第1章　章末复习-高中化学鲁科版选择性必修第一册(31张)

(共31张PPT)
章末复习
第1章　
体系构建　理清脉络
一
(一)化学能与热能的转化
化学反应的热效应
表示方法
热化学方程式
意义：表明物质的变化和焓变
书写：方法及注意事项
描述
反应热：Q
焓变：ΔH
计算
依据
ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)
盖斯定律
分类
放热反应：ΔH＜0
吸热反应：ΔH＞0
测量
原理：Q＝－C(T2－T1)
装置：量热计
键能
(二)化学能与电能的转化
1.电池
本质：自发进行的氧化还原反应
工作原理：
装置：电池
形成条件
电极反应和总反应的书写
化学电源
一次电池
二次电池
燃料电池
2.电解
概念：将直流电通过熔融电解质或电解质溶液，在两个电极上分别发
生氧化反应及还原反应的过程
电解池
能量变化：电能转化为化学能
装置构成：直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融
电解质
反应原理：
应用
氯碱工业：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
电镀：①镀件作阴极；②镀层金属作阳极； ③电镀液中含有
镀层金属离子
电解精炼铜：①纯铜作阴极；②粗铜作阳极；③电解液中含
有Cu2＋
3.金属的腐蚀与防护
金属腐蚀
化学腐蚀
电化学腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
金属防护
电化学防护
牺牲阳极保护法
外加电流阴极保护法
改变金属的内部结构或覆盖保护层等
真题导向
二
考向一　计算反应热书写热化学方程式
1.(2022·浙江6月选考，18)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/(kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为
214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是
A.H2的键能为436 kJ·mol－1
B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量：HOOD.H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)　ΔH＝－143 kJ·mol－1
√
根据表格中的数据可知，H2的键能为218 kJ·mol－1×2＝436 kJ·mol－1，A正确；
由表格中的数据可知O2的键能为249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol－1，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/(kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
由表格中的数据可知HOO===HO＋O，解离其中氧氧单键需要的能量为249 kJ·mol－1＋39 kJ·mol－1－10 kJ·mol－1＝278 kJ·mol－1，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，C错误；
由表中的数据可知H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)的ΔH＝－136 kJ·mol－1－(－242 kJ·mol－1)－249 kJ·mol－1＝－143 kJ·mol－1，D正确。
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/(kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
2.[2022·河北，16(1)]氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为
_________________________________________。
298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，则1 mol H2完全燃烧生成1 mol H2O(l)放热286 kJ，表示H2燃烧热的热化
学方程式为H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1。
考向二　应用盖斯定律计算多步反应的反应热
3.[2022·湖北，19(1)]自发热材料在生活中的应用日益广泛。已知：
①CaO(s)＋H2O(l) Ca(OH)2(s)　ΔH1＝－65.17 kJ·mol－1
②Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH2＝－16.73 kJ·mol－1
③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l) [Al(OH)4]－(aq)＋ H2(g)　
ΔH3＝－415.0 kJ·mol－1
则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝_______kJ·mol－1。
－911.9
根据盖斯定律，①＋②＋2×③可得反应CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===
Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)，则ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＝(－65.17 kJ·mol－1)＋(－16.73 kJ·mol－1)＋2×(－415.0 kJ·mol－1)＝－911.9 kJ·mol－1。
4.[2022·全国乙卷，28(1)(2)]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－1 036 kJ·mol－1
②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g)　ΔH2＝＋94 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－484 kJ·mol－1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝______kJ·mol－1。
＋170
(2)较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反应④高温热分解H2S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是____________________，缺点是________。
副产物氢气可作燃料
耗能高
根据盖斯定律(①＋②)× 可得2H2S(g)＋O2(g)===S2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝
(－1 036＋94) kJ·mol－1× ＝－314 kJ·mol－1，因此，克劳斯工艺的总反
应是放热反应；根据硫化氢分解的化学方程式可知，高温热分解方法在生成单质硫的同时还有氢气生成。因此，高温热分解方法的优点是：可以获得氢气作燃料；但由于高温分解H2S会消耗大量能量，所以其缺点是耗能高。
考向三　新型化学电源
5.(2022·湖南，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造如图所示。下列说法错误的是
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂-海水电池属于一次电池
√
海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；
N为正极，电极反应主要为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B错误；
Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；
该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。
6.(2022·全国甲卷，10)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2＋以 存在]。电池放电时，下列叙述错误的是
A.Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的 通过隔膜向Ⅱ区迁移
C.MnO2电极反应：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O
D.电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋=== ＋Mn2＋＋2H2O
√
根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn－2e－＋4OH－=== ，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，K＋从Ⅲ区通过隔膜向Ⅱ区迁移，A错误、C正确；
Ⅰ区的 通过隔膜向Ⅱ区移动，B正确；
电池的总反应为Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋=== ＋Mn2＋＋2H2O，D正确。
考向四　电解原理的应用
7.(2022·广东，10)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中
A.阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2＋
B.阴极上Al被氧化
C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D.阳极和阴极的质量变化相等
√
该题中以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2＋和Al3＋，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3＋得电子生成Al单质，从而实现Al的再生，A、B错误；
阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；
因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据得失电子守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误。
8.(2022·海南，9)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是
A.在b电极上，N2被还原
B.金属Ag可作为a电极的材料
C.改变工作电源电压，反应速率不变
D.电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少
√
由装置示意图可知，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2－，a为阳极，电极反应式为2O2－－4e－===O2，据此分析解答。由分析可得，在b电极上，N2被还原，A正确；
a为阳极，若金属Ag作a电极的材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；
改变工作电源的电压，导致电流大小改变，反应速率也会改变，C错误；
电解过程中，阴极电极反应式为2N2＋6H2O＋12e－===4NH3＋6O2－，阳极电极反应式为6O2－－12e－===3O2，因此固体氧化物电解质中O2－不会减少，D错误。
9.[2019·北京，27(2)]可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。
①制H2时，连接____。产生H2的电极反应式是__________________________。
②改变开关连接方式，可得O2。
K1
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
电解碱性电解液时，H2O电离出的H＋在阴极得到电子产生H2，根据题图可知电极1与电池负极连接，为阴极，所以制H2时，连接K1，产生H2的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
③结合①和②中电极3的电极反应，说明电极3的作用：______________________________
______________________________________________________________________________。
制H2时，电极3发生反应：Ni(OH)2
＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O。制O2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用
制备O2时碱性电解液中的OH－失去电子生成O2，连接K2，O2在电极2上产生。连接K1时，电极3为电解池的阳极，Ni(OH)2失去电子生成NiO(OH)，电极反应式为Ni(OH)2－e－＋OH－===NiO(OH)＋H2O，连接K2时，电极3为电解池的阴极，电极反应式为NiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－，使电极3得以循环使用。
10.(2022·山东，13改编)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是
A.装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B.装置工作一段时间后，乙室应补充水
C.乙室电极反应式为LiCoO2＋2H2O＋e－
===Li＋＋Co2＋＋4OH－
D.若甲室Co2＋减少200 mg，乙室Co2＋增
加300 mg，则此时已进行过溶液转移
√
由于右侧装置为原电池，所以乙室是原电池，甲室是电解池。电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，Co2＋在另一个电极上得到电子，被还原为Co单质，甲室总反应为CH3COO－＋4Co2＋＋
2H2O 2CO2↑＋4Co＋7H＋，溶液pH减小，A错误；
乙室电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH－，乙室电极反应式为LiCoO2＋e－＋4H＋===Li＋＋Co2＋＋2H2O，且消耗H＋，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B、C错误；
若甲室Co2＋减少200 mg，转移电子的物质的量为n(e－)＝ ×2
≈0.006 8 mol，乙室Co2＋增加300 mg，转移电子的物质的量为n(e－)＝
×1≈0.005 1 mol，说明此时已进行过溶液转移，D正确。