【課件】高考化學二輪復習專題六化學反應與能量課件

專題六化學反應與能量考情分析備考定向備考要點說明1.了解化學反應中能量轉化的原因及常見的能量轉化形式。了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎。了解化學在解決能源危機中的重要作用。2.了解化學能與熱能的相互轉化;了解吸熱反應、放熱反應等概念;了解焓變(ΔH)與反應熱的含義。3.了解熱化學方程式的含義,能正確書寫熱化學方程式。理解蓋斯定律,并能運用蓋斯定律進行有關反應焓變的計算。4.理解原電池和電解池的構成、工作原理及應用,能書寫電極反應和總反應方程式。了解常見化學電源的種類及其工作原理。5.了解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。核心價值引領能源對于國家可持續(xù)發(fā)展和戰(zhàn)略安全至關重要,能源工業(yè)在很大程度上依賴于化學過程,能源消費的90%以上依靠化學技術?？刂频推肺蝗剂先紵幕瘜W反應,發(fā)展新的能源高效轉化技術和潔凈能源,不但涉及能源使用效率,更與全球環(huán)境氣候變化相關聯(lián)。如何使我們既能保護環(huán)境又能使能源的成本更合理是化學科學面臨的重大課題,讓我們從學習化學反應與能量的關系、掌握原電池與電解池的發(fā)展和應用開始吧。高頻考點能力突破考點一化學能與熱能【真題示例】

1.(2020天津化學)理論研究表明,在101kPa和298K下,HCN(g)HNC(g)異構化反應過程的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.HCN比HNC穩(wěn)定B.該異構化反應的ΔH=+59.3kJ·mol-1C.正反應的活化能大于逆反應的活化能D.使用催化劑,可以改變反應的反應熱答案

D

解析

根據(jù)圖示,HCN的相對能量低于HNC的相對能量,故HCN較穩(wěn)定,A項正確;HCN(g)HNC(g)為吸熱反應,ΔH=+59.3

kJ·mol-1,B項正確;根據(jù)圖示可知,正反應的活化能明顯大于逆反應的活化能,C項正確;使用催化劑,可以改變反應的活化能,但不能改變反應熱,D項錯誤。2.(2020浙江7月選考)關于下列ΔH的判斷正確的是(

)A.ΔH1<0

ΔH2<0 B.ΔH1<ΔH2C.ΔH3<0

ΔH4>0 D.ΔH3>ΔH4答案

B

解析

與H+的反應為放熱反應,ΔH1<0,與H2O(l)的反應為水解反應,反應吸熱,ΔH2>0,則ΔH1<ΔH2,A項錯誤,B項正確;OH-(aq)與H+(aq)的反應會放出熱量,ΔH3<0,CH3COOH是弱酸,與OH-(aq)發(fā)生中和反應,也是放熱反應,ΔH4<0,但是ΔH3<ΔH4,C、D項錯誤。3.(2020江蘇化學)反應SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)可用于純硅的制備。下列有關該反應的說法正確的是(

)A.該反應ΔH>0、ΔS<0B.該反應的平衡常數(shù)C.高溫下反應每生成1molSi需消耗2×22.4LH2D.用E表示鍵能,該反應ΔH=4E(Si—Cl)+2E(H—H)-4E(H—Cl)答案

B

解析

A項,該反應是氣體分子數(shù)增大的反應,ΔS>0,錯誤;C項,高溫下氣體的摩爾體積不一定為22.4

L·mol-1,錯誤;D項,硅為原子晶體,1

mol晶體硅中含有2

mol

Si—Si鍵,則ΔH=4E(Si—Cl)+2E(H—H)-2E(Si—Si鍵)-4E(H—Cl),錯誤。4.(2019海南化學)根據(jù)圖中的能量關系,可求得C—H鍵的鍵能為(

)A.414kJ·mol-1

B.377kJ·mol-1C.235kJ·mol-1

D.197kJ·mol-1答案

A

解析

根據(jù)圖示可知1

mol

CH4分解變?yōu)?

mol

C(g)原子和4

mol

H(g)原子共吸收的能量是(75+717+864)

kJ=1

656

kJ,則C—H鍵的鍵能為1

656

kJ÷4

mol=414

kJ·mol-1,故A正確。5.(2019浙江4月選考)MgCO3和CaCO3的能量關系如圖所示(M=Ca、Mg):已知:離子電荷相同時,半徑越小,離子鍵越強。下列說法不正確的是(

)A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)D.對于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3答案

C

解析

A項,鎂離子的半徑小于鈣離子的,因此碳酸鎂中離子鍵強,斷開離子鍵需要吸收更多的能量,即ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,所以正確,不符合題意;B項,ΔH2表示的是碳酸根離子生成氧離子和二氧化碳所吸收的能量,與鎂離子和鈣離子無關,因此ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,所以正確,不符合題意;C項,由題給圖示可知,ΔH1+ΔH2=ΔH+ΔH3,由此可得ΔH1(CaCO3)+ΔH2(CaCO3)=ΔH(CaCO3)+ΔH3(CaO),ΔH1(MgCO3)+ΔH2(MgCO3)=ΔH(MgCO3)+ΔH3(MgO),將以上兩式左左相減,右右相減,又因為ΔH2(CaCO3)=ΔH2(MgCO3),得ΔH1(CaCO3)-ΔH1

(MgCO3)

=[ΔH(CaCO3)-ΔH(MgCO3)]+[ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)],所以錯誤,符合題意;D項,由題給圖示可知,ΔH1+ΔH2=ΔH+ΔH3,因ΔH>0,即ΔH1+ΔH2>ΔH3,所以正確,不符合題意。6.(2020高考題組合)(1)(2020山東化學節(jié)選)探究CH3OH合成反應化學平衡的影響因素,有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應如下:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH1=-49.5kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

ΔH2=-90.4kJ·mol-1Ⅲ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

ΔH3則ΔH3=

kJ·mol-1。

(2)(2020全國Ⅰ節(jié)選)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關鍵工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)SO3(g)

ΔH=-98kJ·mol-1?；卮鹣铝袉栴}:釩催化劑參與反應的能量變化如圖所示,V2O5(s)與SO2(g)反應生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學方程式為

。

(3)(2020全國Ⅱ節(jié)選)天然氣的主要成分為CH4,一般還含有C2H6等烴類,是重要的燃料和化工原料。乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)

ΔH1,相關物質的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示:則ΔH1=

kJ·mol-1。

物質C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol-1)-1560-1411-286答案

(1)+40.9(2)2V2O5(s)+2SO2(g)===2VOSO4(s)+V2O4(s)

ΔH=-351kJ·mol-1(3)+137(3)(2018全國Ⅰ節(jié)選)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術,在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應用?；卮鹣铝袉栴}:(4)(2018天津理綜節(jié)選)CO2是一種廉價的碳資源,其綜合利用具有重要意義。回答下列問題:CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)已知上述反應中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:則該反應的ΔH=

。分別在VL恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓,容積可變)中,加入CH4和CO2各1mol的混合氣體。兩容器中反應達平衡后放出或吸收的熱量較多的是

(填“A”或“B”)。

化學鍵C—HC=OH—HCO(CO)鍵能/(kJ·mol-1)4137454361075答案

(1)+89.3

(2)-116

(3)+53.1(4)+120kJ·mol-1

B8.(2019天津理綜節(jié)選)多晶硅是制作光伏電池的關鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡易過程。回答下列問題:Ⅰ.硅粉與HCl在300℃時反應生成1molSiHCl3氣體和H2,放出225kJ熱量,該反應的熱化學方程式為

。SiHCl3的電子式為

。

Ⅱ.將SiCl4氫化為SiHCl3有三種方法,對應的反應依次為:反應③的ΔH3=

(用ΔH1、ΔH2表示)。溫度升高,反應③的平衡常數(shù)K

(填

“增大”“減小”或“不變”)。

【特別提醒】

反應熱計算的常見失誤點(1)根據(jù)已知的熱化學方程式進行計算時,要清楚已知熱化學方程式中各物質化學式前的化學計量數(shù)表示的物質的量與實際參與反應的物質的物質的量之間的比例關系,然后進行計算。(2)根據(jù)化學鍵斷裂和形成過程中的能量變化計算反應熱時,要注意斷鍵和成鍵的總數(shù),計算時必須是斷鍵和成鍵時吸收和放出的總能量。(3)運用蓋斯定律進行計算時,在調整方程式時,要注意ΔH的值也要隨之調整?！颈貍渲R】

1.解答能量變化圖像題需要注意的幾點(1)反應熱不能取決于部分反應物能量和部分生成物能量的相對大小,即部分反應物能量和部分生成物能量的相對大小不能決定反應是吸熱還是放熱。(2)注意活化能在圖示(如下圖)中的意義。①從反應物至最高點的能量變化(E1)表示正反應的活化能。②從生成物至最高點的能量變化(E2)表示逆反應的活化能。(3)催化劑只能影響正、逆反應的活化能,而不影響反應的ΔH。(4)涉及反應熱的有關計算時,要切實注意圖示中反應物和生成物的物質的量。2.書寫熱化學方程式時的注意事項(1)注明反應條件:反應熱與測定條件(溫度、壓強等)有關,特定條件下要注明反應時的溫度和壓強。絕大多數(shù)反應是在25℃、101kPa下進行測定的,可不注明。(2)注明物質狀態(tài):常用s、l、g、aq分別表示固體、液體、氣體、溶液。(3)注意符號單位:ΔH應包括“+”或“-”、數(shù)字和單位(kJ·mol-1)。(4)注意守恒關系:①原子守恒和得失電子守恒;②能量守恒(ΔH與化學計量數(shù)相對應)。(5)區(qū)別于普通方程式:不需要標注“↑”“↓”“點燃”“加熱”等。(6)注意熱化學方程式的化學計量數(shù)。(7)對于具有同素異形體的物質,除了要注明聚集狀態(tài)之外,還要注明物質的名稱。熱化學方程式中各物質化學式前面的化學計量數(shù)僅表示該物質的物質的量,可以是整數(shù),也可以是分數(shù)。且化學計量數(shù)必須與ΔH相對應,如果化學計量數(shù)加倍,則ΔH也要加倍。3.燃燒熱和中和熱應用中的注意事項(1)燃燒熱是指101kPa時,1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量,并不是1mol可燃物燃燒時放出的熱量就是燃燒熱。(2)中和熱不是指1mol酸與1mol堿中和時的熱效應,而是指強酸和強堿在稀溶液中發(fā)生中和反應生成1molH2O(l)的熱效應。弱酸與強堿,強酸與弱堿或弱酸與弱堿反應時,因電離吸熱,放出的熱量減少。若用濃硫酸(或NaOH固體)進行反應,因溶解時放熱會使放出的熱量增多。4.蓋斯定律的應用(1)理論依據(jù):反應熱只與反應體系的始態(tài)(各反應物)和終態(tài)(各生成物)有關,而與具體反應的途徑無關。(2)計算模式:(3)主要應用:計算某些難以直接測量的化學反應的反應熱。(4)注意事項:應用蓋斯定律進行簡單計算,關鍵在于設計反應途徑。①當反應式乘以或除以某數(shù)時,ΔH也應乘以或除以某數(shù)。②進行熱化學方程式加減運算以及比較反應熱的大小時,ΔH都要帶“+”“-”號計算、比較,即把ΔH看作一個整體進行分析判斷。③在設計的反應途徑中常會遇到同一物質固、液、氣三態(tài)的相互轉化,狀態(tài)由固→液→氣變化時,會吸熱;反之會放熱。④當設計的反應逆向進行時,注意ΔH要進行相應的變化。5.反應熱計算的四種方法(1)根據(jù)燃燒熱數(shù)據(jù),計算反應放出的熱量。利用公式:Q=燃燒熱×n(可燃物的物質的量)如已知H2的燃燒熱ΔH=-285.8kJ·mol-1,若H2的物質的量為2mol,則2molH2燃燒放出的熱量為2mol×285.8kJ·mol-1=571.6kJ。(2)依據(jù)反應物與生成物的總能量計算。ΔH=E生成物-E反應物。(3)根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)(E)計算。ΔH=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和(4)根據(jù)蓋斯定律計算反應熱。若一個熱化學方程式可由另外幾個熱化學方程式相加減而得到,則該反應的反應熱也可通過這幾個化學反應的反應熱相加減而得到?！緫加柧殹?/p>

考向1

反應熱圖像分析1.(雙選)(2020湖北隨州質檢改編)某反應過程能量變化如圖所示,下列說法正確的是(

)A.反應過程b有催化劑參與B.該反應為吸熱反應,熱效應等于ΔHC.改變催化劑,可改變該反應的活化能D.有催化劑的條件下,反應的活化能等于E1+E2答案

AC

解析

催化劑能降低反應的活化能,故b中應使用了催化劑,故A正確;反應物能量高于生成物,為放熱反應,ΔH=生成物能量-反應物能量,故B錯誤;不同的催化劑催化作用有所不同,反應的活化能不同,故C正確;催化劑不改變反應的始態(tài)和終態(tài),焓變等于正逆反應的活化能之差,圖中不能全部確定正、逆反應的活化能,故D錯誤。2.(2020安徽安慶高三期末)某反應2A===3B的反應能量變化曲線如圖所示,下列有關敘述正確的是(

)A.該反應為吸熱反應B.A比B更穩(wěn)定C.加入催化劑會改變反應的焓變D.整個反應的ΔH=E1-E2答案

D

解析

由圖像可知物質A、B的能量相對大小,A比B的能量高,所以A→B釋放能量,是放熱反應,A錯誤;B的能量比A的低,故B更穩(wěn)定,B錯誤;催化劑能改變反應途徑和活化能大小,但不能改變焓變,C錯誤;由圖像可知,整個反應的ΔH=E1-E2,D正確;故選D。3.(雙選)(2020廣東廣深珠三地第一次聯(lián)考改編)多相催化反應是在催化劑表面通過吸附、解吸過程進行的。我國學者發(fā)現(xiàn)T

℃時,甲醇(CH3OH)在銅基催化劑上的反應機理如下:下列有關說法中正確的是(

)A.反應Ⅰ是吸熱反應B.1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的總能量高于1molCO2(g)和3molH2(g)的總能量C.c>0D.優(yōu)良的催化劑可降低反應的活化能,并能減少ΔH3,從而可節(jié)約能源答案

AC

解析

根據(jù)圖像可知反應Ⅰ是生成物能量高于反應物能量,因此為吸熱反應,故A正確;根據(jù)圖像可知1

mol

CH3OH(g)和1

mol

H2O(g)的總能量低于1

mol

CO2(g)和3

mol

H2(g)的總能量,故B錯誤;1

mol

CH3OH(g)和1

mol

H2O(g)的總能量低于1

mol

CO2(g)和3

mol

H2(g)的總能量,總反應是吸熱反應,因此c>0,故C正確;優(yōu)良的催化劑能降低反應的活化能,但焓變不變,ΔH3只能由反應物和生成物總能量決定,故D錯誤?？枷?

燃燒熱與中和熱4.(雙選)(2020安徽皖江聯(lián)盟高三聯(lián)考改編)下列說法或表示法正確的是(

)A.CO(g)的燃燒熱ΔH=-283.0kJ·mol-1,則表示CO(g)的燃燒熱的熱化學方程式為2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)

ΔH=-283.0kJ·mol-1B.含0.5mol草酸的稀溶液和含1mol氫氧化鈉的稀溶液混合,放出熱量小于57.3kJC.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1,若將含0.5molH2SO4的濃硫酸與含1molNaOH的溶液混合,放出的熱量等于57.3kJD.在101kPa時,2gH2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學方程式表示為2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1答案

BD

5.(2020安徽安慶高三第一學期期末)(1)實驗測得4g甲醇在氧氣中完全燃燒,生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出90.8kJ的熱量。試寫出甲醇燃燒熱的熱化學方程式:

。

(2)現(xiàn)已知N2(g)和H2(g)反應生成1molNH3(g)過程中能量變化如圖所示。根據(jù)下列鍵能數(shù)據(jù)計算N—H鍵鍵能為

kJ·mol-1。

化學鍵H—HN≡N鍵能/(kJ·mol-1)436946(3)用如圖所示裝置進行中和熱測定實驗,請回答下列問題:儀器A的名稱為

。取50mLHCl(0.1mol·L-1)溶液與50mLNaOH(0.1mol·L-1)溶液在小燒杯中進行中和反應,通過實驗并計算可得中和熱ΔH=-54.8kJ·mol-1,上述實驗數(shù)值與實際的中和熱ΔH=-57.3kJ·mol-1有偏差,產(chǎn)生此偏差的原因可能是

(填字母序號)。

a.實驗裝置保溫、隔熱效果差b.用溫度計測定HCl溶液起始溫度后直接測定NaOH溶液的溫度c.一次性把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中若用50mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液代替HCl溶液進行上述實驗,測得反應前后溫度的變化值會

(填“偏大”“偏小”或“不受影響”)。

(3)由裝置圖可知,儀器A為環(huán)形玻璃攪拌棒;計算可得中和熱為54.8

kJ·mol-1,上述實驗數(shù)值比57.3

kJ·mol-1偏小。a項,實驗裝置保溫、隔熱效果差,會使熱量散失多,導致測得放出的熱量偏小,故a有可能;b項,用溫度計測定HCl溶液起始溫度后直接測定NaOH溶液的溫度,使測定的溫差ΔT偏小,計算的放出的熱量偏小,故b有可能;c項,一次性把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中,可減少熱量散失,操作正確,誤差小,故c不可能;CH3COOH是弱電解質,電離時會吸熱,從而使測得的反應前后溫度的變化值會偏小。6.(雙選)(2020北京高三質量檢測改編)以太陽能為熱源,熱化學硫碘循環(huán)分解水是一種高效、環(huán)保的制氫方法,其流程圖如下:相關反應的熱化學方程式如下:反應Ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)===2HI(aq)+H2SO4(aq)ΔH1=-213kJ·mol-1反應Ⅱ:H2SO4(aq)===SO2(g)+H2O(l)+O2(g)

ΔH2=+327kJ·mol-1反應Ⅲ:2HI(aq)===H2(g)+I2(g)

ΔH3=+172kJ·mol-1考向3

熱化學方程式的書寫與正誤判斷

下列說法不正確的是(

)A.該過程實現(xiàn)了太陽能到化學能的轉化B.SO2和I2對總反應起到了催化劑的作用C.總反應的熱化學方程式為2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)

ΔH=+286kJ·mol-1D.該過程降低了水分解制氫反應的活化能,使總反應的ΔH減小答案

CD

7.(2020山東威海一模節(jié)選)碘及其化合物在生產(chǎn)、生活和科技等方面都有著重要的應用?；卮鹣铝袉栴}。已知:①2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)

ΔH=-1200kJ·mol-1②5CO(g)+I2O5(s)===5CO2(g)+I2(s)

ΔH=-2017kJ·mol-1③I2(s)===I2(g)

ΔH=+36kJ·mol-1則I2(g)與O2反應生成I2O5(s)的熱化學方程式為

。

答案

2I2(g)+5O2(g)===2I2O5(s)

ΔH=-2038kJ·mol-1解析

I2(g)與O2反應生成I2O5(s)的方程式為2I2(g)+5O2(g)===2I2O5(s),根據(jù)蓋斯定律可得,由①×5-2×(②+③)可得目標反應方程式,則I2(g)和O2(g)反應生成I2O5(s)的熱化學方程式為2I2(g)+5O2(g)===2I2O5(s)

ΔH=(-1

200

kJ·mol-1)×5-(-2

017

kJ·mol-1+36

kJ·mol-1)×2=-2

038

kJ·mol-1。8.按要求回答下列問題。(1)已知拆開1molH—H鍵、1molN—H鍵、1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式為

。

(2)已知碳的燃燒熱ΔH1=akJ·mol-1,S(s)+2K(s)K2S(s)

ΔH2=bkJ·mol-1,2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s)

ΔH3=ckJ·mol-1,則S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)ΔH=

。

(3)已知:C(s)+O2(g)===CO2(g)

ΔH=-437.3kJ·mol-1,H2(g)+O2(g)===H2O(g)

ΔH=-285.8kJ·mol-1,CO(g)+O2(g)===CO2(g)

ΔH=-283.0kJ·mol-1,寫出煤氣化(碳和水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣)的熱化學方程式:

。計算10m3(標準狀況)水煤氣完全燃燒放出的熱量為

kJ(結果保留到小數(shù)點后一位)。

誤區(qū)警示

熱化學方程式正誤判斷的易錯點

考向4

反應熱和反應進行的方向判斷9.(2020遼寧葫蘆島協(xié)作校二模)下列說法中正確的是(

)A.氯酸鉀分解是一個熵增的過程B.ΔH>0、ΔS>0的反應一定可以自發(fā)進行C.電解水產(chǎn)生氫氣、氧氣的反應具有自發(fā)性D.可逆反應正向進行時,正反應具有自發(fā)性,ΔH一定小于零答案

A

解析

氯酸鉀分解生成氣體,混亂度增加,熵值增大,A正確;ΔG<0的反應自發(fā)進行,由ΔG=ΔH-TΔS可知,若ΔH>0,ΔS>0,則低溫時ΔG可能大于0,反應非自發(fā),B錯誤;電解水產(chǎn)生氫氣、氧氣的反應的ΔH>0,ΔS>0,根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS<0時反應自發(fā)進行可知,只有在高溫條件下該反應才具有自發(fā)性,C錯誤;可逆反應正向進行時,若正反應的ΔH>0,ΔS>0,則高溫條件下正反應具有自發(fā)性,D錯誤。答案

BC

考向5

反應熱的計算和焓變大小比較11.(2020河北衡水中學高三七調)一定條件下,充分燃燒一定量的丁烷放出熱量161.9kJ,經(jīng)測定完全吸收生成的CO2需消耗5mol·L-1的KOH溶液100mL,恰好生成正鹽,則此條件下熱化學方程式:C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH為(

)A.+2590.4kJ·mol-1 B.-2590.4kJ·mol-1C.+1295.2kJ·mol-1 D.-1295.2kJ·mol-1答案

B

12.(雙選)(2020山東臨沂質檢)2mol金屬鈉與1mol氯氣反應的能量關系如圖所示,下列說法不正確的是(

)A.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6+ΔH7B.ΔH4的數(shù)值的絕對值和Cl—Cl共價鍵的鍵能的數(shù)值相等C.ΔH7<0,且該過程形成了分子間作用力D.ΔH5>0,在相同條件下,2Br(g)的ΔH5'<ΔH5答案

CD

解析

由蓋斯定律可得,ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6+ΔH7,A正確;ΔH4為破壞1

mol

Cl—Cl共價鍵所需的能量,與形成1

mol

Cl—Cl共價鍵的鍵能在數(shù)值上相等,B正確;物質由氣態(tài)轉化為固態(tài)時放熱,則ΔH7<0,該過程沒有分子間作用力,C不正確;Cl(g)轉化為Cl-(g)的過程獲得電子而放熱,則ΔH5<0,在相同條件下,由于溴的非金屬性比氯弱,得電子放出的能量比氯少,所以2Br(g)的ΔH5'>ΔH5,D不正確。13.(2020湖北武漢重點中學聯(lián)考節(jié)選)氫氣既是一種優(yōu)質的能源,又是一種重要化工原料,高純氫的制備是目前的研究熱點。甲烷水蒸氣催化重整是制備高純氫的方法之一,甲烷和水蒸氣反應的熱化學方程式為CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)

ΔH=+165.0kJ·mol-1。已知反應器中存在如下反應過程:Ⅰ.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)

ΔH1=+206.4kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

ΔH2化學鍵H—HO—HC—HCO鍵能E/(kJ·mol-1)436465a1076根據(jù)上述信息計算:a=

,ΔH2=

。

答案

415.1

-41.4kJ·mol-114.(2020山東煙臺一模)硫碘循環(huán)分解水是一種高效、環(huán)保的制氫方法,其流程圖如下:已知:反應Ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)===2HI(aq)+H2SO4(aq)ΔH1=-213kJ·mol-1反應Ⅱ:H2SO4(aq)===SO2(g)+H2O(l)+O2(g)

ΔH2=+327kJ·mol-1反應Ⅲ:2HI(aq)===H2(g)+I2(g)

ΔH3=+172kJ·mol-1則反應2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)

ΔH=

。

答案

+572kJ·mol-1解析

根據(jù)蓋斯定律,反應(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ)×2可得到反應2H2O(l)===2H2(g)+O2(g),則ΔH=2(ΔH1+ΔH2+ΔH3)=2×(172+327-213)=+572

kJ·mol-1?？键c二原電池原理及應用【真題示例】

1.(2020全國Ⅲ)一種高性能的堿性硼化釩(VB2)-空氣電池如圖所示,其中在VB2電極發(fā)生反應:VB2+16OH--11e-===

+4H2O。該電池工作時,下列說法錯誤的是(

)A.負載通過0.04mol電子時,有0.224L(標準狀況)O2參與反應B.正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高C.電池總反應為4VB2+11O2+20OH-+6H2O

===D.電流由復合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復合碳電極答案

B

2.(2020全國Ⅰ)科學家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質電池。電池示意圖如下,電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時,溫室氣體CO2被轉化為儲氫物質甲酸等,為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是(

)B.放電時,1molCO2轉化為HCOOH,轉移的電子數(shù)為2molD.充電時,正極溶液中OH-濃度升高答案

D

3.(2020天津化學)熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良,是具有應用前景的儲能電池。右圖中的電池反應為2Na+xSNa2Sx(x=5~3,難溶于熔融硫)。下列說法錯誤的是(

)B.放電時正極反應為xS+2Na++2e-===Na2SxC.Na和Na2Sx分別為電池的負極和正極D.該電池是以Na-β-Al2O3為隔膜的二次電池答案

C

4.(2019浙江4月選考)化學電源在日常生活和高科技領域中都有廣泛應用。

下列說法不正確的是(

)A.甲:Zn2+向Cu電極方向移動,Cu電極附近溶液中H+濃度增加B.乙:正極的電極反應式為Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-C.丙:鋅筒作負極,發(fā)生氧化反應,鋅筒會變薄D.丁:使用一段時間后,電解質溶液的酸性減弱,導電能力下降答案

A

解析

A項,Cu作正極,H+在正極得電子生成氫氣,因此Cu電極附近溶液中H+濃度減小,所以錯誤,符合題意;B項,Ag2O得電子作正極,生成Ag和OH-,所以正確,不符合題意;C項,鋅筒作負極,失電子發(fā)生氧化反應生成Zn2+,因此鋅被消耗而使鋅筒變薄,所以正確,不符合題意;D項,鉛蓄電池總的電池反應為Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O

,由此可知反應過程中消耗了硫酸,因此酸性減弱,溶液中的離子濃度減小,因此導電能力下降,所以正確,不符合題意。5.(2019全國Ⅰ)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如下所示。下列說法錯誤的是(

)A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法條件溫和,同時還可提供電能B.陰極區(qū),在氫化酶作用下發(fā)生反應H2+2M===V2+2H++2MV+C.正極區(qū),固氮酶為催化劑,N2發(fā)生還原反應生成NH3D.電池工作時質子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動答案

B

解析

題給合成氨過程是在室溫條件下進行的,因此比現(xiàn)有工業(yè)合成氨的條件溫和,同時還能提供電能,A項正確;陰極區(qū)發(fā)生的是得電子的反應,而左池中發(fā)生的是失電子的反應,B項錯誤;右池為正極區(qū),氮氣發(fā)生還原反應生成氨氣,C項正確;左池中產(chǎn)生的氫離子通過交換膜向右池移動,即由負極區(qū)移向正極區(qū),D項正確。6.(2019全國Ⅲ)為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性,科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D-Zn)可以高效沉積ZnO的特點,設計了采用強堿性電解質的3D-Zn-NiOOH二次電池,結構如下圖所示。電池反應為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列說法錯誤的是(

)A.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積,所沉積的ZnO分散度高B.充電時陽極反應為Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-===NiOOH(s)+H2O(l)C.放電時負極反應為Zn(s)+2OH-(aq)-2e-===ZnO(s)+H2O(l)D.放電過程中OH-通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)答案

D

7.(2019天津理綜)我國科學家研制了一種新型的高比能量鋅-碘溴液流電池,其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質溶液,提高電池的容量。下列敘述不正確的是(

)A.放電時,a電極反應為I2Br-+2e-===2I-+Br-B.放電時,溶液中離子的數(shù)目增大C.充電時,b電極每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化D.充電時,a電極接外電源負極答案

D

8.(2020全國Ⅰ節(jié)選)為驗證不同化合價鐵的氧化還原能力,利用下列電池裝置進行實驗?；卮鹣铝袉栴}:(1)電池裝置中,鹽橋連接兩電極電解質溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質發(fā)生化學反應,并且電遷移率(u∞)應盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù),鹽橋中應選擇

作為電解質。

(2)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極?？芍?鹽橋中的陽離子進入

電極溶液中。

(3)電池反應一段時間后,測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L-1。石墨電極上未見Fe析出。可知,石墨電極溶液中c(Fe2+)=

。

(4)根據(jù)(2)、(3)實驗結果,可知石墨電極的電極反應式為

,鐵電極的電極反應式為

。因此,驗證了Fe2+氧化性小于

,還原性小于

。

(5)實驗前需要對鐵電極表面活化。在FeSO4溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液,將鐵電極浸泡一段時間,鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗活化反應完成的方法是

。

答案

(1)KCl

(2)石墨(3)0.09mol·L-1(4)Fe3++e-===Fe2+

Fe-2e-===Fe2+

Fe3+

Fe(5)取少量溶液,滴入KSCN溶液,不出現(xiàn)血紅色解析

(1)選擇鹽橋中電解質,必須滿足題給信息要求——鹽橋中的陰、陽離子不與溶液中的物質發(fā)生化學反應,并且電遷移率(μ∞)應盡可能地相近。故陽離子不能選擇Ca2+,陰離子不能選擇

、

,只有KCl最為合適。(2)因為電子由鐵電極流向石墨電極,則鐵電極為負極、石墨電極為正極。鹽橋中陽離子向正極區(qū)移動,即進入石墨電極溶液中。(3)根據(jù)兩個電極得失電子守恒,當鐵電極溶液中c(Fe2+)增加0.02

mol·L-1時,石墨電極發(fā)生反應:Fe3++e-===Fe2+,可計算出石墨電極溶液中c(Fe2+)增加0.04

mol·L-1,故此時石墨電極溶液中c(Fe2+)=0.09

mol·L-1。(4)依據(jù)上面分析,即可分別寫出石墨電極、鐵電極的電極反應式。由于負極(鐵電極)是單質鐵失電子,而不是Fe2+失電子,則還原性Fe2+<Fe;由于正極(石墨電極)區(qū)是Fe3+得電子,而不是Fe2+得電子,則氧化性Fe2+<Fe3+。(5)因為鐵電極表面被刻蝕活化是利用Fe3+將鐵電極氧化為Fe2+,則活化反應完成的標志是Fe3+完全消耗,故檢驗活化反應完成的方法就是檢驗溶液中不再存在Fe3+,可利用KSCN溶液進行檢驗。【必備知識】

1.原電池的結構及工作原理(以Cu、Zn和稀硫酸構成的原電池為例)負極裝置正極活潑金屬,電子流出,陰離子移向負極,發(fā)生氧化反應

“惰性”材料,電子流入,陽離子移向正極,發(fā)生還原反應Zn-2e-===Zn2+總反應:2H++Zn===H2↑+Zn2+2H++2e-===H2↑化學能→電能2.原電池正、負極的判斷(1)依據(jù)構成原電池兩極的電極材料判斷。一般是較活潑的金屬為負極,活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極。(2)依據(jù)原電池兩極發(fā)生反應的類型判斷。負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應。(3)依據(jù)電子流動方向或電流方向判斷。在外電路中,電子由負極流向正極,電流由正極流向負極。(4)依據(jù)原電池電解質溶液中離子的移動方向判斷。陽離子向正極移動,陰離子向負極移動。(5)依據(jù)原電池鹽橋中離子的移動方向判斷。陽離子向正極移動,陰離子向負極移動。3.新型化學電源中電極反應式的書寫方法(1)書寫步驟。(2)不同介質在電極反應式中的“去留”。

中性溶液反應物若是H+得電子或OH-失電子,則H+或OH-均來自水的電離酸性溶液反應物或生成物中均沒有OH-堿性溶液反應物或生成物中均沒有H+水溶液不能出現(xiàn)O2-【應考訓練】

考向1

原電池原理及其應用1.(2020廣東梅州質檢)Al-Ag2O電池用作水下動力電源,其原理如圖所示。電池工作時,下列說法錯誤的是(

)A.電子由Al電極通過外電路流向Ag2O/Ag電極B.電池負極附近溶液pH下降C.溶液中OH-向Al電極移動D.Al電極的電極反應式為Al-3e-+3OH-===Al(OH)3答案

D

2.(雙選)(2020山西大學附中二模改編)ZulemaBorjas等設計的一種微生物脫鹽池的裝置如圖所示,下列說法正確的是(

)A.該裝置不能在高溫下工作B.X、Y依次為陽離子、陰離子選擇性交換膜C.負極反應為CH3COO-+2H2O-8e-===2CO2↑+7H+D.該裝置工作時,電能轉化為化學能答案

AC

解析

高溫能使微生物蛋白質凝固變性,導致電池工作失效,所以題給裝置不能在高溫下工作,A正確;原電池內(nèi)電路中,陽離子移向正極,陰離子移向負極,從而達到脫鹽目的,所以Y為陽離子交換膜,X為陰離子交換膜,B錯誤;由圖示可知,負極上有機廢水中的CH3COO-失電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為CH3COO-+2H2O-8e-===2CO2↑+7H+,C正確;該裝置工作時為原電池,是將化學能轉化為電能的裝置,D錯誤。答案

BC

解析

①中負極甲醛發(fā)生氧化反應生成二氧化碳,所以電極反應式為HCHO-4e-+H2O===CO2+4H+,故A正確;原電池中陽離子向正極移動,則①溶液中的H+由負極移向正極氧化銀,故B錯誤;甲醛充分氧化為CO2,碳元素的化合價從0價升高到+4價,Fe3+反應生成Fe2+,則理論上消耗的甲醛與生成的Fe2+的物質的量之比為1∶4,故C錯誤;甲醛濃度越大,反應生成的Fe2+的物質的量濃度越大,形成有色配合物的濃度越大,則吸光度越大,故D正確?？枷?

可充電電池4.(雙選)(2020山東濰坊4月線上檢測)我國科研團隊成功研究出高比能量、低成本的鈉離子二次電池,其工作原理示意圖如圖。已知電池反應:Na1-xMnO2+NaxCn

NaMnO2+nC。下列說法正確的是(

)A.電池放電過程中,NaMnO2/Al上的電勢低于石墨烯/Al上的電勢B.電池放電時,正極可發(fā)生反應Na1-xMnO2+xNa++xe-===NaMnO2C.電池充電時,外接電源的負極連接NaMnO2/Al電極D.電池充電時,Na+由NaMnO2/Al電極移向石墨烯/Al電極答案

BD

解析

放電過程總反應式為Na1-xMnO2+NaxCn===nC+NaMnO2,由此可知C元素的化合價升高,Mn元素的化合價降低,則負極是石墨烯/Al,正極是NaMnO2/Al,則充電時石墨烯/Al發(fā)生還原反應為陰極,NaMnO2/Al發(fā)生氧化反應為陽極。放電時NaMnO2/Al為正極,石墨烯/Al為負極,正極電勢高于負極電勢,故A錯誤;放電時,正極得電子發(fā)生還原反應,根據(jù)總反應可知正極反應為Na1-xMnO2+xNa++xe-===NaMnO2,故B正確;充電時NaMnO2/Al發(fā)生氧化反應為陽極,與外接電源的正極相連,故C錯誤;充電時為電解池,電解池中陽離子流向陰極,即由NaMnO2/Al電極移向石墨烯/Al電極,故D正確?！痉椒记伞?/p>

有關可充電電池的解題思路

考向3

燃料電池5.(2020山東濰坊第三次線上檢測)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置,某微生物燃料電池的工作原理如圖所示,下列說法錯誤的是(

)A.b電極發(fā)生還原反應:4H++O2+4e-===2H2OB.電路中有4mol電子發(fā)生轉移,大約消耗標準狀況下22.4L空氣C.維持兩種細菌存在,該裝置才能持續(xù)將有機物氧化成CO2并產(chǎn)生電子答案

B

6.(雙選)(2020安徽安慶高三期末質檢改編)一種用于驅動檢驗管道焊縫設備爬行器的CH3OH-O2燃料電池的工作原理示意如圖,下列有關該電池說法正確的是(

)A.標準狀況下,該電池工作時,每消耗22.4LCH3OH轉移6mol電子B.電子由電極a經(jīng)負載流向電極b,再經(jīng)過氫氧化鈉溶液返回電極a,形成閉合回路C.電池工作時,OH-向電極a移動,溶液的pH減小D.電極b上發(fā)生的電極反應為O2+4e-+2H2O===4OH-答案

CD

解析

甲醇發(fā)生反應生成碳酸根,碳元素化合價升高,發(fā)生氧化反應,電極a是負極;氧氣參與反應時氧元素化合價降低,發(fā)生還原反應,電極b是正極。CH3OH在標準狀況下是液體,不能用氣體摩爾體積進行計算,故A錯誤;電子由電極a經(jīng)負載流向電極b,但電子不經(jīng)過氫氧化鈉溶液返回電極a,故B錯誤;電池工作時,陰離子移向負極,所以OH-向電極a移動,電極反應為7.(2020河北唐山線上檢測)據(jù)報道,我國固體氧化物燃料電池技術研發(fā)取得新突破?？茖W家利用該科技實現(xiàn)了由H2S廢氣資源回收能量,并得到單質硫,該過程的反應原理如圖所示。下列說法正確的是(

)A.電極a為電池正極B.電路中每流過4mol電子,正極消耗1molO2C.電極b上的電極反應:O2+4e-+4H+===2H2OD.電極a上的電極反應:2H2S+2O2--2e-===S2+2H2O答案

B

歸納總結

燃料電池中氧氣得電子的思維模型根據(jù)燃料電池的特點,一般在正極上發(fā)生還原反應的物質都是O2,O2得到電子后化合價降低,氧元素的存在形式要看電解質環(huán)境。由于電解質(酸、堿、鹽)的不同,其電極反應也有所不同,下表為四種不同電解質環(huán)境中,氧氣得電子后氧元素的存在形式:電解質環(huán)境從電極反應式判斷氧元素的存在形式酸性電解質溶液環(huán)境下O2+4H++4e-===2H2O堿性電解質溶液環(huán)境下O2+2H2O+4e-===4OH-固體電解質(高溫下能傳導O2-)環(huán)境下O2+4e-===2O2-熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下O2+2CO2+4e-===2考點三電解池原理及應用【真題示例】

1.(2020山東化學)采用惰性電極,以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如右圖所示。忽略溫度變化的影響,下列說法錯誤的是(

)A.陽極反應為2H2O-4e-===4H++O2↑B.電解一段時間后,陽極室的pH未變C.電解過程中,H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D.電解一段時間后,a極生成的O2與b極反應的O2等量答案

D

解析

圖中電解池b極一端進入O2生成H2O2,其電極反應式為2H++O2+2e-===H2O2,發(fā)生還原反應,b極為陰極。同理陽極反應式為2H2O-4e-===4H++O2↑,H+由陽極區(qū)移向陰極區(qū),A、C項正確。陽極區(qū)一段時間后,溶液pH不變;根據(jù)電子守恒可知生成的O2和消耗的O2物質的量之比為1∶2,D項錯誤。2.(2020全國Ⅱ)電致變色器件可智能調控太陽光透過率,從而實現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當通電時,Ag+注入到無色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈現(xiàn)藍色。對于該變化過程,下列敘述錯誤的是(

)A.Ag為陽極B.Ag+由銀電極向變色層遷移C.W元素的化合價升高D.總反應為WO3+xAg===AgxWO3答案

C

解析

由題意知,銀電極為陽極,Ag失電子生成Ag+,Ag+移向陰極與WO3反應生成AgxWO3,則總反應為WO3+xAg===AgxWO3,反應過程中W的化合價降低,A、B、D正確,C錯誤。3.(2020浙江化學)電解高濃度RCOONa(羧酸鈉)的NaOH溶液,在陽極RCOO-放電可得到R—R(烷烴)。下列說法不正確的是(

)A.電解總反應方程式:2RCOONa+2H2OR—R+2CO2↑+H2↑+2NaOHB.RCOO-在陽極放電,發(fā)生氧化反應C.陰極的電極反應:2H2O+2e-===2OH-+H2↑D.電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷答案

A

解析

堿性條件下,不能放出CO2,A項錯誤;電解時,陽極RCOO-放電生成R—R,發(fā)生氧化反應,B項正確;堿性條件下H2O放電生成H2,C項正確;電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液,可生成CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3,D項正確。4.(2019全國Ⅱ節(jié)選)環(huán)戊二烯()是重要的有機化工原料,廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}:環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵[Fe(C5H5)2,結構簡式為],后者廣泛應用于航天、化工等領域中。二茂鐵的電化學制備原理如下圖所示,其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質)和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機溶劑)。該電解池的陽極為

,總反應為

。電解制備需要在無水條件下進行,原因為

。

5.(2019北京理綜節(jié)選)氫能源是最具有應用前景的能源之一,高純氫的制備是目前的研究熱點?？衫锰柲芄夥姵仉娊馑聘呒儦?工作示意圖如下。通過控制開關連接K1或K2,可交替得到H2和O2。(1)制H2時,連接

。產(chǎn)生H2的電極方程式是

。

(2)改變開關連接方式,可得O2。(3)結合①和②中電極3的電極反應式,說明電極3的作用:

。

答案

(1)K1

2H2O+2e-===H2↑+2OH-(3)制H2時,電極3發(fā)生反應:Ni(OH)2+OH--e-===NiOOH+H2O。制O2時,上述電極反應逆向進行,使電極3得以循環(huán)使用解析

(1)根據(jù)題圖示中電極3的轉化關系可知,制H2時,連接K1。堿性條件下,生成H2的電極反應式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-。(3)在(1)中電極3反應式為Ni(OH)2+OH--e-===NiOOH+H2O,消耗生成H2時產(chǎn)生的OH-。而②中電極3的電極反應式為NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-,補充生成O2所需的OH-,同時保證電極3得以循環(huán)使用。6.(2019江蘇化學節(jié)選)CO2的資源化利用能有效減少CO2排放,充分利用碳資源。電解法轉化CO2可實現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖見上圖。(1)寫出陰極CO2還原為HCOO-的電極反應式:

。

(2)電解一段時間后,陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低,其原因是

。

解題技巧

電解池中電極反應式書寫時的思維流程

【必備知識】

1.電解池中陰、陽極的判斷依據(jù)陰、陽極判斷根據(jù)所連接的外加電源判斷與直流電源正極相連的為陽極,與直流電源負極相連的為陰極根據(jù)電子流動方向判斷電子從電源負極流向陰極,從陽極流向電源正極根據(jù)電解池電解質溶液中離子的移動方向判斷陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動根據(jù)電解池兩極產(chǎn)物判斷一般情況下:①陰極上的現(xiàn)象是析出金屬(質量增加)或有無色氣體(H2)放出;②陽極上的現(xiàn)象是有非金屬單質生成(呈氣態(tài)的有Cl2、O2)或電極質量減小(活性電極作陽極)2.電解池中離子的放電順序

3.電化學計算的基本方法根據(jù)電子守恒—用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算,其依據(jù)是電路中轉移的電子數(shù)相等|根據(jù)總反應式—先寫出電極反應式,再寫出總反應式,最后根據(jù)總反應式列出比例式計算|根據(jù)關系式—根據(jù)得失電子守恒關系,在已知量與未知量之間,建立計算所需的關系式。常見微粒間的計算量關系式為4e-~4H+~4Cl-~4Ag+~2Cu2+~2H2~O2~2Cl2~4Ag~2Cu【應考訓練】

考向1

電解原理及其應用1.(雙選)(2020山東實驗中學線上診斷)O3是一種常見的綠色氧化劑,可由臭氧發(fā)生器(原理如圖)電解稀硫酸制得。下列說法錯誤的是(

)A.電極a為陰極B.a極的電極反應式為O2+4H++4e-===2H2OC.電解一段時間后b極周圍的pH上升D.標準狀況下,當有5.6LO2反應時,收集到O2和O3混合氣體4.48L,O3的體積分數(shù)為80%答案

CD

2.(2020山東濟寧高三期末)電絮凝的反應原理是以鋁、鐵等金屬為陽極,在直流電的作用下,陽極被腐蝕產(chǎn)生金屬離子,在經(jīng)一系列水解、聚合及氧化過程,發(fā)展成為各種羥基絡合物、多核羥基絡合物以及氫氧化物,使廢水中的膠態(tài)雜質、懸浮雜質凝聚沉淀而分離。下列說法不正確的是(

)A.每產(chǎn)生1molO2,整個電解池中理論上轉移電子數(shù)為4NAB.陰極電極反應式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-C.若鐵為陽極,則陽極電極反應式為Fe-2e-===Fe2+和2H2O-4e-===O2↑+4H+D.若鐵為陽極,則在處理廢水的過程中陽極附近會發(fā)生反應4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O答案

A

考向2

有關電解的計算3.(2020湖南長郡中學高三適應性考試)在乏燃料后處理流程中,四價鈾作為鈾钚分離的還原劑已廣泛使用。在UO2(NO3)-2HNO3-N2H4、HNO3體系下采用電解法制備四價鈾,電解總反應為,電解裝置如圖所示。下列說法正確的是(

)A.若轉移4mole-,將有4molH+透過質子交換膜B.b極的電極反應式為C.電解液中

的移動方向:a→質子交換膜→bD.當產(chǎn)生11.2mLN2時,同時生成U4+的質量為0.2389g答案

A

4.(雙選)(2020山東威海一模)工業(yè)電解Na2CO3溶液的裝置如圖所示,A、B兩極均為惰性電極。下列說法正確的是(

)A.該裝置可用于制備NaHCO3溶液,其中A極發(fā)生還原反應C.A極還可能有少量CO2產(chǎn)生,A、B兩極產(chǎn)生的氣體M和R體積比略大于2∶1D.當c2=1、c1=9時,則另一室理論上可制備4mol溶質a(假設右室溶液體積為0.5L)答案

BD

解析

電解池中陽離子流向陰極,根據(jù)Na+的流向可知B為陰極,A為陽極,A極上水電離出的氫氧根放電生成氧氣,同時電離出更多的氫離子,氫離子與碳酸根結合生成碳酸氫根,則a溶液為碳酸氫鈉溶液。根據(jù)分析可知A極為陽極,發(fā)生氧化反應,故A錯誤;A極上水電離出的氫氧根放電生成氧氣,同時電離出更多的氫離子,氫離子與碳酸根結合生成碳酸氫根,電極反應式為氣體M為O2,R為H2,根據(jù)電子守恒可知,理論上生成1

mol

O2的同時生成2

mol

H2,A極還可能有少量CO2產(chǎn)生,所以A、B兩極產(chǎn)生的氣體M和R體積比應略大于1∶2,故C錯誤;當c2=1、c1=9時,說明電解過程中陰極生成的OH-濃度為8

mol·L-1,右室溶液體積為0.5

L,則轉移的電子為4

mol,根據(jù)電極反應式

可知,生成的碳酸氫鈉為4

mol,故D正確?？枷?

有關串聯(lián)電化學裝置的綜合考查5.(雙選)(2020山東煙臺一模改編)相同金屬在其不同濃度鹽溶液中可形成濃差電池。如下圖所示裝置是利用濃差電池電解Na2SO4溶液(a、b電極均為石墨電極),可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列說法不正確的是(

)A.a電極的電極反應為4H2O+4e-===2H2↑+4OH-B.c、d離子交換膜依次為陰離子交換膜和陽離子交換膜C.電池放電過程中,Cu(1)電極上的電極反應為Cu2++2e-===CuD.電池從開始工作到停止放電,電解池理論上可制得320gNaOH答案

BD

解析

濃差電池放電時,兩個電極區(qū)的濃度差會逐漸減小,當兩個電極區(qū)硫酸銅溶液的濃度完全相等時,放電停止。題給電池放電過程中,Cu(1)電極上發(fā)生使Cu2+濃度降低的還原反應,則Cu(1)為正極,Cu(2)電極上發(fā)生使Cu2+濃度升高的氧化反應,則Cu(2)為負極,則在右邊的電解池中,a電極為電解池的陰極,H2O中的H+得到電子發(fā)生還原反應生成H2,b電極為電解池的陽極,H2O中的OH-失去電子發(fā)生氧化反應生成O2。根據(jù)上述分析可知,a電極為電解池的陰極,H2O中的H+得到電子發(fā)