专题1 第二单元 化学能与电能的转化(拔高练)-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学选择性必修1（苏教版2019)

第二单元化学能与电能的转化 课时1●》原电池的工作原理 已知反应As0}+2厂+2H=As0+L2+H,0是可逆反应。 A 装有琼脂的饱 和KC溶液 设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作： 盐桥 I.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸： Na,AsO Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液。 Na AsO 结果发现电流计指针均发生偏转。试回答下列问题。 (1)两次操作过程中指针为什么发生偏转？ (2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释： (3)操作Ⅱ过程中，盐桥中的K移向 (填“A”或“B”)烧杯溶液。 (4)操作I过程中，C,棒上发生的反应为 (5)设计一个电化学装置，实现反应：Cu+H,S04一CuS0,+H2↑，请在下面方框内画出这个电 化学装置图。 课时2 化学电源 磷酸亚铁锂(LiFP0,)以其高倍率性、高比能量、高循环特性、高安全性、低成本、环保等优点而 逐渐成为“能源新星”。 (1)磷酸亚铁锂电池装置如图所示，其中正极材料橄榄石型 正 (铝箔 LiPO,通过黏合剂附着在铝箔表面，负极石墨材料附着在铜箔 表面，电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐。 LiFePO. 电池工作时的总反应式为FaPO,+6C,aP0,+,C,则放 电时，正极的电极反应式为 聚合物隔膜石墨 图中聚合物隔膜应为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。 (2)废旧磷酸亚铁锂电池的正极材料中的LifP0,难溶于水，可用H2S0,和H202的混合溶液浸 取，发生反应的离子方程式为 04黑白题化学|选择性必修第一册·SJ 课时3》电解池的工作原理 1.(2024·江苏苏州高二期中节选)合成氨技术的创立开辟了人工固氨的重要途径。电解法合 成氨反应装置如图所示： 电源 N..NH O2、H,0 H,0 H,0 质子交换膜 h极 (1)写出a极的电极反应式： (2)电解装置中质子交换膜的作用是 0 (3)若b极产生的02在一定条件下的体积为336L,a极中通入相同条件下N2的总体积为 672L,则N,的转化率为 %(保留两位有效数字)。 2.(2025·山东泰安高二期中)电池和电解池在日常生活中有着广泛的应用。 I,某科研小组用甲烷-空气燃料电池提供的电能电解处理含C,0号的酸性废水，设计如图1 所示装置(X、Y、Z均为气体)，利用电极反应生成的离子将C,0号转化成C3+,后续调节溶液 的pH,将C转化成沉淀。 电 (CH.NCI M电机 N电极 浓溶液 稀溶液 (CHLNOH n% 这融 浓溶液 NaOH溶液 碳酸盐 (CHJNOH m% 稀溶液 NaOH溶液 Z+H.O 含Cr,O的酸性废水 (C),NCI稀溶液NaC浓溶液 图1 图2 (1)甲烷-空气燃料电池中X是 (填化学式)，C03向 电极移动（填“M”或 “N”)。 (2)N电极的电极反应式为 Fe电极的电 极反应式为 (3)除去2 mol Cr,0理论上通入甲烷的物质的量为 mol Ⅱ.四甲基氢氧化铵(CH,),NOH常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵(CH,),NCI为原 料，采用电渗析法合成(CH)4NOH(M=91g·mol1),工作原理如图2(a、b为石墨电极，c、d、 e为离子交换膜)。 (4)电源N极为 (填“正”或“负”)极。 (5)装置中d为 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜，b极的电极反应式为 (6)NaOH溶液的浓度大小关系：m n(填“>”“<”或“=”)。若两极共产生33.6L气 体（标准状况下），则制备(CH),NOH的质量为 go 进阶突破·拔高练05 课时4●》电解池工作原理的应用 (2025·北京高二期末)电解水制氢所需的电压高、耗能大。 醛类(R一CHO)可在很低的电压下被Cu催化氧化为羧酸盐 H R-COO (R一CO0),同时产生的氢原子会重组成H,该过程的示意图 OH 如图。 R一CHO (1)已知：醛极易被氧化，电解所需电压与电解反应的难易程度相关。 ①在碱性条件下电解水制氢时，阳极发生的电极反应为 ②推测醛氧化制氢所需电压比电解水制氢低的原因是 (2)补全醛催化氧化时，阳极的电极反应式：2R一CH0-2e+ —2R-C00+H2↑ +2H20。 (3)上述电解装置工作时，每转移1mol电子时，生成H,的物质的量为 (4)电解一段时间后（忽略溶液体积变化），制氢的效率会降低。 ①经检验，阳极表面产生了Cu0,阻碍醛类的吸附。阳极表面产生Cu,0的电极反应式为 ②阳极区溶液的pH会逐渐降低，导致pH降低的可能原因有 (填字母)。 a.电极反应消耗OH b.产生H,0稀释溶液 c.产生的羧酸盐水解 第三单元金属的腐蚀与防护 研究金属的腐蚀过程及防腐蚀对人们的日常生活有重大意义。 (1)已知：海水的pH约为8.1，图1的腐蚀过程属于 (填“吸氧腐蚀”或“析氢腐蚀”)。 图1插入海水中的铁棒（含碳量为10.8%）越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越 (填 “轻微”或“严重”)。该实验说明 因素会影响铁的腐蚀速 率。写出腐蚀时正极的电极反应式： s0 硫酸盐还原酋：壤 -海水 Fe_ 图1 液 图2 图3 (2)用图2所示装置研究铁的防腐蚀过程： ①K、K2、K,只关闭一个，则铁腐蚀的速率最快的是只闭合 (填“K”“K”或“K,”,下同)。 ②为减缓铁的腐蚀，应只闭合 ,该防护法称为 0 ③只闭合K,石墨电极附近的pH将 (填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀，其电化学腐蚀 原理如图3所示，此腐蚀过程中，正极的电极反应式是 06黑白题化学1选择性必修第一册·SJ进阶突破·拔 专题1化学反应与能量变化 第一单元化学反应的热效应 课时1化学反应的焰变 1.B解析：放热反应是反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总 能量，Mg(s)和X,(g)所具有的总能量和高于MgX2(s)所具有的能 量，A辑误：Mg(s)和C,(g)的能量高于MgC,的能量，则MC1,电 解制Mg(s)和@(g)是吸热过程，B正确：能量越低越稳定，则热稳 定性：Mgl,<MgBr,<MgC1,<MgF,C错误：Mg(s)和X,(g)所具有的总 雏量高于MgX,()的能量，斯裂Mg()和X(g)的化学键吸收的能 量比形成MgX(=)的化学键放出的能量少，D错误 2.(1)s(s)+0,(g)—s02(g)41=-297月·mot (2)12.25kJ(3)121,34kJ 课时2反应热的测量与计算 B解析：根据反应物的结构简式可知，若△H<△H1,说明单、双键交替 的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定，A正确：2△H, △H,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数日成正比，但 不能是存在相互作用的两个碳碳双键，B错误：第1个反应是1碳 碳双键加成，如果苯环中有三个完全独立的碳碳双键，则34H,=4H。,现 在31H,<△H,说明苯分予子中不存在三个完全独立的碳碳双键.C正确：由图 可知，反应1为了1(1)+H(g)一了1(1)△山，反应Ⅲ为 0)+2H(g)一 △H,反应N为 (1)+ H2(g) 〔(I)44.△H-△H,<0. 1(1)+H,(g)一 、(I)△H<0,△H,-△H>0.即 1(1)+H(8)一 △>0，则说明 具有的能量小于 ,能量越低越稳定，则说 明苯分子具有特殊稳定性，D正确。 课时3能源的充分利用 (1)①1mwlC02(g)+3mlH2(g）②C0(g）+2H2(g)一CH,0H(g) △H=-116kJ·ma1(2)①5(s)+02(g)—S02(g）△H= -297kJ,01②-78.64 第二单元化学能与电能的转化 课时1原电池的工作原理 (1)两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能(2)1，加酸 (H)增大，平衡向正反应方向移动，AO}得电子，广失电子，所以C 极是负极，C极是正极。Ⅱ加碱.(O)增大，平衡向逆反应方向移 动，A0失电子2得电子，此时，C,极是正极Cz极是负极。故化学 平衡向不同方向移动，电子转移方向相反，即电流计指针偏转方向不 同(3)A(4)2-2e=2(5) Cu 稀疏酸 课时2化学电源 (1)Li FePO,+xLi*+xe-LiFePO (2)2LiFePO +2H*+H0 2Li°+2Fc”+2P0+2H20 样折：(1)电港工作时的总反位式为0，+6C瓷薨O, i,C。,放电时，1i,FcP0,在正税上得电子发生还原反应，正极的电极 拔高练参考答案 高练参考答案 反应式为i,FP0,+xLi+xe一iFePO,:电解质为锂盐，锂离子通 过聚合物隔膜向正极移动，所以聚合物隔膜应该为阳离子交换膜 (2)LiFePO,中亚铁离子在酸性条件下，被双氧水氧化为铁离子，则发生 反应的离子方程式为2LFP01+2H+H,02一2i+2e++ 2P0+2H,0 课时3电解池的工作原理 1.(1)N,+6e+6H一2NH,(2)为质子的迁移和输送提供通道，井 且阻碍阴，阳两极产物接触(3)33 解析：(1)由图可知，ā极为电解池的阴极，在氢离子作用下氨气在阴 极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为N,+6+6H 一2NH2。(2)b电极为阳极.水分子在阳极失去电子发生氧化反 应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H,0-4e一02↑+4H°，电 解装置中质子交换膜只允许氢离子通过，不允许氧气和氨气通过， 可以阻爵氨气和氧气接触，从而防止制得的氨气中混有杂质。(3) 极电极反应式为N,+6e+6H'一2NH1.b极电子反应式为2H0 4e一0：↑+4H.由得失电子数日守恒可知，阳极生成3361氧气 时，刷级消耗氨气的体积为361x子=24，则氢气的转化率为 224L×100%=33%, 672L 2(1)CH,M(2)02+4e+2C02—2C0gFe-2m—Fe2 (3)3(4)正(5)阴离子40H-4e021+2H20 (6)>182 解析：1.要利用电极反应生成的离子将C,O号较化成C一+，后续调 节溶液的H.将C·转化成沉淀，则亚铁高子将CO还原成 C,故Fe为阳极，失去电子转变为亚铁离子，C为阴极，则N电极 为正极、M电极为负极，燃料电池通人氧气的一极为正极，通人甲烷 的一极为负极，则Y为氧气，X为甲烷，N电极的电极反应式为02+ 4e+2C0,一2C0片，则Z为二氧化碳。Ⅱ.由图2可知，电解池 中.NaC溶液浓度增大.则电渗析法合成(CH,),NOH的装置中.CI 通过d膜从左向右移动，Na通过e膜从右向左移动，则b电极为阳 极，与电源正极相接.a电极为阴极，与电源负极相接。膜为阴离子 交换膜，(CH):N通过e膜移向阴极生成(CH,),NOH,所以e,e均 为阳离子交换膜，阳极反应式为40H-4e0,↑+2H,0,阴极反 应式为2(CH,),N°+2H,0+2e一2(CH3)N0H+H2↑。(1)据分 析，甲烷-空气燃料电池中X是CH,燃料电池中，阴离子向负极移 动.则C0片向M电极移动。(2)N电极上氧气得到电子发生还原反 应，电极反应式为0，+4e+2C0,一2C0片。F。电极上铁失去电子 生成亚铁离子被氧化，电极反应式为e-2m一Fe2·。(3)正极反 应式为0，+4e+2C02一2C0,总反应式为CH+202 C0,+2H,0:燃料电池负极反应式为CH,-8e+4C0片 5C021+2H20.处理Gr,0房时发生的反应为6fe2++G0月+14H —2Cr++6Fe++7H,0,除去1mlCr,0片理论上需消耗6mml Fe,要转移12mol电子，消耗甲烷1.5ml,则除去2Cr0片理 论上通人甲烷的物质的量为3mo。(4)据分析，电源N极为正 极。(5)据分析，装置中d为阴离子交换膜，b极上氢氧根失去电子 被氧化.则电极反应式为40H-4e一02↑+2H,0。(6)根 据(5)，结合分析可知，浓氢氧化钠溶液进人阳极区，稀的氢氧化钠 溶液从阳极区出来，则NaOH溶液的浓度大小关系：m>n。阳极反应 为40H-4e一02↑+2H,0,阴极反应式为2(CH,):N”+ 2H,0+2e=2(CH),N0H+H,↑，则2ml(CH,),N0H生成时 同时生成0.5ml02,1H,即两极共产生33.6L气体（标准我况 下)，则若两极共产生33.61气体（标准我况下），即有2m (CH,):NOH生成，(CH,),N0H的质量为91g·m1×2ml= 182g0 黑白题55 课时4电解池工作原理的应用 (1)①40H广-4e一2H20+02↑②醛容易被氧化.电解反应容易进 行(2)40H(3)0.5md(4)①2CG-2e+20H=C20+H20 2ab 解析：根据电子流向可知，左侧电极是阳极，发生失去电子的氧化反应， 右侧电极是阴极，发生得到电子的还原反应。(1)①碱性环境下，氢氧 根离子浓度较大，阳极上是氢氧根离子失电子生成水和氧气，电极反应 式为40H-4e一2H,0+021:②醛容易技氧化，电解反应容易进行， 所需电压比电解水要低。(2)根据氧守恒和电荷守恒，可得方程式为 2R-CH0-2e+40H一2R一C00+H2↑+2H20(3)生成1个氢气 分子，需要转移2个电子，现在转移1m©电子，就生成0.5l氢气。 (4)①阳极表面产生了Cu20.是C在阳极放电形成的，其电极反应式 为2C1-2e”+20H一Cu20+H20:②由阳极的电极反应式 2R-CH0-2+40H=2R-C00+H2↑+2H20可知.反应消耗 O州厂，且有水生成.这两个因素都导致氢氧根离子的浓度减小，H降 低：羧酸盐水解时羧酸根离子要结合水电离出的氢离子，导致溶液的 pH增大 第三单元金属的腐蚀与防护 (1)吸氧偏蚀轻微氧气的浓度02+4+2H20一40H (2)①K,2K2外加电流的阴极保护法③变大(3)S0+8eˉ+ 9H'=Hs+4H20 解析：(1)酸性条件下，铁的腐蚀是析氢腐蚀，碱性或中性条件下，铁的 腐蚀是吸氧腐蚀，海水的H约为8.「，星弱碱性，所以图1的腐蚀过程 属于吸氧离蚀：铁的吸氧腐蚀中，氧气的浓度越大，其腐蚀速率越快，插 人海水中的铁棒越靠近水面，腐蚀越严重.越常近烧杯底部，发生电化 学腐蚀就越轻做：该实验说明氧气的浓度会影响铁腐蚀的速率：氧气 在正极得电子生成OH,正极的电极反应式为O2+4+2H20 4OH。(2)①关闭K,铁棒作阳极.被高蚀：关闭K2,铁棒作阴极.被保 护：关闭K,,铁棒作原电池的负极，被腐浊：根据腐蚀速率大小关系：电 解池阳极>原电池负极>原电池正极>电解池阴极，所以铁腐蚀的速率 最快的是只闭合K,:②为减缓铁的腐蚀，应使铁作原电池正极或电解 池阴极，所以只闭合K,就可以减缓铁的腐蚀：该防护法称为外加电瓷 的阴极保护法：③只闭合K:,铁棒作原电池的负极，多孔石墨作正极， 电解质溶液是NC溶液，所以发生的腐蚀是吸氧腐蚀，石墨电极发生 的反应是02+4+2H,0一40H,生成0H,附近的pH变大 (3)深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根 离子腐蚀，根据图示：负极的电极反应式是下e-2e一Fe2.正极 上S0好得电子转化为H5,电极反应式为S0片+8e+9H HS+4H,O 专题2化学反应速率与化学平衡 第一单元化学反应速率 课时1化学反应速率的表示方法 1.B解析：结合表中数据可知.(H2)翻倍而c(L2)不变.反应速率翻 倍.可知a=1:当c(12)=4.0ml·L,c(H2)=0.5ml·L1时.E= 1.0k,a=1,以上数据代人E=c(2)·c(,得出6= 2 2,(1)可以控制反应的发生与停止.同时能碱小体积误差 (2)abe(3)5H,C20,+2Mn0+6H—2Mn2“+10C0↑+8H0 (4)0.2mol·L-·s1 课时2影响化学反应速率的因素 (1)2.5(2)草酸浓度2和③(3)1>2>4(4)1.7×10 (5)Mn2·保证实验1和实验2混合后溶液中KM0,,H,C,0S0的 初始浓度相等(6)该反应过程中放热.温度升高，化学反应速率变快 解析：对比实验①和②的数据可发现，除了草酸的浓度不同外，其余条 件均相同.所以通过实验①，②，可探究草酸浓度对反应速率的影啊，其 选择性必修第一册·SJ 中实验①中草酸浓度小于实验②，所以反应速率小于实验。，根据控制 变量法，欲探究温度对化学反应速率的影响，侧需使其他条件相同的情 况下，温度作为变量，所以根据表中数据，通过实验2和③可探究温度 变化对化学反应速率的影响。(1)H,C2O,溶液和酸性KMO:溶液发 生的反应为5H,C,0,+2Mn0+6一10C02↑+2Mn2+8H,0,该反 应需要观察高锰酸钾溶液褪色的时间，则MO,必须是少量的，须保证 n(H2C,04) ≥25。(2)由分析可知，利用表中的实验①和实验2可探 n(KMnO) 究草酸浓度对反应速率的影响.若探究温度对反应速率的影响，应选择释 实验2和。(3)H,C0,溶液的浓度越大，反应时温度越高，反应速 率越快，酸性KMO,溶液褪色越快，则溶液褪色的时间从长到短的顺 序为4>42>3。(4)实验①经过40褪色，则用KM0:浓度变化表示 0.01l·L-'×0.004L Ae(Mn0) 0.006L. 的平均反应速率r(KMnO,)= 40 1.7×10mml·L1·号。(5)结合实验现象可知，H,C,0,溶液和酸性 KMO,溶液发生反应生成的Mn·具有催化作用，能够加快反应速率， 实验1中加入5ml,10ml·1.的K,S0,溶液，其目的是保证实验1 和实验2混合后溶液中KM04,H,C202,S0的初始浓度相等。(6)该 反应是放热反应，其中1，~？2时间段内速率变快的主要原因可能是该反 应过程中放热，温度升高，化学反应速率变快。 第二单元化学反应的方向与限度 课时1化学反应的方向 C解析：从铁表面在自身腐蚀中的作用机理图像看：反应的结果生成 FCO和H2,所以判断发生反应Fe+·C0,+·H0=FC0,+ H,A正确：根据图示可知：生成”CO片的活化能大于生成·HCO3的活 化能.反应的活化能越大，反应发生需消耗的能量就越多，反应就越难 发生，相应的反应速率就越慢，故由·C0,与·H0生成·C0片的反应 速率小于生成·HCO:的反应速率，B正确：非界面处H,CO,的相对能 量高于C02和H0,所以此状态下该反应为非自发反应，C02保持“惰 性”，C错误：从，CO,反应过程的相对能量对比图，在Fe界面反应所需 能垒为0.67eV,而非界面处能条为2.17eV,且Fe界面生成·HC0为 自发反应，所以Fe能促进“惰性“CO,的活性，起催化作用.D正确 课时2化学平衡化学平衡常数 1.D解析：当"正(H,)=递(C0)时，说明正，逆反应速率相等，反应达 到平衡状态，A正确：该反应是气体体积增大的反应，在恒温恒容的 密闭体系中发生该反应，反应过程中压强增大，当体系压强不变时， 该反应达到平衡状态，B正确：已知在700℃时，C(s)+H0(g)一 G0()+H,(g)的化学平衡常数K-cH)c(G0 =0.2ml·L-1.则 c(H,0) 在700℃时，C0(g)+H(g),C(s)+H0(g)的平衡常数K= c(H,)c(C0)0.2L·m=5L·mo',C正确：在700℃时，在 c(H20)1 1L容器中进行该反应，一段时间后，测得C,H0C0、H2的物质的 量分别为2ml,0.1mml.0.2ml,0.2ma,此时Q.=cH,0) c()c(C0) 0.2×02=0.4>K,此时平衡逆向移动.D错误。 0.1 2.D解析：反应【是气体体积缩小的反应，当固定容积的密闭容器内 总压不变时，反应I达到平衡状态，则C0,H0的浓度保特不变，所 以反应Ⅱ也达到平衡状态，A正确：增大H,的浓度，C0的转化率增 大，H,的转化率降低，b表示H,的转化率，C0的转化率为甲烷，二 氧化碳产率之和，根据，“，d起点的数值，可知a表示C0的转化 率，根据反应1，持续增大H2的浓度，反应I正向移动，甲烷的产率 增大.e表示CH,的产率随。C的变化：H,的浓度增 一定程度，反应Ⅱ逆向移动，C02的产率先增大后减小，d表示C02 黑白题56