《学霸笔记·同步精讲》第6章 化学反应与能量 本章整合（课件）高中化学人教版必修二

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本 章 整 合
第六章
2026
内容索引
01
02
知识网络·系统构建
专题归纳·素养整合
知识网络·系统构建
专题归纳·素养整合
专题1
化学键与化学反应中的能量变化(变化观念与平衡思想)
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)化学键断裂要吸收能量,化学键形成要释放能量。吸收和释放的能量不相等产生了化学反应的热效应。
2.放热反应、吸热反应与能量的关系。
【例题1】 在101 kPa和298 K时,将1 mol气态AB分子分离成气态A原子和B原子所吸收的能量称为键能(单位:kJ·mol-1)。下面是一些共价键的键能(已知N2分子中只有一个N≡N,氨分子中有三个等同的N—H):
(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 N2和3 mol H2放入一密闭容器中,在催化剂存在下进行反应。若N2全部参加反应放出或吸收的热量为Q1,则Q1=　　　　。
(3)实际生产中,1 mol N2与3 mol H2反应,放出或吸收的热量为Q2,Q1与Q2的关系是　　　　,原因是　 　。
答案:(1)放热
(2)92 kJ
(3)Q1>Q2　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与3 mol H2不能完全反应,生成的NH3少于2 mol,因而放出的热量小于92 kJ
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(g)+3H2(g) 2NH3(g)的反应中断裂化学键吸收的总能量为946 kJ+3×436 kJ=2 254 kJ,形成化学键放出的总能量为2×3×391 kJ=2 346 kJ,放出的总能量大于吸收的总能量,所以该反应为放热反应。(2)当1 mol N2全部参加反应时放出的热量为2 346 kJ-2 254 kJ=92 kJ。(3)由于该反应为可逆反应,反应达平衡时1 mol N2与3 mol H2不能完全反应,生成的NH3少于2 mol,因而放出的热量小于92 kJ。
专题2
原电池的常见考查方式(宏观辨识与微观探析)
1.正、负极判断的一般方法。
(1)负极的判断方法:
①相对活泼的电极,发生氧化反应(本身被氧化)而溶解;
②电子流出的一极;
③通入该电极的气体为还原性气体,如H2、CH4等。
(2)正极的判断方法:
①电子流入的一极;
②溶液中的阳离子(如H+、Cu2+、Ag+等)或溶解的O2在此电极得电子,发生还原反应(被还原);
③通入该电极的气体为氧化性气体,如O2、Cl2等。
2.电极反应式的书写。
(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,正极上溶液中的粒子发生还原反应。
③根据电解质溶液确定反应后元素的存在形式。
④难电离物质、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。
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。原电池的负极发生氧化反应,对应元素化合价升高;原电池的正极发生还原反应,对应元素化合价降低。
③电极材料放电后的粒子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,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。
【例题2】 (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)铅酸蓄电池中,正极材料为PbO2,负极材料为Pb,放电时其负极反应式为　 。
(3)镁、铝、NaOH溶液构成的原电池中,铝作负极,其电极反应式为　。
(4)某原电池反应为Zn+Cu2+══Zn2++Cu,则该原电池的正极、负极和电解质溶液分别是 　 。
解析:(1)干电池是一次电池,可以实现化学能向电能的转化,但不能实现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;充电电池放电过程中部分化学能转化为热能,充电时这部分化学能不能恢复,因此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。
专题3
判断可逆反应达到平衡状态的方法(变化观念与平衡思想)
对于化学平衡状态的判断,要抓住两个基本特征作为判据,即v(正)=v(逆),体系中各物质浓度不再改变。对于相对分子质量、密度、压强等能否作为判据,要结合具体的反应具体分析。
对于化学反应条件的控制要注意从速率和限度两方面入手,解题时要注意反应的特点,如物质的状态,正反应气体体积的变化,正反应的热效应等,然后再结合选项具体分析。
【例题3】 在恒容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,一定能表明该反应处于平衡状态的是(　　)。
A.HI、H2、I2的浓度相等 B.混合气体的总压强不再变化
C.混合气体的颜色不再变化 D.v(HI)∶v(H2)∶v(I2)=2∶1∶1
答案:C
解析:达到平衡状态时,反应体系中各物质的浓度不再变化,但不一定相等,A项错误;因反应前后气体总物质的量不变,所以无论是否达到平衡状态,体系的总压强都不变,B项错误;三种物质中只有I2有颜色,颜色不变说明I2的浓度不再变化,说明反应一定达到平衡状态,C项正确;由于未指明反应的方向,无法确定是否处于平衡状态,D项错误。
【例题4】 在一定温度下,某容积不变的密闭容器内发生可逆反应:A(g)+3B(g) 2C(g)。能说明该反应达到化学平衡状态的是(　　)。
A.容器内气体的密度不再改变
B.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.单位时间内生成a mol物质A的同时生成3a mol物质B
D.A、B、C物质的分子数之比为1∶3∶2
答案:B
解析:体系中气体的总质量和总体积都不变,无论反应是否达到平衡状态,气体的密度始终不变,A项错误;体系中气体的质量不变,但是反应前后气体的分子总数不相等,因此只有达到平衡状态混合气体的物质的量才不再改变,其平均相对分子质量也不再改变,B项正确;C项表达的只是逆反应速率,无论平衡是否建立,生成物质A和B的物质的量之比始终为1∶3,C项错误;达到平衡时,A、B、C物质的分子数均保持不变,但不一定是1∶3∶2,D项错误。
专题4
“三段式”法在化学反应速率计算中的应用(证据推理与模型认知)
有关化学反应速率的计算数据比较多,关系复杂,往往可以通过“三段式”法,使各种数据更加直观、条理清晰、便于分析和计算。
1.“三段式”法的基本步骤。
(1)写出化学方程式并配平。
(2)根据题意,依次列出各反应物和生成物的起始浓度(或物质的量)、浓度(或物质的量)的变化量及一段时间后的浓度(或物质的量),未知量可以设未知数表示。
(3)根据起始浓度(或物质的量)与一段时间后的浓度(或物质的量)的差等于浓度(或物质的量)的变化量,及变化量之比等于对应物质的化学计量数之比,列出关系式计算。
2.具体实例。
　　　　　　　　　 2A(g)+B(g) 2C(g)
起始浓度/(mol·L-1) 2 1 0
转化浓度/(mol·L-1) 2x x 2x
n s后浓度/(mol·L-1) 2-2x 1-x 2x
3.运用“三段式”法解题的注意事项。
(1)常用物质的量或物质的量浓度表示起始量、变化量、一段时间后的量,要注意计算过程中单位要统一。
(2)在起始量、变化量、一段时间后的量中,不同物质的变化量之比等于与之对应物质的化学计量数之比,不同物质的起始量或一段时间后的量之间没有必然的关系,不能列比例式计算。
【例题5】 反应4A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),经2 min后,B的浓度减小了0.6 mol·L-1。下列说法正确的是(　　)。
A.在0~2 min内的反应速率,用A表示是0.4 mol·(L·min)-1
B.在2~4 min内的反应速率,用D表示是0.1 mol·(L·min)-1
C.在2 min末的反应速率,用B表示是0.3 mol·(L·min)-1
D.分别用B、C、D表示的反应速率,其比值是3∶2∶1
答案:D
解析:A是固体,用单位时间内的浓度变化量表示反应速率时不能用固体表示,A项错误;在0~2 min内用D表示的化学反应速率为0.1 mol·(L·min)-1,随着反应的进行反应速率会发生变化,B项错误;根据题意只能求出一段时间内的化学反应速率,且是平均速率,2 min末的瞬时速率不可求,C项错误;同一反应用不同物质表示同一时间段内的反应速率,其数值与化学计量数成正比,D项正确。