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

该高中化学高考复习讲义聚焦化学反应与能量专题，涵盖热能（反应热、热化学方程式、盖斯定律）和电能（原电池、电解原理、金属腐蚀与防护）核心考点，按考情精解、知能架构、题型攻坚逻辑组织，通过考点梳理、方法指导（如盖斯定律解题模型）、真题训练（2024-2025上海卷）帮助学生突破难点，体现复习系统性与针对性。 资料以真实工业情境（如CO₂转化、光电陶瓷制备）为载体，通过多反应关联推导焓变培养科学思维，结合新型电池分析电极反应落实证据推理，设置分层练习与命题预测，助力学生高效提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

专题08化学反应与能量 目录 01 析·考情精解 3 02 构·知能架构 4 03 破·题型攻坚 4 题型一 热能与化学反应 4 真题动向 与工业生活生产结合、与真实应用情境结合 必备知识 知识1反应热与热化学方程式 知识2 盖斯定律及其应用 关键能力 能力 盖斯定律解题模型 命题预测 考向 盖斯定律与热化学方程式 题型二 电能与化学反应 12 真题动向 与工业生产结合、与真实应用情境结合 必备知识 知识1原电池原理及应用 知识2 电解原理及应用 知识3 金属的腐蚀与防护 关键能力 能力 电化学题解题模型 命题预测 考向1 原电池原理及应用 考向2 电解原理及应用 考向3 新型化学电源 命题轨迹透视 从近三年高考试题来看，试题以选择题和填空题为主，题目难度适中。命题趋势：选择题侧重反应热概念辨析、盖斯定律简单计算、吸热或放热反应判断；非选择题常融入工业合成氨、氢能开发等情境，结合热化学方程式书写、反应热计算，关联化学反应速率与平衡，强调能量利用效率与绿色化学理念，凸显对知识综合应用能力的考查。 考点频次总结 考点 2025年 2024年 热能与化学反应 上海卷T1（3）（4） 上海卷T3（3） 电能与化学反应 上海卷T2（8）（9） 上海卷T5（6）（7）（8） 2026命题预测 预计在2026年高考中，将以真实生产生活情境为核心载体，聚焦钠、铁、铝、硫、氮、氯六大核心元素。选择题侧重考查物质性质与用途的对应关系、转化路径的合理性判断，如侯氏制碱法中钠盐的转化、氮氧化物的污染治理方案辨析，干扰项多设置易混淆的反应条件或现象。非选择题常嵌入工艺流程或实验探究题，结合氧化还原、离子反应原理，考查物质制备、杂质去除、产物检验及方案优化，如废催化剂中金属的回收、硫代硫酸钠的制备与纯度测定。命题还会强化绿色化学与资源循环利用理念，要求考生分析反应能耗、污染处理措施，凸显知识迁移与解决实际问题的能力。 考点一 热能与化学反应 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； 命题解读 新情境：以环氧化合物与 CO₂催化合成碳酸丙烯酯为载体，将 “温室气体转化为高值有机化学品” 的前沿工业需求作为考查场景 ，这是上海近年命题的核心导向，跳出传统有机合成的孤立情境，既体现化学的环保产业价值，又关联国家双碳目标，强化情境的现实意义。 新考法：第 (3) 题盖斯定律考查，需串联反应①②③推导反应④的 ΔH，并非简单公式加减，考查多反应的逻辑关联能力；第 (4) 题分析 ΔH-TΔS 的温度趋势，需结合反应①“气体→液体” 的熵变（ΔS<0），推导函数随温度的变化规律，替代单一热力学概念记忆，落实 “变化观念与平衡思想” 核心素养，是上海等级考的典型考法。 新角度：命题跳出 “孤立计算 ΔH” 的考查，转向 “ΔH-TΔS 与反应自发的温度关联”，考查热力学理论对实际反应条件选择的指导价值，体现上海高考 “理论 - 应用” 一体化的考查倾向。 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； 知识1 反应热与热化学方程式 1．化学反应的热效应 2．反应热的计算方法 (1)利用热化学方程式进行有关计算 根据已知的热化学方程式、已知的反应物或生成物的物质的量、反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。 (2)根据燃烧热数据，计算反应放出的热量 计算公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量)。 (3)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变 若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。 (4)利用物质具有的能量计算：ΔH＝∑E(生成物)－∑E(反应物)。 (5)利用盖斯定律计算：对于存在下列关系的反应： 则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 3．热化学方程式书写 【易错提醒】　 (1)注明反应的温度和压强(25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明)。 (2)注明反应物和生成物的状态：固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。 (3)热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量，而不表示分子个数(或原子个数)，因此可以写成分数。 (4)热化学方程式中不用“↑”和“↓”。 (5)由于ΔH与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 知识2 盖斯定律及其应用 1．盖斯定律 (1)内容：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。 (2)特点：在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态、终态有关，而与反应的途径无关。反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 2．盖斯定律应用 (1)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“+”“-”符号。 (2)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。 (3)同一物质的三态变化(固、液、气)，状态由固→ 液→气变化时，会吸热；反之会放热。 (4)利用状态，迅速比较反应热的大小(若反应为放热反应) ①当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。 ②当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。 ③在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。 能力 盖斯定律解题模型 考向 盖斯定律与热化学方程式 1．（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： 【答案】(1) 【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：； 2．（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，。 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．（25-26高三上·上海松江·期末）肼的化学式为N2H4 ，在工业上应用广泛。常温下将盐酸滴加到肼的水溶液中，微粒的分布分数 δ(X) 随 – lgc(OH–) 的关系如下图所示。［X的分布分数δ(X)=，X表示N2H4或N2H或N2H］ (1)已知肼为二元弱碱，常温下肼在水溶液中的电离分两步进行： 第一步电离： N2H4 + H2ON2H+ OH- 第二步电离：______ 请补充第二步的电离方程式 。 N2H4催化氧化的产物与温度相关，反应如下： (i)N2H4(g) + O2(g) N2 (g) + 2H2O (g)      ∆H1 = -579 kJ•mol-1 (ii)N2H4(g) + 2O2(g) 2NO (g) + 2H2O (g)  ∆H2 = a kJ•mol-1 (5)已知N2(g) + O2(g) 2NO (g)  ∆H3 = 180 kJ•mol-1，计算a = 。 (6)∆H – T ∆S随温度变化的趋势有几种情况(见图)，反应(i)对应的是______。 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】(1) + H2O +OH– (5)-399 (6)D 【详解】（1）第二步电离应是N2H 进一步结合水中电离出的 H+生成N2H，同时释放 OH-。根据弱碱的电离规律，可以写出： + H2O +OH–； （5）根据题目给出的三个反应： (i) N2H4(g)+O2(g) ⇌ N2(g)+2H2O(g) ΔH1= -579kJ·mol-1 (ii) N2H4(g)+2O2(g) ⇌ 2NO(g)+2H₂O(g) ΔH2= akJ·mol-1 (iii) N2(g)+ O2(g) ⇌ 2NO(g) ΔH3= 180kJ·mol-1 反应(i)和(iii)联立，推导出反应(ii)。得到(ii) = (i) + (iii)，根据盖斯定律：ΔH2=ΔH1+ΔH3= (-579kJ·mol-1) + 180kJ·mol-1 =-399kJ·mol-1； （6）分析反应(i)：N2H4(g)+O2(g) ⇌ N2(g)+2H2O(g) ΔH1= -579kJ·mol-1 < 0（放热），气体分子数增多：ΔS > 0（熵增），根据公式：ΔG =ΔH-TΔS；当ΔH < 0且ΔS > 0时，ΔG = ΔH- TΔS 随T增大而减小。当T = 0时，ΔG = ΔH < 0。随T增大，-TΔS为负值且绝对值增大，ΔG更负。因此，ΔG随T增大而减小，对应图中的④，故选D; （25-26高三上·上海·期中）直接以为原料生产是目前的研究热点，我国科学家用人工合成淀粉时，第一步就需要将转化为。 已知：Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．  ___________ 5．反应Ⅲ的焓变 。 【答案】5．-1352 【解析】5．由盖斯定律可知，Ⅱ×3-Ⅰ×2可得反应Ⅲ的焓变=-1352。 （25-26高三上·上海奉贤·期末）DMF(N，N-二甲基甲酰胺，结构简式为)被誉为化工领域的“万能溶剂”，广泛应用于有机合成、材料加工、电子等多个领域。 以DMA、CO2和H2为原料，在300℃时，某固体催化剂作用下合成DMF，发生的反应如下： ① ② 12．已知： 反应①中a= 。 13．反应②自发进行的条件为 。 A．高温    B．低温    C．任意温度 【答案】 12．-22 13．B 【解析】 12．利用盖斯定律：反应② = 反应① + 已知反应（DMF→TMA），-95=a-73，a=-22； 13．反应自发的判断依据：<0，均小于0，故反应在低温下可自发； （25-26高三上·上海·期中）2025年9月3日，我国举行了盛大的阅兵仪式纪念抗战胜利80周年。仪式上，“东风-61”洲际导弹亮相，向世界展现了大国风采。导弹的制作需要用到强氧化剂高氯酸铵，可通过高纯氨与高纯高氯酸反应制得。 Ⅰ.工业合成氨 18．已知：298K时合成氨反应的，该反应的 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。 19．合成氨原料中的由分离液态空气得到，来源于水煤气，反应如下： ①   ②      （请填空）。 【答案】 18． 较低温度 19． 【解析】18．合成氨方程式为：，该反应的气体体积减小，；根据属于自发反应，结合，在较低温度下可以自发进行。 19．由盖斯定律可知，=反应①+反应②，则。 20．（25-26高三上·上海·期中）碳酸镁广泛应用于医药、保健品、食品添加剂等领域，尤其是对镁缺乏者有益。 循环在捕获及转化等方面具有重要应用。 科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   回答下列问题： (3)提高平衡产率的条件是___________。 A．高温高压 B．低温高压 C．高温低压 D．低温低压 (4)计算   。 (5)反应Ⅰ的随温度T的变化趋势是___________。 A． B． C． D． 【答案】 (3)B (4)-65 (5)C 【详解】 （3）反应II放热、反应分子数减小，则低温、高压条件有利于反应进行，故答案为B。 （4）为反应I+反应II，则ΔH=ΔH1+ΔH2=+101kJ/mol-166kJ/mol=-65kJ/mol。 （5）反应I吸热、气体分子数增加，则ΔH>0、ΔS>0，因此温度增加，ΔH-TΔS在低温下为正值、高温下为负值，故答案为C。 （6）如图可知，最慢的基元反应为活化能最大的基元反应，第④步活化能最大，故答案为D；生成水的基元反应方程式为。 21．（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； （25-26高三上·上海·期中）综合利用、CO对实现“零排放”有重要意义。和CO合成甲醇反应为：  ∆H=-99kJ·mol-1。回答下列问题： 30．能正确表示合成甲醇反应中能量变化的图像是___________。 A． B． C． D． 31．该反应的随温度的变化趋势正确的是___________。 A． B． C． D． 【答案】30．B 31．C 【解析】30．该反应焓变小于零，反应焓变等于生成物能量减去反应物能量，所以生成物能量小于反应物能量，反应时，需要先吸收能量突破活化能能垒，故答案为：B。 31．该反应为气体分子数减小的反应，所以熵变小于零，则ΔH-TΔS(kJ•mol-1)随温度T/(K)的图像斜率大于零，焓变小于零，所以温度接近0 K时曲线与纵轴的交点小于零，故答案为：C。 （2025·上海杨浦·一模）金属及其材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用，但是，在自然界中大多数金属元素以离子形式存在于矿石中。 33．工业上通常根据金属元素________选择其冶炼的方法。 A．在地壳中的含量 B．正离子的氧化性 C．原子的价层电子数 D．单质的熔点 34．元素周期表中大多数元素属于金属元素，下列表述中正确的是________。（不定项） A．s区都是金属元素 B．p区都不是金属元素 C．d、f区都是金属元素 D．过渡元素都是金属元素 已知：      35．铝热反应：   。 A．    B．    C．282.7    D． 在室温下推动该反应能自发进行的因素是焓变吗？说明理由 。 【答案】 33． B 34．CD 35． D 当时，反应能自发进行，该反应的为很大的负值，而熵变很小，说明该反应在室温下能自发进行，故在室温下推动该反应自发进行的因素主要是焓变 【分析】“热浸”时，难溶的和转化为和及单质硫，被还原为，过滤I除掉单质硫滤渣，滤液中在稀释降温的过程中转化为PbCl2沉淀，然后用饱和食盐水热溶，增大氯离子浓度，使PbCl2又转化为，电解得到Pb；过滤II后的滤液成分主要为、FeCl2、FeCl3，故加入铅精矿主要将FeCl3还原为FeCl2，试剂X将置换为Ag，得到富银铅泥，试剂X为铅，尾液为FeCl2，据此解题。 33．工业上根据金属阳离子的氧化性强弱选择冶炼方法，氧化性弱的金属阳离子对应的金属通常用电解法，氧化性强的用热还原法等； 故选B； 34．A．s区含有H元素，不都是金属元素，A错误；      B．p区包含金属元素（如Al、Pb等）和非金属元素，B错误； C．d区、f区均为金属元素，C正确；    D．过渡元素全部为金属元素，D正确； 故选CD。 35．将方程式进行标号，①  ；②  ，根据盖斯定律可知，目标方程式=①×3-②×3，即，故选D；当时，反应能自发进行，该反应的为很大的负值，而熵变很小，说明该反应在室温下能自发进行，故在室温下推动该反应自发进行的因素主要是焓变； 43．（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； 题型二 电能与化学反应 1. （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； 命题解读 新情境：以上 CaWO4（光电陶瓷核心原料）的电解制备为载体，关联光电材料产业的生产工艺 ，这是上海高考近年的核心导向，跳出传统金属电解的孤立情境，既体现化学对光电高端产业的支撑价值，又强化情境的前沿性与实用意义。 新考法：第 (8) 题阳极方程式，需结合 W 电极的氧化（W→CaWO4）、碱液环境（OH - 参与）及 Ca2 + 的结合，推导含 Ca2+、OH - 的复杂电极反应，而非简单的 “金属失电子” 模式，考查电极反应与物质转化的逻辑关联，落实 “证据推理” 素养，是上海电解题的典型考法。 新角度：第 (9) 题通入 N2 的原因，需结合 Ksp 数据（CaCO3 的 Ksp 大于 CaWO4），分析避免空气中 CO2 进入与 Ca2 + 生成 CaCO3 杂质，将溶度积原理与工业纯度控制关联，并非孤立考电解操作，体现上海高考 “理论服务工业实际” 的考查倾向。 2．（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。 知识1 原电池原理及应用 1．原电池的工作原理 原电池解题模型 可逆电池模型解题 关系图示 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4。 2．“五类”依据判断原电池电极 判断依据 电极 电极材料 电极反应 电子流向 离子移向 电极现象 负极 活泼金属 氧化反应 流出 阴离子移向 电极质量减小 正极 不活泼金属或非金属 还原反应 流入 阳离子移向 电极增重或质量不变 3．“三步”突破原电池电极反应式的书写 第一步：分析氧化还原反应 根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目 第二步：注意电解质溶液环境 分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式 第三步：合并正、负电极反应 调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式 知识2 电解原理及应用 1．惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示) 2．“五类”依据判断电解池电极 判断依据 电极 电极材料 电极反应 电子流向 离子移向 电极现象 阳极 与电源正极相连 氧化反应 流出 阴离子移向 电极溶解或pH减小 阴极 与电源负极相连 还原反应 流入 阳离子移向 电极增重或pH增大 3．电解原理的应用 (1)电解饱和食盐水。 阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应) 总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 离子反应方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ （2）电镀和电解精炼铜 电镀(Fe上镀Cu) 电解精炼铜 阳极 电极材料 镀层金属铜 粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质) 电极反应 Cu－2e－===Cu2＋ Cu－2e－===Cu2＋，Zn－2e－===Zn2＋， Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋ 阴极 电极材料 待镀金属Fe 纯铜 电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液 含Cu2＋的盐溶液 电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解槽底部形成阳极泥，阳极泥可作为提炼金、银等金属的原料 (3)电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑，2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑，Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－===3O2↑，4Al3＋＋12e－===4Al 知识3 金属的腐蚀与防护 1．金属腐蚀两种类型比较 (1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性 水膜呈弱酸性或中性 正极反应 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极反应 Fe－2e－===Fe2＋ 其他反应 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈 2．金属电化学保护的两种方法 能力 电化学题解题模型 1.解答新型化学电源的技巧 (1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。 (2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。 (3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的为负极反应。 (4)电极反应→总反应离子方程式减去较简单一极的电极反应式→另一电极反应式。 2．电化学题解题策略 3．电极反应式的书写模型 4．“串联”类装置的解题流程 考向1 原电池原理及应用 1．（2026·上海·一模）我国是世界上最大的糠醛生产国和出口国，糠酸是一种重要的医药中间体和化工中间体，工业上以CuO为催化剂，催化氧化糠醛制备糠酸，其反应原理如下： 其反应的步骤为： 已知：①相关物质的信息： 熔点 沸点 溶解性 相对分子质量 糠醛 常温下与水部分互溶 96 糠酸 微溶于冷水、易溶于热水 112 ②碱性条件下，糠醛分子间易发生自聚反应而生成高聚物。 回答下列问题： (7)近期，清华大学段吴泓副教授课题组首次利用糠醛创制了一种如图a所示的新型可充放电的“生物质电池”，该电池在充放电过程中可生产高附加值化学品糠醇和糠酸，其原理可用图b表示。下列说法正确的是___________。 A．该装置在生成糠醇时将化学能转化为电能 B．放电时电极A发生还原反应 C．充电时电极B附近碱性增强 D．若使用铅蓄电池为其充电，当糠醛转化时，电极增重64 g 【答案】 (7)D 【分析】 以CuO为催化剂，催化氧化糠醛制备糠酸，三颈烧瓶中糠醛和氧气在氢氧化钠碱性、CuO催化条件下发生反应：，生成的糠酸钠在进一步用pH=2的H2SO4进行酸化得到悬浊液，悬浊液经“过滤、洗涤、干燥”得到糠酸粗品，用重结晶进一步提纯糠酸，据此分析。 【详解】 （7）A．根据分析，充电时：A（阴极）电极糠醛转化为糠醇（发生还原反应），将电能转化为化学能，A错误； B．放电时电极A(负极)发生氧化反应，B错误； C．充电时B为阳极，电极反应为：，电极B附近碱性减弱，C错误； D．当糠醛转化时，转移2 mol e-，铅蓄电池中1 mol PbO2转化为PbSO4，增重64 g，D正确； 故选D。 2．（25-26高三上·黑龙江哈尔滨·期中）以含硒物料(主要含S、Se、、CuO、ZnO、等)为原料制备粗硒(Se)的流程如下： 已知：亚硒酸()是一种二元弱酸。回答下列问题： (5)是一种钠离子电池正极材料。放电完全时转化为，生成0价铜，电极反应式为 。 【答案】 (5) 【分析】以含硒物料(主要含S、Se、、CuO、ZnO、等)用CS2浸取，S易溶于CS2除去杂质S，剩余物质进入酸浸程序，同时加入NaClO3氧化剂氧化Se，根据问题3可知Se被氧化为，金属氧化物、CuO、ZnO溶于稀硫酸变为硫酸盐，不溶于酸以滤渣形式除掉，然后进入控电位还原程序将Se还原； 【详解】 （5）是一种钠离子电池正极材料，发生得电子还原反应，并生成，因此要结合两个钠离子，转移电子数为2，故电极方程式为。 3．（24-25高三上·安徽六安·月考）I.是一种重要的化工原料，被广泛应用在工农业生产中。已知反应： (2)以甲烷为燃料的新型电池得到广泛应用。下图是甲烷燃料电池工作原理的示意图。 ①B极上的电极反应式为 。 ②以该燃料电池作电源，用石墨作电极电解氯化钠溶液，当两极收集共到2.24L(标准状况)气体时，消耗甲烷的体积为 L(标准状况)。 【答案】(2) 0.28 【详解】 （2）①燃料电池中燃料在负极发生氧化反应，甲烷失电子在熔融盐中生成二氧化碳气体，则B极上的电极反应式为：。 ②石墨作电极电解氯化钠溶液，，产生氢气和氯气，当两极收集共到气体时，各生成气体，当生成，转移电子，根据甲烷转移电子数的比例关系可知，。 4．【热门话题与学科知识结合】（25-26高三上·上海松江·期末）肼的化学式为N2H4 ，在工业上应用广泛。常温下将盐酸滴加到肼的水溶液中，微粒的分布分数 δ(X) 随 – lgc(OH–) 的关系如下图所示。［X的分布分数δ(X)=，X表示N2H4或N2H或N2H］ (8)某温度下，向4 L恒容密闭容器中充入1 mol N2H4 和2 mol O2 ，发生上述两个反应，平衡时生成0.4 mol NO和0.4 mol N2，计算该温度下反应(ii)的平衡常数，K= 。 研究人员利用肼的强还原性构建肼-吡唑银(  )电池，可将含吡唑银的废水缓慢释放出的Ag+进行沉积回收，装置如下图所示。 (9)负极的电极反应式是 。 (10)电池工作时，需要在过程中不断通入N2，分析可能的原因 。(任写一条) 【答案】 (8)0.1 (9)N2H4-4e- + 4OH-= N2 + 4H2O (10)肼具有还原性，通氮气可防止被空气中氧气氧化；通氮气可防止银的氧化，可使银得到有效沉积回收(或其他合理答案) 【详解】 （8）设反应(i)消耗x molN2H4，反应(ii)消耗y molN2H4。根据题意：N2生成量：x=0.4mol。NO生成量：2y=0.4 mol → y=0.2mol。 初始物质的量：n(N2H4)=1mol，n(O2)=2mol，n(N2)=0，n(NO)=0，n(H2O)=0。 变化量：反应(i)：Δn(N2H4)=-0.4mol，Δn(O2)=-0.4mol，Δn(N2)=+0.4mol，Δn(H2O)=+0.8mol。 反应(ii)：Δn(N2H4) =-0.2mol，Δn(O2) =-0.4mol，Δn(NO) =+0.4mol，Δn(H2O) =+0.4mol。 平衡时：各物质浓度：c(N2H4)=0.1mol/L；c(O2) =0.3mol/L；c(NO)=0.1mol/L；c(H2O)=0.3mol/L； 反应(ii)的平衡常数：; （9）肼在负极被氧化，含吡唑银的废水中的Ag+在正极被还原为Ag，同时通过离子交换膜维持电荷平衡。负极上N2H4被氧化为N2，结合碱性环境，电极反应式为：； （10）因为肼具有还原性，通氮气可以赶走装置中的空气，故通氮气可防止肼被空气中氧气氧化；通氮气可防止银的氧化，可使银得到有效沉积回收(或其他合理答案)。 5．（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：。 氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如下图所示。 (7)写出正极的电极反应式 。 (8)该电池以3.2 A恒定电流工作14分钟，消耗体积为0.49 L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为 。(写出计算过程，结果精确到小数点后2位)已知：该条件下的摩尔体积为24.5 L·mol-1；电荷量q(C)=电流I(A)×时间t(s)： mol-1； C。 【答案】 (7) (8)，在负极反应发生反应，1 mol转移2 mol电子，故理论转移电子n=0.02 mol×2=0.04 mol，实际转移电荷量，实际转移电子n=，转化效率= 【详解】 （7）熔融碳酸盐燃料电池中，正极发生还原反应，作为正极，发生反应为； （8），在负极反应发生反应，1 mol转移2 mol电子，故理论转移电子n=0.02 mol×2=0.04 mol，实际转移电荷量，实际转移电子n=，转化效率=。 考向2 电解原理及应用 （25-26高三上·上海徐汇·期末）MnO2可由(NH4)2S2O8与MnSO4反应制得。 4．以MnSO4溶液为原料，用如图装置(a，b均为惰性电极)同步制备Mn和MnO2。 电极a与电源的 (负极或正极)连接，发生的电极反应式为 。 电解锰渣的主要成分是MnS。一种由电解锰渣制取高纯MnSO4的流程如下。 5．MnS不溶于水，它与硫酸溶液发生复分解反应的离子方程式为 。 6．浸出过程中加入MnO2可减少有毒气体的生成，同时产生更多MnSO4。利用了MnO2的化学性质是 。结合离子方程式解释从浸出液中除去Fe3+的原理： 。 【答案】 4． 正极 Mn2+ + 2H2O -2e- = 4H+ + MnO2 5．MnS + 2H+ = Mn2+ + H2S↑ 6． 氧化性 Fe3+ + 3H2O 3H+ + Fe(OH)3，增大pH、升高温度，使平衡向右移动，Fe3+ 转化为Fe(OH)3沉淀 【分析】由电解锰渣(主要成分是)为原料制取高纯的工艺流程，首先用MnO2和硫酸浸取电解锰渣，获得浸出液，浸出液中含杂质Fe3+和Ca2+，后调节溶液的pH为4，使得铁离子转化为Fe(OH)3沉淀，再将浓缩液进行萃取除去Ca2+，得到MnSO4溶液，最后获得纯净的MnSO4； 4．由图可知，Mn2+在b电极得到电子生成Mn，b电极为阴极，Mn2+在a电极失去电子生成MnO2，a电极为阳极，电极a与电源的正极连接，发生的电极反应式为Mn2+ + 2H2O -2e- = 4H+ + MnO2； 5．与发生复分解反应的离子方程式为； 6．浸出过程中，会产生有毒气体H2S，加入可减少有毒气体的生成，同时产生更多，锰元素由+4价转变为+2价，被还原，则为氧化剂，利用了其氧化性；Fe3+ + 3H2O 3H+ + Fe(OH)3，增大pH、升高温度，使平衡向右移动，Fe3+ 转化为Fe(OH)3沉淀。 7．（25-26高三上·上海·期中）乙酸是不仅是生活中的调味品，而且是重要的化工原料。一定条件下，以天然气为起始原料可合成乙烯、乙醇、乙酸及三氟乙酸等重要化学物质，如下图所示。 工程上通常采用电解法测定乙酸溶液浓度，装置如图，c管为上端封口的量气管，量取10.00 mL待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。 (5)右侧铂电极为该装置的______极。 A．正 B．负 C．阳 D．阴 (6)左侧铂电极发生的电极反应为 。 (7)能判断b中达到反应终点的现象是 。 (8)盐桥不能替换为铜导线的原因是 。 (9)若c中收集到标准状况下气体体积如下表所示： 实验次数 1 2 3 4 气体体积/mL 22.33 21.50 22.47 22.40 根据表中数据计算待测乙酸溶液的物质的量浓度约为 。(结果保留三位有效数字) 【答案】 (5)D (6)2H2O−4e−=O2↑+4H+ (7)b容器中溶液颜色由无色变为浅红色 (8)盐桥传导的是离子，而铜导线不能传导离子 (9)0.400 【详解】 （5）用电解法测定乙酸溶液浓度，利用的是右侧b容器中产生NaOH，和乙酸发生中和反应，酚酞变浅红色时停止通电，通过测量c管产生的气体体积，计算出转移电子的量，从而计算出乙酸溶液的浓度；用惰性电极电解硫酸钠溶液，右侧生成NaOH，则右侧是阴极，水电离出的氢离子放电，生成氢气和NaOH，故选D； （6）左侧为阳极，是水电离出的氢氧根离子放电，生成氧气，电极反应式为：2H2O−4e−=O2↑+4H+； （7）当b容器中溶液颜色由无色变为浅红色时，酸碱恰好中和，此时实验结束； （8）盐桥传导的是离子，而铜导线不能传导离子； （9）阳极的电极反应式为，阴极的电极反应式为，根据电子守恒可知，c中产生1mol O2时，b中消耗4mol CH3COOH。第2组数据误差较大应舍去，故c中收集到标准状况下气体=22.40mL，即=0.001mol，b中消耗0.004mol CH3COOH，则待测乙酸溶液的物质的量浓度为=0.400。 8．（2025·上海杨浦·模拟预测）2025年9月，杭州某市民误踩废弃的氢氟酸容器，造成不可挽回的后果、引发全社会对含氟化学品监管和无害化处理的关注。氢氟酸是一种弱酸，氟化钙是一种难溶电解质，25℃时，，。 氟离子电池是一种前景广阔的新型二次电池，工作原理如图所示，充电时F-从乙电极流向甲电极。已知BiF3和MgF2均难溶于水。 (6)放电时，甲电极是 (填“正极”或“负极”)，电极反应式为 。 (7)充电时，导线上每通过0.5 mol电子，乙电极的质量 (填“增加”或“减少”) g。 【答案】 (6) 正极 BiF3+3e-=Bi+3F- (7) 减少 9.5 【详解】 （6）由题干信息中充电时F-从乙电极流向甲电极可知，放电时甲电极为正极，发生还原反应，电极反应为：BiF3+3e-=Bi+3F-，乙电极为负极，发生氧化反应，电极反应为：Mg-2e-+2F-=MgF2，故答案为：正极；BiF3+3e-=Bi+3F-； （7）由题干信息中充电时F-从乙电极流向甲电极可知，充电时甲电极为阳极，发生氧化反应，电极反应为： Bi+3F--3e-= BiF3，乙电极为阴极，发生还原反应，电极反应为：，每转移2 mol电子，电极质量减少。当导线上通过0.5 mol电子时，乙电极质量减少，故答案为：减少；9.5。 （25-26高三上·上海奉贤·期末）氟氢化钾(KHF₂)属于弱酸酸式盐，易溶于水，可用于制备单质氟(F2)。 工业上采用电解熔融的KHF₂与HF混合物的方法制备F2： 2KHF2(熔融)2KF+F2↑+H2↑，电解装置如下图所示。 13．阴极反应式为 。 14．从安全生产角度分析镍铜合金隔板的作用是 。 已知相关物质熔点如下表： 物质 KHF2 HF KF KHF2与HF混合物 熔点(℃) 239 -83.6 858 约60-70 15．随着电解的进行，为避免电解质熔点不断升高，需要定期补充的物质是_____。 A．KHF2 B．HF C．KF D．F2 16．工业上不直接电解HF制备F2的原因为 。 【答案】 13．2+2e-=4F-+H2↑ 14．防止氟气和氢气混合引发爆炸 15．B 16．HF是共价化合物，熔融状态不导电 【解析】 13．由2KHF2(熔融)2KF+F2↑+H2↑可知，在阴极得到电子生成H2和F-，由得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2+2e-=4F-+H2↑。 14．从安全生产角度分析镍铜合金隔板的作用是：防止氟气和氢气混合引发爆炸。 15．由2KHF2(熔融)2KF+F2↑+H2↑可知，电解过程中产生H2和F2，相当于消耗了HF，结合表格信息，为避免电解质熔点不断升高，需要定期补充的物质是HF，故选B。 16．工业上不直接电解HF制备F2的原因为：HF是共价化合物，熔融状态不导电。 17．（25-26高三上·上海·期中）氧化亚铜是杀菌剂、陶瓷和搪瓷的着色剂以及红色玻璃染色剂，利用如图所示装置制备氧化亚铜和精炼铜，已知：该粗铜中含有铁、碳、锌、银等杂质。 (1)甲池中碳电极做 。 A．正极    B．负极    C．阳极    D．阴极 甲中铜电极发生的电极反应式为 。 (2)①乙池中Y电极所用的电极材料为 ，电极附近形成的阳极泥的主要成分是 。 ②电压过高时，乙中可能会产生有刺激性气味的气体的原因是 (用电极反应式表示)。 (3)若该装置的能量转化率为60%，则当外电路转移电子的物质的量为时可制得 g的。 金属铜的纯度可以通过滴定的方式测定。某精炼后的铜样品质量为，经处理后完全转化为含的溶液，向其中加入过量的KI溶液，发生反应。再次处理后，用的溶液滴定生成的，发生反应，消耗溶液36.05mL。 (4)本实验使用 作为指示剂。滴定终点判断依据是 。 (5)基于本实验得数据，可以算出该精炼铜样品中铜的质量分数为 (以百分数表示，保留4位有效数字)。 (6)下列操作中，哪些会使得最终测定结果偏大___________。 A．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失 B．滴定管用蒸馏水润洗后未用标准液润洗 C．在滴定过程中，有少许待测液溅出 D．用于装待测液的锥形瓶未用待测液润洗 【答案】(1) D Cu-e-+3Cl-=[CuCl3]2- (2) 粗铜 银和碳 2Cl--2e-=Cl2↑ (3)86.4 (4) 淀粉溶液 滴入最后半滴Na2S2O3标准液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟不变色 (5) (6)AB 【分析】C电极上H2O→H2，发生还原反应，则C电极为阴极，Cu电极为阳极，X电极为阴极，Y电极为阳极，电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解后Y极附近形成的阳极泥的主要成分是银和碳，b为电源正极，a为电源负极；装置甲中制备Cu2O的总反应方程式为2Cu+H2OCu2O+H2↑。 【详解】（1）根据分析，甲池中碳电极做阴极，故选D。甲中铜电极发生的电极反应式为Cu-e-+3Cl-=[CuCl3]2-。 （2）①乙池中Y电极所用的电极材料为粗铜，Zn、Fe先于Cu放电，电极附近形成的阳极泥的主要成分是银和碳。 ②电压过高时，乙中可能会产生有刺激性气味的气体为Cl2，原因是2Cl--2e-=Cl2↑。 （3）如该装置的能量转化率为60%，当外电路有2 mol电子转移时，即有2 mol×60%=1.2 mol的Cu失去电子生成Cu2O，Cu2O的物质的量为0.6 mol，其质量为144g/mol×0.6mol=86.4g。 （4）碘单质能使淀粉溶液变蓝色，故本实验使用淀粉溶液作为指示剂。滴定达到终点时现象为滴入最后半滴Na2S2O3标准液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟不变色。 （5）由2Cu2++4I-=2CuI+I2、I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI，可知，2Cu2+~I2~2Na2S2O3，则该精炼铜样品中铜的质量分数为。 （6）A．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，标准液用量增大，测定结果偏大； B．滴定管用蒸馏水润洗后未用标准液润洗，标准液用量增大，测定结果偏大； C．在滴定过程中，有少许待测液溅出，标准液用量减小，测定结果偏小； D．用于装待测液的锥形瓶未用待测液润洗，不影响标准液用量，不影响测定结果； 故选AB。 考向3 新型化学电源 1．（25-26高三上·上海·阶段练习）一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B．电池总反应为： C．充电时，阴极被还原的主要来自Zn-TCPP D．放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子 【答案】C 【分析】由图可知，锌是新型水系锌电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，超分子材料是正极，碘三离子在正极得到电子发生还原反应生成碘离子，电极反应式为I+2e-=3I-，充电时，与直流电源负极相连的锌电极为阴极，超分子材料是阳极，电池总反应为：。 【详解】A．由图可知，标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由氮原子提供孤电子对、锌离子提供空轨道形成的配位键，A正确； B．由分析可知，电池总反应为：，B正确； C．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的锌电极为阴极，则被还原的锌离子主要来自电解质溶液，C错误； D．由分析可知，锌是新型水系锌电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，则放电时，消耗0.65g锌时，理论上转移电子的物质的量为×2=0.02mol，D正确； 故选C。 2．（24-25高三下·上海虹口·期中）电池结构如图所示。电池中间是聚合物的隔膜，在充电和放电过程中只让通过。反应原理为：。下列关于电池说法正确的是 A．放电时，M电极为电池的正极 B．放电时，N电极发生氧化反应 C．充电时，阳极的电极反应式： D．充电时，外电路中每通过电子，M电极质量增加 【答案】CD 【分析】放电时，M电极发生反应LixCn-xe-=xLi++Cn；N电极Li1-xFePO4+xe-+xLi+= LiFePO4。 【详解】A．放电时，M电极发生反应LixCn-xe-=xLi++Cn ，M电极为电池的负极，故A错误； B．放电时，N电极Li1-xFePO4+xe-+xLi+= LiFePO4，Fe元素化合价降低，N电极发生还原反应，故B错误； C．充电时，N是阳极，阳极的电极反应式为，故C正确； D．充电时，M电极发生反应xLi++Cn+xe-=LixCn，外电路中每通过电子，M电极结合0.1molLi，质量增加，故D正确； 选CD。 3．（24-25高三上·上海·期末）潜艇中使用的液氨—液氧燃料电池工作原理如图所示： 关于该装置的说法正确的是 A．电极b为阳极 B．该装置将电能转化为化学能 C．电解质溶液中OH—离子向电极a移动 D．电极a的电极反应：2NH3– 6e-+ 6OH-=6H2O + N2 【答案】CD 【分析】由图可知，电极a为燃料电池的负极，碱性条件下氨气在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极b为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子。 【详解】A．由分析可知，电极b为燃料电池的正极，故A错误； B．由题意可知，该装置为化学能转化为电能的燃料电池，故B错误； C．由分析可知，电极a为燃料电池的负极，电极b为正极，则溶液中氢氧根离子离子向电极a移动，故C正确； D．由分析可知，电极a为燃料电池的负极，碱性条件下氨气在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为2NH3– 6e-+ 6OH-=6H2O + N2，故D正确； 故选CD。 4．（25-26高三上·上海·开学考试）实验室设计如图所示装置是一种以液态肼为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池，生成物均为无毒无害的物质。请写出负极电极反应式： 。 【答案】 【详解】由图可知，通入肼的电极甲为燃料电池的负极，氧离子作用下，肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为：。 5．（25-26高三上·上海·开学考试）肼——空气燃料电池，具有容量大、能量转化效率高、产物无污染等优点，目前主要服务于航天和军事领域。 其工作原理如图所示。离子交换膜是一类高分子膜，它能选择性的使物质通过，阳离子交换膜只允许正离子通过，阴离子交换膜只允许负离子通过。 回答下列问题： (1)电极b为 (填“正”或“负”)极，其电极反应式为 。 (2)为使电池持续放电，该离子交换膜应为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。电池工作一段时间后，正极区 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)当电池放电转移10 mol电子时，理论上需要通入约 L的空气(标准状况)。 (4)电池的总反应方程式为 。 (5)若该燃料电池每消耗输出的电能为353.4 kJ，结合下表数据，计算该燃料电池的能量转换效率为 ()。常温常压下，相关化学键的键能(断裂或形成1 mol化学键需要吸收或放出的能量)数据如下： 化学键 N-H N-N O=O N≡N O-H 键能 389 159 498 946 464 (6)除①外，②，③也可设计成清洁燃料电池。已知：1.电池的“理论比能量”指单位质量的燃料理论上能释放出的最大电能。2.③中氮元素的化合价与①中相同，则上述三组燃料电池的理论比能量最大的是 (填“①”“②”或“③”)。 【答案】(1) 正 (2) 阴 不变 (3)280 (4) (5)60% (6)③ 【分析】该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质，该电池的总反应为：N2H4+O2=N2+2H2O，正极(电极b)反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，负极(电极a)反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O。 【详解】（1）由分析可知，电极b为正极，电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-； （2）根据分析，负极消耗OH-，正极生成OH-，OH-应跨过离子交换膜从正极区到负极区，因此为阴离子交换膜；根据两电极的反应可知转移电子数与OH-相等，电池工作一段时间后，正极区产生的OH-全部通过离子交换膜进入负极区，因此正极区n(OH-)不变； （3）当电池放电转移10 mol电子时，需要2.5mol O2，体积是，空气中氧气体积分数为20%，则需要空气； （4）根据分析，该电池的总反应为N2H4+O2=N2+2H2O； （5）1mol N2H4与1 mol O2反应时断键吸收的热量为4×389 kJ+159 kJ+498 kJ＝2213 kJ，形成化学键放出的热量为946 kJ+2×2×464 kJ=2802 kJ，放出的热量为2802 kJ -2213 kJ=589 kJ，该燃料电池的能量转换效率为×100%=60%； （6）③中氮元素的化合价与①中相同，N2H4中氮元素化合价为-2价，N2H4摩尔质量为32 g/mol，消耗为1mol N2H4转移4 mol电子； CH3OH摩尔质量为32 g/mol，消耗1mol CH3OH转移6 mol电子； (CH3)2NNH2中氮元素化合价为-2价，碳元素化合价为-2价，产物CO2中碳元素化合价为+4价、N2中氮元素化合价为0价，(CH3)2NNH2摩尔质量为60 g/mol，消耗1mol (CH3)2NNH2转移16 mol电子； 假设3种燃料均为1g，则转移的电子依次为、、，则上述三组燃料电池的理论比能量最大的是③。 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08化学反应与能量 目录 01 析·考情精解 3 02 构·知能架构 4 03 破·题型攻坚 4 题型一 热能与化学反应 4 真题动向 与工业生活生产结合、与真实应用情境结合 必备知识 知识1反应热与热化学方程式 知识2 盖斯定律及其应用 关键能力 能力 盖斯定律解题模型 命题预测 考向 盖斯定律与热化学方程式 题型二 电能与化学反应 12 真题动向 与工业生产结合、与真实应用情境结合 必备知识 知识1原电池原理及应用 知识2 电解原理及应用 知识3 金属的腐蚀与防护 关键能力 能力 电化学题解题模型 命题预测 考向1 原电池原理及应用 考向2 电解原理及应用 考向3 新型化学电源 命题轨迹透视 从近三年高考试题来看，试题以选择题和填空题为主，题目难度适中。命题趋势：选择题侧重反应热概念辨析、盖斯定律简单计算、吸热或放热反应判断；非选择题常融入工业合成氨、氢能开发等情境，结合热化学方程式书写、反应热计算，关联化学反应速率与平衡，强调能量利用效率与绿色化学理念，凸显对知识综合应用能力的考查。 考点频次总结 考点 2025年 2024年 热能与化学反应 上海卷T1（3）（4） 上海卷T3（3） 电能与化学反应 上海卷T2（8）（9） 上海卷T5（6）（7）（8） 2026命题预测 预计在2026年高考中，将以真实生产生活情境为核心载体，聚焦钠、铁、铝、硫、氮、氯六大核心元素。选择题侧重考查物质性质与用途的对应关系、转化路径的合理性判断，如侯氏制碱法中钠盐的转化、氮氧化物的污染治理方案辨析，干扰项多设置易混淆的反应条件或现象。非选择题常嵌入工艺流程或实验探究题，结合氧化还原、离子反应原理，考查物质制备、杂质去除、产物检验及方案优化，如废催化剂中金属的回收、硫代硫酸钠的制备与纯度测定。命题还会强化绿色化学与资源循环利用理念，要求考生分析反应能耗、污染处理措施，凸显知识迁移与解决实际问题的能力。 考点一 热能与化学反应 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 。 命题解读 新情境：以环氧化合物与 CO₂催化合成碳酸丙烯酯为载体，将 “温室气体转化为高值有机化学品” 的前沿工业需求作为考查场景 ，这是上海近年命题的核心导向，跳出传统有机合成的孤立情境，既体现化学的环保产业价值，又关联国家双碳目标，强化情境的现实意义。 新考法：第 (3) 题盖斯定律考查，需串联反应①②③推导反应④的 ΔH，并非简单公式加减，考查多反应的逻辑关联能力；第 (4) 题分析 ΔH-TΔS 的温度趋势，需结合反应①“气体→液体” 的熵变（ΔS<0），推导函数随温度的变化规律，替代单一热力学概念记忆，落实 “变化观念与平衡思想” 核心素养，是上海等级考的典型考法。 新角度：命题跳出 “孤立计算 ΔH” 的考查，转向 “ΔH-TΔS 与反应自发的温度关联”，考查热力学理论对实际反应条件选择的指导价值，体现上海高考 “理论 - 应用” 一体化的考查倾向。 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) 知识1 反应热与热化学方程式 1．化学反应的热效应 2．反应热的计算方法 (1)利用热化学方程式进行有关计算 根据已知的热化学方程式、已知的反应物或生成物的物质的量、反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。 (2)根据燃烧热数据，计算反应放出的热量 计算公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量)。 (3)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变 若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。 (4)利用物质具有的能量计算：ΔH＝∑E(生成物)－∑E(反应物)。 (5)利用盖斯定律计算：对于存在下列关系的反应： 则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 3．热化学方程式书写 【易错提醒】　 (1)注明反应的温度和压强(25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明)。 (2)注明反应物和生成物的状态：固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。 (3)热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量，而不表示分子个数(或原子个数)，因此可以写成分数。 (4)热化学方程式中不用“↑”和“↓”。 (5)由于ΔH与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 知识2 盖斯定律及其应用 1．盖斯定律 (1)内容：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。 (2)特点：在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态、终态有关，而与反应的途径无关。反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 2．盖斯定律应用 (1)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“+”“-”符号。 (2)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。 (3)同一物质的三态变化(固、液、气)，状态由固→ 液→气变化时，会吸热；反之会放热。 (4)利用状态，迅速比较反应热的大小(若反应为放热反应) ①当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。 ②当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。 ③在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。 能力 盖斯定律解题模型 考向 盖斯定律与热化学方程式 1．（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： 2．（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)。 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．（25-26高三上·上海松江·期末）肼的化学式为N2H4 ，在工业上应用广泛。常温下将盐酸滴加到肼的水溶液中，微粒的分布分数 δ(X) 随 – lgc(OH–) 的关系如下图所示。［X的分布分数δ(X)=，X表示N2H4或N2H或N2H］ (1)已知肼为二元弱碱，常温下肼在水溶液中的电离分两步进行： 第一步电离： N2H4 + H2ON2H+ OH- 第二步电离：______ 请补充第二步的电离方程式 。 N2H4催化氧化的产物与温度相关，反应如下： (i)N2H4(g) + O2(g) N2 (g) + 2H2O (g)      ∆H1 = -579 kJ•mol-1 (ii)N2H4(g) + 2O2(g) 2NO (g) + 2H2O (g)  ∆H2 = a kJ•mol-1 (5)已知N2(g) + O2(g) 2NO (g)  ∆H3 = 180 kJ•mol-1，计算a = 。 (6)∆H – T ∆S随温度变化的趋势有几种情况(见图)，反应(i)对应的是______。 A．① B．② C．③ D．④ （25-26高三上·上海·期中）直接以为原料生产是目前的研究热点，我国科学家用人工合成淀粉时，第一步就需要将转化为。 已知：Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．  ___________ 5．反应Ⅲ的焓变 。 （25-26高三上·上海奉贤·期末）DMF(N，N-二甲基甲酰胺，结构简式为)被誉为化工领域的“万能溶剂”，广泛应用于有机合成、材料加工、电子等多个领域。 以DMA、CO2和H2为原料，在300℃时，某固体催化剂作用下合成DMF，发生的反应如下： ① ② 12．已知： 反应①中a= 。 13．反应②自发进行的条件为 。 A．高温    B．低温    C．任意温度 （25-26高三上·上海·期中）2025年9月3日，我国举行了盛大的阅兵仪式纪念抗战胜利80周年。仪式上，“东风-61”洲际导弹亮相，向世界展现了大国风采。导弹的制作需要用到强氧化剂高氯酸铵，可通过高纯氨与高纯高氯酸反应制得。 Ⅰ.工业合成氨 18．已知：298K时合成氨反应的，该反应的 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。 19．合成氨原料中的由分离液态空气得到，来源于水煤气，反应如下： ①   ②      （请填空）。 20．（25-26高三上·上海·期中）碳酸镁广泛应用于医药、保健品、食品添加剂等领域，尤其是对镁缺乏者有益。 循环在捕获及转化等方面具有重要应用。 科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   回答下列问题： (3)提高平衡产率的条件是___________。 A．高温高压 B．低温高压 C．高温低压 D．低温低压 (4)计算   。 (5)反应Ⅰ的随温度T的变化趋势是___________。 A． B． C． D． 21．（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。 （25-26高三上·上海·期中）综合利用、CO对实现“零排放”有重要意义。和CO合成甲醇反应为：  ∆H=-99kJ·mol-1。回答下列问题： 30．能正确表示合成甲醇反应中能量变化的图像是___________。 A． B． C． D． 31．该反应的随温度的变化趋势正确的是___________。 A． B． C． D． （2025·上海杨浦·一模）金属及其材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用，但是，在自然界中大多数金属元素以离子形式存在于矿石中。 33．工业上通常根据金属元素________选择其冶炼的方法。 A．在地壳中的含量 B．正离子的氧化性 C．原子的价层电子数 D．单质的熔点 34．元素周期表中大多数元素属于金属元素，下列表述中正确的是________。（不定项） A．s区都是金属元素 B．p区都不是金属元素 C．d、f区都是金属元素 D．过渡元素都是金属元素 已知：      35．铝热反应：   。 A．    B．    C．282.7    D． 在室温下推动该反应能自发进行的因素是焓变吗？说明理由 。 43．（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 题型二 电能与化学反应 1. （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 。 命题解读 新情境：以上 CaWO4（光电陶瓷核心原料）的电解制备为载体，关联光电材料产业的生产工艺 ，这是上海高考近年的核心导向，跳出传统金属电解的孤立情境，既体现化学对光电高端产业的支撑价值，又强化情境的前沿性与实用意义。 新考法：第 (8) 题阳极方程式，需结合 W 电极的氧化（W→CaWO4）、碱液环境（OH - 参与）及 Ca2 + 的结合，推导含 Ca2+、OH - 的复杂电极反应，而非简单的 “金属失电子” 模式，考查电极反应与物质转化的逻辑关联，落实 “证据推理” 素养，是上海电解题的典型考法。 新角度：第 (9) 题通入 N2 的原因，需结合 Ksp 数据（CaCO3 的 Ksp 大于 CaWO4），分析避免空气中 CO2 进入与 Ca2 + 生成 CaCO3 杂质，将溶度积原理与工业纯度控制关联，并非孤立考电解操作，体现上海高考 “理论服务工业实际” 的考查倾向。 2．（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 。 知识1 原电池原理及应用 1．原电池的工作原理 原电池解题模型 可逆电池模型解题 关系图示 解题模型 例：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4。 2．“五类”依据判断原电池电极 判断依据 电极 电极材料 电极反应 电子流向 离子移向 电极现象 负极 活泼金属 氧化反应 流出 阴离子移向 电极质量减小 正极 不活泼金属或非金属 还原反应 流入 阳离子移向 电极增重或质量不变 3．“三步”突破原电池电极反应式的书写 第一步：分析氧化还原反应 根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目 第二步：注意电解质溶液环境 分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式 第三步：合并正、负电极反应 调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式 知识2 电解原理及应用 1．惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示) 2．“五类”依据判断电解池电极 判断依据 电极 电极材料 电极反应 电子流向 离子移向 电极现象 阳极 与电源正极相连 氧化反应 流出 阴离子移向 电极溶解或pH减小 阴极 与电源负极相连 还原反应 流入 阳离子移向 电极增重或pH增大 3．电解原理的应用 (1)电解饱和食盐水。 阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应) 总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 离子反应方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ （2）电镀和电解精炼铜 电镀(Fe上镀Cu) 电解精炼铜 阳极 电极材料 镀层金属铜 粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质) 电极反应 Cu－2e－===Cu2＋ Cu－2e－===Cu2＋，Zn－2e－===Zn2＋， Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋ 阴极 电极材料 待镀金属Fe 纯铜 电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液 含Cu2＋的盐溶液 电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解槽底部形成阳极泥，阳极泥可作为提炼金、银等金属的原料 (3)电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑，2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑，Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－===3O2↑，4Al3＋＋12e－===4Al 知识3 金属的腐蚀与防护 1．金属腐蚀两种类型比较 (1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性 水膜呈弱酸性或中性 正极反应 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极反应 Fe－2e－===Fe2＋ 其他反应 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈 2．金属电化学保护的两种方法 能力 电化学题解题模型 1.解答新型化学电源的技巧 (1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。 (2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。 (3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的为负极反应。 (4)电极反应→总反应离子方程式减去较简单一极的电极反应式→另一电极反应式。 2．电化学题解题策略 3．电极反应式的书写模型 4．“串联”类装置的解题流程 考向1 原电池原理及应用 1．（2026·上海·一模）我国是世界上最大的糠醛生产国和出口国，糠酸是一种重要的医药中间体和化工中间体，工业上以CuO为催化剂，催化氧化糠醛制备糠酸，其反应原理如下： 其反应的步骤为： 已知：①相关物质的信息： 熔点 沸点 溶解性 相对分子质量 糠醛 常温下与水部分互溶 96 糠酸 微溶于冷水、易溶于热水 112 ②碱性条件下，糠醛分子间易发生自聚反应而生成高聚物。 回答下列问题： (7)近期，清华大学段吴泓副教授课题组首次利用糠醛创制了一种如图a所示的新型可充放电的“生物质电池”，该电池在充放电过程中可生产高附加值化学品糠醇和糠酸，其原理可用图b表示。下列说法正确的是___________。 A．该装置在生成糠醇时将化学能转化为电能 B．放电时电极A发生还原反应 C．充电时电极B附近碱性增强 D．若使用铅蓄电池为其充电，当糠醛转化时，电极增重64 g 2．（25-26高三上·黑龙江哈尔滨·期中）以含硒物料(主要含S、Se、、CuO、ZnO、等)为原料制备粗硒(Se)的流程如下： 已知：亚硒酸()是一种二元弱酸。回答下列问题： (5)是一种钠离子电池正极材料。放电完全时转化为，生成0价铜，电极反应式为 。 3．（24-25高三上·安徽六安·月考）I.是一种重要的化工原料，被广泛应用在工农业生产中。已知反应： (2)以甲烷为燃料的新型电池得到广泛应用。下图是甲烷燃料电池工作原理的示意图。 ①B极上的电极反应式为 。 ②以该燃料电池作电源，用石墨作电极电解氯化钠溶液，当两极收集共到2.24L(标准状况)气体时，消耗甲烷的体积为 L(标准状况)。 4．【热门话题与学科知识结合】（25-26高三上·上海松江·期末）肼的化学式为N2H4 ，在工业上应用广泛。常温下将盐酸滴加到肼的水溶液中，微粒的分布分数 δ(X) 随 – lgc(OH–) 的关系如下图所示。［X的分布分数δ(X)=，X表示N2H4或N2H或N2H］ (8)某温度下，向4 L恒容密闭容器中充入1 mol N2H4 和2 mol O2 ，发生上述两个反应，平衡时生成0.4 mol NO和0.4 mol N2，计算该温度下反应(ii)的平衡常数，K= 。 研究人员利用肼的强还原性构建肼-吡唑银(  )电池，可将含吡唑银的废水缓慢释放出的Ag+进行沉积回收，装置如下图所示。 (9)负极的电极反应式是 。 (10)电池工作时，需要在过程中不断通入N2，分析可能的原因 。(任写一条) 5．（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：。 氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如下图所示。 (7)写出正极的电极反应式 。 (8)该电池以3.2 A恒定电流工作14分钟，消耗体积为0.49 L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为 。(写出计算过程，结果精确到小数点后2位)已知：该条件下的摩尔体积为24.5 L·mol-1；电荷量q(C)=电流I(A)×时间t(s)： mol-1； C。 考向2 电解原理及应用 （25-26高三上·上海徐汇·期末）MnO2可由(NH4)2S2O8与MnSO4反应制得。 4．以MnSO4溶液为原料，用如图装置(a，b均为惰性电极)同步制备Mn和MnO2。 电极a与电源的 (负极或正极)连接，发生的电极反应式为 。 电解锰渣的主要成分是MnS。一种由电解锰渣制取高纯MnSO4的流程如下。 5．MnS不溶于水，它与硫酸溶液发生复分解反应的离子方程式为 。 6．浸出过程中加入MnO2可减少有毒气体的生成，同时产生更多MnSO4。利用了MnO2的化学性质是 。结合离子方程式解释从浸出液中除去Fe3+的原理： 。 7．（25-26高三上·上海·期中）乙酸是不仅是生活中的调味品，而且是重要的化工原料。一定条件下，以天然气为起始原料可合成乙烯、乙醇、乙酸及三氟乙酸等重要化学物质，如下图所示。 工程上通常采用电解法测定乙酸溶液浓度，装置如图，c管为上端封口的量气管，量取10.00 mL待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。 (5)右侧铂电极为该装置的______极。 A．正 B．负 C．阳 D．阴 (6)左侧铂电极发生的电极反应为 。 (7)能判断b中达到反应终点的现象是 。 (8)盐桥不能替换为铜导线的原因是 。 (9)若c中收集到标准状况下气体体积如下表所示： 实验次数 1 2 3 4 气体体积/mL 22.33 21.50 22.47 22.40 根据表中数据计算待测乙酸溶液的物质的量浓度约为 。(结果保留三位有效数字) 8．（2025·上海杨浦·模拟预测）2025年9月，杭州某市民误踩废弃的氢氟酸容器，造成不可挽回的后果、引发全社会对含氟化学品监管和无害化处理的关注。氢氟酸是一种弱酸，氟化钙是一种难溶电解质，25℃时，，。 氟离子电池是一种前景广阔的新型二次电池，工作原理如图所示，充电时F-从乙电极流向甲电极。已知BiF3和MgF2均难溶于水。 (6)放电时，甲电极是 (填“正极”或“负极”)，电极反应式为 。 (7)充电时，导线上每通过0.5 mol电子，乙电极的质量 (填“增加”或“减少”) g。 （25-26高三上·上海奉贤·期末）氟氢化钾(KHF₂)属于弱酸酸式盐，易溶于水，可用于制备单质氟(F2)。 工业上采用电解熔融的KHF₂与HF混合物的方法制备F2： 2KHF2(熔融)2KF+F2↑+H2↑，电解装置如下图所示。 13．阴极反应式为 。 14．从安全生产角度分析镍铜合金隔板的作用是 。 已知相关物质熔点如下表： 物质 KHF2 HF KF KHF2与HF混合物 熔点(℃) 239 -83.6 858 约60-70 15．随着电解的进行，为避免电解质熔点不断升高，需要定期补充的物质是_____。 A．KHF2 B．HF C．KF D．F2 16．工业上不直接电解HF制备F2的原因为 。 17．（25-26高三上·上海·期中）氧化亚铜是杀菌剂、陶瓷和搪瓷的着色剂以及红色玻璃染色剂，利用如图所示装置制备氧化亚铜和精炼铜，已知：该粗铜中含有铁、碳、锌、银等杂质。 (1)甲池中碳电极做 。 A．正极    B．负极    C．阳极    D．阴极 甲中铜电极发生的电极反应式为 。 (2)①乙池中Y电极所用的电极材料为 ，电极附近形成的阳极泥的主要成分是 。 ②电压过高时，乙中可能会产生有刺激性气味的气体的原因是 (用电极反应式表示)。 (3)若该装置的能量转化率为60%，则当外电路转移电子的物质的量为时可制得 g的。 金属铜的纯度可以通过滴定的方式测定。某精炼后的铜样品质量为，经处理后完全转化为含的溶液，向其中加入过量的KI溶液，发生反应。再次处理后，用的溶液滴定生成的，发生反应，消耗溶液36.05mL。 (4)本实验使用 作为指示剂。滴定终点判断依据是 。 (5)基于本实验得数据，可以算出该精炼铜样品中铜的质量分数为 (以百分数表示，保留4位有效数字)。 (6)下列操作中，哪些会使得最终测定结果偏大___________。 A．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失 B．滴定管用蒸馏水润洗后未用标准液润洗 C．在滴定过程中，有少许待测液溅出 D．用于装待测液的锥形瓶未用待测液润洗 考向3 新型化学电源 1．（25-26高三上·上海·阶段练习）一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极，以和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B．电池总反应为： C．充电时，阴极被还原的主要来自Zn-TCPP D．放电时，消耗0.65gZn，理论上转移0.02mol电子 2．（24-25高三下·上海虹口·期中）电池结构如图所示。电池中间是聚合物的隔膜，在充电和放电过程中只让通过。反应原理为：。下列关于电池说法正确的是 A．放电时，M电极为电池的正极 B．放电时，N电极发生氧化反应 C．充电时，阳极的电极反应式： D．充电时，外电路中每通过电子，M电极质量增加 3．（24-25高三上·上海·期末）潜艇中使用的液氨—液氧燃料电池工作原理如图所示： 关于该装置的说法正确的是 A．电极b为阳极 B．该装置将电能转化为化学能 C．电解质溶液中OH—离子向电极a移动 D．电极a的电极反应：2NH3– 6e-+ 6OH-=6H2O + N2 4．（25-26高三上·上海·开学考试）实验室设计如图所示装置是一种以液态肼为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池，生成物均为无毒无害的物质。请写出负极电极反应式： 。 5．（25-26高三上·上海·开学考试）肼——空气燃料电池，具有容量大、能量转化效率高、产物无污染等优点，目前主要服务于航天和军事领域。 其工作原理如图所示。离子交换膜是一类高分子膜，它能选择性的使物质通过，阳离子交换膜只允许正离子通过，阴离子交换膜只允许负离子通过。 回答下列问题： (1)电极b为 (填“正”或“负”)极，其电极反应式为 。 (2)为使电池持续放电，该离子交换膜应为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。电池工作一段时间后，正极区 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)当电池放电转移10 mol电子时，理论上需要通入约 L的空气(标准状况)。 (4)电池的总反应方程式为 。 (5)若该燃料电池每消耗输出的电能为353.4 kJ，结合下表数据，计算该燃料电池的能量转换效率为 ()。常温常压下，相关化学键的键能(断裂或形成1 mol化学键需要吸收或放出的能量)数据如下： 化学键 N-H N-N O=O N≡N O-H 键能 389 159 498 946 464 (6)除①外，②，③也可设计成清洁燃料电池。已知：1.电池的“理论比能量”指单位质量的燃料理论上能释放出的最大电能。2.③中氮元素的化合价与①中相同，则上述三组燃料电池的理论比能量最大的是 (填“①”“②”或“③”)。 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 学科网（北京）股份有限公司 $