2020版高中化学第1章本章知识体系构建与核心素养解读学案(含解析)鲁科版

本章知识体系构建与核心素养解读
1．研究热化学反应，不仅能从宏观上认识新物质的生成和能量的变化，还要从微观上分析其变化的本质，并能形成能量可以相互转化的变化观念和能量守恒的思想。

通过建立相关的
思维模型，能正确书写热化学方程式，理解盖斯定律及其应用。

认识能源与日常生活、工农业生产及科学技术有着千丝万缕的联系，形成科学合理利用化学反应中能量变化的意识和能源节约的意识。

由此可见，通过本章反应热的学习，可促进“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学态度与社会责任”等化学核心素养的发展。

2．电化学中涉及的化学反应，不仅有新物质生成，而且还伴有能量之间的转化。

要多角度、动态地去分析电化学中的化学反应，既能从宏观上观察认识电化学装置(原电池和电解池)中发生的变化现象，又能从微观的角度(电子的转移、离子的移向等)分析其反应的本质(氧化还原反应)。

利用典型的原电池装置和电解池装置，分析其原理，建立相关的思维模型，并能运用模型分析解决问题，如：原电池及其正负极的判定、电解问题的分析方法、电解规律的应用、电解的计算等。

伴随着绿色能源的倡导使用，新型电池技术日新月异，要学会分析认识各种新情境电池(或新型电池)问题的方法；认识电解对社会发展的重大贡献，结合金属的腐蚀与防护和废旧电池的回收利用等问题，既能关注与化学有关的社会问题，认识环境保护的重要性，具有可持续发展意识和绿色化学观念，又能运用所学的化学知识和方法对有关的热点问题作出正确的价值判断。

因此，电化学基础知识的学习，对促进“变化观念与平衡思想”“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”化学核心素养的发展具有重要的价值。

例析1(1)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。

温度为T时，该反应的热化学方程式为_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。

已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝165kJ·mol－1
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1
(2)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。

传统上该转化通过如图所示的催化循环实现。

其中，反应①为：
2HCl(g)＋2O(g)＋CuCl2(s) ΔH1
反应②生成1molCl2(g)的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为_______________
________________________________________________________________________
(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。

(3)已知：①Fe2O3(s)＋3C(s)===2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝494kJ·mol－1
②CO(g)＋12
O 2(g)===CO 2(g)ΔH ＝－283kJ·mol －1 ③C(s)＋12
O 2(g)===CO(g) ΔH ＝－110kJ·mol －1 则反应Fe 2O 3(s)＋3C(s)＋32
O 2(g)===2Fe(s)＋3CO 2(g)的ΔH ＝________kJ·mol －1。

理论上反应________放出的热量足以供给反应________(填上述方程式序号)所需要的热量。

答案 (1)CO(g)＋3H 2(g)===CH 4(g)＋H 2O(g)ΔH ＝－206kJ·mol －1
(2)4HCl(g)＋O 2(g)===2H 2O(g)＋2Cl 2(g)ΔH ＝2ΔH 1＋2ΔH 2
(3)－355 ②③ ①
解析 (1)已知：CH 4(g)＋2H 2O(g)===CO 2(g)＋4H 2(g)ΔH ＝165kJ·mol
－1①、CO(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋H 2(g) ΔH ＝－41kJ·mol －1②，由盖斯定律可知，②－①即得所求热化学
方程式：CO(g)＋3H 2(g)===CH 4(g)＋H 2O(g) ΔH ＝－206kJ·mol －1。

(2)2HCl(g)＋2O(g)＋CuCl 2(s) ΔH 1①
由图得2CuCl 2(s)＋O 2(g)===2CuO(s)＋2Cl 2(g) 2ΔH 2②
运用盖斯定律：①×2＋②得总反应：4HCl(g)＋O 2(g)===2H 2O(g)＋2Cl 2(g) ΔH ＝2ΔH 1＋2ΔH 2。

(3)根据盖斯定律，由①＋3×②可得目标方程式，故其ΔH ＝－355kJ·mol －1。

点评 建立盖斯定律应用的思维模型，首先根据目标热化学方程式调整已知热化学方程式中各物质的化学计量数及焓变，然后将热化学方程式相加减，可写出目标热化学方程式，进而求得目标反应的反应热，促进“模型认知”化学核心素养的发展。

例析2 (2017·全国卷Ⅲ，11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a 常用掺有石墨烯的S 8材料，电池反应为16Li ＋x S 8===8Li 2S x (2≤x ≤8)。

下列说法错误的是( )
A ．电池工作时，正极可发生反应：2Li 2S 6＋2Li ＋＋2e －
===3Li 2S 4
B ．电池工作时，外电路中流过0.02mol 电子，负极材料减重0.14g
C ．石墨烯的作用主要是提高电极a 的导电性
D ．电池充电时间越长，电池中Li 2S 2的量越多
答案 D
解析 A 项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li ＋移动方向可知，电极a 为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生
S 8→Li 2S 8→Li 2S 6→Li 2S 4→Li 2S 2的还原反应，正确；B 项，电池工作时负极电极方程式为Li －e －===Li ＋
，当外电路中流过0.02mol 电子时，负极消耗的Li 的物质的量为0.02mol ，其质量为0.14g ，正确；C 项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a 的导电能力，正
确；D 项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为8Li 2S x =====通电16Li ＋x S 8(2≤x ≤8)，故Li 2S 2
的量会越来越少，错误。

点评 本题考查了“二次电池”模型。

即电池充、放电的电极反应类型判断与电极反应式书写、离子移向、充电时电池电极的连接、电子守恒计算等思维模型。

解题时，根据元素化合价的变化，判断电极发生的反应，结合电解质书写电极反应方程式，根据电子守恒进行计算。

题目中涉及的问题及思维方法很好地体现了“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“宏观辨识与微观探析”核心素养的考查，同时新型化学电源在实际生活中的应用体现了“科学态度与社会责任”的核心素养。

例析3 一种电化学制备NH 3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H ＋。

下列叙述错误的是( )
A ．Pd 电极b 为阴极
B ．阴极的反应式为N 2＋6H ＋＋6e －===2NH 3
C ．H ＋由阳极向阴极迁移
D ．陶瓷可以隔离N 2和H 2
答案 A
解析 用N 2和H 2合成氨时，N 2发生还原反应，H 2发生氧化反应，所以通入N 2的一极(Pd 电极a)是阴极，通入H 2的一极(Pd 电极b)是阳极，A 项错误；阴极上N 2得电子，并与通过陶瓷传输过来的H ＋结合生成NH 3，B 项正确；电解池中，阳离子由阳极向阴极迁移，C 项正确；由题图可知，陶瓷可以隔离N 2和H 2，D 项正确。

点评 本题考查了化学反应原理中的“电解池”模型，考查的落脚点是电极判断、电极反应式的书写、电解质溶液中离子的移动方向及电解装置的作用，属于“电解池”模型的典型考查方式。