第六章 化学反应与能量【复习提升】 -2022-2023学年高一化学精讲精练（人教版2019必修第二册）（原卷版）

化学反应与能量考点精讲总结提升核心要点一、化学反应与能量变化1．化学反应吸热还是放热决定于反应物总能量(E1)和生成物总能量(E2)的相对大小。若E1>E2，则为放热反应；若E1<E2，则为吸热反应。2．化学反应中，断裂反应物中化学键吸收能量为Q(吸)，形成生成物中化学键放出能量为Q(放)，则化学反应过程中的能量变为ΔQ＝Q(吸)－Q(放)，若ΔQ<0，为放热反应，若ΔQ>0，为吸热反应。3．（1）常见的放热反应：所有燃烧反应，酸碱中和反应，金属与水、酸的反应，绝大多数化合反应。（2）常见的吸热反应：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，C与CO2的反应，大多数分解反应。4．物质具有的能量越低，物质的稳定性越强，即能量越低越稳定。5．构成原电池的条件（1）具有活泼性不同的两个电极； （2）两电极必须插入电解质溶液中；（3）形成闭合回路；（4）能自发地发生氧化还原反应。6．原电池工作原理口诀：原电池分为两极；负极氧化正还原；电子由负流向正；离子阳正阴向负。7．原电池正、负极的判断方法：首先准确判断元素化合价的变化，然后根据原电池工作原理判断。化合价升高―→失去电子―→发生氧化反应―→负极；化合价降低―→得到电子―→发生还原反应―→正极。二、化学反应的速率与限度1．化学反应速率的表达式：v(A)＝＝。2．化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。3．增大化学反应速率的因素：增大反应物浓度、升温、增大气体压强、加入催化剂、增大固体表面积、构成原电池等。4．可逆反应必须同时满足两个条件：（1）相同反应条件；（2）正、逆两方向同时进行。5．化学平衡状态特征的口诀：平衡“动”态无静时，正逆速率“等”同值，质量与数各一“定”，条件一“变”平衡移。6．判断可逆反应处于化学平衡状态的根本标志：（1）正、逆反应速率相等；（2）各组分的质量或浓度保持不变。7．反应物的转化率＝×100%。 考点1：化学反应与热能【例1】一种环保型燃料——丙烷，其燃烧时发生反应的化学方程式为C3H8+5O23CO2+4H2O。下列说法中不正确的是(　　)A.火炬燃烧时化学能只转化为热能B.所有的化学反应都会伴随着能量变化，有能量变化的物质变化不一定是化学反应C.1molC3H8和5molO2所具有的总能量大于3molCO2和4molH2O所具有的总能量D.丙烷完全燃烧的产物对环境无污染，故丙烷为环保型燃料【变式训练1】已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收能量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收能量为(　　)A.920kJB.557kJC.436kJD.188kJ【变式训练2】如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是(　　)A．图a表示的是吸热反应的能量变化B．图b中反应物比生成物稳定C．图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化D．图a不需要加热就一定能发生，图b一定需要加热才能发生【变式训练3】将V1mL1.00mol·L－1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50mL)。下列叙述正确的是(　　)A．做该实验时环境温度为22℃B．该实验表明化学能可能转化为热能C．NaOH溶液的浓度约为1.0mol·L－1 D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应考点2：化学反应与电能【例2】某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述正确的是(　　)A.a和b不连接时，铁片上会有H2产生B.a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为Cu2++2e-==CuC.a和b用导线连接时，电子由a流向bD.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色【变式训练1】氢氧燃料电池已用于航天飞机，它是以铂作电极，KOH溶液作电解质，下列叙述不正确是（）A．正极电极反应为：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－B．供电的总反应为：2H2＋O2＝2H2OC．氢氧燃料电池不仅能量转化率高，而且产物是水，属于环境友好电池D．氢氧燃料电池中H2和O2燃烧放出的热量转变为电能【变式训练2】物质发生化学反应时，常常伴随有能量变化。某学习小组用如图所示装置A、B分别探究金属锌与稀硫酸的反应，实验过程中A烧杯内的溶液温度升高，B烧杯的电流计指针发生偏转，请回答以下问题。（1）A烧杯中反应的离子方程式为_____________________________。（2）B中Zn板是______极，发生反应的电极反应式是_____________________________。（3）从能量转化的角度来看，A、B 中反应物的总能量___________（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物总能量，A中是将化学能转变为___________，B中是将化学能转变为___________。（4）该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是_______（填字母序号）。A．原电池反应的过程中一定有电子转移B．原电池装置需要2个电极C．电极一定都参加反应D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生【变式训练3】镍镉可充电电池在现代生活中有着广泛的应用，它的充、放电反应为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。请回答下列问题:（1）放电时，还原反应在　　　(填“a”或“b”)极进行，负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　，在放电过程中，正极附近的电解质溶液碱性会　　　　　(填“增强”或“减弱”)。 （2）镍镉废旧电池必须进行回收并集中处理，最主要的原因是 　。 考点3：化学反应的速率【例3】反应3X(g)+Y(g)2Z(g)+2W(g)在2L密闭容器中进行，5min时Y减少了0.5mol，则0~5min内此反应的平均速率为(　　)A.v(X)=0.05mol·L-1·min-1B.v(Y)=0.10mol·L-1·min-1C.v(Z)=0.10mol·L-1·min-1D.v(W)=0.05mol·L-1·s-1【变式训练1】将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L-1，现有下列几种说法:①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L-1·s-1②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L-1·s-1③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol·L-1其中正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　 A.①③B.①④C.②③D.③④【变式训练2】在Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑反应中，2分钟内硫酸浓度由l.5mol·L－1降至1.1mol·L－1，则2分钟内用硫酸表示的平均反应速率为A．0.1mol·L－1·min－1B．0.2mol·L－1·min－1C．0.3mol·L－1·min－1D．0.4mol·L－1·min－1【变式训练3】将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，经2min后测得D的浓度为0.5mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，以C表示的平均速率c(C)＝0.25mol·L－1·min－1，下列说法正确的是（）A．反应速率v(B)＝0.25mol·L－1·min－1B．该反应方程式中，x＝1C．2min时，A的物质的量为1.5molD．2min时，A的转化率为60%考点4：化学反应速率的影响因素【例4】为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A~D四个实验，你认为结论不正确的是(　　)A.将相同大小、形状的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，两者速率一样大B.在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同盐酸反应，大理石粉反应快C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解D.在两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同【变式训练1】(双选)某实验探究小组研究320K时N2O5的分解反应:2N2O54NO2+O2。如图的坐标曲线是该小组根据所给表格中的实验探究数据绘制的。下列有关说法中正确的是(　　)t/min01234c(N2O5)/(mol·L-1)0.1600.1140.0800.0560.040c(O2)/(mol·L-1)00.0230.0400.0520.060 A.曲线Ⅰ是N2O5的变化曲线B.曲线Ⅱ是N2O5的变化曲线C.N2O5的浓度越大，反应速率越大D.升高温度对该反应速率无影响【变式训练2】在容器中发生反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)，可使其化学反应速率增大的措施有①缩小体积；②升高温度；③恒容条件下通入CO2；④增加碳的量；⑤增大体积A．①②③④B．②③④⑤C．①②③D．②③④【变式训练3】一定温度下，在2L密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量随时间变化曲线如下图所示，按要求解决下列问题。（1）该反应的化学方程式为：____________________。（2）用A表示的反应速率为：_________________。（3）下列条件改变时，能加快化学反应速率的是___________A．扩大容器的容积B．增大C的用量C．降低体系的温度D．加入催化剂考点5：化学反应的限度　化学反应条件的控制【例5】一定温度下，在某恒容的密闭容器中，建立化学平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是(　　)A.体系的压强不再发生变化B.v正(CO)=v逆(H2O)C.生成nmolCO的同时生成nmolH2D.1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键 【变式训练1】一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是(　　)①混合气体的密度不变　②容器内气体的压强不变③混合气体的总物质的量不变　④B的物质的量浓度不变　⑤v正(C)=v逆(D)　⑥v正(B)=2v逆(C)A.①④⑤⑥B.②③⑥C.②④⑤⑥D.只有④【变式训练2】CO和H2在一定条件下可以合成乙醇：2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)，下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是（）A．CO全部转化为乙醇B．正反应和逆反应的化学反应速率均为0C．CO和H2以1∶2的物质的量之比反应生成乙醇D．反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化【变式训练3】一定温度下，在恒容的密闭容器中加入1molN2和3molH2发生反应：N2＋3H22NH3。下列有关说法正确的是（）A．充分反应后，可得到2molNH3B．压强不变时，达到该反应的最大限度C．达到平衡状态时，v(正)与v(逆)均为零D．达到平衡状态时，N2、H2、NH3物质的量浓度之比一定为1∶3∶2【变式训练4】工业制硫酸的反应之一为：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，在2L恒温恒容密闭容器中投入2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应，下图是SO2和SO3随时间的变化曲线。（1）前10minSO3的平均反应速率为___________；平衡时，SO2转化率为___________。 （2）下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是___________。①容器中压强不再改变；②容器中气体密度不再改变；③SO3的质量不再改变；④O2的物质的量浓度不再改变；⑤容器内气体原子总数不再发生变化；（3）以下操作会引起化学反应速率变快的是______。A．向容器中通入氦气B．升高温度C．扩大容器的体积D．向容器中通入O2E．使用正催化剂（4）反应达平衡时，体系的压强与开始时的压强之比为________；容器内混合气体的平均相对分子质量和起始投料时相比________(填“增大”“减小”或“不变”)。