专题05 化学反应的方向与限度 电化学原理及其应用-备战2025年高考化学真题题源解密（江苏专用）

专题五 化学反应的方向与限度 电化学原理及其应用 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。 最新模拟探源：精选适量最新模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 考查统计 化学反应的方向和限度专题主要以实际生产为载体考查化学反应进行的方向、化学反应速率和化学平衡，包括化学反应速率的计算、影响化学平衡的因素及规律、平衡状态的判断、平衡常数和转化率的计算，同时渗透对计算能力、数形结合能力、语言组织能力等的考查。 电化学及其应用主要以真实的情境考察原电池原理的应用，特别是新型电池的应用以及电极方程式的书写。常涉及考查两电极反应式的书写、两电极附近溶液性质的变化、电子的转移或电流方向的判断、燃料电池和新型电池的正、负极材料分析和电极反应式的书写。 考向一 化学反应的方向与限度 2024·江苏卷，5 2023·江苏卷，10 2022·江苏卷，10 2021·江苏卷，8 考向二 电化学原理及其应用 2024·江苏卷，8 2023·江苏卷，17 2022·江苏卷，17 2021·江苏卷，12 命题分析 分析近三年的高考试题，化学反应的方向和限度专题主要考查化学反应进行的方向与限度、化学反应速率、化学平衡常数及化学平衡移动的影响因素，反应机理的描述等。电化学及其应用中电化学是高考每年必考内容，命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下，体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。通过陌生电化学装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。。预测2025年高考会继续融合生产生活情境进行考察化学反应的方向和限度，化学平衡常数，催化剂、外界条件变化对反应物转化率的影响等。电化学原理及应用利用新型电池的工作原理及电解原理的应用为背景，考查电极反应式的书写、离子移动方向、金属的电化学腐蚀及防护等知识以及信息提取、应用能力进行考查。 试题精讲 考向一 化学反应的方向与限度 1.（2024·江苏卷第5题）催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变，常见倠化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。倠化反应广泛存在，如豆科植物固氮、石墨制金刚石、和制(二甲醚)、倠化氧化等。催化剂有选择性，如与反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用催化生成。催化作用能消除污染和影响环境，如汽车尾气处理、废水中电倠化生成、氯自由基催化分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界，高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。下列说法正确的是 A. 豆科植物固氮过程中，固氮酶能提高该反应的活化能 B. 与反应中，Ag催化能提高生成的选择性 C. 制反应中，能加快化学反应速率 D. 与反应中，能减小该反应的焓变 考向二 电化学原理及其应用 2.（2024·江苏卷第8题） 碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A. 电池工作时，发生氧化反应 B. 电池工作时，通过隔膜向正极移动 C. 环境温度过低，不利于电池放电 D. 反应中每生成，转移电子数为 考向一 化学反应的方向与限度 1.（2023·江苏卷第10题）金属硫化物()催化反应，既可以除去天然气中的，又可以获得。下列说法正确的是 A. 该反应的 B. 该反应的平衡常数 C. 题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用 D. 该反应中每消耗，转移电子的数目约为 2.（2022·江苏卷第10题）用尿素水解生成的催化还原，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为，下列说法正确的是 A. 上述反应 B. 上述反应平衡常数 C. 上述反应中消耗，转移电子的数目为 D. 实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小 3.（2021·江苏卷第8题）. N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO3-转化为N2。对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，下列说法正确的是 A. 该反应的ΔH<0，ΔS<0 B. 反应的平衡常数可表示为K= C. 使用高效催化剂能降低反应的焓变 D. 其他条件相同，增大，NO的转化率下降 考向二 电化学原理及其应用 4.（2023·江苏卷第17题节选）催化电解吸收的KOH溶液可将转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图乙所示。 其中，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 ①当电解电压为时，电解过程中含碳还原产物的为0，阴极主要还原产物为___________(填化学式)。 ②当电解电压为时，阴极由生成的电极反应式为___________。 ③当电解电压为时，电解生成的和的物质的量之比为___________(写出计算过程)。 5.（2022·江苏卷第17题节选）. 氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。 （1）“热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤，其过程如图所示。 电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性溶液，阴极区为盐酸，电解过程中转化为。电解时阳极发生的主要电极反应为_______(用电极反应式表示)。 6.（2021·江苏卷第12题）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确是 A. 电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B. 电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O C. 电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑ D. 电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO2 一、化学反应的方向与限度 1.化学反应的方向(ΔG＝ΔH－TΔS) ΔH ΔS 是否自发 举例 >0 >0 高温自发 CaCO3===CaO＋CO2↑ >0 <0 非自发 2CO===2C＋O2↑ <0 >0 自发 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ <0 <0 低温自发 NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 2.化学平衡问题 ①化学平衡常数 K ② 平衡常数 K 与浓度商 Q 的关系 Q＝K，达到平衡状态；Q＜K，平衡正向移动；Q＞K，平衡逆向移动。 3.外界条件对转化率的影响 ①催化剂对转化率的影响：要关注是否达到平衡，如果仅是“同一时间”，有可能 未达到平衡，此时使用催化剂可以加快单位时间的转化率，但是催化剂不能改变“平衡 转化率”。 ②浓度对转化率的影响：增大反应物浓度与平衡转化率变化的关系(表中 A、B、C均为气态) 可逆反应 改变条件 平衡移动方向 反应物转化率 备注 A＋BC 增大 A 的浓度 正向移动 α(B)增大，α(A)减小 实际 是考虑压强的影响 AB＋C α(A)减小 2AB＋C α(A)不变 3AB＋C α(A)增大 ③压强对转化率的影响。增大压强，向气体计量数之和减小的方向移动，而减小压 强向气体计量数之和增大的方向移动，对于反应前后气体计量数之和不变的反应，转化 率则不受压强影响。 二、电化学原理及其应用 1.原电池模型 注意：原电池正、负极的判断不仅与电极材料的性质有关，还与电解质溶液有关，不要形成活泼金属一定作负极的思维定式。如以Cu、Fe为电极，浓硝酸为电解质溶液时构成的原电池负极是Cu。 2.电极反应式的书写方法 （1）四步法（也适用于电解池） ①确定电极上的反应物及产物。 ②根据反应物和产物中元素化合价的变化确定得失电子的数目，初步写出电极反应式，正极为氧化剂＋ne－还原产物，负极为还原剂－ne－氧化产物。 ③根据原子守恒及介质信息，在初步书写的电极反应式两侧补充介质，介质常为H2O、H＋、OH－等。 ④根据原子守恒及电荷守恒配平电极反应式。 （2）加减法 第一步 根据题中信息，按照“氧化剂＋还原剂＋介质1还原产物＋氧化产物＋介质2”写出电池总反应 第二步 先判断哪个电极反应式简单，再根据公式法写出该电极反应式，并使该电极反应式与电池总反应式转移的电子数目相等 第三步 用电池总反应式减去简单的电极反应式即得复杂的电极反应式 注意：正极的O2在不同介质中对应的产物不同：在碱性（中性）溶液中转化为OH－，在酸性溶液中转化为H2O，在熔融碳酸盐中结合CO2转化为C，在固体氧化物中转化为O2－。 3.可充电电池（二次电池） （1）可充电电池的工作原理 （2）可充电电池的解题流程 a.电解装置及原理模型 b.阴、阳极放电离子判断模型 c.电极反应式的书写示例 （1）提取“信息”书写电极反应式 ①以铝材为阳极，在浓硫酸中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极反应式为2Al－6e－＋3H2OAl2O3＋6H＋。 ②离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2C和AlC组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则电极反应式为 阳极：Al－3e－＋7AlC4Al2C； 阴极：4Al2C＋3e－Al＋7AlC。 （2）根据“交换膜”利用“信息”书写电极反应式 可用氨水作为吸收液吸收工业废气中的SO2，当吸收液失去吸收能力时，可通过电解法使吸收液再生而循环利用（电极均为石墨电极），并生成化工原料硫酸。其工作示意图如下： 阳极：HS－2e－＋H2O3H＋＋S； 阴极：2H＋＋2e－H2↑（或2H2O＋2e－H2↑＋2OH－）。 考向一 化学反应的方向与限度 1．（2024届高考·江苏省南京市、盐城市·统考一模）利用铜-铈氧化物(是活泼金属)催化氧化除去中少量，总反应为，反应机理如下图所示。下列说法正确的是 A．该总反应的平衡常数 B．步骤(i)中有两种元素化合价发生变化 C．步骤(i)、(iii)生成的机理相同 D．步骤(iii)中存在共价键的断裂和共价键的生成 2．（2024届高考·江苏省南通市·统考一模）反应可用于去除氮氧化物。催化该反应的过程如图所示。下列说法正确的是 A．反应过程中，参与反应，降低了反应的焓变 B．该反应的平衡常数 C．其他条件不变时，增大的平衡转化率下降 D．步骤Ⅲ中每消耗，转移电子数目为 3．（2024届高考·江苏省南通市如皋市·统考一模）利用碳氮化反应  ，可将转化为，再进一步还原得到金属钛，下列说法正确的是 A．碳氯化反应在高温下不能自发进行 B．加压、降温均可增大生成的速率 C．反应中每消耗，转移电子的数目约为 D．将与粉碎并混合均匀后反应可提高的平衡转化率 4．（2024届高考·江苏省南通市如皋市·统考一模）工业上用催化还原可以消除氮氧化物的污染，反应原理为：。不同的催化剂催化该反应的最佳活性温度不同。下列说法正确的是 A．上述反应平衡常数 B．其他条件不变时，反应单位时间，去除率随温度升高而增大的原因可能是平衡常数变大 C．其他条件不变，在低温下使用高效催化剂可提高的平衡转化率 D．反应中若采用高分子分离膜及时分离出水蒸气，可以使反应的平衡常数增大 5．（2024届高考·江苏省南京市、盐城市·统考一模）反应可用于尾气脱硝。下列说法正确的是 A．该反应的△S＜0 B．该反应达到平衡后，移除部分H2O(g)，正反应速率增大 C．提高n(NO2)：n(CH4)的比例，可增大NO2的平衡转化率 D．该反应每消耗1 mol NO2，转移电子的数目约为 6．（2024届高考·江苏省苏锡常镇四市·统考一模）对于反应，下列有关说法正确的是 A．该反应的 B．该反应平衡常数的表达式为 C．反应中每消耗22.4 L（标准状况），转移电子数约为 D．温度不变，提高或增大反应压强，均能提高反应速率和的转化率 7．（2024届高考·盐城考前模拟）. 历史上曾用Deacon法生产Cl2，化学原理为：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)。下列说法正确的是 A. 该反应ΔH>0、ΔS>0 B. 反应平衡常数 C. 提高的值可增大HCl的转化率 D. 每生产1 mol Cl2，反应中转移电子数目约2×6.02×1023 8．（2024届高考·南通三模）下列关于反应 的说法正确的是 A. 基态V原子核外电子排布为 B. 反应达到平衡状态时， C. 使用的目是为了增大的平衡转化率 D 其他条件相同，增大压强，平衡常数增大 9．（2024届高考·南通考前模拟） NH3快速消除烟气中的的反应原理为 。反应装置示意图如图所示。下列关于该反应的说法不正确的是 A. 该反应 B. 选择高效催化剂可降低反应的焓变 C. 选择高效催化剂可提高的转化率 D. 每消耗1molNH3，转移电子数目约为 10．（2024届高考·苏州三模）活性催化反应的部分机理如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应的 B. 该反应平衡常数 C. 反应前后碳原子杂化方式没有发生变化 D. 吸附在表面的与中的羟基结合生成水 11．（2024届高考·泰州考前模拟）利用反应制取苯乙烯的机理如下图，下列说法正确的是 A. 图示机理中有非极性键的断裂与形成 B. 该反应的平衡常数 C. 过程Ⅱ中，与位点上中带部分负电荷的作用生成 D. 该反应中每消耗，转移电子的数目约为 12．（2024届高考·扬州考前模拟）工业生产过程中发生反应。下列说法正确的是 A. 反应的平衡常数 B. 该反应、 C. 使用合适催化剂，可以降低反应的活化能，加快反应速率 D. 上述反应中每消耗1mol ，转移电子的数目约为 考向二 电化学原理及其应用 1．(2024·江苏省南通市如皋市高三下第二次适应性考试)以甲苯为原料通过间接氧化法可以制取苯甲醛、苯甲酸等物质，反应原理如下图所示．下列说法正确的是( ) A．电解时的阳极反应为：2Cr3++7H2O＋6e-= Cr2O72-+14H+ B．电解结束后，阴极区溶液pH升高 C．1mol甲苯氧化为0.5mol苯甲醛和0.5mol苯甲酸时，共消耗 D．甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离 2．(2024·江苏省扬州中学高三下学期月考)如图为一种酶生物电池，可将葡萄糖(C6H12O6)转化为葡萄糖内酯(C6H10O6)，两个碳纳米管电极材料由石墨烯片层卷曲而成。下列说法不正确的是( ) A．图中的离子交换膜为阳离子交换膜 B．负极区发生的电极反应主要为C6H12O6-2e-=2H++C6H10O6 C．碳纳米管有良好导电性能，且能高效吸附气体 D．理论上消耗标况下2.24LO2，可生成葡萄糖内酯0.2mol 3．(2024·江苏省连云港市高三第一次调研考试)用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。 下列说法正确的是( ) A．a极电极反应式：2CN-+12OH-+10e-=2CO32-+N2↑＋6H2O B．电池工作一段时间后，右室溶液的减小 C．交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．若将含有26 g CN-的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为292.5 g 4．(2024·江苏省常州市第一中学高三下学期期初检测)LTO材料(Li4Ti5O12和Li4+xTi5O12)是新型锂离子电池的核心材料之一，放电时的工作原理如图1所示(为方便表示，忽略原子半径大小)，LTO材料在充放电过程中的相互转化如图2所示，下列说法中正确的是( ) A．KCl的有机溶液可以用KCl的水溶液代替 B．每转移1mol电子，正极材料质量减少7g C．图2所示A→B的转化为放电时LTO材料中晶胞的变化 D．充电时，阳极的电极方程式为 5．(2024·江苏省海安高级中学高三下学期开学考试)微生物电池具有高效、清洁、环保等优点。某微生物电池工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．电极 a极为该电池的正极 B．放电过程中a极附近溶液增大 C．电极极的电极反应式为 D．每消耗23gCH3CH2OH，理论上会有6molH+通过质子交换膜移向极 6．(2024·江苏泰州高三期中)科学家利用氨硼烷设计成原电池装置如题图所示，常温下该电池总反应为NH3·BH3+3H2O2= NH4BO2+4H2O。下列说法正确的是( ) A．b室为该原电池的负极区 B．放电过程中，通过质子交换膜由b室移向a室 C．a室的电极反应式为NH3·BH3+2H2O-6e-=4NH4++BO2-+6H+ D．其他条件不变时，向H2O2溶液中加入适量溶液能增大电流强度 7．(2024·江苏无锡高三期中)我国科学家设计的耦合光催化、电催化分解水的装置如图所示，光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)。下列有关说法错误的是( ) A．气体X为氢气，气体Y为氧气 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．光催化装置中生成I3-的反应为3I - +2h+=I3- D．每分解0.01molH2O光催化装置生成1.905gI3- 8．(2024·江苏省南通市高三期初教学质量调研)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如下图所示。(已知在KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH )42-存在)。下列叙述不正确的是( ) A．放电时Zn作负极 B．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 C．放电时MnO2电极上发生的反应：MnO2+4H++2e- =Mn2++2H2O D．电路中每通过1 mol电子，Zn电极的质量减小32.5g 9．(2024•江苏省省无锡市第一中学高三质量检测)硫化亚铜(Cu2S)可由Cu和S直接加热化合得到，也可由黄铜矿(CuFeS2，Cu、Fe均为+2价)外接电源发生电化学反应转变而成，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．该装置将化学能转化为电能 B．装置中的离子交换膜是阴离子交换膜 C．电极b的反应式为2CuFeS2−2e−+6H+=Cu2S+2Fe2++3H2S↑ D．电路中每通过0.2mol电子，总共生成0.2molCu2S 10．(2024•江苏省南通市海门区高三第二次调研考试)一种光催化钠离子电池(如下图所示)，是一种高效率的二次电池，放电时左侧发生转化过程为：S2- →S42-。电池中填充固体电解质，用太阳光照射光催化电极可以对该电池进行充电。下列说法不正确的是( ) A．放电时，石墨为负极 B．该电池工作时可能需保持在较高的温度下 C．光照时，光催化电极发生的电极方程式为：3I-−2e−=I3- D．充电时，当完全转化为时，电池左侧质量将减轻138g 11.(2024•江苏省常熟市高三抽测)研究表明，以辛胺[CH3(CH2)6CH2NH2]和CO2为原料高选择性地合成辛腈[CH3(CH2)6CN]和甲酸盐的工作原理如图，下列说法不正确的是( ) A．Ni2P电极与电源正极相连 B．In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成 C．在Ni2P电极上发生的反应为：CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH2)6CN+4H2O D．电路中转移电子时，阴极区溶液质量增加44g (不考虑气体的溶解) 12．(2024•江浙高中发展共同体高三联考)在强碱中氢氧化铁可被一些氧化剂氧化为高铁酸根离子(FeO42-)，FeO42-在酸性条件下氧化性极强且不稳定。隔膜电解法制备K2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．隔膜为阴离子交换膜 B．该方法中KOH可以循环使用，但需另外补充 C．电极上的反应为Fe-6e-+4H2O =FeO42-+8H+ D．电路中每转移0.2mole-，Pt电极上理论上产生气体 13．(2024•江苏省南通市名校联盟高三学业质量联合监测)一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮，下列叙述正确的是( ) A．电池工作时，的迁移方向：左→右 B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液增大 C．“好氧阴极”存在反应： D．“厌氧阳极”区质量减少时，该电极输出电子 14．（2024届高考·江苏省南通·统考二模）一种电解装置如图所示，电解时从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现。下列说法正确的是 A. 左室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ” B. 右室发生的电极反应为 C. “转化Ⅱ”发生的反应为 D. “转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过：3 mol 15.（2024届高考·江苏省南京、盐城市·统考二模）一种电解乙酰基吡嗪废水中的制备的电化学装置如题9图所示。下列说法正确的是 A. 石墨电极与直流电源正极相连 B. 电解时，铂网电极附近pH增大 C. 离子交换膜应选择性透过阴离子 D. 阴极上的电极反应为 16．（2024届高考·江苏省南通如皋·二模模拟）以甲苯为原料通过间接氧化法可以制取苯甲醛、苯甲酸等物质，反应原理如下图所示．下列说法正确的是 A. 电解时的阳极反应为： B. 电解结束后，阴极区溶液升高 C. 甲苯氧化为苯甲醛和苯甲酸时，共消耗 D. 甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离 17．（2024届高考·江苏省南师附中·5月模拟）甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是 A. 物质A是 B. 半透膜是阳离子交换膜 C. a极电极反应为式： D. 可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 18．（2024届高考·江苏省南通市·5月模拟）卤族元素单质及其化合物应用广泛。氟自然界主要存在于萤石()中，与浓反应可制取HF；氯、溴主要存在于海水中，工业常通过电解NaCl饱和溶液制备，可用于制取漂白粉。卤水中可通过氧化、溶液吸收；BrCl能发生水解反应。易升华，一种二次电池正极界面反应机理如图所示。 下列化学反应表示正确的是 A. 电池正极放电时的电极反应有： B. 电解饱和NaCl溶液： C. BrCl与反应： D. 用溶液吸收： 19．（2024届高考·江苏前黄高级中学·二模模拟）高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是 A. 充电时，中性电解质NaCl的浓度增大 B. 放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH) C. 充电时，1molFQH2转化为FQ转移2mol电子 D. 放电时，正极区溶液的pH增大 20．（2024届高考·江苏苏锡常镇·二模模拟）电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是(    ) A. 极反应式为 B. 电解一段时间，、两电极区的均减小 C. 电解过程中从极通过质子交换膜转移至极 D. 相同时间内，、两极消耗的物质的量之比为： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题五 化学反应的方向与限度 电化学原理及其应用 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。 最新模拟探源：精选适量最新模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 考查统计 化学反应的方向和限度专题主要以实际生产为载体考查化学反应进行的方向、化学反应速率和化学平衡，包括化学反应速率的计算、影响化学平衡的因素及规律、平衡状态的判断、平衡常数和转化率的计算，同时渗透对计算能力、数形结合能力、语言组织能力等的考查。 电化学及其应用主要以真实的情境考察原电池原理的应用，特别是新型电池的应用以及电极方程式的书写。常涉及考查两电极反应式的书写、两电极附近溶液性质的变化、电子的转移或电流方向的判断、燃料电池和新型电池的正、负极材料分析和电极反应式的书写。 考向一 化学反应的方向与限度 2024·江苏卷，5 2023·江苏卷，10 2022·江苏卷，10 2021·江苏卷，8 考向二 电化学原理及其应用 2024·江苏卷，8 2023·江苏卷，17 2022·江苏卷，17 2021·江苏卷，12 命题分析 分析近三年的高考试题，化学反应的方向和限度专题主要考查化学反应进行的方向与限度、化学反应速率、化学平衡常数及化学平衡移动的影响因素，反应机理的描述等。电化学及其应用中电化学是高考每年必考内容，命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下，体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。通过陌生电化学装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。。预测2025年高考会继续融合生产生活情境进行考察化学反应的方向和限度，化学平衡常数，催化剂、外界条件变化对反应物转化率的影响等。电化学原理及应用利用新型电池的工作原理及电解原理的应用为背景，考查电极反应式的书写、离子移动方向、金属的电化学腐蚀及防护等知识以及信息提取、应用能力进行考查。 试题精讲 考向一 化学反应的方向与限度 1.（2024·江苏卷第5题）催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变，常见倠化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。倠化反应广泛存在，如豆科植物固氮、石墨制金刚石、和制(二甲醚)、倠化氧化等。催化剂有选择性，如与反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用催化生成。催化作用能消除污染和影响环境，如汽车尾气处理、废水中电倠化生成、氯自由基催化分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界，高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。下列说法正确的是 A. 豆科植物固氮过程中，固氮酶能提高该反应的活化能 B. 与反应中，Ag催化能提高生成的选择性 C. 制反应中，能加快化学反应速率 D. 与反应中，能减小该反应的焓变 【答案】C 【解析】A． 固氮酶是豆科植物固氮过程的催化剂，能降低该反应的活化能，A错误； B．根据题意，催化剂有选择性，如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO，则判断Ag催化不能提高生成CH3CHO的选择性，B错误； C． MnO2是H2O2制O2反应的催化剂，能加快化学反应速率，C正确； D． V2O5是SO2与O2反应的催化剂，能加快反应速率，但不能改变该反应的焓变，D错误； 故选C。 考向二 电化学原理及其应用 2.（2024·江苏卷第8题） 碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A. 电池工作时，发生氧化反应 B. 电池工作时，通过隔膜向正极移动 C. 环境温度过低，不利于电池放电 D. 反应中每生成，转移电子数为 【答案】C 【分析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：。 【解析】A．电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故A错误； B．电池工作时，通过隔膜向负极移动，故B错误； C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确； D．由电极反应式可知，反应中每生成，转移电子数为，故D错误； 故选C。 考向一 化学反应的方向与限度 1.（2023·江苏卷第10题）金属硫化物()催化反应，既可以除去天然气中的，又可以获得。下列说法正确的是 A. 该反应的 B. 该反应的平衡常数 C. 题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用 D. 该反应中每消耗，转移电子的数目约为 【答案】C 【解析】A．左侧反应物气体计量数之和为3，右侧生成物气体计量数之和为5， ，A错误； B．由方程形式知， ，B错误； C．由题图知，经过步骤Ⅰ后，中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力，C正确； D．由方程式知，消耗同时生成，转移，数目为，D错误； 故选C。 2.（2022·江苏卷第10题）用尿素水解生成的催化还原，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为，下列说法正确的是 A. 上述反应 B. 上述反应平衡常数 C. 上述反应中消耗，转移电子的数目为 D. 实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小 【答案】B 【解析】A．由方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，反应△S＞0，故A错误； B．由方程式可知，反应平衡常数，故B正确； C．由方程式可知，反应每消耗4mol氨气，反应转移12mol电子，则反应中消耗1mol氨气转移电子的数目为3mol×4××6.02×1023=3×6.02×1023，故C错误； D．实际应用中，加入尿素的量越多，尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度增大，故D错误； 故选B。 3.（2021·江苏卷第8题）. N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO3-转化为N2。对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，下列说法正确的是 A. 该反应的ΔH<0，ΔS<0 B. 反应的平衡常数可表示为K= C. 使用高效催化剂能降低反应的焓变 D. 其他条件相同，增大，NO的转化率下降 【答案】A 【解析】A．2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1，反应气体物质的量减少，ΔS<0，故A正确； B．2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应的平衡常数可表示为K=，故B错误； C．使用高效催化剂，反应的焓变不变，故C错误； D．其他条件相同，增大，NO的转化率增大，故D错误； 选A。 考向二 电化学原理及其应用 4.（2023·江苏卷第17题节选）催化电解吸收的KOH溶液可将转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图乙所示。 其中，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 ①当电解电压为时，电解过程中含碳还原产物的为0，阴极主要还原产物为___________(填化学式)。 ②当电解电压为时，阴极由生成的电极反应式为___________。 ③当电解电压为时，电解生成的和的物质的量之比为___________(写出计算过程)。 【答案】 H2 1:2 【解析】当电解电压为时，电解过程中含碳还原产物的为0，说明二氧化碳为得电子，为氢离子得电子变成氢气。当电解电压为时，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知碱性条件下阴极由生成的电极反应式为。当电解电压为时，电解过程中还原产物的为24%，还原产物的为8%，每生成1mol转移12mole-，每生成1mol转移2mole-，故电解生成的和的物质的量之比为。 5.（2022·江苏卷第17题节选）. 氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。 （1）“热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤，其过程如图所示。 电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性溶液，阴极区为盐酸，电解过程中转化为。电解时阳极发生的主要电极反应为_______(用电极反应式表示)。 【答案】 【解析】电解在质子交换膜电解池中进行，H+可自由通过，阳极区为酸性溶液，电解过程中转化为，电解时阳极发生的主要电极反应为：； 6.（2021·江苏卷第12题）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确是 A. 电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B. 电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O C. 电解的总反应方程式：2H2O2H2↑+O2↑ D. 电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO2 【答案】B 【解析】A．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，电解后KOH溶液的物质的量浓度不变，故A错误； B．电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，故B正确； C．阴极水电离的氢离子得电子生成氢气，阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH，电解过程总反应为，故C错误； D．电解过程中转移4mol电子，生成4molNiOOH，根据，生成1mol氧气，非标准状况下的体积不一定是22.4L，故D错误； 选B。 一、化学反应的方向与限度 1.化学反应的方向(ΔG＝ΔH－TΔS) ΔH ΔS 是否自发 举例 >0 >0 高温自发 CaCO3===CaO＋CO2↑ >0 <0 非自发 2CO===2C＋O2↑ <0 >0 自发 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ <0 <0 低温自发 NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 2.化学平衡问题 ①化学平衡常数 K ② 平衡常数 K 与浓度商 Q 的关系 Q＝K，达到平衡状态；Q＜K，平衡正向移动；Q＞K，平衡逆向移动。 3.外界条件对转化率的影响 ①催化剂对转化率的影响：要关注是否达到平衡，如果仅是“同一时间”，有可能 未达到平衡，此时使用催化剂可以加快单位时间的转化率，但是催化剂不能改变“平衡 转化率”。 ②浓度对转化率的影响：增大反应物浓度与平衡转化率变化的关系(表中 A、B、C均为气态) 可逆反应 改变条件 平衡移动方向 反应物转化率 备注 A＋BC 增大 A 的浓度 正向移动 α(B)增大，α(A)减小 实际 是考虑压强的影响 AB＋C α(A)减小 2AB＋C α(A)不变 3AB＋C α(A)增大 ③压强对转化率的影响。增大压强，向气体计量数之和减小的方向移动，而减小压 强向气体计量数之和增大的方向移动，对于反应前后气体计量数之和不变的反应，转化 率则不受压强影响。 二、电化学原理及其应用 1.原电池模型 注意：原电池正、负极的判断不仅与电极材料的性质有关，还与电解质溶液有关，不要形成活泼金属一定作负极的思维定式。如以Cu、Fe为电极，浓硝酸为电解质溶液时构成的原电池负极是Cu。 2.电极反应式的书写方法 （1）四步法（也适用于电解池） ①确定电极上的反应物及产物。 ②根据反应物和产物中元素化合价的变化确定得失电子的数目，初步写出电极反应式，正极为氧化剂＋ne－还原产物，负极为还原剂－ne－氧化产物。 ③根据原子守恒及介质信息，在初步书写的电极反应式两侧补充介质，介质常为H2O、H＋、OH－等。 ④根据原子守恒及电荷守恒配平电极反应式。 （2）加减法 第一步 根据题中信息，按照“氧化剂＋还原剂＋介质1还原产物＋氧化产物＋介质2”写出电池总反应 第二步 先判断哪个电极反应式简单，再根据公式法写出该电极反应式，并使该电极反应式与电池总反应式转移的电子数目相等 第三步 用电池总反应式减去简单的电极反应式即得复杂的电极反应式 注意：正极的O2在不同介质中对应的产物不同：在碱性（中性）溶液中转化为OH－，在酸性溶液中转化为H2O，在熔融碳酸盐中结合CO2转化为C，在固体氧化物中转化为O2－。 3.可充电电池（二次电池） （1）可充电电池的工作原理 （2）可充电电池的解题流程 a.电解装置及原理模型 b.阴、阳极放电离子判断模型 c.电极反应式的书写示例 （1）提取“信息”书写电极反应式 ①以铝材为阳极，在浓硫酸中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极反应式为2Al－6e－＋3H2OAl2O3＋6H＋。 ②离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2C和AlC组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则电极反应式为 阳极：Al－3e－＋7AlC4Al2C； 阴极：4Al2C＋3e－Al＋7AlC。 （2）根据“交换膜”利用“信息”书写电极反应式 可用氨水作为吸收液吸收工业废气中的SO2，当吸收液失去吸收能力时，可通过电解法使吸收液再生而循环利用（电极均为石墨电极），并生成化工原料硫酸。其工作示意图如下： 阳极：HS－2e－＋H2O3H＋＋S； 阴极：2H＋＋2e－H2↑（或2H2O＋2e－H2↑＋2OH－）。 考向一 化学反应的方向与限度 1．（2024届高考·江苏省南京市、盐城市·统考一模）利用铜-铈氧化物(是活泼金属)催化氧化除去中少量，总反应为，反应机理如下图所示。下列说法正确的是 A．该总反应的平衡常数 B．步骤(i)中有两种元素化合价发生变化 C．步骤(i)、(iii)生成的机理相同 D．步骤(iii)中存在共价键的断裂和共价键的生成 【答案】D 【解析】A．根据反应方程式，可得该总反应的平衡常数为：，A项错误； B．通过步骤(i)可知，CO变成，碳元素化合价升高，故Cu和Ce化合价会降低，所以步骤(i)中有三种元素化合价发生变化，B项错误； C．由反应机理可知，步骤(i)是一氧化碳与铜-铈氧化物中的氧元素结合，生成二氧化碳，步骤(iii)是一氧化碳与氧气中的氧元素结合，生成二氧化碳，生成二氧化碳的机理不相同，C项错误； D．步骤(iii)中氧气中的氧氧共价键发生断裂，同时有碳氧共价键生成，存在共价键的断裂和共价键的生成，D项正确； 故选D。 2．（2024届高考·江苏省南通市·统考一模）反应可用于去除氮氧化物。催化该反应的过程如图所示。下列说法正确的是 A．反应过程中，参与反应，降低了反应的焓变 B．该反应的平衡常数 C．其他条件不变时，增大的平衡转化率下降 D．步骤Ⅲ中每消耗，转移电子数目为 【答案】D 【解析】A．反应过程中，Cu+为催化剂，降低反应活化能但不改变焓变，A错误； B．平衡常数等于生成物的浓度幂之积比上反应物的浓度幂之积，所以，B错误； C．增大一种反应物的量，可以提高另一种反应物的转化率，增大，则NO的转化率增大，C错误； D．由反应Ⅰ可知，1molCu+结合1molO2，转移4mol电子，所以转移电子数目为，D正确； 故选D。 3．（2024届高考·江苏省南通市如皋市·统考一模）利用碳氮化反应  ，可将转化为，再进一步还原得到金属钛，下列说法正确的是 A．碳氯化反应在高温下不能自发进行 B．加压、降温均可增大生成的速率 C．反应中每消耗，转移电子的数目约为 D．将与粉碎并混合均匀后反应可提高的平衡转化率 【答案】C 【解析】A．碳氯化反应是放热反应，熵增的反应，根据，则该反应在任意温度下能自发进行，故A错误； B．加压，速率增大，降温，速率降低，因此不能增大生成的速率，故B错误； C．根据方程式分析，消耗1mol，转移4mol电子，反应中每消耗，转移电子的数目约为，故C正确； D．将与粉碎并混合均匀后反应可提高的反应速率，是由于增大接触面积，但不能提高平衡转化率，故D错误。 综上所述，答案为C。 4．（2024届高考·江苏省南通市如皋市·统考一模）工业上用催化还原可以消除氮氧化物的污染，反应原理为：。不同的催化剂催化该反应的最佳活性温度不同。下列说法正确的是 A．上述反应平衡常数 B．其他条件不变时，反应单位时间，去除率随温度升高而增大的原因可能是平衡常数变大 C．其他条件不变，在低温下使用高效催化剂可提高的平衡转化率 D．反应中若采用高分子分离膜及时分离出水蒸气，可以使反应的平衡常数增大 【答案】C 【解析】A．上述反应水为气体参与反应，固体和纯液体不写入表达式，所以平衡常数，故A错误； B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故B错误； C．其他条件不变时，在低温下平衡正向移动，可提高的平衡转化率，而催化剂可以加快反应速率，更快达到平衡，故C正确； D．采用高分子分离膜及时分离出水蒸气，反应体系中水蒸气浓度减小，平衡正向移动，NO2去除率增大，但是温度不变，反应的平衡常数不变，故D错误； 故答案选C。 5．（2024届高考·江苏省南京市、盐城市·统考一模）反应可用于尾气脱硝。下列说法正确的是 A．该反应的△S＜0 B．该反应达到平衡后，移除部分H2O(g)，正反应速率增大 C．提高n(NO2)：n(CH4)的比例，可增大NO2的平衡转化率 D．该反应每消耗1 mol NO2，转移电子的数目约为 【答案】D 【解析】A．根据反应方程式可知：反应混合物都是气体，反应物气体物质系数之和是3，生成物气体物质系数之和是4，因此该反应是熵增的反应，故该反应的△S＞0，A错误； B．H2O(g)是生成物，在该反应达到平衡后，若移除部分H2O(g)，逆反应速率瞬间减小，正反应速率不变，由于v(正)＞v(逆)，故化学平衡正向移动，平衡移动过程中正反应速率逐渐减小，B错误； C．若提高n(NO2)：n(CH4)的比例，化学平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大，但NO2的平衡转化率反而会降低，C错误； D．根据反应方程式可知：每有2 mol NO2反应，反应过程中会转移8 mol电子，则当消耗1 mol NO2时，转移电子的物质的量是4 mol，则转移的电子数目约为，D正确； 故合理选项是D。 6．（2024届高考·江苏省苏锡常镇四市·统考一模）对于反应，下列有关说法正确的是 A．该反应的 B．该反应平衡常数的表达式为 C．反应中每消耗22.4 L（标准状况），转移电子数约为 D．温度不变，提高或增大反应压强，均能提高反应速率和的转化率 【答案】D 【解析】A．该反应前后气体分子数减少，则，故A错误； B．该反应平衡常数的表达式为，故B错误； C．每消耗22.4 L（标准状况），即1mol氧气时，转移4mol电子，转移电子数为，故C错误； D．增大浓度或增大压强均能提高化学反应速率，增大氧气的浓度或增大压强均有利于该反应正向移动，从而提高二氧化硫的转化率，故D正确； 故选：D。 7．（2024届高考·盐城考前模拟）. 历史上曾用Deacon法生产Cl2，化学原理为：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)。下列说法正确的是 A. 该反应ΔH>0、ΔS>0 B. 反应平衡常数 C. 提高的值可增大HCl的转化率 D. 每生产1 mol Cl2，反应中转移电子数目约2×6.02×1023 【答案】D 【解析】A．该反应为HCl在氧气中的燃烧反应，属于放热反应，ΔH<0，另外该反应是气体体积减小的反应，ΔS<0，A错误； B．反应平衡常数表达式为，B错误； C．提高的值HCl的转化率减小，C错误； D．该反应中Cl元素由-1价上升到0价，每生产1 mol Cl2，反应中转移2mol电子，数目为2×6.02×1023，D正确； 故选D。 8．（2024届高考·南通三模）下列关于反应 的说法正确的是 A. 基态V原子核外电子排布为 B. 反应达到平衡状态时， C. 使用的目是为了增大的平衡转化率 D 其他条件相同，增大压强，平衡常数增大 【答案】B 【解析】A．V为第23号元素，基态V原子核外电子排布为，A项不符合题意； B．反应达到平衡状态时，，B项符合题意； C．催化剂可以增大化学反应速率，不能使平衡移动，不能改变平衡转化率，C项不符合题意； D．化学平衡常数只受温度的影响，温度改变，平衡常数才会改变，D项不符合题意； 故正确选项为B。 9．（2024届高考·南通考前模拟） NH3快速消除烟气中的的反应原理为 。反应装置示意图如图所示。下列关于该反应的说法不正确的是 A. 该反应 B. 选择高效催化剂可降低反应的焓变 C. 选择高效催化剂可提高的转化率 D. 每消耗1molNH3，转移电子数目约为 【答案】B 【解析】A．根据反应方程式可知，反应物气体系数之和小于生成物气体系数之和，即该反应ΔS＞0，故A说法正确； B．使用催化剂，可以降低活化能，但不能降低反应焓变，故B说法错误； C．选择高效催化剂，可以提高反应速率，即可以提高单位时间内NOx的转化率，故C说法正确； D．根据反应方程式可知，NH3中N元素化合价由-3价升高为0价，NO2、NO中N元素化合价降低，因此消耗1molNH3，转移电子物质的量为1mol×3=3mol，即转移电子数目是3×6.02×1023，故D说法正确； 故答案为B。 10．（2024届高考·苏州三模）活性催化反应的部分机理如图所示。下列说法正确的是 A. 该反应的 B. 该反应平衡常数 C. 反应前后碳原子杂化方式没有发生变化 D. 吸附在表面的与中的羟基结合生成水 【答案】C 【解析】A．该自发反应熵减，按可知该反应为放热反应，则，A错误； B．平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比；水为纯物质，故反应的平衡常数，B错误； C．由反应可知，反应前后碳原子均为羧基中碳原子，故碳原子杂化方式始终为sp2杂化、杂化方式没有发生变化，C正确； D．由图知，吸附在表面的与中的羟基中的氧结合生成水，D错误； 故选C。 11．（2024届高考·泰州考前模拟）利用反应制取苯乙烯的机理如下图，下列说法正确的是 A. 图示机理中有非极性键的断裂与形成 B. 该反应的平衡常数 C. 过程Ⅱ中，与位点上中带部分负电荷的作用生成 D. 该反应中每消耗，转移电子的数目约为 【答案】C 【解析】A．由图可知，图示机理中有碳碳非极性键的形成，没有碳碳非极性键的断裂，故A错误； B．由方程式可知，反应的平衡常数，故B错误； C．由图可知，过程Ⅱ中，乙苯产生的氢离子与B2位点上二氧化碳中带部分负电荷的氧原子作用生成，故C正确； D．由方程式可知，反应中消耗1mol二氧化碳，反应转移2mol电子，则转移电子的数目约为，故D错误； 故选C。 12．（2024届高考·扬州考前模拟）工业生产过程中发生反应。下列说法正确的是 A. 反应的平衡常数 B. 该反应、 C. 使用合适催化剂，可以降低反应的活化能，加快反应速率 D. 上述反应中每消耗1mol ，转移电子的数目约为 【答案】C 【解析】A．根据化学平衡常数数学表达式，该反应化学平衡常数表达式为K=，故A错误； B．该反应为放热反应，即ΔH＜0，该反应为气体系数减小的反应，为熵减，即ΔS＞0，故错误； C．使用催化剂，可以降低反应活化能，提高了活化分子百分数，加快反应速率，故C正确； D．消耗1mol氧气，转移电子个数为1×4×6.02×1023，故D错误； 答案为C。 考向二 电化学原理及其应用 1．(2024·江苏省南通市如皋市高三下第二次适应性考试)以甲苯为原料通过间接氧化法可以制取苯甲醛、苯甲酸等物质，反应原理如下图所示．下列说法正确的是( ) A．电解时的阳极反应为：2Cr3++7H2O＋6e-= Cr2O72-+14H+ B．电解结束后，阴极区溶液pH升高 C．1mol甲苯氧化为0.5mol苯甲醛和0.5mol苯甲酸时，共消耗 D．甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离 【答案】C 【解析】由图可知，左侧电极为阳极，水分子作用下铬离子在阳极失去电子发生氧化反应生成重铬酸根离子和氢离子，电极反应式为2Cr3++7H2O-6e-= Cr2O72-+14H+，阳极槽外中重铬酸根离子与甲苯在酸性条件下反应生成苯甲醛或苯甲酸，反应的离子方程式为3C6H5-CH3+2 Cr2O72-+16H+=3C6H5-CHO +4Cr3++11H2O， C6H5-CH3+ Cr2O72-+8H+=C6H5-COOH +2Cr3++5H2O，电解时，氢离子通过阳离子交换膜由阳极区进入阴极区，右侧电极为电解池的阴极，阴极氢离子放电，电极反应为：2H＋＋2e-=H2↑。A电解时的阳极发生氧化反应，电极反应为：2Cr3++7H2O-6e-= Cr2O72-+14H+，A错误；B项，阳极区产生的氢离子透过质子交换膜进入阴极区，阴极上氢离子放电，电极反应为：2H＋＋2e-=H2↑，电极上每消耗2molH+，就有2molH+进入阴极区，故电极电解结束后，阴极区溶液pH不变，B错误；C项，结合3C6H5-CH3+2 Cr2O72-+16H+=3C6H5-CHO +4Cr3++11H2O，0.5mol甲苯氧化为0.5mol苯甲醛时消耗，根据C6H5-CH3+ Cr2O72-+8H+=C6H5-COOH +2Cr3++5H2O，0.5mol甲苯氧化为0.5mol苯甲酸时消耗0.5mol Cr2O72-，则1mol甲苯氧化为0.5mol苯甲醛和0.5mol苯甲酸时，共消耗，C正确；D项，甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物是互溶的液体，不可以通过分液的方法分离，D错误；故选C。 2．(2024·江苏省扬州中学高三下学期月考)如图为一种酶生物电池，可将葡萄糖(C6H12O6)转化为葡萄糖内酯(C6H10O6)，两个碳纳米管电极材料由石墨烯片层卷曲而成。下列说法不正确的是( ) A．图中的离子交换膜为阳离子交换膜 B．负极区发生的电极反应主要为C6H12O6-2e-=2H++C6H10O6 C．碳纳米管有良好导电性能，且能高效吸附气体 D．理论上消耗标况下2.24LO2，可生成葡萄糖内酯0.2mol 【答案】D 【解析】由图可知，右侧碳纳米管为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，左侧碳纳米管为负极，电极反应式为H2-2e-=2H+，C6H12O6-2e-=2H++C6H10O6。A项，图中离子交换膜能让氢离子透过，故离子交换膜为阳离子交换膜，故A正确；B项，负极区发生的电极反应主要为C6H12O6-2e-=2H++C6H10O6，故B正确；C项，碳纳米管电极材料由石墨烯片层卷曲而成，有良好导电性能，且能高效吸附气体，故C正确；D项，理论上消耗标况下2.24LO2，得到0.4mole-，由于负极区有H2和C6H12O6两种物质失电子，所以生成葡萄糖内酯小于0.2mol，故D错误；故选D。 3．(2024·江苏省连云港市高三第一次调研考试)用如图所示的新型电池可以处理含的碱性废水，同时还可以淡化海水。 下列说法正确的是( ) A．a极电极反应式：2CN-+12OH-+10e-=2CO32-+N2↑＋6H2O B．电池工作一段时间后，右室溶液的减小 C．交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜 D．若将含有26 g CN-的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为292.5 g 【答案】D 【解析】由图可知，a电极CN-在碱性条件下失去电子生成氮气，电极反应为2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2↑＋6H2O，a为负极，则b为正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，以此解题。A项，a极电极反应式：2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2↑＋6H2O，A错误；B项，b为正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，则消耗氢离子，pH增大，B错误；C．由A分析可知，a电极附近负电荷减少，则阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动，由B分析可知，b电极附近正电荷减少，则阳离子通过交换膜Ⅱ向右移动，C错误；D项，26 g CN-的物质的量为1mol，根据选项A分析可知，消耗1mol CN-时转移5mol电子，根据电荷守恒可知，可同时处理5mol NaCl，其质量为292.5 g，D正确；故选D。 4．(2024·江苏省常州市第一中学高三下学期期初检测)LTO材料(Li4Ti5O12和Li4+xTi5O12)是新型锂离子电池的核心材料之一，放电时的工作原理如图1所示(为方便表示，忽略原子半径大小)，LTO材料在充放电过程中的相互转化如图2所示，下列说法中正确的是( ) A．KCl的有机溶液可以用KCl的水溶液代替 B．每转移1mol电子，正极材料质量减少7g C．图2所示A→B的转化为放电时LTO材料中晶胞的变化 D．充电时，阳极的电极方程式为 【答案】C 【解析】由图可知，放电时，锂电极为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，LTO材料电极为正极，锂离子作用下Li4Ti5O12在正极得到电子发生还原反应生成Li4+xTi5O12，充电时，与直流电源负极相连的锂电极做电解池的阴极，LTO材料电极做阳极。A项，锂能与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以氯化钾的有机溶液不能用氯化钾的水溶液代替，故A错误；B项，放电时，LTO材料电极为正极，锂离子作用下Li4Ti5O12在正极得到电子发生还原反应生成Li4+xTi5O12，则转移1mol电子时，正极材料质量增加7g，故B错误；C项，放电时，LTO材料电极为正极，锂离子作用下Li4Ti5O12在正极得到电子发生还原反应生成Li4+xTi5O12，则A→B的转化为放电时LTO材料中晶胞的变化，故C正确；D项，充电时，与直流电源负极相连的锂电极做电解池的阴极，锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成锂，电极反应式为Li++e—=Li，故D错误；故选C。 5．(2024·江苏省海安高级中学高三下学期开学考试)微生物电池具有高效、清洁、环保等优点。某微生物电池工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．电极 a极为该电池的正极 B．放电过程中a极附近溶液增大 C．电极极的电极反应式为 D．每消耗23gCH3CH2OH，理论上会有6molH+通过质子交换膜移向极 【答案】D 【解析】电极b发生的反应为：，因此b为正极，电极a发生的反应为：，因此a为负极。A项，该电池中甲醇做还原剂，所以a极为该电池的负极，A项错误；B项，放电过程中a极的电极反应式为，所以其附近pH降低，B项错误；C项，b极的电极反应式为，C项错误；D项，每消耗23gCH3CH2OH即消耗0.5molCH3CH2OH，根据a极的电极反应式：可知产生6molH+，6mol H+通过质子交换膜移向b极即移向正极，故D正确；故选D。 6．(2024·江苏泰州高三期中)科学家利用氨硼烷设计成原电池装置如题图所示，常温下该电池总反应为NH3·BH3+3H2O2= NH4BO2+4H2O。下列说法正确的是( ) A．b室为该原电池的负极区 B．放电过程中，通过质子交换膜由b室移向a室 C．a室的电极反应式为NH3·BH3+2H2O-6e-=4NH4++BO2-+6H+ D．其他条件不变时，向H2O2溶液中加入适量溶液能增大电流强度 【答案】C 【解析】氨硼烷中硼元素化合价升高，被氧化，是负极；过氧化氢中氧元素化合价降低，被还原，是正极。A项，b室为过氧化氢溶液，是正极，A项错误；B项，放电时，氢离子是阳离子，向正极移动，应有a室移向b室，B项错误；C项，a室为氨硼烷被氧化，失去电子，变成NH4BO2，C项正确；D项，该电解质为酸性溶液，加入NaOH溶液不能增大电流强度，D项错误；故选C。 7．(2024·江苏无锡高三期中)我国科学家设计的耦合光催化、电催化分解水的装置如图所示，光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)。下列有关说法错误的是( ) A．气体X为氢气，气体Y为氧气 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．光催化装置中生成I3-的反应为3I - +2h+=I3- D．每分解0.01molH2O光催化装置生成1.905gI3- 【答案】D 【解析】由图可知，光催化装置发生氢离子得到电子发生还原反应：2H++2e-=H2↑、碘离子发生氧化反应：3I - +2e-=I3-；电催化装置为电解装置，阴极发生还原反应，电极式I3-+2e-=3I-，阳极发生氧化反应，反应式为4OH - +4e--= 2H2O+O2↑。A项，由分析可知，气体X为氢气，气体Y为氧气，A正确；  B项，电催化装置为电解装置，阴极电极式I3-+2e-=3I-，阳极反应式为4OH - +4e-= 2H2O+O2↑，阴极上阴离子物质的量增大，阳极上消耗阴离子，根据装置图可知，阳离子迁移到左侧，离子交换膜为阳离子交换膜，B正确；C项，光催化装置中生成I3-的反应为3I - +2e-=I3-，C正确；D项，光催化过程中，每分解0.01molH2O则转移0.02mol电子时，生成0.01molI3-，质量为0.01mol×381g/mol=3.81g，D错误；故选D。 8．(2024·江苏省南通市高三期初教学质量调研)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如下图所示。(已知在KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH )42-存在)。下列叙述不正确的是( ) A．放电时Zn作负极 B．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 C．放电时MnO2电极上发生的反应：MnO2+4H++2e- =Mn2++2H2O D．电路中每通过1 mol电子，Zn电极的质量减小32.5g 【答案】B 【解析】根据题意可知，此装置为原电池，Zn为负极，发生氧化反应，电极反应为Zn-2e-+4OH-= Zn(OH )42-，负极区K+剩余，通过隔膜迁移到II区；MnO2电极为正极，发生还原反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，正极区SO42-过量，通过隔膜迁移到II区，故II区中K2SO4溶液的浓度增大。A项，Zn为负极，发生氧化反应，电极反应为Zn-2e-+4OH-= Zn(OH )42-，故A正确；B项，I区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移，a为阴离子交换膜，K+从III区通过隔膜迁移到II区，b为阳离子交换膜，故B错误；C项，MnO2电极做正极，电极反应为：MnO2+4H++2e-═Mn2++2H2O，故C正确；D项，Zn电极反应式为Zn-2e-+4OH-= Zn(OH )42-，所以电路中通过1 mol电子，负极锌溶解的质量为0.5×65=32.5g，故D正确；故选B。 9．(2024•江苏省省无锡市第一中学高三质量检测)硫化亚铜(Cu2S)可由Cu和S直接加热化合得到，也可由黄铜矿(CuFeS2，Cu、Fe均为+2价)外接电源发生电化学反应转变而成，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．该装置将化学能转化为电能 B．装置中的离子交换膜是阴离子交换膜 C．电极b的反应式为2CuFeS2−2e−+6H+=Cu2S+2Fe2++3H2S↑ D．电路中每通过0.2mol电子，总共生成0.2molCu2S 【答案】D 【解析】由图可知，该装置为电解池，a电极为电解池的阳极，在硫化氢作用下，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成硫化亚铜和氢离子，电极反应式为2Cu−2e−+H2S =Cu2S+2H+，b电极是阴极，CuFeS2在阴极得到电子发生还原反应得到Cu2S、Fe2+、H2S，电极反应式为2CuFeS2+2e−+6H+=Cu2S+2Fe2++3H2S↑，氢离子通过阳离子交换膜，由左室向右室移动。A项，该装置为将电能转化为化学能的电解池，A错误； B项，工作时氢离子通过阳离子交换膜，由左室向右室移动，为阳离子交换膜，B错误；C项，b电极是阴极，CuFeS2在阴极得到电子发生还原反应得到Cu2S、Fe2+、H2S，电极反应式为2CuFeS2+2e−+6H+=Cu2S+2Fe2++3H2S↑，C错误；D项，电路中每通过0.2mol电子，阴阳极各生成0.1molCu2S，总共生成0.2molCu2S，D正确；故选D。 10．(2024•江苏省南通市海门区高三第二次调研考试)一种光催化钠离子电池(如下图所示)，是一种高效率的二次电池，放电时左侧发生转化过程为：S2- →S42-。电池中填充固体电解质，用太阳光照射光催化电极可以对该电池进行充电。下列说法不正确的是( ) A．放电时，石墨为负极 B．该电池工作时可能需保持在较高的温度下 C．光照时，光催化电极发生的电极方程式为：3I-−2e−=I3- D．充电时，当完全转化为时，电池左侧质量将减轻138g 【答案】D 【解析】由题干电池工作原理图示信息可知，放电时石墨电极上的反应为：4S2-−6e−=S42-，发生氧化反应，为负极，光催化电极上的反应为：I3-+2e−=3I-，发生还原反应，为正极；充电时，石墨电极上的电极反应为：S42-+6e−=4S2-，发生还原反应，为阴极，光催化电极上的电极反应为：3I-−2e−=I3-，发生氧化反应，为阳极。A项，放电时，石墨为负极，A正确；B项，电池中填充固体电解质，固体电解质在熔融状态下才能导电，故该电池工作时可能需保持在较高的温度下，B正确；C项，光照时，电池处于充电状态，由分析可知，充电时，光催化电极发生的电极方程式为：3I-−2e−=I3-，C正确；D项，充电时，石墨电极上的电极反应为：S42-+6e−=4S2-，当1 mol S42-完全转化为S2-时，转移6mol e-，则有6mol Na+从电池右侧流向左侧，则电池左侧质量将增加138g，D错误；故选D。 11.(2024•江苏省常熟市高三抽测)研究表明，以辛胺[CH3(CH2)6CH2NH2]和CO2为原料高选择性地合成辛腈[CH3(CH2)6CN]和甲酸盐的工作原理如图，下列说法不正确的是( ) A．Ni2P电极与电源正极相连 B．In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成 C．在Ni2P电极上发生的反应为：CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH2)6CN+4H2O D．电路中转移电子时，阴极区溶液质量增加44g (不考虑气体的溶解) 【答案】D 【解析】由图中知，In/In2O3-x电极上CO32-→HCOO-可知，CO32-发生得电子的还原反应，则In/In2O3-x电极为阴极，电极反应式为：CO32-+2e-+2H2O═HCOO-+3OH-，Ni2P电极为阳极，辛胺在阳极上失电子生成辛腈，电极反应式为CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH2)6CN+4H2O，阴极与外加电源的负极相接，阳极与外加电源的正极相接。A项，Ni2P电极为阳极，与电源正极相连，故A正确；B项，In/In2O3-x电极为阴极，阴极可能有H2O得电子的反应生成H2，因此可能有副产物H2生成，故B正确；C项，1mol辛胺→辛腈转移4mol电子，初步确定电极反应为：CH3(CH2)7NH2-4e-→CH3(CH2)6CN，根据图示，可在左边添加4个OH-配平电荷守恒，右边添加4个H2O配平元素守恒，最终得电极反应为：CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH2)6CN+4H2O，故C正确；D项，阴极反应为CO32-+2e-+2H2O═HCOO-+3OH-，当电路中有2mol电子通过时，阴极上吸收1mol(44g)CO2，同时有2mol(34g)OH-通过隔膜移出阴极区，所以阴极区溶液质量增加10g，故D错误；故选D。 12．(2024•江浙高中发展共同体高三联考)在强碱中氢氧化铁可被一些氧化剂氧化为高铁酸根离子(FeO42-)，FeO42-在酸性条件下氧化性极强且不稳定。隔膜电解法制备K2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．隔膜为阴离子交换膜 B．该方法中KOH可以循环使用，但需另外补充 C．电极上的反应为Fe-6e-+4H2O =FeO42-+8H+ D．电路中每转移0.2mole-，Pt电极上理论上产生气体 【答案】B 【解析】该装置为电解池，与直流电源正极相连的铁电极为阳极，碱性条件下，铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子，电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，铂电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑＋2OH- ，电解的总反应为Fe+2H2O+2OH-=FeO42-+3H2↑，则电解时，钾离子通过阳离子交换膜从左池移向右池。A项， 电解时，钾离子通过阳离子交换膜从左池移向右池，故A错误；B项，电解的总反应为Fe+2H2O+2OH-=FeO42-+3H2↑，反应中消耗氢氧根离子，需要补充氢氧化钾，故B正确；C项，Fe电极上的反应为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，故C错误；D项，电路中每转移0.2mole-，Pt电极上理论上产生2.24L气体，没有标况，不确定生成的气体的体积，故D错误；故选B。 13．(2024•江苏省南通市名校联盟高三学业质量联合监测)一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示。该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮，下列叙述正确的是( ) A．电池工作时，的迁移方向：左→右 B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液增大 C．“好氧阴极”存在反应： D．“厌氧阳极”区质量减少时，该电极输出电子 【答案】B 【解析】该装置为双阴极微生物燃料电池，中间“厌氧阳极”为原电池的负极，葡萄糖失电子发生氧化反应，生成CO2，左侧“缺氧阴极”电极发生NO3-转化为NO2最终转化为N2的反应，该反应过程氮元素化合价由+5价降低为+4价，最后降低为0价态，为得电子，还原反应，该电极为原电池正极，右侧“好氧阴极”电极发生O2得电子生成H2O，化合价降低，还原反应，该电极也为正极，同时该区还发生氧气将NH4+氧化为NO2-，NO2-最终被氧化为NO3-的反应，原电池中电子由负极沿导线移向正极，溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。A项，原电池工作原理溶液中的阳离子移向正极，该装置中有两个正极，H+的迁移方向由中间电极区既向左迁移也向右迁移，A错误；B项，电池工作时，“缺氧阴极”上氮元素得电子，电极反应式为、，电极附近的溶液pH增大，B正确；C项，“好氧阴极”电极发生O2得电子，电极反应式为O2＋4H＋＋4e-＝2H2O，同时发生氧气将NH4+氧化为NO2-，NO2-最终被氧化为NO3-的反应，反应方程式为、，未发生，C错误；D项，“厌氧阳极”上发生葡萄糖失电子生成CO2，电极反应式为，1 mol C6H12O6反应，生成6molCO2逸出，使该电极区质量减少，转移24mol电子，有24molH+移向正极，也使该电极区质量减少，共减少，质量减少28.8g时，参加反应的C6H12O6为0.1mol，该电极输出电子为2.4mol，D错误；故选B。 14．（2024届高考·江苏省南通·统考二模）一种电解装置如图所示，电解时从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现。下列说法正确的是 A. 左室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ” B. 右室发生的电极反应为 C. “转化Ⅱ”发生的反应为 D. “转化Ⅰ”生成1 mol，理论上电路中通过：3 mol 【答案】C 【分析】根据氢离子在电解池中移动方向可知，a电极为阴极，b电极为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，阳极反应：，阴极反应：，阳极生成具有强氧化性，阴极生成具有还原性，“转化Ⅰ”为氧化反应、可加入右室电解获得的电解液氧化实现，“转化II”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，。 【解析】A．根据分析，“转化Ⅰ”为氧化反应，应加入氧化剂，左室电解液含，右室电解液含，所以实现“转化Ⅰ”需右室电解获得电解液，A错误； B．根据分析，右室发生的电极反应：，B错误； C．“转化II”为还原反应，可加入左室电解获得的电解液还原实现，，C正确； D．“转化Ⅰ”为，根据得失电子守恒，生成1mol理论上电路中通过：6 mol，D错误； 答案选C。 15.（2024届高考·江苏省南京、盐城市·统考二模）一种电解乙酰基吡嗪废水中的制备的电化学装置如题9图所示。下列说法正确的是 A. 石墨电极与直流电源正极相连 B. 电解时，铂网电极附近pH增大 C. 离子交换膜应选择性透过阴离子 D. 阴极上的电极反应为 【答案】B 【分析】电解乙酰基吡嗪废水中的制备，由图可知，铂网电极上失去电子发生氧化反应生成，为阳极，则石墨电极为阴极； 【解析】A．石墨电极为阴极，与直流电源负极相连，A错误； B．电解时，铂网电极为阳极，失去电子发生氧化反应生成，电极反应式为，阴极反应式为，则右侧氢离子通过阳离子交换进入左侧，使得铂网电极附近pH增大，B正确； C．由B分析可知，离子交换膜应选择性透过氢离子，C错误； D．阴极上的电极反应为，D错误； 故选B。 16．（2024届高考·江苏省南通如皋·二模模拟）以甲苯为原料通过间接氧化法可以制取苯甲醛、苯甲酸等物质，反应原理如下图所示．下列说法正确的是 A. 电解时的阳极反应为： B. 电解结束后，阴极区溶液升高 C. 甲苯氧化为苯甲醛和苯甲酸时，共消耗 D. 甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离 【答案】C 【分析】由图可知，左侧电极为阳极，水分子作用下铬离子在阳极失去电子发生氧化反应生成重铬酸根离子和氢离子，电极反应式为，阳极槽外中重铬酸根离子与甲苯在酸性条件下反应生成苯甲醛或苯甲酸，反应的离子方程式为3C6H5-CH3+2+16H+3C6H5-CHO +4Cr3++11H2O， C6H5-CH3++8H+C6H5-COOH +2Cr3++5H2O，电解时，氢离子通过阳离子交换膜由阳极区进入阴极区，右侧电极为电解池的阴极，阴极氢离子放电，电极反应为：，据此作答。 【解析】A. 电解时的阳极发生氧化反应，电极反应为：，A错误； B. 阳极区产生的氢离子透过质子交换膜进入阴极区，阴极上氢离子放电，电极反应为：，电极上每消耗2molH+,就有2molH+进入阴极区，故电极电解结束后，阴极区溶液不变，B错误； C. 结合3C6H5-CH3+2+16H+3C6H5-CHO +4Cr3++11H2O，甲苯氧化为苯甲醛时消耗，根据C6H5-CH3++8H+C6H5-COOH +2Cr3++5H2O，甲苯氧化为苯甲酸时消耗，则甲苯氧化为苯甲醛和苯甲酸时，共消耗，C正确； D. 甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物是互溶的液体，不可以通过分液的方法分离，D错误； 答案选C。 17．（2024届高考·江苏省南师附中·5月模拟）甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是 A. 物质A是 B. 半透膜是阳离子交换膜 C. a极电极反应为式： D. 可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 【答案】C 【分析】由图可知，a电极上HCOOH被氧化为，作负极；则b电极作正极，发生还原反应。 【解析】A．铁的两种离子存在环境为酸性，且生成物为K2SO4，故物质A为H2SO4，A正确； B．装置中K+由负极流向正极，则半透膜是阳离子交换膜，B正确； C．a电极上HCOOH被氧化为，其电极反应式为：HCOO−−2e−+2OH−=+H2O，C错误； D．Fe3+先被还原为Fe2+，Fe2+又被O2氧化生成Fe3+，Fe3+可以循环，可看作是该反应的催化剂，D正确； 故选C。 18．（2024届高考·江苏省南通市·5月模拟）卤族元素单质及其化合物应用广泛。氟自然界主要存在于萤石()中，与浓反应可制取HF；氯、溴主要存在于海水中，工业常通过电解NaCl饱和溶液制备，可用于制取漂白粉。卤水中可通过氧化、溶液吸收；BrCl能发生水解反应。易升华，一种二次电池正极界面反应机理如图所示。 下列化学反应表示正确的是 A. 电池正极放电时的电极反应有： B. 电解饱和NaCl溶液： C. BrCl与反应： D. 用溶液吸收： 【答案】A 【解析】A．由图示信息可知放电时正极转化有：、，电极反应有：，故A正确； B．电解饱和NaCl溶液：，故B错误； C．BrCl与反应：，故C错误； D．溶于水生成HBr和HBrO，生成的酸与反应，吸收试剂过量，最终只生成碳酸氢钠：，故D错误； 故选：A。 19．（2024届高考·江苏前黄高级中学·二模模拟）高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是 A. 充电时，中性电解质NaCl的浓度增大 B. 放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH) C. 充电时，1molFQH2转化为FQ转移2mol电子 D. 放电时，正极区溶液的pH增大 【答案】A 【分析】高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为：放电时为原电池，金属Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2+，为负极，则FQ所在电极为正极，正极反应式为2FQ+2e-+2H+═FQH2，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)；充电时电解池，原电池的正负极连接电源的正负极，阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反应式相反，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极。 【解析】A． 充电时装置为电解池，电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，NaCl溶液中的钠离子和氯离子分别发生定向移动，即电解质NaCl的浓度减小，故A错误； B． 放电时为原电池，金属Zn为负极，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，故B正确； C． 充电时电解池，阳极反应为FQH2-2e-=2FQ+2e-+2H+，则1molFQH2转化为FQ时转移2mol电子，故C正确； D．放电时为原电池，正极反应式为2FQ+2e-+2H+═FQH2，即正极区溶液的pH增大，故D正确； 故选：A。 20．（2024届高考·江苏苏锡常镇·二模模拟）电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是(    ) A. 极反应式为 B. 电解一段时间，、两电极区的均减小 C. 电解过程中从极通过质子交换膜转移至极 D. 相同时间内，、两极消耗的物质的量之比为： 【答案】  【分析】本题考查电解池原理，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和运用能力，掌握阴阳极的判断、电极反应及电极反应式书写是解本题关键，注意结合电解质酸碱性书写电极反应式，题目难度中等。 【解析】该装置为电解池，极上，发生氧化反应，为阳极，极上，发生还原反应，为阴极，阳极反应式为，阴极反应式为，电解池工作时阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，结合电子守恒计算阴极、阳极消耗的物质的量之比。 A.极上，发生氧化反应，为阳极，电极反应式为，故A错误； B.为阴极，阴极反应式为，电解一段时间，阴极区消耗，溶液增大，故B错误； C.根据化合价变化，为阳极，为阴极，电解过程中从极通过质子交换膜转移至极，故C正确； D.根据化合价升降守恒，，电解一段时间，极、极消耗的物质的量之比为：，故D错误； 故选：。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 $$