专题01 化学反应与能量（期末复习讲义）高二化学上学期鲁科版

该高中化学期末复习讲义通过表格梳理考查重点与命题角度，结合思维导图呈现热化学方程式书写、原电池工作原理等核心知识脉络，系统整合反应热、焓变、电化学等要点，体现化学反应能量变化规律及内在联系，构建清晰知识体系。 讲义亮点在于分层练习设计与方法点拨，如“五查”法判断热化学方程式正误、电极反应式书写步骤指导，典例盖斯定律计算培养科学思维。基础通关练与综合拓展练满足不同学生需求，助力自主复习，教师可据此实施精准教学，提升复习效率。

专题01化学反应与能量（期末复习讲义） 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 热化学方程式 热化学方程式的正误判断、正确书写热化学方程式 盖斯定律及其应用 盖斯定律及其应用，能进行反应焓变的计算与大小比较 反应热及其计算 反应热大小比较、反应热及其计算 原电池 原电池的构成、工作原理及应用、电极反应方程式、电流方向、原电池的正极和负极。 化学电源 一次电池、二次电池的反应原理、燃料电池的电极反应式 新型电源 电极反应和总反应方程式 电解池及其原理 电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成、电解的规律、电解的产物、电解的电极反应式和总反应式 电解池原理的应用 氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金。 金属腐蚀与防护 金属腐蚀、电化学腐蚀、金属腐蚀的危害、金属防腐蚀 要点01 化学反应的反应热 1．反应热的测定 (1)仪器——量热计 (2)原理 Q＝－C(T2－T1)，其中C表示溶液及量热计的热容，其单位为J·K－1；T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。 2．测定中和反应的反应热需注意的几个问题 (1)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.55 mol·L－1)。 (2)操作时动作要快，尽量减少热量的损失，使用绝热装置，避免热量散发到反应体系外。 (3)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。 (4)读取的中和反应的温度(T2)是反应混合液的最高温度。 (5)不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低。 (6)中和反应的反应热的数值是57.3 kJ·mol－1，测定时与强酸、强碱的用量无关。 要点02 化学反应的内能变化与焓变 1．内能 (1)定义：是体系内物质所含各种微观粒子的能量总和。符号：_U。 (2)内能大小的影响因素 内能的大小除了与物质的种类、数量及聚集状态(即气态、液态或固态等)有关，还与体系的 有关。 (3)反应体系的能量变化 在一般情况下，反应体系处于静止状态，即体系整体的动能和势能没有变化，体系的能量变化可表示为ΔU＝U(反应产物)－U(反应物)＝Q＋W。 当反应过程中体系没有做功时，则ΔU＝Q。ΔU>0，反应吸收能量；ΔU<0，反应释放能量。 2．焓变 (1)等压反应 在反应前后压强不变的条件下发生的化学反应，如在敞口容器中进行的反应。 (2)焓变及单位 ①定义：反应产物的焓与反应物的焓之差。 ②表达式：ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)＝Qp。 其中Qp表示等压条件下化学反应的反应热。焓变的单位为 。 (3)化学反应的焓变示意图 3．焓变与化学键变化的关系 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因(如图)。 　 吸收能量E1 　　 　↓ 反应物反应产物 　　 　↓ 　 放出能量E2 E1>E2 　反应吸收能量　ΔH>0 E1<E2　反应放出能量　ΔH<0 5．焓变与物质能量变化的关系 放热反应 吸热反应 关系 反应物具有的总能量 反应产物 具有的总能量 反应物具有的总能量 反应产物 具有的总能量 表示方法 ΔH<0 ΔH>0 图示 实例 H2(g)＋Cl2(g)==2HCl(g) ΔH＝－183.0 kJ·mol－1 C(s)＋H2O(g)==CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1　 要点03 热化学方程式 1．“五步”突破热化学方程式的书写 2．热化学方程式书写“五注意” (1)注意ΔH只能写在标有反应物和反应产物状态的化学方程式的右边，并用“空格”隔开。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。 (2)注意反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25 ℃、101 Pa下测定的，此时可不注明温度和压强。 (3)注意热化学方程式中各物质化学式前面的系数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数。因此各物质的系数可以是整数，也可以是分数。 (4)注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质的聚集状态(“s”“l”“g”或“aq”)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“↓”和“↑”。 (5)注意热化学方程式不是表示反应已完成的数量。由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的系数必须与ΔH相对应。如果系数加倍，则ΔH也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 要点04 反应焓变的计算 1．盖斯定律 (1)定义：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成， 都是一样的。 (2)盖斯定律的特点 ①化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关。 ②反应焓变一定。如图分别有三个途径：(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)。 则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 2．盖斯定律的应用 (1)科学意义：对于无法或较难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。 (2)方法——“叠加法” 若一个化学反应的化学方程式可由另外几个化学反应的化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为另外几个化学反应焓变的代数和。 3.利用盖斯定律计算反应焓变的常用方法 (1)加和法 (2)虚拟途径法 ①方法 先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反应热。 ②举例 若反应物A变为反应产物D，可以有两个途径： a．由A直接变成D，反应热为ΔH； b．由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 如图所示： 则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 归｜纳｜总｜结 运用盖斯定律计算反应热的3个关键 (1)热化学方程式的系数加倍，ΔH也相应加倍。 (2)热化学方程式相加减，同种物质之间可加减，反应热也要相应加减。 (3)将热化学方程式颠倒时，ΔH的正负必须随之改变。 要点05 原电池的工作原理与电极判断 1．原电池的工作原理(以铜锌原电池为例) 2．原电池正负极的判断 3．原电池电极反应式书写的一般步骤 — — — 归｜纳｜总｜结 原电池电极反应式在书写时应注意的问题 (1)电极反应常用“===”而不用“”连接。 (2)电极反应中若有气体生成，需加“↑”，弱电解质或难溶物均以化学式表示，其余以离子符号表示。 (3)必须遵循质量守恒、电荷守恒及正、负两极得失电子数相等的规律。 (4)原电池正、负两极的电极反应在得失电子数相等的情况下加和即得总反应(合二为一)；反之，总反应减去其中的一极反应可得另一极反应(一分为二)。 要点06 原电池工作原理的应用 1．比较金属活动性强弱 2．加快化学反应速率 构成原电池负极的反应速率比直接接触的反应速率快。如实验室制H2时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应快，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，锌(负极)反应加快。 3．设计原电池 (1)理论上，自发的氧化还原反应，可以设计成原电池。 (2)外电路 负极—还原性较强的物质被氧化 　↓e－ 正极—氧化性较强的物质被还原 (3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。 归｜纳｜总｜结 设计原电池的方法思路 (1)根据原电池总反应式确定正、负极反应式。 (2)根据正、负极反应式选择电极材料和电解质溶液。 (3)要形成闭合回路(可画出装置图)。 要点07 化学电源 1．化学电源的分类 2．常见电池 (1)锌锰干电池 项目 酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池 电极 锌筒作负极，石墨作正极 电解质 电极 反应 负极 正极 电池反应 (2)铅蓄电池 (3)氢氧燃料电池 项目 酸性燃料电池 碱性燃料电池 电极 石墨电极材料 电解质 电极 反应 负极 正极 电池反应 归｜纳｜总｜结 可充电电池电极反应式的书写方法 已知电池总反应式书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)；第三，在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。 要点08 燃料电池 1．常见的四种典型燃料电池 名称 电解质 电极反应和总反应 氢氧燃 料电池 KOH H2SO4 甲烷燃 料电池 KOH 甲醇燃 料电池 KOH 肼燃料 电池　 KOH 2．燃料电池的工作原理 一般的燃料电池大多是可燃性物质(主要是可燃性气体或蒸气)与氧化剂(一般是氧气)及电解质溶液共同组成的原电池。可燃性物质在原电池负极发生氧化反应，氧气在原电池正极发生还原反应。也就是说不管是哪一种燃料电池，正极都是氧化剂(如O2)得电子发生还原反应。 3．书写燃料电池电极反应式的三步骤 —— —— —— 要点09 电解池 1．电解池 (1)电解：让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 (2)电解池 ①定义：将电能转化为化学能的装置。 ②构成条件：直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融的电解质并构成 。 (3)电极 阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)， 阴极——发生还原反应的电极(与电源负极相连)。 (4)电极反应 在电极上进行的半反应，可以用电极反应式表示。 2．电解池的工作原理 (1)放电：离子在电极表面得到或失去电子的过程。 (2)水中存在平衡：H2OH＋＋OH－，当OH－和H＋的浓度改变时，平衡发生移动。 3．电解时电极产物的判断——“阳失阴得” 4．电解池的阴极、阳极的判断方法 5．电解池电极反应式及电解总反应式的书写步骤 书写步骤 具体操作 判断两极 阳极：与 相连 阴极：与 相连 判断反应 微观粒子 活性电极：电极材料本身失电子 溶液中的较易得电子的阳离子反应 惰性电极：溶液中的较易失去电子的阴离子反应 书写电极 反应式 活性电极：M－ne－===Mn＋ Mn＋＋ne－===M 惰性电极：mRn－－mne－===Rm 书写电解 总方程式 根据得失电子数相等，将阴、阳极电极反应式相加得电解总反应式，注意若是水电离的H＋或OH－参与电极反应，写总反应式时要写成H2O 6.用惰性电极电解电解质水溶液的类型 类型 电极反 应特点 例子 实际电 解对象 电解质 浓度 溶液 pH 电解质溶 液复原 电解电 解质型 电解质的 离子放电 HCl CuCl2 电解 水型 阳极OH－ 放电，阴 极H＋放电 NaOH H2SO4 Na2SO4、KNO3 放出氢气 生成碱型 阴极H＋ 放电 NaCl KBr 放出氧气 生成酸型 阳极OH－ 放电 AgNO3 CuSO4 归｜纳｜总｜结 (1)书写电解池中电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成化学式。 (2)书写两极电极反应式时，要确保两极得失电子数目相等。 (3)铁作阳极时，铁失去电子生成Fe2＋而不是Fe3＋。 (4)书写电极反应式时，要判断阳极溶解生成的阳离子是否和电解质溶液中的阴离子发生反应。 要点10 电解原理的应用 1．工业电解食盐水制备烧碱 工业电解食盐水制备烧碱时必须阻止OH－移向阳极，以使氢氧化钠在阴极溶液中富集，常用阳离子交换膜将两极溶液分开，使阳离子能通过阳离子交换膜，而阴离子不能通过。 如：氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如图所示，可知溶液A的溶质是NaOH。 2．铜的电解精炼与电镀铜对比 电解精炼铜 电镀铜 电极 材料 阴极 阳极 电极反 应式 阳极 阴极 电解质溶液浓度的变化 Cu2＋减少，比铜活泼的金属阳离子进入溶液 电解质溶液成分及浓度均不变 3．常见活泼金属的电冶法 金属 电极反应式 总反应式 钠 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 铝 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 镁 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 要点11 有关电解计算的方法 1．根据电子守恒法计算 用于串联电路中各电极产物的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。 2．根据总反应方程式计算 先写电极反应式，再写总反应方程式，最后根据总反应方程式计算。 3．根据关系式计算 根据电子得失相等找到已知量与未知量之间的桥梁，得出计算所需的关系式。 要点12 金属的腐蚀与防护 1．金属电化学腐蚀的原理 (1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。 (2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。 (3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。 (4)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。 2．金属腐蚀的快慢比较 (1)在同一种电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序是电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极。 (2)在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀＞金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀＞金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 3．金属腐蚀的防护 (1)在金属表面覆盖保护层 ①涂油漆等。 ②镀抗腐蚀金属，如电镀等。 ③镀膜，如烤蓝等。 (2)改变金属内部组成、结构等，如制成不锈钢。 (3)电化学防护 ①牺牲阳极保护法。 利用原电池原理，在被保护的金属上连接更活泼的金属，使被保护金属成为正极。 ②阴极电保护法也叫外加电流阴极保护法。 利用电解池原理，使被保护的金属连接电源的负极成为阴极。 4．电化学腐蚀原理的应用 (1)铁腐蚀原理的应用 ①测定空气中氧气的含量； ②食品包装袋中以铁粉为主要成分的双吸剂，延长食物的保质期； ③制成一次性保暖贴，使用后其主要成分为炭粉、氯化钠固体、三氧化二铁固体以及含镁、铝的盐。 (2)微电解技术处理工业废水 ―→电极产物活性强发生氧化还原反应去除污染 题型01 热化学方程式的书写及正误判断 【典例1】下列有关反应热及热化学方程式的说法正确的是 A．已知  ，  ，则 B．已知稀溶液中  ，则氨水与稀硫酸反应生成时的反应热 C．燃烧热的热化学方程式：   D．已知  ，则和总键能比总键能大 方｜法｜点｜拨 1.“五查”法判断热化学方程式书写正误 ①看方程式是否配平； ②看各物质的聚集状态是否正确； ③看ΔH 的“＋”“－”是否正确； ④看反应热的单位是否为kJ·mol－1； ⑤看反应热的数值与化学计量数是否相对应。 2. 热化学方程式的书写步骤和方法 (1)书写符合质量守恒定律的化学方程式； (2)注明反应物和生成物的聚集状态： ①标明各物质的聚集状态：(固体s、液体l、气体g、溶液aq)； ②不需要标记“↓”和“↑”； ③不用写“点燃”“加热”等引发条件。 (3)用ΔH表示化学反应放出或吸收的热量： ①ΔH 只放右边，吸热用“＋”，放热用“－”，单位是kJ/mol； ②ΔH 的值与系数相匹配。 【变式1-1】依据下列热化学方程式得出的结论中，错误的是 A．已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ΔH= -483.6 kJ/mol，则氢气的燃烧热ΔH为-241.8 kJ/mol B．已知C(石墨，s)(金刚石，s)  ，则石墨比金刚石稳定 C．已知，则含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量 D．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)  ΔH=a，2C(s)+O2(g)=2CO(g)  ΔH=b，则a<b 【变式1-2】23g在氧气中完全燃烧后降至室温，放出683.5kJ的热量，下列表示燃烧热的热化学方程式为 A．  kJ·mol-1 B．  kJ·mol-1 C．  kJ·mol-1 D．  kJ·mol-1 题型02 盖斯定律及其应用 【典例2】CuSO4·5H2O固体溶于水的过程较为复杂，可以简化拆解为晶体结构破坏、水合离子形成等两个过程，如下图示。下列说法不正确的是 A．CuSO4·5H2O固体中存在离子键 B．无水硫酸铜在空气中吸水变蓝是一个放热过程 C．根据盖斯定律可知：a＞0 D．等物质的量的CuSO4·5H2O (s)和CuSO4(s)相比，CuSO4(s)的能量更高 方｜法｜点｜拨 利用盖斯定律求反应热的步骤： (1)确定要求反应热的待求方程式(目标方程式)。 (2)分析其反应物、生成物在条件方程式中的位置，明确根据已知方程式如何得到目标方程式(加减乘除)。“同边相减，不同边相加”(消元) (3)根据方程式的运算方式得出ΔH的计算方式(ΔH必须带符号进行计算)。 【变式2-1】各相关物质的燃烧热数据如下表所示。下列热化学方程式正确的是 物质 燃烧热/(kJ·mol-1) -1560.0 -1411.0 -285.8 A．  kJ·mol-1 B．  kJ·mol-1 C．  kJ·mol-1 D．  kJ·mol-1 【变式2-2】已知：C(石墨，s)在101 kPa下可发生一系列如图所示的变化： 已知：。 下列说法正确的是 A．金刚石和石墨互为同位素 B． C．表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为   D． 题型03 反应热的计算 【典例3】已知：①白磷()和的分子结构和部分化学键的键能分别如下： 化学键 P—P O=O P—O 键能 c ②(白磷，)(红磷，)  。 下列说法错误的是 A．白磷和红磷互为同素异形体 B．相同条件下红磷比白磷稳定 C．等质量的白磷、红磷分别完全燃烧，放出热量更多的是红磷 D．   方｜法｜点｜拨 计算依据 计算反应热方法 热化学方程式 热化学方程式与数学上的方程式相似，可以左右颠倒同时改变正负号，各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数 根据盖斯定律 根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式 根据燃烧热 可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×|燃烧热| 根据化学键的变化 ΔH＝反应物的化学键断裂所吸收的能量和－生成物的化学键形成所放出的能量和 根据反应物和 生成物的总能量 ΔH＝E(生成物)－E(反应物) 【变式3-1】一定条件下，几种物质转化时的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A．该条件下，的燃烧热 B．在一定条件下，化学反应的反应热与反应的途径无关 C． D．反应1中，反应物的总能量大于生成物的总能量 【变式3-2】101 kPa时，测得如下能量关系示意图，判断下列说法正确的是 A．CO的燃烧热 B．反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量 C．由的热化学方程式为：   D．与的能量之和为393.5 kJ 题型04 反应热大小比较 【典例4】下列选项中ΔH2>ΔH1的是 A．     B．HCl(aq)＋NaOH(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH1          CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)=CH3COONa(aq)＋H2O(l)ΔH2 C．已知2Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔH＜0        2Fe(s)＋O2(g)=Fe2O3(s)ΔH1                    2Al(s)＋O2(g)=Al2O3(s)ΔH2 D．      方｜法｜点｜拨 几种ΔH大小比较方法 (1)如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍 (2)同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同 (3)根据反应进行的程度比较反应热大小 ①其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小，如C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。 ②对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，发生上述反应，达到平衡后，放出的热量小于197 kJ，但ΔH仍为－197 kJ·mol－1。 (4)中和反应中反应热的大小不同 ①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量) ②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热) ③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热) 【变式4-1】下列反应均能自发进行。下列判断不正确的是 ①   ②   ③   ④   A． B． C． D． 【变式4-2】假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是 A． B． C． D．甲→丙的 题型05 二次电池 【典例5】汽车用铅酸蓄电池示意图如图所示，下列说法不正确的是 A．该电池属于二次电池 B．电池工作时，电子由负极流出经过电解质溶液流向正极 C．充电时，铅板与电源的负极相连 D．电池工作时，正极的反应式为 方｜法｜点｜拨 (1)二次电池充电时的电极连接方法——正接正，负接负。 (2)充电时的电极反应式的书写 放电时的负极反应式充电时的阴极反应式 放电时的正极反应式充电时的阳极反应式 【变式5-1】钠离子电池比锂离子电池更稳定，造价更低。某钠离子电池结构如图，已知电池反应： 。下列说法错误的是 A．放电时，正极的电极反应式为 B．充电时，阴极的电极反应式为 C．充电时，若转移，石墨烯电极将增重 D．放电时，该电池不能用水溶液作为电解质，Na+从左向右迁移 【变式5-2】我国科学家发明了一种“可固氮”的镁—氮二次电池，装置如图所示，下列说法错误的是 A．固氮时，镁片作负极，电解质中氯化镁质量增加 B．当无水混合物受热熔融后电池才能工作 C．固氮时，电池的总反应为： D．脱氮时，钌复合电极的电极反应式为 题型06 燃料电池 【典例6】一种新型乙醇电池，使用磺酸类质子溶剂，能在200℃左右时工作。相比甲醇电池，其效率高出32倍且更安全。电池总反应为，电池示意图如下图，下列说法正确的是 A．a极为电池的正极 B．b极的电极反应为： C．电池工作时，电子由a极沿导线经灯泡流入b极 D．电解质溶液中的质子()从b极区向a极区转移 方｜法｜点｜拨 1.燃料电池的一般思维模型 (1)要注意介质是什么，是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 (2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气。 (3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 2.燃料电池正极反应式的书写 (1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e-===2H2O； (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2+2H2O+4e-===4OH-； (3)固体电解质(高温下能传导)环境下电极反应式：O2+4e-===2； (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2+2CO2+4e-===2C。 【变式6-1】微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电子从电极b流出，经外电路流向电极a B．为保证微生物燃料电池的供电速度，该电池应在高温下工作 C．转化为的反应为 D．若外电路中有电子发生转移，则有通过质子交换膜 【变式6-2】研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．加入加快正极反应速率 B．电池工作时正极区溶液的降低 C．被完全氧化时有被还原 D．负极反应为 题型07 新型电池 【典例7】海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是 A．海水起电解质溶液作用 B．电池工作时电子由M极经用电器流向N极 C．N极仅能发生电极反应： D．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 方｜法｜点｜拨 1.电极反应式书写的一般方法 2.已知总反应式的复杂电极反应式的书写方法 ①首先写出较简单的电极反应式； ②复杂电极反应式＝总反应式-简单电极反应式； ③注意得失电子守恒。 【变式7-1】在碳中和愿景下，全球范围内可再生能源不断开发。一种新研发的电池系统是通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许通过)。下列说法错误的是 A．通过钠超离子导体由极区移动到极区 B．电极上的电极反应为 C．该电池中的有机电解液可选用乙醇 D．电路中转移1mol电子，钠超离子导体右侧区域质量增重66g 【变式7-2】科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为和，同时产生电能，其原理如下图所示。下列有关该电池的说法正确的是 A．氧化银电极作负极 B．温度越高，该电池放电率越高 C．石墨电极上的反应为： D．参与反应，有经质子交换膜进入正极区 题型08 电解池及其原理 【典例8】电化学降解的原理如图所示，下列说法正确的是 A．N为电源的正极 B．阴极上的反应式为： + 10e- + 6H2O =N2↑ + 12OH - C．Pt电极上的反应式为： D．每生成，左右两侧溶液质量变化差为14.4 g 方｜法｜点｜拨 电解池电极反应式的书写 (1)用惰性电极电解，分析溶液中的阴阳离子：阳离子向阴极移动，分析阳离子在阴极上得电子的顺序；阴离子向阳极移动，分析阴离子在阳极上失电子的顺序。 (2)金属被腐蚀溶解的作阳极，被保护不被腐蚀的作阴极。 (3)在写电极反应式时，要考虑电解质溶液的酸碱性、离子交换膜、甚至反应的区域等对电极产物的影响。 【变式8-1】下列说法不正确的是 A．用如图1所示装置在铁制品表面镀铜，能达到实验目的 B．用如图1所示装置电镀后，可增加铁制品的抗腐蚀能力 C．用如图2所示装置电解精炼粗铜，不能达到实验目的 D．电解精炼粗铜后的电解液中存在：Cu2＋、Zn2＋、、Fe2＋、Ag＋ 【变式8-2】将图所示实验装置的K闭合，下列说法正确的是 A．电极上发生还原反应 B．电子沿及路径流动 C．片刻后甲池中增大 D．片刻后可观察到滤纸b点变红色 题型09 电解原理的应用 【典例9】一种基于氯碱工艺的新型电解池(图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的 是 A．右边电极为阳极，连接电源的正极 B．Na+穿过离子交换膜从右往左移动 C．阴极电极反应： D．理论上每消耗，阳极室溶液减少106.5g 【变式9-1】电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．为了增强污水的导电能力，可向污水中加入适量KCl B．铁电极的电极反应式为Fe - 2e-=Fe2+ C．若左池石墨电极产生44.8L气体，则消耗0.5mol甲烷 D．通入甲烷的石墨的电极反应式为：CH4 + 4- 8e- = 5CO2 + 2H2O 【变式9-2】利用CO2电催化还原制取C2H5OH和C2H4的装置如图所示。下列说法正确的是 A．离子交换膜应选用阴离子交换膜 B．电子流向：a→电极Ⅰ→交换膜→电极Ⅱ→b C．在相同条件下，消耗的CO2和生成的O2体积比为2∶3 D．生成乙醇的电极反应：2CO2+9H2O+12e-=C2H5OH+12OH- 题型10 金属的腐蚀与防护 【典例10】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。下列说法错误的是 A．图甲中：只闭合，铁腐蚀的速度最快 B．图甲中：只闭合，石墨电极附近的pH将变大 C．图乙中：轮船外壳镶嵌锌块属于牺牲阳极的阴极保护法 D．图乙中：轮船底部的钢铁易腐蚀，负极反应为 【变式10-1】电化学腐蚀是海水对船体外壳腐蚀的主要类型，通常船体钢铁外壳镶嵌锌块来延缓腐蚀。不正确的是 A．该法称为牺牲阳极法 B．该法称为外加电流保护法 C．镶嵌的锌块需定期更换 D．钢铁外壳成为原电池的正极 【变式10-2】两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图，下列说法不正确的是 A．图1、图2中钢闸门均为电子输入的一端 B．图1、图2中钢闸门上均主要发生了还原反应 C．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子，被氧化损耗 D．图1是牺牲阳极的阴极保护法，图2是外加电流的阴极保护法 题型11 多池串联装置分析 【典例11】利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．W极上发生还原反应 B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高 C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为 方｜法｜点｜拨 ①多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池。 ②与原电池正极相连的电极为电解池阳极，与原电池负极相连的电极为电解池阴极，据此判断各池中发生的反应。 【变式11-1】利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化，左侧装置为浓差电池。浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。下列说法错误的是 A．膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜 B．乙室的Ag电极电势高于甲室 C．石墨1电极的反应为 D．当乙室Ag电极的质量增加21.6 g时，理论上NaCl溶液减少11.7 g NaCl 【变式11-2】一种基于氯碱工艺的节能新工艺是将电解池与NO—空气燃料电池相结合，可用于湿法冶铁的研究，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极为阳极，发生氧化反应 B．阴极区溶液的保持不变 C．d极为负极，其电极反应式为 D．理论上每生成气体，可得到2.8gFe 期末基础通关练（测试时间：15分钟） 1．下列属于放热反应的是 A．浓硫酸溶于水 B．盐酸与碳酸氢钠反应 C．氯化铵分解 D．灼热的碳与氧气反应 2．和反应生成过程中能量变化如下图所示，下列说法不正确的是 A．结合生成时，放出498 kJ能量 B．断裂分子中的化学键，需要吸收632 kJ能量 C．该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量 D．该反应的热化学方程式为   3．用盐酸与NaOH溶液反应，测定中和反应的反应热。下列说法错误的是 A．用温度计测量酸溶液的温度后，用水冲洗净、擦干后再测碱液的温度 B．为了保证盐酸完全被中和，采用稍过量的NaOH溶液 C．若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验，反应热偏大 D．若量热器杯盖盖得不严密，反应热偏小 4．某小组同学在实验室用盐酸和溶液进行中和反应反应热的测定实验，实验装置如图所示。下列说法正确的是 A．若改用盐酸和溶液，测得的中和反应反应热偏大 B．实验过程中，盐酸和NaOH溶液要少量多次混合 C．该实验若改用醋酸溶液和NaOH溶液，则测得的中和反应反应热偏大 D．将NaOH溶液与盐酸混合后，立即测混合液的温度，该温度为反应后的温度 5．下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是 A．外加电流     B．牺牲阳极 C．表面镀铜 D．制成不锈钢 A．A B．B C．C D．D 6．下列电池工作时，在正极放电的是 A．锌锰电池 B．氢燃料电池 C．铅蓄电池 D．镍镉电池 A．A B．B C．C D．D 7．碱性锌锰干电池的结构示意图如下图。该电池放电时发生反应：。下列说法正确的是 A．理论上，每转移电子，有生成 B．发生还原反应 C．正极发生反应 D．电池工作时向正极方向移动 期末综合拓展练（测试时间：25分钟） 8．一块镀层破损的铁片置于潮湿的盐碱地环境中，一段时间后铁片如图所示。下列说法正确的是 A．镀层金属可能是铜 B．镀层保护铁采取的是牺牲阳极的阴极保护法 C．潮湿的盐碱地环境为铁片的锈蚀提供了传递电子的作用 D．刮去铁锈，在凹陷深处滴加 KSCN 溶液，溶液一定变为红色 9．已知：①   ②   ③几种含氯微粒的相对能量如下表所示： 离子 相对能量/() 0 a 63 b 下列叙述错误的是 A． B． C．上述含氯微粒中最稳定 D．存在吸热反应 10．下列有关热化学方程式的叙述正确的是 A．已知S(正交，s)=S(单斜，s)  △H=+0.33kJ/mol，则单斜硫比正交硫稳定 B．已知C(S)+O2(g)=CO2(g)  △H=a，  △H=b，则a<b C．H2(g)的燃烧热是285.8kJ/mol，则反应2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的反应热△H=+571.6kJ/mol D．已知  △H=-26.5kJ·mol-1，由此可知1molH2与1molI2气体在密闭容器中充分化合后可以吸收53kJ的热量 11．与生成的反应可以一步完成，也可以分两步完成，各步反应之间的关系如图所示，下列说法错误的是 A．6 g完全燃烧放出热量为 kJ B． C．相同质量的碳，完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多 D．在一定条件下，化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 12．中国科学院长春应用化学研究所曾在甲烷()燃料电池技术方面获得重大突破。甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下，下列说法错误的是 A．Pt(a)端的电势高于Pt(b)端的电势 B．Pt(a)电极反应式为： C．工作时，电池正极区溶液的pH增大 D．该电池工作时消耗(标准状况下)，假设电池的能量转化率为，则电路中通过3.2 mol电子 13．钠离子电池作为锂离子电池的有力补充，备受关注。图是一种钠离子电池(电解质为含的有机溶剂)的工作原理示意图。下列说法错误的是 A．放电时，Mo箔是电池的正极 B．放电时，负极的电极反应式为 C．放电时，若负极增重24g，则有个从右室移向左室 D．若外电路通过0.1mol电子，则正极的质量变化为2.3g 14．一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．海水应加在离子交换膜Ⅰ和Ⅱ之间 B．II为阳离子交换膜 C．电极b上发生的电极反应式为 D．若海水用溶液模拟，则每脱除，理论上可回收 15．一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。下列说法错误的是 A．左侧电极为阴极区，发生还原反应 B．右侧的电极反应为 C．阴极区溶液中浓度逐渐升高 D．理论上每消耗0.5 mol ，阳极室溶液减少106.5 g 16．电解法能同时处理含多种有害物质的废水，以提高处理效率。下图双极膜电解池装置通过电解产生具有极强氧化能力的羟基自由基，处理含苯酚废水和含甲醛废水。下列说法正确的是 A．M极连接电源正极，电极反应式： B．双极膜中解离出的透过膜a向N极移动 C．每处理1.5g甲醛，理论上消耗双极膜中 D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为 17．通过气敏传感器可监测汽车尾气中有害气体的含量，其工作原理分别如图1、2所示。下列说法正确的是 A．C电极上的电极反应式为 B．B电极和D电极的电极反应式相同 C．工作一段时间，图1装置中溶液增大 D．若向A电极通入混合气体（其他气体不参加反应），测得电路中通过，则该混合气体中含量为 18．用酸性 溶液吸收工业尾气NO，同时储存电量和得到副产品X，可以达到废物利用的目的，其工作原理如图所示： 已知每个电子的带电量为 设NA 表示阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是 A．X为KNO3 B．工作时，H+由左室通过质子交换膜进入右室 C．正极的电极反应式： D．该装置每吸收2.24 L NO，储电器储存的电量为 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01化学反应与能量（期末复习讲义） 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 热化学方程式 热化学方程式的正误判断、正确书写热化学方程式 盖斯定律及其应用 盖斯定律及其应用，能进行反应焓变的计算与大小比较 反应热及其计算 反应热大小比较、反应热及其计算 原电池 原电池的构成、工作原理及应用、电极反应方程式、电流方向、原电池的正极和负极。 化学电源 一次电池、二次电池的反应原理、燃料电池的电极反应式 新型电源 电极反应和总反应方程式 电解池及其原理 电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成、电解的规律、电解的产物、电解的电极反应式和总反应式 电解池原理的应用 氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金。 金属腐蚀与防护 金属腐蚀、电化学腐蚀、金属腐蚀的危害、金属防腐蚀 要点01 化学反应的反应热 1．反应热的测定 (1)仪器——量热计 (2)原理 Q＝－C(T2－T1)，其中C表示溶液及量热计的热容，其单位为J·K－1；T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。 2．测定中和反应的反应热需注意的几个问题 (1)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.55 mol·L－1)。 (2)操作时动作要快，尽量减少热量的损失，使用绝热装置，避免热量散发到反应体系外。 (3)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。 (4)读取的中和反应的温度(T2)是反应混合液的最高温度。 (5)不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低。 (6)中和反应的反应热的数值是57.3 kJ·mol－1，测定时与强酸、强碱的用量无关。 要点02 化学反应的内能变化与焓变 1．内能 (1)定义：是体系内物质所含各种微观粒子的能量总和。符号：_U。 (2)内能大小的影响因素 内能的大小除了与物质的种类、数量及聚集状态(即气态、液态或固态等)有关，还与体系的温度、压强有关。 (3)反应体系的能量变化 在一般情况下，反应体系处于静止状态，即体系整体的动能和势能没有变化，体系的能量变化可表示为ΔU＝U(反应产物)－U(反应物)＝Q＋W。 当反应过程中体系没有做功时，则ΔU＝Q。ΔU>0，反应吸收能量；ΔU<0，反应释放能量。 2．焓变 (1)等压反应 在反应前后压强不变的条件下发生的化学反应，如在敞口容器中进行的反应。 (2)焓变及单位 ①定义：反应产物的焓与反应物的焓之差。 ②表达式：ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)＝Qp。 其中Qp表示等压条件下化学反应的反应热。焓变的单位为kJ·mol－1或J·mol－1。 (3)化学反应的焓变示意图 3．焓变与化学键变化的关系 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因(如图)。 　 吸收能量E1 　　 　↓ 反应物反应产物 　　 　↓ 　 放出能量E2 E1>E2 　反应吸收能量　ΔH>0 E1<E2　反应放出能量　ΔH<0 5．焓变与物质能量变化的关系 放热反应 吸热反应 关系 反应物具有的总能量大于反应产物 具有的总能量 反应物具有的总能量小于反应产物 具有的总能量 表示方法 ΔH<0 ΔH>0 图示 实例 H2(g)＋Cl2(g)==2HCl(g) ΔH＝－183.0 kJ·mol－1 C(s)＋H2O(g)==CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1　 要点03 热化学方程式 1．“五步”突破热化学方程式的书写 2．热化学方程式书写“五注意” (1)注意ΔH只能写在标有反应物和反应产物状态的化学方程式的右边，并用“空格”隔开。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。 (2)注意反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25 ℃、101 Pa下测定的，此时可不注明温度和压强。 (3)注意热化学方程式中各物质化学式前面的系数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数。因此各物质的系数可以是整数，也可以是分数。 (4)注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质的聚集状态(“s”“l”“g”或“aq”)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“↓”和“↑”。 (5)注意热化学方程式不是表示反应已完成的数量。由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的系数必须与ΔH相对应。如果系数加倍，则ΔH也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 要点04 反应焓变的计算 1．盖斯定律 (1)定义：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，反应热都是一样的。 (2)盖斯定律的特点 ①化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关。 ②反应焓变一定。如图分别有三个途径：(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)。 则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 2．盖斯定律的应用 (1)科学意义：对于无法或较难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。 (2)方法——“叠加法” 若一个化学反应的化学方程式可由另外几个化学反应的化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为另外几个化学反应焓变的代数和。 3.利用盖斯定律计算反应焓变的常用方法 (1)加和法 (2)虚拟途径法 ①方法 先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反应热。 ②举例 若反应物A变为反应产物D，可以有两个途径： a．由A直接变成D，反应热为ΔH； b．由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 如图所示： 则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 归｜纳｜总｜结 运用盖斯定律计算反应热的3个关键 (1)热化学方程式的系数加倍，ΔH也相应加倍。 (2)热化学方程式相加减，同种物质之间可加减，反应热也要相应加减。 (3)将热化学方程式颠倒时，ΔH的正负必须随之改变。 要点05 原电池的工作原理与电极判断 1．原电池的工作原理(以铜锌原电池为例) 2．原电池正负极的判断 3．原电池电极反应式书写的一般步骤 — — — 归｜纳｜总｜结 原电池电极反应式在书写时应注意的问题 (1)电极反应常用“===”而不用“”连接。 (2)电极反应中若有气体生成，需加“↑”，弱电解质或难溶物均以化学式表示，其余以离子符号表示。 (3)必须遵循质量守恒、电荷守恒及正、负两极得失电子数相等的规律。 (4)原电池正、负两极的电极反应在得失电子数相等的情况下加和即得总反应(合二为一)；反之，总反应减去其中的一极反应可得另一极反应(一分为二)。 要点06 原电池工作原理的应用 1．比较金属活动性强弱 2．加快化学反应速率 构成原电池负极的反应速率比直接接触的反应速率快。如实验室制H2时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应快，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，锌(负极)反应加快。 3．设计原电池 (1)理论上，自发的氧化还原反应，可以设计成原电池。 (2)外电路 负极—还原性较强的物质被氧化 　↓e－ 正极—氧化性较强的物质被还原 (3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。 归｜纳｜总｜结 设计原电池的方法思路 (1)根据原电池总反应式确定正、负极反应式。 (2)根据正、负极反应式选择电极材料和电解质溶液。 (3)要形成闭合回路(可画出装置图)。 要点07 化学电源 1．化学电源的分类 2．常见电池 (1)锌锰干电池 项目 酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池 电极 锌筒作负极，石墨作正极 电解质 氯化铵和氯化锌 氢氧化钾 电极 反应 负极 Zn－2e－===Zn2＋ Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O 正极 2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－ 电池反应 Zn＋2MnO2＋2NH4Cl=== 2NH3＋ZnCl2＋Mn2O3＋H2O Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH (2)铅蓄电池 (3)氢氧燃料电池 项目 酸性燃料电池 碱性燃料电池 电极 石墨电极材料 电解质 磷酸等酸性溶液 KOH溶液 电极 反应 负极 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极 O2＋4H＋＋4e－===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池反应 2H2＋O2===2H2O 归｜纳｜总｜结 可充电电池电极反应式的书写方法 已知电池总反应式书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)；第三，在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。 要点08 燃料电池 1．常见的四种典型燃料电池 名称 电解质 电极反应和总反应 氢氧燃 料电池 KOH 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O 总反应：2H2＋O2===2H2O H2SO4 正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O 负极：2H2－4e－===4H＋ 总反应：2H2＋O2===2H2O 甲烷燃 料电池 KOH 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 总反应：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O 甲醇燃 料电池 KOH 正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ 负极：2CH3OH＋16OH－－12e－===2CO＋12H2O 总反应：2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O 肼燃料 电池　 KOH 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极：N2H4＋4OH－－4e－===N2＋4H2O 总反应：N2H4＋O2===N2＋2H2O 2．燃料电池的工作原理 一般的燃料电池大多是可燃性物质(主要是可燃性气体或蒸气)与氧化剂(一般是氧气)及电解质溶液共同组成的原电池。可燃性物质在原电池负极发生氧化反应，氧气在原电池正极发生还原反应。也就是说不管是哪一种燃料电池，正极都是氧化剂(如O2)得电子发生还原反应。 3．书写燃料电池电极反应式的三步骤 —— —— —— 要点09 电解池 1．电解池 (1)电解：让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 (2)电解池 ①定义：将电能转化为化学能的装置。 ②构成条件：直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融的电解质并构成闭合回路。 (3)电极 阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)， 阴极——发生还原反应的电极(与电源负极相连)。 (4)电极反应 在电极上进行的半反应，可以用电极反应式表示。 2．电解池的工作原理 (1)放电：离子在电极表面得到或失去电子的过程。 (2)水中存在平衡：H2OH＋＋OH－，当OH－和H＋的浓度改变时，平衡发生移动。 3．电解时电极产物的判断——“阳失阴得” 4．电解池的阴极、阳极的判断方法 5．电解池电极反应式及电解总反应式的书写步骤 书写步骤 具体操作 判断两极 阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连 判断反应 微观粒子 活性电极：电极材料本身失电子 溶液中的较易得电子的阳离子反应 惰性电极：溶液中的较易失去电子的阴离子反应 书写电极 反应式 活性电极：M－ne－===Mn＋ Mn＋＋ne－===M 惰性电极：mRn－－mne－===Rm 书写电解 总方程式 根据得失电子数相等，将阴、阳极电极反应式相加得电解总反应式，注意若是水电离的H＋或OH－参与电极反应，写总反应式时要写成H2O 6.用惰性电极电解电解质水溶液的类型 类型 电极反 应特点 例子 实际电 解对象 电解质 浓度 溶液 pH 电解质溶 液复原 电解电 解质型 电解质的 离子放电 HCl HCl 减少 增大 加HCl CuCl2 CuCl2 减少 — 加CuCl2 电解 水型 阳极OH－ 放电，阴 极H＋放电 NaOH H2O 增大 增大 加H2O H2SO4 H2O 增大 减小 加H2O Na2SO4、KNO3 H2O 增大 不变 加H2O 放出氢气 生成碱型 阴极H＋ 放电 NaCl 电解质 和水 部分离子 浓度减少　 增大 加HCl KBr 加HBr 放出氧气 生成酸型 阳极OH－ 放电 AgNO3 电解质 和水 部分离子 浓度减少 减小 加Ag2O CuSO4 加CuO 归｜纳｜总｜结 (1)书写电解池中电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成化学式。 (2)书写两极电极反应式时，要确保两极得失电子数目相等。 (3)铁作阳极时，铁失去电子生成Fe2＋而不是Fe3＋。 (4)书写电极反应式时，要判断阳极溶解生成的阳离子是否和电解质溶液中的阴离子发生反应。 要点10 电解原理的应用 1．工业电解食盐水制备烧碱 工业电解食盐水制备烧碱时必须阻止OH－移向阳极，以使氢氧化钠在阴极溶液中富集，常用阳离子交换膜将两极溶液分开，使阳离子能通过阳离子交换膜，而阴离子不能通过。 如：氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如图所示，可知溶液A的溶质是NaOH。 2．铜的电解精炼与电镀铜对比 电解精炼铜 电镀铜 电极 材料 阴极 精铜 镀件 阳极 粗铜 纯铜 电极反 应式 阳极 Cu(粗铜)－2e－===Cu2＋等 Cu－2e－===Cu2＋ 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu(精铜) Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液浓度的变化 Cu2＋减少，比铜活泼的金属阳离子进入溶液 电解质溶液成分及浓度均不变 3．常见活泼金属的电冶法 金属 电极反应式 总反应式 钠 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 铝 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 镁 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 要点11 有关电解计算的方法 1．根据电子守恒法计算 用于串联电路中各电极产物的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。 2．根据总反应方程式计算 先写电极反应式，再写总反应方程式，最后根据总反应方程式计算。 3．根据关系式计算 根据电子得失相等找到已知量与未知量之间的桥梁，得出计算所需的关系式。 要点12 金属的腐蚀与防护 1．金属电化学腐蚀的原理 (1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。 (2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。 (3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。 (4)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。 2．金属腐蚀的快慢比较 (1)在同一种电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序是电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极。 (2)在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀＞金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀＞金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 3．金属腐蚀的防护 (1)在金属表面覆盖保护层 ①涂油漆等。 ②镀抗腐蚀金属，如电镀等。 ③镀膜，如烤蓝等。 (2)改变金属内部组成、结构等，如制成不锈钢。 (3)电化学防护 ①牺牲阳极保护法。 利用原电池原理，在被保护的金属上连接更活泼的金属，使被保护金属成为正极。 ②阴极电保护法也叫外加电流阴极保护法。 利用电解池原理，使被保护的金属连接电源的负极成为阴极。 4．电化学腐蚀原理的应用 (1)铁腐蚀原理的应用 ①测定空气中氧气的含量； ②食品包装袋中以铁粉为主要成分的双吸剂，延长食物的保质期； ③制成一次性保暖贴，使用后其主要成分为炭粉、氯化钠固体、三氧化二铁固体以及含镁、铝的盐。 (2)微电解技术处理工业废水 ―→电极产物活性强发生氧化还原反应去除污染 题型01 热化学方程式的书写及正误判断 【典例1】下列有关反应热及热化学方程式的说法正确的是 A．已知  ，  ，则 B．已知稀溶液中  ，则氨水与稀硫酸反应生成时的反应热 C．燃烧热的热化学方程式：   D．已知  ，则和总键能比总键能大 【答案】D 【解析】碳完全燃烧生成CO2比不完全燃烧生成CO释放的热量更多，ΔH的绝对值更大，因此ΔH1（更负）小于ΔH2，故ΔH1>ΔH2，A错误；氨水是弱碱，氨水电离吸热，与硫酸反应生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ，ΔH>-57.3kJ/mol，B错误；燃烧热的定义为1 mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热，甲烷燃烧生成稳定产物应为液态水，而方程式中H2O为气态，因此该热化学方程式不满足燃烧热定义，C错误；ΔH>0表示反应吸热，即ΔH=反应物总键能（N2和O2）减去生成物总键能（2NO）大于0，因此反应物总键能大于生成物总键能，D正确；故选D。 方｜法｜点｜拨 1.“五查”法判断热化学方程式书写正误 ①看方程式是否配平； ②看各物质的聚集状态是否正确； ③看ΔH 的“＋”“－”是否正确； ④看反应热的单位是否为kJ·mol－1； ⑤看反应热的数值与化学计量数是否相对应。 2. 热化学方程式的书写步骤和方法 (1)书写符合质量守恒定律的化学方程式； (2)注明反应物和生成物的聚集状态： ①标明各物质的聚集状态：(固体s、液体l、气体g、溶液aq)； ②不需要标记“↓”和“↑”； ③不用写“点燃”“加热”等引发条件。 (3)用ΔH表示化学反应放出或吸收的热量： ①ΔH 只放右边，吸热用“＋”，放热用“－”，单位是kJ/mol； ②ΔH 的值与系数相匹配。 【变式1-1】依据下列热化学方程式得出的结论中，错误的是 A．已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ΔH= -483.6 kJ/mol，则氢气的燃烧热ΔH为-241.8 kJ/mol B．已知C(石墨，s)(金刚石，s)  ，则石墨比金刚石稳定 C．已知，则含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量 D．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)  ΔH=a，2C(s)+O2(g)=2CO(g)  ΔH=b，则a<b 【答案】A 【解析】燃烧热指1mol H2生成液态水时的ΔH，而题中生成气态水，ΔH应更小（更负），故A错误；ΔH>0说明石墨→金刚石吸热，石墨能量更低更稳定，B正确；20.0g NaOH为0.5mol，中和反应放热0.5×57.4=28.7kJ，C正确；生成CO2比CO放热更多，ΔH更小（更负），故a < b，D正确；故选A。 【变式1-2】23g在氧气中完全燃烧后降至室温，放出683.5kJ的热量，下列表示燃烧热的热化学方程式为 A．  kJ·mol-1 B．  kJ·mol-1 C．  kJ·mol-1 D．  kJ·mol-1 【答案】D 【解析】燃烧热是指在25℃、100kPa条件下，1mol纯物质与氧气完全燃烧生成稳定化合物时释放的热量，23g的物质的量为=0.5mol，在氧气中完全燃烧后降至室温，放出683.5kJ的热量，则1mol完全燃烧生成CO2(g)、H2O(l)时释放683.5kJ×2=1367kJ热量，表示燃烧热的热化学方程式为 kJ·mol-1，故选D。 题型02 盖斯定律及其应用 【典例2】CuSO4·5H2O固体溶于水的过程较为复杂，可以简化拆解为晶体结构破坏、水合离子形成等两个过程，如下图示。下列说法不正确的是 A．CuSO4·5H2O固体中存在离子键 B．无水硫酸铜在空气中吸水变蓝是一个放热过程 C．根据盖斯定律可知：a＞0 D．等物质的量的CuSO4·5H2O (s)和CuSO4(s)相比，CuSO4(s)的能量更高 【答案】D 【解析】是离子晶体，由铜离子、硫酸根离子以及结晶水构成，晶体中存在离子键，所以固体中存在离子键，A不符合题意；无水硫酸铜在空气中吸水变蓝生成，该过程是形成化学键的过程，会放出热量，是一个放热过程，B不符合题意；由图可知； ；， 根据盖斯定律，即，即，C不符合题意；已知是放热反应，根据该反应只能比较反应物和生成物的总能量的相对大小，不能比较等物质的量的和的能量的相对大小，D 符合题意；故选D。 方｜法｜点｜拨 利用盖斯定律求反应热的步骤： (1)确定要求反应热的待求方程式(目标方程式)。 (2)分析其反应物、生成物在条件方程式中的位置，明确根据已知方程式如何得到目标方程式(加减乘除)。“同边相减，不同边相加”(消元) (3)根据方程式的运算方式得出ΔH的计算方式(ΔH必须带符号进行计算)。 【变式2-1】各相关物质的燃烧热数据如下表所示。下列热化学方程式正确的是 物质 燃烧热/(kJ·mol-1) -1560.0 -1411.0 -285.8 A．  kJ·mol-1 B．  kJ·mol-1 C．  kJ·mol-1 D．  kJ·mol-1 【答案】C 【分析】依据燃烧热的定义可知： ①  kJ·mol-1 ②  kJ·mol-1 ③ kJ·mol-1 【解析】产物为CO(g)，不符合燃烧热定义，应为  kJ·mol-1，A错误；分解H2O(l)为H2和O2是吸热反应，ΔH应为正值，且数值应为+571.6 kJ·mol-1，即  kJ·mol-1，B错误；根据盖斯定律，由①-②-③得到  kJ·mol-1，C正确；燃烧产物H2O应为液态，即为  kJ·mol-1，D错误；故选C。 【变式2-2】已知：C(石墨，s)在101 kPa下可发生一系列如图所示的变化： 已知：。 下列说法正确的是 A．金刚石和石墨互为同位素 B． C．表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为   D． 【答案】C 【解析】石墨和金刚石均为碳单质，互为同素异形体，A错误；是石墨发生燃烧反应的焓变，燃烧反应属于放热反应，，B错误；燃烧热是指在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，故表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为  ，C正确；由盖斯定律可知，，因，故，D错误；故选C。 题型03 反应热的计算 【典例3】已知：①白磷()和的分子结构和部分化学键的键能分别如下： 化学键 P—P O=O P—O 键能 c ②(白磷，)(红磷，)  。 下列说法错误的是 A．白磷和红磷互为同素异形体 B．相同条件下红磷比白磷稳定 C．等质量的白磷、红磷分别完全燃烧，放出热量更多的是红磷 D．   【答案】C 【解析】白磷和红磷为磷元素形成的不同单质，互为同素异形体，A正确；(白磷，)(红磷，)  为放热反应，白磷的能量高于红磷，所以红磷比白磷更稳定，B正确；白磷的能量高于红磷，等质量的白磷、红磷分别完全燃烧，放出热量更多的是白磷，C错误；根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，  ，D正确；故选C。 方｜法｜点｜拨 计算依据 计算反应热方法 热化学方程式 热化学方程式与数学上的方程式相似，可以左右颠倒同时改变正负号，各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数 根据盖斯定律 根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式 根据燃烧热 可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×|燃烧热| 根据化学键的变化 ΔH＝反应物的化学键断裂所吸收的能量和－生成物的化学键形成所放出的能量和 根据反应物和 生成物的总能量 ΔH＝E(生成物)－E(反应物) 【变式3-1】一定条件下，几种物质转化时的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A．该条件下，的燃烧热 B．在一定条件下，化学反应的反应热与反应的途径无关 C． D．反应1中，反应物的总能量大于生成物的总能量 【答案】A 【分析】由图可知，反应1：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH1=-221.0 kJ·mol-1，反应2：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1，反应3为2CO2(g)=2C(s)+2O2(g)，为反应1+反应2的逆反应，则ΔH3=-(ΔH1+ΔH2)=-(-221.0-566.0)=+787.0 kJ·mol-1，据此作答。 【解析】根据盖斯定律可知，该反应的，因此的燃烧热，故A错误；根据盖斯定律，化学反应的反应热只与始态和终态有关，与反应途径无关，故B正确；根据分析可知，ΔH3=-(ΔH1+ΔH2)=-(-221.0-566.0)=+787.0 kJ·mol-1，故C正确；反应1的ΔH1=-221.0 kJ·mol-1<0，为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，故D正确；故选A。 【变式3-2】101 kPa时，测得如下能量关系示意图，判断下列说法正确的是 A．CO的燃烧热 B．反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量 C．由的热化学方程式为：   D．与的能量之和为393.5 kJ 【答案】A 【分析】由图像可以看出， 生成放热，生成放热。则转化Ⅰ的热化学方程式为，转化Ⅱ的热化学方程式为。据此作答。 【解析】根据定义，在101 kPa下，1 mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热，习惯上被称为燃烧热。由分析可知，CO的燃烧热的，A正确；由分析可知，CO与生成的反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，B错误；可得C转化为CO的总反应为 。根据盖斯定律可以算出该反应，C错误；焓的绝对值无法测量，393.5 kJ表示反应过程中能量的变化量，不是和的能量，D错误；故选A。 题型04 反应热大小比较 【典例4】下列选项中ΔH2>ΔH1的是 A．     B．HCl(aq)＋NaOH(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH1          CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)=CH3COONa(aq)＋H2O(l)ΔH2 C．已知2Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔH＜0        2Fe(s)＋O2(g)=Fe2O3(s)ΔH1                    2Al(s)＋O2(g)=Al2O3(s)ΔH2 D．      【答案】B 【解析】乙炔燃烧生成液态水比生成气态水释放更多热量，ΔH2更小，故ΔH2< ΔH1，A不符合题意；CH3COOH是弱酸，电离时要吸热，的绝对值小于的绝对值，中和反应是放热反应，故ΔH2> ΔH1，B符合题意；根据盖斯定律，铝热反应2Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH=ΔH2−ΔH1<0，故ΔH2< ΔH1，C不符合题意；CaCO3分解吸热（ΔH1>0），CaO与水反应放热（ΔH2<0），故ΔH2< ΔH1，D不符合题意；故选B。 方｜法｜点｜拨 几种ΔH大小比较方法 (1)如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍 (2)同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同 (3)根据反应进行的程度比较反应热大小 ①其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小，如C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。 ②对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，发生上述反应，达到平衡后，放出的热量小于197 kJ，但ΔH仍为－197 kJ·mol－1。 (4)中和反应中反应热的大小不同 ①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量) ②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热) ③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热) 【变式4-1】下列反应均能自发进行。下列判断不正确的是 ①   ②   ③   ④   A． B． C． D． 【答案】B 【解析】将反应③-反应④，可得：，即反应②，因此，A正确；已知反应① ， ② ， 利用盖斯定律将反应②-反应①得到，该反应 (化合反应)为放热反应，则该反应的，即，B错误；已知反应④ (化合反应)为放热反应，即，利用盖斯定律，将反应③-反应②得到反应④，即，则，C正确；已知反应②为放热反应，，结合C项解析知：，则，则，D正确；故选B。 【变式4-2】假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是 A． B． C． D．甲→丙的 【答案】B 【分析】已知反应①甲→乙 ，反应②乙→丙 ，反应①+反应②得甲→丙 ； 【解析】由分析可得，则绝对值，A项说法正确；由分析可知甲→丙是放热反应，则逆反应为吸热反应，，B项说法不正确；由分析可知，则，C项说法正确；由分析可知甲→丙 ，D项说法正确；故选B。 题型05 二次电池 【典例5】汽车用铅酸蓄电池示意图如图所示，下列说法不正确的是 A．该电池属于二次电池 B．电池工作时，电子由负极流出经过电解质溶液流向正极 C．充电时，铅板与电源的负极相连 D．电池工作时，正极的反应式为 【答案】B 【分析】铅蓄电池属于二次电池，放电时Pb为负极，PbO2为正极，充电时Pb为阴极，PbO2为阳极。 【解析】该电池为铅酸蓄电池，属于二次电池，A正确；电池工作时，电子不能经过电解质溶液，B错误；充电时Pb为阴极，故铅板与电源的负极相连，C正确；电池工作时PbO2为正极，电极反应式为：，D正确；故选B。 方｜法｜点｜拨 (1)二次电池充电时的电极连接方法——正接正，负接负。 (2)充电时的电极反应式的书写 放电时的负极反应式充电时的阴极反应式 放电时的正极反应式充电时的阳极反应式 【变式5-1】钠离子电池比锂离子电池更稳定，造价更低。某钠离子电池结构如图，已知电池反应： 。下列说法错误的是 A．放电时，正极的电极反应式为 B．充电时，阴极的电极反应式为 C．充电时，若转移，石墨烯电极将增重 D．放电时，该电池不能用水溶液作为电解质，Na+从左向右迁移 【答案】C 【分析】由图可知，放电时，石墨烯电极为负极，失电子发生氧化反应生成钠离子和，电极反应式为，在正极得到电子发生还原反应生成，电极反应式为。 【解析】放电时，在正极得到电子发生还原反应生成，电极反应式为，故A正确；放电时负极反应式为，则充电时阴极得电子发生还原反应，阴极的电极反应式为，故B正确；根据阴极电极反应，可知转移，石墨烯电极将增重钠的质量是，故C错误；钠易与水反应，所以该电池不能用水溶液作为电解质，阳离子由负极向正极迁移，，所以Na+从左向右迁移，故D正确；故选C。 【变式5-2】我国科学家发明了一种“可固氮”的镁—氮二次电池，装置如图所示，下列说法错误的是 A．固氮时，镁片作负极，电解质中氯化镁质量增加 B．当无水混合物受热熔融后电池才能工作 C．固氮时，电池的总反应为： D．脱氮时，钌复合电极的电极反应式为 【答案】A 【分析】固氮时（电池放电），镁金属片失去电子、作负极，发生反应：Mg-2e-=Mg2+，正极（钌复合电极）上N2得电子与Mg2+结合生成Mg3N2：N2+6e-+ 3Mg2+= Mg3N2。 【解析】固氮过程中，根据得失电子守恒，负极生成Mg2+物质的量与正极消耗Mg2+物质的量相等，故电解质中MgCl2的质量不会改变，A错误；该电池的电解质是 “无水LiCl—MgCl2”（固体），固体电解质需熔融（受热熔融）才能电离出自由移动的离子，从而导电使电池工作，B正确；由分析结合正、负极反应可知，固氮时，电池的总反应为：，C正确；脱氮时（电池充电），钌复合电极作阳极，Mg3N2失去电子发生氧化反应，电极反应式为，D正确；故选A。 题型06 燃料电池 【典例6】一种新型乙醇电池，使用磺酸类质子溶剂，能在200℃左右时工作。相比甲醇电池，其效率高出32倍且更安全。电池总反应为，电池示意图如下图，下列说法正确的是 A．a极为电池的正极 B．b极的电极反应为： C．电池工作时，电子由a极沿导线经灯泡流入b极 D．电解质溶液中的质子()从b极区向a极区转移 【答案】C 【分析】该燃料电池中，通入燃料乙醇的电极是负极，则a是负极，通入氧化剂氧气的电极b是正极，电解质溶液呈酸性，则负极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+，正极氧气得到电子被还原，电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O，据此分析解答。 【解析】燃料电池中通入氧化剂的电极是正极，通入燃料的电极是负极，则a极为原电池负极、b极是正极，故A错误；由分析可知，b极是正极，氧气在正极得到电子生成水，电极反应式为：4H++O2+4e-=2H2O，故B错误；放电时，电子从负极沿导线流向正极，a是负极、b是正极，则电池工作时电子由a极沿导线经灯泡流入b极，故C正确；原电池中阳离子向正极移动，由分析可知，b极是正极，a极是负极，电解质溶液中的质子()从a极区向b极区转移，故D错误；故选C。 方｜法｜点｜拨 1.燃料电池的一般思维模型 (1)要注意介质是什么，是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 (2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气。 (3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 2.燃料电池正极反应式的书写 (1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e-===2H2O； (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2+2H2O+4e-===4OH-； (3)固体电解质(高温下能传导)环境下电极反应式：O2+4e-===2； (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2+2CO2+4e-===2C。 【变式6-1】微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电子从电极b流出，经外电路流向电极a B．为保证微生物燃料电池的供电速度，该电池应在高温下工作 C．转化为的反应为 D．若外电路中有电子发生转移，则有通过质子交换膜 【答案】C 【分析】由图可知硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成二氧化碳，而硫氧化菌可以将硫氢根离子氧化成硫酸根离子，所以两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成 放出电子，负极上在硫氧化菌作用下转化为，失电子发生氧化反应，电极反应式是，正极上是氧气得电子的还原反应：，根据原电池的构成和工作原理知识来回答。 【解析】质子()在原电池中向正极移动，由图可知移向b极，故b为正极，a为负极，电子从负极（a）经外电路流向正极（b），A错误；微生物在高温下会变性死亡，导致电池无法正常工作，B错误；转化为，S的化合价从-2价升高到＋6价，失去8个电子，根据电荷守恒和原子守恒，电极反应式为：，C正确；电子转移与迁移的物质的量相等（均带1个单位电荷），转移0.8mol电子时，通过质子交换膜的为0.8mol，D错误；故选C。 【变式6-2】研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．加入加快正极反应速率 B．电池工作时正极区溶液的降低 C．被完全氧化时有被还原 D．负极反应为 【答案】B 【分析】该电池为乙醇的酸性燃料电池，通入乙醇的一极为负极，发生电极反应式为：，通氧气的一极为正极，由工作原理图可知，正极发生反应O2+4e-+4H+=2H2O，反应中未体现出HNO3，可知HNO3在正极起催化作用，据此分析解答。 【解析】由分析可知，HNO3在正极起催化作用，加入HNO3可加快正极反应速率，A正确；正极区HNO3被还原为NO，反应为+4H++3e-=NO+2H2O，该反应消耗H+，而且总反应中也消耗氢离子，所以H+浓度降低，pH升高，B错误；1 mol 乙醇失去12 mol 电子（由负极反应可知），1 mol O2 得4 mol 电子，根据电子守恒，被完全氧化时有被还原，C正确；负极乙醇氧化为CO2，酸性条件下电极反应为，D正确；故选B。 题型07 新型电池 【典例7】海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是 A．海水起电解质溶液作用 B．电池工作时电子由M极经用电器流向N极 C．N极仅能发生电极反应： D．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 【答案】C 【分析】Li是活泼金属，Li失电子发生氧化反应，该海水电池中Li是负极、N是正极。 【解析】海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，构成锂—海水电池时海水起电解质溶液作用，A正确；原电池中，电子由负极（M 极）经外电路（用电器）流向正极（N 极），B正确；N为正极，电极反应可能为2H2O+2e-=2OH-+H2↑和反应O2+4e-+2H2O=4OH-，C错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，D正确；故选C。 方｜法｜点｜拨 1.电极反应式书写的一般方法 2.已知总反应式的复杂电极反应式的书写方法 ①首先写出较简单的电极反应式； ②复杂电极反应式＝总反应式-简单电极反应式； ③注意得失电子守恒。 【变式7-1】在碳中和愿景下，全球范围内可再生能源不断开发。一种新研发的电池系统是通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许通过)。下列说法错误的是 A．通过钠超离子导体由极区移动到极区 B．电极上的电极反应为 C．该电池中的有机电解液可选用乙醇 D．电路中转移1mol电子，钠超离子导体右侧区域质量增重66g 【答案】C 【分析】由电池工作原理示意图可知反应中Na被氧化为钠离子，为原电池的负极，则a电极反应式为Na-e-=Na+，b为正极，b电极反应式为，原电池工作时，阳离子向正极移动，电解液中钠离子和碳酸氢根离子达到饱和时，以NaHCO3晶体析出，据此分析解题。 【解析】原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，a电极是负极，则从a极移动到b极，A正确；由分析知，B正确；金属钠会与乙醇反应，有机电解液应选择非质子溶剂，C错误；根据b电极反应式得，每转移1 mol电子右侧区域吸收1 mol二氧化碳，放出0.5 mol氢气。同时左侧溶液中有1 mol钠离子向右侧溶液转移，所以右侧区域增加质量为1 mol×44 g/mol+1 mol×23 g/mol-0.5 mol×1 g/mol=66 g，D正确；故选C。 【变式7-2】科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为和，同时产生电能，其原理如下图所示。下列有关该电池的说法正确的是 A．氧化银电极作负极 B．温度越高，该电池放电率越高 C．石墨电极上的反应为： D．参与反应，有经质子交换膜进入正极区 【答案】D 【分析】根据装置图，该微生物电池中，负极上是污水中的微生物发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的还原反应，根据电极反应式进行判断。 【解析】注入污水的石墨一极是电池的负极，氧化银电极是正极，故A错误；温度升高微生物可能失活，故B错误；注入污水的石墨一极是电池的负极，污水中的有机物在负极发生失电子的氧化反应C6H12O6+6H2O-24e－=6CO2↑+24H＋，故C错误；注入污水的一极是电池的负极，负极上C6H12O6失电子，电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e－=6CO2↑+24H＋，n(C6H12O6)=30g÷180g/mol=mol，则每30 g C6H12O6参与反应，有4molH＋经质子交换膜进入正极区，故D正确；故选D。 题型08 电解池及其原理 【典例8】电化学降解的原理如图所示，下列说法正确的是 A．N为电源的正极 B．阴极上的反应式为： + 10e- + 6H2O =N2↑ + 12OH - C．Pt电极上的反应式为： D．每生成，左右两侧溶液质量变化差为14.4 g 【答案】D 【分析】从图中可知，Ag-Pt电极上硝酸根离子得电子转化为氮气，则Ag-Pt电极为阴极，N为负极，M为正极，则Pt电极为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子。 【解析】右侧电极硝酸根被还原为氮气，是阴极，故N为负极，A错误；电池工作时，阴极区电极反应为：，B错误；Pt电极为阳极，电极反应式为：，C错误；5.6 g氮气的物质的量为0.2 mol，每生成0.2 mol氮气转移电子的物质的量为2 mol，阳极生成0.5 mol氧气和2 mol H+，因此阳极减少质量为1 mol水的质量：18 g，阴极生成0.2 mol氮气同时有2 mol H+转移到阴极，阴极减少的质量为：5.6 g-2 g=3.6 g，故左右两侧溶液质量变化差为18 g -3.6 g=14.4 g，D正确；故选D。 方｜法｜点｜拨 电解池电极反应式的书写 (1)用惰性电极电解，分析溶液中的阴阳离子：阳离子向阴极移动，分析阳离子在阴极上得电子的顺序；阴离子向阳极移动，分析阴离子在阳极上失电子的顺序。 (2)金属被腐蚀溶解的作阳极，被保护不被腐蚀的作阴极。 (3)在写电极反应式时，要考虑电解质溶液的酸碱性、离子交换膜、甚至反应的区域等对电极产物的影响。 【变式8-1】下列说法不正确的是 A．用如图1所示装置在铁制品表面镀铜，能达到实验目的 B．用如图1所示装置电镀后，可增加铁制品的抗腐蚀能力 C．用如图2所示装置电解精炼粗铜，不能达到实验目的 D．电解精炼粗铜后的电解液中存在：Cu2＋、Zn2＋、、Fe2＋、Ag＋ 【答案】D 【解析】铜为镀层金属，与电源正极相连，铁制品为镀件，与电源负极相连，溶液作电解质溶液，能达到实验目的，A正确；用如图1所示装置电镀后，铁制品表面覆盖一层铜，可增加铁制品的抗腐蚀能力，B正确；电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，溶液作电解质溶液，图2装置中粗铜作阴极，精铜作阳极，连接方式错误，故不能达到实验目的，C正确；电解精炼粗铜，由于Cu比Ag活泼，Ag不会在阳极放电，故电解精炼粗铜后的电解液中一定没有，D错误；故选D。 【变式8-2】将图所示实验装置的K闭合，下列说法正确的是 A．电极上发生还原反应 B．电子沿及路径流动 C．片刻后甲池中增大 D．片刻后可观察到滤纸b点变红色 【答案】B 【分析】首先判断这是一个原电池+电解池的组合装置： 甲池（Zn、ZnSO₄溶液）和乙池（Cu、CuSO₄溶液）通过盐桥构成原电池，Zn比Cu活泼，因此Zn是负极，发生氧化反应，Cu是正极，发生还原反应，上方的滤纸（饱和硫酸钠、酚酞溶液浸湿）构成电解池，a为阴极，b为阳极，据此分析解答。 【解析】Zn是负极，发生氧化反应，A错误；电子只能在导线中流动，不能在溶液（或滤纸的电解质中）流动，路径应为Zn→a、b→Cu，B正确；盐桥中的K⁺会向正极（乙池）移动，甲池中c(K⁺)不会增大，C错误；酚酞溶液遇到碱会变红色，a为阴极，电极反应式为：，阴极附近显碱性，可观察到滤纸a点变红色，D错误；故选B。 题型09 电解原理的应用 【典例9】一种基于氯碱工艺的新型电解池(图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的 是 A．右边电极为阳极，连接电源的正极 B．Na+穿过离子交换膜从右往左移动 C．阴极电极反应： D．理论上每消耗，阳极室溶液减少106.5g 【答案】D 【分析】装置图中左侧电极为阴极用于湿法冶铁故发生还原反应，在碱性条件下转化为Fe，电极反应：；右侧为电解池的阳极，电解质为饱和食盐水，电极上生成气体，极反应为；中间为阳离子交换膜，由阳极移向阴极。 【解析】右侧为电解池的阳极，连接电源的正极，A正确；中间为阳离子交换膜，由阳极移向阴极，即从右往左移动，B正确；根据分析，阴极电极反应：，C正确；理论上每消耗转移3 mol电子，生成1.5 mol氯气，根据电荷守恒有3 mol从阳极室移入阴极室，阳极室溶液减少的质量，D错误；故选D。 【变式9-1】电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．为了增强污水的导电能力，可向污水中加入适量KCl B．铁电极的电极反应式为Fe - 2e-=Fe2+ C．若左池石墨电极产生44.8L气体，则消耗0.5mol甲烷 D．通入甲烷的石墨的电极反应式为：CH4 + 4- 8e- = 5CO2 + 2H2O 【答案】C 【分析】在甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为CH4+4-8e－ =5CO2+2H2O，通入空气(氧气)的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极方程式为O2 +2CO2 +4e- =2CO，铁连接原电池的正极，为电解池的阳极，被氧化，电极方程式为Fe-2e－=Fe2+ ，阴极电极方程式为2H + + 2e - =H2↑。 【解析】加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、不参与电极反应的盐，可用KCl，A正确；铁连接原电池的正极，为电解池的阳极，被氧化，电极反应为Fe-2e-=Fe2+ ，B正确；未说明标准状况，无法计算，C错误；通甲烷的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为CH4+4-8e－ =5CO2+2H2O，D正确；故选C。 【变式9-2】利用CO2电催化还原制取C2H5OH和C2H4的装置如图所示。下列说法正确的是 A．离子交换膜应选用阴离子交换膜 B．电子流向：a→电极Ⅰ→交换膜→电极Ⅱ→b C．在相同条件下，消耗的CO2和生成的O2体积比为2∶3 D．生成乙醇的电极反应：2CO2+9H2O+12e-=C2H5OH+12OH- 【答案】C 【分析】由图可知，该装置为电解池装置，Ⅰ极二氧化碳得到电子转变为乙烯、乙醇，发生还原反应，故Ⅰ极为阴极，Ⅱ极为阳极，则a为电源负极，b为电源正极；阴极电极反应式为：、；阳极为水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为：，故氢离子通过交换膜向左移动，离子交换膜为阳离子交换膜，据此作答。 【解析】由分析可知，离子交换膜应选用阳离子交换膜，A错误；由分析可知，Ⅰ极为阴极，Ⅱ极为阳极，a为电源负极，b为电源正极，离子交换膜允许离子通过，电子不能通过电解质溶液，电子流向为a→电极Ⅰ（阴极），电极Ⅱ（阳极）→b，B错误；由分析可知，阳极电极反应式为：，生成1molO2失4mole-，阴极电极反应式为：、，消耗1molCO2得6mole-，由得失电子守恒可知，消耗的和生成的物质的量比为2∶3，相同条件下体积比为2∶3，C正确；电解质溶液显酸性，生成乙醇的电极反应：，D错误；故选C。 题型10 金属的腐蚀与防护 【典例10】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。下列说法错误的是 A．图甲中：只闭合，铁腐蚀的速度最快 B．图甲中：只闭合，石墨电极附近的pH将变大 C．图乙中：轮船外壳镶嵌锌块属于牺牲阳极的阴极保护法 D．图乙中：轮船底部的钢铁易腐蚀，负极反应为 【答案】D 【分析】闭合K1，构成电解池，铁棒作阳极，被腐蚀；闭合K2，构成电解池，铁棒作阴极，被保护；闭合K3，构成原电池，铁棒作负极，被腐蚀； 【解析】根据腐蚀速率：电解池阳极腐蚀速率最快、电解池阴极腐蚀速率最慢，闭合K1，构成电解池，铁棒作阳极，闭合时铁腐蚀的速度最快，故A正确；闭合K3，铁棒作原电池的负极，石墨作正极，电解质溶液是NaCl溶液，发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，生成OH-，使得石墨电极附近溶液的pH增大，故B正确；锌比铁活泼，易失去电子，与铁组成的原电池中作为负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；铁比碳活泼，易失去电子，作为负极，反应为Fe-2e-=Fe2+，故D错误；故选D。 【变式10-1】电化学腐蚀是海水对船体外壳腐蚀的主要类型，通常船体钢铁外壳镶嵌锌块来延缓腐蚀。不正确的是 A．该法称为牺牲阳极法 B．该法称为外加电流保护法 C．镶嵌的锌块需定期更换 D．钢铁外壳成为原电池的正极 【答案】B 【解析】船体镶嵌锌块属于牺牲阳极的阴极保护法，A正确；船体镶嵌锌块属于牺牲阳极的阴极保护法，并没有连接外接电源，不属于外加电流的阴极保护法，B错误；此法中锌作负极，被腐蚀，故镶嵌的锌块需定期更换，C正确；利用锌（活泼金属）作为负极被腐蚀，保护钢铁作正极，D正确；故选B。 【变式10-2】两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图，下列说法不正确的是 A．图1、图2中钢闸门均为电子输入的一端 B．图1、图2中钢闸门上均主要发生了还原反应 C．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子，被氧化损耗 D．图1是牺牲阳极的阴极保护法，图2是外加电流的阴极保护法 【答案】C 【解析】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，钢闸门为负极，为电子输入的一端；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，闸门为阴极，为电子输入的一端，故A正确；图1、图2中钢闸门分别为正极、阴极，其上均主要发生了还原反应，故B正确；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，故C错误；图1为牺牲阳极的阴极保护法，图2是外加电流的阴极保护法，故D正确；故选C。 题型11 多池串联装置分析 【典例11】利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．W极上发生还原反应 B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高 C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为 【答案】C 【分析】左侧装置为电池，Z电极水失电子生成氧气和氢离子，Z是负极，W电极二氧化碳得电子生成乙烯，W是正极，Z极生成的氢离子透过a膜移入W极；右侧装置为电解池，X电极与电源正极相连，X是阳极，阳极水失电子生成氧气和氢离子，Y电极与电池负极相连，Y是阴极，阴极水得电子生成氢气和氢氧根离子，M室中氢离子透过b膜进入产品室，原料室中 透过c膜进入产品室生成；原料室中钠离子透过d膜进入N室生成氢氧化钠。 【解析】W极是原电池正极，CO2得电子发生还原反应生成C2H4，故A正确；M室为电解池阳极室，发生反应，H+浓度增大，pH降低 ；N室为阴极室，发生反应，OH⁻浓度增大，pH升高，故B正确；W是正极，Z极生成的氢离子透过a膜移入W极，a为阳离子交换膜；b膜允许H+从M室移向产品室，为阳离子交换膜；c膜需允许从原料室移向产品室，应为阴离子交换膜；d膜允许Na+从原料室移向N室，为阳离子交换膜，故C错误；W极为正极，CO2得电子还原为C2H4，酸性条件下电极反应式为，故D正确；故选C。 方｜法｜点｜拨 ①多池串联的装置中，先根据电极反应物和电解质溶液判断哪个是原电池，其余装置一般为电解池。 ②与原电池正极相连的电极为电解池阳极，与原电池负极相连的电极为电解池阴极，据此判断各池中发生的反应。 【变式11-1】利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化，左侧装置为浓差电池。浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。下列说法错误的是 A．膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜 B．乙室的Ag电极电势高于甲室 C．石墨1电极的反应为 D．当乙室Ag电极的质量增加21.6 g时，理论上NaCl溶液减少11.7 g NaCl 【答案】A 【分析】该装置左侧为浓差原电池，右侧为电解池，实现海水淡化装置，甲室Ag电极发生Ag-e-=Ag+，该电极为负极，乙室的Ag电极发生Ag++e-=Ag，该电极为正极，故石墨1电极为阳极，石墨2电极为阴极，NaCl溶液中阳离子Na+移向阴极室，膜2为阳离子交换膜，阴离子Cl-移向阳极室，膜1为阴离子交换膜，从而模拟实现海水淡化； 【解析】NaCl溶液中阳离子Na+移向阴极室，膜2为阳离子交换膜，阴离子Cl-移向阳极室，膜1为阴离子交换膜，A错误；由上述分析可知，乙室的Ag电极为正极，故电势高于甲室，B正确；石墨1电极为阳极，电极反应为，C正确；乙室的Ag电极发生Ag++e-=Ag，增加21.6g为生成的Ag的质量，物质的量为，转移电子0.2mol，理论上NaCl溶液移向阳极室的Cl-为0.2mol，移向阴极室的Na+为0.2mol，故质量减少0.2mol35.5g/mol+0.2mol23g/mol=11.7g，D正确；故选A。 【变式11-2】一种基于氯碱工艺的节能新工艺是将电解池与NO—空气燃料电池相结合，可用于湿法冶铁的研究，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极为阳极，发生氧化反应 B．阴极区溶液的保持不变 C．d极为负极，其电极反应式为 D．理论上每生成气体，可得到2.8gFe 【答案】C 【分析】NO-空气燃料电池中，通入NO的多孔碳棒d电极为负极，通入O2的多孔碳棒c电极为正极，则b电极为阳极，b电极的电极反应：，a电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应：，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极，据此分析判断。 【解析】结合分析可知，b极为阳极，发生氧化反应，A错误；结合分析可知，a电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应：，阴极区溶液中浓度逐渐升高，pH增大，B错误；结合分析可知，d为负极，该电极NO失去电子，生成硝酸，电解质溶液为酸性，电极反应为：，C正确；结合分析可知，X为氯气，则每生成气体，转移电子，结合阴极电极反应式可知，此时可以生成，质量为，D错误；故选C。 期末基础通关练（测试时间：15分钟） 1．下列属于放热反应的是 A．浓硫酸溶于水 B．盐酸与碳酸氢钠反应 C．氯化铵分解 D．灼热的碳与氧气反应 【答案】D 【解析】浓硫酸溶于水为浓硫酸溶解的物理过程，该过程放热，无新物质生成，不属于化学反应，A不符合题意；盐酸与碳酸氢钠反应是吸热反应，不是放热反应，B不符合题意；氯化铵的分解是吸热反应，C不符合题意；灼热的碳与氧气反应是碳的燃烧，燃烧属于典型放热反应，D符合题意；故选D。 2．和反应生成过程中能量变化如下图所示，下列说法不正确的是 A．结合生成时，放出498 kJ能量 B．断裂分子中的化学键，需要吸收632 kJ能量 C．该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量 D．该反应的热化学方程式为   【答案】C 【分析】=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量，该反应的热化学方程式为： 【解析】成键放出能量，2mol气态氧原子结合生成时，能放出498 kJ能量，A正确；由图中可知，生成2 mol NO放出能量2×632 kJ，断裂 1 mol NO分子中的化学键，需要吸收632 kJ能量，B正确；此反应为吸热反应，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，C错误；由分析可知，反应的热化学方程式为： ，D正确；故选C。 3．用盐酸与NaOH溶液反应，测定中和反应的反应热。下列说法错误的是 A．用温度计测量酸溶液的温度后，用水冲洗净、擦干后再测碱液的温度 B．为了保证盐酸完全被中和，采用稍过量的NaOH溶液 C．若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验，反应热偏大 D．若量热器杯盖盖得不严密，反应热偏小 【答案】D 【解析】测量酸溶液温度后，温度计上残留的酸会与碱溶液在温度计上发生中和反应放热，导致测量的碱溶液初始温度偏高，因此用温度计测量酸溶液后冲洗擦干再测碱液温度，避免溶液混合影响测量，故A正确；采用稍过量的NaOH溶液可确保盐酸完全被中和，避免因反应物未完全反应导致热量测量不准确，符合实验设计原则，故B正确；醋酸为弱酸，电离过程吸热，中和反应放出的热量小于强酸强碱反应，Q减小，ΔH=-（Q为放出热量，n为水的物质的量），ΔH的绝对值减小，即ΔH偏大，该说法正确，故C正确；无杯盖或盖不严密会导致热量散失，测量的ΔT偏小，Q=cmΔT减小，ΔH=-，ΔH的绝对值减小，即ΔH偏大，故D错误；故选D。 4．某小组同学在实验室用盐酸和溶液进行中和反应反应热的测定实验，实验装置如图所示。下列说法正确的是 A．若改用盐酸和溶液，测得的中和反应反应热偏大 B．实验过程中，盐酸和NaOH溶液要少量多次混合 C．该实验若改用醋酸溶液和NaOH溶液，则测得的中和反应反应热偏大 D．将NaOH溶液与盐酸混合后，立即测混合液的温度，该温度为反应后的温度 【答案】C 【解析】中和热是稀的强酸强碱溶液生成1 mol水时放出的热量，与参与反应的物质的量无关，A错误；为防止热量的散失，应该将NaOH溶液迅速一次性倒入，而不是少量多次混合，B错误；醋酸是弱酸，在水溶液中电离出氢离子要吸热，会使放出的热量Q偏小，则偏大，C正确；混合后，有可能还未完全反应，热量未完全释放转化为溶液温度的变化，正确做法是将反应后的最高温度记为反应后体系的温度，D错误；故选C。 5．下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是 A．外加电流     B．牺牲阳极 C．表面镀铜 D．制成不锈钢 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】此为外加电源的阴极保护法，被保护金属钢制管桩应与电源负极相连作阴极，A错误；镁比铁活泼，此为牺牲阳极的阴极保护法，B正确；铁上镀铜，铁质镀件接电源负极发生反应，铜接电源正极作阳极发生反应：，硫酸铜作电镀液，C正确；制成不锈钢可以起到防护作用，D正确；故选A。 6．下列电池工作时，在正极放电的是 A．锌锰电池 B．氢燃料电池 C．铅蓄电池 D．镍镉电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】锌锰干电池中电极反应式，负极反应为，正极反应为，A不符合题意；酸性氢氧燃料电池的负极反应式为：，正极反应式为：；碱性氢氧燃料电池的负极反应式为：、正极反应式为：，B符合题意；铅蓄电池放电时负极电极反应为：，正极电极反应为：，C不符合题意；镍镉电池放电正极反应为：，负极反应为：，D不符合题意；故选B。 7．碱性锌锰干电池的结构示意图如下图。该电池放电时发生反应：。下列说法正确的是 A．理论上，每转移电子，有生成 B．发生还原反应 C．正极发生反应 D．电池工作时向正极方向移动 【答案】A 【分析】锌粉为负极，失电子，发生氧化反应，电极反应式为，石墨作正极，得电子，发生还原反应，电极反应式为。 【解析】根据正极电极反应式可知，理论上，每转移电子，有（质量为88 g）生成，则每转移电子，有生成，A正确；为负极发生氧化反应，B错误；电解质为（碱性），正极发生反应，C错误；电池工作时向负极方向移动，D错误；故选A。 期末综合拓展练（测试时间：25分钟） 8．一块镀层破损的铁片置于潮湿的盐碱地环境中，一段时间后铁片如图所示。下列说法正确的是 A．镀层金属可能是铜 B．镀层保护铁采取的是牺牲阳极的阴极保护法 C．潮湿的盐碱地环境为铁片的锈蚀提供了传递电子的作用 D．刮去铁锈，在凹陷深处滴加 KSCN 溶液，溶液一定变为红色 【答案】A 【解析】若镀层金属为铜，破损后铁与铜形成原电池，因铁比铜活泼，铁作负极被腐蚀（吸氧腐蚀），生成的Fe2+进一步被氧化为Fe3+并形成铁锈，与题中“铁锈”现象相符，A正确；牺牲阳极的阴极保护法要求镀层金属比铁活泼（如锌），此时镀层优先腐蚀，铁被保护，不会生成铁锈，而题中铁片已生锈，说明镀层未起到牺牲阳极的作用，B错误；潮湿盐碱地环境提供的是电解质溶液，作用是传递离子（形成闭合回路），电子通过金属导体传递，溶液不能传递电子，C错误；凹陷深处铁腐蚀生成的Fe2+可能未完全氧化为Fe3+，且Fe3+与过量Fe会反应生成Fe2+，滴加KSCN溶液不一定能检测到Fe3+，溶液不一定变红，D错误；故选A。 9．已知：①   ②   ③几种含氯微粒的相对能量如下表所示： 离子 相对能量/() 0 a 63 b 下列叙述错误的是 A． B． C．上述含氯微粒中最稳定 D．存在吸热反应 【答案】D 【解析】∆H=生成物的总能量-反应物的总能量，即-117 =(63+2×0) -3a，，A正确；3b+0-4×63=-138，，B正确；微粒的能量越低，稳定性越强，上述含氯微粒中的能量最低，所以最稳定，C正确；对于反应，此方程式氯元素不守恒、电荷不守恒；Cl元素的化合价从+7价分别降低为+5、+1价，不含有化合价升高的元素，不符合氧化还原反应的规律，此反应不能发生，D错误；故选D。 10．下列有关热化学方程式的叙述正确的是 A．已知S(正交，s)=S(单斜，s)  △H=+0.33kJ/mol，则单斜硫比正交硫稳定 B．已知C(S)+O2(g)=CO2(g)  △H=a，  △H=b，则a<b C．H2(g)的燃烧热是285.8kJ/mol，则反应2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的反应热△H=+571.6kJ/mol D．已知  △H=-26.5kJ·mol-1，由此可知1molH2与1molI2气体在密闭容器中充分化合后可以吸收53kJ的热量 【答案】B 【解析】正交硫转化为单斜硫需要吸热，说明正交硫能量更低，更稳定，A错误；生成CO2的焓变a对应完全燃烧，释放热量更多，故a的数值更小（如a=-393kJ/mol，b=-110kJ/mol，a＜b），B正确；燃烧热对应生成液态水，而题目反应生成气态水，实际△H应大于+571.6kJ/mol，C错误；原反应中I2为固态，而题意指的是1mol气态I2，状态不同导致焓变不同，且反应未完全进行（可逆反应），无法确定吸收53kJ热量，D错误；故选B。 11．与生成的反应可以一步完成，也可以分两步完成，各步反应之间的关系如图所示，下列说法错误的是 A．6 g完全燃烧放出热量为 kJ B． C．相同质量的碳，完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多 D．在一定条件下，化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 【答案】B 【解析】由图可知1 mol C(s)完全燃烧生成CO2(g)放出热量393.5 kJ ，6 g (0.5 mol)完全燃烧放出热量为0.5 mol393.5 kJ=196.75 kJ，A正确；根据盖斯定律，反应热只与反应的始态和终态有关，与反应途径无关，应该是，即，B错误；由=（-393.5+283.0）kJ·mol-1=-110.5 kJ·mol-1，即1 mol碳与氧气反应生成CO放出热量110.5 kJ，1 mol碳完全燃烧放出热量393.5 kJ，C正确；化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，D正确；故选B。 12．中国科学院长春应用化学研究所曾在甲烷()燃料电池技术方面获得重大突破。甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下，下列说法错误的是 A．Pt(a)端的电势高于Pt(b)端的电势 B．Pt(a)电极反应式为： C．工作时，电池正极区溶液的pH增大 D．该电池工作时消耗(标准状况下)，假设电池的能量转化率为，则电路中通过3.2 mol电子 【答案】A 【分析】由图可知，通入燃料（CH4）的Pt(a)端为负极，发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应为，通入氧化剂（O2）的Pt(b)端为正极，发生还原反应，电极反应式为，据此回答。 【解析】由分析知，电极 Pt(a)端为负极， Pt(b)端为正极，正极电势高于负极，故Pt(a)端电势低于Pt(b)端，A错误；由分析知，Pt(a)为负极，CH4发生氧化反应生成CO2，结合酸性环境（稀硫酸）和电荷守恒、原子守恒，电极反应式为，B正确；由分析知，Pt(b)为正极，电极反应式为，当转移4mol电子时，消耗4 mol H+，但同时会有4 mol H+向正极移动，H+物质的量不变，但反应生成了水，导致正极区H+浓度减小，pH增大，C正确；标准状况下11.2 L CH4的物质的量为0.5 mol，由负极反应式知1 mol CH4转移8 mol电子，0.5 mol完全反应转移4 mol电子，能量转化率80%时，实际转移电子4 mol×80%=3.2 mol，D正确；故选A。 13．钠离子电池作为锂离子电池的有力补充，备受关注。图是一种钠离子电池(电解质为含的有机溶剂)的工作原理示意图。下列说法错误的是 A．放电时，Mo箔是电池的正极 B．放电时，负极的电极反应式为 C．放电时，若负极增重24g，则有个从右室移向左室 D．若外电路通过0.1mol电子，则正极的质量变化为2.3g 【答案】C 【分析】由图可知，放电时，镁箔为原电池的负极，氯离子作用下镁失去电子发生氧化反应生成二氯化二镁离子，电极反应式为，钼箔为正极，钠离子作用下在正极得到电子生成，电极反应式为，充电时，与直流电源负极相连的镁箔为电解池的阴极，钼箔为阳极，回答下列问题； 【解析】由分析可知：放电时，活泼金属Mg易失去电子作负极，Mo箔为正极，A正确；负极Mg发生氧化反应，失去电子生成，反应式为原子、电子及电荷均守恒，B正确；放电时负极Mg被氧化溶解，质量应减轻而非增重；若假设减重24g（1mol Mg），负极反应失去2mol电子，（阳离子）移向正极（左室），移动2NA个，但“增重”前提错误，C错误；正极发生还原反应，每转移1mol电子结合1mol Na⁺，质量增加23g。外电路通过0.1mol电子，正极增加0.1mol×23g/mol=2.3g，D正确；故选C。 14．一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．海水应加在离子交换膜Ⅰ和Ⅱ之间 B．II为阳离子交换膜 C．电极b上发生的电极反应式为 D．若海水用溶液模拟，则每脱除，理论上可回收 【答案】A 【分析】该装置为电解池，电极a与外接电源负极相连作阴极，电极反应为；电极b与外接电源正极相连作阳极，发生氧化反应，电极反应为。该电解池工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，电解池中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，阳极有大量Li+，所以阳极的Li+通过离子交换膜Ⅲ向左移动，Cl-通过离子交换膜Ⅱ向右移动，在离子交换膜Ⅱ、Ⅲ之间得到LiCl，同时要淡化海水，所以离子交换膜Ⅰ、Ⅱ间的阴、阳离子向两侧移动，即Na+通过离子交换膜Ⅰ向左移动，Cl-通过离子交换膜Ⅱ向右移动，离子交换膜Ⅰ、Ⅱ间得到淡化的海水，故离子交换膜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜。 【解析】由分析知，离子交换膜Ⅰ和Ⅱ之间实现海水淡化，所以海水应加在离子交换膜Ⅰ和Ⅱ之间，A正确；由分析知，II为阴离子交换膜，Cl-通过离子交换膜Ⅱ向右移动，B错误；由分析知，电极b与外接电源正极相连作阳极，发生氧化反应，电极反应为，C错误；58.5 g NaCl的物质的量为1 mol，脱除1 mol NaCl需迁移1 mol Na+和1 mol Cl-，则理论上可回收1 mol LiCl，D错误；故选A。 15．一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。下列说法错误的是 A．左侧电极为阴极区，发生还原反应 B．右侧的电极反应为 C．阴极区溶液中浓度逐渐升高 D．理论上每消耗0.5 mol ，阳极室溶液减少106.5 g 【答案】D 【分析】左侧电极生成铁单质，为阴极，电极反应为，右侧电极为阳极，发生反应，据此解答。 【解析】据分析，左侧电极为阴极，发生还原反应，A正确；右侧电极为阳极，电极反应为，B正确；根据阴极电极反应式，阴极区生成OH-，其浓度逐渐升高，C正确；消耗0.5 mol 时转移3 mol ，阳极反应消耗3 mol 生成1.5 mol ，同时3 mol 通过阳离子交换膜移向阴极，则阳极室溶液减少的质量为71 g·mol-1 ，D错误；故选D。 16．电解法能同时处理含多种有害物质的废水，以提高处理效率。下图双极膜电解池装置通过电解产生具有极强氧化能力的羟基自由基，处理含苯酚废水和含甲醛废水。下列说法正确的是 A．M极连接电源正极，电极反应式： B．双极膜中解离出的透过膜a向N极移动 C．每处理1.5g甲醛，理论上消耗双极膜中 D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成的物质的量之比为 【答案】C 【分析】M电极通入，发生反应生成自由基，反应式为，M作阴极连接电源负极，N为阳极连接电源正极。 【解析】M电极通入，发生反应生成自由基，反应式为，M作阴极连接电源负极，A错误；N为阳极，电解时阴离子向阳极移动，所以透过膜a向N极移动，B错误；甲醛为，生成转移电子，消耗双极膜中，C正确；甲醛生成转移电子，苯酚生成转移电子，理论上苯酚和甲醛转化生成物质的量之比为，D错误；故选C。 17．通过气敏传感器可监测汽车尾气中有害气体的含量，其工作原理分别如图1、2所示。下列说法正确的是 A．C电极上的电极反应式为 B．B电极和D电极的电极反应式相同 C．工作一段时间，图1装置中溶液增大 D．若向A电极通入混合气体（其他气体不参加反应），测得电路中通过，则该混合气体中含量为 【答案】D 【分析】由图可知，图1中通入氧气的电极为正极，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，则A电极为负极，图2中通入氧气的电极为正极，电极反应为O2+4e-=2O2-，则C电极为负极，以此解题。 【解析】由上述分析可知，图2装置为原电池，NO在C电极上发生失电子的氧化反应生成NO2，则C电极为负极，D电极为正极，负极反应式为NO-2e-+O2-=NO2，故A错误；图1中B电极为正极，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，图2中D电极为正极，正极反应式为O2+4e-=2O2-，二者不同，故B错误；C.图1原电池中，负极反应式为CO-2e-+H2O=CO2+2H+，正极反应式为O2+4e-+4H+=2HgO，总反应为2CO+O2=2CO2，则溶液的pH不变，故C错误；C.图1原电池中，负极反应式为CO-2e-+H2O=CO2+2H+，，则该混合气体中CO含量为，故D正确；故选D。 18．用酸性 溶液吸收工业尾气NO，同时储存电量和得到副产品X，可以达到废物利用的目的，其工作原理如图所示： 已知每个电子的带电量为 设NA 表示阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是 A．X为KNO3 B．工作时，H+由左室通过质子交换膜进入右室 C．正极的电极反应式： D．该装置每吸收2.24 L NO，储电器储存的电量为 【答案】C 【分析】该装置为原电池，中Mn元素从+7价降低为+2价，则电极M为正极，电极反应式为 ，N电极为负极，电极反应式为，据此解答。 【解析】由分析知，右边负极区，电极反应式为，质子交换膜只允许H+通过，由电极反应式知，当转移3mol电子时，生成4mol氢离子，其中3mol氢离子通过质子交换膜进入正极区，剩下1mol氢离子，则X应为HNO3，A错误；原电池中阳离子移向正极，左室为正极区（被还原），H+应从右室（负极区）通过质子交换膜进入左室，B错误；正极在酸性条件下被还原为Mn2+，Mn元素从+7价降为+2价，得5e-，结合H+生成H2O，电极反应式为，C正确；2.24 L NO未指明标准状况，无法计算其物质的量及转移电子数，D错误；故选C。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $