高中化学难点问题

高中化学难点问题

哈尔滨市教育研究院 蔡子华 [email protected]

提纲（教学内容的处理及理解）

化学反应与能量 化学反应速率和化学平衡 化学能与电能

化学反应与能量 1 、必修教材与选修教材的关系 必修教材的要求 选修教材的要求

08 年上海高考题 17 △H = 生成物的总能量—反应物的总能量

已知： H2(g)+F2(g)→2HF(g)+270kJ ，下列说法正确的是

A ． 2L 氟化氢气体分解成 1L 氢气与 1L 氟气吸收 270kJ 热量

B ． 1mol 氢气与 1mol 氟气反应生成 2mol 液态氟化氢放出热量小于 270KJ

C ．在相同条件下， 1mol 氢气与 1mol 氟气的能量总和大于 2mol 氟化氢气体的能量

D ． 1 个氢气分子与 1 个氟气分子反应生成 2 个氟化氢气体分子放出 270 热量

08 年海南高考题 △ H = 反应物的键能—生成物的键能 8 ．白磷与氧可发生如下反应： P4+5O2=P4O10 。

已知断裂下列化学键需要吸收的能量 分别为： P—P akJ/mol 、 P—O bkJ/mol 、 P=

O ckJ/mol 、 O=O dkJ/mol 。 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△ H ，

其中正确的是 A 、（ 6a+5d － 4c － 12b ） kJ/mol B 、（ 4c+12b － 6a － 5d ） kJ/mol C 、（ 4c+12b － 4a － 5d ） kJ/mol D 、（ 4a+5d － 4c － 12b ） kJ/mol

△H = 生成物的总能量—反应物的总能量 △H = 反应物的键能—生成物的键能生成物的键能与生成的能量有什么关系呢？为什么两者有区别呢

氢气与氯气的反应

盖斯定律 与守恒法的比较 意义（不是为了调整系数后的加加减减） 高考题

08 年海南 15 ． (8 分 ) 反应 A(g)+B(g) 　 C(g) +D(g) 过程中的能量变

化如图所示，回答下列问题。 (1) 该反应是 ____________________ 反应 ( 填“吸热”“放

热” ); (2) 当反应达到平衡时，升高温度， A 的转化率 ______( 填

“增大”“减小”“不变” ) ， 原因是 __________________________________________

__ ； (3) 反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响 ?___________

____ ，原因是 _________ ： (4) 在反应体系中加入催化剂，反应速率增大， E1 和 E2 的变

化是： E1_________ ， E2________( 填“增大”“减小、”“不变” ) 。

09 年宁夏 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 反应过程的能量变化如图所示。已知

I 为 1molSO3 （ g ）氧化为 1molSO3(g) 的△ H ＝ -99kJ/mol 。

请回答下列问题：

（ 2 ）图中△ H ＝　　　　　　　　　 kJ/mol ； （ 3 ） V2O5 的催化循环机理可能为： V2O5 氧化 SO2 时，自身

被还原为四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式　　　　　　　　；

（ 4 ）如果反应速率 v(SO2) 为 0.05 mol/L·min ，则 v(O2)= mol/Lmin v(SO3)= mol/Lmin

（ 5 ）已知单质硫的燃烧热为 296kJ/mol ，计算由 S(s) 生成3molSO3(g) 的△ H 　　　　

（要求计算过程）。

（ 1 ）图中 A 、 C 分别表示 　　　　、 　　　　，E 的大小对该反应热有无影响？ 　　　　。该反应通常用 V2O5 作催化剂，加 V2O5 会使图中 B 点升高还是降低？减低，理由催化剂改变了反应历程；

上海高考题 将 V1mL1.0mol/L HCl溶液和 V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如右图所示 (实验中始终保持 V1 + V2= 50mL) 。

下列叙述正确的是 A 、做该实验时环境温度为 22℃ B 、该实验表明化学能可能转化为热能 C 、 NaOH溶液的浓度约为 1.0mol/L D 、该实验表明有水生成的反应都是放热反应

20

22

24

26

28

30

0 10 20 30 40 50

V1 / mL

温度

/ ℃

中和热 1 、必修的处理 2 、选修的处理 3 、序言的应用

新增内容的理解： 为什么引入焓变？ 为什么在高中教学中要引入“熵”？如何理

解“熵”？ 如何理解“自发反应”概念？ 自发反应的课例分析

关于化学反应速率与化学平衡的思考 化学反应限度、化学平衡状态、化学平衡常

数、平衡转化率的关系是什么 ？ 反应的限度决定了反应物在该条件下的最大

转化率

平衡常数和勒夏特列原理 勒沙特列原理是经验性的原理没有理论基础，是定性的规律没

有定量计算。以前的高中教学里只考虑定性的判断问题，适当的用一下勒沙特列原理也是可以的。

勒沙特列原理的科学的、严格的表述是：均相、封闭体系，当只有某一个因素改变的时候，平衡会向相抵消外来因素的改变的方向移动。其中均相、封闭体系、只允许一个因素改变，这是我们应用勒沙特列原理的基本前提。如果违反了这个前提，可能会得到错误的结论。譬如合成氨，这个反应在温度、压力一定的情况下加进去氮气，那么按勒沙特列原理，平衡应该是向合成氨的方向移动，但是我们用 Q跟 K 的比值来看，发现结果跟勒沙特列的判断方向完全相反。为什么？因为这个外加氮气的合成氨反应不是处在一个封闭体系里头，而是开放体系，不符合勒沙特列原理的使用条件。所以勒沙特列原理并不是普遍遵守、什么情况下都可以用的。

平衡常数和勒夏特列原理 平衡常数是热力学理论解决化学反应问题的伟大成果，是建立在严谨的理论基础之上的。无论在理论上还是指导实践中，都发挥着巨大的作用。利用平衡常数判断平衡移动方向，不管开放体系还是混相体系，不管是单一因素还是多因素改变，都是可以使用，因此，它可以解决更广泛的问题。

例 1 、在一个装有可移动活塞的容器中进行如下反应 N2(g)+3H2(g) =2NH3(g) ，反应达到平衡后，测得 0.0510molN2,0.197molH2 0.204mol NH3,总容积 1L 。如果保持温度和压强不变，充入 0.140 molN2 ，平衡会向哪个方向移动。

K=10.67 Q=11.08

例 2 、在一个装有可移动活塞的容器内进行如下化学反应： CS2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2S(g),反应达到平衡后，保持容器内温度和压强不变，向反应混合物中加入少量 CS2 气体，再达到新平衡后 CH4 的数目如何变化？

取决于 V2/n(cs2)

平衡常数 1 、平衡常数有单位吗？ 2 、教学建议 浓度商与平衡常数的比较

高考的变化 07 年宁夏 27 ．（ 14 分）高温 氮化硅（ Si3N4 ）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：

SiO2 ＋ C＋ N2 = Si3N4 ＋ CO （ 1 ）配平上述反应的化学方程式（将化学计量数填在方框内）； （ 2 ）该反应的氧化剂是 ，其还原产物是 ； （ 3 ）该反应的平衡常数表达式为 K ＝； （ 4 ）若知上述反应为放热反应，则其反应热△ H 零（填“大于”、

“小于”或“等于”）；升高温度，其平衡常数值 （填“增大”、“减小”或“不变”）；

（ 5 ）若使压强增大，则上述平衡向 反应方向移动（填“正”或“逆”）；

（ 6 ）若已知 CO 生成速率为 v(CO) ＝ 18mol/(L.min) ， 则 N2消耗速速率为 v(N2) ＝ mol/(L.min) 。

08 年宁夏 25. （ 14 分） 已知可逆反应： 请回答下列问题： （ 1 ）在某温度下，反应物的起始浓度分别为： c(M)= 1 mol/

L, c(N)=2.4 mol/L; 达到平衡后，M的转化率为 60％，此时N的转化率为 ；

（ 2 ）若反应温度升高，M的转化率 （填“增大”“减小”或“不变”；）

（ 3 ）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为： c(M)= 1 mol,L-1,

c(N)=2.4 mol·L-1; 达到平衡后， c(p)=2 mol/L,a= ; （ 4 ）若反应温度不变，反应物的起始浓度为： c(M)= 1 mol/L ，

达到平衡后，M的转化率为 。

07 年海南高考试题 16 ．（ 6 分） PCl5 的热分解反应如下： PCl5 （ g ） PCl3(g) + Cl2(g) (1) 写出反应的平衡常数表达式； (2) 已知某温度下，在容积为 10.0L 的密闭容器中充入 2.00mol PCl5 ，达到平衡后，测得容器内 PCl3 的浓度为 0.150mol/L 。计算该温度下的平衡常数。

关于控制变量思想的考察探究“控制变量法”实验中的变量序号

内容 实验现象

1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮

2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮

3 常温下将铁丝放在潮湿空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗

4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中 1 小时 铁丝表面略显灰暗

5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中 1 小时

铁丝表面已变得灰暗

6 将浸有氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中 1 小时

铁丝表面灰暗程度比实验 5严重

影响铁锈蚀速率的因素

关于控制变量思想的考察理解“控制变量法”实验的原理（ 08 海南）序号金属质量

金属状态

C(H2SO4

)v(H2SO4) 反应前

温度反应后温度

金属消失的时间

1 0.1 丝 0.5 50 20 34 5002 0.1 粉末 0.5 50 20 35 50

无关变量是相同的，结果的差异由实验的变量的差异引起的。

08 年海南试题 分析上述数据，回答下列问题： （ 1 ）实验 4 和 5 表明， 对反应速率有

影响， 反应速率越快，能表明同一规律的实验还有 （填实验序号）；

（ 2 ）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 （填实验序号）；

（ 3 ）本实验中影响反应速率的其他因素还有 ，其实验序号是 。

（ 4 ）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约 15℃）相近，推测其原因：

。

关于控制变量思想的考察处理“控制变量法”实验结果（ 07广东） “碘钟”实验中， 3I- + S2O82- = I3- + 2SO42- 的反应速率可以用 I3- 与加入的淀粉溶液显蓝色的时间 t来度量得到的数据如下表：实验编号 1 2 3 4 5C(I-) 0.4 0.08 0.08 0.16 0.12

C(S2O82-) 0.4 0.04 0.08 0.02 0.04

t/s 88 44 22 44 t2

实验目的 :研究 I- 、 S2O82-浓度对速率的影响 显色时间 t2=29.3s

结论：反应速率与反应起始浓度的乘积成正比

关于控制变量思想的考察体验“控制变量法”的实验过程（ 08广东） 某探究小组用 HNO3 与大理石反应过程中质量减小的

方法，研究影响反应速率的因素。

电化学 1 、新课程的变化 一个聪明的主妇做的有趣的实验 一个科学的思路 一个实验改进

07 年宁夏 26 ．（ 14 分） （ 1 ）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。

锌片上发生的电极反应： ； 银片上发生的电极反应： 。 （ 2 ）若该电池中两电极的总质量为 60g ，工作一段

时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为 47g ，试计算：

①产生氢气的体积 (标准状况 ) ； ②通过导线的电量。（已知 NA ＝ 6.02×1023/mol ，电子电荷为 1.60×10 － 19C ）

08 年宁夏 10.一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶

液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。 该电池负极发生的反应是 A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-

B.O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O (l) C.CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+6H+(aq)+6e-

D.O2(g)+2H2O(l)+4e-=4OH-

09 年海南 Li-SOCl2 电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂

和碳，电解液是 LiAICl4—SOCl2 。电池的总反应可表示为： 4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2 。

请回答下列问题： (1) 电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 ；

(2) 电池正极发生的电极反应为 ； (3)SOCl2易挥发，实验室中常用 NaOH溶液吸收 SOCl2 ，有Na2SO3 和 NaCl 生成。 如果把少量水滴到 SOCl2 中，实验现象是 ，反应的化学方程式为 ；

(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。

。

新增内容 1 、关于盐桥 2 、课例