2023屆二輪復(fù)習(xí) 專題六　化學(xué)反應(yīng)與能量 課件（117張）（山東海南專用）

專題六化學(xué)反應(yīng)與能量第一編2023內(nèi)容索引01核心考點聚焦專項熱考突破02[專題體系構(gòu)建]核心考點聚焦考點1化學(xué)能與熱能[核心回顧]1.從宏觀角度和微觀角度理解反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)中能量變化圖示

圖像分析微觀角度宏觀角度a表示斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量;b表示生成新化學(xué)鍵放出的能量;ΔH表示反應(yīng)熱a表示反應(yīng)物的活化能;b表示活化分子形成生成物釋放的能量;ΔH表示反應(yīng)熱2.中和反應(yīng)反應(yīng)熱(1)測定原理c=4.18J·g-1·℃-1=4.18×10-3kJ·g-1·℃-1;n為生成H2O的物質(zhì)的量。稀溶液的密度用1g·mL-1進(jìn)行計算。(2)實驗裝置(3)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值在25℃和101kPa下,強(qiáng)酸的稀溶液與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時,放出57.3kJ的熱量:H+(aq)+OH-(aq)══H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1。簡易量熱計示意圖

3.書寫熱化學(xué)方程式的“五步驟”4.燃燒熱

5.計算反應(yīng)熱(ΔH)的四種常用方法(1)根據(jù)物質(zhì)能量(焓值)計算反應(yīng)熱:ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量;(2)根據(jù)鍵能計算反應(yīng)熱:ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能;(3)根據(jù)活化能計算反應(yīng)熱:ΔH=Ea(正反應(yīng))-Ea(逆反應(yīng));(4)根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱:熱化學(xué)方程式的疊加,符合質(zhì)量守恒和能量守恒規(guī)律。[命題角度]角度1根據(jù)鍵能計算反應(yīng)熱【典例】

(2022浙江6月選考卷)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如表所示:可根據(jù)HO(g)+HO(g)══H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol-1。下列說法不正確的是(

)A.H2的鍵能為436kJ·mol-1B.O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C.解離氧氧單鍵所需能量:HOO<H2O2D.H2O(g)+O(g)══H2O2(g)

ΔH=-143kJ·mol-1C提示

本題考查反應(yīng)熱、焓變和鍵能,側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查,題目難度不大。H(g)的相對能量為218

kJ·mol-1,H2(g)的相對能量為0,故兩個氣態(tài)氫原子成鍵釋放出的能量為218

kJ·mol-1×2-0=436

kJ·mol-1,即H2的鍵能為436

kJ·mol-1,A項正確;O2的鍵能為249

kJ·mol-1×2=498

kJ·mol-1,大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍,B項正確;可根據(jù)O(g)+HO(g)══HOO(g)計算出HOO中氧氧單鍵的鍵能為278

kJ·mol-1,大于H2O2(g)中氧氧單鍵的鍵能,C項錯誤;焓變等于生成物的總能量減去反應(yīng)物的總能量,即H2O(g)+O(g)══H2O2(g)

ΔH=-136

kJ·mol-1-(-242

kJ·mol-1+249

kJ·mol-1)=-143

kJ·mol-1,D項正確。角度拓展1.(2022福建漳州模擬)部分化學(xué)鍵的鍵能如表所示:則CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH3OH(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式是

。

CO2(g)+3H2(g)====CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH=-46kJ·mol-12.(2022河南許昌模擬)摻雜硒的納米氧化亞銅催化劑可用于工業(yè)上合成甲醇,其反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)══CH3OH(g)

ΔH=-99kJ·mol-1。部分化學(xué)鍵的鍵能如表所示,則x=

。

411角度2根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱【典例】

(1)(2021河北卷,16節(jié)選)大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時,相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表:則25℃時H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為

。

6C(石墨,s)+3H2(g)====C6H6(l)

ΔH=+49.1kJ·mol-1

(2)(2022全國乙卷,28節(jié)選)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:ΔH4=

kJ·mol-1。

+170角度拓展1.(2022福建漳州模擬)以CO2和H2為原料合成甲醇主要發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ(不考慮其他反應(yīng)):+40.9kJ·mol-12.(2022廣東梅州模擬)H2還原CO2制CH4的部分反應(yīng)如下:-205kJ·mol-1考點2原電池原理及應(yīng)用[核心回顧]1.基于原電池模型,掌握原電池的構(gòu)成及工作原理2.熟悉原電池中正極和負(fù)極的判斷方法

3.原電池中正極和負(fù)極電極反應(yīng)式的書寫

4.掌握二次電池在充電、放電時的原理及變化

角度1原電池原理及其應(yīng)用【典例】

(2022廣東卷,16)科學(xué)家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì),發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池,可作儲能設(shè)備(如圖)。充電時電極a的反應(yīng)為NaTi2(PO4)3+2Na++2e-══Na3Ti2(PO4)3。下列說法正確的是(

)A.充電時電極b是陰極B.放電時NaCl溶液的pH減小C.放電時NaCl溶液的濃度增大D.每生成1molCl2,電極a質(zhì)量理論上增加23gC[命題角度]提示

根據(jù)題干給的電極反應(yīng)式可知,充電時電極a上發(fā)生得電子的反應(yīng),為陰極,放電時電極a發(fā)生失電子反應(yīng),為負(fù)極,則充電時電極b為陽極,A項錯誤;放電時正極的電極反應(yīng)式為Cl2+2e-══2Cl-,結(jié)合負(fù)極反應(yīng)分析可知,NaCl溶液中氫離子和氫氧根離子的濃度無變化,溶液pH不變,B項錯誤;放電時正極反應(yīng)生成氯離子,負(fù)極反應(yīng)生成鈉離子,故放電時NaCl溶液的濃度增大,C項正確;充電時電極b的反應(yīng)為2Cl--2e-══Cl2↑,每生成1

mol氯氣轉(zhuǎn)移2

mol電子,電極a理論上有2

mol

Na+轉(zhuǎn)化為Na3Ti2(PO4)3,增重46

g,D項錯誤。角度拓展1.(2022遼寧東北育才學(xué)校模擬)銅鋅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。判斷下列說法是否正確。(1)電池工作一段時間后,甲池的c()減小。(

)(2)電池工作一段時間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加。(

)(3)該電池總反應(yīng)式與鋅片插入CuSO4溶液的反應(yīng)相同。(

)×√√提示

(1)該電池中Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-===Zn2+,中間隔膜是陽離子交換膜,甲池中Zn2+通過交換膜向乙池中移動,故甲池的c()不變。2.(2022福建師大附中模擬)一定條件下,實驗室利用如圖所示裝置,通過測量電壓求算Ksp(AgCl),工作一段時間后,兩電極質(zhì)量均增大。判斷下列說法是否正確。(1)右池中銀電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)。(

)(2)鹽橋中的

向右池方向移動。(

)(3)該電池的總反應(yīng)式:Ag++Cl-══AgCl。(

)××√提示

(1)由于“工作一段時間后,兩電極質(zhì)量均增大”則右池中銀電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式:Ag++e-══Ag。(2)左池中銀電極是負(fù)極,電極反應(yīng)式:Ag+Cl--e-══AgCl,鹽橋中陰離子向負(fù)極移動,即向左池移動。角度2新型化學(xué)電源及分析【典例】

(2021遼寧卷,10)如圖,某液態(tài)金屬儲能電池放電時產(chǎn)生金屬化合物L(fēng)i3Bi。下列說法正確的是(

)A.放電時,M電極反應(yīng)式為Ni-2e-══Ni2+B.放電時,Li+由M電極向N電極移動C.充電時,M電極的質(zhì)量減小D.充電時,N電極反應(yīng)式為Li3Bi+3e-══3Li++BiB角度拓展1.(2022湖南永州模擬)通過控制裝置中開關(guān)K1和K2,可交替制取H2和向外輸出電流。判斷下列說法是否正確。(1)開關(guān)連接K1時,惰性電極上產(chǎn)生H2。(

)(2)開關(guān)連接K2時,電極Ⅰ的反應(yīng)式:NiOOH+H2O+e-

══Ni(OH)2+OH-。(

)(3)開關(guān)連接K1工作一段時間后,轉(zhuǎn)連K2,電極Ⅰ復(fù)原,此時溶液的pH比原來大。(

)√√×提示

若開關(guān)連接K1工作一段時間后,Ni(OH)2失去電子變?yōu)镹iOOH,反應(yīng)消耗OH-,產(chǎn)生H2O,導(dǎo)致溶液pH減小;然后將開關(guān)轉(zhuǎn)連K2,電極Ⅰ為正極,發(fā)生反應(yīng)NiOOH+H2O+e-══Ni(OH)2+OH-,使電極Ⅰ復(fù)原,反應(yīng)消耗水,又產(chǎn)生OH-,導(dǎo)致此時溶液的c(OH-)不變,故溶液pH與原來相同。2.(2022福建漳州二模)某科研人員以二硫化鉬(MoS2)作為電極催化劑,研發(fā)出一種Zn-NO電池系統(tǒng),該電池同時具備合成氨和對外供電的功能,其工作原理如圖所示(雙極膜可將水解離為H+和OH-,并實現(xiàn)其定向通過)。判斷下列說法是否正確。(1)Zn/ZnO電極反應(yīng)式為Zn+2OH--2e-══ZnO+H2O。(

)(2)電池工作一段時間后,正極區(qū)溶液的pH增大。(

)(3)當(dāng)電路轉(zhuǎn)移10mole-時,理論上可以轉(zhuǎn)化NO的質(zhì)量為30g。(

)√√×提示

(3)由題圖可知,MoS2電極上NO→NH3,N元素化合價由+2價降低到-3價,則轉(zhuǎn)化1

mol

NO時電路中轉(zhuǎn)移5

mol電子,故當(dāng)電路轉(zhuǎn)移10

mol

e-時,理論上轉(zhuǎn)化2

mol

NO,其質(zhì)量為2

mol×30

g·mol-1=60

g?？键c3電解原理及金屬的防護(hù)[核心回顧]1.基于電解CuCl2溶液模型,掌握電解池的構(gòu)成及工作原理2.正確判斷電解池的電極反應(yīng)及產(chǎn)物(1)陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極,若為活性電極作陽極,則電極材料失電子,電極本身溶解;若為惰性電極作陽極,則需看溶液中陰離子的失電子能力,陰離子放電順序為S2->I->Br->Cl->OH-(水)。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進(jìn)行判斷:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)。微點撥:①鐵作為陽極時,發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2+而溶解,不是Fe3+;②電解時,溶液中Fe3+發(fā)生還原反應(yīng),一般生成Fe2+。3.熟悉兩種電化學(xué)防護(hù)原理及方法兩種方法都要采用輔助陽極,將被保護(hù)金屬作為陰極方法犧牲陽極法外加電流法原理圖示

原理分析利用原電池原理,被保護(hù)金屬為正極,受到保護(hù)利用電解原理,將被保護(hù)金屬與電源的負(fù)極相連,電解池的陰極受到保護(hù)[命題角度]角度1電解原理及其應(yīng)用【典例】

(2022廣東卷,10)以熔融鹽為電解液,以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解,實現(xiàn)Al的再生。該過程中(

)A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg-2e-══Mg2+B.陰極上Al被氧化C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥D.陽極和陰極的質(zhì)量變化相等C提示

由題干信息可知,以鋁合金廢料作為陽極進(jìn)行電解,鎂和鋁在陽極失電子,A、B兩項錯誤;進(jìn)行電解時,銅失電子能力小于鋁,不能在電極上放電,與硅以單質(zhì)形式沉積在電解槽陽極底部,形成陽極泥,C項正確;由于陽極存在多種金屬放電,陰極為單一離子放電,陰極和陽極質(zhì)量變化不相等,D項

錯誤。角度拓展1.(2022福建泉州模擬)無金屬薄碳電極(TCE)可利用天然木材為原料,經(jīng)過炭化和活化處理制得。利用TCE電極電還原去除氮氧化物污染的原理如圖所示。判斷下列說法是否正確。(1)Pt電極附近溶液pH變大。(

)(2)TCE電極的電極反應(yīng)式:2NO2+8H++8e-══N2+4H2O。(

)(3)Pt電極生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L氣體,理論上能處理0.2molNO2。(

)×√×提示

(1)Pt電極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-══O2↑+4H+,溶液中c(H+)增大,pH變小;(3)Pt電極生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24

L氣體,其物質(zhì)的量為0.1

mol,根據(jù)2H2O-4e-══O2↑+4H+可知,轉(zhuǎn)移0.4

mol電子,再根據(jù)TCE電極的電極反應(yīng)式2NO2+8H++8e-══N2+4H2O,可知消耗NO2的物質(zhì)的量為0.1

mol。2.(2022廣東梅州模擬)電解法常用于分離提純物質(zhì),某混合物漿液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4?？紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小組利用設(shè)計的電解分離裝置(如圖),使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液進(jìn)行回收利用(已知:(1)陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H2。(

)(2)a離子交換膜為陽離子交換膜。(

)(3)當(dāng)外電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時,陽極室可生成1mol

。(

)√√×角度2電化學(xué)防護(hù)原理及應(yīng)用【典例】

(2022廣東卷,11)為檢驗犧牲陽極的陰極保護(hù)法對鋼鐵防腐的效果,將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段時間后,取溶液分別實驗,能說明鐵片沒有被腐蝕的是(

)A.加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀B.加入淀粉碘化鉀溶液無藍(lán)色出現(xiàn)C.加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn)D.加入K3[Fe(CN)6]溶液無藍(lán)色沉淀生成D提示

檢驗鐵片是否被腐蝕,實際上就是檢驗有無Fe2+產(chǎn)生。溶液中的氯離子能與銀離子反應(yīng)生成氯化銀沉淀,加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀無法說明Fe2+是否存在,A項錯誤;加入淀粉碘化鉀溶液無藍(lán)色出現(xiàn),說明不存在Fe3+,但不能確定是否存在Fe2+,B項錯誤;加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn),說明不存在Fe3+,但不能確定是否存在Fe2+,C項錯誤;加入鐵氰化鉀溶液,無藍(lán)色沉淀生成,說明溶液中無Fe2+,即鐵片未被腐蝕,D項正確。角度拓展1.(2022湖南雅禮中學(xué)模擬)點蝕又稱為孔蝕,是一種集中于金屬表面很小的范圍并深入到金屬內(nèi)部的腐蝕形態(tài),某鐵合金鈍化膜破損后的孔蝕如圖所示。判斷下列說法是否正確。(1)為防止孔蝕發(fā)生可以將外接電源正極與金屬相連。(

)(2)蝕孔外每吸收2.24LO2,則此時HCl可以氧化0.2molFe。(

)(3)圖中孔隙中局部可能發(fā)生析氫腐蝕。(

)××√提示

(1)利用外加電流法保護(hù)金屬時,被保護(hù)金屬與外加電源的負(fù)極相連。(2)未注明氣體所處環(huán)境,無法計算其物質(zhì)的量。2.(2022江蘇南通中學(xué)調(diào)研)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后,置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗。判斷下列說法是否正確。(1)鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-2e-══Fe2+。(

)(2)活性炭的存在會加速鐵的腐蝕。(

)(3)以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕。(

)√√×提示

(3)以水代替NaCl溶液,電解質(zhì)溶液呈中性,鐵發(fā)生吸氧腐蝕。

專項熱考突破——突破一命題篇——新教材新高考

新型二次電池及分析二次電池是世界上廣泛使用的一種“化學(xué)電源”,具有電壓平穩(wěn)、安全可靠、價格低廉、適用范圍廣、原材料豐富和回收再生利用率高等優(yōu)點,是當(dāng)前國際上研發(fā)的熱點。基于教材中鉛酸蓄電池的認(rèn)知模型,結(jié)合原電池原理和電解原理,分析二次電池在放電、充電過程中電極或電解質(zhì)溶液發(fā)生的變化,并根據(jù)電子守恒進(jìn)行簡單計算。典例突破1(2022福建莆田一模)科學(xué)家開發(fā)了一種高能量密度的鋰硫電池。其裝置如圖所示,當(dāng)電池放電時,S8與Li+在多孔碳粒材料處生成Li2Sx(x為1~8)。下列說法正確的是(

)A.放電時,電流由鋰電極經(jīng)用電器流向多孔碳粒材料B.放電時,正極上的電極反應(yīng)式為xS8+16e-+16Li+══8Li2SxC.充電時,電路上通過2mol電子,理論上陰極質(zhì)量減少14gD.非水電解質(zhì)可以用“超強(qiáng)酸”HSbF6代替答案

B解析

放電時,鋰電極為電源負(fù)極,電流由多孔碳粒材料經(jīng)用電器流向鋰電極,A錯誤;放電時,正極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為xS8+16e-══+16Li+8Li2Sx,B正確;充電時,陰極發(fā)生還原反應(yīng),電路上通過2

mol電子,理論上陰極生成2

mol

Li,故質(zhì)量增加14

g,C錯誤;電極材料為活潑金屬鋰,鋰能與酸反應(yīng),故非水電解質(zhì)不可以用“超強(qiáng)酸”HSbF6代替,D錯誤。典例突破2(2022北京豐臺區(qū)一模)一種可充電的鋅錳分液電池,其結(jié)構(gòu)如下圖所示:下列說法不正確的是(

)A.放電時,正極電極反應(yīng)式:MnO2+4H++2e-══Mn2++2H2OB.充電時,Zn作陰極:[Zn(OH)4]2-+2e-══Zn+4OH-C.離子交換膜a和b分別為陽離子交換膜和陰離子交換膜D.充電過程中K2SO4溶液的濃度逐漸降低答案

C解析

放電時,Zn是負(fù)極,MnO2是正極,正極的電極反應(yīng)式為MnO2+4H++2e-══Mn2++2H2O,A正確;放電時,Zn是負(fù)極,充電時,Zn作陰極,陰極的電極反應(yīng)式為[Zn(OH)4]2-+2e-══Zn+4OH-,B正確;放電過程中,正極區(qū)

通過離子交換膜a進(jìn)入硫酸鉀溶液,負(fù)極區(qū)K+通過離子交換膜b進(jìn)入硫酸鉀溶液,則a和b分別為陰離子交換膜和陽離子交換膜,C錯誤;充電過程中,K+通過離子交換膜b進(jìn)入負(fù)極區(qū),通過離子交換膜a進(jìn)入正極區(qū),故K2SO4溶液的濃度逐漸降低,D正確。新材料新情境

北京冬奧會與氫燃料電池汽車新材料

為實現(xiàn)“綠色冬奧”的承諾,2022年2月4日至2月20日北京冬奧會期間我國政府在北京、延慶和張家口三大賽區(qū)共投入使用816輛氫氧燃料電池汽車作為主運(yùn)力開展示范運(yùn)營服務(wù),再次將綠色奧運(yùn)提到了新高度。思考(1)氫氧燃料電池中,通入空氣(或氧氣)的是

(填“正極”或“負(fù)極”);

(2)若氫氧燃料電池使用稀硫酸作電解質(zhì)溶液,負(fù)極電極反應(yīng)式為

,正極電極反應(yīng)式為

。

正極

H2-2e-====2H+O2+4H++4e-====2H2O典例突破3(2022陜西漢中二模)“踐行雙碳目標(biāo),助力綠色冬奧”,2022年北京冬奧會使用了搭載國家電投氫能公司全自主研發(fā)的“氫騰”燃料電池系統(tǒng)的宇通氫能大巴。某種氫燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖,下列說法正確的是(

)A.b極為正極,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O══4OH-B.電子流向:從電極a經(jīng)電解質(zhì)溶液到電極bC.裝置工作一段時間后,電解質(zhì)溶液的pH增大D.正極每消耗2.24LH2,轉(zhuǎn)移2mol電子答案

C解析

通入氧氣的電極b為正極,酸性條件下,氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-══2H2O,A錯誤;通入氫氣的電極a為負(fù)極,通入氧氣的電極b為正極,電子從電極a經(jīng)用電器到電極b,B錯誤;電池工作時,反應(yīng)生成水,電解質(zhì)溶液體積增大,溶液中c(H+)減小,溶液的pH增大,C正確;未告知是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀況下,無法計算2.24

L

H2的物質(zhì)的量和反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,D錯誤?！黄贫忸}篇——素養(yǎng)命題+題型突破1.反應(yīng)熱的計算及蓋斯定律的應(yīng)用(變化觀念與平衡思想)新高考山東卷、廣東卷、河北卷等在非選擇題中考查反應(yīng)熱的計算,從鍵能、燃燒熱、蓋斯定律等角度進(jìn)行反應(yīng)熱的簡單計算,能用熱化學(xué)方程式表示反應(yīng)中的能量變化,運(yùn)用反應(yīng)焓變合理選擇和利用化學(xué)反應(yīng),側(cè)重考查考生的綜合分析能力、簡單計算能力。典例突破1(2022遼寧撫順六校聯(lián)考)我國科學(xué)家合成高選擇性光催化劑,在溫和條件下利用CO2合成CH3CHO:答案

+186解析

分析反應(yīng)①和反應(yīng)②,確定需消去的中間物質(zhì)是CO2(g),根據(jù)蓋斯定律,由①-②×2可得反應(yīng)2CH4(g)+H2O(g)CH3CHO(g)+3H2(g),則有ΔH=ΔH1-2ΔH2=-170

kJ·mol-1-(-178

kJ·mol-1)×2=+186

kJ·mol-1。方法點撥(1)根據(jù)鍵能計算反應(yīng)熱:ΔH=?(反應(yīng)物鍵能)-(生成物鍵能)。(2)利用蓋斯定律解題的思維流程——“疊加法”針對訓(xùn)練1(2022廣東深圳一模)N2O是《聯(lián)合國氣候變化框架公約》所列六種溫室氣體之一。目前,直接催化分解法是消除N2O的主要方法,該過程中發(fā)生的反應(yīng)如下:答案

ΔH3-ΔH1-ΔH2解析

分析題給三個熱化學(xué)方程式,確定消去中間物質(zhì):N2O(g)、N2(g),根據(jù)蓋斯定律,由ⅲ-ⅰ-ⅱ可得反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g),則有ΔH=ΔH3-ΔH1-ΔH2。2.新型化學(xué)電源及分析(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)新高考山東卷、河北卷、天津卷等在選擇題中設(shè)置考查化學(xué)電源及原理分析題,側(cè)重考查原電池原理及電解池原理的應(yīng)用,此類題的認(rèn)知模型是教材中氫氧燃料電池、鉛酸蓄電池、鋰離子電池等?；谧钚驴蒲谐晒?向考生展現(xiàn)科學(xué)研究的過程,領(lǐng)悟科學(xué)家的科學(xué)思維和方法,激發(fā)理論創(chuàng)新和應(yīng)用實踐的興趣,激發(fā)學(xué)習(xí)動力,體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的育人價值作用。典例突破2(2022河北唐山一模)鈉離子電池比鋰離子電池更穩(wěn)定,造價更低,可實現(xiàn)5~10min內(nèi)快速充電,電池結(jié)構(gòu)如圖,總反應(yīng):NaC6+Na1-xMO2NaMO2+Na1-xC6(0≤x≤0.55,M為過渡金屬)。下列敘述正確的是(

)A.單位質(zhì)量的負(fù)極材料鈉離子電池比鋰離子電池可以提供更多的電量B.放電時,Na+從石墨烯納米片中脫嵌,經(jīng)電解質(zhì)嵌入過渡金屬氧化物C.充電時,陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Na1-xMO2+xe-+xNa+══NaMO2(0≤x≤0.55)D.充電時,外電路中每轉(zhuǎn)移0.1mole-,理論上石墨烯納米片將增重4.6g答案

B解析

金屬鈉的摩爾質(zhì)量大于金屬鋰,單位質(zhì)量的鈉失去電子的物質(zhì)的量小于金屬鋰,則鈉離子電池提供的電量少于鋰離子電池,A錯誤;放電時,Na+從石墨烯納米片中脫嵌,經(jīng)電解質(zhì)嵌入過渡金屬氧化物,B正確;充電時,石墨烯納米電極與直流電源負(fù)極相連,為電解池的陰極,Na1-xC6在鈉離子作用下得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NaC6,電極反應(yīng)式為Na1-xC6+xNa++xe-══NaC6,C錯誤;由電極反應(yīng)式Na1-xC6+xNa++xe-══NaC6可知,外電路中每轉(zhuǎn)移0.1

mol

e-,理論上石墨烯納米片將增重0.1

mol×23

g·mol-1=2.3

g,D錯誤。方法點撥

“四步法”突破新型化學(xué)電源的構(gòu)成及原理類題針對訓(xùn)練2(2022湖南常德一模)近期,某科研團(tuán)隊發(fā)明了一種新型的鋅離子熱充電電池,可以利用人體產(chǎn)生的低熱量充電。該電池以Zn和VO2-PC為電極材料,實現(xiàn)了低熱量發(fā)電。放電時,VO2結(jié)合Zn2+生成ZnxVO2·yH2O,原理如圖所示。下列說法正確的是(

)A.分離器可以為陰離子交換膜B.充電時,陽極電極反應(yīng)式為ZnxVO2·yH2O+2xe-══VO2+xZn2++yH2OC.放電時,電流從Zn極流向VO2-PC極D.充電時,鋅離子從較高溫一側(cè)移至低溫一側(cè)答案

D解析

放電時,Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-══Zn2+,VO2結(jié)合Zn2+生成ZnxVO2·yH2O,說明Zn2+從負(fù)極移向正極,則分離器可以是陽離子交換膜,但不能是陰離子交換膜,A錯誤;充電時,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為ZnxVO2·yH2O-2xe-══VO2+xZn2++yH2O,B錯誤;放電時,電流由正極流向負(fù)極,即電流從VO2-PC極流向Zn極,C錯誤;充電時,Zn2+由較高溫區(qū)向左側(cè)低溫區(qū)遷移,并在Zn電極得電子被還原為Zn,D正確。3.電解原理及其應(yīng)用(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)近三年,新高考山東卷、湖南卷、河北卷等重點考查了電解原理及其應(yīng)用,建構(gòu)電解池的裝置模型和工作原理的認(rèn)知模型,基于此分析陌生電解池的工作原理,結(jié)合物質(zhì)的氧化性、還原性強(qiáng)弱,分析電極上放電物質(zhì)及反應(yīng)產(chǎn)物,根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行電解池的相關(guān)計算,并設(shè)計電解池實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化或能量轉(zhuǎn)化。典例突破3(2022湖南懷化二模)乙醛酸(HOOCCHO)是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上以乙二醛(OHCCHO)和乙二酸(HOOCCOOH)為原料,用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)乙醛酸,原理如圖所示。該裝置中陰、陽兩極均為惰性電極,兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸,其中乙二醛與M電極生成的物質(zhì)反應(yīng)生成乙醛酸。下列說法錯誤的是(

)A.M極與直流電源的正極相連B.N電極上的電極反應(yīng)式:HOOCCOOH+2e-+2H+══HOOCCHO+H2OC.電解一段時間后,N極附近溶液的pH變小D.若有2molH+通過質(zhì)子交換膜,則該裝置中生成的乙醛酸為2mol答案

C解析

由題圖可知,與直流電源正極相連的M電極為電解池的陽極,A正確;N電極為陰極,乙二酸在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙醛酸,電極反應(yīng)式為HOOCCOOH+2H++2e-══HOOCCHO+H2O,B正確;由B項分析的N電極反應(yīng)式可知,放電時消耗H+,溶液pH增大,C錯誤;若有2

mol

H+通過質(zhì)子交換膜,陰極和陽極均生成1

mol乙醛酸,則裝置中生成的乙醛酸的物質(zhì)的量為2

mol,D正確。方法點撥1.判斷電解池的陰極和陽極的方法2.電解池中電極產(chǎn)物的判斷和電極反應(yīng)式的書寫

針對訓(xùn)練3(2022山東菏澤一模)氫能因其環(huán)境友好性被譽(yù)為“終極能源”。近日,科學(xué)家利用電解原理將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣,其裝置如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.陽極的電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-══N2+6H2OB.OH-由a電極通過交換膜遷移向b電極C.電解一段時間后,陰極區(qū)的pH不變D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時,理論上可生成高純氫氣11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)答案

C解析

根據(jù)題給圖示,陽極氨氣失電子生成氮氣和水,電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-══N2+6H2O,A正確;a電極發(fā)生還原反應(yīng),a是陰極,b是陽極,陰離子由陰極移向陽極,OH-由a電極通過交換膜遷移向b電極,B正確;陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-══H2↑+2OH-,電解一段時間后,陰極區(qū)的pH增大,C錯誤;由陰極的電極反應(yīng)式2H2O+2e-══H2↑+2OH-可知,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1

mol電子時,理論上可生成高純氫氣11.2

L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),D正確。——突破三熱點專攻——一、反應(yīng)歷程(機(jī)理)的分析及應(yīng)用高考必備1.命題分析近三年,新高考湖南卷、山東卷、河北卷等均出現(xiàn)了考查反應(yīng)歷程(機(jī)理)的試題,以分析反應(yīng)過程為主,涉及共價鍵的變化、催化劑和反應(yīng)中間體、氧化還原反應(yīng)、能量變化、化學(xué)反應(yīng)速率、活化能等,充分體現(xiàn)新高考對學(xué)科素養(yǎng)中“學(xué)習(xí)掌握”“實踐探索”“思維方法”三個維度的全面考查。2.催化劑和反應(yīng)中間體的判斷(1)催化劑:分步反應(yīng)中,參與第一步反應(yīng),并在最后一步重新生成的物質(zhì)。(2)反應(yīng)中間體:除最初反應(yīng)物、最終生成物及催化劑外,其他物質(zhì)一般都是反應(yīng)中間體。3.物質(zhì)的能量變化及穩(wěn)定性的判斷(1)物質(zhì)的能量變化:根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量的相對高低,判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng);根據(jù)物質(zhì)具有能量或共價鍵的鍵能確定反應(yīng)熱(ΔH)。(2)正、逆反應(yīng)活化能的比較:結(jié)合ΔH=Ea(正反應(yīng))-Ea(逆反應(yīng))進(jìn)行比較,如若為放熱反應(yīng)ΔH<0,則有Ea(正反應(yīng))<Ea(逆反應(yīng))。(3)物質(zhì)穩(wěn)定性的判斷:先確定物質(zhì)具有能量的相對高低,一般情況,物質(zhì)具有的能量越低,其穩(wěn)定性越強(qiáng)。4.化學(xué)反應(yīng)速率的比較(1)若化學(xué)反應(yīng)分為多個基元反應(yīng),一般來說,活化能(Ea)越大,基元反應(yīng)的反應(yīng)速率越慢,反之則反應(yīng)速率越快。(2)多步反應(yīng)中,整個反應(yīng)的總反應(yīng)速率是由慢反應(yīng)步驟決定。真題感悟1.(2022山東卷,10)在NO催化下,丙烷與氧氣反應(yīng)制備丙烯的部分反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.含N分子參與的反應(yīng)一定有電子轉(zhuǎn)移B.由NO生成HONO的反應(yīng)歷程有2種C.增大NO的量,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率不變D.當(dāng)主要發(fā)生包含②的歷程時,最終生成的水減少D解析

本題考查有機(jī)物的轉(zhuǎn)化、反應(yīng)歷程、氧化還原反應(yīng)、平衡轉(zhuǎn)化率等相關(guān)知識點。根據(jù)反應(yīng)機(jī)理的圖示可知,含N分子發(fā)生的反應(yīng)有NO+·OOH══NO2+·OH、NO+NO2+H2O══2HONO、NO2+·C3H7══C3H6+HONO、HONO══NO+·OH,含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合價依次為+2價、+4價、+3價,上述反應(yīng)中均有元素化合價的升降,都為氧化還原反應(yīng),一定有電子轉(zhuǎn)移,A項正確;根據(jù)圖示,由NO生成HONO的反應(yīng)歷程有2種,B項正確;NO是催化劑,增大NO的量,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率不變,C項正確;無論反應(yīng)歷程如何,在NO催化下丙烷與O2反應(yīng)制備丙烯的總反應(yīng)都為2C3H8+O22C3H6+2H2O,當(dāng)主要發(fā)生包含②的歷程時,最終生成的水不變,D項錯誤。2.(2021山東卷,14)18O標(biāo)記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解,部分反應(yīng)歷程可表示為:A.反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ為決速步B.反應(yīng)結(jié)束后,溶液中存在18OH-C.反應(yīng)結(jié)束后,溶液中存在D.反應(yīng)Ⅰ與反應(yīng)Ⅳ活化能的差值等于圖示總反應(yīng)的焓變答案

B解析

本題考查反應(yīng)中的能量變化和反應(yīng)機(jī)理。反應(yīng)的活化能越大,化學(xué)反應(yīng)越慢,由反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化圖可知,反應(yīng)Ⅰ、Ⅳ的活化能較高,故反應(yīng)Ⅰ、Ⅳ為決速步,A項說法錯誤;反應(yīng)Ⅰ為加成反應(yīng),故反應(yīng)結(jié)束后的溶液中不會存在

,C項說法錯誤;由題給反應(yīng)進(jìn)程圖可以看出,過渡態(tài)1和過渡態(tài)2的能量不同,故反應(yīng)Ⅰ與反應(yīng)Ⅳ活化能的差值不等于圖示總反應(yīng)的焓變,D項說法錯誤。3.(雙選)(2022湖南卷,12)反應(yīng)物(S)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(P或P·Z)的能量與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系如下圖所示:下列有關(guān)四種不同反應(yīng)進(jìn)程的說法正確的是(

)A.進(jìn)程Ⅰ是放熱反應(yīng) B.平衡時P的產(chǎn)率:Ⅱ>ⅠC.生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ

D.進(jìn)程Ⅳ中,Z沒有催化作用答案

A

D解析

由圖中信息可知,進(jìn)程Ⅰ中S的總能量大于產(chǎn)物P的總能量,因此進(jìn)程Ⅰ是放熱反應(yīng),A正確;進(jìn)程Ⅱ中使用了催化劑X,但是催化劑不能改變平衡產(chǎn)率,因此在兩個進(jìn)程中平衡時P的產(chǎn)率相同,B錯誤;進(jìn)程Ⅲ中由S·Y轉(zhuǎn)化為P·Y的活化能高于進(jìn)程Ⅱ中由S·X轉(zhuǎn)化為P·X的活化能,由于這兩步反應(yīng)分別是兩個進(jìn)程的決速步驟,因此生成P的速率為Ⅲ<Ⅱ,C錯誤;進(jìn)程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z,然后S·Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物P·Z,由于P·Z沒有轉(zhuǎn)化為P+Z,因此,Z沒有表現(xiàn)出催化作用,D正確。方法點撥“三步法”突破化學(xué)反應(yīng)機(jī)理圖像及分析類題考向預(yù)測1.(無機(jī)反應(yīng)歷程及能量變化)(2022山東臨沂二模)一種提純白磷樣品(含惰性雜質(zhì))的工藝流程如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.不慎將白磷沾到皮膚上,可用CuSO4稀溶液沖洗B.過程Ⅰ中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為5∶6C.過程Ⅱ中,除生成Ca3(PO4)2外,還可能生成Ca(H2PO4)2、CaHPO4D.過程Ⅲ的化學(xué)方程式為2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+P4+10CO↑答案

B解析

由題圖可知,白磷與CuSO4溶液反應(yīng)生成H3PO4和Cu3P,可除去白磷,故可用CuSO4稀溶液沖洗沾到皮膚上的白磷,再用大量水沖洗,A正確。過程Ⅰ中H3PO4是氧化產(chǎn)物,P4→H3PO4,P元素由0價升高到+5價,生成1

mol

H3PO4時失去5

mol電子;Cu3P是還原產(chǎn)物,CuSO4+P4→Cu3P,Cu元素由+2價降低到+1價,P元素由0價降低到-3價,生成1

mol

Cu3P得到6

mol電子,根據(jù)得失電子守恒推知,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為6∶5,B錯誤。H3PO4是三元酸,過程Ⅱ中與Ca(OH)2溶液反應(yīng)時,反應(yīng)物的量影響生成物,除生成正鹽Ca3(PO4)2外,還可能生成兩種酸式鹽:Ca(H2PO4)2、CaHPO4,C正確。過程Ⅲ中,Ca3(PO4)2與SiO2、焦炭在高溫下反應(yīng)生成CaSiO3、P4和CO,配平方程式可得:2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+P4+10CO↑,D正確。2.(有機(jī)反應(yīng)機(jī)理及能量變化)(2022廣東汕頭一模)鐵的配合物離子(用[L-Fe-H]+表示)催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機(jī)理和相對能量的變化情況如圖所示:下列說法不正確的是(

)A.該過程的總反應(yīng)為HCOOHCO2↑+H2↑B.H+濃度過大或者過小,均導(dǎo)致反應(yīng)速率降低C.該反應(yīng)機(jī)理中反應(yīng)速率最慢的一步:HCOO-+CO2+Ⅳ―→HCOO-+CO2+H2+ⅠD.該催化循環(huán)中Fe元素的化合價發(fā)生了變化答案

D解析

根據(jù)反應(yīng)機(jī)理圖可知,甲酸在催化劑的作用下,分解成CO2和H2,即該過程中的總反應(yīng)為HCOOHCO2↑+H2↑,A正確;根據(jù)反應(yīng)機(jī)理圖可知,甲酸電離產(chǎn)生H+和HCOO-,HCOO-參與反應(yīng),與催化劑結(jié)合放出二氧化碳,若H+濃度過大,抑制甲酸的電離,使c(HCOO-)降低,反應(yīng)速率減慢,若H+濃度降低,反應(yīng)Ⅲ→Ⅳ速率減慢,B正確;一般情況下,活化能越大,反應(yīng)速率越慢,根據(jù)反應(yīng)機(jī)理圖可知,HCOO-+CO2+Ⅳ―→HCOO-+CO2+H2+Ⅰ,活化能最大,反應(yīng)速率最慢,C正確;與鐵成鍵的原子數(shù)和種類發(fā)生了改變,但配離子的電荷數(shù)沒變,故Fe元素化合價不變,D錯誤。二、電化學(xué)中隔膜的種類及作用高考必備1.命題分析近三年,新高考天津卷、湖北卷、山東卷、湖南卷等在電化學(xué)選擇題中出現(xiàn)了涉及隔膜(離子交換膜、雙極膜)的試題,利用隔膜將原電池或電解池分成兩個或多個室,綜合考查原電池(或電解池)的構(gòu)成及工作原理、判斷隔膜的種類、兩極室溶液的變化、簡單定量計算等,充分體現(xiàn)新高考對學(xué)科素養(yǎng)中“學(xué)習(xí)掌握”“思維方法”兩個維度的考查。2.電化學(xué)裝置中隔膜的種類及作用

種類作用陽離子交換膜只通過陽離子,且陽離子向陰極移動陰離子交換膜只通過陰離子,且陰離子向陽極移動質(zhì)子交換膜只通過質(zhì)子(H+),且向陰極移動雙極膜水流經(jīng)雙極膜,解離產(chǎn)生H+和OH-,分別向陰極、陽極移動3.離子交換膜的功能和作用(1)交換膜的功能是使離子選擇性地定向移動,使溶液保持電中性。(2)作用有三點:①隔離陰、陽極的產(chǎn)物,防止其發(fā)生化學(xué)反應(yīng);②用于制備物質(zhì);③用于物質(zhì)的分離提純。真題感悟1.(雙選)(2022山東卷,13)設(shè)計如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,借助其降解乙酸鹽生成CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+,工作時保持厭氧環(huán)境,并定時將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì),右側(cè)裝置為原電池。下列說法正確的是(

)A.裝置工作時,甲室溶液pH逐漸增大B.裝置工作一段時間后,乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C.乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2+2H2O+e-══Li++Co2++4OH-D.若甲室Co2+減少200mg,乙室Co2+增加300mg,則此時已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移答案

BD解析

本題屬于電化學(xué)題,考查原電池與電解池的工作原理以及得失電子守恒。根據(jù)題給信息,右側(cè)裝置為原電池,則左側(cè)裝置為電解池。電池工作時,左側(cè)裝置中乙酸鹽的陰離子在細(xì)菌上失去電子被氧化為CO2氣體,電極反應(yīng)式為CH3COO-+2H2O-8e-══2CO2↑+7H+,即左側(cè)裝置中細(xì)菌所在的電極為陽極,Co2+在另一個電極(陰極)上得到電子,被還原產(chǎn)生金屬Co,為保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,也為平衡電荷,陽極上電極反應(yīng)產(chǎn)生的H+應(yīng)通過陽膜進(jìn)入甲室,使甲室溶液酸性逐漸增強(qiáng),pH逐漸減小,A項錯誤;根據(jù)得失電子關(guān)系可知,右側(cè)裝置中細(xì)菌所在的電極為負(fù)極,電極反應(yīng)式為CH3COO-+2H2O-8e-══2CO2↑+7H+,乙室中的電極為正極,正極材料LiCoO2得電子轉(zhuǎn)化為Co2+,電極反應(yīng)式為8LiCoO2+8e-+32H+══8Li++8Co2++16H2O,綜上可知裝置工作一段時間后,乙室應(yīng)該補(bǔ)充鹽酸,B項正確;乙室中電解質(zhì)溶液為酸性,不可能大量存在OH-,C項錯誤;若甲室Co2+減少200

mg,電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為n(e-)=×2≈0.006

8

mol,根據(jù)得失電子守恒可知,乙室Co2+應(yīng)增加的質(zhì)量為0.006

8

mol×59

g·mol-1≈0.4

g>300

mg,說明此時已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移,D項正確。2.(2022全國甲卷,10)一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中,Zn2+以

存在]。電池放電時,下列敘述錯誤的是(

)A.Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B.Ⅰ區(qū)的

通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C.MnO2電極反應(yīng):MnO2+4H++2e-══Mn2++2H2OD.電池總反應(yīng):Zn+4OH-+MnO2+4H+══

+Mn2++2H2O答案

A解析

根據(jù)電池裝置圖可知,Zn電極為負(fù)極,MnO2電極為正極。根據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的移動方向(陰離子向負(fù)極定向移動,陽離子向正極定向移動)的規(guī)律可知,A項敘述錯誤,B項敘述正確;電池放電時的正極反應(yīng)為MnO2+4H++2e-══Mn2++2H2O,C項敘述正確;放電時的負(fù)極反應(yīng)為Zn+4OH--2e-

══

,由此可知,放電時的電池總反應(yīng)為Zn+4OH-+MnO2+4H+══

+Mn2++2H2O,D項敘述正確。3.(2021天津卷,11)如圖所示電解裝置中,通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成,Fe2O3逐漸溶解,下列判斷錯誤的是(

)A.a是電源的負(fù)極B.通電一段時間后,向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液,出現(xiàn)紅色C.隨著電解的進(jìn)行,CuCl2溶液濃度變大D.當(dāng)0.01molFe2O3完全溶解時,至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)答案

C解析

通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成,Fe2O3逐漸溶解,說明石墨電極Ⅱ為陽極,則b為電源的正極,a為電源的負(fù)極,石墨電極Ⅰ為陰極,A正確;石墨電極Ⅱ為陽極,通電一段時間后,產(chǎn)生O2和H+,所以向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液,出現(xiàn)紅色,B正確;隨著電解的進(jìn)行,Cu2+在陰極得電子生成銅單質(zhì),則CuCl2溶液濃度變小,C錯誤;當(dāng)0.01

mol

Fe2O3完全溶解時,消耗氫離子的物質(zhì)的量為0.06

mol,根據(jù)陽極電極反應(yīng)式2H2O-4e-══O2↑+4H+,產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量為0.015

mol,體積為336

mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下),D正確。方法點撥判斷離子交換膜種類的方法(1)判斷離子交換膜的用途是制取物質(zhì),還是避免電極產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)。(2)根據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性的原則,判斷離子交換膜的種類。明確電極反應(yīng)及產(chǎn)物,寫出陰、陽極上的電極反應(yīng)。(3)依據(jù)電極反應(yīng)式判斷該電極附近剩余哪種離子,考慮交換膜的用途,結(jié)合溶液呈電中性的原則,判斷離子移動的方向,確定離子交換膜的種類?？枷蝾A(yù)測

1.(帶隔膜的化學(xué)電源)(2022福建泉州二模)我國科學(xué)家利用光激發(fā)氧還原與氧析出反應(yīng)構(gòu)建了一種夾心三明治結(jié)構(gòu)的鋅-空氣電池,實現(xiàn)了光能在電池中的轉(zhuǎn)換或存儲。電池反應(yīng)式為2Zn+O2══2ZnO,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.放電時,通入O2的一極為正極B.放電時,鋅電極的電極反應(yīng)式為Zn+2OH--2e-══ZnO+H2OC.充電時,當(dāng)電路中通過0.2mol電子,Zn電極增重6.5gD.析出等量氧,光激發(fā)可降低充電所需的電能答案

C解析

根據(jù)電池反應(yīng)為2Zn+O2══2ZnO,Zn失電子為負(fù)極,通入O2的一極為正極。放電時,O2得電子,故通入O2的一極為正極,A正確;放電時,Zn失電子生成ZnO,故電極反應(yīng)式為Zn+2OH--2e-══ZnO+H2O,B正確;充電時,Zn電極發(fā)生反應(yīng)ZnO+H2O+2e-══Zn+2OH-,當(dāng)電路中通過0.2

mol電子,有0.1

mol

ZnO被還原生成0.1

mol

Zn,故電極減重0.1

mol×81

g·mol-1-0.1

mol×65

g·mol-1=1.6

g,C錯誤;析出等量氧為充電過程,光激發(fā)實現(xiàn)了光能向電能的轉(zhuǎn)化,故光激發(fā)為電池充電提供了一部分能量,因此可降低充電所需的電能,D正確。2.(帶隔膜的化學(xué)電源)某科研團(tuán)隊研制了一種基于陽離子型活性分子的中性水系有機(jī)液流電池,以[Pyr-TEMPO]和[Pyr-PV]Cl4作中性水系有機(jī)液流電池的電極材料,已知放電時[Pyr-PV]2+先轉(zhuǎn)化為[Pyr-PV]3+,后轉(zhuǎn)化為[Pyr-PV]4+,電池工作原理如圖所示。下列說法正確的是(

)A.放電的過程中,氯離子由b電極向a電極移動B.放電時,負(fù)極的電極反應(yīng)之一為[Pyr-PV]3+-e-══[Pyr-PV]4+C.a電極的電勢比b電極的低D.充電時,b電極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)答案

B解析

放電時[Pyr-PV]2+先轉(zhuǎn)化為[Pyr-PV]3+,后轉(zhuǎn)化為[Pyr-PV]4+,可知b電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),b極為電源負(fù)極,則a電極為正極。放電時,氯離子由a電極向b電極移動,A錯誤;放電時,負(fù)極的電極反應(yīng)之一為[Pyr-PV]3+-e-══[Pyr-PV]4+,B正確;充電時,a電極為陽極,b電極為陰極,故無論放電或充電,a電極的電勢均比b電極的高,C錯誤;充電時,b電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),D錯誤。3.(帶隔膜的化學(xué)電源)研究微生物燃料電池不僅可以獲得高效能源,還能對工業(yè)污水等進(jìn)行處理。利用微生物燃料電池處理含硫廢水并電解制備KIO3的原理如圖所示,下列說法正確的是(

)A.光照強(qiáng)度大小不影響KIO3的制備速率B.右側(cè)電池中K+通過陽離子交換膜從P