微专题突破07 焓变与电化学（作业）-2025年高考化学二轮复习重点微专题突破学案（新高考专用）

微专题突破7 焓变与电化学 2025届高三化学第二轮复习 微专题突破6 焓变与电化学 一、选择题 1．（2024·江苏南通市高三上学期期中）已知 25℃、101 KPa下，10 kg丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时，放出5×105 kJ的热量，下列热化学方程式书写正确的是 A．C4H10＋O2＝4CO2＋5H2O ∆H＝－2 900 kJ·mol－1 B．C4H10(l)＋O2(g)＝4CO2(g)＋5H2O(l) ∆H＝＋2 900 kJ·mol－1 C．C4H10(l)＋O2(g)＝4CO2(g)＋5H2O(l) ∆H＝＋2 900 kJ D．2C4H10(l)＋13O2(g)＝8CO2(g)＋10H2O(l) ∆H＝－5 800 kJ·mol－1 2．（2024·江苏泰州模拟预测）如图甲乙两个装置相连，甲池是一种常见的氢氧燃料电池装置，乙池内，D中通入10 mol混合气体，其中苯的物质的量分数为20%（其余气体不参与反应），一段时间后，C处出来的气体中含苯的物质的量分数为10%（不含H2，该条件下苯、环己烷都为气态），下列说法不正确的是 A．导线中共传导6 mol电子 B．甲池中H＋由G极移向F极，乙池中H＋由多孔惰性电极移向惰性电极 C．甲池中A处通入O2，乙池中E处有O2放出，但体积不同（标准状况下测定） D．乙池中左侧惰性电极上发生反应：C6H6＋6H＋＋6e—＝C6H12 3．（2025·河北省唐山市开学考）若将乙烯氧化成乙醛过程设计成如图所示的燃料电池，下列说法不正确的是 A．电极b的电势高于电极a的电势 B．H＋的迁移方向：电极a→电极b C．放电时，若电路中转移4 mol e—，理论上消耗O2 2.24 L D．电极a上反应式为C2H4－2e—＋H2O＝CH3CHO＋2H＋ 4．（2024·泰州市期中）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，H＋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—＝NH＋BO2－＋6H＋ D．其他条件不变时，向H2O2溶液中加入适量NaOH溶液能增大电流强度 5．（2024·江苏南通模拟预测）利用如图所示装置可实现化学储氢。下列说法正确的是 A．Y为电源负极 B．电解后硫酸溶液的物质的量浓度减小 C．电极a上发生的反应为＋6H＋＋6e—＝ D．电解过程中每生成11.2 L O2，理论上可储存1 mol H2 6．（2023·江苏南京市高三学期调研）锂－硫电池因成本低、比能量高被寄予厚望。一种锂－硫电池的结构如图所示，硫电极采用柔性聚丙烯－石墨烯－硫复合材料。工作时，在硫电极发生反应：S8＋e—＝S82—，S82—＋e—＝S42－，2Li＋＋S42－＋2(1－)e—＝Li2Sx。下列说法正确的是 A．充电时，Li＋从b电极向a电极迁移 B．放电时，外电路电子流动的方向是a电极→b电极 C．放电时正极反应为：2Li＋＋S8－2e—＝Li2Sx D．石墨烯的作用是增强硫电极导电性能 7．（2024·江苏省南通市、盐城市二模）一种电解法制备Na2FeO4的装置如图所示。下列说法正确的是 A．电解时化学能转化为电能 B．电解时应将铂电极与直流电源正极相连 C．电解过程中转移2 mol e－，理论上可获得标准状况下的H2 11.2 L D．电解时铁电极反应式：Fe－6e－＋8OH－＝FeO42－＋4H2O 8．（2024·江苏南京市盐城市一模）一种以钒基氧化物(V6O13)为正极材料的水系锌离子电池的工作原理如图所示。通过使用孔径大小合适且分布均匀的新型离子交换膜，可提高离子传输通量的均匀性，从而保持电池的稳定性。下列说法正确的是 A．放电过程中，Zn2＋向Zn极一侧移动 B．放电过程中，电子由Zn极经电解质溶液向V6O13极移动 C．充电时，V6O13极与外接直流电源正极相连 D．充电时，阳极发生的电极反应可能为V6O13＋xZn2＋＋2xe—＝ZnxV6O13 9．（2024·江苏南通高三下开学考试）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pH增大 C．电极b极的电极反应式为[Fe(CN)6]4－－e—＝[Fe(CN)6]3－ D．每消耗23 g CH3CH2OH，理论上会有6 mol H＋通过质子交换膜移向b极 二、填空题 10．（2024·江苏南京市盐城市一模）乙醇是一种清洁的替代能源，催化加氢制备乙醇技术是当前的研究热点。 （1）CO催化加氢制备乙醇的反应为2CO2(g)＋6H2(g)＝C2H5OH(l)＋3H2O(l)。 ①若要计算上述反应的∆H，须查阅的两个数据是C2H5OH(l)的燃烧热和____________________。 11．（2023·江苏南京市高三学期调研）“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一。CH4与CO2经催化重整可制得CO和H2，相关反应为： 主反应：CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g) ∆H 副反应：Ⅰ．H2(g)＋CO2(g)＝H2O(g)＋CO(g) ∆H1 Ⅱ．2CO(g)＝CO2(g)＋C(s) ∆H2 Ⅲ．CH4(g)＝C(s)＋2H2(g) ∆H3 Ⅳ．CO(g)＋H2(g)＝C(s)＋H2O(g) ∆H4 则主反应：CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g) ∆H＝_________________。 12．（2024·苏州调研期初）研究二氧化碳的资源化利用具有重要的意义。 （1）CO2催化加氢制CH4是CO2的有机资源转化途径之一 反应I：CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g) ∆H1＝－164.7 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ∆H2＝41.2 kJ·mol－1 ①反应：2CO(g)＋2H2(g)＝CO2(g)＋CH4(g) ∆H＝___________kJ·mol－1 13．（2024·南通市如皋2月）二氧化碳的综合利用具有重要意义。 （2）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如图所示。 ①写出阴极CO2还原为HCOO－的电极反应式：_______________________________________________。 ②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是___________________________________ ____________________________________。 14．（2024·苏锡常镇一模）甲醛释氢对氢能源和含甲醛污水处理有重要意义。 （1）HCHO电催化释氢 催化电解含较低浓度的HCHO、NaOH混合溶液，可获得H2与HCOONa（如图所示），其中电极b表面覆盖一种Mo与P形成的化合物（晶胞结构如图所示）作催化剂。 ①催化剂可由MoO2与(NH4)2HPO4混合物与H2高温灼烧制得（反应中N元素化合价不变），该反应的化学方程式为____________________________________________________________________________。 ②电解时，电极b上同时产生H2与HCOO－的物质的量之比为1∶2，则电极b上的电极反应式为_____________________________________________________________。 ③电解过程中每产生1 mol H2，通过阴离子交换膜的OH－为______mol。 15．（2024·江苏省南通市三模）以氧化镁为载体，化学链方法分解氯化铵工艺的示意图如图1所示。“释氯”过程中可能发生反应的焓变如图2所示。 ①已知NH4Cl(s)＝NH3(g)＋HCl(g) ∆H＝a kJ·mol－1。温度越高，越有利于NH4Cl分解。a_____(填“＞0”“＜0”或“＝0”)。 ②“释氨”主反应为MgO(s)＋NH4Cl(s)＝MgOHCl(s)＋NH3(g)，该反应∆H＝__________。 ④“释氯”装置中含有少量H2O可提高“释氯”时HCl的平衡产率，主要原因是__________________________________________________________________。 ⑤已知CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ∆H＝－d kJ·mol－1，燃烧CH4的热量用于该化学链分解NH4Cl反应。每分解20 mol NH4Cl，需要196 L CH4(已折算为标况)。忽略温度对化学反应焓变的影响，该化学链的热量利用率为___________。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 $$微专题突破7 焓变与电化学 2025届高三化学第二轮复习 微专题突破6 焓变与电化学 一、选择题 1．（2024·江苏南通市高三上学期期中）已知 25℃、101 KPa下，10 kg丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时，放出5×105 kJ的热量，下列热化学方程式书写正确的是 A．C4H10＋O2＝4CO2＋5H2O ∆H＝－2 900 kJ·mol－1 B．C4H10(l)＋O2(g)＝4CO2(g)＋5H2O(l) ∆H＝＋2 900 kJ·mol－1 C．C4H10(l)＋O2(g)＝4CO2(g)＋5H2O(l) ∆H＝＋2 900 kJ D．2C4H10(l)＋13O2(g)＝8CO2(g)＋10H2O(l) ∆H＝－5 800 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】10 kg丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时，放出5×105 kJ的热量，则58 g丁烷完全燃烧生成CO2和液态放出热量为：×58 g＝2 900 kJ，放热反应焓变值为负，热化学方程式为：C4H10(l)＋O2(g)＝4CO2(g)＋5H2O(l) ∆H＝－2 900 kJ·mol－1，或者2C4H10(l)＋13O2(g)＝8CO2(g)＋10H2O(l) ∆H＝－5 800 kJ·mol－1。 A项，未标物质的聚集状态，错误；B项，放热反应焓变值为负，错误；C项，放热反应焓变值为负，且单位错误，错误；D项，2C4H10(l)＋13O2(g)＝8CO2(g)＋10H2O(l) ∆H＝－5 800 kJ·mol－1热化学方程式书写正确，正确。 2．（2024·江苏泰州模拟预测）如图甲乙两个装置相连，甲池是一种常见的氢氧燃料电池装置，乙池内，D中通入10 mol混合气体，其中苯的物质的量分数为20%（其余气体不参与反应），一段时间后，C处出来的气体中含苯的物质的量分数为10%（不含H2，该条件下苯、环己烷都为气态），下列说法不正确的是 A．导线中共传导6 mol电子 B．甲池中H＋由G极移向F极，乙池中H＋由多孔惰性电极移向惰性电极 C．甲池中A处通入O2，乙池中E处有O2放出，但体积不同（标准状况下测定） D．乙池中左侧惰性电极上发生反应：C6H6＋6H＋＋6e—＝C6H12 【答案】C 【解析】由题意和图示，甲为氢氧燃料电池，乙为电解池，根据乙池中，惰性电极处苯被还原为环己烷，故惰性电极发生还原反应为阴极，多孔性惰性电极为阳极，则G电极与阴极相连，为原电池负极，F为正极，故甲池中F为正极，A处通入氧气，G为负极，B处通入氢气，由此分析作答。 A项，10 mol含20%苯的混合气体，经过电解生成10 mol含苯10%的混合气体，则被还原的苯的物质的量为10 mol×(20%－10%)＝1 mol，由电极方程式C6H6＋6H＋＋6e—＝C6H12得转移电子的物质的量为6 mol，正确；B项，原电池中阳离子向正极移动，F极为正极，故甲池中H＋由G极移向F极，电解池中，阳离子向阴极移动，惰性电极为阴极，故乙池中H＋由多孔惰性电极移向惰性电极，正确；C项，由于电子转移守恒，故A处通入的氧气和E处生成的氧气的物质的量相等，故体积也相等，错误；D项，乙池中，惰性电极处苯得到电子，被还原为环己烷，电极方程式为：C6H6＋6H＋＋6e—＝C6H12，正确。 3．（2025·河北省唐山市开学考）若将乙烯氧化成乙醛过程设计成如图所示的燃料电池，下列说法不正确的是 A．电极b的电势高于电极a的电势 B．H＋的迁移方向：电极a→电极b C．放电时，若电路中转移4 mol e—，理论上消耗O2 2.24 L D．电极a上反应式为C2H4－2e—＋H2O＝CH3CHO＋2H＋ 【答案】C 【解析】由图可知，C2H4、H2O转化为CH3CHO，失去电子，则电极a为负极，反应式为C2H4－2e—＋H2O＝CH3CHO＋2H＋，O2转化为H2O，得到电子，则电极b为正极，反应式为O2＋4e—＋4H＋＝2H2O。 A项，电极b为正极的电势高于电极a为负极的电势，正确；B项，H＋为阳离子，向正极移动，则H＋的迁移方向：电极a→电极b，B正确；C项，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋＝2H2O，则放电时，若电路中转移4 mol e—，理论上消耗O21 mol，未说明标况下，无法计算氧气体积，C错误；D项，据分析可知，电极a上反应式为C2H4－2e—＋H2O＝CH3CHO＋2H＋，正确。 4．（2024·泰州市期中）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，H＋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—＝NH＋BO2－＋6H＋ D．其他条件不变时，向H2O2溶液中加入适量NaOH溶液能增大电流强度 【答案】C 【解析】氨硼烷中氢元素化合价升高，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，错误；B项，放电时，氢离子是阳离子，向正极移动，应由a室移向b室，错误；C项，a室为氨硼烷被氧化，失去电子，变成NH4BO2，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，错误。 5．（2024·江苏南通模拟预测）利用如图所示装置可实现化学储氢。下列说法正确的是 A．Y为电源负极 B．电解后硫酸溶液的物质的量浓度减小 C．电极a上发生的反应为＋6H＋＋6e—＝ D．电解过程中每生成11.2 L O2，理论上可储存1 mol H2 【答案】C 【解析】由图可知，在惰性电极a得到电子生成，惰性电极a为阴极，惰性电极b为阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，以此解答。 A项，由分析可知，惰性电极b为阳极，与电源的正极相连，Y为电源正极，错误；B项，由分析可知，惰性电极b为阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，电极方程式为：2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋，H＋通过质子交换膜进入阴极区，硫酸溶液中H＋物质的量不变，但水消耗了，硫酸溶液的物质的量浓度增大，错误；C项，由分析可知，在惰性电极a得到电子生成，电极方程式为＋6H＋＋6e－＝，正确；D项，未说明11.2 L O2所处的温度和压强，无法计算O2的物质的量，错误。 6．（2023·江苏南京市高三学期调研）锂－硫电池因成本低、比能量高被寄予厚望。一种锂－硫电池的结构如图所示，硫电极采用柔性聚丙烯－石墨烯－硫复合材料。工作时，在硫电极发生反应：S8＋e—＝S82—，S82—＋e—＝S42－，2Li＋＋S42－＋2(1－)e—＝Li2Sx。下列说法正确的是 A．充电时，Li＋从b电极向a电极迁移 B．放电时，外电路电子流动的方向是a电极→b电极 C．放电时正极反应为：2Li＋＋S8－2e—＝Li2Sx D．石墨烯的作用是增强硫电极导电性能 【答案】D 【解析】在原电池中，电解质里的阳离子移向正极，b是负极，发生氧化反应：Li－e－＝Li＋，所以a是正极，发生还原反应，电子从原电池的负极经过负载流向正极。 A项，充电时，a为阳极，b为阴极，阳离子向阴极移动，则Li＋从a电极向b电极迁移，错误；B项，放电时，电子从负极经负载流向正极，则外电路电子流动的方向是b电极→a电极，错误；C项，放电时为原电池，硫电极为正极，反应为：S8＋e—＝S82—，S82—＋e—＝S42－，2Li＋＋S42－＋2(1－)e—＝Li2Sx，错误；D项，石墨烯存在自由移动的电子，具有较强的导电性，故其作用是增强硫电极导电性能，正确。 7．（2024·江苏省南通市、盐城市二模）一种电解法制备Na2FeO4的装置如图所示。下列说法正确的是 A．电解时化学能转化为电能 B．电解时应将铂电极与直流电源正极相连 C．电解过程中转移2 mol e－，理论上可获得标准状况下的H2 11.2 L D．电解时铁电极反应式：Fe－6e－＋8OH－＝FeO42－＋4H2O 【答案】D 【解析】电解法制备Na2FeO4，根据装置图，铁元素化合价由0价→＋6价，化合价升高，根据电解原理，铁电极作阳极，铂电极为阴极，据此分析。 A项，该装置为电解池，将电能转化成化学能，错误；B项，根据上述分析，铂电极为阴极，与电源的负极相连，错误；C项，阴极反应式为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，转移2 mol电子，生成1 mol H2，则标准状况下，生成氢气体积为22.4 L，错误；D项，制备高铁酸钠，铁元素化合价升高，根据电解原理，铁电极为阳极，电极反应式为Fe－6e－＋8OH－＝FeO42－＋4H2O，正确。 8．（2024·江苏南京市盐城市一模）一种以钒基氧化物(V6O13)为正极材料的水系锌离子电池的工作原理如图所示。通过使用孔径大小合适且分布均匀的新型离子交换膜，可提高离子传输通量的均匀性，从而保持电池的稳定性。下列说法正确的是 A．放电过程中，Zn2＋向Zn极一侧移动 B．放电过程中，电子由Zn极经电解质溶液向V6O13极移动 C．充电时，V6O13极与外接直流电源正极相连 D．充电时，阳极发生的电极反应可能为V6O13＋xZn2＋＋2xe—＝ZnxV6O13 【答案】C 【解析】钒基氧化物(V6O13)为正极，则Zn极为负极，电池工作时，负极Zn失电子生成Zn2＋进入溶液，透过阳离子交换膜进入正极区；在正极，V6O13得电子产物与电解质反应生成ZnxV6O13。 A项，放电过程中，Zn极为负极，Zn失电子生成Zn2＋进入溶液，Zn2＋向正极一侧移动，不正确；B项，放电过程中，电子由Zn极沿导线向V6O13极移动，电子不能经过电解质溶液，不正确；C项，充电时，V6O13极作阳极，将ZnxV6O13转化为V6O13，与外接直流电源正极相连，正确；D项，充电时，阳极ZnxV6O13失电子生成V6O13和Zn2＋，发生的电极反应可能为ZnxV6O13－2xe－＝V6O13＋Zn2＋，不正确。 9．（2024·江苏南通高三下开学考试）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pH增大 C．电极b极的电极反应式为[Fe(CN)6]4－－e—＝[Fe(CN)6]3－ D．每消耗23 g CH3CH2OH，理论上会有6 mol H＋通过质子交换膜移向b极 【答案】D 【解析】电极a发生的反应为：CH3CH2OH－12e—＋3H2O＝2CO2↑＋12H＋，因此a为负极；电极b为正极，发生的反应为：[Fe(CN)6]3－＋e—＝[Fe(CN)6]4－，据此作答。 【解析】A项，该电池中乙醇做还原剂，所以a极为该电池的负极，错误；B项，放电过程中a极的电极反应式为CH3CH2OH－12e—＋3H2O＝2CO2↑＋12H＋，所以其附近pH降低，错误；C项，b极的电极反应式为[Fe(CN)6]3－＋e—＝[Fe(CN)6]4－，错误；D项，每消耗23 g CH3CH2OH即消耗0.5 mol CH3CH2OH，根据a极的电极反应式：CH3CH2OH－12e—＋3H2O＝2CO2↑＋12H＋可知产生6 mol H＋，6 mol H＋通过质子交换膜移向b极即移向正极，正确。 二、填空题 10．（2024·江苏南京市盐城市一模）乙醇是一种清洁的替代能源，催化加氢制备乙醇技术是当前的研究热点。 （1）CO催化加氢制备乙醇的反应为2CO2(g)＋6H2(g)＝C2H5OH(l)＋3H2O(l)。 ①若要计算上述反应的∆H，须查阅的两个数据是C2H5OH(l)的燃烧热和____________________。 【答案】H2的燃烧热 【解析】①燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；氢气燃烧生成水、乙醇燃烧生成二氧化碳和水，若要计算2CO2(g)＋6H2(g)＝C2H5OH(l)＋3H2O(l)的∆H，则须查阅的两个数据是C2H5OH(l)的燃烧热和H2的燃烧热。 11．（2023·江苏南京市高三学期调研）“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一。CH4与CO2经催化重整可制得CO和H2，相关反应为： 主反应：CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g) ∆H 副反应：Ⅰ．H2(g)＋CO2(g)＝H2O(g)＋CO(g) ∆H1 Ⅱ．2CO(g)＝CO2(g)＋C(s) ∆H2 Ⅲ．CH4(g)＝C(s)＋2H2(g) ∆H3 Ⅳ．CO(g)＋H2(g)＝C(s)＋H2O(g) ∆H4 则主反应：CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g) ∆H＝_________________。 【答案】∆H3－∆H2或∆H1＋∆H3－∆H4 【解析】由盖斯定律可知，Ⅲ－Ⅱ或Ⅰ＋Ⅲ－Ⅳ得主反应，故主反应的∆H＝∆H3－∆H2或∆H1＋∆H3－∆H4。 12．（2024·苏州调研期初）研究二氧化碳的资源化利用具有重要的意义。 （1）CO2催化加氢制CH4是CO2的有机资源转化途径之一 反应I：CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g) ∆H1＝－164.7 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ∆H2＝41.2 kJ·mol－1 ①反应：2CO(g)＋2H2(g)＝CO2(g)＋CH4(g) ∆H＝___________kJ·mol－1 【答案】－247.1 【解析】①该反应＝反应I－反应Ⅱ×2，即∆H＝∆H1－2∆H2＝－164.7 kJ·mol－1－2×41.2 kJ·mol－1＝－247.1。 13．（2024·南通市如皋2月）二氧化碳的综合利用具有重要意义。 （2）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如图所示。 ①写出阴极CO2还原为HCOO－的电极反应式：_______________________________________________。 ②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是___________________________________ ____________________________________。 【答案】（2）①CO2＋HCO3－＋2e—＝HCOO－＋CO32－ ②阳极产生O2，pH减小，HCO3－浓度降低；K＋部分迁移至阴极区 【解析】①HCOO－中碳元素价态为＋2价，根据电解原理，阴极上得到电子，碳元素化合价降低，故阴极的电极反应为CO2＋HCO3－＋2e—＝HCOO－＋CO32－；②阳极反应为2H2O－4e—＝O2↑＋4H＋，随着反应的进行，阳极附近的pH减小，H＋与HCO3－反应，同时部分K＋迁移至阴极区，所以电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低；故答案为：CO2＋HCO3－＋2e—＝HCOO－＋CO32－；阳极产生O2，pH减小，HCO3－浓度降低；K＋部分迁移至阴极区。 14．（2024·苏锡常镇一模）甲醛释氢对氢能源和含甲醛污水处理有重要意义。 （1）HCHO电催化释氢 催化电解含较低浓度的HCHO、NaOH混合溶液，可获得H2与HCOONa（如图所示），其中电极b表面覆盖一种Mo与P形成的化合物（晶胞结构如图所示）作催化剂。 ①催化剂可由MoO2与(NH4)2HPO4混合物与H2高温灼烧制得（反应中N元素化合价不变），该反应的化学方程式为____________________________________________________________________________。 ②电解时，电极b上同时产生H2与HCOO－的物质的量之比为1∶2，则电极b上的电极反应式为_____________________________________________________________。 ③电解过程中每产生1 mol H2，通过阴离子交换膜的OH－为______mol。 【答案】（1）①2MnO2＋2(NH4)2HPO4＋9H22MoP＋4NH3＋12H2O ②2HCHO＋4OH－－2e—＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O ③1 【解析】（1）①根据题意，该实验的催化剂是一种Mo与P形成的化合物，根据晶胞结构图，Mo原子个数是4，P原子个数是8×＋8×＋2×＝4，因此催化剂的化学式为MoP，可由MoO2与(NH4)2HPO4混合物与H2高温灼烧制得（反应中N元素化合价不变），该反应的化学方程式为2MnO2＋2(NH4)2HPO4＋9H22MoP＋4NH3＋12H2O；②电解时，电极b与电源正极相连，是电解池的阳极，HCHO(碳的价态为0价)失去电子同时产生H2与HCOO−(碳的价态为+2价)的物质的量之比为1∶2，则电极b上的电极反应式为2HCHO＋4OH－－2e—＝2HCOO－＋H2↑＋2H2O；③电极a是阴极，电极反应式为2H2O＋2e—＝H2↑＋2OH－，电解过程中每产生1 mol H2，每个电极上各产生0.5 mol H2，故通过阴离子交换膜的OH－为1 mol。 15．（2024·江苏省南通市三模）以氧化镁为载体，化学链方法分解氯化铵工艺的示意图如图1所示。“释氯”过程中可能发生反应的焓变如图2所示。 ①已知NH4Cl(s)＝NH3(g)＋HCl(g) ∆H＝a kJ·mol－1。温度越高，越有利于NH4Cl分解。a_____(填“＞0”“＜0”或“＝0”)。 ②“释氨”主反应为MgO(s)＋NH4Cl(s)＝MgOHCl(s)＋NH3(g)，该反应∆H＝__________。 ④“释氯”装置中含有少量H2O可提高“释氯”时HCl的平衡产率，主要原因是__________________________________________________________________。 ⑤已知CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ∆H＝－d kJ·mol－1，燃烧CH4的热量用于该化学链分解NH4Cl反应。每分解20 mol NH4Cl，需要196 L CH4(已折算为标况)。忽略温度对化学反应焓变的影响，该化学链的热量利用率为___________。 【答案】①＞0 ②(a－b) kJ·mol－1 ④释氯时可能发生副反应：MgOHCl＋HClMgCl2＋H2O，少量H2O(g)会抑制反应发生 ⑤(或) 49d 【解析】①温度越高，越有利于NH4Cl分解说明该分解反应是吸热反应，∆H＞0，则a＞0；②根据图2可得反应I：MgO(s)＋HCl(g)＝MgOHCl(s) ∆H1＝－b kJ·mol－1，已知反应Ⅱ：NH4Cl(s)＝NH3(g)＋HCl(g) ∆H＝a kJ·mol－1，由盖斯定律，反应I＋Ⅱ可得“释氨”主反应为MgO(s)＋NH4Cl(s)＝MgOHCl(s)＋NH3，该反应∆H3＝∆H1＋∆H＝(a－b) kJ·mol－1；③NH4Cl粒径大小对“释氨”反应速率的影响明显小于MgO粒径大小的影响，其原因是：MgO＋HCl＝MgOHCl对总反应速率的影响更大；④“释氯”装置中含有少量H2O可提高“释氯”时HCl的平衡产率，主要原因：释氯时可能发生副反应：MgOHCl＋HClMgCl2＋H2O，少量H2O(g)会抑制反应发生；⑤分解NH4Cl反应为NH4Cl(s)＝NH3(g)＋HCl(g) ∆H＝a kJ·mol－1，分解20 mol NH4Cl需要吸收20×a kJ能量，需要标况下196 L CH4即物质的量为 mol，已知CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ∆H＝－d kJ·mol－1，则燃烧 mol CH4放出热量为d kJ，热量利用率为。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 $$微专题突破7 焓变与电化学二 2025届高三化学第一轮复习 微专题突破7 焓变与电化学 一、选择题 1．（2025·常州市上学期期中）破损的镀锌铁皮在氨水中发生腐蚀生成[Zn(NH3)4]2＋和H2。下列说法不正确的是 A．该腐蚀过程属于电化学腐蚀 B．生成H2的反应为2NH3＋2e—＝2NH2－＋H2↑ C．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 D．随着腐蚀的进行，溶液pH变大 【答案】B 【解析】A项，锌铁活动性不同，则破损的镀锌铁皮在氨水中发生腐蚀过程中会形成原电池，属于电化学腐蚀，正确；B项，反应中生成H2应该为正极水得到电子发生还原反应生成氢气：2H2O＋2e—＝H2↑＋2OH－，错误；C项，氨水浓度越大，越利于形成[Zn(NH3)4]2＋，则腐蚀趋势越大，正确；D项，结合B分析，随着腐蚀的进行，反应生成氢氧根离子，则溶液pH变大，正确。 2．（2024·浙江6月选考13题）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是 A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－ C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 【答案】B 【解析】A项，图1为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，失去电子被氧化；图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl－，不正确；B项，图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H＋放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生反应：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，正确；C项，图2为外加电流的阴极保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，不正确；D项，图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe－2e－＝Fe2＋的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极上发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，不正确。 3．（2024·扬州检测）电解法制备Na2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．M极为电源的负极 B．阳极上的电极反应式为Fe－6e－＋4H2O＝FeO42－＋8H＋ C．阴离子交换膜应能允许OH－通过而能阻止FeO42－扩散 D．理论上每转移0.1 mol e－，阴极上会产生1.12 L气体 【答案】C 【解析】A项，电解法制备Na2FeO4，则铁电极上Fe放电生成FeO42－，发生氧化反应，Fe为阳极，则M极为电源的正极，错误；B项，阳极区为碱性溶液，电极反应式为Fe－6e－＋8OH－＝FeO42－＋4H2O，错误；C项，阴极生成的OH－通过阴离子交换膜移向阳极，且要防止生成的FeO42－扩散到阴极，正确；D项，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，每转移0.1 mol e－，阴极上会产生0.05 mol H2，但是气体所处状态未知，无法计算H2的体积，错误。 4．（2024·苏州八校联考三模）锂—氟化碳电池稳定性很高。电解质为LiClO4的乙二醇二甲醚溶液，总反应为xLi＋CFx＝xLiF＋C，放电产物LiF沉积在正极，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．交换膜为阴离子交换膜 B．正极的电极反应式为CFx＋xe－＋xLi＋＝xLiF＋C C．电解质溶液可用LiClO4的乙醇溶液代替 D．a极电势高于b极电势 【答案】B 【解析】A项，Li＋通过离子交换膜在正极上形成LiF，所以交换膜为阳离子交换膜，错误；B项，石墨棒为正极，在正极上附着的CFx得电子生成LiF和C，正极的电极反应式为CFx＋xe－＋xLi＋＝xLiF＋C，正确；C项，金属Li是活泼金属，能与乙醇反应，所以电解质溶液不能用LiClO4的乙醇溶液代替，错误；D项，由于Li的活动性比石墨强，所以a极为负极，b极为正极，所以b极电势高于a极电极，错误。 5．（2024·南通一模）一种将CO2催化转化为C2H4的电化学装置如图所示。下列说法正确的是 A．该装置工作过程中化学能转化为电能 B．铂电极发生的反应为2CO2＋12H＋－12e－＝C2H4＋4H2O C．工作过程中玻碳电极附近溶液的pH增大 D．每产生标准状况下11.2 L O2时，理论上有2 mol H＋通过质子交换膜 【答案】D 【解析】A项，由题图可知，CO2催化转化为C2H4，同时水发生氧化反应生成氧气，反应中电能转化为化学能，错误；B项，铂电极上CO2发生还原反应生成C2H4，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－＝C2H4＋4H2O，错误；C项，工作过程中玻碳电极上发生的反应为2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑，反应消耗水生成H＋，玻碳电极附近溶液的pH减小，错误；D项，每产生标准状况下11.2 L O2(为0.5 mol)时，则玻碳电极生成2 mol H＋，电路中转移2 mol e－，故理论上有2 mol H＋通过质子交换膜，正确。 6．（2024·福建省漳州市第二次质检）膜电极反应器具有电阻低、能耗低、结构紧凑等优点，研究人员设计了一种(碱性)膜电极反应器(如图所示)用于持续制备C2H4，下列说法中正确的是 A．电极M上，反应物和生成物中碳原子的杂化方式相同 B．电极N的电极反应式：2H2O－4e—＝4H＋＋O2↑ C．反应后溶液的pH变大 D．电极M上产生44.8 L C2H4，转移电子的数目为4NA 【答案】C 【解析】M极通入乙炔被还原为乙烯是正极，N极－2价的O被氧化为氧气是负极。 A项，C2H2中碳原子为sp杂化，C2H4中碳原子为sp2杂化，杂化方式不同，错误；B项，由图中信息可知，电极N上，碱性溶液中的氧元素被氧化为氧气，电极反应为4OH－－4e—＝2H2O＋O2↑，错误；C项，反应器的总反应为2C2H2＋2H2O＝2C2H4＋O2↑，反应中消耗水，则反应后溶液的碱性增强，pH变大，正确；D项，未给出气体是否处于标准状况，无法计算转移电子的数目，错误。 7．（2024·四川省达州市一诊）某充电电池如图所示，其反应原理为H2＋2AgCl(s)2Ag(s)＋2HCl。下列说法正确的是 A．放电时，右边电极电势高 B．放电时，溶液中H＋向左边电极移动 C．充电时，右边电极上发生的电极反应式：Ag＋e﹣＋Cl﹣＝AgCl D．充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液减轻2 g 【答案】A 【解析】A项，由图示分析可知，放电时左边电极发生氧化反应，为电池的负极，右边为电池正极，电势高，正确；B项，由A分析可知，放电时左边为电池的负极，右边则为电池的正极，工作时阳离子向正极移动，即氢离子向右边电极移动，错误；C项，充电时左边电极为阴极，发生还原反应，即2H＋＋2e—＝H2↑；右边电极为阳极，发生氧化反应，即Ag－e—＋Cl－＝AgCl，错误；D项，由反应H2＋2AgCl(s)2Ag(s)＋2HCl可知，充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液中会减少2 mol HCl，则减少的质量为73 g，错误。 8．（2025·南通市如皋市10月）一种O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示，电池使用AlCl3溶液作电解质溶液，反应后有Al2(C2O4)3沉淀生成。下列说法正确的是 A．电池工作将电能转化为化学能 B．正极区的总反应为6CO2＋6e−＋2Al3＋＝Al2(C2O4)3↓ C．放电时电子经导线移向铝电极 D．常温时，铝电极质量减少2.7 g，理论上消耗6.72 L CO2 【答案】B 【解析】A项，根据题目介绍，该装置为原电池，是将化学能转变为电能，错误；B项，根据正极区物质转化关系图，先发生反应1：O2＋e—＝O2－，然后生成的O2－再与CO2和Al3＋发生反应2：6CO2＋2Al3＋＋6O2－＝Al2(C2O4)3↓＋6O2，则总反应为反应1×6＋反应2得：6CO2＋6e−＋2Al3＋＝Al2(C2O4)3↓，正确；C项，根据装置图可知，该原电池中金属Al为负极，失去电子，电子经导线流过负载流向O2得电子的电极（正极），错误；D项，没有标注在标准状况条件下，所以无法具体计算消耗CO2的体积，错误。 9．（2025·连云港市上学期期中）利用电解可以将气态苯()转化为环己烷()，其电解装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．电解时，电极A与电源的正极相连 B．电解时，电极B上产生的气体为H2 C．反应中每生成1 mol ，转移电子数为6×6.02×1023 D．电解的总反应方程式：＋2H2O＝＋O2↑ 【答案】C 【解析】由图可知，在电极A发生还原反应生成，电极方程式为：＋6H＋＋6e－＝，电极A为阴极，电极B为阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，电极方程式为：2H2O－4e—＝O2↑＋4H＋，以此解答。 A项，由分析可知，电解时，电极A为阴极，与电源的负极相连，错误；B项，由分析可知，电解时，电极B为阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，错误；C项，由分析可知，电极A的电极方程式为：＋6H＋＋6e—＝，每生成1 mol ，转移电子数为6×6.02×1023，正确；D项，电极A的电极方程式为：＋6H＋＋6e－＝，电极B的电极方程式为：2H2O－4 e—＝O2↑＋4H＋，则电解的总反应方程式：2＋6H2O2+3O2↑，错误。 10．（2025·南通市如东县第一次调研）燃煤烟气中产生的氮氧化物(NOx)及SO2会对大气造成严重污染，目前有多种处理吸收污染物的方法。其中一种隔膜电化学法去除NO装置如下图所示。下列化学反应表示正确的是 A．吸收池中发生的反应：2S2O42－＋2NO＋2H2O＝4HSO3－＋N2 B．电解时电极A上发生的反应：SO2＋2e—＋2H2O＝4H＋＋SO42－ C．用氨水吸收过量SO2的反应：SO2＋2NH3·H2O＝2NH＋SO32－＋H2O D．用NaOH溶液吸收NO2的反应：NO2＋2OH－＝NO3－＋H2O 【答案】A 【解析】A项，由图可知，吸收池中NO被S2O42－还原为氮气，S2O42－被氧化为HSO3－，离子方程式为2S2O42－＋2NO＋2H2O＝4HSO3－＋N2，正确；B项，由图可知，电极Ａ室中，进入的是HSO3－，流出的是S2O42－，故电解时电极A上发生的反应为HSO3－发生还原生成S2O42－，电极反应式为2HSO3－＋2e—＋2H＋＝2H2O＋S2O42－，错误；C项，用氨水吸收过量SO2时生成酸式盐，反应为SO2＋NH3·H2O＝NH＋HSO3－，错误；D项，用NaOH溶液吸收NO2的反应为2NO2＋2OH－＝NO3－＋NO2－＋H2O，错误。 11．（2025·镇江市上学期期中改编）科学家使用δ－MnO2研制了一种Zn－MnO2可充电电池如图所示。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是 A．充电时，Zn2＋向阴极方向迁移 B．充电时，会发生反应Zn＋2MnO2＝ZnMn2O4 C．放电时，MnO2电极附近溶液pH减小 D．放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极上生成0.020 mol MnOOH 【答案】A 【解析】Zn具有比较强的还原性，MnO2具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn与MnO2之间，所以MnO2电极为正极，Zn电极为负极，则充电时MnO2电极为阳极、Zn电极为阴极。 A项，充电时，在电解池中阳离子向阴极方向移动，正确；B项，充电时，Zn2＋向阴极方向迁移，被还原为Zn，电极反应为：Zn2＋＋2e－＝Zn，MnO2在阳极失去电子生成ZnMn2O4，电极方程式为：ZnMn2O4－2e－＝2MnO2＋Zn2＋，则总方程式为：ZnMn2O4＝Zn＋2MnO2，错误；C项，放电时，MnO2得到电子生成MnOOH、ZnMn2O4，电极方程式为：MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－、2MnO2＋Zn2＋＋2e－＝ZnMn2O4，氢氧根浓度增大，附近溶液pH增大，错误；D项，放电时，Zn电极质量减少0.65 g，n(Zn)＝0.01 mol，失去0.02 mol电子，MnO2得到电子生成MnOOH、ZnMn2O4，电极方程式为：MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－、2MnO2＋Zn2＋＋2e－＝ZnMn2O4，MnO2电极上生成MnOOH的物质的量小于0.02 mol，错误。 12．（2024·浙江省嘉兴9月）某同学通过“化学—电解法”探究K2FeO4(高铁酸钾)的合成，其原理如图所示，接通电源，调节电压，将一定量Cl2通入KOH溶液，生成KClO，然后滴入含Fe3＋的溶液，控制温度，可制得K2FeO4，下列说法不正确的是 A．石墨Ⅰ连接电源负极，发生还原反应 B．“化学法”得到FeO42－的离子方程式为：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O C．合成1 mol K2FeO4，阴极可以生成3 mol KOH D．盐桥中的阴离子向KOH溶液中迁移 【答案】C 【解析】根据题意可知，碱性条件下，Cl2失去电子发生氧化反应生成ClO－，则石墨Ⅱ为阳极，电极反应式为Cl2－2e－＋2OH－＝2ClO－＋H2O，滴入的Fe3＋与OH－反应生成的Fe(OH)3与ClO－在碱性条件下反应生成FeO42－、Cl－和H2O，反应的离子方程式为2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O，石墨Ⅰ为电解池的阴极，H2O在阴极得到电子发生还原反应生成H2和OH－，电极反应式为2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑。 A项，由分析可知，石墨Ⅰ为电解池的阴极，与直流电源负极相连，H2O在阴极发生还原反应生成H2和OH－：2H2O-2e—＝H2↑+2OH－，正确；B项，由分析可知，化学法得到高铁酸根离子的反应为滴入的Fe3＋与OH－反应生成的Fe(OH)3与ClO－在碱性条件下反应生成FeO42－、Cl－和H2O，反应的离子方程式为2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O，正确；C项，由2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O，合成1 mol FeO42－需1.5 mol ClO－，而生成1.5 mol ClO－，阳极上转移1.5 mol e—，再由2H2O-2e—＝H2↑+2OH－，可知阴极生成KOH的物质的量为1.5 mol，错误；D项，由分析可知，石墨Ⅰ为阴极，石墨Ⅱ为阳极，则盐桥中的阴离子向氢氧化钾溶液中迁移，正确。 13．（2025·江苏省泰州中学月考）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＋＋6e—＋7H2O＝Cr2O72－＋14H＋ B．电解结束后，阴极区溶液pH升高 C．1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗 mol Cr2O72－ 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＋－6e—＋7H2O＝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＋2Cr2O72－＋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↑，据此作答。 A项，电解时的阳极发生氧化反应，电极反应为：2Cr3＋－6e—＋7H2O＝Cr2O72－＋14H＋，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2 mol H＋,就有2 mol H＋进入阴极区，故电极电解结束后，阴极区溶液pH不变，错误；C项，结合3C6H5－CH3＋2Cr2O72－＋16H＋＝C6H5－CHO＋4Cr3＋＋11H2O，0.5 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛时消耗 mol Cr2O72－，根据C6H5－CH3＋Cr2O72－＋8H＋＝C6H5－COOH＋2Cr3＋＋5H2O，0.5 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲酸时消耗0.5 mol Cr2O72－，则1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗+0.5= mol Cr2O72－，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，错误。 14．（2025·江苏省盐城中学月考）一种利用金属磷化物作为催化剂，将CH3OH转化成甲酸钠的电化学装置如图所示，阴极生成HCO3－和一种气体。下列说法错误的是 A．b为电源正极 B．Na＋由右侧室向左侧室移动 C．阴极的电极反应式为2CO2＋2H2O－2e—＝2HCO3－＋H2↑ D．理论上，当电路中转移2 mol e—时，阴极室质量增加132 g 【答案】C 【解析】由CH3OH制取HCOONa，C元素由－2价升高到＋2价，发生氧化反应，则右侧电极为电解池阳极，b电极为电源正极，左侧电极为电解池阴极，a电极为电源负极。 A项，根据分析可知，b电极为电源正极，正确；B项，阴极的电极反应式：2CO2＋2H2O＋2e—＝2HCO3－＋H2↑，阳极的电极反应式：CH3OH－4e—＋5OH－＝HCOO－＋4H2O，根据电极反应式的离子消耗与生成情况可知，Na＋由阳极向阴极移动，即由右侧室向左侧室移动，正确；C项，电解池阴极发生还原反应，电极反应式：2CO2＋2H2O＋2e—＝2HCO3－＋H2↑，错误；D项，当电路中转移2 mol e—时，根据2CO2＋2H2O＋2e—＝2HCO3－＋H2↑，吸收：n(CO2)＝n(e—)＝2 mol，生成：n(H2)＝1 mol，定向移动到阴极：n(Na＋)＝n(e—)＝2 mol，则阴极室增加的质量：m＝m(CO2)＋m(Na＋)－m(H2)＝2 mol×44 g·mol－1＋2 mol×23 g·mol－1－1 mol×2 g·mol－1＝132 g，正确。 二、填空题 15．（1）（2024·镇江市丹阳市上学期开学考）将CO2转化为HCOOH能存效减少CO2排放。 已知：Ⅰ．2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) ∆H1＝－566.0 kJ·mol－1 Ⅱ．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ∆H2＝－483.6 kJ·mol－1 Ⅲ．HCOOH(l)＝CO(g)＋H2O(g) ∆H3＝＋72.6 kJ·mol－1 则CO2(g)＋H2(g)＝HCOOH(l) ∆H3＝__________________。 （2）（2025·江苏淮安市开学考）为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，从空气中捕集CO2并将其转化为燃料或增值化学品成为了新的研究热点。 Ⅱ．CO2的资源化 （2）二氧化碳甲烷化，其主要反应为： 反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝ －164.7 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol－1 反应2CO(g)＋2H(g)CO2(g)＋CH(g) ΔH＝___________kJ·mol－1。 （3）（2025·苏州市上学期期中摸底）工业尾气中的氮氧化物是大气主要污染源之一、消除氮氧化物对环境保护有着重要意义。 氢气选择性催化还原(H2－SCR)是一种理想的方法。其相关反应如下： 主反应：2NO(g)＋2H2(g)＝N2(g)＋2H2O(g) ΔH1 副反应：2NO(g)＋H2(g)＝N2O(g)＋H2O(g) ΔH2＜0 已知：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH3＝－483.5 kJ·mol－1 N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) ΔH4＝＋180.5 kJ·mol－1 ΔH1＝_______________________。 （4）（2025·镇江市上学期期中）CO2的资源化利用是化学研究的热点。 C3H8催化脱氢可制备丙烯。反应为C3H8(g)＝C3H6(g)＋H2(g) ∆H1＝＋123.8 kJ·mol－1。 1n/HZSM－5催化下，CO2与C3H8耦合反应过程如图所示。 已知：3CO2(g)＋9H2(g)＝C3H6(g)＋6H2O(g) ∆H2＝－250.2 kJ·mol－1 CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ∆H3＝＋41.2 kJ·mol－1 耦合反应的∆H＝__________kJ·mol－1。 【答案】（1）－31.4 kJ·mol－1 （2）－247.1 （3）－664.0 kJ·mol－1 （4）＋165.0 kJ·mol－1 【解析】（1）由盖斯定律可知，反应Ⅱ×－Ⅰ×－Ⅲ可得反应CO2(g)＋H2(g)＝HCOOH(l)，则ΔH4＝(－483.6 kJ·mol－1)×－(−566.0 kJ·mol－1)×—(＋72.6 kJ·mol－1)＝−31.4 kJ·mol－1，故答案为：−31.4 kJ·mol－1；（2）根据盖斯定律反应Ⅰ－2×反应Ⅱ得到目标反应，则ΔH＝－164.7 kJ·mol－1－2×41.2 kJ·mol－1＝－247.1 kJ·mol－1；（3）2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH3＝－483.5 kJ·mol－1……①、N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) ΔH4＝＋180.5 kJ·mol－1……②；由盖斯定律①－②可得2NO(g)＋2H2(g)＝N2(g)＋2H2O(g)，ΔH1＝－483.5 kJ·mol－1－180.5 kJ·mol－1＝－664 kJ·mol－1；（4）已知：I．C3H8(g)＝C3H6(g)＋H2(g) ∆H1＝＋123.8 kJ·mol－1；II．3CO2(g)＋9H2(g)＝C3H6(g)＋6H2O(g) ∆H2＝－250.2 kJ·mol－1；III．CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ∆H3＝＋41.2 kJ·mol－1；由盖斯定律可知，I＋III可得C3H8(g)＋CO2(g)＝C3H6(g)＋CO(g)＋H2O(g) ∆H＝∆H1＋∆H3＝＋123.8 kJ·mol－1＋(＋41.2 kJ·mol－1)＝＋165.0 kJ·mol－1。 16．（2025·南通市海安市开学考）研发CO2碳利用技术是实现“碳中和”的重要方向。 （2）常温常压下，向一定浓度的酸性KNO3溶液通入CO2至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示，电解过程中生成尿素的电极反应式为_____________________________________________________。 【答案】2NO3－＋CO2＋18H＋＋16e—＝CO(NH2)2＋7H2O 【解析】由图可知电解过程中阴极上NO3－得到电子和CO2反应得到尿素，电极反应式为：2NO3－＋CO2＋18H＋＋16e—＝CO(NH2)2＋7H2O。 17．（2025·江苏镇江市开学考）氢气是一种理想的清洁能源。 （3）实验室利用铁基催化剂进行电催化硝酸盐还原合成氨的装置如图－4所示。电解时，N3－先吸附到催化剂表面放电产生NH。控制其它条件不变，NH的产率和法拉第效率(FE%)随pH变化如图－5所示。FE%＝×100%。其中，Qx＝nF，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。 ①pH＝1时，电解过程中NH的FE%为23%，阴极还原产物主要为___________________________(填化学式)。 ②pH从5变化到3时，NH的产率逐渐减小的原因可能为_______________________________________ ________________________________________________________________________________________。 【答案】（3）①NH4NO3、(NH4)2SO4、H2 ②溶液中H＋浓度增大，H＋更多的得到电子生成H2，NO3－得到电子产生NH的量减少，NH的产率逐渐减小 【解析】（3）①pH＝1时，电解池的阴极区NO3－先吸附到催化剂表面得到电子产生NH，电解过程中NH的FE%为23%，说明阴极还有H＋得到电子生成H2，则阴极还原产物主要为NH4NO3、(NH4)2SO4、H2；②pH从5变化到3时，酸性增强，溶液中H＋浓度增大，NH的产率逐渐减小的原因可能为：溶液中H＋浓度增大，H＋更多的得到电子生成H2，NO3－得到电子产生NH的量减少，NH的产率逐渐减小。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 乐观复习，不要问自己还有多少问题，要想自己今天解决了什么问题 学科网（北京）股份有限公司 $$微专题突破7 焓变与电化学二 2025届高三化学第一轮复习 微专题突破7 焓变与电化学 一、选择题 1．（2025·常州市上学期期中）破损的镀锌铁皮在氨水中发生腐蚀生成[Zn(NH3)4]2＋和H2。下列说法不正确的是 A．该腐蚀过程属于电化学腐蚀 B．生成H2的反应为2NH3＋2e—＝2NH2－＋H2↑ C．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 D．随着腐蚀的进行，溶液pH变大 2．（2024·浙江6月选考13题）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是 A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－ C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 3．（2024·扬州检测）电解法制备Na2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．M极为电源的负极 B．阳极上的电极反应式为Fe－6e－＋4H2O＝FeO42－＋8H＋ C．阴离子交换膜应能允许OH－通过而能阻止FeO42－扩散 D．理论上每转移0.1 mol e－，阴极上会产生1.12 L气体 4．（2024·苏州八校联考三模）锂—氟化碳电池稳定性很高。电解质为LiClO4的乙二醇二甲醚溶液，总反应为xLi＋CFx＝xLiF＋C，放电产物LiF沉积在正极，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．交换膜为阴离子交换膜 B．正极的电极反应式为CFx＋xe－＋xLi＋＝xLiF＋C C．电解质溶液可用LiClO4的乙醇溶液代替 D．a极电势高于b极电势 5．（2024·南通一模）一种将CO2催化转化为C2H4的电化学装置如图所示。下列说法正确的是 A．该装置工作过程中化学能转化为电能 B．铂电极发生的反应为2CO2＋12H＋－12e－＝C2H4＋4H2O C．工作过程中玻碳电极附近溶液的pH增大 D．每产生标准状况下11.2 L O2时，理论上有2 mol H＋通过质子交换膜 6．（2024·福建省漳州市第二次质检）膜电极反应器具有电阻低、能耗低、结构紧凑等优点，研究人员设计了一种(碱性)膜电极反应器(如图所示)用于持续制备C2H4，下列说法中正确的是 A．电极M上，反应物和生成物中碳原子的杂化方式相同 B．电极N的电极反应式：2H2O－4e—＝4H＋＋O2↑ C．反应后溶液的pH变大 D．电极M上产生44.8 L C2H4，转移电子的数目为4NA 7．（2024·四川省达州市一诊）某充电电池如图所示，其反应原理为H2＋2AgCl(s)2Ag(s)＋2HCl。下列说法正确的是 A．放电时，右边电极电势高 B．放电时，溶液中H＋向左边电极移动 C．充电时，右边电极上发生的电极反应式：Ag＋e﹣＋Cl﹣＝AgCl D．充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液减轻2 g 8．（2025·南通市如皋市10月）一种O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示，电池使用AlCl3溶液作电解质溶液，反应后有Al2(C2O4)3沉淀生成。下列说法正确的是 A．电池工作将电能转化为化学能 B．正极区的总反应为6CO2＋6e−＋2Al3＋＝Al2(C2O4)3↓ C．放电时电子经导线移向铝电极 D．常温时，铝电极质量减少2.7 g，理论上消耗6.72 L CO2 9．（2025·连云港市上学期期中）利用电解可以将气态苯()转化为环己烷()，其电解装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．电解时，电极A与电源的正极相连 B．电解时，电极B上产生的气体为H2 C．反应中每生成1 mol ，转移电子数为6×6.02×1023 D．电解的总反应方程式：＋2H2O＝＋O2↑ 10．（2025·南通市如东县第一次调研）燃煤烟气中产生的氮氧化物(NOx)及SO2会对大气造成严重污染，目前有多种处理吸收污染物的方法。其中一种隔膜电化学法去除NO装置如下图所示。下列化学反应表示正确的是 A．吸收池中发生的反应：2S2O42－＋2NO＋2H2O＝4HSO3－＋N2 B．电解时电极A上发生的反应：SO2＋2e—＋2H2O＝4H＋＋SO42－ C．用氨水吸收过量SO2的反应：SO2＋2NH3·H2O＝2NH＋SO32－＋H2O D．用NaOH溶液吸收NO2的反应：NO2＋2OH－＝NO3－＋H2O 11．（2025·镇江市上学期期中改编）科学家使用δ－MnO2研制了一种Zn－MnO2可充电电池如图所示。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是 A．充电时，Zn2＋向阴极方向迁移 B．充电时，会发生反应Zn＋2MnO2＝ZnMn2O4 C．放电时，MnO2电极附近溶液pH减小 D．放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极上生成0.020 mol MnOOH 12．（2024·浙江省嘉兴9月）某同学通过“化学—电解法”探究K2FeO4(高铁酸钾)的合成，其原理如图所示，接通电源，调节电压，将一定量Cl2通入KOH溶液，生成KClO，然后滴入含Fe3＋的溶液，控制温度，可制得K2FeO4，下列说法不正确的是 A．石墨Ⅰ连接电源负极，发生还原反应 B．“化学法”得到FeO42－的离子方程式为：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeO42－＋3Cl－＋5H2O C．合成1 mol K2FeO4，阴极可以生成3 mol KOH D．盐桥中的阴离子向KOH溶液中迁移 13．（2025·江苏省泰州中学月考）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＋＋6e—＋7H2O＝Cr2O72－＋14H＋ B．电解结束后，阴极区溶液pH升高 C．1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗 mol Cr2O72－ D．甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离 14．（2025·江苏省盐城中学月考）一种利用金属磷化物作为催化剂，将CH3OH转化成甲酸钠的电化学装置如图所示，阴极生成HCO3－和一种气体。下列说法错误的是 A．b为电源正极 B．Na＋由右侧室向左侧室移动 C．阴极的电极反应式为2CO2＋2H2O－2e—＝2HCO3－＋H2↑ D．理论上，当电路中转移2 mol e—时，阴极室质量增加132 g 二、填空题 15．（1）（2024·镇江市丹阳市上学期开学考）将CO2转化为HCOOH能存效减少CO2排放。 已知：Ⅰ．2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) ∆H1＝－566.0 kJ·mol－1 Ⅱ．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ∆H2＝－483.6 kJ·mol－1 Ⅲ．HCOOH(l)＝CO(g)＋H2O(g) ∆H3＝＋72.6 kJ·mol－1 则CO2(g)＋H2(g)＝HCOOH(l) ∆H3＝__________________。 （2）（2025·江苏淮安市开学考）为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，从空气中捕集CO2并将其转化为燃料或增值化学品成为了新的研究热点。 Ⅱ．CO2的资源化 （2）二氧化碳甲烷化，其主要反应为： 反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝ －164.7 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol－1 反应2CO(g)＋2H(g)CO2(g)＋CH(g) ΔH＝___________kJ·mol－1。 （3）（2025·苏州市上学期期中摸底）工业尾气中的氮氧化物是大气主要污染源之一、消除氮氧化物对环境保护有着重要意义。 氢气选择性催化还原(H2－SCR)是一种理想的方法。其相关反应如下： 主反应：2NO(g)＋2H2(g)＝N2(g)＋2H2O(g) ΔH1 副反应：2NO(g)＋H2(g)＝N2O(g)＋H2O(g) ΔH2＜0 已知：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH3＝－483.5 kJ·mol－1 N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) ΔH4＝＋180.5 kJ·mol－1 ΔH1＝_______________________。 （4）（2025·镇江市上学期期中）CO2的资源化利用是化学研究的热点。 C3H8催化脱氢可制备丙烯。反应为C3H8(g)＝C3H6(g)＋H2(g) ∆H1＝＋123.8 kJ·mol－1。 1n/HZSM－5催化下，CO2与C3H8耦合反应过程如图所示。 已知：3CO2(g)＋9H2(g)＝C3H6(g)＋6H2O(g) ∆H2＝－250.2 kJ·mol－1 CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ∆H3＝＋41.2 kJ·mol－1 耦合反应的∆H＝__________kJ·mol－1。 16．（2025·南通市海安市开学考）研发CO2碳利用技术是实现“碳中和”的重要方向。 （2）常温常压下，向一定浓度的酸性KNO3溶液通入CO2至饱和，经电解获得尿素，其原理如图所示，电解过程中生成尿素的电极反应式为_____________________________________________________。 17．（2025·江苏镇江市开学考）氢气是一种理想的清洁能源。 （3）实验室利用铁基催化剂进行电催化硝酸盐还原合成氨的装置如图－4所示。电解时，N3－先吸附到催化剂表面放电产生NH。控制其它条件不变，NH的产率和法拉第效率(FE%)随pH变化如图－5所示。FE%＝×100%。其中，Qx＝nF，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。 ①pH＝1时，电解过程中NH的FE%为23%，阴极还原产物主要为___________________________(填化学式)。 ②pH从5变化到3时，NH的产率逐渐减小的原因可能为_______________________________________ ________________________________________________________________________________________。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 乐观复习，不要问自己还有多少问题，要想自己今天解决了什么问题 学科网（北京）股份有限公司 $$