专题08 化学反应与能量（专题专练）（上海专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

专题08化学反应与能量 目录 第一部分 风向速递 洞察考向，感知前沿 第二部分 分层突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 盖斯定律与热化学方程式 题型02原电池原理及应用 题型03电解原理及应用 题型04新型化学电源 B组·抢分能力练 第三部分 真题验证 对标高考，感悟考法 1．（25-26高三上·上海·月考）某甲醇燃料电池工作原理如图所示。 (1)电极I的名称是 ；写出电极Ⅱ发生的电极反应式： 。 (2)与直接燃烧甲醇相比，写出采用甲醇燃料电池方式供能的一项优势 。 2．【结合新能源考查】（24-25高三下·上海·开学考试）甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、氧气、KOH溶液(电解质溶液)构成。甲醇碱性燃料电池工作原理如图所示。 (1)氧气的进气口为_______。 A．a B．b C．c D．d (2)X电极上的电极反应式为 。此电池工作过程中，理论上每消耗16gCH3OH转移 mol电子。 (3)此燃料电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性 。 A．增强       B．减弱       C．不变 3．（2026·上海·一模）空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。 Ⅰ、(缩写为MDEA)溶液可用于捕集燃煤烟气中，转化过程如下。 (1)室温下，的，，吸收后溶液的，此时主要含碳阴离子为 (写离子符号)。 (2)从结构的角度解释MDEA水溶液能吸收的理由是 。 Ⅱ、二氧化碳加氢制甲醇体系中存在以下反应： ① ； ② ； ③ ； (3) ，该反应自发进行的条件是 (填“高温”、“低温”、“任意温度”)。 4．（2026·上海·一模）蒸汽转化是以烃类与水蒸气反应制备氢气、一氧化碳和二氧化碳的工艺，其中水碳比是目前研究的关键。水碳比是指原料气中和的物质的量之比，一般用表示，即。 用水蒸气重整制氢的总反应为： 已知：燃烧热为，燃烧热为，液态水的汽化热为。 (1)总反应的 。 用水蒸气重整制氢的总反应可分为以下两个过程： 反应Ⅰ．水蒸气重整： 反应Ⅱ．水煤气变换： (6)利用某铝电池为电源，电解硫酸铜溶液的装置工作原理如图所示。b为铝电极，其余均为石墨电极，双极膜中水电离产生的H+和可以在电场作用下向两极迁移。下列说法错误的是___________。 A．该装置既含有原电池，又含有电解池 B．双极膜中的移向a电极 C．b电极反应式为 D．若a电极附近生成4.6 g甲酸，则c电极的质量增加6.4 g （25-26高三上·上海·期中）某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。 甲同学设计如下双液电池装置。 5．反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差，导线中通过 mol电子。 6．其他条件不变，将溶液换为溶液，工作一段时间后，能闻到少量刺激性气味。结合相关化学方程式与电极反应式解释刺激性气味产生的原因 。 7．双液电池可用电池表达式来简要表示，如上图装置可以表示为： 其中“|”用来分隔每侧半池中的电极与电解质溶液，“||”表示盐桥。 用电池表达式表示能实现反应的双液电池： _____|______||______|______ 乙同学探究钢铁的吸氧腐蚀原理，设计如图所示装置。 8．正极的电极反应式为 。 9．关于该装置说法正确的是_____。（不定项） A．若将石墨电极改成电极，难以观察到铁锈生成 B．若向自来水中加入少量，可较快地看到铁锈 C．断开连接石墨和铁的导线，铁便不会生锈 D．为提高探究实验效率，可用稀盐酸代替自来水 丙同学对铝片电解氧化进行探究。取预处理过的铝片和铅作电极，控制电流恒定为，用直流电源在的硫酸中进行电解，铝片表面逐渐形成一定厚度的氧化膜。 10．铝片预处理包括去除表面油污与原有的氧化膜，可选用的试剂是_____。 A．稀 B．浓 C．溶液 D．溶液 11．关于铝电解氧化说法正确的是_____。（不定项） A．铝片作阳极，与电源正极相连 B．铅电极的反应式为： C．铝电极的反应式为： D．随着电解反应进行，溶液中浓度保持不变 丁同学在查阅文献过程中，发现某篇论文中附有如下电化学装置。 12．关于该装置说法错误的是_____。 A．电流方向是从吸附电极通过导线到吸附电极 B．钠离子交换膜可以阻止两侧溶液发生中和反应 C．该装置工作时，化学能转化为电能 D．该装置工作时，由右池通过交换膜进入左池 13．该电化学装置工作时的总反应为 。 01盖斯定律与热化学方程式 1．（25-26高三上·上海杨浦·期中）和是两种主要的温室气体。 (1)分子属于 分子(填“极性”或“非极性”)。 (2)C与Si同族且相邻，熔点远低于的原因是 。 (3)C原子中有___________种空间运动状态的电子。 A．2 B．3 C．4 D．6 甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和)的重要方法，主要反应有： ①  kJ·mol-1 ②  kJ·mol-1 (4)反应的 kJ·mol-1。 (5)反应①在 条件下自发进行 A．高温                B．低温                C．任意温度 2．（25-26高三上·上海宝山·期末）氢是清洁能源，硼氢化钠()是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢的化学反应如下：。 (1)基态B原子中______。 A．有5种不同能量的电子 B．有2种电子云 C．核外电子共占据5个原子轨道 D．有3个未成对电子 (2)该反应能自发进行的条件是______。 A．低温 B．高温 C．任意温度 D．无法判断 (4)根据下图数据计算反应的= kJ·mol-1。 3．（2026·上海·一模）空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。 Ⅰ、(缩写为MDEA)溶液可用于捕集燃煤烟气中，转化过程如下。 (1)室温下，的，，吸收后溶液的，此时主要含碳阴离子为 (写离子符号)。 (2)从结构的角度解释MDEA水溶液能吸收的理由是 。 Ⅱ、二氧化碳加氢制甲醇体系中存在以下反应： ① ； ② ； ③ ； (3) ，该反应自发进行的条件是 (填“高温”、“低温”、“任意温度”)。 4．（2026·上海·一模）元素及其化合物在生产、生活中有广泛运用，回答下列问题： (1)乙二胺[H2NCH2CH2NH2]和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，乙二胺沸点比三甲胺高，其主要原因是 。 (2)PCl3的价层电子对互斥模型是 ； (3)已知：①P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(l)∆H=-akJ·mol-1 ②P4(s)+10Cl2(g)=4PCl5(s)∆H=-bkJ·mol-1(b>a>0) 则PCl3(l)+Cl2(g)=PCl5(s)∆H= kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。 02 原电池原理及应用 1．（25-26高三上·上海·阶段练习）NO空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程。已知电极材料均为惰性电极 (1)甲池在放电过程中的负极反应式为 。 (2)乙池中通入废气NO的电极为 极，电池总反应的离子方程式为 。 (3)b为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。当浓缩室得到浓度为的盐酸时，室中的溶液的质量变化为 (增大或减小) g(溶液体积变化忽略不计)。 (4)标准状况下，甲池有参加反应，则乙池中处理废气(和)的总体积为 。 2．（25-26高三上·上海·阶段练习）某氢氧燃料电池工作示意图如下，电解质溶液可使用氢氧化钾溶液或稀硫酸。 (1)若用氢氧化钾溶液作电解质，写出电极附近电极反应式 。 (2)使用不同电解质溶液时，下列说法不正确的是___________。 A．能量转化方式相同 B．电极均作负极 C．电极附近发生的电极反应相同 D．转移等量电子，消耗氧气物质的量相等 3．（25-26高三上·上海·阶段练习）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气中普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。 已知：时，，。 回收得到的可作为有用的化工原料利用于多种化工生产；科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，固体电解质可以采用氧离子导体或质子导体，电池反应原理如图所示。 (7)固体电解质采用氧离子作导体时，负极生成的电极反应式为： 。 (8)相比氧离子()导体，质子导体的优势为 。 (9)此外还可作为沉淀剂除去废水中的，请从平衡常数角度，通过计算说明方案可行的原因；已知：当时，认为反应进行彻底。 。 4．（25-26高三上·上海·阶段练习）甲醇(CH3OH)是一种可再生能源，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： (1)反应Ⅱ的 。 (2)反应Ⅲ的 0(填“<”或“>”)，在 (填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)下能够自发进行。 (6)H2还原CO电化学法制备甲醇的工作原理如图所示。 总反应：CO+2H2=CH3OH ①该反应的氧化剂是 。 A．COB．H2 ②通入CO的一端是电池的______极，电池工作过程中H+通过质子膜向______移动 。 A．正、右B．正、左C．负、右D．负、左 ③通入CO的一端发生的电极反应式为 。 甲醇也可用于制备其他有机物。比如乙酸可用甲醇与CO催化反应制备得到。 (7)该反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如下图。下列说法正确的是______(不定项)。 A．该过程不涉及非极性键的形成 B．该反应中，H2O为催化剂，HI为中间产物 C．反应iii为该历程的决速步骤 D．选用不同的催化剂可改变该反应的 5．（25-26高三上·上海·开学考试）早在1914年就有人发现，引入有机基团可以降低离子化合物的熔点。随后，一系列在较低温度下能以液态稳定存在的离子化合物被陆续发现，这些物质被称为离子液体。离子(结构如右图所示)具有较好的稳定性，它的电子在其环状结构中高度离域，类似于苯环。离子能形成各种离子液体，如、等。 科学家发明了一种“快速充放电铝离子电池”，该电池以作为电解液，结构如图所示。 (5)放电时，石墨作 极；另一极的电极反应式为： 。 (6)充电时，电解液中向 (选填“铝”或“石墨”)电极移动。 03 电解原理及应用 1．（25-26高三上·上海·阶段练习）我国科学家设计的铜基催化剂在电催化合成丙烯过程中，使丙烯展现出明显的选择性和较高的产率，工作原理如图 该装置工作时，向 (填“a”或“b”)极移动。写出a极生成丙烯的电极反应式： 。 2．（25-26高三上·上海杨浦·期中）锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)是第ⅡB族元素，广泛应用于多工业领域。 Ⅰ．Zn的化学性质和Al相似。我国福州大学和清华大学学者研制组装的乙醇电池系统具有良好的充放电循环稳定性，工作原理如图所示，可以实现污水脱硝、能源转化以及化学品合成的协同增效。 (1)下列关于锌及其化合物的性质说法错误的是___________。 A．锌块呈银白色是因为内部含有自由电子 B．锌能溶于氢氧化钠溶液 C．氧化锌热分解可冶炼得锌单质 D．氢氧化锌具有两性 (2)放电时，正极的电极反应式为 。 (3)充电时，通过离子交换膜的运动方向是 。 A．左侧→右侧                    B．右侧→左侧 (4)充放电一段时间后，储液罐甲的液流体系中主要物质为 (填化学式)。 3．（25-26高三上·上海·阶段练习）是一种重要的氧化剂，可用于某些污染物(如、)的处理。可对烟气中、进行协同氧化脱除，涉及的部分反应及速率常数如下(其他条件相同时，越大速率越快)： I. II. III. IV. (1)反应IV的历程如图所示，该历程中最大活化能 。 (2)适当增加的浓度，的氧化速率会明显增大的原因 。 可由左图所示装置制备(电极不反应)。阴极上产生的机理如右图所示(A、B均为含氯微粒，其他微粒未标出)。 (3)电解时阳极附近溶液的pH (填“减小”“增大”或“不变”)。 (4)由B与A生成的基元反应方程式为 。 4．（25-26高三上·上海·阶段练习）地下水中溶解的和在曝气过滤过程中会被氧化生成难溶的FeOOH和MnOOH，前者可作黄色颜料。 (8)科学家用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到MnOOH和少量。下列叙述正确的是___________。 A．充电时，向阳极方向迁移 B．充电时，会发生反应 C．放电时，正极反应有 D．放电时，Zn电极质量减少0.65 g，电极生成的MnOOH小于0.02 mol (9)一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在疏电极连续发生反应：，。 ①放电时外电路电子流动的方向是： 。 A．a→b        B．b→a ②放电时正极上总反应为： 。 5．（25-26高三上·上海·月考）直接排放含的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的，溶液作为吸收液。 (4)当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下： ①在阳极放电的电极反应式是 。 ②当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用，简述再生原理： 。 04 新型化学电源 1．（24-25高三上·上海·期末）二次电池也称为可充电电池，可以反复使用，铅酸蓄电池就属于二次电池。铅酸蓄电池的电池总反应为：。下列说法正确的是 A．放电时，当外电路通过1mol电子时，理论上负极板质量增加49g B．充电时，铅蓄电池的正极与外接电源的负极相连 C．放电时，发生氧化反应 D．充电时的阳极反应式为 2．（24-25高三上·上海杨浦·期中）利用微生物燃料电池处理某工业废水，工作原理如图所示。 (1)该装置工作时，下列说法正确的是______。 A．此是电能转化为化学能 B．电极b区附近溶液pH基本保持不变 C．电池工作时，通过质子交换膜，从正极向负极移动 D．当电路中有0.5mol电子发生转移，则有1mol的通过质子交换膜 (2)写出电极a表面发生的电极反应 。 (3)利用微生物燃料电池处理某工业废水的优点是 。 2019年诺贝尔化学奖颁发给JohnB．Goodenough、M.StanleyWhittingham和Akira Yoshino，用于“表彰锂离子电池的开发”。一种锂-空气电池的工作原理如图所示。其中多孔电极材料选用纳米多孔金时，该电池表现出良好的循环性能。电池反应为：。 3．Li在周期表中的位置是 ，写出过氧化锂的电子式 。 4．该电池工作时，正极反应经过两个过程： 第一个过程的电极反应式为：；则第二个过程的电极反应式为： 5．应用该电池电镀铜，阴极质量增加64g，理论上负极将消耗 g Li。 6．（2025·上海松江·一模）向含电解液的电池中，加入离子液体，可提高电池的性能。电池的总反应为：，其工作原理如下图所示： (1)该电池放电时，正极反应式为 。 (2)关于该电池，下列说法正确的是_______。 A．电解液应选择非水溶剂 B．放电时，产物既是氧化产物也是还原产物 C．放电时，多孔电极附近有固体生成 D．充电时，锂离子的移动方向是锂电极→多孔电极 (3)碳捕集是我国实现碳中和目标的一种关键技术手段。离子液体能用于的捕获和电催化还原。捕获时，中的三个位置均可能与发生反应，其中的一种产物为。相较于，吸收效果不佳，结合上述信息，从结构角度解释原因 。 7．（2025·上海崇明·一模）二氧化碳氧化乙烷制乙烯。 将C2H6和CO2按物质的量之比为1∶1通入反应器中，发生如下反应： ①C2H6(g)C2H4(g) + H2(g)  ΔH1=+136.4kJ·mol−1 ②CO2 (g) + H2 (g)CO(g) + H2O(g)  ΔH2=+41.2kJ·mol−1 ③C2H6(g) + CO2(g)C2H4(g) + CO(g) +H2O(g)  ΔH3 (4)利用质子传导型固体氧化物电解池将乙烷转化为乙烯，示意图如图： ①电极a与电源的 极相连。 ②电极b的电极反应式是 。 (5)若以乙烷-空气燃料电池(电解质溶液是20～30％的KOH溶液)给以上装置提供电源，电池工作时负极的电极反应式为 。 1．（2025·上海杨浦·二模）我国科学家研发了采用超疏氧电极的甲酸燃料电池，其结构如下图所示。 关于该燃料电池的说法正确的是 A．a是正极 B．a上的反应： C．b上H+被消耗 D．b上发生氧化反应 2．（24-25高三下·上海·开学考试）下图装置能有效去除烟气中的，已知该电池反应为：。 (1)A电极通过导线 电子。 A．流出                        B．流入 (2)B电极的电极反应式 。 3．（2025·上海·模拟预测）钙钛矿太阳能电池被称为第三代太阳能电池，图一是钙钛矿太阳能电池的工作示意图，图二是该电池作电源电解酸性硫酸铬溶液获取铬单质和硫酸的工作示意图： (1)C电极接钙钛矿太阳能电池的 极。(选填“A”或“B”)；图二中的离子交换膜Ⅰ为 (选填“A．质子”或“B．阴离子”)交换膜； (2)D电极发生的电极反应式为 ； (3)当太阳能电池有电子转移时，棒上增重的质量为 。 4．（24-25高三上·上海·期中）以甲醇为燃料的固体氧化物燃料电池工作原理如下图所示。 B极的电极反应式为 ；负载中每流过2mol，理论上通过固体电解质的的数目为 。 （24-25高三下·上海·阶段练习）在强碱性条件下用电解法除去废水中的，阳极和阳极区依次发生的反应有： ⅰ. ⅱ. ⅲ. 5．除去，外电路中至少要转移 电子。 6．为了使电解池连续工作，需要不断补充及 。 7．（2025·上海松江·一模）电镀可以在金属材料表面形成镀层，是一种重要的材料表面加工方法。实验室在钢钥匙的表面镀锌，装置如下图所示： (1)电极B的材料应是_______。 A．铜 B．锌 C．石墨 D．铂 (2)钥匙应与电源的_______相连。 A．阴极 B．阳极 C．正极 D．负极 (3)影响正离子在阴极放电顺序的因素有：溶液的酸碱性、离子浓度及 等。 A．离子的还原性    B．离子的氧化性 8．（2025·上海金山·二模）利用电化学原理(图甲)去除天然气中的H2S，同时将甲装置作为电源利用双极膜实现烟气脱SO2(图乙)。图甲中主要反应：2Fe＋2H2S＋O2=2FeS＋2H2O，负极的电极反应式为 。标准状况下，甲中天然气的进气流量为448 m3·h-1(H2S的体积分数为1%)，则乙装置中H2O2的产量为 kg·h-1。 9．（2025·上海青浦·二模）CO2与H2催化合成乙烯：2CO2(g) + 6H2(g) = C2H4(g) + 4H2O(g)  ΔH= kJ·mol-1。 已知：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)  ΔH1=-571.6 kJ·mol-1 C2H4(g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l)  ΔH2=-1411 kJ·mol-1 H2O(g) = H2O(l)  ΔH3=-44 kJ·mol-1 （2025·上海闵行·二模）高炉炼铁是现代炼铁的主要方法。常见的是三步(>570 °C)机制。具体反应如下： ① 3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)        ΔH1 = −47.2 kJ•mol-1 ② Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)          ΔH2 = 19.4 kJ•mol-1 ③ FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)              ΔH3 = −11.0 kJ•mol-1 10．铁元素位于元素周期表第 周期第 族。 11．计算Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH= 。 （2025·上海松江·二模）一碳化学研究是从只含有1个碳原子的化合物为原料，生产其他化工原料和产品的方法。用天然气与水蒸气反应可制得H2和CO。主要反应如下： CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)  ΔH1= 206 kJ·mol﹣1 12．提高该反应中CH4的平衡转化率可采取的措施是___________。 A．降低温度 B．增大压强 C．使用催化剂 D．提升n(H2O)/n(CH4) 13．该反应的熵变S= 215 J·mol-1·K-1，下列能使反应自发进行的温度是___________。 A．960 K B．900 K C．800 K D．700 K 14．反应过程会产生积碳反应：CH4(g)C(s) + 2H2(g)  ΔH2 ，会影响催化剂活性。已知：C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g)  ΔH3= 131 kJ·mol﹣1，则ΔH2为 kJ·mol﹣1。 15．（24-25高三上·上海·期末）焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。 (1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。该反应是否属于氧化还原反应？ 。 A．是                  B．否 Ⅰ．利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为： (2)Ⅰ中反应后的溶液pH和Ⅲ反应相同，则Ⅰ中为 溶液(写化学式)； (3)上述溶液中c(SO)___________c(H2SO3) A．大于 B．小于 C．等于 D．无法确定 (4)I中反应的化学方程式为 。 (5)工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是 。 (6)检验产品Na2S2O5中是否含有Na2CO3的试剂是 。 Ⅱ．制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。 (7)阳极的电极反应式为 。 (8)电解后， 室的NaHSO3浓度增加，将该室溶液进行结晶脱水，可得Na2S2O5。 A．a               B．b Ⅲ．Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。中华人民共和国国家标准(G112760-2011)规定葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)不能超过0.25g/L。 在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.0100 mol·L-1的碘标准液滴定至终点，消耗9.20 mL。 (9)滴定终点的现象是： 。 (10)通过计算判断，该样品中抗氧化剂的残留量(以SO2计算)(保留三位有效数字)是否符合国家标准 。(写出计算过程) 16．Ⅰ.回答下列问题 (1)乙烯分子中键和π键个数之比为 ，分子中碳原子的杂化方式为 。 Ⅱ.二氧化碳氧化乙烷制乙烯。 将C2H6和CO2按物质的量之比为1∶1通入反应器中，发生如下反应： ①C2H6(g) C2H4(g) + H2(g)   ΔH1=+136.4kJ·mol−1 ②CO2 (g) + H2 (g) CO(g) + H2O(g)  ΔH2=+41.2kJ·mol−1 ③C2H6(g) + CO2(g) C2H4(g) + CO(g) +H2O(g)  ΔH3 (2)反应①正反应的活化能 逆反应的活化能(填“大于”或“小于”)，该反应在 条件下能够自发进行。 A．高温             B．低温             C．任何温度 Ⅲ.利用质子传导型固体氧化物电解池将乙烷转化为乙烯，示意图如图： (5)电极a与电源的 极相连。 (6)电极b的电极反应式是 。 (7)若以乙烷-空气燃料电池(电解质溶液是20～30％的KOH溶液)给以上装置提供电源，电池工作时负极的电极反应式为 。 （24-25高三上·上海·期末）工业燃煤过程中产生大量含硫烟气，烟气脱硫的方法如下。 方法一：还原脱硫 已知：         17．还原脱硫原理：   。 21．方法三：利用电解法对进行吸收和无害化处理，其原理如图所示： (1)石墨Ⅱ电极为 极。 A．正    B．负    C．阳    D．阴 (2)石墨Ⅰ的电极反应式为 。 (3)每处理，理论上电解池中产生氧气的物质的量为 。 （2025·上海浦东新·一模）我国科学家利用光电催化技术实现了室温下完全分解制取硫单质，装置如下图。 22．整个装置中的能量转化形式是光能转化为 和 。 23．该装置工作时Y极的电极反应是 ；C室中发生的离子反应为 。 24．下列有关该装置的说法错误的是___________。 A．得到两种有用的化工原料 B．Y电极不能用铜棒作电极 C．A室需要持续补充稀硫酸 D．用溶液检验过滤后的液体中是否含有 1．（2025上海，T1（3）（4））碳酸丙烯酯()简称PC，是一种重要的有机化合物，具有多种工业通途。 环氧丙烷与二氧化碳催化合成法是目前最常用的生产方法。 已知： 反应①：(g)+CO2(g) (l)     反应②：C(s)+O2(g)=CO2(g)    反应③：    反应④：    (3)反应④的=_______ A．-613.2 B．613.2 C．395.2 D．-395.2 (4)下列关于反应①的随温度T的变化趋势正确的是 。 2．（2024上海，T3（3））溴化铝可用作分析试剂、催化剂和制冷剂。溴化铝的固体以二聚体分子形式存在。其结构如下图所示： 反应Al2Br6(g)=2Al(g)+6Br(g)的ΔH可用于估算Al2Br6(g)的总键能。已知下列过程： ①2Al(s)+3Br2(l)=Al2Br6(s)    ΔH1   ②Al(s)=Al(g)   ΔH2 ③Br2(l)=Br2(g)   ΔH3 ④Br2(g)=2Br(g)   ΔH4 ⑤Al2Br6(s)=Al2Br6(g)  ΔH5 (3)则反应Al2Br6(g)=2Al(g)+6Br(g)的ΔH= 。(用ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5表示) 3.（2025上海，T2（8）（9））钨(W)为银白色有光泽的金属，常温下不受空气侵蚀，化学性质比较稳定，主要用来制造灯丝和制作耐磨工具。CaWO4具有良好的光学活性，被广泛用于光电陶瓷材料中。工业上可以用电解法制备CaWO4，其装置如图所示： 已知 (8)写出该装置的阳极方程式 。 (9)为获取高纯的CaWO4，在电解时需要不断通入，说明其原因 。 4．（2024上海，T5（6）（7）（8）） 璀璨多彩的珊瑚礁是重要的海洋资源，也是海洋生态系统的重要组成部分。珊瑚礁的主要成分的碳酸钙，存在方解石和文石两种结构。 水体富营养化会破坏珊瑚礁。微生物燃料电池有望改善珊瑚生存环境方面发挥重要作用。下图是某微生物燃料电池工作原理示意图，该装置能同时除去水体中的NO和沉积物中的有机物(以(CH2O)n表示)。 (6)该装置工作时，下列说法正确的是___________。 A．此是电能转化为化学能 B．电极b作负极 C．电子移动方向为：电极b→沉积物→水体→电极a D．每消耗1mol (CH2O)n，转移电子4mol (7)写出NO在电极a表面发生的电极反应 。 (8)研究表明，在其他条件不变的情况下，水体中O2浓度升高。有利于去除沉积物中的有机物，但不利于去除水体中的NO。分析有利于去除有机物和不利于除去NO的可能原因 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 7 / 20 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08化学反应与能量 目录 第一部分 风向速递 洞察考向，感知前沿 第二部分 分层突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 盖斯定律与热化学方程式 题型02原电池原理及应用 题型03电解原理及应用 题型04新型化学电源 B组·抢分能力练 第三部分 真题验证 对标高考，感悟考法 1．（25-26高三上·上海·月考）某甲醇燃料电池工作原理如图所示。 (1)电极I的名称是 ；写出电极Ⅱ发生的电极反应式： 。 (2)与直接燃烧甲醇相比，写出采用甲醇燃料电池方式供能的一项优势 。 【答案】(1) 负极 (2)能量转化效率高、能量损失少、反应充分不产生积碳（任意一条即可） 【分析】甲醇燃料电池中，氢离子移向电极Ⅱ，阳离子向正极移动，则电极Ⅱ为正极，氧气得电子发生还原反应生成水，电极反应方程式为：；电极I为负极，甲醇失电子发生氧化反应生成CO2，电极反应式为：CH3OH＋H2O－6e-＝CO2↑＋6H+，据此分析回答。 【详解】（1）由分析可知，电极I为负极；电极Ⅱ发生的电极反应式为：； （2）与直接燃烧甲醇相比，采用甲醇燃料电池方式供能的优势为能量转化效率高、能量损失少、反应充分不产生积碳（任意一条即可）。 2．【结合新能源考查】（24-25高三下·上海·开学考试）甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、氧气、KOH溶液(电解质溶液)构成。甲醇碱性燃料电池工作原理如图所示。 (1)氧气的进气口为_______。 A．a B．b C．c D．d (2)X电极上的电极反应式为 。此电池工作过程中，理论上每消耗16gCH3OH转移 mol电子。 (3)此燃料电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性 。 A．增强       B．减弱       C．不变 【答案】(1)C (2) 3 (3)减弱 【分析】该装置为燃料电池，氢氧根向负极移动，故左侧X电极为负极，b通入甲醇，X电极上的电极反应式为：；右侧Y电极为正极，c口通入O2，电极反应为，据此分析； 【详解】（1）根据分析可知，c口通入O2，故选C； （2）根据分析可知，左侧X电极为负极，b通入甲醇，X电极上的电极反应式为：；此电池工作过程中，理论上每消耗，即0.5mol，由负极电极式可知转移电子； （3）此燃料电池总反应，工作一段时间后，消耗氢氧根同时生成水，故电解质溶液的碱性减弱。 3．（2026·上海·一模）空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。 Ⅰ、(缩写为MDEA)溶液可用于捕集燃煤烟气中，转化过程如下。 (1)室温下，的，，吸收后溶液的，此时主要含碳阴离子为 (写离子符号)。 (2)从结构的角度解释MDEA水溶液能吸收的理由是 。 Ⅱ、二氧化碳加氢制甲醇体系中存在以下反应： ① ； ② ； ③ ； (3) ，该反应自发进行的条件是 (填“高温”、“低温”、“任意温度”)。 【答案】(1) (2)MDEA分子中的N原子有孤电子对，能与氢离子形成配位键，促进CO2的吸收 (3) -90.4 低温 【详解】（1）H2CO3的，，溶液pH=9，处于二者之间，此时主要含碳阴离子是； （2）MDEA分子中的N原子有孤电子对，能与氢离子形成配位键，可以与CO2相互作用，形成碳酸氢盐或氨基甲酸盐，从而吸收CO2； （3）根据盖斯定律，，当时，反应自发进行，该反应，，反应低温下自发进行； 4．（2026·上海·一模）蒸汽转化是以烃类与水蒸气反应制备氢气、一氧化碳和二氧化碳的工艺，其中水碳比是目前研究的关键。水碳比是指原料气中和的物质的量之比，一般用表示，即。 用水蒸气重整制氢的总反应为： 已知：燃烧热为，燃烧热为，液态水的汽化热为。 (1)总反应的 。 用水蒸气重整制氢的总反应可分为以下两个过程： 反应Ⅰ．水蒸气重整： 反应Ⅱ．水煤气变换： (6)利用某铝电池为电源，电解硫酸铜溶液的装置工作原理如图所示。b为铝电极，其余均为石墨电极，双极膜中水电离产生的H+和可以在电场作用下向两极迁移。下列说法错误的是___________。 A．该装置既含有原电池，又含有电解池 B．双极膜中的移向a电极 C．b电极反应式为 D．若a电极附近生成4.6 g甲酸，则c电极的质量增加6.4 g 【答案】(1) (6)B 【详解】（1）由题可知以下反应的热化学方程式： 由盖斯定律可知总反应的反应热：； （6）左侧铝—CO2电池为原电池，a极（正极）电极反应式为，b极（负极）电极反应式为；c极为阴极，发生，d极为阳极，发生，据此分析。 A．左侧铝—CO2电池为原电池，右侧电解硫酸铜溶液的装置为电解池，该装置同时含原电池与电解池，A正确； B．原电池中，b（Al）为负极，a为正极，电场作用下阴离子向负极移动，故双极膜中的OH⁻应移向b电极，而非a电极，B错误； C．b为Al电极，在NaOH溶液中失电子生成[Al(OH)4]-，电极反应式为C正确； D．a极电极反应式为，4.6g甲酸的物质的量为0.1 mol，电子转移为0.2 mol，c极为阴极，发生，产生0.1 molCu单质，质量为6.4 g，D正确； 答案选B。 （25-26高三上·上海·期中）某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。 甲同学设计如下双液电池装置。 5．反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差，导线中通过 mol电子。 6．其他条件不变，将溶液换为溶液，工作一段时间后，能闻到少量刺激性气味。结合相关化学方程式与电极反应式解释刺激性气味产生的原因 。 7．双液电池可用电池表达式来简要表示，如上图装置可以表示为： 其中“|”用来分隔每侧半池中的电极与电解质溶液，“||”表示盐桥。 用电池表达式表示能实现反应的双液电池： _____|______||______|______ 乙同学探究钢铁的吸氧腐蚀原理，设计如图所示装置。 8．正极的电极反应式为 。 9．关于该装置说法正确的是_____。（不定项） A．若将石墨电极改成电极，难以观察到铁锈生成 B．若向自来水中加入少量，可较快地看到铁锈 C．断开连接石墨和铁的导线，铁便不会生锈 D．为提高探究实验效率，可用稀盐酸代替自来水 丙同学对铝片电解氧化进行探究。取预处理过的铝片和铅作电极，控制电流恒定为，用直流电源在的硫酸中进行电解，铝片表面逐渐形成一定厚度的氧化膜。 10．铝片预处理包括去除表面油污与原有的氧化膜，可选用的试剂是_____。 A．稀 B．浓 C．溶液 D．溶液 11．关于铝电解氧化说法正确的是_____。（不定项） A．铝片作阳极，与电源正极相连 B．铅电极的反应式为： C．铝电极的反应式为： D．随着电解反应进行，溶液中浓度保持不变 丁同学在查阅文献过程中，发现某篇论文中附有如下电化学装置。 12．关于该装置说法错误的是_____。 A．电流方向是从吸附电极通过导线到吸附电极 B．钠离子交换膜可以阻止两侧溶液发生中和反应 C．该装置工作时，化学能转化为电能 D．该装置工作时，由右池通过交换膜进入左池 13．该电化学装置工作时的总反应为 。 【答案】5．0.06 6．溶液中存在，原电池工作时，石墨电极上发生，消耗，促进水解平衡正向移动，浓度上升，达到一定浓度后分解产生逸出 7． 8． 9．AB 10．D 11．AD 12．D 13． 【解析】5．该电池的总反应为，设导线中通过的电子数为，则两极质量变化总和为，根据题意，两极质量相差3.87 g，即，，因此转移的电子数为； 6．溶液中存在，原电池工作时，石墨电极上发生，消耗，促进水解平衡正向移动，浓度上升，达到一定浓度后分解产生逸出； 7．根据总反应可以将反应拆分为负极池：Cu电极与Cu2+溶液，正极池：惰性电极与Fe3+溶液，盐桥连接两个半电池，故电池表达式为； 8．在吸氧腐蚀中，溶解在水中的O2得电子，与水结合生成OH-，故正极的电极反应式为； 9．A．Mg比Fe活泼，Zn为正极，难以生成Fe²+，故难以观察到铁锈，A正确； B．NaCl增强导电性，可加速吸氧腐蚀及铁锈生成，B正确； C．断开导线后，原电池不再形成，Fe仍可能与水和氧气发生化学腐蚀，C错误； D．稀盐酸导致析氢腐蚀，无法生成铁锈，D错误； 故答案选AB； 10．A．稀HCl无法去油污，A错误； B．浓HNO3使铝钝化，B错误； C．Na₂CO₃溶液可水解油脂，但碱性太弱无法去除表面氧化膜，C错误； D．NaOH溶液可同时去油污与除氧化膜，D正确； 故答案选D； 11．A．根据电解池的定义，阳极是发生氧化反应的电极，应与电源正极相连，铝片作为阳极，发生氧化反应，A正确； B．铅电极是阴极，应发生还原反应， B错误； C．铝作为阳极，发生氧化反应，在电解过程中，铝失去电子后与水中的O2-结合生成Al2O3，反应式为，C错误； D．随着电解反应进行，溶液中H+浓度保持不变，根据上述阳极反应，铝氧化生成Al2O3的同时会释放H+，而阴极反应为消耗H+，两者结合，总反应为，可以看出，H+总量不变，因此溶液中H+浓度保持不变，D正确； 故答案选AD； 12．左侧M极：H₂→H₂O，H元素化合价升高，发生氧化反应，为负极； 右侧N极：H+→H₂，H元素化合价降低，发生还原反应，为正极； 钠离子交换膜允许Na+通过，但阻止OH-和H+直接接触； A．电流方向与电子流向相反，电子从M→N，电流从N→M，A正确； B．左侧为碱性环境(含OH-)，右侧为酸性环境(含H+)，交换膜可防止两者直接接触发生中和，B正确； C．该装置为原电池，将化学能转化为电能，C正确； D．负极(M)消耗OH-，正电荷增加，需Na+从左池移向右池以维持电荷平衡，D错误； 故答案选D； 13．负极(M)： (碱性条件) 正极(N)： (酸性条件) 将两极反应相加得总反应。 01盖斯定律与热化学方程式 1．（25-26高三上·上海杨浦·期中）和是两种主要的温室气体。 (1)分子属于 分子(填“极性”或“非极性”)。 (2)C与Si同族且相邻，熔点远低于的原因是 。 (3)C原子中有___________种空间运动状态的电子。 A．2 B．3 C．4 D．6 甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和)的重要方法，主要反应有： ①  kJ·mol-1 ②  kJ·mol-1 (4)反应的 kJ·mol-1。 (5)反应①在 条件下自发进行 A．高温                B．低温                C．任意温度 【答案】(1)非极性 (2)SiO2是共价晶体，CO2是分子晶体，共价晶体的熔点远大于分子晶体 (3)C (4)+206 (5)A 【详解】（1）二氧化碳的空间结构为直线形，正负电荷中心重合，所以二氧化碳是非极性分子； （2）二氧化硅是共价晶体，二氧化碳是分子晶体，共价晶体的熔点远大于分子晶体，所以二氧化碳的熔点远低于二氧化硅； （3）原子核外的轨道数与核外电子的空间运动状态种类相同，碳原子的原子序数为6，基态原子的电子排布式为1s22s22p2，原子核外的轨道数为4，所以原子中有4种空间运动状态的电子，故选C； （4）由盖斯定律可知，反应①-反应②=目标反应，则反应△H=( +247 kJ/mol) -(+ 41 kJ/mol=+206  kJ/mol； （5）反应①是熵增的吸热反应，高温条件下，有ΔH-TΔS＜0，能自发进行，故选A； 2．（25-26高三上·上海宝山·期末）氢是清洁能源，硼氢化钠()是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢的化学反应如下：。 (1)基态B原子中______。 A．有5种不同能量的电子 B．有2种电子云 C．核外电子共占据5个原子轨道 D．有3个未成对电子 (2)该反应能自发进行的条件是______。 A．低温 B．高温 C．任意温度 D．无法判断 (4)根据下图数据计算反应的= kJ·mol-1。 【答案】(1)B (2)C (4)-90 【详解】（1）基态B原子的电子排布为： A．只有3种能量的电子，A错误； B．s轨道（球形）、p轨道（哑铃形）共2种电子云，B正确； C．基态B原子的电子排布为，1s（1个轨道）、2s（1个轨道）、2p（1个轨道），共占据3个原子轨道，C错误； D．2p轨道只有1个未成对电子，D错误； 故选择B； （2）反应，根据，任意条件均能满足，因此选C； （4）图中给出的反应为，计算该反应的 kJ·mol-1，因此反应的kJ·mol-1； 3．（2026·上海·一模）空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。 Ⅰ、(缩写为MDEA)溶液可用于捕集燃煤烟气中，转化过程如下。 (1)室温下，的，，吸收后溶液的，此时主要含碳阴离子为 (写离子符号)。 (2)从结构的角度解释MDEA水溶液能吸收的理由是 。 Ⅱ、二氧化碳加氢制甲醇体系中存在以下反应： ① ； ② ； ③ ； (3) ，该反应自发进行的条件是 (填“高温”、“低温”、“任意温度”)。 【答案】(1) (2)MDEA分子中的N原子有孤电子对，能与氢离子形成配位键，促进CO2的吸收 (3) -90.4 低温 【详解】（1）H2CO3的，，溶液pH=9，处于二者之间，此时主要含碳阴离子是； （2）MDEA分子中的N原子有孤电子对，能与氢离子形成配位键，可以与CO2相互作用，形成碳酸氢盐或氨基甲酸盐，从而吸收CO2； （3）根据盖斯定律，，当时，反应自发进行，该反应，，反应低温下自发进行； 4．（2026·上海·一模）元素及其化合物在生产、生活中有广泛运用，回答下列问题： (1)乙二胺[H2NCH2CH2NH2]和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，乙二胺沸点比三甲胺高，其主要原因是 。 (2)PCl3的价层电子对互斥模型是 ； (3)已知：①P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(l)∆H=-akJ·mol-1 ②P4(s)+10Cl2(g)=4PCl5(s)∆H=-bkJ·mol-1(b>a>0) 则PCl3(l)+Cl2(g)=PCl5(s)∆H= kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。 【答案】(1)乙二胺分子中存在N-H键，分子间能形成氢键；三甲胺分子中氢原子与电负性较小的碳原子相连，分子间不能形成氢键，所以乙二胺比三甲胺的沸点高 (2)四面体形 (3) 【详解】（1）乙二胺分子中存在键，分子间能形成氢键；三甲胺分子中氢原子与电负性较小的碳原子相连，分子间不能形成氢键，所以乙二胺比三甲胺的沸点高。 （2）中原子的价层电子对数为：，含一对孤对电子，价层电子对互斥模型是四面体形。 （3）根据盖斯定律可知，。 02 原电池原理及应用 1．（25-26高三上·上海·阶段练习）NO空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某化学兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程。已知电极材料均为惰性电极 (1)甲池在放电过程中的负极反应式为 。 (2)乙池中通入废气NO的电极为 极，电池总反应的离子方程式为 。 (3)b为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。当浓缩室得到浓度为的盐酸时，室中的溶液的质量变化为 (增大或减小) g(溶液体积变化忽略不计)。 (4)标准状况下，甲池有参加反应，则乙池中处理废气(和)的总体积为 。 【答案】(1) (2) 阴 (3) 阴 减小 18 (4)31.36 【分析】甲池为空气质子交换膜燃料电池，左侧电极上被氧化生成，即左侧电极为负极，则右侧电极为正极； 乙池为电解池，将和NO分别转化为和，其左侧电极与甲池的正极相连，即作阳极，则右侧电极作阴极； 丙池为盐酸浓缩电解池，通过电解将0.1 mol/L盐酸浓缩为0.6 mol/L盐酸，本质是利用离子交换膜实现和的定向迁移。其右侧电极与甲池的负极相连，即作阴极，则左侧电极作阳极，据此解答。 【详解】（1）由分析可知，甲池的左侧电极为负极，被氧化生成，则负极反应式为：； （2）由分析可知，乙池为电解池，其左侧电极与甲池的正极相连，即作阳极，则右侧电极作阴极，即乙池中通入废气NO的电极为阴极，阳极上被氧化为，阴极上被还原生成，经配平得电池总反应的离子方程式为：； （3）由分析可知，丙池为盐酸浓缩电解池，通过电解将0.1 mol/L盐酸浓缩为0.6 mol/L盐酸，其右侧电极与甲池的负极相连，即作阴极，则左侧电极作阳极，利用离子交换膜实现和的定向迁移，即从N室通过b膜进入浓缩室，因此b为阴离子交换膜。M室中是的硫酸，其通过阳离子交换膜(a膜)进入浓缩室，浓缩室得到的盐酸4L，增加的物质的量为，即有2 mol从M室迁移至浓缩室，M室为阳极区，发生反应：，则M室中溶液质量减小，且此时反应消耗水1 mol，M室中溶液的质量减少； （4）标准状况下，的物质的量为，甲池中在正极得到电子，发生电极反应：，因此转移电子的物质的量为。乙池中电池总反应为：，根据得失电子守恒可得：，所以标准状况下，甲池有参加反应，乙池中有和废气被处理，其总体积为。 2．（25-26高三上·上海·阶段练习）某氢氧燃料电池工作示意图如下，电解质溶液可使用氢氧化钾溶液或稀硫酸。 (1)若用氢氧化钾溶液作电解质，写出电极附近电极反应式 。 (2)使用不同电解质溶液时，下列说法不正确的是___________。 A．能量转化方式相同 B．电极均作负极 C．电极附近发生的电极反应相同 D．转移等量电子，消耗氧气物质的量相等 【答案】(1) (2)C 【详解】（1）氢氧燃料电池的总反应为，电极a的反应物为H2，则失电子，化合价升高，发生氧化反应，变成H+，因为电解质环境为碱性，H+进一步和OH-反应，故电极方程式为：； （2）A．能量都是由化学能转化为电能，故转化方式相同，A正确； B．电极a通入燃料H2，被氧气氧化，化合价升高，发生氧化反应，作原电池的负极，B正确； C．当电解质为KOH溶液时，电极方程式为，当电解质为稀硫酸时，电极方程式为，电极反应不同，C错误； D．氧气和电子的比例关系为，1：4，因此转移等量电子时，消耗的氧气的物质的量相等，D正确； 故选C。 3．（25-26高三上·上海·阶段练习）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气中普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。 已知：时，，。 回收得到的可作为有用的化工原料利用于多种化工生产；科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，固体电解质可以采用氧离子导体或质子导体，电池反应原理如图所示。 (7)固体电解质采用氧离子作导体时，负极生成的电极反应式为： 。 (8)相比氧离子()导体，质子导体的优势为 。 (9)此外还可作为沉淀剂除去废水中的，请从平衡常数角度，通过计算说明方案可行的原因；已知：当时，认为反应进行彻底。 。 【答案】 (7)H2S-6e-+3O2-=SO2+ H2O (8)可减少污染性气体SO2的产生 (9)除去废水中Cu2+的反应为：H2S+Cu2+=CuS↓+2H+，反应的平衡常数K====≈1.3×1016＞1×105，则废水中Cu2+完全反应 【分析】由电离常数可知，微粒的酸性强弱顺序为：H2CO3＞H2S＞HCO＞HS-，由盐类水解规律可知，离子的水解程度大小顺序为：S2-＞CO＞HS-＞HCO。 【详解】 （7）负极生成二氧化硫的反应为氧离子作用下硫化氢在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化硫和水，电极反应式为H2S-6e-+3O2-=SO2+ H2O； （8）由图可知，用质子导体做电解质的燃料电池的负极反应为酸性条件下硫化氢在负极失去电子发生氧化反应生成S2和水，电极反应式为2H2S-4e-=S2+ 4H+，则相比氧离子导体，质子导体的优势为可减少污染性气体二氧化硫的产生，不会污染环境； （9）除去废水中铜离子的反应为：H2S+Cu2+=CuS↓+2H+，反应的平衡常数K====≈1.3×1016＞1×105，所以废水中铜离子完全反应，能用硫化氢做除去废水中铜离子的沉淀剂。 4．（25-26高三上·上海·阶段练习）甲醇(CH3OH)是一种可再生能源，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： (1)反应Ⅱ的 。 (2)反应Ⅲ的 0(填“<”或“>”)，在 (填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)下能够自发进行。 (6)H2还原CO电化学法制备甲醇的工作原理如图所示。 总反应：CO+2H2=CH3OH ①该反应的氧化剂是 。 A．COB．H2 ②通入CO的一端是电池的______极，电池工作过程中H+通过质子膜向______移动 。 A．正、右B．正、左C．负、右D．负、左 ③通入CO的一端发生的电极反应式为 。 甲醇也可用于制备其他有机物。比如乙酸可用甲醇与CO催化反应制备得到。 (7)该反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如下图。下列说法正确的是______(不定项)。 A．该过程不涉及非极性键的形成 B．该反应中，H2O为催化剂，HI为中间产物 C．反应iii为该历程的决速步骤 D．选用不同的催化剂可改变该反应的 【答案】(1)+41.19kJ•mol-1 (2) ＜ 较低温度 (6) A B CO+4e-+4H+=CH3OH (7)C 【详解】（1）根据盖斯定律由反应Ⅰ-反应Ⅲ可得反应Ⅱ，则△H2=△H1-△H3=（-49.58kJ•mol-1）-（-90.77kJ•mol-1）=+41.19kJ•mol-1，故答案为：+41.19kJ•mol-1； （2）由题干反应Ⅲ可知，反应前气体系数之和大于反应后气体系数之和，即ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS＜0时，反应能够自发进行，反应Ⅲ的△S＜0，△H＜0，故较低温度时，该反应能够自发进行，故答案为：＜；较低温度； （6）①总反应：CO+2H2=CH3OH中H的化合价升高被氧化，作还原剂，CO中C的化合价降低，被还原，是氧化剂，故答案为：A； ②由上述分析可知，CO是氧化剂，发生还原反应，原电池中正极反应还原反应，即通入CO的一端是电池的正极，原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，即电池工作过程中H+通过质子膜向左移动，故答案为：B； ③已知通入CO的一极为正极，发生还原反应，故通入CO的一端发生的电极反应式为：CO+4e-+4H+=CH3OH，故答案为：CO+4e-+4H+=CH3OH； （7）A．该过程涉及碳碳键的形成，该过程涉及非极性键的形成，A错误； B．反应过程中，中间产物先生成，后消耗；催化剂先消耗，后生成；H2O为该反应的中间产物、HI为催化剂，B错误； C．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；故反应ⅲ为该历程的决速步骤，C正确； D．催化剂只能改变反应途径，不改变反应的始态和终态，故选用不同的催化剂不能改变该反应的，D错误； 故答案为：C。 5．（25-26高三上·上海·开学考试）早在1914年就有人发现，引入有机基团可以降低离子化合物的熔点。随后，一系列在较低温度下能以液态稳定存在的离子化合物被陆续发现，这些物质被称为离子液体。离子(结构如右图所示)具有较好的稳定性，它的电子在其环状结构中高度离域，类似于苯环。离子能形成各种离子液体，如、等。 科学家发明了一种“快速充放电铝离子电池”，该电池以作为电解液，结构如图所示。 (5)放电时，石墨作 极；另一极的电极反应式为： 。 (6)充电时，电解液中向 (选填“铝”或“石墨”)电极移动。 【答案】 (5) 正 (6)Al 【详解】 （5）放电时Al发生氧化反应作负极，则石墨作正极；另一极由，电极反应式为 （6）根据放电时的电极可判断充电时，Al为阴极，石墨为阳极，电解液中是阳离子，充电时阳离子移向阴极，故向Al极移动。 03 电解原理及应用 1．（25-26高三上·上海·阶段练习）我国科学家设计的铜基催化剂在电催化合成丙烯过程中，使丙烯展现出明显的选择性和较高的产率，工作原理如图 该装置工作时，向 (填“a”或“b”)极移动。写出a极生成丙烯的电极反应式： 。 【答案】 a 【分析】该装置为电解池，在电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，a极上转化为(丙烯)，C元素化合价降低，发生还原反应，故a极为阴极，b极为阳极，发生氧化反应。 【详解】①因为为阳离子，在电解池中，阳离子向阴极移动，即向a极移动。 ②a极(阴极)上还原为，得到电子，电极反应式为：。 2．（25-26高三上·上海杨浦·期中）锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)是第ⅡB族元素，广泛应用于多工业领域。 Ⅰ．Zn的化学性质和Al相似。我国福州大学和清华大学学者研制组装的乙醇电池系统具有良好的充放电循环稳定性，工作原理如图所示，可以实现污水脱硝、能源转化以及化学品合成的协同增效。 (1)下列关于锌及其化合物的性质说法错误的是___________。 A．锌块呈银白色是因为内部含有自由电子 B．锌能溶于氢氧化钠溶液 C．氧化锌热分解可冶炼得锌单质 D．氢氧化锌具有两性 (2)放电时，正极的电极反应式为 。 (3)充电时，通过离子交换膜的运动方向是 。 A．左侧→右侧                    B．右侧→左侧 (4)充放电一段时间后，储液罐甲的液流体系中主要物质为 (填化学式)。 【答案】(1)C (2) (3)B (4)CH3COONH4 【分析】由图，放电时，锌失去电子被氧化，则右侧电极Zn板为负极、左侧电极为正极，则充电时，右侧为阴极、左侧为阳极； 【详解】（1）A．金属中“自由电子”能够吸收所有频率的光并迅速释放，使得金属不透明并具有金属光泽，锌块呈银白色是因为内部含有自由电子，正确； B．Zn的化学性质和Al相似，则锌能溶于氢氧化钠溶液，正确 C．锌为活泼金属，氧化锌应该使用还原法冶炼得锌单质，错误； D．Zn的化学性质和Al相似，氢氧化铝具有两性，则氢氧化锌具有两性，正确； 故选C； （2）由分析，左侧电极为正极，放电时，正极的电极反应为硝酸根离子得到电子被还原为氨气：； （3）充电时为电解装置，电解池中阴离子向阳极运动，通过离子交换膜的运动方向是右侧→左侧，故选B； （4）放电时，左侧生成氨气，充电时，左侧生成乙酸，氨气和乙酸生成乙酸铵，则充放电一段时间后，储液罐甲的液流体系中主要物质为CH3COONH4； 3．（25-26高三上·上海·阶段练习）是一种重要的氧化剂，可用于某些污染物(如、)的处理。可对烟气中、进行协同氧化脱除，涉及的部分反应及速率常数如下(其他条件相同时，越大速率越快)： I. II. III. IV. (1)反应IV的历程如图所示，该历程中最大活化能 。 (2)适当增加的浓度，的氧化速率会明显增大的原因 。 可由左图所示装置制备(电极不反应)。阴极上产生的机理如右图所示(A、B均为含氯微粒，其他微粒未标出)。 (3)电解时阳极附近溶液的pH (填“减小”“增大”或“不变”)。 (4)由B与A生成的基元反应方程式为 。 【答案】(1)32.3 (2)反应I、Ⅳ的化学反应速率相对较快，增加的浓度，使反应I的速率增大，从而使的浓度变大，又快速将氧化为 (3)减小 (4) 【详解】（1）由图可知，该历程中最大活化能； （2）由题意可知，反应Ⅲ的化学反应速率最慢，二氧化硫的氧化速率慢，而反应I、IV的化学反应速率相对较快，添加一氧化氮后，二氧化氯通过反应I快速生成，又快速将二氧化硫氧化为三氧化硫，所以添加一氧化氮时，二氧化硫氧化速率提高； （3）由图可知，左侧电极为电解池的阳极，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，放电生成的氢离子会使阳极附近溶液中氢离子浓度增大，溶液pH减小； （4）由图可知，右侧电极为电解池的阴极，酸性条件下氯酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成二氧化氯，生成的二氧化氯在阴极迅速得到电子生成亚氯酸根离子，亚氯酸根离子与溶液中的氯酸根离子反应生成二氧化氯，则由B与A生成二氧化氯的反应为。 4．（25-26高三上·上海·阶段练习）地下水中溶解的和在曝气过滤过程中会被氧化生成难溶的FeOOH和MnOOH，前者可作黄色颜料。 (8)科学家用研制了一种可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到MnOOH和少量。下列叙述正确的是___________。 A．充电时，向阳极方向迁移 B．充电时，会发生反应 C．放电时，正极反应有 D．放电时，Zn电极质量减少0.65 g，电极生成的MnOOH小于0.02 mol (9)一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在疏电极连续发生反应：，。 ①放电时外电路电子流动的方向是： 。 A．a→b        B．b→a ②放电时正极上总反应为： 。 【答案】 (8)CD (9) A 【分析】根据工作时硫电极上发生的反应可知，硫电极得电子发生还原反应，则放电时，硫电极(b极)为正极、钠电极(a极)为负极；充电时，a极为阴极、b极为阳极。 【详解】 （8）A．充电时，阳离子向阴极迁移，因此向阴极方向迁移，A错误； B．充电时，放电时的总反应为，则充电时反应应为：，B错误； C．放电时，电极为正极，根据题干描述电极上检测到MnOOH，则正极反应有，C正确； D．放电时，Zn电极反应为，Zn电极质量减少0.65 g（即0.01 mol），转移电子0.02 mol ，由于部分MnO2电极转化为，因此生成的MnOOH小于0.02 mol ，D正确； 故答案选：CD； （9）①放电时，电子经外电路由负极(a极)流向正极(b极)，故答案选：A； ②根据题给硫电极上的反应，结合电荷守恒可得放电时正极反应为，故答案为：。 5．（25-26高三上·上海·月考）直接排放含的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的，溶液作为吸收液。 (4)当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下： ①在阳极放电的电极反应式是 。 ②当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用，简述再生原理： 。 【答案】 (4) H+在阴极得电子生成H2，溶液中的H+浓度降低，促使电离生成，且Na+进入阴极室，吸收液得以再生 【详解】 （4）①该装置为电解池装置，在阳极放电生成，电极反应式是：； ②该装置为电解池装置，由图可知，吸收液再生原理为：H+在阴极得电子生成H2，溶液中的H+浓度降低，促使电离生成，且Na+进入阴极室，吸收液得以再生。 04 新型化学电源 1．（24-25高三上·上海·期末）二次电池也称为可充电电池，可以反复使用，铅酸蓄电池就属于二次电池。铅酸蓄电池的电池总反应为：。下列说法正确的是 A．放电时，当外电路通过1mol电子时，理论上负极板质量增加49g B．充电时，铅蓄电池的正极与外接电源的负极相连 C．放电时，发生氧化反应 D．充电时的阳极反应式为 【答案】D 【详解】A．放电时，Pb为电池负极，电极反应为Pb-2e-+SO=PbSO4，当外电路通过1mol的电子时，理论上负极板析出0.5molPbSO4，增加的是硫酸根的质量，质量增加48g，A错误； B．充电时，铅蓄电池的正极要恢复原状，则应该作电解池阳极，与电源正极相连，B错误； C．放电时，发生还原反应，转化为PbSO4，C错误； D．充电时的阳极发生氧化反应，电极反应式为，D正确； 故选D。 2．（24-25高三上·上海杨浦·期中）利用微生物燃料电池处理某工业废水，工作原理如图所示。 (1)该装置工作时，下列说法正确的是______。 A．此是电能转化为化学能 B．电极b区附近溶液pH基本保持不变 C．电池工作时，通过质子交换膜，从正极向负极移动 D．当电路中有0.5mol电子发生转移，则有1mol的通过质子交换膜 (2)写出电极a表面发生的电极反应 。 (3)利用微生物燃料电池处理某工业废水的优点是 。 【答案】(1)B (2) (3)反应条件温和，利用率高，产物无污染 【分析】该装置为微生物燃料电池，则通入氧气的b电极为燃料电池的正极，电极反应式为：，有机物在硫酸盐还原菌作用下分解产生和，然后在硫氧化菌作用失去电子转化为作为原电池的负极反应，据此分析解答。 【详解】（1）A．根据题目可知，该装置为微生物燃料电池，将化学能转变为电能，A错误； B．电极b为正极，电极反应式为：，消耗的由质子交换膜交换而来，b极区的离子未发生改变，所以溶液pH基本保持不变，B正确； C．在原电池中，阳离子从负极区向正极区移动，所以电池工作时，通过质子交换膜，从负极向正极移动，C错误； D．原电池内外电路转移的电子数相等，所以当电路中有0.5mol电子发生转移，有0.5mol通过质子交换膜，D错误； 故答案为：B。 （2）电极a为正极，是在硫氧化菌作用失去电子转化为，电极反应式为：。 故答案为：。 （3）利用微生物燃料电池处理某工业废水，在室温下进行，条件温和；反应过程中产物无污染，利用率高，故利用微生物处理工业废水的优点为：反应条件温和，利用率高，产物无污染（其他合理答案也可）。 2019年诺贝尔化学奖颁发给JohnB．Goodenough、M.StanleyWhittingham和Akira Yoshino，用于“表彰锂离子电池的开发”。一种锂-空气电池的工作原理如图所示。其中多孔电极材料选用纳米多孔金时，该电池表现出良好的循环性能。电池反应为：。 3．Li在周期表中的位置是 ，写出过氧化锂的电子式 。 4．该电池工作时，正极反应经过两个过程： 第一个过程的电极反应式为：；则第二个过程的电极反应式为： 5．应用该电池电镀铜，阴极质量增加64g，理论上负极将消耗 g Li。 【答案】3． 第2周期第ⅠA族 4． 5．14 【分析】负极的电极反应为：Li－e－=Li＋，根据总反应，正极可能先生成LiO2，再生成Li2O2； 3． Li的原子序数为3，其在周期表中的位置是第2周期第ⅠA族；过氧化锂为离子化合物，其电子式为； 4．电池反应为：，第一个过程的电极反应式为：，而第一个过程与第二个过程在转移电子相等的前提下相加得电池反应，所以电池反应与第一个过程的电极反应在转移电子相等的前提下相减得第二个过程的电极反应式，即为； 5．电镀铜时的阴极反应式为Cu2++2e-=Cu，即阴极质量增加64g时转移2mol电子，由电池反应可知，电路中转移2mol电子时，理论上负极将消耗2molLi，即2×7g/mol=14g。 6．（2025·上海松江·一模）向含电解液的电池中，加入离子液体，可提高电池的性能。电池的总反应为：，其工作原理如下图所示： (1)该电池放电时，正极反应式为 。 (2)关于该电池，下列说法正确的是_______。 A．电解液应选择非水溶剂 B．放电时，产物既是氧化产物也是还原产物 C．放电时，多孔电极附近有固体生成 D．充电时，锂离子的移动方向是锂电极→多孔电极 (3)碳捕集是我国实现碳中和目标的一种关键技术手段。离子液体能用于的捕获和电催化还原。捕获时，中的三个位置均可能与发生反应，其中的一种产物为。相较于，吸收效果不佳，结合上述信息，从结构角度解释原因 。 【答案】(1) (2)AC (3)环上连有甲基，使得活性点位减少 【分析】放电时，锂电极为负极，其电极反应为，多孔电极为正极，其电极反应为：；充电时，锂电极接电源负极做阴极，其电极反应为，多孔电极接电源正极做阳极，其电极反应为：。 【详解】（1）放电时，多孔电极为正极，其电极反应为：； （2）A．据题干反应方程式信息，锂作原电池的负极，多孔电极为正极，锂为活泼碱金属，易与水反应，故该电池不能用水溶液作为电解液，A正确； B．根据总反应可知，放电时，Li被氧化为，则产物是氧化产物，B错误； C．根据放电时多孔电极反应可知，二氧化碳被还原为碳单质，则多孔电极附近有固体碳单质生成，C正确； D．充电时，锂离子向阴极移动，锂电极与电源负极相连为阴极，则锂离子的移动方向是多孔电极→锂电极，D错误； 故选AC； （3） 由题目信息可知，中的三个位置均可能捕获CO2，环上连有甲基，使得活性点位减少，故答案为：环上连有甲基，使得活性点位减少。 7．（2025·上海崇明·一模）二氧化碳氧化乙烷制乙烯。 将C2H6和CO2按物质的量之比为1∶1通入反应器中，发生如下反应： ①C2H6(g)C2H4(g) + H2(g)  ΔH1=+136.4kJ·mol−1 ②CO2 (g) + H2 (g)CO(g) + H2O(g)  ΔH2=+41.2kJ·mol−1 ③C2H6(g) + CO2(g)C2H4(g) + CO(g) +H2O(g)  ΔH3 (4)利用质子传导型固体氧化物电解池将乙烷转化为乙烯，示意图如图： ①电极a与电源的 极相连。 ②电极b的电极反应式是 。 (5)若以乙烷-空气燃料电池(电解质溶液是20～30％的KOH溶液)给以上装置提供电源，电池工作时负极的电极反应式为 。 【答案】 (4) 正 CO2 + 2e-+ 2H+ = CO + H2O (5)C2H6 + 18OH- -14e- = 2CO+ 12H2O 【详解】 （4）电解池工作时，氢离子由a极移向b极，a的阳极、b是阴极。 ①电极a是阳极，a与电源的正极相连。 ②b是阴极，电极b二氧化碳得电子生成一氧化碳和水，b极的电极反应式是CO2 + 2e-+ 2H+ = CO + H2O。 （5）乙烷-空气燃料电池(电解质溶液是20～30％的KOH溶液)，电池工作时，乙烷在负极失电子生成碳酸根离子和水，负极的电极反应式为C2H6 + 18OH- -14e- = 2CO+ 12H2O。 1．（2025·上海杨浦·二模）我国科学家研发了采用超疏氧电极的甲酸燃料电池，其结构如下图所示。 关于该燃料电池的说法正确的是 A．a是正极 B．a上的反应： C．b上H+被消耗 D．b上发生氧化反应 【答案】BC 【分析】在此甲酸燃料电池中，甲酸在电极a处失去电子被氧化生成，电极反应为：，则电极a为负极；氧气在电极b处得到电子生成，电极反应为：，则电极b为正极。 【详解】A．由分析可知，a是负极，b是正极，A错误； B．由分析可知，a是负极，甲酸失去电子，发生电极反应：，B正确； C．根据b电极反应式：，在b极被消耗，C正确； D．b电极为正极，b电极上应发生还原反应，D错误； 故选BC。 2．（24-25高三下·上海·开学考试）下图装置能有效去除烟气中的，已知该电池反应为：。 (1)A电极通过导线 电子。 A．流出                        B．流入 (2)B电极的电极反应式 。 【答案】(1)A (2) 【详解】（1）根据反应可知失去电子作负极，得到电子作正极生成N2，电极A为负极，电极B为正极，A电极通过导线流出电子，故选A； （2）根据反应可知，电极B为正极，电极的电极反应式。 3．（2025·上海·模拟预测）钙钛矿太阳能电池被称为第三代太阳能电池，图一是钙钛矿太阳能电池的工作示意图，图二是该电池作电源电解酸性硫酸铬溶液获取铬单质和硫酸的工作示意图： (1)C电极接钙钛矿太阳能电池的 极。(选填“A”或“B”)；图二中的离子交换膜Ⅰ为 (选填“A．质子”或“B．阴离子”)交换膜； (2)D电极发生的电极反应式为 ； (3)当太阳能电池有电子转移时，棒上增重的质量为 。 【答案】(1) B B (2) (3) 【分析】据钙钛矿太阳能电池的工作原理图可知，电子从B极流出，说明B极为负极，A极为正极，图二为电解池，由该装置可电解酸性硫酸铬溶液获取铬单质和硫酸可知，C极为阴极，电极反应式：，D极为阳极，电极反应式：。 【详解】（1）根据分析可知，电解池的阴极接电源的负极，由钙钛矿太阳能电池的工作原理图可知，B极为负极，故C电极接钙钛矿太阳能电池的B极； （2）由分析可知，D极为阳极，电极反应式：； （3）当太阳能电池有9mol电子转移时，根据得失电子守恒可知，Cr棒上有3molCr单质生成，则增重的质量为52g/mol×3mol=156g。 4．（24-25高三上·上海·期中）以甲醇为燃料的固体氧化物燃料电池工作原理如下图所示。 B极的电极反应式为 ；负载中每流过2mol，理论上通过固体电解质的的数目为 。 【答案】 CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O NA 【分析】燃料电池中B极甲醇失去电子生成CO2和水，发生氧化反应，是负极，A极上O2得电子生成O2-，发生还原反应，为正极。 【详解】B极为负极，甲醇失去电子与O2-反应生成CO2和水，电极反应式为CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O； 一个O2-带2个负电荷，负载中每流过2mol，应该有1molO2-离子通过固体电解质，即数目为NA。 （24-25高三下·上海·阶段练习）在强碱性条件下用电解法除去废水中的，阳极和阳极区依次发生的反应有： ⅰ. ⅱ. ⅲ. 5．除去，外电路中至少要转移 电子。 6．为了使电解池连续工作，需要不断补充及 。 【答案】5．5 6．NaOH 【分析】如图，在强碱性条件下用电解法除去废水中的，石墨电极为阳极，在阳极区发生的反应有、，生成的与在碱性条件下发生反应，将转化为和，铁电极为阴极，在阴极水得到电子生成氢气和氢氧根，电极反应式为，据此回答。 5．从反应过程来看，除去涉及的反应有和，由反应i可知，转化为时转移2mol电子；根据反应iii，反应需要3molCl2，生成3molCl2的反应ii中，，生成3molCl2转移6mol电子，即对应的Cl2生成过程转移3mol电子。所以除去，外电路中至少转移2 + 3=5mol电子； 6．通电过程中不断被消耗，且有部分Cl2逸出，为了使电解池连续工作，需要不断补充NaOH和NaCl。 7．（2025·上海松江·一模）电镀可以在金属材料表面形成镀层，是一种重要的材料表面加工方法。实验室在钢钥匙的表面镀锌，装置如下图所示： (1)电极B的材料应是_______。 A．铜 B．锌 C．石墨 D．铂 (2)钥匙应与电源的_______相连。 A．阴极 B．阳极 C．正极 D．负极 (3)影响正离子在阴极放电顺序的因素有：溶液的酸碱性、离子浓度及 等。 A．离子的还原性    B．离子的氧化性 【答案】(1)B (2)D (3)B 【详解】（1）在铜钥匙的表面镀锌，故铜钥匙为阴极，与电源负极相连，电极B为锌电极，为阳极，故选B。 （2）在铜钥匙的表面镀锌，故铜钥匙为阴极，与电源负极相连，故选D。 （3）阴极得电子，发生还原反应，故离子氧化性越强，越优先放电，故答案选B。 8．（2025·上海金山·二模）利用电化学原理(图甲)去除天然气中的H2S，同时将甲装置作为电源利用双极膜实现烟气脱SO2(图乙)。图甲中主要反应：2Fe＋2H2S＋O2=2FeS＋2H2O，负极的电极反应式为 。标准状况下，甲中天然气的进气流量为448 m3·h-1(H2S的体积分数为1%)，则乙装置中H2O2的产量为 kg·h-1。 【答案】 Fe-2e-＋H2S=FeS＋2H+ 6.8 【详解】根据总反应2Fe＋2H2S＋O2=2FeS＋2H2O可知，在该原电池中，Fe为负极，负极上Fe失去电子变为FeS，负极的电极反应式为Fe-2e-＋H2S=FeS＋2H+，假设反应时间为1h，甲中反应的H2S的体积为，H2S的物质的量为200mol，由甲图中负极反应式Fe-2e-＋H2S=FeS＋2H+可知转移电子为400mol，乙图中右边电极反应式为，根据电子守恒可知，生成H2O2的物质的量为200mol，乙装置中生成H2O2的质量为，则乙装置中H2O2的产量为6.8 kg·h-1。 9．（2025·上海青浦·二模）CO2与H2催化合成乙烯：2CO2(g) + 6H2(g) = C2H4(g) + 4H2O(g)  ΔH= kJ·mol-1。 已知：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)  ΔH1=-571.6 kJ·mol-1 C2H4(g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l)  ΔH2=-1411 kJ·mol-1 H2O(g) = H2O(l)  ΔH3=-44 kJ·mol-1 【答案】-127.8kJ·mol-1 【详解】已知：①2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)  ΔH1=-571.6 kJ·mol-1 ②C2H4(g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l)  ΔH2=-1411 kJ·mol-1 ③H2O(g) = H2O(l)  ΔH3=-44 kJ·mol-1 根据盖斯定律①×3-②-③×4可得2CO2(g) + 6H2(g) = C2H4(g) + 4H2O(g)  ΔH=3×（-571.6 kJ·mol-）-（-1411 kJ·mol-1）-4×（-44 kJ·mol-1）=-127.8kJ·mol-1。 （2025·上海闵行·二模）高炉炼铁是现代炼铁的主要方法。常见的是三步(>570 °C)机制。具体反应如下： ① 3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)        ΔH1 = −47.2 kJ•mol-1 ② Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)          ΔH2 = 19.4 kJ•mol-1 ③ FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)              ΔH3 = −11.0 kJ•mol-1 10．铁元素位于元素周期表第 周期第 族。 11．计算Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH= 。 【答案】10． 四 Ⅷ 11．-24.8 kJ•mol-1 【解析】10．铁元素的原子序数为26，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族； 11．Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)可由×（①+②×2）+③×2得，得。 （2025·上海松江·二模）一碳化学研究是从只含有1个碳原子的化合物为原料，生产其他化工原料和产品的方法。用天然气与水蒸气反应可制得H2和CO。主要反应如下： CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)  ΔH1= 206 kJ·mol﹣1 12．提高该反应中CH4的平衡转化率可采取的措施是___________。 A．降低温度 B．增大压强 C．使用催化剂 D．提升n(H2O)/n(CH4) 13．该反应的熵变S= 215 J·mol-1·K-1，下列能使反应自发进行的温度是___________。 A．960 K B．900 K C．800 K D．700 K 14．反应过程会产生积碳反应：CH4(g)C(s) + 2H2(g)  ΔH2 ，会影响催化剂活性。已知：C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g)  ΔH3= 131 kJ·mol﹣1，则ΔH2为 kJ·mol﹣1。 【答案】12．D 13．A 14．75 【解析】12．CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)  ΔH1= 206 kJ·mol-1； A．降低温度，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率降低，A不符合； B．增大压强，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率降低，B不符合； C．使用催化剂，对平衡移动无影响，C不符合； D．提升n(H2O)/n(CH4)，使CH4的平衡转化率增大，D符合； 答案选D。 13．根据反应自发进行满足∆G=∆H-T∆S<0，∆G=∆H-T∆S=206 kJ·mol-1-T×215 J·mol-1·K-1×10-3J/kJ<0，T>958K，答案选A； 14．反应①CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)  ΔH1= 206 kJ·mol-1； 反应③C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g)  ΔH3= 131 kJ·mol-1； 反应②CH4(g)C(s) + 2H2(g)  ΔH2； 反应②=反应①-反应③，根据盖斯定律ΔH2=ΔH1-ΔH3=206 kJ·mol-1-131 kJ·mol-1=75kJ·mol-1。 15．（24-25高三上·上海·期末）焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。 (1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。该反应是否属于氧化还原反应？ 。 A．是                  B．否 Ⅰ．利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为： (2)Ⅰ中反应后的溶液pH和Ⅲ反应相同，则Ⅰ中为 溶液(写化学式)； (3)上述溶液中c(SO)___________c(H2SO3) A．大于 B．小于 C．等于 D．无法确定 (4)I中反应的化学方程式为 。 (5)工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是 。 (6)检验产品Na2S2O5中是否含有Na2CO3的试剂是 。 Ⅱ．制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。 (7)阳极的电极反应式为 。 (8)电解后， 室的NaHSO3浓度增加，将该室溶液进行结晶脱水，可得Na2S2O5。 A．a               B．b Ⅲ．Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。中华人民共和国国家标准(G112760-2011)规定葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)不能超过0.25g/L。 在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.0100 mol·L-1的碘标准液滴定至终点，消耗9.20 mL。 (9)滴定终点的现象是： 。 (10)通过计算判断，该样品中抗氧化剂的残留量(以SO2计算)(保留三位有效数字)是否符合国家标准 。(写出计算过程) 【答案】(1)B (2)NaHSO3 (3)A (4)Na2CO3+H2O+2SO2=2NaHSO3+CO2 (5)得到NaHSO3过饱和溶液 (6)稀硫酸(稀盐酸)、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水(合理即可) (7)2H2O-4e-=4H＋＋O2↑ (8)A (9)加入最后半滴碘标准液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟不变色 (10)符合国家标准。 【分析】Ⅰ．由题给流程控制，向碳酸钠饱和溶液中通入二氧化硫，碳酸钠饱和溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，向反应后的溶液中加入碳酸钠溶液，碳酸钠溶液与亚硫酸氢钠溶液反应生成转化为亚硫酸钠、二氧化碳和水，向反应后的溶液中再通入二氧化硫，亚硫酸钠溶液与过量二氧化硫反应得到饱和亚硫酸氢钠溶液，亚硫酸氢钠饱和溶液经结晶脱水得到焦亚硫酸钠； Ⅱ．由图可知，左侧电极为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，溶液中的氢离子通过阳离子交换膜进入a室；右侧电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，氢氧根离子与亚硫酸氢钠溶液反应生成亚硫酸钠和水，a区中的钠离子通过阳离子交换膜进入b室，则电解后a室中亚硫酸氢钠溶液浓度增大，经结晶脱水得到焦亚硫酸钠。 【详解】（1）焦亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中硫元素的化合价均为+4价，则亚硫酸氢钠溶液经结晶脱水生成焦亚硫酸钠的反应中没有元素发生化合价变化，属于非氧化还原反应，故选B； （2）由分析可知，Ⅰ中所得溶液为亚硫酸氢钠溶液； （3）由亚硫酸氢钠饱和溶液的pH为4.1可知，亚硫酸氢根离子在溶液中的电离程度大于水解程度，所以溶液中亚硫酸根离子浓度大于亚硫酸浓度，故选A； （4）由分析可知，Ⅰ中发生的反应为碳酸钠饱和溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，反应的化学方程式为Na2CO3+H2O+2SO2=2NaHSO3+CO2； （5）由分析可知，再通入二氧化硫发生的反应为亚硫酸钠溶液与过量二氧化硫反应得到饱和亚硫酸氢钠溶液； （6）焦亚硫酸钠与稀硫酸或稀盐酸反应生成的二氧化硫会干扰二氧化碳的检验，所以检验产品中是否含有碳酸钠时，应用酸性高锰酸钾溶液吸收具有还原性的二氧化硫，防止二氧化硫干扰二氧化碳的检验，则检验试剂为稀硫酸(稀盐酸)、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水； （7）由分析可知，左侧电极为电解池的阳极，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2H2O-4e-=4H＋＋O2↑； （8）由分析可知，电解后a室中亚硫酸氢钠溶液浓度增大，经结晶脱水得到焦亚硫酸钠； （9）焦亚硫酸钠与碘溶液完全反应后，滴入最后半滴碘溶液，溶液会由无色变为蓝色，则滴定终点的现象是加入最后半滴碘标准液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟不变色； （10）由原子个数守恒和得失电子数目守恒可得如下转化关系：Na2S2O5~2SO2~2I2，滴定消耗9.20 mL 0.0100 mol/L碘溶液，则二氧化硫的残留量为 g·L-1 =0.118g·L-1 < 0.25g/L，所以样品中抗氧化剂的残留量符合国家标准。 16．Ⅰ.回答下列问题 (1)乙烯分子中键和π键个数之比为 ，分子中碳原子的杂化方式为 。 Ⅱ.二氧化碳氧化乙烷制乙烯。 将C2H6和CO2按物质的量之比为1∶1通入反应器中，发生如下反应： ①C2H6(g) C2H4(g) + H2(g)   ΔH1=+136.4kJ·mol−1 ②CO2 (g) + H2 (g) CO(g) + H2O(g)  ΔH2=+41.2kJ·mol−1 ③C2H6(g) + CO2(g) C2H4(g) + CO(g) +H2O(g)  ΔH3 (2)反应①正反应的活化能 逆反应的活化能(填“大于”或“小于”)，该反应在 条件下能够自发进行。 A．高温             B．低温             C．任何温度 Ⅲ.利用质子传导型固体氧化物电解池将乙烷转化为乙烯，示意图如图： (5)电极a与电源的 极相连。 (6)电极b的电极反应式是 。 (7)若以乙烷-空气燃料电池(电解质溶液是20～30％的KOH溶液)给以上装置提供电源，电池工作时负极的电极反应式为 。 【答案】(1) 5：1 sp2 (2) 大于 A (5)正 (6)CO2 + 2e-+ 2H+ = CO + H2O (7)C2H6 + 18OH- -14e- = 2CO+ 12H2O 【详解】（1）单键是σ键，双键有1个是σ键，一个是π键，则乙烯(CH2=CH2)分子中σ键和π键个数之比为5：1；乙烯(CH2=CH2)分子是平面结构，碳原子形成3个σ键，无孤对电子，采取sp2杂化。 （2）反应①为吸热反应，，正反应的活化能大于逆反应的活化能；反应①，正反应气体系数和增大,，所以该反应在高温条件下能够自发进行。 （5）电解池工作时，氢离子由a极移向b极，电极a是阳极，a与电源的正极相连。 （6）b是阴极，电极b二氧化碳得电子生成一氧化碳和水，b极的电极反应式是。 （7）乙烷-空气燃料电池(电解质溶液是20～30％的KOH溶液)，电池工作时，乙烷在负极失电子生成碳酸根离子和水，负极的电极反应式为。 （24-25高三上·上海·期末）工业燃煤过程中产生大量含硫烟气，烟气脱硫的方法如下。 方法一：还原脱硫 已知：         17．还原脱硫原理：   。 21．方法三：利用电解法对进行吸收和无害化处理，其原理如图所示： (1)石墨Ⅱ电极为 极。 A．正    B．负    C．阳    D．阴 (2)石墨Ⅰ的电极反应式为 。 (3)每处理，理论上电解池中产生氧气的物质的量为 。 【答案】17． 21． 阳 8g 【解析】17．已知①；②  ；③，根据还原脱硫原理：④，反应④=反应①-3×反应②+2×反应③，则反应的； 21．①石墨I，→，化合价降低，得电子，石墨I为阴极，石墨Ⅱ为阳极； ②石墨I发生还原反应，电极反应式为：； ③阴极：，每处理1molSO2，电解池转移1mol电子，产生0.25mol氧气，质量为8g。 （2025·上海浦东新·一模）我国科学家利用光电催化技术实现了室温下完全分解制取硫单质，装置如下图。 22．整个装置中的能量转化形式是光能转化为 和 。 23．该装置工作时Y极的电极反应是 ；C室中发生的离子反应为 。 24．下列有关该装置的说法错误的是___________。 A．得到两种有用的化工原料 B．Y电极不能用铜棒作电极 C．A室需要持续补充稀硫酸 D．用溶液检验过滤后的液体中是否含有 【答案】22． 电能 化学能 23． 24．C 【解析】22．根据图示，在光照条件下产生电流，发生了化学变化，整个装置中的能量转化形式是光能转化为电能和化学能； 23．该装置工作时Y极的电极反应是：； C室中，B室流来的铁离子和通入的硫化氢发生反应，离子反应方程式为：； 24．A.通过电化学反应和氧化还原反得到氢气和硫两种有用的化工原料，正确； B. 铁离子的氧化性可以氧化铜，Y电极不能用铜棒作电极，正确； C.B室的氢离子可以通过质子交换膜进入A，A室不需要持续补充稀硫酸，C错误； D. 用溶液检验过滤后的液体中是否含有，正确； 答案选C； 1．（2025上海，T1（3）（4））碳酸丙烯酯()简称PC，是一种重要的有机化合物，具有多种工业通途。 环氧丙烷与二氧化碳催化合成法是目前最常用的生产方法。 已知： 反应①：(g)+CO2(g) (l)     反应②：C(s)+O2(g)=CO2(g)    反应③：    反应④：    (3)反应④的=_______ A．-613.2 B．613.2 C．395.2 D．-395.2 (4)下列关于反应①的随温度T的变化趋势正确的是 。 【答案】 (3)A (4)C 【详解】 （3）根据盖斯定律，反应Ⅰ+反应II+反应III=反应IV，则，故选A； （4）反应Ⅰ中，，（）随温度T/(K)的变化是一次函数的变化，斜率，与y轴的截距，故答案选C； 2．（2024上海，T3（3））溴化铝可用作分析试剂、催化剂和制冷剂。溴化铝的固体以二聚体分子形式存在。其结构如下图所示： 反应Al2Br6(g)=2Al(g)+6Br(g)的ΔH可用于估算Al2Br6(g)的总键能。已知下列过程： ①2Al(s)+3Br2(l)=Al2Br6(s)    ΔH1   ②Al(s)=Al(g)   ΔH2 ③Br2(l)=Br2(g)   ΔH3 ④Br2(g)=2Br(g)   ΔH4 ⑤Al2Br6(s)=Al2Br6(g)  ΔH5 (3)则反应Al2Br6(g)=2Al(g)+6Br(g)的ΔH= 。(用ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5表示) 【答案】 (3)ΔH=-ΔH1+2ΔH2+3ΔH3+3ΔH4-ΔH5 【详解】 （3）由盖斯定律，反应-①+2×②+3×③+3×④-⑤得到反应Al2Br6(g)=2Al(g)+6Br(g)，则其焓变ΔH=-ΔH1+2ΔH2+3ΔH3+3ΔH4-ΔH5； 3.（2025上海，T2（8）（9））钨(W)为银白色有光泽的金属，常温下不受空气侵蚀，化学性质比较稳定，主要用来制造灯丝和制作耐磨工具。CaWO4具有良好的光学活性，被广泛用于光电陶瓷材料中。工业上可以用电解法制备CaWO4，其装置如图所示： 已知 (8)写出该装置的阳极方程式 。 (9)为获取高纯的CaWO4，在电解时需要不断通入，说明其原因 。 【答案】 (8) (9)减少CO2，避免生成CaCO3 【详解】 （8）W与电源正极相连，所以是电解池的阳极，故电极反应式为：，故答案为：； （9）制备时需要不断通入的原因是：减少CO2，避免生成CaCO3；故答案为：减少CO2，避免生成CaCO3； 4．（2024上海，T5（6）（7）（8）） 璀璨多彩的珊瑚礁是重要的海洋资源，也是海洋生态系统的重要组成部分。珊瑚礁的主要成分的碳酸钙，存在方解石和文石两种结构。 水体富营养化会破坏珊瑚礁。微生物燃料电池有望改善珊瑚生存环境方面发挥重要作用。下图是某微生物燃料电池工作原理示意图，该装置能同时除去水体中的NO和沉积物中的有机物(以(CH2O)n表示)。 (6)该装置工作时，下列说法正确的是___________。 A．此是电能转化为化学能 B．电极b作负极 C．电子移动方向为：电极b→沉积物→水体→电极a D．每消耗1mol (CH2O)n，转移电子4mol (7)写出NO在电极a表面发生的电极反应 。 (8)研究表明，在其他条件不变的情况下，水体中O2浓度升高。有利于去除沉积物中的有机物，但不利于去除水体中的NO。分析有利于去除有机物和不利于除去NO的可能原因 。 【答案】 (6)B (7)2NO+10e-+12H+=N2+6H2O (8)O2浓度升高，能让更多的有机物与O2形成原电池，有利于有机物的去除。但O2可能会优先于NO得电子，不利于NO的去除 【详解】（6）A．燃料电池是将化学能转化为电能，A错误； B．b极有机物被氧化为二氧化碳，发生氧化反应，则电极b为负极，B正确； C．电子在外电路移动，不能通过溶液，C错误； D．(CH2O)n生成CO2，反应中碳化合价由0变为+4，则每消耗1 mol(CH2O) n生成nmolCO2，转移电子4nmol，D错误； 故选B。 （7）酸性条件下，NO在电极a得到电子被还原为氮气，电解反应为：2NO+10e-+12H+=N2+6H2O； （8）O2浓度升高，能让更多的有机物与O2形成原电池，有利于有机物的去除。但O2可能会优先于NO得电子，不利于NO的去除，故其他条件不变的情况下，水体中O2浓度升高，有利于去除沉积物中的有机物，但不利于去除水体中的NO。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 7 / 20 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $