浙江专版2017-2018学年高中化学专题2化学反应与能量变化本专题重难点突破教学案苏教版必修

1、专题2 化学反应与能量变化本专题重难点突破一、化学反应速率影响因素探究北京故宫的“云龙陛石”上曾经雕刻有精美的蟠龙图案，近些年来，这些浮雕遭到严重的损坏。而以前几百年这种腐蚀都是很慢的，那为什么近些年来的腐蚀就加快了呢？这就要从影响化学反应速率的因素来分析了。1内因决定化学反应速率大小的主要因素是反应物的性质，而不是外界条件。2外因影响化学反应速率的外界条件很多，如浓度、压强、温度、催化剂等。另外，形成原电池也可以加快反应速率。影响化学反应速率的因素规律内因反应物的性质在其他条件相同时，反应物的性质越活泼，化学反应速率越快；反应物的化学性质越不活泼，化学反应速率越慢外因反应物的浓度在其他条件相

2、同时，增加反应物的浓度，可使反应速率加快反应温度在其他条件相同时，升高温度，可加快化学反应速率反应时的压强对有气体参加的反应，在其他条件相同时，增大压强，可加快化学反应速率催化剂在其他条件相同时，使用正催化剂，可极大地加快化学反应速率固体反应物的表面积在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，即固体反应物的颗粒越小，化学反应速率越快其他光波、超声波、磁场、溶剂等也能改变某些反应的速率注意对于有固体或纯液体参加的化学反应，改变它们的量不会引起浓度的变化，对它们的反应速率无影响。例如：C(s)CO2(g)2CO(g)，增加C的量，对此反应的反应速率无影响。压强只对有气体参加或生成的化学反应的速率有

3、影响，若一个化学反应的反应物、生成物中均无气体，则压强对此反应的反应速率无影响。压强对反应速率的影响关键是看改变压强是否改变相关物质的浓度。对于有气体参加的反应体系，压强改变的实质是气体物质浓度的改变。有以下几种情况：A恒温：增大压强体积减小浓度增大反应速率加快B恒容：充入气体反应物浓度增大反应速率加快充入稀有气体总压增大，但各物质浓度不变反应速率不变C恒压：充入稀有气体体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢多个因素影响反应速率变化要看主要因素例如：锌与稀硫酸反应的图像如图，由图像可知氢气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。反应体系中硫酸所提供的氢离子浓度是由高到低，若氢气的生成速率由其

4、决定，速率的变化趋势也应由快到慢，所以反应前半程速率增大的原因是温度所致，锌与硫酸反应时放热体系温度逐渐升高，温度对反应速率的影响占主导地位。一定时间后，硫酸的浓度下降占据主导地位，因而氢气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。【例1】等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据，根据数据绘制得到下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别是()组别c(HCl)/molL1温度/状态12.025块状22.530块状32.550块状42.550粉末状A.4321B1234C3421D1243解析化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积大小有关，实验

5、1的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最小；物质状态相同时由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高，所以反应速率实验3的大于实验2的；而实验4和实验3盐酸的浓度相同，反应的温度也相同，但物质的状态不相同，所以实验4的反应速率大于实验3的。答案A【例2】反应EF=G在温度T1下进行，反应MN=K在温度T2下进行，已知：T1T2，且E和F的浓度均大于M和N的浓度，则两者的反应速率()A前者大B后者大C一样大D无法判断解析因为这两个反应是不同的反应，而决定反应速率的主要因素是内因(反应物本身的性质)，故尽管前者的反应温度高、浓度大，但反应速率不一定大于后者，如合成氨反应在高温、高压且有

6、催化剂的条件下进行，其速率也不如低温下的酸碱中和反应的速率大。故两者的反应速率快慢无法比较。答案D易错警示本题很容易错选A，因为教材中用较多的篇幅介绍了温度、浓度、催化剂等外界因素对化学反应速率的影响，而忽视了内因才是决定化学反应速率的关键；外界因素在内因相同的情况下(即反应相同时)才会决定反应速率的大小，在进行分析判断反应速率大小时应遵循以下思路：先看内因；内因相同者，再看外界因素(温度、浓度、压强、催化剂等)。二、化学反应速率及平衡图像问题的分析方法化学反应速率及化学平衡的图像，能直观描述反应进行的快慢、反应进行的程度等问题。图像题是化学中常见的一种题目，做这类题既要读文字内容，又要读图。

7、解答化学反应速率图像题三部曲：“一看”“二想”“三判断”。“一看”看图像看坐标轴：弄清纵、横坐标表示的含义；看线：弄清线的走向、趋势；看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如曲线的折点、交点、最高点与最低点等；看量的变化：弄清是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化等。“二想”想规律如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的速率之比与化学计量数之比的关系等。“三判断”通过对比分析，作出正确判断。【例3】(1)在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图1所示。该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示)：_

8、。a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是_。(2)如图2所示是可逆反应X23Y2?2Z的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是_。图2At1时，只有正方向反应在进行Bt2时，反应达到最大限度Ct2t3，反应不再进行Dt2t3，各物质的浓度不再发生变化解析(1)从浓度变化趋势来看，X为生成物，Y为反应物。15min时X增加了0.4molL1，Y减小了0.2molL1，故X、Y的化学计量数之比为21,1025min内，X、Y的浓度不发生变化，达到化学平衡状态，则该反应为可逆反应，反应方程式为Y?2X。b、d两点处于化学平衡状态。(2)对于可逆反应，反应开始后的任何时

9、刻，正、逆反应均在进行。根据图像可知0t2反应处于非平衡状态，t2后，正、逆反应速率相等，但不等于0；处于平衡状态时，各物质的浓度不再发生变化，故B、D正确。答案(1)Y?2Xbd(2)BD【例4】在密闭容器中充入一定量NO2，发生反应2NO2(g)?N2O4(g)H57kJmol1。在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()Aa、c两点的反应速率：acBa、b两点NO2的转化率：abCa、c两点气体的颜色：a深，c浅D由a点到b点，可以用加热的方法解析由图像可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，则a、c两点的反应速率：ac，A项错误；a

10、、b两点压强相同，但温度不同，a点二氧化氮的体积分数较大，说明a点的转化率较小，即a生成物的总能量，则化学反应放出能量，该反应为放热反应；若反应物的总能量Al，但在该条件下是Al作负极。因此要根据具体情况来判断正、负极。【例10】根据反应：2AgCu=Cu22Ag，设计如图所示原电池，下列说法错误的是()AX可以是银或石墨BY是硫酸铜溶液C电子从铜电极经外电路流向X电极DX极上的电极反应式为Age=Ag解析由电池反应2AgCu=2AgCu2可知，铜作负极，电极反应为Cu2e=Cu2；X为正极，可以是比铜不活泼的银或石墨等，电极反应为Age=Ag；电解质溶液中需含有Ag，故B说法错误。答案B七、

11、原电池的电极反应及其书写方法电极上物质的变化情况以及电子的转移情况可用电极反应式来表明。在原电池中，氧化反应和还原反应是分别在两个电极上进行的，每个电极上只发生一个方向的电子转移，相当于氧化还原反应的一半，常称为半反应。这种在电极上进行的半反应叫做电极反应。电极反应总是涉及含有同一元素但价态不同的两种物质，一种处于较高价态，另一种处于较低价态。以CuZn(H2SO4)原电池为例：负极反应：Zn2e=Zn2(氧化反应)，正极反应：2H2e=H2(还原反应)。而电池总反应则为电池中正、负极反应式在电量相等情况下的加和式，一般是一个自发的、完整的氧化还原反应。例如原电池的电池总反应：ZnH2SO4=

12、ZnSO4H2(化学方程式)，Zn2H=Zn2H2(离子方程式)。【例11】钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2。以下说法正确的是()A负极发生的反应为Fe2e=Fe2B正极发生的反应为2H2OO22e=4OHC原电池是将电能转变为化学能的装置D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易被腐蚀解析选项正误理由A负极发生的反应为Fe2e=Fe2，Fe作负极，C作正极B正极发生的反应为O22H2O4e=4OHC原电池是将化学能转变为电能的装置D水下部分溶解氧的浓度比交界处小，因而腐蚀比交界处慢答案A1电极反应式书写的几种情况(1)可充电电池电极反应式的书写

13、在书写可充电电池的电极反应式时，由于电极都参加反应，且正方向、逆方向反应都能进行，所以要明确电池和电极，放电时为原电池，充电时为电解池。原电池的负极反应为放电方向的氧化反应；原电池的正极反应为放电方向的还原反应。(2)根据给出电极反应式书写总反应式根据给出的两个电极反应式书写总反应式时，首先要使两个电极反应式的得失电子数相等，再将两式相加，然后消去反应物和生成物中相同的物质即可。注意，若反应式同侧出现不能大量共存的离子，如H和OH、Pb2和SO，要写成反应后的物质，即H2O和PbSO4。(3)燃料电池电极反应式的书写书写燃料电池的电极反应式时，首先要明确电解质是酸还是碱。在酸性电解质溶液中，电

14、极反应式不要出现OH；在碱性电解质溶液中，电极反应式不要出现H。同时还要分清燃料是H2还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH)，但无论是哪一种燃料，在碱性条件下，正极反应式都是一样的，即O22H2O4e=4OH，若是在酸性条件下，则正极反应式为O24H4e=2H2O。如果是含碳燃料时，负极反应式的书写同甲烷燃料电池的书写，只是需要考虑用电荷守恒来配平不同的计量数。2几种燃料电池的电极反应式及总反应式(1)氢氧燃料电池在不同的介质中发生的电极反应归纳如下：介质电池反应：2H2O2=2H2O酸性(H)负极2H24e=4H正极O24H4e=2H2O中性(Na2SO4)负极2H24e=4H正极O22H2O4e=4OH碱性(OH)负极2H24e4OH=4H2O正极O22H2O4e=4OH(2)甲醇燃料电池电解质：KOH；正极反应式：3O26H2O12e=12OH；负极反应式：2CH3OH16OH12e=2CO12H2O；总反应式：2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。(3)肼燃料电池电解质：KOH；正极反应式：O22H2O4e=4OH；负极反应式：N2H44OH4