2024版新教材高中化學(xué)微專(zhuān)題大素養(yǎng)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量課件新人教版必修第二冊(cè)

微專(zhuān)題·大素養(yǎng)第六章章末共享一、原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)[知識(shí)基礎(chǔ)]1．書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的規(guī)則電極反應(yīng)式遵循質(zhì)量守恒、得失電子守恒及電荷守恒，遵循離子方程式的書(shū)寫(xiě)規(guī)則，兩電極反應(yīng)式相加得電池總化學(xué)(或離子)方程式。2．電極反應(yīng)式形式負(fù)極反應(yīng)：還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物正極反應(yīng)：氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物3．電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)思路[素養(yǎng)專(zhuān)練]1．分析如圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是(

)A.①②中Mg作負(fù)極，③④中Fe作負(fù)極B．②中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－3e－===Fe3＋D．④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑答案：B

2．鋁—空氣原電池通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，鋁合金為負(fù)極，通入空氣的電極為正極。下列說(shuō)法不正確的是(

)A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，正極的電極反應(yīng)均為O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．以NaCl溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為Al－3e－===Al3＋C．以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3D．以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為Al＋4OH－－3e－===[Al(OH)4]－解析：以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，原電池工作時(shí)，正極上O2得到電子被還原，電極反應(yīng)式均為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正確；以NaCl溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為Al－3e－===Al3＋，B正確；電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時(shí)，在負(fù)極上生成的是Na[Al(OH)4]而不是Al(OH)3，C錯(cuò)誤，D正確。答案：C二、氫氧燃料電池原理分析應(yīng)用[知識(shí)基礎(chǔ)]1．燃料電池是通過(guò)燃料與氧化劑分別在兩個(gè)電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2．燃料電池與火力發(fā)電相比，其燃料的利用率高、能量轉(zhuǎn)化率高。與干電池或者蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是由外設(shè)裝備提供燃料和氧化劑。3．以30%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池的電極反應(yīng)如下負(fù)極：2H2＋4OH－－4e－===4H2O(氧化反應(yīng))；正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(還原反應(yīng))；總反應(yīng)：2H2＋O2===2H2O。4．燃料電池的正、負(fù)極均為惰性電極，不參與反應(yīng)，起傳導(dǎo)電子的作用。通入燃料(還原劑，通常為H2、CO、CH4、CH3OH、C2H5OH等)的一極為負(fù)極；通入O2或空氣(氧化劑)的一極為正極。

[素養(yǎng)專(zhuān)練]1．科學(xué)家近年來(lái)研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池中發(fā)電，電池負(fù)極反應(yīng)式為(

)A．H2＋2OH－－2e－===2H2OB．O2＋4H＋＋4e－===2H2OC．H2－2e－===2H＋D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－解析：根據(jù)題給信息，該燃料電池的總反應(yīng)式為2H2＋O2===2H2O。電解液為酸性溶液，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH－，A、D錯(cuò)誤；燃料電池中負(fù)極通入氫氣，正極通入氧氣，B錯(cuò)誤。答案：C2．燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣(或空氣)發(fā)生反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，若電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿溶液，下面關(guān)于甲烷燃料電池的說(shuō)法正確的是(

)A．負(fù)極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．負(fù)極反應(yīng)式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2OC．隨著放電的進(jìn)行，溶液的氫氧根離子濃度不變D．放電時(shí)，溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)

答案：D3．以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清潔燃料電池。下列說(shuō)法正確的是(

)A．放電過(guò)程中，K＋均向負(fù)極移動(dòng)B．放電過(guò)程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2-O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時(shí)，理論上N2H4-O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L答案：C

4．能源危機(jī)是當(dāng)前全球性的問(wèn)題，“開(kāi)源節(jié)流”是應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的重要舉措。(1)2022北京冬奧會(huì)使用氫氧燃料電池汽車(chē)作為主運(yùn)力開(kāi)展示范運(yùn)營(yíng)服務(wù)，是迄今為止在重大國(guó)際賽事中投入規(guī)模最大的。氫氧燃料電池汽車(chē)在行駛過(guò)程中只排放水，因此被稱(chēng)為“終極環(huán)保車(chē)”，其反應(yīng)原理示意圖如圖所示。下列有關(guān)氫氧燃料電池的說(shuō)法正確的是________。A．該電池工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．該電池中電極a是正極C．外電路中電子由電極b通過(guò)導(dǎo)線流向電極aD．該電池的總反應(yīng)為2H2＋O2===2H2OE．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置F．氫氧燃料電池使用過(guò)程中，負(fù)極材料的活性一定比正極材料的活性大DE(2)已知1mol甲醇燃燒放熱726.5kJ，在直接以甲醇為燃料的電池中，消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1kJ，則該燃料電池的理論效率為_(kāi)_______(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比。)96.6%

三、化學(xué)反應(yīng)速率和限度的簡(jiǎn)單計(jì)算[知識(shí)基礎(chǔ)]1．計(jì)算原理：化學(xué)反應(yīng)速率之比＝濃度變化之比＝物質(zhì)的量變化之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。2．計(jì)算模式：設(shè)A、B兩物質(zhì)的起始濃度分別為amol·L－1、bmol·L－1，反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化濃度為mxmol·L－1，B的轉(zhuǎn)化濃度為nxmol·L－1，則：

mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)起始濃度/(mol·L－1)a

b

0

0變化濃度/(mol·L－1)mx

nx

px

qx終態(tài)濃度/(mol·L－1)a－mx

b－nx

px

qx

[素養(yǎng)專(zhuān)練]1．在容積可變的密閉容器中，2molN2和8molH2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于(

)A．5%B．10%C．15%D．20%答案：C

2．一定溫度下，向一個(gè)容積為2L的真空密閉容器中(事先裝入催化劑)通入1molN2和3molH2，3min后測(cè)得密閉容器內(nèi)的壓強(qiáng)是起始時(shí)的0.7，在此時(shí)間內(nèi)v(H2)是(

)A．0.1mol·L－1·min－1B．0.2mol·L－1·min－1C．0.3mol·L－1·min－1D．0.6mol·L－1·min－1答案：C

2∶6∶120%0.1mol·L－1·min－1

練后感悟,

運(yùn)用“三段式”法解題時(shí)的注意事項(xiàng)(1)起始量、變化量、一段時(shí)間后的量三者物理量及單位要統(tǒng)一，都是物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度，否則無(wú)法計(jì)算。(2)起始量、變化量、一段時(shí)間后的量中，只有不同物質(zhì)的變化量之比等于對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不同物質(zhì)的起始量或一段時(shí)間后的量之間沒(méi)有必然的關(guān)系，不能列比例計(jì)算。四、化學(xué)反應(yīng)速率和限度的圖像題[知識(shí)基礎(chǔ)]化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)限度問(wèn)題常以圖像題的形式出現(xiàn)，在相關(guān)圖像的平面直角坐標(biāo)系中，可能出現(xiàn)的物理量有物質(zhì)的量、濃度、壓強(qiáng)、時(shí)間等。這類(lèi)問(wèn)題一般按照“一看、二想、三判斷”這三個(gè)步驟來(lái)分析解答。1．“一看”——看圖像(1)看面：理解各坐標(biāo)軸所代表量的意義及曲線所表示的是哪些量之間的關(guān)系。(2)看線：理解曲線“平”與“陡”即斜率大小的意義；理解曲線的變化趨勢(shì)并歸納出規(guī)律。(3)看點(diǎn)：理解曲線上點(diǎn)的意義，特別是某些特殊點(diǎn)，如曲線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、幾條曲線的交叉點(diǎn)、極值點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)等。分清反應(yīng)物和生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物。(4)看量的變化：弄清楚是物質(zhì)的量的變化、濃度的變化還是轉(zhuǎn)化率的變化。2．“二想”——想規(guī)律如各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比與其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的關(guān)系、各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比與其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的關(guān)系等。3．“三判斷”——利用有關(guān)規(guī)律，結(jié)合圖像，通過(guò)對(duì)比分析，做出正確判斷。[素養(yǎng)專(zhuān)練]1．[2022·廣東卷]在相同條件下研究催化劑Ⅰ、Ⅱ?qū)Ψ磻?yīng)X―→2Y的影響，各物質(zhì)濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的部分變化曲線如圖，則(

)A．無(wú)催化劑時(shí)，反應(yīng)不能進(jìn)行B．與催化劑Ⅰ相比，Ⅱ使反應(yīng)活化能更低C．a(chǎn)曲線表示使用催化劑Ⅱ時(shí)X的濃度隨t的變化D．使用催化劑Ⅰ時(shí)，0～2min內(nèi)，v(X)＝1.0mol·L－1·min－1答案：D

2．汽車(chē)尾氣中含有CO、NO等有害氣體，某新型催化劑能促使NO、CO轉(zhuǎn)化為兩種無(wú)毒氣體。T

℃時(shí)，將0.8molNO和0.8molCO充入容積為2L的密閉容器中，模擬汽車(chē)尾氣轉(zhuǎn)化，容器中NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖。(1)將NO、CO轉(zhuǎn)化為兩種無(wú)毒氣體的化學(xué)方程式是________________________________________________。(2)反應(yīng)開(kāi)始至10min，v(NO)＝________(mol·L－1)·min－1)。

0.02(3)下列說(shuō)法正確的是________。a．新型催化劑可以加快NO、CO的轉(zhuǎn)化b．該反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)c．平衡時(shí)CO的濃度是0.4mol·L－1ab

3．一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)＋CO2(g)?FeO(s)＋CO(g)。一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，反應(yīng)過(guò)程中CO2氣體和CO氣體的濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。(1)t1min時(shí)，正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。＞(2)4min內(nèi)，CO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_____；CO的平均反應(yīng)速率v(CO)＝_______________。(3)下列條件的改變能減小其反應(yīng)速率的是___