高中化學(xué)第1章本章知識(shí)體系構(gòu)建與核心素養(yǎng)解讀學(xué)案含解析魯科版.docx

本章知識(shí)體系構(gòu)建與核心素養(yǎng)解讀1研究熱化學(xué)反應(yīng)，不僅能從宏觀上認(rèn)識(shí)新物質(zhì)的生成和能量的變化，還要從微觀上分析其變化的本質(zhì)，并能形成能量可以相互轉(zhuǎn)化的變化觀念和能量守恒的思想。通過建立相關(guān)的思維模型，能正確書寫熱化學(xué)方程式，理解蓋斯定律及其應(yīng)用。認(rèn)識(shí)能源與日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)有著千絲萬縷的聯(lián)系，形成科學(xué)合理利用化學(xué)反應(yīng)中能量變化的意識(shí)和能源節(jié)約的意識(shí)。由此可見，通過本章反應(yīng)熱的學(xué)習(xí)，可促進(jìn)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”等化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。2電化學(xué)中涉及的化學(xué)反應(yīng)，不僅有新物質(zhì)生成，而且還伴有能量之間的轉(zhuǎn)化。要多角度、動(dòng)態(tài)地去分析電化學(xué)中的化學(xué)反應(yīng)，既能從宏觀上觀察認(rèn)識(shí)電化學(xué)裝置(原電池和電解池)中發(fā)生的變化現(xiàn)象，又能從微觀的角度(電子的轉(zhuǎn)移、離子的移向等)分析其反應(yīng)的本質(zhì)(氧化還原反應(yīng))。利用典型的原電池裝置和電解池裝置，分析其原理，建立相關(guān)的思維模型，并能運(yùn)用模型分析解決問題，如：原電池及其正負(fù)極的判定、電解問題的分析方法、電解規(guī)律的應(yīng)用、電解的計(jì)算等。伴隨著綠色能源的倡導(dǎo)使用，新型電池技術(shù)日新月異，要學(xué)會(huì)分析認(rèn)識(shí)各種新情境電池(或新型電池)問題的方法；認(rèn)識(shí)電解對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，結(jié)合金屬的腐蝕與防護(hù)和廢舊電池的回收利用等問題，既能關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問題，認(rèn)識(shí)環(huán)境保護(hù)的重要性，具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念，又能運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)和方法對(duì)有關(guān)的熱點(diǎn)問題作出正確的價(jià)值判斷。因此，電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)促進(jìn)“變化觀念與平衡思想”“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展具有重要的價(jià)值。例析1(1)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng)。溫度為T時(shí)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。已知溫度為T時(shí)：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41kJmol1(2)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如圖所示的催化循環(huán)實(shí)現(xiàn)。其中，反應(yīng)為：2HCl(g)CuO(s)H2O(g)CuCl2(s)H1反應(yīng)生成1molCl2(g)的反應(yīng)熱為H2，則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(反應(yīng)熱用H1和H2表示)。(3)已知：Fe2O3(s)3C(s)=2Fe(s)3CO(g)H494kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H110kJmol1則反應(yīng)Fe2O3(s)3C(s)O2(g)=2Fe(s)3CO2(g)的H_kJmol1。理論上反應(yīng)_放出的熱量足以供給反應(yīng)_(填上述方程式序號(hào))所需要的熱量。答案(1)CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206kJmol1(2)4HCl(g)O2(g)=2H2O(g)2Cl2(g)H2H12H2(3)355解析(1)已知：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165kJmol1、CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41kJmol1，由蓋斯定律可知，即得所求熱化學(xué)方程式：CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206kJmol1。(2)2HCl(g)CuO(s)H2O(g)CuCl2(s)H1由圖得2CuCl2(s)O2(g)=2CuO(s)2Cl2(g)2H2運(yùn)用蓋斯定律：2得總反應(yīng)：4HCl(g)O2(g)=2H2O(g)2Cl2(g)H2H12H2。(3)根據(jù)蓋斯定律，由3可得目標(biāo)方程式，故其H355kJmol1。點(diǎn)評(píng)建立蓋斯定律應(yīng)用的思維模型，首先根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)及焓變，然后將熱化學(xué)方程式相加減，可寫出目標(biāo)熱化學(xué)方程式，進(jìn)而求得目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱，促進(jìn)“模型認(rèn)知”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。例析2(2017全國(guó)卷，11)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列說法錯(cuò)誤的是()A電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S62Li2e=3Li2S4B電池工作時(shí)，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14gC石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2的量越多答案D解析A項(xiàng)，原電池電解質(zhì)中陽離子移向正極，根據(jù)全固態(tài)鋰硫電池工作原理圖示中Li移動(dòng)方向可知，電極a為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由總反應(yīng)可知正極依次發(fā)生S8Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2的還原反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，電池工作時(shí)負(fù)極電極方程式為L(zhǎng)ie=Li，當(dāng)外電路中流過0.02mol電子時(shí)，負(fù)極消耗的Li的物質(zhì)的量為0.02mol，其質(zhì)量為0.14g，正確；C項(xiàng)，石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，故可以提高電極a的導(dǎo)電能力，正確；D項(xiàng)，電池充電時(shí)為電解池，此時(shí)電解總反應(yīng)為8Li2Sx16LixS8(2x8)，故Li2S2的量會(huì)越來越少，錯(cuò)誤。點(diǎn)評(píng)本題考查了“二次電池”模型。即電池充、放電的電極反應(yīng)類型判斷與電極反應(yīng)式書寫、離子移向、充電時(shí)電池電極的連接、電子守恒計(jì)算等思維模型。解題時(shí)，根據(jù)元素化合價(jià)的變化，判斷電極發(fā)生的反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)書寫電極反應(yīng)方程式，根據(jù)電子守恒進(jìn)行計(jì)算。題目中涉及的問題及思維方法很好地體現(xiàn)了“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“宏觀辨識(shí)與微觀探析”核心素養(yǎng)的考查，同時(shí)新型化學(xué)電源在實(shí)際生活中的應(yīng)用體現(xiàn)了“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)。例析3一種電化學(xué)制備NH3的裝置如圖所示，圖中陶瓷在高溫時(shí)可以傳輸H。下列敘述錯(cuò)誤的是()APd電極b為陰極B陰極的反應(yīng)式為N26H6e=2NH3CH由陽極向陰極遷移D陶瓷可以隔離N2和H2答案A解析用N2和H2合成氨時(shí)，N2發(fā)生還原反應(yīng)，H2發(fā)生氧化反應(yīng)，所以通入N2的一極(Pd電極a)是陰極，通入H2的一極(Pd電極b)是陽極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極上N2得電子，并與通過陶瓷傳輸過來的H結(jié)合生成NH3，B