微专题3　化学反应与能量 （讲义+课件 2份打包）2025年高考化学二轮复习

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[反应的自发性、ΔH计算、化学平衡常数]
化学反应原理与能量小综合
3. (2018·江苏卷)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：①2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)　ΔH1＝－116.1 kJ/ml②3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)　ΔH2＝＋75.9 kJ/ml反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝____________kJ/ml。
4. (2017·江苏卷)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法错误的是( )①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2 (g)　ΔH1＝a kJ/ml ②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝b kJ/ml③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝c kJ/ml④2CH3OH(g)===CH3OCH3 (g)＋H2O(g)　ΔH4＝d kJ/ml A. 反应①②为反应③提供原料气 B. 反应③也是CO2资源化利用的方法之一
【解析】 反应③需要的原料气是CO2和H2，反应①②的产物中含CO2和H2，A正确；反应③消耗CO2制取CH3OH，B正确；C选项的热化学方程式中的H2O是液态，但反应④的热化学方程式中的H2O是气态，C错误；根据盖斯定律，将反应②×2＋反应③×2＋反应④可得选项D的热化学方程式，D正确。
5. (2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是( )A. 电池工作时，MnO2发生氧化反应B. 电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动C. 环境温度过低，不利于电池放电D. 反应中每生成1 ml MnOOH，转移电子数约为2×6.02×1023
【解析】 碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，负极为锌，正极为二氧化锰。电池工作时，正极MnO2发生还原反应，A错误；原电池工作时，阴离子向负极移动，则OH－通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率较慢，不利于电池放电，C正确；反应中锰元素的化合价由＋4降低到＋3，则每生成1 ml MnOOH，转移电子数约为6.02×1023，D错误。
6. (2020·江苏卷)HCOOH燃料电池。研究 HCOOH燃料电池性能的装置如图所示：
两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。电池负极的电极反应式为_________________________________；放电过程中需补充的物质A为________ (填化学式)。上图所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为_________________________________ ___________________________________。
(2)(2015·江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。写出电极B的电极反应式：___________________________________。
(1)当电解电压为U1 V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，阴极主要还原产物为____________(填化学式)。
(3)当电解电压为U3 V时，电解生成的C2H4和HCOO－的物质的量之比为_______。
9. (2021·江苏卷)通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(装置如图)；②在90 ℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是( )
10. (2017·江苏卷改编)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：
已知：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)写出“碱溶”时生成四羟基合铝酸钠的离子方程式：___________________ ___________________________。(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH______(填“增大” “不变”或“减小”)。
Al2O3＋2OH－＋
3H2O===2[Al(OH)4]－
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________________________________。(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图。阳极的电极反应式为____________________________________，阴极产生的物质A的化学式为________。(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_____________________________________ __________________。
石墨电极被阳极上产生的O2氧化
NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面
11. (1)(2018·江苏卷)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2 的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时的阳极反应式：_________________ ___________________。(2)(2019·江苏卷)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。①写出阴极CO2还原为HCOO－的电极反应式：______________________________________。②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是__________________________ __________________________________________。
HNO2－2e－＋H2O
12. (2020·江苏卷)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是( )A. 阴极的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋B. 金属M的活动性比Fe的活动性弱C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【解析】 阴极得到电子，A错误；为保护钢铁设备，金属M应比铁活泼，B错误；由于海水中含有大量的电解质，更易发生电化学腐蚀，故钢铁设备在海水中的腐蚀速率快，D错误。
13. (2019·江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )A. 铁被氧化的电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋B. 铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C. 活性炭的存在会加速铁的腐蚀D. 以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
【解析】 铁被氧化的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A错误；铁腐蚀过程中，化学能不会全部转化为电能，还有部分转化为热能等，B错误；活性炭会与铁以及NaCl溶液构成许多微小的原电池，加速铁的腐蚀，C正确；以水代替NaCl溶液，铁也能发生吸氧腐蚀，但溶液中离子浓度较小，反应缓慢，D错误。
ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
2. 常考归纳(1)在101kPa时，1ml纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫作该物质的燃烧热。“指定产物”指可燃物中的C元素变为____________，H元素变为____________，S元素变为____________，N元素变为__________等。(2)在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1ml H2O时，放出57.3 kJ的热量。①若用弱酸代替强酸(或用弱碱代替强碱)，由于电离吸热，则放出的热量______。②若用浓硫酸(或NaOH固体)作反应物，则放出的热量_____。
(3)书写热化学方程式(写出图1、图2中反应的热化学方程式)：图1：______________________________________________________________。图2：_____________________________________________________________。
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ/ml
(4)比较焓变大小：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
则ΔH1____ΔH2。S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH3S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH4则ΔH3____ΔH4。2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH52H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH6则ΔH5____ΔH6。
1. 电池的判断无外接电源的是原电池；有外接电源的是电解池。2. 电极的判断
1. 原电池——燃料电池(1)氢氧燃料电池
H2－2e－===2H＋
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
H2－2e－＋2OH－===2H2O
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
H2－2e－＋O2－===H2O
O2＋4e－===2O2－
(2)有机物燃料(以CH4为例)
CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋
O2＋4e－＋4H＋=== 2H2O
O2＋4e－＋2H2O ===4OH－
CH4＋4O2－－8e－=== CO2＋2H2O
N2H4－4e－===N2↑＋4H＋
N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O
N2H4＋2O2－－4e－===N2↑＋2H2O
2. 电解池(1)用惰性电极电解不同溶液类型
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
2H＋＋2e－===H2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
(2)电解的应用①电冶金(冶炼钠、镁、铝)
Na＋＋e－===Na
Mg2＋＋2e－===Mg
2O2－－4e－===O2↑
Al3＋＋3e－===Al
②粗铜精炼 (含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)
Cu－2e－===Cu2＋
Zn－2e－===Zn2＋
Fe－2e－===Fe2＋
Ni－2e－===Ni2＋
③电镀(以电镀银为例)
Ag－e－===Ag＋
Ag＋＋e－===Ag
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
3. 可逆电池(1)铅酸蓄电池
Li－e－===Li＋
3CO2＋4Li＋＋4e－===2Li2CO3＋C
LixC6－xe－===6C＋xLi＋
Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
S8＋2e－＋2Li＋===Li2S8
1. 离子交换膜的种类及作用
2. 离子交换膜的判断方法
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2. 金属的保护方法
例1　已知：室温下，将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，则下列能量转化关系的判断不正确的是( )A. ΔH1＞0　　B. ΔH2