内容正文:
章末综合提升
第六章 化学反应与能量
大概念 思维导图
单元检测卷
提素能 分层突破
内
容
索
引
索引
大概念 思维导图
一、化学反应与能量
1.化学能与热能
2.化学能转化为电能的装置——原电池
二、化学反应的速率与限度(化学平衡)
索引
提素能 分层突破
索引
一 电极反应式的书写及判断
1.书写电极反应式的原则
电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒,遵循离子方程式的书写规则,两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式。
2.书写电极反应式的基本类型
(1)类型一:题目给定原电池的装置图,未给总反应式
①首先找出原电池的正、负极,即分别找出氧化剂和还原剂。
②结合电解质判断出还原产物和氧化产物。
③遵循氧化还原反应离子方程式配平原则,写出电极反应式。(注意:电极产物能否与电解质溶液共存,如铅酸蓄电池的负极Pb失电子变为Pb2+,但Pb2+与硫酸溶液中的SO 不共存,因而负极电极反应式为Pb-2e-+SO ===PbSO4)
④将两电极反应式相加(注意两极得失电子数相等)可得电池总反应式。
(2)类型二:题目给出原电池的总反应式
①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况,找出氧化剂及其对应的还原产物,氧化剂发生的反应即为正极反应;找出还原剂及其对应的氧化产物,还原剂发生的反应即为负极反应。
②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时,还应考虑电解质是否参与了反应。
③若有一个电极反应式较难写出,可先写出较易写出的电极反应式,然后再用总反应式减去该电极反应式即得到另一电极反应式。
应用1 下列电极反应式与出现的环境相匹配的是
选项 电极反应式 出现的环境
A C2H5OH-12e-+3H2O===CO2↑+12H+ 碱性环境下乙醇燃料电池的负极反应
B O2+2H2O-4e-===4OH- 钢铁吸氧腐蚀的正极反应
C CO-2e-+CO ===2CO2 熔融碳酸盐环境下的CO燃料电池负极
D 2H++2e-===H2↑ 用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应
√
A.碱性环境下,乙醇燃料电池中,乙醇转化为CO 和H2O,电极反应式为C2H5OH-12e-+16OH-===2CO +11H2O,A错误;B.钢铁吸氧腐蚀的正极为O2得到电子,和溶液中的水生成OH-,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,B错误;C.熔融碳酸盐为电解质,CO在反应中失电子转化为CO2,电极反应式为CO-2e-+CO ===2CO2,C正确;D.用惰性电极电解H2SO4溶液时,水在阳极放电,电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+,D错误;答案选C。
应用2 燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如图所示,a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是
A.a极是负极,该电极上发生氧化反应
B.b极反应是O2+2H2O+4e-===4OH-
C.总反应方程式为2H2+O2===2H2O
D.若将H2改成CH4,则负极电极反应为CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+
√
氢氧燃料电池工作时,通入氢气的一极(a极)为电池的负极,发生氧化反应,通入氧气的一极(b极)为电池的正极,发生还原反应,电子由负极经外电路流向正极,负极反应为H2-2e-+2OH-===2H2O,正极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-,总反应方程式为2H2+O2===2H2O,据此解答。A.氢氧燃料电池工作时,通入氢气的一极(a极)为电池的负极,发生氧化反应,故A正确;B.通入氧气的一极(b极)为电池的正极,发生还原反应,正极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-,故B正确;C.氢氧燃料电池的电池总反应方程式为2H2+O2===2H2O,故C正确;D.若将H2改成CH4,碱性环境下甲烷在负极转化为碳酸根离子,则负极电极反应为CH4-8e-+10OH-===CO +7H2O,故D错误。答案选D。
应用3 (2022·献县月考)NO2是大气的主要污染物之一,某研究小组设计如图装置对NO2进行回收利用,装置中a、b为多孔石墨电极。下列说法正确的是
A.b极为电池的正极,发生氧化反应
B.a极的电极反应式为NO2+2e-+2H+===NO+H2O
C.一段时间后,b极附近HNO3浓度增大
D.电池总反应为4NO2+O2+2H2O===4HNO3
√
该装置为原电池装置,由题图可知,b电极通入氧气,氧气得到电子,发生还原反应,b电极为正极,则a电极为负极,以此解题。A.通入O2的一极得电子发生还原反应,为原电池的正极,故A错误;B.通入NO2的a极失电子发生氧化反应,其电极反应式为NO2-e-+H2O===NO+2H+,故B错误;C.一段时间后,b极发生