专题六化学反应与能量.pdf
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1、 专题六 化学反应与能量 第 2 页 考纲原文 5 年考题 考情分析 2019年 2019年 2019年 2019年 2019年 1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。了解常见的氧化还原反应。T62氧化还原反应基本概念 T14、T61氧化还原反应基本概念 T23氧化还原产物判断 T38(1)判断氧化还原反应 T64氧化剂、还原剂的判断及元素化合价变化 T58氧化还原反应基本概念 T17、T62氧化还原反应基本概念 从近五年广东学业水平考试考题分布可知,考点分布较为均匀,知识覆盖面较广,每年必考。单,知道常见的能量转T30能量转化形式 T40 键能与吸热、放T35能量转化 T45能量转化形式
2、第 3 页 化形式。热的关系 T64能量的综合考查 项选择题、单项选择题、多项选择题均有涉及,重点考查的知识点有:氧化还原反应的基本概念和各概念3.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应等概念。T40能量转化 T18(1)吸、放热反应 T4 放热反应 4.了解能源是 T57能源问题 T31(1)获得新能T56能源问题 T56能源问题 第 4 页 人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。T60绿色化学 源的方法 T62能源利用中的产物 之间的相互关系,热能和化学能的相互转化,原电池的工作原理以及能源利用等。,能写出电极反应。知道常见化T32铜锌原电池 T59
3、锂碘T37铜银原电池 T21铜锌原电池 T22(1)铜铁T21铜锌原电池 T38水果电池 第 5 页 学电源的种类。电池 原电池 6.了解金属腐蚀的危害及其防止措施。T28金属防腐 T49金属防腐 T34金属防腐 注:(1)表示 1 月学业水平考题。考点 1 氧化还原反应 1(2019广东学业水平测试 T17)硫代硫酸钠(Na2S2O3)被称为“养鱼宝”,可降低水中的氯对鱼的危害。脱氯反应为:S2O234Cl25H2O=2SO2410H8Cl,该反应中()AH2O 被氧化 BCl2作还原剂 CS 元素化合价降低 DCl2表现氧化性 2(20192019 连续五年广东学业水平测试)(多选)氢气还
4、原氧化铜的反应为 CuO 第 6 页 H2=CuH2O,在该反应中()ACuO 作还原剂 BCuO 作氧化剂 C铜元素化合价降低 D 铜元素化合价升高 3(2019 广东学业水平测试 T23)2 mol FeCl2与 1 mol Cl2恰好完全反应,则产物的物质的量为()A1 mol B2 mol C3 mol D4 mol 一、氧化还原反应 1氧化还原反应的相关概念(1)氧化还原反应:凡有元素化合价升降的化学反应。(2)非氧化还原反应:凡没有元素化合价升降的化学反应。(3)氧化反应:在氧化还原反应中,反应物所含元素化合价升高的反应。(4)还原反应:在氧化还原反应中,反应物所含元素化合价降低的
5、反应。2 氧化还原反应的特征(判别方法):元素化合价发生变化。第 7 页 3氧化还原反应的实质:反应过程中有电子得失(或偏移)。4氧化剂和还原剂(1)定义 从化合价角度定义:在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低的反应物,称为氧化剂;所含元素的化合价升高的反应物,称为还原剂。从电子转移角度定义:在氧化还原反应中,得到电子(或电子偏向)的反应物,称为氧化剂;失去电子(或电子偏离)的反应物,称为还原剂。(2)价态与氧化剂、还原剂的关系 元素为最低价态时,只具有还原性,如 I、S2等。元素为最高价态时,只具有氧化性,如Fe3、H、浓 H2SO4等。元素处于中间价态时,既具有氧化性,又具有还原性,如
6、S、SO2、Fe2、I2、H2O2。(3)氧化性、还原性强弱规律 氧化性:氧化剂氧化产物;还原性:还原剂还原产物。5基本反应类型与氧化还原反应的关系 第 8 页 规律:置换反应都是氧化还原反应;复分解反应都是非氧化还原反应;有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应都是氧化还原反应。二、氧化还原反应中概念间的关系 妙招巧记 升(化合价升高)失(失电子)氧(被氧化,发生氧化反应)还(作还原剂,本身具有还原性);降(化合价降低)得(得电子)还(被还原,发生还原反应)氧(作氧化剂,本身具有氧化性)。(2019广东 1 月学业水平测试)下列反应不属于氧化还原反应的是()ACaOH2O=Ca(OH)2
7、B2Na2O22H2O=4NaOHO2 C2Na2H2O=H22NaOH D4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3 解析 反应前后元素化合价发生变化的反应是氧化还原反应。因此可根据氧化还原反应中一定有元素化合价变化的特征进行判断。B、C、D 项中都存在元素化合价的变化;A 项中则不存在元素化合价的变化,所以不是氧化还原反应。答案 A(多选)对于 2NaBrCl2=2NaClBr2 第 9 页 反应,下列说法不正确的是(Br 的相对原子质量80)()A该反应既是置换反应,又是氧化还原反应 BCl2是氧化剂,发生还原反应 C若有 1.6 g Br2生成,NA个电子 D钠元素在反应中价态不变
8、,所以 NaBr既不是氧化剂,又不是还原剂 解析 该反应属于基本反应类型中的置换反应,因反应中元素的化合价有升降,该反应也属于氧化还原反应。答案 CD 特别提醒 此类是结合实例确定氧化还原反应的有关概念的试题,其解题方法是找变价判类型分升降定其他。其中“找变价”是非常关键的一步。考点 2 化学能与热能的相互转化;吸热反应、放热反应 1(2019广东学业水平测试 T45)早期火箭发动机使用的推进剂为液氧和汽油。火箭发射过程中,推进剂的燃烧是将()A化学能转化为热能 B 动能转化为热 第 10 页 能 C化学能转化为电能 D 热能转化为化学能 2(2019广东学业水平测试 T35)下列有关能量的说
9、法正确的是()A原电池将化学能转变为电能 B原电池将电能转变为化学能 C中和反应放热说明中和反应前后能量不守恒 D吸热反应中生成物的总能量低于反应物的总能量 3(2019广东 1 月学业水平测试 T18)下图为某化学反应的能量反应进程图,由此可判断该反应()A为放热反应 B为吸热反应 C属于燃烧反应 D 属于中和反应 4(2019广东学业水平测试 T40)下列关于能量变化的说法正确的是()A冰融化成水放出热量 B化学键断裂过程一定放出能量 C生成物的总能量一定低于反应物的总能量 第 11 页 D化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 5(2019广东学业水平测试 T30)H2在 O2
10、中燃烧生成 H2O 的反应是放热反应,则()A该过程中热能转化为化学能 B反应物的总能量小于生成物的总能量 C该过程中化学能转化为电能 D反应物的总能量大于生成物的总能量 一、化学能与热能的相互转化 1化学键的断裂和形成与化学反应中能量的变化 化学反应中能量变化的主要原因:化学键的断键与形成。断裂反应物分子中的化学键要吸收能量;形成生成物分子中的化学键要放出能量。2放热反应和吸热反应(1)放热反应:即放出热量的化学反应,其反应物的总能量大于生成物的总能量。(2)吸热反应:即吸收热量的化学反应,其反应物的总能量小于生成物的总能量。3化学反应中的能量变化(1)化学反应中的能量示意图 放热反应 吸热
11、反 第 12 页 应(2)能量关系(由能量守恒可得)反应物的总能量生成物的总能量热量(放热反应);反应物的总能量生成物的总能量热量(吸热反应)。二、常见的放热反应和吸热反应 1常见的放热反应(1)所有的燃烧反应;(2)酸碱中和反应;(3)大多数的化合反应;(4)金属与酸的反应;(5)生石灰和水的反应。2常见的吸热反应(1)晶体 Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 的反应;(2)大多数的分解反应;(3)以 H2、CO、C 为还原剂的氧化还原反应;(4)C 与 CO2(或 H2O)的反应。温馨提示(1)化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。(2)断键吸收能量,成键放出能量
12、。任何化学反应都有吸收能量和放出能量的过程,吸放热的 第 13 页 相对大小决定反应整体是吸热还是放热。(多选)化学反应一般均会伴随着能量变化,对 H2在 O2中燃烧的反应,正确的是()A该反应为吸热反应 B该反应为放热反应 C断裂 HH 键吸收能量 D生成 HO 键吸收能量 解析 可燃物燃烧时化学能转化成热能,为放热反应,断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量。答案 BC(2019广东学业水平测试)在含少量 Mg粉的试管中滴入稀盐酸,产生大量气泡,且试管壁发热。该反应为()A放热反应 B吸热反应 C化合反应 D复分解反应 答案 A 考点 3 原电池和化学电源 1(2019广东学业水平测试 T
13、38)如图所示,将锌棒和铜棒插入苹果中,电流表指针发生偏转。该苹果电池中()A锌棒是负极 B铜棒是负极 第 14 页 C锌棒质量增加 D 铜棒质量减小 2(2019广东学业水平测试 T21)右图为番茄电池的示意图,下列说法正确的是()A电流由锌通过导线流向铜 B负极反应为 Zn2e=Zn2 C一段时间后,铜片质量会减少 D一段时间后,锌片质量会增加 3(2019广东学业水平测试 T37)将铜纳米颗粒和银纳米颗粒相隔一定距离固定在石墨片上,然后浸在 AgNO3溶液中,可构成一种纳米型原电池。该电池负极发生的反应为()AAge=Ag BCu 2e=Cu2 CCu22e=Cu D 2H 2e=H2
14、一、原电池的工作原理 1概念 将化学能转化为电能的装置。装置(以Cu-Zn 原电池为例)如下图所示。2原电池形成的一般条件(1)有能自发进行的氧化还原反应;(2)有相连接的两个电极(金属或非金属导体 第 15 页 及其他可以作电极材料的物质);(3)两电极同时与电解质溶液接触;(4)形成闭合回路。3工作原理 以 Cu-Zn 原电池(电解质溶液为稀硫酸)为例:二、几种常见新型化学电源 1化学电源的类型 干电池、充电电池(又称二次电池)和燃料电池。2各类型电池的特点 一次电池不可充电,二次电池可循环利用,放电过程是将化学能转化为电能,充电过程是将电能转化为化学能。燃料电池最理想的燃料是氢气。3氢氧
15、燃料电池 氢氧燃料电池是一种高效、低污染的新型电池,主要用于航天领域。它的电极材料一般为铂电极,活性炭为负极,电解质溶液一般为 40%的 KOH 溶液或稀 H2SO4。电极反应如下:电解质溶液 KOH 溶液 稀 H2SO4 第 16 页 负极反应 2H24OH4e=4H2O 2H24e=4H 正极反应 O22H2O4e=4OH O24H4e=2H2O 总反应 2H2O2=2H2O(2019广东学业水平测试)铜锌原电池的装置如图所示,下列说法正确的是()A锌电极上发生还原反应 B铜电极上发生氧化反应 C锌片和铜片上都有氧气产生 D原电池工作一段时间后溶液的 c(H)减小 解析 铜锌原电池中,锌电
16、极作负极,发生氧化反应;铜电极作正极,发生还原反应;工作一段时间后溶液中 c(H)减小,铜片上有氢气产生。答案 D 根据下列事实:XY2=X2Y;Z2H2O(冷水)=Z(OH)2H2;Z2的氧化性比 X2弱;由 Y、W 作电极组成的原电池,电极反应为 W22e=W,Y2e=Y2。可知 X、Y、W、Z 的还原性由强到弱的顺序是 第 17 页()AXZYW BZWXY CZXYW DZYXW 解析 根据可知,还原性:XY;根据可知,Z 是一种很活泼的金属;根据可知,还原性:ZX;根据可知,还原性:YW。综合以上结论,可知还原性:ZXYW。答案 C 特别提醒 根据原电池可以判断金属活泼性的强弱:作负
17、极的金属活泼性强。考点 4 金属的腐蚀和防护 1(2019广东学业水平测试 T34)港珠澳大桥的建造使用了大量钢材。对钢铁采取的防腐措施合理的是()A表面镶铜 B表面喷涂油漆 C用水清洗 D增加钢铁中的碳含量 2(2019广东学业水平测试 T49)能有效防止铁质栏杆锈蚀的措施是()A接上铜网 B与石墨相连 C定期涂上油漆 D 定期擦去铁锈 第 18 页 3(2019广东学业水平测试 T28)据统计,每年由于腐蚀而直接损耗的金属材料约占金属年产量的 10%。下列措施中,不能防止金属腐蚀的是()A在金属表面涂一层油漆 B在金属表面涂机油 C在金属表面涂食盐溶液 D在金属表面镀一层不活泼金属 1化学
18、腐蚀和电化学腐蚀 金属腐蚀的实质 金属原子失去电子被氧化而消耗的过程:Mne=Mn 金属的腐蚀 种类 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与干燥气体或非电解质溶液直接接触 不纯金属或合金与电解质溶液接触 本质 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 现象 腐蚀过程无电流产生 腐蚀过程有电流产生 相互关两种腐蚀往往同时发生,但以电化学腐 第 19 页 系 蚀为主,危害更大 金属防护(1)改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力,如制成不锈钢;(2)金属表面覆盖保护层 涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料;镀抗腐蚀金属电镀、热镀、喷镀法;用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜 2.析氢腐蚀和吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸
19、氧腐蚀 形成条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 负极反应 Fe2e=Fe2 正极反应 2H2e=H2 2H2OO24e=4OH 电子如何流动形成电通路 Fe 失 2e,成为Fe2进入溶液,Fe 失去的 e流入 C 极,H趋向于 C 极,与 CFe 失 2e,成为Fe2进入溶液,Fe 失去的 e流入 C 极,在 C极 O2获得 e成 第 20 页 极上的 e结合成 H2放出 为 OH进入溶液 普遍性 吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍 钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反应是()A2H2e=H2 B2H2OO24e=4OH CFe2e=Fe2 D4OH4e=2H2OO2 解析 钢铁在潮湿的空气中发生电
20、化学腐蚀时,负极为铁,正极为碳,电解质溶液为溶有O2或 CO2等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀,负极反应为 Fe2e=Fe2,正极反应为 2H2OO24e=4OH;当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀,负极反应为 Fe2e=Fe2,正极反应为 2H2e=H2。答案 C 下列关于金属腐蚀和防护的说法不正确的是()A金属腐蚀过程中发生了化学反应 B在铁表面镀锌可对铁起保护作用 C在铁船壳上镶嵌铜块能减缓船体的腐蚀 第 21 页 D铝制品在空气中不易被腐蚀,是因其表面形成了致密的氧化铝保护层 解析 在铁船壳上镶嵌铜块时,由于形成铜-铁原电池,铁作负极,被氧化,导致船壳被腐蚀,故应该镶嵌比铁活泼
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- 专题 化学反应 能量
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