【高考风向标】高考化学一轮复习 第三单元 单元能力提升课件.ppt

一 物质结构与元素周期律 二 化学反应与能量变化 三 化学反应速率与化学平衡 四 电解质溶液 五 电化学原理 专题1 有关燃烧热 中和热计算分析 燃烧热和中和热是新教材新增的内容 有关燃烧热和中和热的计算问题是重点之一 初学者对此不甚熟练 下面对有关燃烧热和中和热的计算问题进行归纳分析 a h2so4 aq 2naoh aq na2so4 aq 2h2o l b h2so4 aq ba oh 2 aq baso4 s 2h2o l c hcl aq nh3 h2o aq nh4cl aq h2o l d ch3cooh aq nh3 h2o aq ch3coonh4 aq h2o l e hf aq naoh aq naf aq h2o l f 稀hcl与稀ba oh 2生成1mol水的反应热g 稀naoh与95 浓硫酸生成1mol水的反应热 一 有关概念计算 解析 本题要分清反应热和中和热的概念 中和热是指在稀溶液中 酸与碱发生中和反应生成1mol水 这时的反应热叫中和热 反应热指在化学反应过程中放出或吸收的热量 中和热是一类特殊的反应热 强酸与强碱的稀溶液反应生成1mol水均出57 3kj的热量 a b的反应热应为 2 57 3kj mol c d的反应热 即中和热 应略小于 57 3kj mol 因弱酸 弱碱在水中电离要吸收一部分热量 故多数强酸与弱碱 弱酸与强碱的中和反应热大于 57 3kj mol 但少数弱酸如hf电离会放热 它与naoh的中和反应热会小于 57 3kj mol 实为 67 7kj mol 即e的反应热不是 57 3kj mol 酸与碱的浓度不能太大 否则会使离子的水合热大于扩散热而使总过程放热 中和反应热值会偏大 故酸碱的浓度在0 1mol l 1 0mol l为宜 故本题选f 若题目问 下列反应的中和热为57 3kj mol 呢 则应选a b f 答案 f 二 有关数值与符号关系的计算 解析 依据热化学方程式的含义可知 热化学方程式的计量系数不同 反应热的数值不同 物质的状态不同 反应热的数值也不同 a项 因生成液态水放热多于生成气态水 故 h1的数值小于 h2的数值 考虑放热反应 h的符号为 即放热反应的数值越大 h越小 故有 h1 h2 b项 s s 变成s g 要吸热 故 h2的数值小于 h1的数值 有 h2 h1 c项 h1 2 h2 由于该反应是吸热反应 h 0 h1 h2 d项 生成2molhcl放出的热多 故 h2的数值大于 h1的数值 有 h1 h2 答案 b 三 有关中和热的测定计算 例3 用中和热的测定方法 即保温 隔热的条件下 向盛有20ml2 08mol l的naoh溶液的试管分五次加入1 5ml未知浓度的h2so4 边加边振荡 每次加1ml 不考虑h2so4溶于水的热效应 后测得溶液的温度分别是1 4 2 5 4 2 5 2 5 18 则该硫酸的浓度是 a 20 8mol lc 5 2mol l b 6 9mol ld 4 16mol l 解析 酸碱中和反应是放热反应 分析题中数据知 每多中和1mlh2so4时 溶液温度由1 4 逐渐上升到5 2 又下降到5 18 这说明与naoh恰好中和时用去v h2so4 为4ml 温度上升最高时的体积 当h2so4过量时 温度下降 故应用4mlh2so4求c h2so4 0 02l 2 08mol l 1 2 0 004l 5 2mol l 答案 c 四 有关盖斯定律的应用计算 例4 科学家盖斯曾提出 不管化学过程是一步完成或分几步完成 这个总过程的热效应是相同的 利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应 p4 白磷 s 5o2 g p4o10 s h1 2983 2kj mol p 红磷 s 5 4o2 g 1 4p4o10 s h2 738 5 kj mol则白磷转化为红磷的热化学方程式 相同的状况下 能量较低的是 白磷比红磷更 填 稳定 或 不稳定 白磷转化为红磷是放热反应 故白磷的能量比红磷高 稳定性比红磷差 能量越低越稳定 利用盖斯定律解题的关键是设计流程 从反应物开始 经历若干中间反应 不一定是真实的反应历程 最终生成生成物 答案 p4 白磷 s 4p 红磷 s h 29 2kj mol 红磷 不稳定 对应练习 现有h2与ch4的混合气体112l 标准状况 使其完全燃烧生成co2和h2o l 若实验测得反应放热3695kj 则原混合气 体中h2与ch4的物质的量之比是 a 1 1 b 1 3 c 1 4 d 2 3 解析 设h2 ch4的物质的量分别为x y 则x y 5mol 571 6x 2 890y 3695kj 解得x 1 25mol y 3 75mol 两者比为1 3 故选b项 答案 b 2 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 解析 液态水才是水的最稳定状态 a错 石墨转化为金刚石是吸热反应 说明石墨具有的能量更低 更稳定 c错 碳燃烧生成一氧化碳和二氧化碳都是放热反应 h均取负值 应是a b 答案 b 答案 b a 有10na个电子转移时 放出1300kj的能量b 有4na个碳氧共用电子对生成时 放出1300kj的能量c c2h2的燃烧热为1300kj mold 该热化学方程式还可表示为 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 2600kj mol 解析 由反应5 2mol氧气 转移的电子数为10mol a正确 当4na个碳氧共用电子对生成时 即生成1mol二氧化碳 放出的能量应该是650kj b错误 答案 b 5 2011年江苏高考 氢气是一种清洁能源 氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点 1 以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法 ch4 g 与h2o g 反应生成co2 g 和h2 g 的热化学方程式为 2 h2s热分解制氢时 常向反应器中通入一定比例空气 使部分h2s燃烧 其目的是 燃烧生成的so2与h2s进一步反应 生成物在常温下均非气体 写出该反应的化学方程式 3 h2o的热分解也可得到h2 高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图3 1所示 图中a b表示的物质依次是 图3 1 图3 2 4 电解尿素 co nh2 2 的碱性溶液制氢的装置示意图如图3 2 电解池中隔膜仅阻止气体通过 阴 阳极均为惰性电极 电解时 阳极的电极反应式为 5 mg2cu是一种储氢合金 350 时 mg2cu与h2反应 生成mgcu2和仅含一种金属元素的氢化物 其中氢的质量分数为0 077 mg2cu与h2反应的化学方程式为 解析 本题以新能源为背景涉及元素及化合物的性质 热化学方程式和电极反应方程式的书写 读图的综合题 是以化学知识具体运用的典型试题 1 利用盖斯定律即可得出 2 h2s热分解制氢属于吸热反应 需要提供能量 3 在很高的温度下 氢气和氧气会分解生成氢原子和氧原子 4 阳极失去电子 在碱性溶液中碳原子变 专题2 化学反应速率与化学平衡图像分析 化学反应速率和化学平衡都受外界条件的影响 但外界条件对化学平衡的影响首先是条件改变了化学反应速率 即条件影响了反应速率 反应速率的改变又使化学平衡发生了移动 所以条件 速率 平衡之间存在必然的因果关系 如果将它们之间的关系比较直观地反映在坐标系中 就形成了化学反应速率和化学平衡的图像 此种图像形式多样 能很好地考查化学反应速率和化学平衡的有关知识和规律 对提高学生的分析判断能力和综合应用知识的能力大有益处 一 化学平衡与反应速率之间的内在联系 化学平衡移动的实质是外界条件改变时 正 逆反应速率变化程度不同 从而导致正 逆反应速率不相等 破坏了原平衡状态 使平衡发生移动 二者的关系见下表 续表 续表 续表 续表 二 化学反应速率及化学平衡图像的分析方法 先看懂图 特别是纵坐标和横坐标表示的意义 然后依据化学反应速率和化学平衡的变化规律 进行综合分析推理判断 在此基础上对不同类型的图像 要抓住各自的特点进行归纳 总结各自的解题规律和方法 分析时一般从以下几方面入手 1 看清各坐标轴所代表的意义 速率 时间 转化率 时间 等 2 看清曲线的变化趋势 增大 减小 不变 先增大后减小 等 3 看清曲线上点的意义 起点 终点 交点 极值点 转折 点等 三 化学反应速率及化学平衡图像的分类及特点 一般来说 图示类型可分为单一函数图和复合函数图两类 在每一类中如果根据横坐标的不同含义 可把图像分为两大类 时间 t 类和压强 p 类或温度 t 类 这两类的特征分别如下 1 时间 t 类 1 图像中总有一个转折点 这个点所对应的时间为达到平衡所需的时间 时间的长短可确定化学反应速率的大小 再结合浓度 温度 压强对化学反应速率的影响规律 可确定浓度的大小 温度的高低和压强的大小 2 图像中总有一段或几段平行于横轴的直线 直线上的点 表示可逆反应处于平衡状态 3 这几段直线的相对位置可确定化学平衡移动的方向 固定其他条件不变 若因温度升降引起的平衡移动 就可确定可逆反应中是 h 0还是 h 0 若因压强增减引起的平衡移动 就可确定气态物质在可逆反应中反应物的化学计量数和与生成物的化学计量数和之间的相对大小 该类中常见的图像 以ma g v t图像可见上表 t图像 反应物如a b的转化率 时间图 图3 3 2 压强 p 或温度 t 类 1 图像均为曲线 2 曲线上的点表示可逆反应在相应压强或温度下处于平衡状态 而不在曲线上的点表示可逆反应在相应压强或温度下未达到平衡状态 但能自发进行至平衡状态 3 曲线的相对位置 变化趋势决定了化学平衡移动的方向 固定其他条件不变 若温度变化引起的平衡移动 即可确定可逆反应中是 h 0还是 h 0 若因压强改变引起的平衡移动 即可确定气态物质在可逆反应中反应物的化学计量数和与生成物的化学计量数和之间的相对大小 常见的图像为 v t图像 图3 4 图3 5 四 解题步骤 1 看图像 一看面 即纵坐标与横坐标的意义 二看线 即线的走向和变化趋势 三看点 即起点 折点 交点 终点 四看辅助线 如等温线 等压线 平衡线等 五看量的变化 如浓度变化 温度变化等 2 想规律 联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平 衡的影响规律 3 作判断 根据图像中表现的关系与所学规律相对比 作 出符合题目要求的判断 五 思考原则 1 定一议二 原则 在化学平衡图像中 包括纵坐标 横坐标和曲线所表示的三个量的意义 确定横坐标所示的量后 讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后 讨论横坐标与曲线的关系 2 先拐先平 数值大 原则 对于同一化学反应在化学平衡和时间图像中 先出现拐点的反应则先达到平衡 先出现拐点的曲线表示的温度较高 如图3 6甲 或表示的压强较大 如图3 6乙 如 图3 6 甲表示 t2 t1 正反应为放热反应 乙表示 p1 p2 正反应为气体总体积缩小的反应 a 表 示的体积分数是指反应物的体积分数 这个可逆反应的正确图像为 解析 随着温度的升高 化学平衡应向吸热反应方向即向逆反应方向移动 所以生成物c的体积分数减小 增大体系的压强 由于反应的两边都是气态物质 所以正反应和逆反应的速率都增大 而加入催化剂只能加快反应速率 缩短达到平衡的时间 不能使平衡移动 所以达到平衡后 各组分的浓度及体积分数应该不变 正反应为气体体积缩小的放热反应 温度较低 压强越大 转化率越大 答案 a 下的密闭容器中进行 b的体积分数 vb 与压强的关系如图3 图3 7 7所示 下列叙述正确的是 a m n qb n qc n qd x点时v正 v逆 解析 从图中曲线的走向呈上升趋势可知 随着压强增大 vb 增大 即平衡向逆反应方向移动 根据勒夏特列原理 逆反应气体体积减小 而与非气 态物质的计量数无关 即n q 图3 8 从x点向横轴作垂线 并从x点和相应平衡曲线上的x 点分别作横轴的平行线 如图3 8 从图中可知 在一定温度和压强下 由x点到平衡点x vb 减小 即向正反应方向进行直至达到平衡 所以此时正反应速率大于逆反应速率 答案 cd 对应练习 正确的是 该反应达平衡后 改变横坐标表示的反应条件 下列示意图 答案 a 下列判断正确的是 图3 9 d 25 时 该反应的平衡常数k 2 2 答案 d 图可得出的正确结论是 a 反应在c点达到平衡状态b 反应物浓度 a点小于b点 c 反应物的总能量低于生成物的总能量 图3 10 d t1 t2时 so2的转化率 a b段小于b c段 达到平衡 正反应速率随时间变化的示意图如图3 10所示 由 解析 这是一个反应前后体积不变的可逆反应 由于容器恒容 因此压强不影响反应速率 所以在本题中只考虑温度和浓度的影响 由图可以看出随着反应的进行正反应速率逐渐增大 因为只要开始反应 反应物浓度就要降低 反应速率应该降低 但此时正反应速率却是升高的 这说明此时温度的影响是主要的 由于容器是绝热的 因此只能是放热反应 从而导致容器内温度升高反应速率加快 所以选项c不正确 但当到达c点后正反应反而降低 这么说此时反应物浓度的影响是主要的 因为反应物浓度越来越小了 但反应不一定达到平衡状态 所以选项a b均不正确 正反应速率越快 消耗的二氧化硫就越多 因此选项d是正确的 答案 d 4 2011年重庆高考 一定条件下 下列反应中水蒸气含量 随反应时间的变化趋势符合图3 11的是 图3 11 解析 本题考查外界条件对化学平衡的影响及有关图像的分析和识别 温度越高 反应越快 到达平衡的时间就越短 因此t2 t1 同理压强越大 反应越快 到达平衡的时间就越短 因此p1 p2 反应a是一个正反应体积减小的 放热的可逆反应 因此升高温度平衡向逆反应方向移动 降低水蒸气的含量 而增大压强平衡向正反应方向移动 增大水蒸气的含量 所以a正确 反应b是一个正反应体积不变的 吸热的可逆反应 压强对水蒸气的含量不影响 因此不符合 反应c是一个正反应体积增大的 吸热的可逆反应 同样分析也均不符合 反应d是一个正反应体积增大的 放热的可逆反应 压强不符合 答案 a 达到平衡时 m的体积分数y m 与反应条件的关系如图3 12所示 其中 z表示反应开始时n的物质的量与m的物质的量 之比 下列说法正确的是 图3 12 a 同温同压同z时 加入催化剂 平衡时q的体积分数增加b 同压同z时 升高温度 平衡时q的体积分数增加c 同温同z时 增加压强 平衡时q的体积分数增加d 同温同压时 增加z 平衡时q的体积分数增加 解析 a项加入催化剂只能改变反应速率 不会使平衡移动 b项由图像 1 知随着温度的升高m的体积分数降低 说明正反应吸热 所以温度升高平衡正向移动 q的体积分数增加 c项对比 1 2 可以看出同温同z条件下 压强增大m的体积分数增大 所以正反应是体积增大的反应 增大压强q的体积分数减小 d项由图像 1 2 可以判断d也不对 答案 b 6 2011年广东高考 利用光能和光催化剂 可将co2和h2o g 转化为ch4和o2 紫外光照射时 在不同催化剂 作用下 ch4产量随光照时间的变化如图3 13所示 图3 13 1 在0 30小时内 ch4的平均生成速率v v 和v 从大到小的顺序为 反应开始后的12小时内 在第 种催化剂的作用下 收集的ch4最多 2 将所得ch4与h2o g 通入聚焦太阳能反应器 发生反应 ch4 g 在下面的坐标图中 画出反应过程中体系的能量变化图 进行必要的标注 将等物质的量的ch4和h2o g 充入1l恒容密闭容器 某温度下反应达到平衡 平衡常数k 27 此时测得co的物质的量为0 10mol 求ch4的平衡转化率 计算结果保留两位有效数字 3 已知 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 802 kj mol 1 写出由co2生成co的热化学方程式 解析 本题考查化学反应速率的概念 计算及外界条件对反应速率的影响 反应热的概念和盖斯定律的应用 热化学方程式的书写 与化学平衡有关的计算 图像的识别和绘制 1 由图像可以看出 反应进行到30小时时 催化剂 生成的甲烷最多 其次是催化剂 催化剂 生成的甲烷最少 因此 v v 和v 从大到小的顺序为v v v 同理由图像也可以看出 反应进行到12小时时 催化剂 生成的甲烷最多 因此在第 种催化剂的作用下 收集的ch4最多 2 由热化学方程式可知 该反应是吸热反应 即反应物 的总能量小于生成物的总能量 答案 1 v v v 2 0 在等容条件下进行 改变其他反应条件 在 阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图3 14所示 图3 14 回答问题 1 反应的化学方程式中 a b c为 2 a的平均反应速率v a v a v a 从大到小排列次 序为 3 b的平衡转化率 i b b b 中最小的是 其值是 4 由第一次平衡到第二次平衡 平衡移动的方向是 采取的措施是 5 比较第 阶段反应温度 t2 和第 阶段反应温度 t3 的高低 t2 t3 填 或 判断的理由是 6 达到第三次平衡后 将容器的体积扩大一倍 假定10min后达到新的平衡 请在图3 15中用曲线表示第 阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势 曲线上必须标出a b c 图3 15 解析 1 由图像知在第 阶段达到平衡时a b c的浓度变化量分别是1 0 3 0和2 0 所以反应的化学方程式中 a b c 1 3 2 2 由图像可以计算出a的平均反应速率v a v a v a 分别为2 20 0 36 15和0 12 15 三个阶段a的化学反应速率从大到小排列次序为v a v a v a 同理可以计算出b的平衡转化率 i b b b 分别为0 5 0 38和0 19 3 由第一次平衡到第二次平衡是c的浓度瞬间降低到0 即移走产物c 平衡向正方应方向移动 5 第 阶段和第 阶段相比 反应物浓度降低 生成物浓度增大 平衡向正方应方向移动 因为反应放热 所以是降低了温度 6 由于逆反应是一个体积增大的可逆反应 所以扩大容器的体积平衡向逆反应方向移动 画图时a b c的起始浓度为原来的一半 答案 1 1 3 2 2 v a v a v a 3 b 19 4 向正反应方向 从反应体系中移出产物c 5 此反应为 放热反应 降低温度 平衡向正反应方向移动 6 注 只要曲线能表示出平衡向逆反应方向移动及各物质浓度的相对变化比例即可 8 2010年广东高考 硼酸 h3bo3 在食品 医药领域应用广泛 1 请完成b2h6气体与水反应的化学方程式 b2h6 6h2o 2h3bo3 3h2o中 h3bo3的转化率 在不同温度下随反应时间 t 的变化如图3 16 由此图可得出 图3 16 温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是 该反应的 h 0 填 3 h3bo3溶液中存在如下反应 解析 1 根据元素守恒 未知产物只能是h2 2 由图像可知 温度升高 h3bo3的转化率增大 故升高温度使平衡正向移动 正反应是吸热反应 即 h 0 专题3 电解质溶液中离子 分子浓度的大小 溶液中离子浓度大小比较问题 是高考的热点之一 多年以来全国高考化学试卷年年涉及这种题型 这种题型考查的知识点多 灵活性 综合性较强 有较好的区分度 它能有效地测试出同学们对强弱电解质 电离平衡 水的电离 ph 离子反应 盐类水解等基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力 一 知识要点 1 电解质的电离 强电解质如nacl hcl naoh等在水溶液中是完全电离的 在溶液中不存在强电解质分子 弱电解质在水溶液中是少部分发生电离的 如25 0 1mol lch3cooh的溶液中 ch3cooh的电离度只有1 32 溶液中存在大量的h2o和ch3cooh分 2 水的电离 3 盐类水解 1 强酸弱碱盐的水解 2 强碱弱酸盐的水解 二 三种守恒关系 在化学考试中 经常出现比较电解质溶液中离子 分子物质的量浓度大小关系的试题 涉及到盐类水解和缓冲溶液等 1 电荷守恒 电中性原则 在电解质溶液中 各种阳离子所带正电荷的总和等于各种阴离子所带负电荷的总和 例如在na2co3的水溶液中存在以下电离和水解反应方程式 例1 常温下 将甲酸和氢氧化钠溶液混合 所得溶液ph 7 则此溶液中 答案 c 2 物料守恒 电解质溶于水时电离所产生的离子往往能发生反应 反应前离子中所含某种元素的原子总数等于反应后溶液中离子 分子中所含该元素的原子数的总和 例如k2co3溶于水时 其电离和水解反应方程式为 解析 对于溶液中微粒浓度 或数目 的比较 要遵循两条原则 一是电荷守恒 即溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数 二是物料守恒 即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和 上述溶液实际上是含0 02molnahs的溶液 根据上面的规律 答案 d 3 质子守恒 三 典型题型分析1 单一溶液 例3 在0 1mol l的nh3 h2o溶液中 下列关系正确的 是 答案 a 例4 在氯化铵溶液中 下列关系式正确的是 答案 a 2 混合溶液 1 酸与碱的混合液 物质的量浓度相等的强酸与弱碱 或弱酸与强碱 等体积混合 答案 a 强酸与弱碱 或弱酸与强碱 非等物质的量混合 例6 双选 0 2mol lhcn溶液和0 1mol lnaoh溶液 等体积混合后 混合溶液呈碱性 则下列关系正