2025步步高大一輪復(fù)習(xí)講義人教版高考化學(xué)大單元四　第十章　第39講　蓋斯定律及應(yīng)用含答案

2025步步高大一輪復(fù)習(xí)講義人教版高考化學(xué)第39講蓋斯定律及應(yīng)用[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.掌握蓋斯定律的內(nèi)容及意義，并能進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算。2.能綜合利用反應(yīng)熱和蓋斯定律比較不同反應(yīng)體系反應(yīng)熱的大小?？键c一蓋斯定律與反應(yīng)熱的計算1．蓋斯定律的內(nèi)容一個化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的。即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。2．蓋斯定律的意義間接計算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱。3．蓋斯定律的應(yīng)用轉(zhuǎn)化關(guān)系反應(yīng)熱間的關(guān)系aAeq\o(→,\s\up7(ΔH1))B；Aeq\o(→,\s\up7(ΔH2))eq\f(1,a)BΔH1＝aΔH2Aeq\o(,\s\up7(ΔH1),\s\do5(ΔH2))BΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH2一、應(yīng)用循環(huán)圖分析焓變關(guān)系1．(2022·重慶，13)“千畦細浪舞晴空”，氮肥保障了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的豐收。為探究(NH4)2SO4的離子鍵強弱，設(shè)計如圖所示的循環(huán)過程，可得ΔH4/(kJ·mol－1)為()A．＋533B．＋686C．＋838D．＋1143答案C解析①NH4Cl(s)=NHeq\o\al(＋,4)(g)＋Cl－(g)ΔH1＝＋698kJ·mol－1；②NH4Cl(s)=NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋Cl－(aq)ΔH2＝＋15kJ·mol－1；③Cl－(g)=Cl－(aq)ΔH3＝－378kJ·mol－1；④eq\f(1,2)(NH4)2SO4(s)=NHeq\o\al(＋,4)(g)＋eq\f(1,2)SOeq\o\al(2－,4)(g)ΔH4；⑤eq\f(1,2)(NH4)2SO4(s)=NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋eq\f(1,2)SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH5＝＋3kJ·mol－1；⑥eq\f(1,2)SOeq\o\al(2－,4)(g)=eq\f(1,2)SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH6＝－530kJ·mol－1；則⑤＋①－⑥－②＋③得④，ΔH4＝＋838kJ·mol－1,C正確。2．[2018·北京，27(1)]近年來，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲。過程如下：反應(yīng)Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)ΔH1＝＋551kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH3＝－297kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式：_________________________________________________。答案3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1解析由題圖可知，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為3SO2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(催化劑))2H2SO4＋S↓。根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Ⅱ＝－(反應(yīng)Ⅰ＋反應(yīng)Ⅲ)可得：3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1。二、消元法計算反應(yīng)熱3．[2023·山東，20(1)]一定條件下，水氣變換反應(yīng)CO＋H2OCO2＋H2的中間產(chǎn)物是HCOOH。為探究該反應(yīng)過程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反應(yīng)：Ⅰ.HCOOHCO＋H2O(快)Ⅱ.HCOOHCO2＋H2(慢)一定條件下，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的焓變分別為ΔH1、ΔH2，則該條件下水氣變換反應(yīng)的焓變ΔH＝__________(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)。答案ΔH2－ΔH1解析根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Ⅱ－反應(yīng)Ⅰ＝水氣變換反應(yīng)，故水氣變換反應(yīng)的焓變ΔH＝ΔH2－ΔH1。4．[2023·全國乙卷，28(2)改編]硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途，如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等。已知下列熱化學(xué)方程式：FeSO4·7H2O(s)=FeSO4(s)＋7H2O(g)ΔH1＝akJ·mol－1FeSO4·4H2O(s)=FeSO4(s)＋4H2O(g)ΔH2＝bkJ·mol－1FeSO4·H2O(s)=FeSO4(s)＋H2O(g)ΔH3＝ckJ·mol－1則FeSO4·7H2O(s)＋FeSO4·H2O(s)=2(FeSO4·4H2O)(s)的ΔH＝________kJ·mol－1。答案(a＋c－2b)5．[2023·湖南，16(1)]已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①C6H5C2H5(g)＋eq\f(21,2)O2(g)=8CO2(g)＋5H2O(g)ΔH1＝－4386.9kJ·mol－1②C6H5CH=CH2(g)＋10O2(g)=8CO2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝－4263.1kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH3＝－241.8kJ·mol－1計算反應(yīng)④C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝____________kJ·mol－1。答案＋118解析根據(jù)蓋斯定律，將①－②－③可得C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)＋H2(g)ΔH4＝－4386.9kJ·mol－1－(－4263.1kJ·mol－1)－(－241.8kJ·mol－1)＝＋118kJ·mol－1。消元法計算反應(yīng)熱的思維流程考點二反應(yīng)熱大小的比較比較反應(yīng)熱大小注意事項(1)在比較反應(yīng)熱(ΔH)的大小時，應(yīng)帶符號比較。(2)同一物質(zhì)，不同聚集狀態(tài)時具有的能量不同，相同量的某物質(zhì)的能量關(guān)系：E(物質(zhì)R，g)>E(物質(zhì)R，l)>E(物質(zhì)R，s)。(3)同一化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物的用量越多，|ΔH|越大。對于可逆反應(yīng)，因反應(yīng)不能進行完全，實際反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量要小于理論數(shù)值。(4)等量的可燃物完全燃燒所放出的熱量比不完全燃燒所放出的熱量多，則完全燃燒的ΔH較小。一、畫能量變化圖比較反應(yīng)熱大小(同一反應(yīng)，物質(zhì)聚集狀態(tài)不同時)1．已知：S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1<0S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2<0比較ΔH1與ΔH2的大小。答案ΔH1<ΔH2解析2．已知石墨比金剛石穩(wěn)定，C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－akJ·mol－1C(s，金剛石)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－bkJ·mol－1比較ΔH1與ΔH2的大小。答案ΔH2<ΔH1解析能量越低越穩(wěn)定，則燃燒過程中能量變化如圖：由圖示可知：b＞a，則ΔH2＜ΔH1。二、利用蓋斯定律計算比較反應(yīng)熱大小3．已知：①2Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH1②2Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)ΔH2比較ΔH1與ΔH2的大小，寫出分析過程。答案由反應(yīng)①－反應(yīng)②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋Al2O3(s)ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2。4．對于反應(yīng)a：C2H4(g)C2H2(g)＋H2(g)，反應(yīng)b：2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)，當(dāng)升高溫度時平衡都向右移動。①C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH1；②2C(s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH2；③2C(s)＋2H2(g)=C2H4(g)ΔH3。則①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小順序排列正確的是()A．ΔH1>ΔH2>ΔH3B．ΔH2>ΔH3>2ΔH1C．ΔH2>2ΔH1>ΔH3D．ΔH3>ΔH2>ΔH1答案B解析對于反應(yīng)a、b，升高溫度平衡都向右移動，故二者均為吸熱反應(yīng)，ΔHa>0、ΔHb>0。根據(jù)蓋斯定律知a＝②－③，ΔHa＝ΔH2－ΔH3>0，推知ΔH2>ΔH3；b＝③－2×①，故ΔHb＝ΔH3－2ΔH1>0，推知ΔH2>ΔH3>2ΔH1。課時精練1．下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是()A．已知Ni(CO)4(s)=Ni(s)＋4CO(g)ΔH＝QkJ·mol－1，則Ni(s)＋4CO(g)=Ni(CO)4(s)ΔH＝－QkJ·mol－1B．在一定溫度和壓強下，將0.5molN2和1.5molH2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放出熱量19.3kJ，則其熱化學(xué)方程式為eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)ΔH＝－19.3kJ·mol－1C．已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH1，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2，則ΔH1＞ΔH2D．已知C(s，石墨)=C(s，金剛石)ΔH＞0，則金剛石比石墨穩(wěn)定答案A解析合成氨的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能進行完全，B錯誤；H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)放熱，且氫氣燃燒的焓變ΔH＜0，所以ΔH1＜ΔH2，C錯誤；由C(s，石墨)=C(s，金剛石)ΔH＞0可知，1mol石墨的能量小于1mol金剛石的能量，則石墨比金剛石穩(wěn)定，D錯誤。2．(2023·太原模擬)分別向1L0.5mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①濃硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時的熱效應(yīng)分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列關(guān)系正確的是()A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1<ΔH2<ΔH3C．ΔH1＞ΔH2＝ΔH3 D．ΔH1＝ΔH2<ΔH3答案B解析混合時濃硫酸在被稀釋的過程中放熱；濃、稀硫酸在與Ba(OH)2溶液反應(yīng)時還會形成BaSO4沉淀，Ba2＋、SOeq\o\al(2－,4)之間形成化學(xué)鍵的過程中也會放出熱量。因放熱反應(yīng)的ΔH取負(fù)值，故ΔH1<ΔH2<ΔH3。3．(2023·北京市第一六六中學(xué)高三期中)以CO和H2為原料合成甲醇是工業(yè)上的成熟方法，直接以CO2為原料生產(chǎn)甲醇是目前的研究熱點。我國科學(xué)家用CO2人工合成淀粉時，第一步就需要將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇。已知：①CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1＝－90.5kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.1kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－483.6kJ·mol－1下列說法不正確的是()A．若溫度不變，反應(yīng)①中生成1molCH3OH(l)時，放出的熱量大于90.5kJB．CO2與H2合成甲醇的熱化學(xué)方程式為CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.4kJ·mol－1C．通過電解制H2和選用高效催化劑，可降低CO2與H2合成甲醇反應(yīng)的焓變D．以CO2和H2O為原料合成甲醇，同時生成O2，該反應(yīng)需要吸收能量答案C解析根據(jù)蓋斯定律，①－②得CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－49.4kJ·mol－1，故B正確；催化劑可降低CO2與H2合成甲醇反應(yīng)的活化能，但不改變反應(yīng)的焓變，故C錯誤；已知反應(yīng)④CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH4＝－49.4kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律④×2—③×3得2CO2(g)＋4H2O(g)=2CH3OH(g)＋3O2(g)ΔH＝2ΔH4－3ΔH3＝＋1352kJ·mol－1＞0，則該反應(yīng)需要吸收能量，故D正確。4．根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：(ⅰ)I2(？)＋H2(g)2HI(g)ΔH＝－9.48kJ·mol－1；(ⅱ)I2(？)＋H2(g)2HI(g)ΔH＝＋26.48kJ·mol－1。下列判斷正確的是()A．反應(yīng)(ⅰ)中的I2為固態(tài)，反應(yīng)(ⅱ)中的I2為氣態(tài)B．1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96kJC．反應(yīng)(ⅰ)的生成物比反應(yīng)(ⅱ)的生成物穩(wěn)定D．254gI2(g)中通入2gH2(g)，反應(yīng)放熱9.48kJ答案B解析反應(yīng)(ⅰ)放出能量，反應(yīng)(ⅱ)吸收能量，故(ⅰ)中I2的能量高，為氣態(tài)，(ⅱ)中I2為固說明1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96kJ，故B項正確；兩個反應(yīng)的生成物為相同狀態(tài)的同種物質(zhì)，其穩(wěn)定性相同，故C項錯誤；254gI2(g)和2gH2(g)的物質(zhì)的量均為1mol，因反應(yīng)(ⅰ)是可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率達不到100%，則反應(yīng)放熱小于9.48kJ，故D項錯誤。5．向Na2CO3溶液中滴加鹽酸，反應(yīng)過程中能量變化如圖所示，下列說法正確的是()A．反應(yīng)HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)為放熱反應(yīng)B．COeq\o\al(2－,3)(aq)＋2H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3C．ΔH1＞ΔH2；ΔH2＜ΔH3D．H2CO3(aq)=CO2(g)＋H2O(l)，若使用催化劑，則ΔH3變小答案B解析由圖像可知，反應(yīng)HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)為吸熱反應(yīng)，A錯誤；由圖像可知，能量差值越大，反應(yīng)熱的絕對值越大，ΔH1、ΔH2都為放熱反應(yīng)，則ΔH1＜ΔH2，C錯誤；加入催化劑，反應(yīng)熱不變，D錯誤。6．在一定溫度壓強下，依據(jù)圖示關(guān)系，下列說法不正確的是()A．C(s，石墨)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝ΔH1－ΔH2B．1molC(s，石墨)和1molC(s，金剛石)分別與足量O2反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為CO2(g)，前者放熱多C．ΔH5＝ΔH1－ΔH3D．化學(xué)反應(yīng)的ΔH只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)答案B解析由題干信息可知，反應(yīng)Ⅰ：C(s，石墨)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH1，反應(yīng)Ⅱ：CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2，則反應(yīng)Ⅰ－反應(yīng)Ⅱ得C(s，石墨)＋CO2(g)=2CO(g)，根據(jù)蓋斯定律可知ΔH＝ΔH1－ΔH2，A正確；由題干信息可知，C(s，石墨)=C(s，金剛石)ΔH5>0，即1molC(s，石墨)具有的總能量低于1molC(s，金剛石)，則1molC(s，石墨)和1molC(s，金剛石)分別與足量O2反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為CO2(g)，后者放熱多，B錯誤；由題干信息可知，反應(yīng)Ⅰ：C(s，石墨)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH1，反應(yīng)Ⅲ：C(s，金剛石)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH3，則反應(yīng)Ⅰ－反應(yīng)Ⅲ得C(s，石墨)=C(s，金剛石)，根據(jù)蓋斯定律可知，ΔH5＝ΔH1－ΔH3，C正確。7．在25℃、101kPa時，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃燒熱分別為393.5kJ·mol－1、285.8kJ·mol－1、870.3kJ·mol－1，則2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為()A．－488.3kJ·mol－1 B．＋488.3kJ·mol－1C．－191kJ·mol－1 D．＋191kJ·mol－1答案A解析由題知表示各物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式分別為①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1；②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1；③CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－870.3kJ·mol－1。則2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)可由反應(yīng)①×2＋②×2－③得出，則反應(yīng)熱為(－393.5kJ·mol－1)×2＋(－285.8kJ·mol－1)×2－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。8．黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學(xué)方程式為S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)ΔH＝xkJ·mol－1已知：①碳的燃燒熱ΔH1＝akJ·mol－1②S(s)＋2K(s)=K2S(s)ΔH2＝bkJ·mol－1③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3＝ckJ·mol－1，則x為()A．3a＋b－c B．c－3a－bC．a(chǎn)＋b－c D．c－a－b答案A解析由碳的燃燒熱ΔH1＝akJ·mol－1，得反應(yīng)①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝akJ·mol－1，目標(biāo)反應(yīng)可由反應(yīng)①×3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。9．室溫下，將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為ΔH1，將1mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為ΔH2；CuSO4·5H2O(s)受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應(yīng)為ΔH3。下列判斷正確的是()A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3答案B解析根據(jù)題干信息，構(gòu)建多步反應(yīng)中總反應(yīng)與分步反應(yīng)的關(guān)系，快速得出反應(yīng)方程式和反應(yīng)熱之間的關(guān)系ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，ΔH1>0，ΔH3>0，ΔH2<0。10．已知：①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1②3H2(g)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋3H2O(g)ΔH2③2Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)ΔH3④2Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH4⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔH5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()A．ΔH1<0，ΔH3>0B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5答案B解析大多數(shù)化合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)為負(fù)值，故A錯誤；鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故ΔH5<0，而由④－③可得：2Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，可得ΔH4<ΔH3、ΔH3＝ΔH4－ΔH5，故B正確、D錯誤；將(②＋③)×eq\f(2,3)可得：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1＝eq\f(2,3)(ΔH2＋ΔH3)，故C錯誤。11．鎂和氯氣反應(yīng)生成氯化鎂的能量關(guān)系圖如圖所示。已知：氣態(tài)的鹵素原子得電子生成氣態(tài)的鹵素離子是放熱過程。下列說法正確的是()A．ΔH6＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5B．Ca(g)－2e－=Ca2＋(g)ΔH7，則ΔH7>ΔH3C．I(g)＋e－=I－(g)ΔH8，則ΔH8>ΔH4D．MgCl2(s)=Mg2＋(aq)＋2Cl－(aq)ΔH9，則ΔH9>ΔH5答案C解析根據(jù)蓋斯定律可知，ΔH6＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4－ΔH5，故A錯誤；原子失去電子變?yōu)殡x子是吸熱過程，Ca和Mg屬于同主族元素，Ca的金屬性強于Mg，Ca→Ca2＋吸收的熱量小于Mg→Mg2＋吸收的熱量，即ΔH7<ΔH3，故B錯誤；氣態(tài)鹵素原子得電子生成氣態(tài)鹵素離子是放熱過程，Cl非金屬性強于I，即Cl→Cl－放出的熱量比I→I－放出的熱量多，即ΔH8>ΔH4，故C正確；MgCl2(s)=Mg2＋(g)＋2Cl－(g)屬于吸熱過程，即ΔH5>0，Mg2＋(g)、2Cl－(g)轉(zhuǎn)化成Mg2＋(aq)、2Cl－(aq)要放出熱量，發(fā)生MgCl2(s)=Mg2＋(aq)＋2Cl－(aq)吸收熱量比MgCl2(s)=Mg2＋(g)＋2Cl－(g)少，即ΔH9<ΔH5，故D錯誤。12．(2021·浙江6月選考，21)相同溫度和壓強下，關(guān)于反應(yīng)的ΔH，下列判斷正確的是()(g)＋H2(g)→(g)ΔH1(g)＋2H2(g)→(g)ΔH2(g)＋3H2(g)→(g)ΔH3(g)＋H2(g)→(g)ΔH4A．ΔH1>0，ΔH2>0B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4答案C解析環(huán)己烯、1,3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，因此，ΔH1＜0，ΔH2＜0，A不正確；苯分子中沒有碳碳雙鍵，其中的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的特殊的共價鍵，因此，其與氫氣完全加成的反應(yīng)熱不等于環(huán)己烯、1,3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應(yīng)的反應(yīng)熱之和，即ΔH3≠ΔH1＋ΔH2，B不正確；由于1mol1,3-環(huán)己二烯與氫氣完全加成后消耗的氫氣是等量環(huán)己烯的2倍，故其放出的熱量更多，則ΔH1>ΔH2；苯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成1,3-環(huán)己二烯的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)(ΔH4>0)，根據(jù)蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應(yīng)熱：ΔH3＝ΔH4＋ΔH2，因此ΔH3>ΔH2，ΔH2＝ΔH3－ΔH4，C正確、D不正確。13．(1)[2023·全國甲卷，28(1)節(jié)選]已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①3O2(g)=2O3(g)ΔH1＝＋285kJ·mol－1②2CH4(g)＋O2(g)=2CH3OH(l)ΔH2＝－329kJ·mol－1反應(yīng)③CH4(g)＋O3(g)=CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝________kJ·mol－1。(2)[2023·浙江6月選考，19(1)]水煤氣變換反應(yīng)是工業(yè)上的重要反應(yīng)，可用于制氫。水煤氣變換反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1該反應(yīng)分兩步完成：3Fe2O3(s)＋CO(g)2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH1＝－47.2kJ·mol－12Fe3O4(s)＋H2O(g)3Fe2O3(s)＋H2(g)ΔH2則ΔH2＝__________kJ·mol－1。答案(1)－307(2)＋6解析(1)根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)③＝eq\f(1,2)(反應(yīng)②－①)，所以ΔH3＝eq\f(1,2)(ΔH2－ΔH1)＝eq\f(1,2)(－329kJ·mol－1－285kJ·mol－1)＝－307kJ·mol－1。(2)設(shè)方程式①3Fe2O3(s)＋CO(g)2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH1＝－47.2kJ·mol－1②2Fe3O4(s)＋H2O(g)3Fe2O3(s)＋H2(g)ΔH2③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1根據(jù)蓋斯定律可知，②＝③－①，則ΔH2＝ΔH－ΔH1＝(－41.2kJ·mol－1)－(－47.2kJ·mol－1)＝＋6kJ·mol－1。14．(1)[2022·廣東，19(1)②]Cr2O3催化丙烷脫氫過程中，部分反應(yīng)歷程如圖，X(g)→Y(g)過程的焓變?yōu)開_____________________________________________(列式表示)。(2)[2022·湖北，19(1)]已知：①CaO(s)＋H2O(l)Ca(OH)2(s)ΔH1＝－65.17kJ·mol－1②Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)ΔH2＝－16.73kJ·mol－1③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)[Al(OH)4]－(aq)＋eq\f(3,2)H2(g)ΔH3＝－415.0kJ·mol－1則CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)=Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝__________kJ·mol－1。答案(1)E1－E2＋ΔH＋E3－E4(2)－911.9解析(1)設(shè)反應(yīng)過程中第一步的產(chǎn)物為M，第二步的產(chǎn)物為N，則X→M的ΔH1＝E1－E2，M→N的ΔH2＝ΔH，N→Y的ΔH3＝E3－E4，根據(jù)蓋斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓變?yōu)棣1＋ΔH2＋ΔH3＝E1－E2＋ΔH＋E3－E4。(2)根據(jù)蓋斯定律，①＋②＋2×③可得反應(yīng)CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)=Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)，則ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＝(－65.17kJ·mol－1)＋(－16.73kJ·mol－1)＋2×(－415.0kJ·mol－1)＝－911.9kJ·mol－1。15．(1)[2022·福建，13(1)]異丙醇(C3H8O)可由生物質(zhì)轉(zhuǎn)化得到，催化異丙醇脫水制取高值化學(xué)品丙烯(C3H6)的工業(yè)化技術(shù)已引起人們的關(guān)注。其主要反應(yīng)如下：Ⅰ.C3H8O(g)C3H6(g)＋H2O(g)ΔH1＝＋52kJ·mol－1Ⅱ.2C3H6(g)C6H12(g)ΔH2＝－97kJ·mol－1已知2C3H8O(g)＋9O2(g)=6CO2(g)＋8H2O(g)ΔH＝－3750kJ·mol－1，則C3H6(g)燃燒生成CO2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________________________________。(2)[2022·天津，16(1)]科研人員把鐵的配合物Fe3＋L(L為配體)溶于弱堿性的海水中，制成吸收液，將氣體H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，改進了濕法脫硫工藝。該工藝包含兩個階段：①H2S的吸收氧化；②Fe3＋L的再生。反應(yīng)原理如下：①H2S(g)＋2Fe3＋L(aq)＋2OH－(aq)=S(s)＋2Fe2＋L(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)②4Fe2＋L(aq)＋O2(g)＋2H2O(l)=4Fe3＋L(aq)＋4OH－(aq)ΔH＝－bkJ·mol－1(b>0)該工藝的總反應(yīng)方程式為______________。1molH2S(g)發(fā)生該反應(yīng)的熱量變化為__________，F(xiàn)e3＋L在總反應(yīng)中的作用是_____________________________________。答案(1)2C3H6(g)＋9O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－3854kJ·mol－1(2)2H2S＋O2eq\o(=,\s\up7(Fe3＋L))2H2O＋2S↓[或2H2S(g)＋O2(g)eq\o(=,\s\up7(Fe3＋Laq))2H2O(l)＋2S(s)]放出(a＋eq\f(b,2))kJ熱量作催化劑(或降低反應(yīng)活化能)解析(1)設(shè)Ⅲ.2C3H8O(g)＋9O2(g)=6CO2(g)＋8H2O(g)ΔH＝－3750kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律Ⅲ－2×Ⅰ得2C3H6(g)＋9O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－3854kJ·mol－1。第40講原電池常見化學(xué)電源[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.理解原電池的工作原理。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。3.能夠書寫常見化學(xué)電源的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式?？键c一原電池的工作原理1．概念原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2．構(gòu)成條件3．構(gòu)建原電池模型(以鋅銅原電池為例)鹽橋的組成和作用(1)鹽橋中裝有含KCl飽和溶液的瓊脂，離子可在其中自由移動。(2)鹽橋的作用：a.連接內(nèi)電路，形成閉合回路；b．平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。(3)鹽橋中離子移向：陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極。1．鹽橋是所有原電池構(gòu)成的必要條件()2．原電池內(nèi)部電解質(zhì)中的陰離子一定移向負(fù)極，陽離子一定移向正極()3．構(gòu)成原電池兩極的電極材料一定是活潑性不同的金屬()4．原電池中負(fù)極失去電子的總數(shù)一定等于正極得到電子的總數(shù)()5．使用鹽橋可以提高電池的效率()6．圖1能驗證鋅與硫酸銅反應(yīng)過程中有電子轉(zhuǎn)移()7．圖2能實現(xiàn)Cu＋H2SO4=CuSO4＋H2↑()答案1.×2.√3.×4.√5.√6.√7.×一、原電池的構(gòu)成及工作原理1．構(gòu)成原電池的條件有很多，當(dāng)電解質(zhì)中某離子的濃度越大時其氧化性或還原性越強。某化學(xué)實驗小組用如圖所示的裝置實驗，發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(1)電極A作____極，電極反應(yīng)式為_________________________________________。(2)電極B作____極，電極反應(yīng)式為________________________________________。(3)硝酸根離子移向_______(填“A”或“B”)極。(4)由此得出的結(jié)論是，原電池反應(yīng)發(fā)生的條件不僅與電極材料和電解質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，還與電解質(zhì)的______有關(guān)。答案(1)負(fù)Ag－e－=Ag＋(2)正Ag＋＋e－=Ag(3)A(4)濃度2．控制合適的條件，可使反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向不同的方向進行，改變電極反應(yīng)。(1)反應(yīng)開始時，乙中石墨電極的名稱：________，反應(yīng)類型：________；甲池中發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為________________。(2)一段時間后，電流表讀數(shù)為零后，在甲中加入FeCl2固體，則乙中的石墨作________(填“正”或“負(fù)”)極，該電極的電極反應(yīng)式為________________。答案(1)負(fù)極氧化反應(yīng)還原Fe3＋＋e－=Fe2＋(2)正I2＋2e－=2I－二、原電池原理的應(yīng)用3．根據(jù)下圖，可判斷出下列離子方程式中錯誤的是()A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)=2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)=Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)=2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)=2Ag(s)＋Co2＋(aq)答案A解析由第一個原電池裝置中正、負(fù)極的標(biāo)注可知，該裝置在反應(yīng)過程中Cd失去電子作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，則Co電極在反應(yīng)過程中就要發(fā)生還原反應(yīng)，由上可知，Cd的金屬性強于Co；由第二個原電池裝置中正、負(fù)極的標(biāo)注可知，Co在反應(yīng)過程中失去電子，則Ag電極就要在反應(yīng)過程中得電子，說明Co的金屬性強于Ag；綜上可知三者的金屬性強弱順序為Cd>Co>Ag。再根據(jù)在氧化還原反應(yīng)中，由活潑性強的金屬能將活潑性較弱的金屬從其鹽溶液中置換出來的規(guī)律可知，A項是錯誤的。4．根據(jù)反應(yīng)2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2設(shè)計原電池，在方框中畫出裝置圖，指出電極材料和電解質(zhì)溶液，寫出電極反應(yīng)式：①不含鹽橋②含鹽橋負(fù)極：________________正極：________________答案①不含鹽橋②含鹽橋負(fù)極：Cu－2e－=Cu2＋正極：Fe3＋＋e－=Fe2＋原電池原理的四大應(yīng)用(1)比較金屬的活動性，在原電池中，一般較活潑的金屬作負(fù)極(注意電解質(zhì)溶液對電極反應(yīng)的影響)。(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率，創(chuàng)造多個微電池反應(yīng)環(huán)境，可加快反應(yīng)(腐蝕)速率。(3)應(yīng)用于金屬防護。(4)設(shè)計原電池。①首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)。②根據(jù)原電池反應(yīng)的特點，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液?？键c二常見化學(xué)電源1．一次電池負(fù)極反應(yīng)式：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2；正極反應(yīng)式：MnO2＋H2O＋e－=MnO(OH)＋OH－；總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2負(fù)極反應(yīng)式：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；正極反應(yīng)式：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－；總反應(yīng)：Zn＋Ag2O=ZnO＋2Ag2.二次電池鉛酸蓄電池是最常見的二次電池，總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2PbSO4＋2H2O。(1)放電時：負(fù)極反應(yīng)式：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4；正極反應(yīng)式：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O。放電時，當(dāng)外電路上有2mole－通過時，溶液中消耗H2SO42mol。(2)充電時：陰極反應(yīng)式：PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)；陽極反應(yīng)式：PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)。充電一段時間電解質(zhì)溶液的pH減小(填“增大”“減小”或“不變”)。提醒充電時電極的連接，負(fù)接負(fù)作陰極，正接正作陽極。3．燃料電池(1)氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，常見的燃料除H2外，還有CO、水煤氣(CO和H2)、烴類(如CH4)、醇類(如CH3OH)、醚類(如CH3OCH3)、氨(NH3)、肼(H2N—NH2)等。如無特別提示，燃料電池反應(yīng)原理類似于燃料的燃燒。(2)燃料電池的電解質(zhì)常有四種類型：酸性條件、堿性條件、固體電解質(zhì)(可傳導(dǎo)O2－)、熔融碳酸鹽，不同電解質(zhì)會對總反應(yīng)式、電極反應(yīng)式有影響。(3)以甲醇為燃料，寫出下列介質(zhì)中的電極反應(yīng)式。①酸性溶液(或含質(zhì)子交換膜)正極：O2＋4e－＋4H＋=2H2O，負(fù)極：CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋。②堿性溶液正極：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，負(fù)極：CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。③固體氧化物(其中O2－可以在固體介質(zhì)中自由移動)正極：O2＋4e－=2O2－，負(fù)極：CH3OH－6e－＋3O2－=CO2＋2H2O。④熔融碳酸鹽(COeq\o\al(2－,3))正極(通入CO2)：O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)，負(fù)極：CH3OH－6e－＋3COeq\o\al(2－,3)=4CO2＋2H2O。1．干電池根據(jù)電池內(nèi)的電解質(zhì)分為酸性電池和堿性電池()2．手機、電腦中使用的鋰離子電池屬于一次電池()3．鎳鎘電池不能隨意丟棄的主要原因是鎳、鎘的資源有限，價格昂貴()4．鉛酸蓄電池放電時，正極與負(fù)極質(zhì)量均增加()5．二次電池充電時，陰極連接電源的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)()6．鉛酸蓄電池放電時的負(fù)極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應(yīng)()7．燃料電池工作時燃料在電池中燃燒，然后熱能轉(zhuǎn)化為電能()8．在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負(fù)極本身一定發(fā)生氧化反應(yīng)()答案1.√2.×3.×4.√5.√6.×7．×8.×一、多樣化的燃料電池1．燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4、C2H6等)與氧氣(或空氣)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，若電解質(zhì)溶液是強堿溶液，下列關(guān)于乙烷(C2H6)燃料電池的說法正確的是()A．通入5.6LO2完全反應(yīng)后，有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移B．負(fù)極反應(yīng)式：C2H6＋18OH－＋14e－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2OC．該電池工作時，正極附近溶液的堿性增強D．燃料電池的優(yōu)點之一是燃料反應(yīng)時化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能答案C解析氣體所處的狀態(tài)未知，不能計算5.6LO2的物質(zhì)的量，故A錯誤；乙烷燃料電池中，負(fù)極上乙烷失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液呈堿性，則其電極反應(yīng)式為C2H6＋18OH－－14e－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2O，故B錯誤；該電池工作時，正極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，生成OH－，正極附近溶液的堿性增強，故C正確；燃料的化學(xué)能不能全部轉(zhuǎn)化為電能，還轉(zhuǎn)化為熱能等其他形式的能量，故D錯誤。2.如圖所示是一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料，氧氣為氧化劑，某固體氧化物為電解質(zhì)的新型燃料電池。該固體氧化物電解質(zhì)的工作溫度在700～900℃時，O2－可在該固體氧化物電解質(zhì)中自由移動，反應(yīng)產(chǎn)物均為無毒無害的物質(zhì)。下列說法正確的是()A．電池內(nèi)的O2－由電極乙移向電極甲B．電池總反應(yīng)為N2H4＋2O2=2NO＋2H2OC．當(dāng)電極甲上有1molN2H4消耗時，電極乙上有22.4LO2參與反應(yīng)D．電池外電路的電子由電極乙移向電極甲答案A解析該裝置中電極甲為負(fù)極，電極乙為正極，所以O(shè)2－由電極乙移向電極甲，A項正確；電池的總反應(yīng)為N2H4＋O2=N2＋2H2O，B項錯誤；當(dāng)電極甲上消耗1molN2H4時，電極乙上就有1molO2參與反應(yīng)，但題目沒有指明是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀況，C項錯誤；在外電路中，電子由負(fù)極(電極甲)移向正極(電極乙)，D項錯誤。二、電極反應(yīng)式的書寫3．有如圖所示的四個裝置，回答相關(guān)問題：(1)圖①中，Mg作________極。(2)圖②中，Mg作__________極，寫出負(fù)極反應(yīng)式：________________，正極反應(yīng)式：______________，總反應(yīng)的離子方程式：___________________________________________________________________________________________________________。(3)圖③中，F(xiàn)e作__________極，寫出負(fù)極反應(yīng)式：__________________________，正極反應(yīng)式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________，總反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________________________。(4)圖④裝置能否構(gòu)成原電池？______(填“能”或“否”)，若能構(gòu)成原電池，正極為__________，電極反應(yīng)式為_______________________________________________(若不能構(gòu)成原電池，后兩問不用回答)。答案(1)負(fù)(2)正Al＋4OH－－3e－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(3)正Cu－2e－=Cu2＋NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋e－=NO2↑＋H2OCu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(4)能CuO2＋4e－＋2H2O=4OH－4．根據(jù)電池反應(yīng)書寫電極反應(yīng)式。(1)堿性鐵電池的電池反應(yīng)為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O=3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。負(fù)極反應(yīng)式：___________________________________________________________，正極反應(yīng)式：___________________________________________________________。(2)一種鋰電池的反應(yīng)為CoO2＋LiC6=LiCoO2＋C6，Li原子嵌入電池負(fù)極材料碳(C6)中。負(fù)極反應(yīng)式：___________________________________________________________，正極反應(yīng)式：___________________________________________________________。(3)Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式：2AgCl＋Mg=Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。負(fù)極反應(yīng)式：___________________________________________________________，正極反應(yīng)式：___________________________________________________________。答案(1)Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3＋5OH－(2)LiC6－e－=Li＋＋C6CoO2＋Li＋＋e－=LiCoO2(3)Mg－2e－=Mg2＋AgCl＋e－=Ag＋Cl－(1)電極反應(yīng)式書寫的一般方法(2)已知總反應(yīng)式的復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫方法①首先寫出較簡單的電極反應(yīng)式。②復(fù)雜電極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－簡單電極反應(yīng)式。③注意電子守恒。1.(2023·海南，8)利用金屬Al、海水及其中的溶解氧可組成電池，如圖所示。下列說法正確的是()A．b電極為電池正極B．電池工作時，海水中的Na＋向a電極移動C．電池工作時，緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強堿性D．每消耗1kgAl，電池最多向外提供37mol電子的電量答案A解析電池工作時，陽離子向正極移動，故海水中的Na＋向b電極移動，B錯誤；電池工作時，a電極反應(yīng)為鋁失去電子生成鋁離子：Al－3e－=Al3＋，鋁離子水解使緊鄰a電極區(qū)域的海水呈酸性，C錯誤；每消耗1kgAl(為eq\f(1000,27)mol)，電池最多向外提供eq\f(1000,27)mol×3＝eq\f(1000,9)mol電子的電量，D錯誤。2.(2023·廣東，6)負(fù)載有Pt和Ag的活性炭，可選擇性去除Cl－實現(xiàn)廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說法正確的是()A．Ag作原電池正極B．電子由Ag經(jīng)活性炭流向PtC．Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2，最多去除1molCl－答案B解析由題圖分析可知，Cl－在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負(fù)極，A錯誤；電子由負(fù)極Ag經(jīng)活性炭流向正極Pt，B正確；溶液為酸性，故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，C錯誤；每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2，轉(zhuǎn)移2mol電子，最多去除2molCl－，D錯誤。3．(2021·重慶，12)CO2電化學(xué)傳感器是將環(huán)境中CO2濃度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置，工作原理如圖所示，其中YSZ是固體電解質(zhì)，當(dāng)傳感器在一定溫度下工作時，在熔融Li2CO3和YSZ之間的界面X會生成固體Li2O。下列說法錯誤的是()A．COeq\o\al(2－,3)遷移方向為界面X→電極bB．電極a上消耗的O2和電極b上產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為1∶1C．電極b為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2COeq\o\al(2－,3)－4e－=O2↑＋2CO2↑D．電池總反應(yīng)為Li2CO3=Li2O＋CO2↑答案B解析根據(jù)圖示可知，電極a上O2得到電子變?yōu)镺2－，則a為正極；在電極b上熔融Li2CO3失去電子變?yōu)镃O2、O2，則b為負(fù)極。COeq\o\al(2－,3)會向負(fù)極區(qū)移動，A正確；依據(jù)電子守恒，可知電極a上消耗的O2和電極b上產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為1∶2，B錯誤；電極b為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2COeq\o\al(2－,3)－4e－=O2↑＋2CO2↑，C正確；正極上發(fā)生反應(yīng)：O2＋4e－=2O2－，將上述兩電極反應(yīng)式相加可得總反應(yīng)方程式，D正確。4．(2023·遼寧，11)某低成本儲能電池原理如圖所示。下列說法正確的是()A．放電時負(fù)極質(zhì)量減小B．儲能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C．放電時右側(cè)H＋通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D．充電總反應(yīng)：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe3＋=PbSO4＋2Fe2＋答案B解析放電時，負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負(fù)極上，負(fù)極質(zhì)量增大，A錯誤；儲能過程中，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；放電時，右側(cè)為正極，電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動，左側(cè)的H＋通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，C錯誤；充電時，總反應(yīng)為PbSO4＋2Fe2＋=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe3＋，D錯誤。課時精練1．下列與甲、乙兩套裝置有關(guān)的說法正確的是()A．甲、乙裝置中，鋅棒均作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．甲中鋅棒直接與稀H2SO4接觸，故甲生成氣泡的速率更快C．甲、乙裝置的電解質(zhì)溶液中，陽離子均向碳棒定向遷移D．乙中鹽橋設(shè)計的優(yōu)點是迅速平衡電荷，提高電池效率答案D解析甲不是原電池，故A錯誤；甲中鋅棒直接與稀H2SO4接觸，發(fā)生化學(xué)腐蝕，乙中構(gòu)成了原電池，負(fù)極失去電子速率加快，因此正極放出氫氣的速率增大，故B錯誤。2．鋅銅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，下列有關(guān)敘述正確的是()A．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池工作一段時間后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))減小C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D．陰、陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動，保持溶液中電荷平衡答案C解析A項，銅電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，錯誤；B項，由于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))不變，錯誤；C項，在乙池中Cu2＋＋2e－=Cu，同時甲池中的Zn2＋通過陽離子交換膜進入乙池中，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的總質(zhì)量增加，正確。3．(2023·西安模擬)我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板、鉑網(wǎng)作電極，海水為電解質(zhì)溶液?？諝庵械难鯕馀c鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流，放電時()A．鋁電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．陽離子移向負(fù)極C．氧氣在正極上得電子D．電流由鋁板經(jīng)外電路流向鉑網(wǎng)答案C解析由題意可知，鋁為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項錯誤；原電池工作時，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，B項錯誤；氧氣在正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，C項正確；原電池中，電流由正極流向負(fù)極，即由鉑網(wǎng)經(jīng)外電路流向鋁板，D項錯誤。4．鉛酸蓄電池是汽車常用的蓄電池，其構(gòu)造如圖所示。下列說法不正確的是()A．電池放電時，負(fù)極質(zhì)量減輕B．電池放電時，c(H＋)減小C．電池充電時總反應(yīng)為2PbSO4＋2H2O=Pb＋PbO2＋2H2SO4D．鉛酸蓄電池的缺點是笨重、比能量低答案A解析放電時，負(fù)極Pb失去電子轉(zhuǎn)化為PbSO4，負(fù)極質(zhì)量增加，A項錯誤；放電過程中消耗H2SO4，溶液中c(H＋)減小，B項正確。5．根據(jù)光合作用原理，設(shè)計如圖原電池裝置。下列說法正確的是()A．a(chǎn)電極為原電池的正極B．外電路電流方向是a→bC．b電極的電極反應(yīng)式為O2＋2e－＋2H＋=H2O2D．a(chǎn)電極上每生成1molO2，通過質(zhì)子交換膜的H＋為2mol答案C解析根據(jù)圖示可知，a極上H2O轉(zhuǎn)化為H＋和O2，發(fā)生氧化反應(yīng)，則a電極為原電池的負(fù)極，A項錯誤；a電極為負(fù)極，b電極為正極，外電路電流方向應(yīng)從正極到負(fù)極，即b→a，B項錯誤；a電極上每生成1molO2，轉(zhuǎn)移4mol電子，則通過質(zhì)子交換膜的H＋為4mol，D項錯誤。6．(2022·湖南，8)海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如圖。下列說法錯誤的是()A．海水起電解質(zhì)溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該鋰-海水電池屬于一次電池答案B解析鋰-海水電池的總反應(yīng)為4Li＋2H2O＋O2=4LiOH，M極上Li失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則M極為負(fù)極，電極反應(yīng)為Li－e－=Li＋，N極為正極，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故B錯誤；海水中含有豐富的電解質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質(zhì)溶液，故A正確；Li為活潑金屬，易與水反應(yīng)，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應(yīng)，并傳導(dǎo)離子，故C正確；該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確。7．(2021·山東，10)以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2清潔燃料電池，下列說法正確的是()A．放電過程中，K＋均向負(fù)極移動B．放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2-O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時，理論上N2H4-O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L答案C解析放電過程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動，A錯誤；堿性環(huán)境下，N2H4-O2清潔燃料電池總反應(yīng)為N2H4＋O2=N2＋2H2O，未消耗KOH，所以KOH的物質(zhì)的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應(yīng)可知，KOH的物質(zhì)的量均減小，B錯誤；理論放電量與燃料的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關(guān)，設(shè)消耗燃料的質(zhì)量均為mg，則甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2的放電量分別是eq\f(mg,32g·mol－1)×6、eq\f(mg,32g·mol－1)×4、eq\f(mg,60g·mol－1)×16，通過比較可知(CH3)2NNH2理論放電量最大，C正確；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應(yīng)式可知，消耗1molO2生成氮氣的物質(zhì)的量為1mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為22.4L，D錯誤。8．蓄電池在放電時起原電池的作用，在充電時起電解池的作用。以下是愛迪生電池分別在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)：Fe＋NiO2＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Fe(OH)2＋Ni(OH)2下列有關(guān)愛迪生電池的推斷不正確的是()A．放電時，F(xiàn)e是負(fù)極，NiO2是正極B．蓄電池的電極可以浸入某種酸性電解質(zhì)溶液中C．充電時，陰極的電極反應(yīng)式為Fe(OH)2＋2e－=Fe＋2OH－D．放電時，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負(fù)極方向移動答案B解析放電時，F(xiàn)e是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，NiO2是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；放電時Fe作負(fù)極，F(xiàn)e與酸反應(yīng)不能生成Fe(OH)2，故電極不能浸入酸性電解質(zhì)溶液中，B錯誤；充電時陰極的電極反應(yīng)與放電時負(fù)極的電極反應(yīng)互為逆反應(yīng)，所以充電時陰極的電極反應(yīng)式為Fe(OH)2＋2e－=Fe＋2OH－，C正確；蓄電池放電時為原電池，原電池電解質(zhì)溶液中的陰離子向負(fù)極移動，D正確。9．某科研機構(gòu)研發(fā)的NO-空氣燃料電池的工作原理如圖所示，下列敘述正確的是()A．a(chǎn)電極為電池負(fù)極B．電池工作時H＋透過質(zhì)子交換膜從右向左移動C．b電極的電極反應(yīng)：NO－3e－＋2H2O=4H＋＋NOeq\o\al(－,3)D．當(dāng)外電路中通過0.2mol電子時，a電極處消耗O21.12L答案C解析NO-空氣燃料電池中氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，故a為正極、b為負(fù)極，A錯誤；原電池中氫離子向正極移動，故電池工作時H＋透過質(zhì)子交換膜從左向右移動，B錯誤；b電極上NO失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硝酸，C正確；沒有標(biāo)明所處狀況，不能計算氧氣的體積，D錯誤。10．用如圖所示裝置探究某濃度的濃硝酸與鐵的反應(yīng)。裝置①中Fe表面產(chǎn)生了紅棕色氣泡，一段