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 B一段时间后，a管液面高于b管液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小Da、b两处具有相同电极反应式：Fe2e=Fe22图的目的是精练铜，图的目的是保护钢闸门。下列说法不正确的是()A图中a为粗铜 B图中SO向b极移动C图中如果a、b间连接电源，则a连接负极D图中如果a、b间用导线连接，则X可以是铜高三化学自由复习专题4参考答案一、化学反应与能量考点一从宏观、微观角度认识反应热例、吸收、 放热、不相等、吸热、E1、 E2、放热 大于 、E1、 E2、小于1.2.BD考点二“两模板，一注意”解决热化学方程式例 CO2(g) 3
25、H2O(g) =2O2(g) CO(g)+3H2(g) H=+1008 kJmol-1保温题：(1)CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H725.8 kJmol1(2)MnO2(s)SO2(g)=MnSO4(s) H248 kJmol1考点三盖斯定律的多角度应用例 4H1H22H31.ab 2.B 二、电化学基础考点一一座“盐桥”连接“两池”形成回路例 (或其他合理答案) 电极逐渐溶解，表面有红色固体析出甲在甲装置中，负极不和Cu2接触，避免了Cu2直接与负极发生反应而使化学能转化为热能(3)锌片保温题：1.B 2.D考点二几种重要的化学电池例题：负极3O2+6H2O+12e=12OH保温题： 1.AD 2.C 考点三电解池的“不寻常”应用例Ag+e-= Ag 保温题：1. 正极4OH4e=O22H2O 2.D考点四金属腐蚀与防护的“两种比较”、“两种方法”1.C2. AD- 8 -