1、第六章化学反应与能量第六章化学反应与能量 章末核心素养整合章末核心素养整合 专题 1 易错易误再排查 1.化学能与热能 (1)放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需要在高温高压和催化剂作用下才 能发生；吸热反应不一定难发生，如 Ba(OH)2 8H2O 与 NH4Cl 的反应在常温下能 发生。 (2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如硫与铁的反应；吸热反应也 不一定需要加热，如 Ba(OH)2 8H2O 晶体和 NH4Cl 晶体的反应。 (3)放热过程不一定是放热反应，如 NaOH 固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过 程，但不是放热反应；吸热过程也不一定是吸热反应，如升华、蒸发等过程是吸
2、 热过程，但不是吸热反应。 (4)化学反应能否发生与条件有关，但反应过程的能量变化与反应条件没有必然 联系。 (5)化学反应中能量的转化不一定都表现为化学能与热能的转化，化学能也可以 与光能、电能等发生转化。 (6)物质的化学键越牢固，断裂需要吸收的能量越多，形成化学键释放的能量越 多，物质具有的能量越低，物质越稳定。 (7)节能不是简单地减少能源的使用，更重要的是充分有效地利用能源，其中节 能的两个重要环节分别是提高燃料的燃烧效率和能源的利用率。 2.化学能与电能 (1)原电池的两个电极不一定都是金属电极，由于正极只起到导电作用，故也可 以是导电的非金属。 (2)由于原电池是通过氧化还原反应
3、把化学能转化为电能的装置，故只有自发的 释放能量的氧化还原反应从理论上才能设计成原电池。 (3)原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应，外电路电子从负极流出， 经导线流向正极，内电路阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (4)判断原电池的正、负极可以从电极材料活泼性、电极反应类型、外电路电子 的流向、内电路离子的移动方向和电极反应现象五个角度进行综合分析判断。 (5)原电池的正极和负极除了与电极材料的性质有关，也与电解质溶液的性质有 关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势，如铝和镁作电极，酸性电解质中 镁的活泼性大于铝，镁作负极，铝作正极；碱性电解质中铝的活泼性大于镁，铝 作负极，镁作正
4、极。 (6)电极反应物相同，电解质不同，电极反应也不同，电极反应产物除了与电极 反应物有关外，还与电解质环境有关，如碱性氢氧燃料电池的负极反应为 2H2 4e 4OH=2H 2O，正极反应为 O24e 2H 2O=4OH ，酸性氢氧燃料电 池的负极反应为 2H24e =4H，正极反应为 O 24e 4H=2H 2O。 (7)有关原电池的计算可根据两个电极的电子转移守恒和电池总反应方程式进行 计算。 3.反应速率 (1)化学反应速率无论是用反应物表示还是用生成物表示都取正值，而且是某一 段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率。 (2)在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质
5、的量不会 改变， 即它们的物质的量浓度为常数，故一般不用固体或纯液体物质来表示反应 速率。 (3)由于一个化学反应中各物质的化学计量数不一定相同，所以同一化学反应用 不同的物质表示的化学反应速率数值可能不同，但所表示的意义相同，因而表示 一个化学反应的反应速率时，须指明用哪一种物质来表示。 (4)浓度对化学反应速率的影响只适用于在溶液中进行或有气体参加的化学反应， 在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对反应速率 无影响。 (5)温度对任何化学反应的速率都有影响作用，且不受反应物状态的影响，不论 是吸热反应还是放热反应，升高温度都能加快反应速率，降低温度都减慢反应速 率。
6、 (6)催化剂参与化学反应，能同等程度地加快正、逆反应的速率，但其质量和化 学性质在反应前后保持不变。 催化剂只有在适宜的温度下才能最大限度地显示其 催化作用，不同的催化剂所需要的适宜温度不一定相同。 (7)压强对化学反应速率的影响只限于有气体参加的化学反应，是通过改变气体 反应物浓度而实现的， 分析压强对化学反应速率的影响关键是分析压强改变对反 应物浓度的影响。 4.可逆反应与化学平衡 (1)可逆反应是指在相同条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的 化学反应，反应物的转化率小于 100%，正反应和逆反应能量转化相反，即若正 反应吸收能量，则逆反应释放能量。 (2)可逆反应达到平衡后
7、，正反应和逆反应都仍然进行，只是正反应使反应物的 减少量(生成物的增加量)与逆反应使反应物的增加量(生成物的减少量)相等，从 表面看没有变化。 (3)若反应条件改变，正、逆反应速率发生不同程度的改变，则原平衡状态被破 坏，化学反应的限度也随之改变；若反应条件改变，正、逆反应速率发生同等程 度的改变(如使用催化剂)，则原平衡状态不变，化学反应的限度也不改变。 (4)对于化学平衡建立过程中的某一物理量由“变量”变成了“不变量”，则表 明该可逆反应达到了平衡状态； 若化学平衡建立过程中的某一物理量为 “不变量” ， 则该物理量不能作为平衡标志。另外在利用气体平均摩尔质量、总的物质的量和 总压强等物理
8、量判断时要注意反应特点和容器体积的变化问题。 专题 2 控制变量实验题的解答步骤 1.确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，找出影响实验探究结果的因素。 2.定多变一：在探究时，应先控制其他因素不变，只改变一种因素，探究这种因 素与题给问题的关系，然后按此方法依次分析其他因素与所探究问题的关系。 3.数据有效：解答时注意选择的数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无 法做出正确判断。 【例 1】 为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，该同学设 计了如下一系列实验。表中所给的混合溶液分别加入 6 个盛有过量 Zn 粒的反应 瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时
9、间。下列说法正确的 是( ) 实验 混合溶液 A B C D E F 4 mol L 1H 2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 饱和 CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0 A.V130，V610 B.反应一段时间后，实验 A、E 中的金属呈暗红色 C.加入 MgSO4与 Ag2SO4可以起与硫酸铜相同的加速作用 D.硫酸铜的量越多，产生氢气的速率肯定越快 解析 A 项，反应溶液的总体积应该相同。A 组中硫酸为 30 mL，那么其他组硫 酸量也都为 30 mL，因此 V130，而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F
10、组中硫酸 铜为 20 mL，水为 0 mL，那么二者总量为 20 mL，因此 V610，故正确；B 项， A 中 Zn 反应较慢，反应一段时间后金属呈灰黑色，而 E 中置换出大量的 Cu， 反应一段时间后金属呈红色，故错误；C 项，硫酸镁与锌不反应，硫酸银难溶于 水，二者不能形成原电池，故错误；D 项，如果硫酸铜过多，生成的铜附着在锌 表面，会阻碍锌与硫酸的反应，反而会降低反应速率，故错误。 答案 A 专题 3 化学反应速率和化学反应限度图像分析 1.化学反应速率图像题的一般类型 (1)物质的量(或浓度)时间图像 若某物质的物质的量从零开始增加， 说明反应起始未加该物质， 该物质是生成物； 分
11、析一段时间后物质的物质的量(或浓度)的变化，由此能计算反应物的转化率； 曲线达到平台，物质的物质的量(或浓度)不再变化，故反应达到平衡状态。 (2)反应速率时间图像 根据起始时反应速率的大小，分析起始投料量，得出反应物与生成物；依据各物 质的反应速率关系能得出反应的化学方程式等；曲线达到平台，反应速率不再变 化，故反应达到平衡状态。 (3)实际反应中的速率图像分析 实际反应过程中，各物质的浓度不断变化，反应温度也可能改变，因此同时影响 化学反应速率的外因可能有两个或多个， 化学反应速率发生变化的原因不能取决 于某一个外因，而是要分析哪个因素起主导作用，抓住矛盾的主要方面分析，忽 略或弱化矛盾的
12、次要方面。 2.化学反应速率图像题的一般解题思路 (1)看图像 看面：弄清楚横、纵坐标所表示的含义； 看线：弄清楚线的走向和变化趋势； 看点：弄清楚曲线上点的含义，如折点、交点、最高点、最低点等； 看辅助线：作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)； (2)想规律 各物质的转化量之比、各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外 界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时， 外界条件的改变 对正、逆反应速率的影响规律等。 (3)做判断 利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。 【例 2】 在温度和容积不变的密闭容器中，A 气体与 B 气体反应生成 C 气
13、体。 反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示，则下列叙述正 确的是( ) A.该反应的化学方程式为 A(g)3B(g)2C(g) B.在 t1 s 时，v正(A)0 C.(t110) s 时，升高温度，正、逆反应速率均加快 D.若该反应在绝热容器中进行，也在 t1时刻达到平衡 解析 A 项， 从开始到 t1s， A 的浓度减小了 0.8 mol L 10.2 mol L10.6 mol L 1，B 的浓度减小了 0.5 mol L10.3 mol L10.2 mol L1，C 的浓度增大了 0.4 mol L 100.4 mol L1，所以该反应的化学方程式为 3A(g)B(g) 2C(g)， 错误。B 项，在 t1 s 时，反应达到平衡状态，但是正、逆反应速率不为 0，错误。 C 项，升高温度，正、逆反应速率均加快，正确。D 项，若该反应在绝热容器中 进行，随反应的进行温度会发生变化，反应速率也会发生变化，不会在 t1时刻达 到平衡，错误。 答案 C
