2024年高考化学二轮复习专题06 化学反应与能量(讲义)

专题05化学反应与能量

目录

【核心提炼•考向探究】27

21.“五类”依据判断原电池电极27

2.“三步〃突破原电池电极反应式的书写27

©©OO3.解答新型化学电源的步骤27

34.化学电源27

n垮点一反应热及其表示方法5【题型特训•命题预测】28

题型一一次电池28

【真题研析•规律探寻】5鹿型二二次电池32

题型三燃料电池37

【核心提炼•考向探究】6

反应热和婚变

1.64考点四电解原理及应用38

2.吸热反应与放热反应6

易错提醒7

【真题研析•规律探寻】38

【题型归纳•命题特训】8解题技巧41

题蛰一健能与反应热8

【核心提炼•考向探究】42

题型二能量变化图象分析9

1."五类"依据判断电解池电极42

2.电解池电极反应式的书写模式42

(2愕点二热化学方程式盖斯定律12

3.电解原理的应用42

【真题研析•规律探寻】124.有关电化学计算的三大方法43

解题技巧14

题型特训•命题预测44

【核心提炼•考向探究】14

1.热化学方程式14考点五金属的腐蚀与防护46

2.盖斯定律14

【真题研析•规律探寻】46

【题型特训•命题预测】15解题技巧47

题型一热化学方程式15

【核心喔炼•考向探究】48

题型二盖斯定律及其应用17

1.金属腐蚀两种类型比较48

2.两种保护方法48

(3惜点三原电池化学电源19

【题型特训•命题预测】48

【真题研析•规律探寻】19

解题技巧25

考点要求考题统计考情分析

2023•浙江省1月选考14题，3分；2022【命题规律】

反应热及其表示方法浙江6月选考18题，2分；2021浙江1能源问题越来越受到重视,近年来，有

月选考20题，2分关能源的试题主要在选择题、填充题、实验

热化学方程式盖斯2021浙江6月选考21题，2分；2021北题中体现,主要以概念判断、图象题、反应

定律京卷14题，3分热的计算题型较为多见，对此题型的考查体

2023广东卷6题，2分：2023山东卷11现在“创新”。热化学主要涉及化学键与化学

题，4分；2023辽宁卷11题，3分；2023反应中能量变化关系、化学能与热能的相互

全国甲卷10题，6分；2022全国甲卷12转化、吸热反应和放热反应判断、热化学方

题，6分：2022山东卷13题，4分：2022程式正误判断、盖斯定律、燃烧热和中和热

福建卷9题，4分：2021广东卷9题，2等：电化学主要涉及电极反应式的正误判断

原电池化学电源

分；2021山东卷10题，2分；2022辽宁与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，

卷14题，3分;2021河北卷9题，3分；电池充、放电时离子移动方向的判断，电极

2021辽宁卷10题,3分：2021浙江1月附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，

选考22题，2分；2021浙江6月选考22金属的腐蚀与防护等。在复杂、陌生、新颖

题，2分；2021湖南卷10期，3分的研究对象和真实问题情境下，体现了对电

2023浙江1月选考11题，3分；2023辽化学知识基础性、综合性、创新性和应用性

宁卷7题，3分：2023湖北卷10题，3分：的考查。

2023全国甲卷13题,6分：2023浙江6【命题预测】

月选考13时，3分：2()23北京卷5题，3化学反应的热效应的考查，•是在选择题中

分：2023广东卷13题，4分；2023广东单独设题，考查反应中的能量变化、反应热

卷16题，4分；2022广东卷10题，2分；的比较及盖斯定律的计算；二是在选择题中

2022北京卷13题，3分；2022重庆卷12某一选项出现，多与图像分析相结合；三是

电解原理及应用题，4分：2022海南卷9题，4分；2022在填空题中考查，考查盖斯定律的计算或结

湖北卷14题，3分：2022湖南卷8题，3合盖斯定律的热化学方程式的书写。电化学

分；2022浙江1月选考21题，2分；2022内容是高考试卷中的常客，对原电池和电解

浙江6月选考21题，2分；2021全国甲卷池的考查往往以选择题的形式考查两电极反

13题，6分：2021广东卷16题,4分：2021应式的书写、两电极附近溶液性质的变化、

湖北卷15题，3分；2021辽宁卷13题，3电子的转移或电流方向的判断等。在第II卷

分；2021海南卷9题，4分；2021天津卷中会以应用性和综合性进行命题，如与生产

11题，3分生活(如金属的腐蚀和防护等)用联系，也无

机推断、实验及化学计算等学科内知识综合，

2022•广东选择性考试11题，4分;2021-

金属的腐蚀与防护尤其特别注意燃料电池和新型电池的止、负

全国乙卷12题，6分

极材料分析和电极反应式的书写。

定义:化学反应中放出或吸收的热■,一定条件下用塔变表示：AH,单位为kJ・mol1

反应热形式:生成热、燃烧热、中和热等

定义:化学反应在怛温、但属解件下放出或瞰收的热・

燧变

符号：AH,单位为kJ.mol«

「定义：吸收热■

表示：AH>0

原因：£E（反应物）S£E（生成物）

反

化能也

示:

应00-活化能（反应物分子变成活化分子所需的能E）

学-活化能（生成物分子变成活化分子所需的能・）

热

反吸热反应7

EI-E2

及反应指

应

-其反应过程

与

表@所有的水解反应

能

示3）大务数的分解反应

③Ba（OH）2・8Hz。与NH4a的反应

量

方

MB

法®C+H2O（g）=CO+H2

®C+CO2=2CO

定义:WWrMim

表水•△HvO

IBRR-£E（反E枷良*场'

F——活化帽（反而面交分7M0於蝴.、

E.——是化能（生健面分子变ON6g.妁械.、

反应拘卜〃\AM=E,-&

KM6IW

①所有的中和反应

小防右"用口反而

寸由小+仪«岫少e后a

④商―与水.较商x金・"M反应

…。坤UI

概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式

热意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化

化

热

学实例：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）AH=-571.6kJ・moi«:

化

方表示在25c.101kPa条件下，2moiHjtg用HmoiQtsDJ诠反应生距moi

化

程HzOfl）,放出571.6kJe«W

学

学

式①“一方理”：写出方程式

方②“二状态"：6I、g.aq标物陵聚集状态

反热化学方程式的书写

程V®*Ty、||•:且QFnHM

应

式④“四AH"：注明、+号

与

盖⑤任政侑”：计算AH晒8

内行•〃空反应的后布决口与后由惊京Mt怡木H1修木在关与反应的;*怒无关

能

斯

"KW"•日痔use4BinMuie才”“酒蛛沙峥;+m«r

定

量»,WIVWXJ**w"*v^al*IW.I

计第步R"”额”:应物目标方型式进行

律

・"计算"：反应热计M也”加刊整

即"一则".麻iffHUfS才府处MW8H*9XWT

定*F*^bWf**%bM*I・1*a*

Q

计算方法“二理’：方理式和反应热同理星化纨内的

“三加”.方理式m反应物目时坦旭娜

工WK定

左应国

①“府日生不腐"，生点肉俅RWI星玄仕快WM!少

到由竹太黑后

f的大小借反应为-②“6X目*trf=1-.的保用KWm1，l>=优后EWWUWN

的埃反回

小“AH指/H”.川工供泌所小钝中ftftMUWM交AHF；而料小

电极材料：负极：活泼金属；正辍：不活效金属期E金属

电极反应：负辍：敏化反应；正极：还成反应

-电子流向：负辍：流出；正极：流入

五类依据判断原电池电级离子移向：负级：阴国子停向；正级：阳离子移向（在负负）

_电辍现象：负破：电极陆・&/」、；正极：电极增聿或体■不变

第一步：分析氧化还原反应，标化合价，确定电子得失

“三步"突ifi原电池电板反应式的书写第二步：注意电解帧溶液环境

笫三步：合并正、负电极反应，电子数目相等并“加，消去电子，褥出总反应式

1：判断电池类叟一确认电池原理一核实电子、离子移动方向

2：确定电池两极一判断电子、离子移动方向一书写电极反应和电池反IS

化

原3:充电电池一♦放电时为原电池一失去电子的为负极反应

学电破反应一总反应两子方程式就去较筒单一极的电极反应式一另一电极反应式

电4:

反负极*^：屯掇反应：

池Zn;7n*?OM--2e--Zn（OH）.

铲正极■：s**»•串趣反!5•?MnO*?HO*2?•=?MnOOH*?OH-

化

应不由次一2:

一jBRfi：Zn*2MnO*2H0=2MnOOH*Zn（OH>

学22

与一汴南地_

负极初的：电极反应・（）

电:ZnZn*?OH-2e-=ZnOH2

能

校里电池正板材料：AgO;电极度应・AgO*H0♦2e=2Ag♦?OH•

源222

量

总反应•Zn*Ag,O*H；O=Zn(OH)2*2Ag

MfKCiH<RiVM«c

铅后电池为例Pb(s)+PbO?(s)+2H2SO4(aq)晶PbSO.(s)+2H?O⑴

阳极：PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H-+S0?

充电（电解池）-

阴极：PbSO4-2e=Pb+SO4»

二次电池

负极：Pb+SO?-2e=PbSO4

放电（原电池）

正极：PbO2+4H-+SO?+2e=PbSO4+2H2O

氢氧燃料电池是目匍最成熟的燃料电池：总反应式：2H2+O2=2H2O

酸性介质：负极：2H,-4e=4H-

正极：Oz+4*+4e=2H2O

蝴电池

瞬性介质：负极：2HZ+4OH-4e=4H2O

正极：O2+2H2O+4e=40H

负极：2H2-4e+20^=2H2OOWS

忸的金属氧化物作介质：一

0正极：Oz+4e=20?

负极：2H,-4e+2C0»=2HO+2CO

碳酸盐作介质：-,22

正极：O2*4e+2CO2»2CO?-

电极材科：阳祖：与电源正祖相含；阴做：与电件负极相近

电极反应：阳极：旗化反应；阴极：还原反应

_______-«mi：阳版：澹出；阴极：澹入

五类依据判断电般通电眼咫子移向：nut：阴离子移向；阴根：阳典子移向（阴阳相吸）

.电极观依：阳祖：电极溶解或pH减小；阴辍：电出地J1L或pH墙大（郑大阳小）

HUtit：活ifij&H：M-ne=M"-;悒1腕M明陶子得电子:Rn-ne=R

电解池电极反应式的书■模式

阴极：阳网子揖电子：M»♦ne=M

那南

电嘉池1:mWtfiffi食盐水：2NaO+2H2。==2NaOH+HJ+a/

"一阳极反应式：2CI-2e=0/（1（化反应）

阴极反应式：2H-+2e=^/（还靠反应）

2:电解箱燎时

电电篇原理的应用入阳极相铜：Zn-2e=Zn，・.Ni-2e=Ni?：Cu-2e=Cu?-

'7阴极纯铜：CW+2e=Cu

解“茶工业制烧KL

3：电”:

原

久阳极嗣：Cu-2e，=Cu?・

理

化阳极待镀金属：Cu，+2e=Cu

及4:电台金

学

应、Na:2Naag>雪2Na.CI/

反

用6\、通电

（）

应Mg:MgCbmi==Mg.JI

与Al:2AI2O,(®«)??4AI+3O2I

能

有关电比tsis由no根;4«r由0ctit

量

金学计£%tejstaisews+tr线:南trnwesF；而利比ciu+i*

=+之共

属程・¥京才;+1•JWtfc南N■相¥更

负极：

的Fe-2e=FP

金属腐蚀两析氧腐蚀（水.酸性）正极：2H,+2e七%【

腐

蚀种类型比较吸整腐蚀（HBfi性或中性）负极：Fe-2e=Fa，

与

正极：O2+2H2O+4e=40H

防

网神保护方法圆防炉层：油漆.修长、物育、量料.懒般；电曜、表面钝化

护电化学防护」©色在阳极的阴世保护法：原电他库埋负强止修

1SHM电潦的阴被保护法：电解瞅埋阳南阳保

考点一反应热及其表示方法

■真题研近1规律探J

1.(2023•浙江省1月选考，14)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下［已

知02(g)和Cb(g)的相对能量为0］，下列说法不正确的是()

a

o

u

v

m

s

s

J

k

五

A.E6-Ey=E5-E2

B.可计算C1-C1键能为2(E2-E3)kJ・moH

C.相同条件下，Qi的平衡转化率：历程n>历程I

D.历程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)

A”=(E5-3)kJ・moH

2.(2022•浙江省1月选考，18湘关有机物分别与氢气发生加成反应生成Imol环己烷的能量变化

如图所示：

能量

OoO

O26739kJmol.A//4-2MUmol'

W-120UmoroA^r-229kJmoT

下列推理不正确的是()

A.2AH^AH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比

B.AH2VAH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定

C.3AHI<AH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键

D.AH3-AHI<0,AH4-AH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性

3.(2022•浙江省6月选考，18)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：

物质(g)H

OHOHOOH2O2H2O2H2O

能量/kJ-mol'1249218391()00-136-242

可根据HO(g)+HO(g)=H2O2Q)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJmol'o下列说法不・正♦确♦的是

()

A.比的键能为436kJmoN

B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍

C.解离氧氧单键所需能量：HOO<H2O2

D.H2O(g)+O(g)=H2O2(g)AH=-143kJ-mor,

4.(2021•浙江1月选考，20)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：

共价键H-HH-O

键能/(kJ.moH)436463

热化学方程式

2H2(g)+02(g)=2H2O(g)AH=-482kJmol-'

则2O(g)=Ch(g)的NH为()

A.428kJ-mol-1B.-428kJmol-1C.498kJmoHD.-498kj-mol-1

5.(2020•天津化学卷)理论研究表明，在lOlkPa和298K下，HCN(g)HNC(g)异构亿反应过程的

能量变化如图所示。下列说法错误的是(

-

2

£

主

理

々

正

A.HCN比HNC稳定B.该异构化反应的AH=+59.3kJmol1

C.正反应的活化能大于逆反应的活化能D.使住催化剂，可以改变反应的反应热

一核心提炼•考向探究______________

1.反应热和熔变

(1)反应热是化学反应中放出或吸收的热量。

(2)焙变是化学反应在恒温、恒压条件卜.放出或吸收的热量。

(3)化学反应的反应热用一定条件下的熠变表示，符号为△凡单位为kJmoFL

2.吸热反应与放热反应

吸热反应放热反应

定义吸收热量的化学反应放出热量的化学反应

表示方法A/7>0A/7<0

形成原因££（反应物KZE（生成物）ZE（反应物）（生成物）

形成实质

Ei—活化能（反应物分子变成活化分子所需的能量）

Ei——活化能（生成物分子变成活化分子所需的能量）

图示①A”=ELE2

②使用催化剂，Ei减小,反减小，NH②使用催化剂，E减小，&减小，

不变A”不变

①所有的水解反应①所有的中和反应

②大多数的分解反应②所有的燃烧反应

反应类型或实@Ba（OH）2-8H2O与NH4C1的反应③大多数的化合反应

例④活泼金属与水、较活泼金属与

@C+H2O（g）通雪20+H2

酸的反应

@C+CO2^B2CO⑤铝热反应

易错提

（1）反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。

（2）反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也

需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。

（3）燃烧热：必须是1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物，如C燃烧应生成CO2而不是CO,比燃

烧应生成液态水而不是气态水。

（4）中和热：强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成Imol比0，AW=-57.3kJmo「1。弱酸代替强

酸（或弱碱代替强碱），因电离吸热，放出的热量减小，中和热减小。若用浓硫酸（或NaOH固体），因溶解放

热放出的热量增多，中和热增大。

(5)利用键能计算反应热，要熟记公式：△”=反应物总键能一生成物总键能，其关键是弄清物质中化学

键的数FI。在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。原子晶体：1mol金刚石中含2moi

C—C键，10101硅中含2010”1一01键，101015102晶体中含41110”1一0键；分子晶体：1molP』中含有6

molP—P键，1molP4O1U即五氧化二磷)中,含有12molP—0键、4molP=0键,1molC2H6中含有6mol

C—H键和ImolC—C键。

・题型特虹命题预测

题型一键能与反应热

1.已知：P4(g)+6C12(g)=4PCl3(g)△”="kJmo「，P4(g)+10Cl2(g)=4PCl5(g)△H=bkJmoL,

P4具有正四面体结构,PCk中P—Cl键的键能为ckJmo「,PCI3中P—Cl键的键能为1.ZckJ-moP'o

下列叙述正确的是()

A.P—P键的键能大于P—C1键的键能B.可求。2(g)+PCb(g)=PC15(s)的反应热

C.Cl—C键的键能为"一kJ.moLD.P—P键的键能为3；;+12c㈢

2.(2023•山东省德州市普通高中高三过程性检测)C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已

知：

①2c(s)+Ch(g)2C0(g)AH=-221kJmol-1

“/、+436kJmol-1、

“2(g)►2H(g)—I.2x463kJmol'1口~、

1

J102®+224.9k2Jm3ol»o(g)_J----------------------也0信)

②2

下列推断正确的是()

A.C(s)的摩尔燃烧焙为110.5kJmoL

-1

B.H2(g)+-^O2(g)=H2O(g)AH=+241kJmol

C.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=+130.5kJmor'

D.由②可知该反应中，反应物化学键中储存的总能量比产物化学键储存的能量高

C(s)3.(2023•广东省蕉岭县蕉岭中学高三第二次质检)已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)AH=-566kJ/mol

2Na2Ch(s)+2co2(g尸2Na2co3(s)十Ch(g)AH=-452kJ/mol

下列说法正确的是()

A.28克CO完全燃烧，放出热量为283J

B.Na2t)2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+；Ch(g)AH=+226kJ/mol

C.CO(g)与Na2O2(s)反应放H509kJ热量时，电子转移数为1.204x1()24

D.CO的燃烧热为283kJ/mol

4.(2023・四川资阳高三第一次诊断性考试)我国科学家成功研发J'甲烷和二氧化碳的共转化技术，助力

“碳中和”目标。该催化反应历程如图所示：

中间态

已知部分化学键的键能数据如下:

共价键C-HC=OO-HC-OC-C

键能(kJ/mol)413497462351348

下列说法不正确的是()

A.该催化反应历程中没有非极性键断裂

B.催化剂的使用降低了该反应的活化能和烯变

C.总反应的原子利用率为100%

D.该反应的热化学方程式为：CO2(g)+CH.,(g)=CH3COOH(g)AH=-25IkJ-rnoF*

题型二能量变化图象分析

1.(2022•浙江高三选考模拟预测)已知A转化为C和D分步进行：①A(g)=B(g)+2D(g)；②

B(g)=C(g)+D(g),其反应过程能量如图所示，下列说法正确的是()

A.ImolA(g)的能量低于ImolB(g)的能量

B.B(g)#C(g)+D(g)AH=(Ea4-Ea3)kJ/mol

C.断裂ImolA(g)化学键吸收的热量小于形成ImolC(g)和3molD(g)化学键所放出的热量

D.反应过程中，由于EasVEai,反应②速率大于反应①，气体B很难大量积累

2.(2023届•浙江省嘉兴市高三上学期9月检测)一定温度下，生(g)+B3g)2HBr(g)bH\,该反

应历程与能量变化如图所示。已知H-H、Br-Br.H-Br键能(kj/mol)分别为a、b、c。下列说法正确的是()

能量

Br(g)+H2(g)

反应历程

A.AA/J=EI-E2,当加入催化剂时臼、E2及两者的差值均减小

B.平衡后降温，正、逆反应速率均减小，v逆比v正减小程度更大

C.已知a>c,若反应H2(g)+Bn(g)2HBr(g)bH<。,则b>a

D.H2(g)+h(g)^=^2HI(g)八月2,MAW2>AHI

3.理论研究表明，在lOlkPa和298K下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列

说法错误的是()

7

C

E

・

涮

赛

女

黑

O-O-O

HCN

-----------------------------------------------------------------------------►

反应进程

A.一分子HCN中的总键能比一分子HNC的总键能小

B.该异构化反应的△H=+59.3kJ・moH

C.过渡态不稳定，故无法观测也无法分离

D.使用催化剂，可以改变活化分子百分数

4.燥炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以

CaSCU的形式固定，从而降低SCh的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO』发生化学反应，

降低了脱硫效率。相关反应的热亿学方程式如下：

CaSO*)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)A/7i=218.4kJmoL(反应【)

CaSO«s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)A/72=-175.6kj・mo「(反应II)

假设某温度下，反应I的速率⑴)大于反应II的速率(功