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(共55張PPT)
第六章
章末整合　重點突破
體系構(gòu)建　理清脈絡(luò)
重點突破　素養(yǎng)提升
內(nèi)容索引
體系構(gòu)建　理清脈絡(luò)
1.化學(xué)反應(yīng)與能量變化
(1)化學(xué)反應(yīng)與熱能
(2)化學(xué)反應(yīng)與電能——原電池
原電池
定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置
形成條件
兩個活潑性不同的電極
形成閉合回路
電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))
自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)
原理
正、負極的判斷：活潑金屬或參與反應(yīng)的金屬為負極
電子的流向：負極→正極
電流的流向：正極→負極
離子的移動方向：陽離子→正極
陰離子→負極
原電池
分類
一次電池
二次電池
燃料電池
應(yīng)用
判斷金屬活動性強弱
加快氧化還原反應(yīng)速率
設(shè)計原電池
2.化學(xué)反應(yīng)速率與限度
體驗高考
1.(2023·廣東，6)負載有Pt和Ag的活性炭，可選擇性去除Cl－實現(xiàn)廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說法正確的是
A.Ag作原電池正極
B.電子由Ag經(jīng)活性炭流向Pt
C.Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D.每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－
√
由題圖分析可知，Cl－在Ag極失去電子
發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負極，A錯誤；
電子由負極Ag經(jīng)活性炭流向正極Pt，B
正確；
溶液為酸性，故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C錯誤；
每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L的O2，轉(zhuǎn)移2 mol電子，最多去除2 mol Cl－，D錯誤。
體驗高考
2.(2022·湖南，8)海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯誤的是
A.海水起電解質(zhì)溶液作用
B.N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－
===2OH－＋H2↑
C.玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能
D.該鋰-海水電池屬于一次電池
√
海水中含有豐富的電解質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質(zhì)溶液，故A正確；
N為正極，電極反應(yīng)主要為O2＋2H2O＋4e－===
4OH－，故B錯誤；
Li為活潑金屬，易與水反應(yīng)，玻璃陶瓷的作用是
防止水和Li反應(yīng)，并能傳導(dǎo)離子，故C正確；
該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確。
體驗高考
3.(2022·全國甲卷，10)一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中，Zn2＋以 存在]。電池放電時，下列敘述錯誤的是
A.Ⅱ區(qū)的K＋通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移
√
C.MnO2電極反應(yīng)：MnO2＋2e－＋4H＋
===Mn2＋＋2H2O
MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，C正確；
體驗高考
4.(2022·浙江1月選考，19)在恒溫恒容條件下，發(fā)生反應(yīng)A(s)＋2B(g)
3X(g)，c(B)隨時間的變化如圖中曲線甲所示。下列說法不正確的是
A.從a、c兩點坐標(biāo)可求得從a到c時間間隔內(nèi)該化學(xué)
反應(yīng)的平均速率
B.從b點切線的斜率可求得該化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)開始
時的瞬時速率
C.在不同時刻都存在關(guān)系：2v(B)＝3v(X)
D.維持溫度、容積、反應(yīng)物起始的量不變，向反應(yīng)體系中加入催化劑，
c(B)隨時間變化關(guān)系如圖中曲線乙所示
√
圖像中可以得到單位時間內(nèi)的濃度變化，反應(yīng)速率是單位時間內(nèi)物質(zhì)的濃度變化計算得到，從a、c兩點坐標(biāo)可求得從a到c時間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率，A正確；
b點處切線的斜率是此時刻物質(zhì)濃度除以此時刻時
間，為反應(yīng)物B的瞬時速率，B正確；
由化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)
之比分析，3v(B)＝2v(X)，C不正確；
維持溫度、容積、反應(yīng)物起始的量不變，向反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，D正確。
體驗高考
5.(2019·浙江4月選考，17改編)下列說法正確的是
A.H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，其他條件不變，縮小反應(yīng)容器體積，正逆反
應(yīng)速率不變
B.C(s)＋H2O(g) H2(g)＋CO(g)，碳的質(zhì)量不再改變說明反應(yīng)已達平衡
C.若壓強不再隨時間變化能說明反應(yīng)2A(？)＋B(g) 2C(？)已達平衡，
則A、C不能同時是氣體
D.恒壓條件下發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，當(dāng)氣體壓強不再改
變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
√
對于反應(yīng)H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，縮小反應(yīng)容器體積，壓強增大，正逆反應(yīng)速率增大相同的倍數(shù)，A項錯誤；
碳的質(zhì)量不變，說明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)，B項正確；
恒溫恒容條件下，若A、C同時為氣體，當(dāng)壓強不變時，也能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，C項錯誤；
反應(yīng)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在恒壓條件下進行，則氣體的壓強始終不變，D項錯誤。
體驗高考
6.(2017·江蘇，10)H2O2分解速率受多種因素影響。實驗測得70 ℃時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是
A.圖甲表明，其他條件相同時，H2O2濃度越小，其分解速率越快
B.圖乙表明，其他條件相同時，溶液pH越小，H2O2分解速率越快
C.圖丙表明，少量Mn2＋存在時，溶液堿性越強，H2O2分解速率越快
D.圖丙和圖丁表明，堿性溶液中，Mn2＋對H2O2分解速率的影響大
√
A項，濃度對反應(yīng)速率的影響是濃度越大，反應(yīng)速率越快，錯誤；
B項，NaOH濃度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，錯誤；
C項，由圖可知，Mn2＋存在時，0.1 mol·L－1 NaOH溶液中H2O2的分解速率比1.0 mol·L－1 NaOH中的快，錯誤；
D項，由圖可知，堿性條件下，Mn2＋存在時，對H2O2分解速率影響大，正確。
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重點突破　素養(yǎng)提升
突破一　化學(xué)反應(yīng)中的能量變化計算公式
(1)反應(yīng)的能量變化＝_______能量之和－_______能量之和。
(2)反應(yīng)的能量變化＝_______斷鍵吸收的能量之和－_______成鍵放出的能量之和。
生成物
反應(yīng)物
反應(yīng)物
生成物
跟蹤訓(xùn)練
1.已知反應(yīng)A＋B===C＋D的能量變化如圖所示，下列敘述正確的是
A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.該反應(yīng)吸收的能量為E1－E2
C.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
D.該反應(yīng)只有在加熱條件下才能進行
√
由圖像可知反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能
量，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，A、C項錯誤；
該反應(yīng)吸收的總能量＝斷鍵吸收的總能量－成
鍵放出的總能量＝E1－E2，B項正確；
某些吸熱反應(yīng)不需要加熱也可能發(fā)生，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl發(fā)生的吸熱反應(yīng)，D項錯誤。
跟蹤訓(xùn)練
2.氮的固定一直是科學(xué)家研究的重要課題，合成氨是人工固氮比較成熟的技術(shù)，其原理為N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。已知破壞1 mol有關(guān)化學(xué)鍵需要的能量如表所示：
H—H N—H N—N N≡N
436 kJ 390.8 kJ 192.8 kJ 945.8 kJ
則反應(yīng)生成1 mol NH3(g)所釋放出的熱量為______ kJ。
45.5
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可計算出破壞3 mol H—H吸收的能量為1 308 kJ，破壞1 mol N≡N吸收的能量為945.8 kJ，化學(xué)鍵被破壞吸收的總能量為2 253.8 kJ，形成6 mol N—H放出能量2 344.8 kJ，反應(yīng)生成2 mol NH3(g)釋放出的熱量為2 344.8 kJ－2 253.8 kJ＝91 kJ，則反應(yīng)生成1 mol NH3(g)釋放出的熱量為45.5 kJ。
H—H N—H N—N N≡N
436 kJ 390.8 kJ 192.8 kJ 945.8 kJ
突破二　電極反應(yīng)式的書寫及正誤判斷
1.電極反應(yīng)式的書寫
(1)書寫電極反應(yīng)式的原則
電極反應(yīng)式遵循質(zhì)量守恒、得失電子守恒及電荷守恒。
(2)電極反應(yīng)式的書寫思路
列物質(zhì)標(biāo)得失
列出正(負)極上的反應(yīng)物及電極產(chǎn)物，標(biāo)出化合價，找出得失電子數(shù)目
看環(huán)境配守恒
溶液中的電池反應(yīng)，根據(jù)溶液的酸堿性，選擇H＋或OH－調(diào)平電荷，再用H2O配平H原子和O原子
↓
↓
兩式加驗總式
兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對照驗證
特別提醒　給出原電池總反應(yīng)式書寫電極反應(yīng)式時，可以先寫出比較簡單的某一電極的電極反應(yīng)式，復(fù)雜的電極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－較簡單的電極反應(yīng)式，利用此式計算時，須保證總式與分式中得失電子數(shù)相等。
2.電極反應(yīng)式的正誤判斷
在選擇題選項中出現(xiàn)電極反應(yīng)式時，一般從以下方面判斷其正誤。
(1)注意電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目是否正確。如O2－4e－＋2H2O===4OH－
(2)注意電極反應(yīng)式與正負極是否對應(yīng)。如某電池正極反應(yīng)式為Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
(3)注意電極反應(yīng)式是否符合溶液的酸堿性。如堿性條件下：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋
(4)注意電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液是否反應(yīng)。如鉛酸蓄電池負極：Pb－2e－===Pb2＋
×
×
×
×
跟蹤訓(xùn)練
1.(2023·湖北宜昌高一檢測)具有高能量密度的鋅-空氣蓄電池是鋰離子電池的理想替代品。如圖是一種新型可充電鋅-空氣蓄電池放電時的工作原理示意圖，下列說法正確的是
A.放電時，鋅板為正極
B.放電時，正極的電極反應(yīng)式為Zn＋
4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2－
C.放電時，OH－由過渡金屬碳化物通
過離子交換膜向鋅板移動
D.放電時，每消耗22.4 mL O2，外電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2.408×1021
√
據(jù)圖可知放電時，鋅板上Zn被氧化，為負極，A錯誤；
放電時，正極上是氧氣得電子的還原反
應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===
4OH－，B錯誤；
此電池中陰離子移向負極，故OH－由過
渡金屬碳化物通過離子交換膜向鋅板移
動，C正確；
由正極的電極反應(yīng)式O2＋4e－＋2H2O===4OH－可知，每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 mL O2，外電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2.408×1021，但由于未指明是否在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，故不能計算外電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，D錯誤。
跟蹤訓(xùn)練
2.(2023·邯鄲高一月考)肼(N2H4)是一種無色易溶于水的油狀液體，具有堿性和極強的還原性，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛。
(1)試寫出肼的電子式：____________。
(2)目前正在研發(fā)的一種肼燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖
甲所示，___(填“a”或“b”)電極為電池的負
極，負極的電極反應(yīng)式為______________________________。
a
N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O
負極肼失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以a電極為電池的負極，又由于是堿性溶液，所以負極電極反應(yīng)式為N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O。
跟蹤訓(xùn)練
0.012 5 mol·L－1·min－1
突破三　化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)
(1)直接特征，直接判斷
①同一物質(zhì)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，即v正＝v逆。
②由反應(yīng)混合物中各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、濃度、百分含量和體系的溫度、顏色等特征不變可直接判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。
(2)間接特征，變量不變
跟蹤訓(xùn)練
1.在一定溫度下，向2 L固定容積的密閉容器中通入1 mol CO2、3 mol H2，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是
A.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
B.體系中 ，且保持不變
C.混合氣體的密度不隨時間變化
D.單位時間內(nèi)有n mol H—H斷裂，同時有n mol O—H生成
√
因反應(yīng)前后的氣體體積不同，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，能說明反應(yīng)已達到平衡，A正確；
二者均表示v正，不能說明反應(yīng)是否達到平衡，D錯誤。
跟蹤訓(xùn)練
2.(2022·上海嘉定區(qū)第一中學(xué)高一檢測)一定溫度下，在容積恒定的密閉容器中進行反應(yīng)：A(s)＋2B(g)　　C(g)＋D(g)，下列敘述能表明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是
①混合氣體的密度不變　②容器內(nèi)氣體的壓強不變
③混合氣體的總物質(zhì)的量不變?、蹷的物質(zhì)的量濃度不變
⑤v正(C)＝v逆(D)
A.②③ B.①③⑤
C.②④⑤ D.①④⑤
√
混合氣體的密度等于混合氣體的總質(zhì)量除以容器容積，A是固體，所以混合氣體的總質(zhì)量是一個變量，容器容積是定值，所以混合氣體密度不變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，①正確；
該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，在溫度和容積一定時，壓強和氣體的總物質(zhì)的量成正比，所以容器內(nèi)氣體的壓強一直不變，則壓強不變不能判斷該反應(yīng)是否達到平衡，②錯誤；
該反應(yīng)的混合氣體的總物質(zhì)的量一直不變，故不能用總的物質(zhì)的量不變判斷反應(yīng)是否平衡，③錯誤；
B的物質(zhì)的量濃度不再變化，說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)，④正確；
用C表示的正反應(yīng)速率等于用D表示的逆反應(yīng)速率，說明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)，⑤正確。
突破四　化學(xué)反應(yīng)速率及平衡的相關(guān)計算
1.列出一個模型——“三段式”思維模型
解答有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的計算題時，一般需要寫出化學(xué)方程式，列出起始量、變化量及平衡量，再根據(jù)題設(shè)其他條件和定律列方程求解。如mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量分別為a mol、b mol，達到平衡后消耗A的物質(zhì)的量為mx mol。
mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
起始量/mol a b 0 0
變化量/mol mx nx px qx
平衡量/mol a－mx b－nx px qx
注意　(1)a、b也可指濃度或氣體的體積、壓強等。
(2)明確三個量的關(guān)系
①同一反應(yīng)物：起始量－變化量＝平衡量。
②同一生成物：起始量＋變化量＝平衡量。
③各變化量之比＝各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。
2.掌握四個公式——“三段式”應(yīng)用
跟蹤訓(xùn)練
1.(2020·浙江1月選考，21)一定溫度下，在2 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)A(g)＋2B(g) 3C(g)。反應(yīng)過程中的部分數(shù)據(jù)如表所示：
　　n/mol t/min　　 n(A) n(B) n(C)
0 2.0 2.4 0
5 0.9
10 1.6
15 1.6
跟蹤訓(xùn)練
下列說法正確的是
A.0～5 min用A表示的平均反應(yīng)速率為0.09 mol·L－1·min－1
B.該反應(yīng)在10 min后才達到平衡
C.平衡狀態(tài)時，c(C)＝0.6 mol·L－1
D.物質(zhì)B的平衡轉(zhuǎn)化率為20%
√
根據(jù)化學(xué)方程式及題表中數(shù)據(jù)可知，達到平衡時消耗0.4 mol A，消耗0.8 mol B，生成1.2 mol C，則平衡時C的物質(zhì)的量為1.2 mol，其物質(zhì)的量濃度為0.6 mol·L－1，C正確；
由反應(yīng)的化學(xué)方程式及題表中數(shù)據(jù)可算出0～5 min內(nèi)，消耗0.3 mol A，用A表示的平均反應(yīng)速率為0.03 mol·L－1·min－1，A錯誤；
根據(jù)題表中數(shù)據(jù)知，0～10 min內(nèi)消耗0.8 mol B，此時剩余1.6 mol B，則在10 min時反應(yīng)已達到平衡，B錯誤；
跟蹤訓(xùn)練
2.恒溫恒容下，將2 mol A氣體和4 mol B氣體通入體積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(s)，2 min達到平衡，測得平衡時A的物質(zhì)的量為1.2 mol，C的濃度為0.8 mol·L－1。
(1)從開始反應(yīng)至達到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應(yīng)速率為_________________。
0.4 mol·L－1·min－1
跟蹤訓(xùn)練
(2)x＝___。
4
根據(jù)三段式： 2A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(s)
起始/mol　　　　2　　 4　　　0
轉(zhuǎn)化/mol　　　　0.8　　 0.4　　2×0.8
平衡/mol　　　　1.2　　 3.6　　1.6
即Δn(A)∶Δn(C)＝0.8 mol∶1.6 mol＝2∶x，解得x＝4。
跟蹤訓(xùn)練
(3)A的轉(zhuǎn)化率與B的轉(zhuǎn)化率之比為______。
4∶1
跟蹤訓(xùn)練
(4)下列各項可作為該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是_____(填字母)。
A.壓強不再變化
B.氣體密度不再變化
C.氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
D.A的消耗速率與B的消耗速率之比為2∶1
ABC
反應(yīng)前后氣體總體積不同，當(dāng)壓強不再變化時，達到平衡狀態(tài)，A正確；
反應(yīng)有固體生成，當(dāng)氣體密度不變時達到平衡狀態(tài)，B正確；
反應(yīng)前后氣體體積不同，當(dāng)氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時，達到平衡狀態(tài)，C正確；
A和B的消耗速率均表示正反應(yīng)速率，不能由此判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，D錯誤。
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