专题03 反应原理之电化学-【专项突破】冲刺2023年高考化学反应原理大题突破（全国通用）

专题03 反应原理之电化学 反应原理综合题中，化学能与电能的相互转化是高考的热点内容。试题形式常与电化学装置图为背景进行综合考查，一般难度中档。 近几年高考的命题角度主要有：①结合背景材料或装置图示进行原电池原理、电解原理的问题分析；②书写一定背景下的电极反应式；③一定条件的电化学计算等。预测2023年高考命题不会超出上述命题角度，特别是一定背景的电极反应式的书写仍会是命题的热点。 1．（2022·重庆·统考高考真题）反应在工业上有重要应用。 (1)该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。 温度/℃ 700 800 830 1000 平衡常数 1.67 1.11 1.00 0.59 ①反应的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。 ②反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是_____。 (2)该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。 ①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是_____。 ②某温度下，H2在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡：，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能。下列说法错误的是_____。 A．Pd膜对气体分子的透过具有选择性 B．过程2的△H＞0 C．加快Pd膜内H原子迁移有利于H2的解离 D．H原子在Pd膜表面上结合为H2的过程为放热反应 ③同温同压下，等物质的量的CO和H2O通入无Pd膜反应器，CO的平衡转化率为75%；若换成Pd膜反应器，CO的平衡转化率为90%，则相同时间内出口a和出口b中H2的质量比为_____。 (3)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。 ①固体电解质采用______(填“氧离子导体”或“质子导体”)。 ②阴极的电极反应式为______。 ③同温同压下，相同时间内，若进口Ⅰ处n(CO)：n(H2O)=a：b，出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍，则CO的转化率为_____(用a，b，y表示)。 1.对于电化学类试题，首先判断是原电池还是电解池，然后分析电极类别，书写电极反应式，最后按电极反应式进行相关计算。 　 2.电化学中的电极反应式的书写要做到以下几点： (1)根据题意、装置图分清“原电池”“电解池”或“电镀池”。 (2)定电极：阴极、阳极；正极、负极。 (3)根据电极反应物和介质确定产物进而写出电极反应式。 ①配平(原子守恒、电荷守恒、电子守恒)； ②产物粒子在介质中存在的形式； ③得、失电子要表达准确，得电子写＋ne－，失电子写－ne－。 (4)对电化学计算要利用各电极转移的电子数相等求未知量。对物理量的填写要填准单位，千万不要漏掉单位。 电化学 2．（2023·天津红桥·统考一模）在我国大力推进生态文明建设，全力实现“碳达峰”、“碳中和”的时代背景下，对CH4和CO2利用的研究尤为重要。 Ⅰ.我国科学家研发的水系可逆Zn－CO2电池可吸收利用CO2，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液充、放电时，复合膜间的H2O解离成H+和OH-，工作原理如图所示： (1)充电时复合膜中向Zn极移动的离子是_____，放电时负极的电极反应式为_____。 Ⅱ.科学家使CH4和CO2发生重整反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ•mol-1。生成合成气CO和H2，以实现CO2的循环利用。该反应中，如何减少积碳，是研究的热点之一。某条件下，发生主反应的同时，还发生了积碳反应：电化学 CO岐化：2CO(g)CO2(g)+C(s) △H1=-172kJ•mol-1 CH4裂解：CH4(g)C(s)+2H2(g) △H2=+75kJ•mol-1 (2)如图表示表示温度和压强对积碳反应平衡碳量的影响，其中表示对CO岐化反应中平衡碳量影响的是______。(填“图a”或“图b”)，理由是______。 (3)结合图分析，在700℃、100kPa的恒压密闭容器中进行此重整反应且达到平衡，当升高温度至1000℃达到平衡时，容器中的含碳量_____(填“减小”“不变”或“增大”)，由此可推断100kPa且高温时积碳主要由_____(填“歧化”或“裂解”)反应产生。 (4)合成气CO和H2，可用于合成甲醇，能说明反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)一定达平衡状态的是_____(填字母)。 A．CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率 B．一定条件，CO的转化率不再变化 C．在绝热恒容的容器中，平衡常数不再变化 D．容器中气体的平均相对分子质量不再变化 (5)向1L恒容密闭容器中通入4mol的CH4和2mol的CO2，在800℃下若只发生主反应一段时间后达到平衡，测得CO的体积分数为25%，则主反应的K=______(保留两位有效数字)。 1．（20