2020年高考化学二轮复习专题五化学反应与能量

1、考纲要求1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4.了解能是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能危机中的重要作用。5.了解焓变(H)与反应热的含义。6.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。7.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。8.了解常见化学电的种类及其工作原理。9.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。考点一化学能与热能1从两种角度理解化学反应热反应热图示微观宏观

2、a表示断裂旧化学键吸收的能量；a表示反应物的活化能；图像分析b表示生成新化学键放出的能量；b表示活化分子形成生成物释放的能量；c表示反应热c表示反应热HH(生成物)H(反应物)H的计算HE(反应物键能)E(生成物键能)2.“五步”法书写热化学方程式提醒对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。如：S(单斜，s)O2(g)=SO2(g)H1297.16Jmol1S(正交，s)O2(g)=SO2(g)H2296.83Jmol1S(单斜，s)=S(正交，s)H30.33Jmol13燃烧热和中和热应用中的注意事项(1)均为放热反应，H0，单位为Jmol1。(2)燃烧热概念理

3、解的三要点：外界条件是25、101Pa；反应的可燃物是1mol；生成物是稳定的氧化物(包括状态)，如碳元素生成的是CO2，而不是CO，氢元素生成的是液态水，而不是水蒸气。(3)中和热概念理解三要点：反应物的酸、碱是强酸、强碱；溶液是稀溶液，不存在稀释过程的热效应；生成产物水是1mol。1正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)如图表示燃料燃烧反应的能量变化()(2016苏，江10A)(2)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。该反应中化学能全部转化为热能()(2015江苏，4D)(3)催化剂能改变反应的焓变()(2012江苏，4B)(4)催化剂能降低反应的活化能()(2012江苏，4C)(5)

4、同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同()(6)500、30MPa下，将0.5molN2(g)和1.5molH2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3J，其热化学方程式为N2(g)3H2(g)催化剂2NH3(g)H38.6500、30MPaJmol1()2(2019海南，5)根据下图中的能量关系，可求得CH的键能为()A414JmolC235Jmol11B377JmolD197Jmol11答案A解析C(s)=C(g)H1717Jmol12H2(g)=4H(g)H2864Jmol1C(s)2H2(g)=CH4(g)H375Jmol1根据H

5、反应物总键能生成物总键能75Jmol1717Jmol1864Jmol14E(CH)，解得(CH)414Jmol1。E3(2016海南，6)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)已知燃烧1g该化合物释放出热量3.8104J，油酸甘油酯的燃烧热H为()A3.8104Jmol1B3.8104Jmol141D3.41041C3.410JmolJmol答案D42015海南，16(3)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1molN2，其H_Jmol1。答案13952019国卷全，28(3)

6、我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的H_0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正_eV，写出该步骤的化学方程式_。答案小于2.02COOH*H*H2O*=COOH*2H*OH*(或H2O*=H*OH*)解析观察始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知，终态物质相对能量低于始态物质相对能量，说明该反应是放热反应，H小于0。过渡态物质相对能量与始态物质相对能量相差越大，活化能越大，由题图知，最大活化能E正1.86eV(0.16eV)2.02eV，该步起始物质为COO

7、H*H*H2O*，产物为COOH*2H*OH*。6(1)2015浙江理综，28(1)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：催化剂H2(g)已知：化学键CHCCC=CHH键能/Jmol1412348612436计算上述反应的H_Jmol1。答案124解析设“”部分的化学键键能为aJmol1，则H(a3484125)Jmol1(a6124123436)Jmol1124Jmol1。(2)2015全国卷，28(3)已知反应2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11Jmol1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436J、151J的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的

8、能量为_J。答案299解析形成1molH2(g)和1molI2(g)共放出436J151J587J能量，设断裂2molHI(g)中化学键吸收2aJ能量，则有2a58711，得a299。另解：H2E(HI)E(HH)E(II)，2E(HI)HE(HH)E(II)11Jmol1436Jmol1151Jmol1598Jmol1，则E(HI)299Jmol1。利用键能计算反应热，要熟记公式：H反应物总键能生成物总键能，其关键是弄清物质中化学键的数目。在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。原子晶体：1mol金刚石中含2molCC键，1mol硅中含2molSiSi键，1molSiO2晶体中含

9、4molSiO键；分子晶体：1molP4中含有6molPP键，1molP4O10(即五氧化二磷)中含有12molPO键、4molP=O键，1molC2H6中含有6molCH键和1molCC键。7(1)2017天津，7(3)0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2H2O的液态化合物，放热4.28J，该反应的热化学方程式为_。(2)2015天津理综，7(4)随原子序数递增，八种短周期元素(用字母等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。根据判断出的元素回答问题：已知1mole的单质在足量d2中燃烧，恢复至室温，放出255.5J热量，

10、写出该反应的热化学方程式：_。(3)2014天津理综，7(4)晶体硅(熔点1410)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：Cl2蒸馏H2Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(硅)4601100写出SiCl4的电子式：_；在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12g纯硅需吸收aJ热量，写出该反应的热化学方程式：_。(4)2015安徽理综，27(4)NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g)，在25、101Pa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6J，该反应的热化学方程式是_。答案(1)2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO

11、(g)H85.6Jmol1(2)2Na(s)O2(g)=Na2O2(s)(3)4211001SiCl(g)2H(g)=Si(s)4HCl(g)H0.025aJmol(4)NaBH4(s)2H2O(l)=NaBO2(s)4H2(g)H216Jmol1热化学方程式书写易出现的错误(1)未标明反应物或生成物的状态而造成错误。(2)反应热的符号使用不正确，即吸热反应未标出“”号，放热反应未标出“”号，从而导致错误。(3)漏写H的单位，或者将H的单位写为J，从而造成错误。(4)反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误。(5)对燃烧热、中和热的概念理解不到位，忽略其标准是1mol可燃物或生成1molH

12、2O(l)而造成错误。1下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是()AHCl和NaOH反应的中和热H57.3Jmol1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3)Jmol1BCO(g)的燃烧热1，则2CO22HH283.0Jmol(g)=2CO(g)O(g)反应的2283.0Jmol1C氢气的燃烧热H285.51，则电解水的热化学方程式为电解Jmol2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H285.5Jmol1D1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热答案B解析在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时的反应热叫做中和热，1，中和热是以生成1

13、mol液态H2O为基准的，A项错误；CO(g)的燃烧热H283.0Jmol则CO(g)1O2(g)=CO2(g)H283.0Jmol1，则2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H22283.0Jmol1，逆向反应时反应热的数值相等，符号相反，吸收的热量和2molH2完全燃烧生成液态水时放出的热量相等，项错误；在101Pa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物是该物质的燃烧热，D项错误。2已知：B项正确；电解2mol水H应为571.0Jmol1，C(水应为液态)时所放出的热量2NO2(g)N2O4(g)H12NO2(g)N2O4(l)H2下列能量变化示意图中，正确的是_(填字母)。答案A解析等

14、质量的N2O4(g)具有的能量高于N2O4(l)，因此等量的NO2(g)生成N2O4(l)放出的热量多，只有A项符合题意。13(1)用CO2催化加氢可制取乙烯：CO2(g)3H2(g)2C2H4(g)2H2O(g)。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的H_(用含a、b的式子表示)。已知：几种化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的H152Jmol1，则表中的_。化学键C=OHHC=CCHHO键能/(Jmol1)803436414464(2)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整两个过程。向反应系统中同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应如下表，则在初

15、始阶段，蒸汽重整的反应速率_(填“大于”“小于”或“等于”)甲烷氧化的反应速率。反应化学方程式焓变过程H/(Jmol1)甲烷CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)802.6氧化CH(g)O(g)=CO(g)2H(g)322.04222蒸汽422(g)206.2CH(g)HO(g)=CO(g)3H重整CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)158.6活化能Ea/(Jmol1)125.6172.5240.1243.9(3)CO2在Cu-nO催化下，可同时发生如下的反应、，其可作为解决温室效应及能短缺问题的重要手段。.CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H1

16、57.8Jmol1.CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H241.2Jmol1某温度时，若反应的速率v1大于反应的速率v2，则下列反应过程的能量变化正确的是_(填字母)。答案(1)(ba)Jmol1764(2)小于(3)D解析(1)由图知1molCO21(g)和3molH2(g)具有的总能量大于2molC2H4(g)和2molH2O(g)具有的总能量，该反应为放热反应，反应的H生成物具有的总能量反应物具有的总能量(ba)Jmol1。H反应物的键能总和生成物的键能总和2E(C=O)3E(HH)113436Jmol1Jmol1E(C=C)2E(CH)4E(HO)2803Jmol1(2211

17、12414Jmol4464Jmol)152Jmol，解得764。(2)从表中活化能数据可以看出，在初始阶段，蒸汽重整反应活化能较大，而甲烷氧化的反应活化能均较小，所以甲烷氧化的反应速率快。(3)反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应是吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，因为反应的速率大于反应，因此反应的活化能低于反应，D正确。催化剂能加快反应速率的原理是降低了反应的活化能，由此可推知反应的活化能越低，反应速率越快，相对说反应就越易进行。1定律内容一定条件下，一个反应不管是一步完成，还是分几步完成，反应的总热效应相同，即反应热的大小与反应途径无关，只与反应的始态和终态有关

18、。2常用关系式热化学方程式焓变之间的关系aA=BH11HaH1或H1aH2A=aB21H2aA=BH1H1H2B=aAH2HH1H23.答题模板叠加法步骤1“倒”为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式颠倒过，反应热的数值不变，但符号相反。这样，就不用再做减法运算了，实践证明，方程式相减时往往容易出错。步骤2“乘”为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式乘以某个倍数，反应热也要相乘。步骤3“加”上面的两个步骤做好了，只要将方程式相加即可得目标方程式，反应热也要相加。12019北京，27(1)已知反应器中还存在如下反应：.CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H1.CO(g)H2O

19、(g)=CO2(g)H2(g)H2.CH4(g)=C(s)2H2(g)H3为积炭反应，利用H1和H2计算H3时，还需要利用_反应的H。答案C(s)2H2O(g)=CO2(g)2H2(g)或C(s)CO2(g)=2CO(g)22019全国卷，27(1)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：已知：(g)=(g)H2(g)11H100.3JmolH(g)I(g)=2HI(g)H11.0Jmol1222对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g)H3_Jmol1。答案89.3解析将题给三个热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由反应反应得反应，则H3H1H

20、2(100.311.0)Jmol189.3Jmol1。32019全国卷，28(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：212(g)11CuCl(s)=CuCl(s)2ClH83Jmol111CuCl(s)O2(g)=CuO(s)Cl2(g)H220Jmol22CuO(s)2HCl(g)=CuCl(s)HO(g)H1121Jmol223则4HCl(g)O(g)=2Cl2(g)2H2O(g)的1。2H_Jmol答案116解析将已知热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由()2得222O(g)1。4HCl(g)O(g)=2Cl(g)2HH116Jmol4(1)2018北京，27(1)近年，

21、研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g)H1551Jmol1反应：S(s)O2(g)=SO2(g)H3297Jmol1反应的热化学方程式：_。答案3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254Jmol1催化剂解析由题图可知，反应的化学方程式为3SO22H2O=2H2SO4S。根据盖斯定律，反应(反应反应)可得：3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254Jmol1。(2)2018江苏，20(1)用水吸收NO的相关热化学方程式如下：2NO2(g)H2O(l)=HN

22、O3(aq)HNO2(aq)H116.1Jmol13HNO2(aq)=HNO3(aq)2NO(g)H2O(l)H75.9Jmol1反应3NO2231。(g)HO(l)=2HNO(aq)NO(g)的H_Jmol答案136.2解析将题给三个热化学方程式依次编号为、和，根据盖斯定律可知，(3)/2，则H(116.1Jmol1375.9Jmol1)/2136.2Jmol1。25(g)=2N24211(3)2018全国卷，28(2)已知：2NOO(g)O(g)H4.4Jmol2NO2(g)=NO(g)H55.3Jmol1242则反应N2O5(g)=2NO11。2(g)2O2(g)的H_Jmol答案53.

23、1解析令2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4Jmol1a2NO224255.3Jmol1b(g)=NO(g)H根据盖斯定律，a式12b式可得：1N2O5(g)=2NO2(g)2O2(g)H53.1Jmol1。(4)2018全国卷，28(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H148Jmol13SiH2243Cl(g)=SiH(g)2SiHCl(g)H230Jmol1则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)的H为_Jmol1。答案114解析将题给两个热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由3可得：

24、4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)，则有H3H1H2348Jmol1(30Jmol1)114Jmol1。(5)2018全国卷，27(1)节选CH4CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75Jmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394Jmol1C(s)1O2(g)=CO(g)H111Jmol12该催化重整反应的H_Jmol1。答案247解析将题给三个反应依次编号为、：C(s)2H2(g)=CH4(g)C(s)O2(g)=CO2(g)1C(s)2O2(g)=CO(g)1H75Jmol1H394Jm

25、olH111Jmol1根据盖斯定律，由2可得：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247Jmol1。5按要求回答下列问题3(1)2017全国卷，28(3)已知：As(s)2H2(g)2O2(g)=H3AsO4(s)H11H2(g)2O2(g)=H2O(l)H252As(s)2O2(g)=As2O5(s)H3则反应As2O5(s)3H2O(l)=2H3AsO4(s)的H_。(2)2017全国卷，28(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为_、_，制得等量H2所需能量较少的是_。(3)20

26、16全国卷，26(3)2O2(g)N2(g)=N2O4(l)H1N2(g)2H2(g)=N2H4(l)H2O2(g)2H2(g)=2H2O(g)H32N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)H41048.9Jmol1上述反应热效应之间的关系式为H4_，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_。(4)2017海南，14(2)节选已知：2NaOH(s)CO2(g)=Na2CO3(s)H2O(g)H1127.4Jmol1NaOH(s)CO2(g)=NaHCO3(s)H2131.5Jmol1反应2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)H2O(g)CO2(g)的H_Jmol1。答案(

27、1)2H13H2H311(2)H2O(l)=H2(g)2O2(g)H286JmolH2S(g)=H2(g)S(s)H20Jmol1系统()(3)2H2HH1反应放热量大、产生大量的气体32(4)135.6解析(1)令题干中三个热化学方程式分别为：、，由盖斯定律可知23可得所求反应，故H2H13H2H3。(2)令题干中的四个热化学方程式分别为1H2SO4(aq)=SO2(g)H2O(l)2O2(g)H1327Jmol1SO2(g)I2(s)2H2O(l)=2HI(aq)H2SO4(aq)H2151Jmol12HI(aq)=H2(g)I2(s)H3110Jmol1H2S(g)H2SO4(aq)=S

28、(s)SO2(g)2H2O(l)H461Jmol1根据盖斯定律，将可得，系统()中的热化学方程式：2O(l)=H2121231151Jmol1110Jmol1H(g)2O(g)HHHH327Jmol286Jmol1同理，将可得，系统()中的热化学方程式：222341110Jmol161Jmol1(g)S(s)151Jmol20HS(g)=HHHHHJmol1由所得两热化学方程式可知，制得等量H2所需能量较少的是系统()。(3)对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数，利用盖斯定律，故H42H32H2H1；联氨有强还原性，N2O4具有强氧化性，两者混合在一起易

29、自发地发生氧化还原反应，反应放热量大并产生大量的气体，可为火箭提供很大的推进力。(4)2得到：2NaHCO3(s)=NaCO(s)CO(g)HO(g)H(127.42131.5)J2322mol1135.6Jmol1。1已知：H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热(H)分别为285.8Jmol1和726.5Jmol1；33OH(g)1；CHOH(l)=CHH35.2JmolH2O(l)=H2O(g)1H44Jmol。则CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)1H_Jmol。答案51.7解析H2燃烧的热化学方程式为H2(g)1O2(g)=H2O(l)H285.8Jmol123CH3OH

30、燃烧的热化学方程式为：CH3OH(l)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.5Jmol1CH33OH(g)H35.2Jmol1；OH(l)=CHH221。O(l)=HO(g)H44Jmol将得3，得CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)的H51.7Jmol1。2用NaOH溶液吸收热电企业产生的废气时，涉及如下转化，由下图关系可得：H4_。答案H1H2H3解析根据盖斯定律分析，反应的能量变化取决于反应物和生成物，与过程无关，所以根据图分析，有H1H2H3H4，可以计算H4H1H2H3。3CH4催化还原NO、NO2的热化学方程式如下：序号热化学方程式4NO2(g)CH4(

31、g)4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574Jmol4NO(g)CH4(g)2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1160Jmol11则4NO(g)N2(g)2NO2(g)的H_。答案293Jmol1解析根据盖斯定律由1()可得4NO(g)N2(g)2NO2(g)，则H11160J22mol1(574Jmol1)293Jmol1。考点二原电池原理及其应用1图解原电池工作原理2原电池装置图的升级考查说明(1)无论是装置还是装置，电子均不能通过电解质溶液。(2)在装置中，由于不可避免会直接发生nCu2=n2Cu而使化学能转化为热能，所以装置的能量转化率高。(3)盐桥的作用：原电池装置由装置

32、到装置的变化是由盐桥连接两个“半电池装置”，其中盐桥的作用有三种：a.隔绝正负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；b.通过离子的定向移动，构成闭合回路；c.平衡电极区的电荷。(4)离子交换膜作用：由装置到装置的变化是“盐桥”变成“质子交换膜”。离子交换膜是一种选择性透过膜，允许相应离子通过，离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。3陌生原电池装置的知识迁移(1)燃料电池(2)可逆电池角度一燃料电池1(2019全国卷，12)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2/MV在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是()相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能

33、B阴极区，在氢化酶作用下发生反应H22MV2=2H2MVC正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动答案B解析由题图和题意知，电池总反应是3H2N2=2NH3。该合成氨反应在常温下进行，并形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压和催化剂，A项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应MVe=MV2，为负极，不是阴极，B项错误；正极区N2在固氮酶作用通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧下发生还原反应生成NH3，C项正确；电池工作时，H(正极区)迁移，D项正确。2(2012四川理综，11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3

34、CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是()A检测时，电解质溶液中的向负极移动HB若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C电池反应的化学方程式为CH3CH2OHO2=CH3COOHH2O2H2O=4OHD正极上发生的反应为O24e答案C解析解答本题时审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要向正极移动，故A错误；因电解质溶液是酸性的，不可能存在OH，故正极的反应式为O24H4e=2H2O，转移4mol电子时消耗1molO2，则在标准状况下转移0.4mol电子时消耗2.24LO2，故B、D错误；电池反应式即正、负极反应式之和，将两极

35、的反应式相加可知C正确。角度二可逆电池3(2019全国卷，13)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状n(3Dn)可以高效沉积nO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DnNiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为n(s)2NiOOH(s)H2O(l)放电nO(s)2Ni(OH)2(s)。充电下列说法错误的是()A三维多孔海绵状n具有较高的表面积，所沉积的nO分散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)C放电时负极反应为n(s)2OH(aq)2e=nO(s)H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区答案D解析该电池采用的

36、三维多孔海绵状n具有较大的表面积，可以高效沉积nO，且所沉积的nO分散度高，A正确；根据题干中总反应可知该电池充电时，Ni(OH)2在阳极发生氧化反应生成NiOOH，其电极反应式为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)，B正确；放电时n在负极发生氧化反应生成nO，电极反应式为n(s)2OH，(aq)2e=nO(s)H2O(l)C正确；电池放电过程中，OH等阴离子通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。4(2019津，天6)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌碘溴液流电池，其工作原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是()A放电时，a电

37、极反应为I2Br2e=2IBrB放电时，溶液中离子的数目增大C充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02molI被氧化D充电时，a电极接外电负极答案D解析根据电池的工作原理示意图，可知放电时a电极上I2Br转化为Br和I，电极反应为I2Br2e=2IBr，A项正确；放电时正极区I2Br转化为Br和I，负极区n转化为n2，溶液中离子的数目增大，B项正确；充电时b电极发生反应n22e=n，b电极增重0.65g时，转移0.02mole，a电极发生反应2IBr2e=I2Br，根据各电极上转移电子数相同，则有0.02molI被氧化，C项正确；放电时a电极为正极，充电时，a电极为阳极，接外电正极，D

38、项错误。5(2017国卷全，11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16LiS8=8Li2S(28)。下列说法错误的是()A电池工作时，正极可发生反应：262e242LiS2Li=3LiSB电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多答案D解析A项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li移动方向可知，电极a为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生S8Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2

39、的还原反应，正确；B项，电池工作时负极电极方程式为Li，其质e=Li，当外电路中流过0.02mol电子时，负极消耗的Li的物质的量为0.02mol量为0.14g，正确；C项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a的导电能力，正确；电解D项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为8Li2S=16LiS8(28)，故Li2S2的量会越越少，错误。6(2016全国卷，11)锌空气燃料电池可用作电动车动力电，电池的电解质溶液为OH溶液，反应为2nO24OH2H2O=2n(OH)2。下列说法正确的是()4A充电时，电解质溶液中向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为2n4O

40、H2e=n(OH)4D放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)答案C解析A项，充电时，电解质溶液中向阴极移动，错误；B项，放电时总反应方程式为2n2)逐渐增大，错误；C项，O24OH2H2O=2n(OH)4，则充电时电解质溶液中c(OH在碱性环境中负极n失电子生成的n2，将与OH结合生成n(OH)42，正确；D项，O24e，故电路中通过2mol电子，消耗氧气0.5mol，标准状况下的体积为11.2L，错误。角度三储“氢”电池7(2014浙江理综，11)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反

41、应方程式是：Ni(OH)2M=NiOOHMH已知：6NiOOHNH3H2OOH=6Ni(OH)2NO2下列说法正确的是()ANiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为NiOOHHOe=Ni(OH)OH22B充电过程中OH从阳极向阴极迁移C充电过程中阴极的电极反应式：，H2O中的H被M还原H2OMe=MHOHDNiMH电池中可以用OH溶液、氨水等作为电解质溶液答案A解析A项，放电过程中，NiOOH得电子，化合价降低，发生还原反应，正确；B项，充电过程中发生电解反应，OH从阴极向阳极迁移，错误；C项，充电过程中H得电子，进入储氢合金，Ni(OH)2中的2价Ni失电子生成NiOOH，所以H2O的H被

42、2价的Ni还原，错误；D项，NiMH在OH溶液、氨水中会发生氧化还原反应，错误。角度四其他新型电池8(2018全国卷，11)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2(0或1)。下列说法正确的是()放电时，多孔碳材料电极为负极C充电时，电解质溶液中向多孔碳材料区迁移LiD充电时，电池总反应为LiO2=2Li(12)O22x答案D解析由题意知，放电时负极反应为Lie=Li，正极反应为(2)O24Li4e=2LiO(0 x2Li=LiO。充电时的电池总反应与放电22或1)，电池总反应为(12)O222时的电池总反应互为逆反应，故充电时电池总反应为xLi2

43、O2=2Li(1)O2，D项正确；2该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极，A项错误；该电池放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极，B项错误；该电池放电时，电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移，充电时电解质溶液中的Li向锂电极迁移，C项错误。9(2018国卷全，12)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是()A放电时，ClO4向负极移动B充电时释放CO，放电时吸收CO22C放电时，正极反应为2C3CO4e=2CO32D充电时，

44、正极反应为Nae=Na答案D解析根据电池的总反应知，放电时负极反应：4Na4e=4Na正极反应：3CO224e=2CO3C充电时，阴极：4Na4e=4Na阳极：2CO32C4e=3CO2CO2，放电时吸放电时，ClO4向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放收CO2。题组一辨析“介质”书写电极反应式1按要求书写不同“介质”下甲醇燃料电池的电极反应式。(1)酸性介质，如H2SO4溶液：。负极：CH3OH6eH2O=CO26H3正极：O26e6H=3H2O。2(2)碱性介质，如OH溶液：负极：正极：2CH3OH6e8OH=CO36H2O。3。O26e3H2O=6OH2(3)熔融盐介质

45、，如2CO3：3CO32负极：CH3OH6e=4CO22H2O。32正极：O26e3CO2=3CO3。2(4)掺杂Y2O3的rO3固体作电解质，在高温下能传导O2：负极：CH3OH6e3O2=CO22H2O。3。正极：O26e=3O22碱性介质CCO32其余介质CCO2酸性介质HH其余介质HH2O题组二明确“充、放电”书写电极反应式2镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为OH溶液，其充、放电按下式进行：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2。负极：Cd2e2OH=Cd(OH)2。阳极：2Ni(OH)22OH2e=2NiOOH2H2O。题组

46、三识别“交换膜”提取信息，书写电极反应式3如将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。负极：2H2O4e=O24H正极：2CO24H4e=2HCOOH。4液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。负极：N2H44e4OH=N24H2O。正极：O24e2H2O=4OH题组四锂离子电池电极反应式书写5某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1CoO2LiC=LiCoO2C(1)。则：66负极：_，正极：_。答案C6LiC6e=Li

47、LiLi1CoO2e=LiCoO2锂离子电池充放电分析常见的锂离子电极材料正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)LiMPO4(M：Fe等)负极材料：石墨(能吸附锂原子)nC负极反应：LiCne=Li正极反应：Li1MO2Lie=LiMO2总反应：Li1MO2LiCnnCLiMO2。题组五可逆反应电极反应式书写6控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。回答下列问题：(1)反应开始时，负极为_(填“甲”或“乙”)中的石墨，电极反应式为_。(2)电流表读数为_时，反应达到化学平衡状态。(3)当达到化学平衡状态时，在甲中加入

48、FeCl2固体，此时负极为_(填“甲”或“乙”)中的石墨，电极反应式为_。答案(1)乙2I2e=I2(2)零(3)甲2Fe22e=2Fe3考点三电解池原理及其应用1图解电解池工作原理(阳极为惰性电极)2正确判断电极产物(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe2，而不是Fe3)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2IBrClOH(水)。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2n2H(水)。3对比掌握电解规律(阳极为惰性电极)电解类型电解质实例溶液复

49、原物质电解水NaOH、H2SO4或Na2SO4水电解电解质HCl或CuCl2原电解质放氢生碱型NaClHCl气体放氧生酸型CuSO4或AgNO3CuO或Ag2O注意电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。4正误判断，下列说法正确的打“”，错误的打“”(1)电解质溶液导电发生化学变化()(2)电解精炼铜和电镀铜，电解液的浓度均会发生很大的变化()(3)电解饱和食盐水，在阳极区

50、得到NaOH溶液()(4)工业上可用电解MgCl2溶液、AlCl3溶液的方法制备Mg和Al()(5)电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料()(6)用惰性电极电解CuSO4溶液，若加入0.1molCu(OH)2固体可使电解质溶液复原，则整个电路中转移电子数为0.4NA()5陌生电解池装置图的知识迁移(1)电解池(2)金属腐蚀角度一电解原理的应用12019国卷全，27(4)环戊二烯可用于制备二茂铁Fe(C5H5)2，结构简式为，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极

51、为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_。答案Fe电极Fe2H2或Fe2C5H6=Fe(C5H5)2H2水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成，进一步与2反应生成Fe(OH)2OHFe解析结合图示电解原理可知，Fe电极发生氧化反应，为阳极；在阴极上有H2生成，故电解时的总反应为Fe2H2或Fe2C5H6=Fe(C5H5)2H2。结合相关反应可知，电解制备需在无水条件下进行，否则水会阻碍中间产物Na的生成，水电解生成OH，OH会进一步与Fe2反应生成Fe(OH)2，从而阻碍二茂铁的生成。22019全国卷，28(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料

52、设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示：负极区发生的反应有_(写反应方程式)。电路中转移1mol电子，需消耗氧气_L(标准状况)。答案Fe3e=Fe2，4Fe2O24H=4Fe32H2O5.6解析负极区发生还原反应Fe3e=Fe2，生成的二价铁又被氧气氧化成三价铁，发生反应4Fe2O24H=4Fe32H2O，由反应可知电路中转移4mol电子消耗1molO2，则转移1mol电子消耗氧气1mol，其在标准状况下的体积为115.6L。44mol22.4Lmol32019北京，27(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图。通过控制开关连接1或2，可交替得到H2和

53、O2。制H2时，连接_，产生H2的电极反应式是_。改变开关连接方式，可得O2。结合和中电极3的电极反应，说明电极3的作用：_。制H2时，电极答案12H2O2e=H22OH3发生反应：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O。制O2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用在阴极得到电子产生H2，根据题图可知电极解析电解碱性电解液时，H2O电离出的H1与电池负极连接，为阴极，所以制H2时，连接1，产生H2的电极反应式为2H2O2e=H22OH。制备O2时碱性电解液中的OH失去电子生成O2，连接2，O2在电极2上产生。连接1时，电极3为电解池的阳极，Ni(OH)2失去电子生成NiOOH，电极反应

54、式为Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O，连接2时，电极3为电解池的阴极，电极反应式为NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH，使电极3得以循环使用。42019江苏，20(2)电解法转化CO2可实现CO2资化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如图。写出阴极CO2还原为HCOO的电极反应式：_。电解一段时间后，阳极区的HCO3溶液浓度降低，其原因是_。答案CO32CO2H2e=HCOO(或CO2HCO32e=HCOO)部分迁移至阴极区阳极产生O2，pH减小，HCO3浓度降低；解析CO2中的C为4价，HCOO中的C为2价，1molCO2转化为HCOO时，得2。阳极上水放电，生成O2mole和

55、H，H会与HCO3反应使HCO3减少，由电荷平衡可知，会移向阴极区，所以HCO3溶液浓度降低。52016天津理综，10(5)化工生产的副产氢也是氢气的。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，电解21所示。装置通电后，同时获得氢气：Fe2H2O2OH=FeO43H2，工作原理如图铁电极附近生成紫红色FeO42，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。电解一段时间后，c(OH)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因：_。c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变

56、化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_。答案阳极室防止Na2FeO4与H2反应使产率降低M点：c(OH)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢或N点：c(OH)过高，铁电极上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4产率降低解析根据题意，镍电极有气泡产生是得电子生成H2，发生还原反应，则铁电极上OHH被消耗且无补充，溶液中的OH减少，因此电解一段时间后，c(OH)降低的区域在阳极室。H2具有还原性，根据题意：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。因此，电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低。根据题意NaFeO

57、只在强碱性条件下稳定，在M点：c(OHFeO稳定性差，且反应慢；在N)低，Na2244点：c(OH)过高，铁电极上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4产率降低。角度二电化学学科交叉计算62015国卷全，26(1)(2)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、nCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。(1)该电池的正极反应式为_；电池反应的离子方程式为_。(2)维持电流强度为0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌_g。(已知F96500Cmol1)答案(1)MnO2He=MnOOH2MnO22n2H=2MnOOHn可写为n

58、(NH3322可写为NH注：式中n2)42等，H4(2)0.05、n(NH)Cl角度三腐蚀类型与防护方法7(2019江苏，10)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是()A铁被氧化的电极反应式为Fe3e=Fe3B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C活性炭的存在会加速铁的腐蚀D以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀答案C解析A项，铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池，铁作负极，铁失去电子生成Fe2，电极反应式为Fe2e=Fe2，错误；B项，铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外，还可转化为热能等，错误；C项，构成原

59、电池后，铁腐蚀的速率变快，正确；D项，用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，空气中的O2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。8(2017国卷全，11)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整答案C解析钢管桩接电的负极，高硅铸铁接电的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A

60、、B正确；C项，题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，错误。题组一电解池电极反应式书写集训(一)基本电极反应式的书写1按要求书写电极反应式(1)用惰性电极电解NaCl溶液：阳极：2Cl2e=Cl2。阴极：2H2e=H2。(2)用惰性电极电解CuSO4溶液：阳极：4OH4e=2H2OO2(或2H2O4e=O24H)。阴极：2Cu24e=2Cu。(3)铁作阳极，石墨作阴极电解NaOH溶液：阳极：Fe2e2OH=Fe(OH)2。阴极：2H2O2e=H22OH(4)用惰性电极电解熔融MgCl2：阳极：2Cl2e=Cl2。阴极：Mg22e=Mg。(二)提取“信息”书写电极反应式2按要求书写电极反应式