高中化学高考二轮复习 上篇第58讲

第5讲化学反应与能量[最新考纲]1．能说明化学反应中能量转化的主要原因，知道化学变化中常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化及其应用。了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)等概念。3.能正确书写热化学方程式，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。常考点一正确理解反应热准确判断吸热与放热[知识特训]1．通过判断理解反应热的相关概念(1)所有的燃烧反应都是放热反应，所以不需要加热就能进行(×)(2)反应物的总能量低于生成物的总能量时，一定不能发生反应(×)(3)物理变化过程中，也可能有热量的变化(√)(4)C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定(√)(5)一个反应的焓变因反应物的用量和反应条件的改变而发生改变(×)(6)催化剂能改变反应的焓变(×)(7)已知S(l)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1，则S(s)＋O2(g)=SO2(g)反应放出的热量大于kJ·mol－1(×)(8)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，在光照和点燃条件下的ΔH不同(×)2．化学键与反应过程的关系下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质H2(g)O2(g)H2O(g)能量436496926(1)反应2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)是放热(填“吸热”或“放热”)反应，这说明2molH2(g)和1molO2(g)具有的能量比2molH2O(g)具有的能量高(填“高”或“低”)。(2)请用图示表示出2molH2(g)与1molO2(g)生成2molH2O(g)的反应过程：答案或[精华聚焦]1．三个角度理解产生化学反应热效应的原因(1)从宏观角度分析：ΔH＝H1生成物的总能量－H2反应物的总能量(2)从微观角度分析：ΔH＝E1反应物的键能总和－E2生成物的键能总和(3)从活化能角度分析：ΔH＝E1正反应活化能－E2逆反应活化能2．两种重要反应热的比较燃烧热中和热相同点放热反应ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)不同点限定量可燃物为1mol生成物H2O为1mol反应热的意义在25℃、101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；不同的反应物，燃烧热不同。在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)时所释放的热量；不同的强酸和强碱稀溶液反应，中和热大致相同。[重温真题]1．(2023·北京理综，9)最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是()A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程解析A项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ和状态Ⅲ知，CO和O生成CO2是放热反应，错误；B项，由状态Ⅱ知，在CO与O生成CO2的过程中CO没有断键形成C和O，错误；C项，由状态Ⅲ及CO2的结构式COO知，CO2分子中存在碳氧极性共价键，正确；D项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ(CO和O)和状态Ⅲ(CO2)分析，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O原子反应生成CO2的过程，错误。答案C2．(2023·江苏，4)某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是()A．该反应为放热反应B．催化剂能改变该反应的焓变C．催化剂能降低该反应的活化能D．逆反应的活化能大于正反应的活化能解析由图像可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，所以正反应是吸热反应，A不正确；由图示可得，催化剂可以降低反应所需的活化能，但是不改变E1－E2的值，即不改变反应的焓变ΔH，B不正确，C正确；由题中所给结合图像可知E1＞E2，即正反应的活化能大于逆反应的活化能。答案C3．(1)[2023·课标全国Ⅰ，28(3)]已知反应2HI(g)=H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11kJ·mol－1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ。(2)[2023·海南化学，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ΔH＝kJ·mol－1。(3)[2023·浙江理综，28(1)]已知：乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：化学键C—HC—CC=CH—H键能/kJ·mol－1412348612436计算上述反应的ΔH＝kJ·mol－1。(4)[2023·山东理综，33(4)节选]F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)=2ClF3(g)ΔH＝－313kJ·mol－1，F—F键的键能为159kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为242kJ·mol－1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为kJ·mol－1。解析(1)形成1molH2(g)和1molI2(g)共放出436kJ＋151kJ＝587kJ能量，设断裂2molHI(g)中化学键吸收2akJ能量，则有2a－587＝11，得a＝299kJ。[另解：ΔH＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11kJ·mol－1＋436kJ·mol－1＋151kJ·mol－1＝598kJ·mol－1，则E(H—I)＝299kJ·mol－1]。(2)根据题给的能量变化图像可知，由N2O与NO反应生成氮气和二氧化氮的反应热为(209－348)kJ·mol－1＝－139kJ·mol－1。(3)设“”部分的化学键键能为akJ·mol－1，则ΔH＝(a＋348＋412×5)kJ·mol－1－(a＋612＋412×3＋436)kJ·mol－1＝124kJ·mol－1。(4)根据ΔH与键能的关系可得：242kJ·mol－1＋159kJ·mol－1×3－ECl－F×6＝－313kJ·mol－1，解得Cl－F键的平均键能为ECl－F＝172kJ·mol－1。答案(1)299(2)－139(3)124(4)172感悟高考1．题型：选择题(主)填空题(次)2．考向：常以具体的事实为背景进行设计题目，突出对概念的理解和应用，以图表为背景，考查化学反应中能量变化，以及涉及到键能的简单计算逐渐成为高考出题新热点。3．注意点：①吸、放热与引发反应的条件无关；②图像题中注意催化剂对反应过程中能量变化的影响。[最新模拟]题组反应过程中能量变化分析与判断1．(2023·南京盐城三调)某反应由两步反应ABC构成，它的反应能量曲线如右图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是()A．两步反应均为吸热反应B．稳定性：C>A>BC．加入催化剂会改变反应的焓变D．AC反应的ΔH＝E1－E4解析A比B能量低，故A→B为吸热反应，B比C能量高，故B→C为放热反应，A错误；能量越高，稳定性越差，故稳定性：C>A>B，B正确；加入催化剂只能加快反应速率，不能改变反应的焓变，C错误；A→C的焓变应是A与C之间的能量差，D错误。答案B2．如图所示，a曲线是198K、101kPa时N2与H2反应过程中能量变化的曲线，下列叙述正确的是()A．该反应的热化学方程式为N2＋3H22NH3ΔH＝－92kJ·mol－1B．b曲线是升高温度时的能量变化曲线C．加入催化剂，该化学反应的反应热改变D．在198K、101kPa时，向恒容容器中通入1molN2和3molH2反应后放出的热量为Q1kJ，若通入2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ，则184>Q2>2Q1解析A项，书写热化学方程式时，要标出各物质的聚集状态，错误；B项，由图可知b曲线中活化能降低，应是加入催化剂，升高温度不能改变活化能，错误；C项，加入催化剂，反应的反应热不变，错误；D项，题图表示的是1molN2和3molH2完全反应时的反应热，实际上N2和H2的反应是可逆反应，该条件下放出的热量小于92kJ，而2molN2和6molH2在该条件下放出的热量小于184kJ，增大反应物浓度，平衡正向移动，则Q2>2Q1，故有184>Q2>2Q1，正确。答案D3．根据如图所示的反应判断，下列说法中错误的是()A．CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量B．该反应的焓变大于零C．该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量D．由该反应可推出凡是需要加热才能发生的反应均为吸热反应解析碳酸钙受热分解的反应是吸热反应，焓变大于零，故CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量，A、B项说法正确；在CaCO3中，Ca2＋和COeq\o\al(2－,3)之间存在离子键，COeq\o\al(2－,3)中C与O之间存在共价键，故反应中有离子键断裂也有共价键断裂，旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成放出能量，C项说法正确；需要加热才能发生的反应不一定为吸热反应，如碳的燃烧需要加热，但该反应是放热反应，D项说法错误。答案D常考点二盖斯定律与热化学方程式的书写[知识特训]依据事实，写出下列反应的热化学方程式(1)适量的N2和O2完全反应，每生成23gNO2吸收kJ热量。N2与O2反应的热化学方程式为。(2)18g葡萄糖与适量O2反应，生成CO2和液态水，放出kJ热量。葡萄糖燃烧的热化学方程式为。(3)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2gSiH4自燃放出热量kJ。SiH4自燃的热化学方程式为。(4)下图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：。(5)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－867kJ·mol－1①2NO2(g)N2O4(g)ΔH2＝－kJ·mol－1②写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式。解析(1)23gNO2的物质的量为mol，则生成2molNO2吸收的热量为kJ。吸热反应ΔH为正值，故反应的热化学方程式为N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1。(2)18g葡萄糖的物质的量为mol，故1mol葡萄糖燃烧生成CO2和液态水放出2804kJ的热量，反应的热化学方程式为C6H12O6(s)＋6O2(g)=6H2O(l)＋6CO2(g)ΔH＝－2804kJ·mol－1。(3)2gSiH4自燃放出热量kJ，1molSiH4自燃放出热量1kJ，故热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1kJ·mol－1。(4)由图可知放出能量：ΔH＝368kJ·mol－1－134kJ·mol－1＝234kJ·mol－1。(5)用①式－②式即可得目标热方程式。答案(1)N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1(2)C6H12O6(s)＋6O2(g)=6H2O(l)＋6CO2(g)ΔH＝－2804kJ·mol－1(3)SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1kJ·mol－1(4)NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(5)CH4(g)＋N2O4(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－kJ·mol－1[精华聚焦]1．热化学方程式书写的“七大”角度(1)注意ΔH的符号和单位若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位为kJ·mol－1。(2)注意反应热的测定条件书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件(温度、压强)，但绝大多数ΔH是在25℃、101325Pa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的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。(4)注意物质的聚集状态反应物和产物的聚集状态不同，反应热ΔH不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”以及“点燃”、“加热”等条件。(5)注意ΔH的数值与符号由于ΔH与反应完成的物质的量有关，所以ΔH必须与热化学方程式中化学式前面的化学计量数相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。互为逆反应的反应热数值相等，但符号相反。(6)注意燃烧热和中和热(7)可逆反应的反应热对于可逆反应的反应热(ΔH)是指完全反应时的反应热。2．盖斯定律应用的“三步”分析法第一步：分析目标反应和已知反应，明确目标反应的反应物和生成物以及需要约掉的物质。第二步：将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该反应物或生成物的化学计量数一致，热化学方程式中的ΔH也进行相应的换算；同时约掉目标反应中没有的物质。第三步：将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的ΔH也进行叠加。以上可概括为找目标→看来源→变方向→调系数→相叠加→得答案。[重温真题]1．(2023·江苏，3)下列说法正确的是()A．分子式为C2H6O的有机化合物性质相同B．相同条件下，等质量的碳按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b放出更多热能途径a：Ceq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(高温))CO＋H2eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(燃烧))CO2＋H2O途径b：Ceq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(燃烧))CO2C．在氧化还原反应中，还原剂失去电子的总数等于氧化剂得到电子的总数D．通过化学变化可以直接将水转变为汽油解析A项，分子式为C2H6O的有机物可能是乙醇CH3CH2OH或甲醚CH3OCH3，二者性质不同，错误；B项，两者虽然转化途径不同，但都是由C最终生成CO2，根据盖斯定律可知，放出热量相同，错误；C项，氧化还原反应中得失电子守恒，正确；D项，水由H、O两种元素组成，汽油主要是由烃类组成的混合物，由C、H两种元素组成，根据原子守恒可知无法通过化学变化实现由水到汽油的转化，错误。答案C2．(2023·江苏，10)已知：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH22CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH34Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH43CO(g)＋Fe2O3(s)=3CO2(g)＋2Fe(s)ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A．ΔH1＞0，ΔH3＜0 B．ΔH2＞0，ΔH4＞0C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5解析设题中反应由上到下分别为①、②、③、④、⑤，反应①为碳的燃烧，是放热反应，ΔH1<0，反应②为吸热反应，ΔH2>0，反应③为CO的燃烧，是放热反应，ΔH3<0，反应④为铁的氧化反应(化合反应)，是放热反应，ΔH4<0，A、B错误；C项，由于反应①＝反应②＋反应③，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，正确；D项，反应③＝(反应④＋反应⑤×2)/3，所以ΔH3＝eq\f(ΔH4＋ΔH5×2,3)，错误。答案C3．(1)[2023·江苏化学，20(1)]烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：NO(g)＋O3(g)=NO2(g)＋O2(g)ΔH＝－kJ·mol－1NO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=NO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1SO2(g)＋O3(g)=SO3(g)＋O2(g)ΔH＝－kJ·mol－1反应3NO(g)＋O3(g)=3NO2(g)的ΔH＝kJ·mol－1。(2)[2023·江苏，20(1)]白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH1＝＋3kJ·mol－1CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s)ΔH2＝－kJ·mol－12Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)=6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH3则ΔH3＝kJ·mol－1。(3)[2023·江苏，20(1)]真空碳热还原－氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－13AlCl(g)=2Al(l)＋AlCl3(g)ΔH＝bkJ·mol－1反应Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)的ΔH＝kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。(4)[2023·江苏，20(1)]已知：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH＝kJ·mol－1CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝kJ·mol－1以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。(5)[2023·江苏，17(2)]方法Ⅱ中主要发生了下列反应：①2CO(g)＋SO2(g)=S(g)＋2CO2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1②2H2(g)＋SO2(g)=S(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋kJ·mol－1③2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－kJ·mol－1S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)的热化学方程式可表示为。解析(1)对所给的三个热化学方程式由上到下依次标记为①、②、③，由反应①和②可知O2是中间产物，①＋②×2消去O2，可得目标反应的ΔH＝－kJ·mol－1＋(－kJ·mol－1)×2＝－kJ·mol－1。(2)由盖斯定律，目标反应可由反应①＋反应②×6，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2×6＝＋2kJ·mol－1。(3)由盖斯定律可得两反应相加即可得目标反应，所以目标反应的反应热即为(a＋b)kJ·mol－1。(4)根据盖斯定律，由第一个热化学方程式扩大两倍再减去第二个热化学方程式即得。(5)根据盖斯定律，S(s)＋O2(g)=SO2(g)由“反应③－反应①”(或反应④－反应②)而来，所以ΔH＝－－＝－(kJ·mol－1)或ΔH＝－－＝－(kJ·mol－1)。答案(1)－(2)2(3)a＋b(4)CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝kJ·mol－1(5)S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1感悟高考1．题型：选择题(次)填空题(主)2．考向：考查方式多为根据已知热化学方程式书写待求反应的热化学方程式或直接计算其反应热，难度不大，是近几年高考热点。3．注意点：①比较反应热大小时，应注意其正负值；②灵活运用“叠加法”。[最新模拟]1．(2023·苏锡常镇二调)已知：CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH1；C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2；CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH3；CuO(s)＋CO(g)=Cu(s)＋CO2(g)ΔH4；2CuO(s)＋C(s)=2Cu(s)＋CO2(g)ΔH5。下列关于上述反应焓变的判断不正确的是()A．ΔH1＞0 B．ΔH2＞0C．ΔH2＜ΔH3 D．ΔH5＝2ΔH4＋ΔH1解析前两个反应均为吸热反应，所以ΔH1、ΔH2均大于0，A、B正确；第3个反应为ΔH3＝ΔH2－ΔH1，ΔH2＝ΔH3＋ΔH1，由前分析ΔH1、ΔH2均大于0，所以ΔH2>ΔH3，错误；根据盖斯定律，第5个反应为ΔH5＝2ΔH4＋ΔH1，正确。答案C2．已知下列反应：反应序号化学反应反应热①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH1＝－kJ·mol－1②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH2＝－kJ·mol－1③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH3＝－kJ·mol－1④FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH4则反应④的ΔH4为()A．＋kJ·mol－1 B．－kJ·mol－1C．＋kJ·mol－1 D．－kJ·mol－1解析反应④中不存在Fe2O3(s)和Fe3O4(s)，因此利用反应①②③时必须消掉这两种物质，根据盖斯定律，将(①×3－②－③×2)/6得：FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)，则ΔH4＝(ΔH1×3－ΔH2－ΔH3×2)/6≈＋kJ·mol－1。答案A3．(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。①1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g)ΔH1＝－kJ·mol－1②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH2＝＋kJ·mol－1③CO(g)1/2C(s)＋1/2CO2(g)ΔH3＝－kJ·mol－1反应2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝(用ΔH1、ΔH2和ΔH3)表示。(2)为减少SO2的排放，常采取的措施有：将煤转化为清洁气体燃料。已知：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－kJ·mol－1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－kJ·mol－1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：。(3)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH1＝－197kJ/mol；H2O(g)=H2O(l)ΔH2＝－44kJ/mol；2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)ΔH3＝－545kJ/mol。则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是。解析(1)根据盖斯定律，可知①×4＋②＋③×2得ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。(2)由盖斯定律下式减去上式可得：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1。(3)根据盖斯定律，得出SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l)ΔH4只须按下式进行即可：ΔH＝eq\f(1,2)(ΔH3－ΔH1－2ΔH2)＝－130kJ/mol热化学方程式应为：SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l)ΔH＝－130kJ/mol答案(1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3(2)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1(3)SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l)ΔH＝－130kJ/mol

能力提升训练1．下列有关能量转化的说法正确的是()A．动物体内的葡萄糖被氧化为CO2的过程是热能转化为化学能的过程B．植物的光合作用是把太阳能转化为热能的过程C．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能D．电解饱和食盐水是把化学能转化为电能解析A项，动物体内的葡萄糖被氧化为CO2的过程是化学能转化为热能的过程；B项，植物的光合作用是把太阳能转化为化学能；C项，大部分燃料燃烧放出的热量来源于太阳能；D项，电解饱和食盐水是把电能转化为化学能。答案C2．H2与O2发生反应的过程用模型图示如下(“－”表示化学键)，下列说法不正确的是()A．过程Ⅰ是吸热过程B．过程Ⅲ一定是放热过程C．该反应过程所有旧化学键都断裂，且形成了新化学键D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行解析过程Ⅰ是旧化学键断裂的过程，为吸热过程，而过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，由图示转化过程知C项叙述符合图示，故A、B、C项均正确；该反应可通过燃料电池实现化学能到电能的转化，D项错误。答案D3．氯原子对O3的分解有催化作用：O3(g)＋Cl(g)=ClO(g)＋O2(g)ΔH1①ClO(g)＋O(g)=Cl(g)＋O2(g)ΔH2②该反应的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是()A．反应O3(g)＋O(g)=2O2(g)的ΔH＝E1－E2B．反应O3(g)＋O(g)=2O2(g)的ΔH＝E2－E3C．反应O3(g)＋O(g)=2O2(g)是吸热反应D．反应O3(g)＋O(g)=2O2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2解析将①式O3(g)＋Cl(g)=ClO(g)＋O2(g)ΔH1与②式ClO(g)＋O(g)=Cl(g)＋O2(g)ΔH2相加，整理可得：反应O3(g)＋O(g)=2O2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2。由于反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应O3(g)＋O(g)=2O2(g)为放热反应。因此正确选项为D。答案D4．根据表中的信息判断下列说法正确的是()物质金刚石石墨外观无色，透明固体灰黑，不透明固体熔点？？燃烧热/kJ·mol－1A.表示石墨燃烧热的热化学方程式为C(石墨，s)＋1/2O2(g)=CO(g)ΔH＝－kJ·mol－1B．由表中信息知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH＝＋kJ·mol－1C．由表中信息可得如图所示的图像D．由表中信息可推知相同条件下金刚石的熔点高于石墨的熔点解析根据燃烧热的定义知C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1，C(金刚石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1，选项A错误；由石墨和金刚石燃烧热的热化学方程式可知选项B正确；选项C，kJ·mol－1表示金刚石和石墨之间的能量差，而不是金刚石转化为石墨的反应过程中中间产物与石墨的能量差，选项C错误；等物质的量的石墨比金刚石的能量低，能量越低越稳定，因此石墨中碳碳键的键能应大于金刚石中碳碳键的键能，所以石墨的熔点应高于金刚石的熔点，选项D错误。答案B5．(2023·上海化学，8)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是()A．加入催化剂，减小了反应的热效应B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2→H2O＋O2＋QD．反应物的总能量高于生成物的总能量解析由图像可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放出热量，可写出H2O2分解的热化学方程式：H2O2(l)→H2O(l)＋eq\f(1,2)O2(g)＋Q，D正确，C错误；加入催化剂，能加快反应速率，对化学平衡移动无影响，因此反应的热效应和H2O2的平衡转化率无变化，A、B错误。答案D6．已知热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1＝－kJ·mol－1。则对于热化学方程式：2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH2＝bkJ·mol－1的说法正确的是()A．热化学方程式中H2O前面的“2”表示“每2个气态水分子分解，就有bkJ·mol－1的热量变化”B．b＝＋C．|ΔH2|>|ΔH1|D．|ΔH2|<|ΔH1|解析热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，而非物质的分子个数，A项错误；反应2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH2＝bkJ·mol－1是反应2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1＝－kJ·mol－1的逆过程，所以ΔH2＝＋kJ·mol－1，即b＝＋，B正确；同时可以判断，两个反应的焓变的绝对值是相等的，C、D错误。答案B7．(2023·无锡期末)下列叙述正确的是()A．等物质的量的硫蒸气和硫粉分别完全燃烧，后者放出热量多B．稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1，若将含molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于kJC．C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH＝＋kJ·mol－1，则说明金刚石比石墨稳定D．反应2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在298K时能自发进行，则它的ΔH>0，ΔS>0解析硫粉变为硫蒸气需吸热，故等量硫粉燃烧比硫蒸气放热少，A错误；浓硫酸溶于水时也会放热，B正确；吸热反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量，即石墨能量低，能量越低越稳定，C错误；由反应的化学方程式可判断ΔS<0，若能自发进行，则必有ΔH<0，D错误。答案B8．(2023·南通一调)已知：①CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1；②C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2；③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH3；④2CO2(g)＋4H2(g)=CH3COOH(l)＋2H2O(l)ΔH4；⑤2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)ΔH5。下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A．ΔH1>0，ΔH2<0 B．ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1C．ΔH3>0，ΔH5<0 D．ΔH4＝ΔH1－2ΔH3解析乙酸燃烧是放热反应，即ΔH1<0，A错误；根据盖斯定律，反应⑤可由反应2×②＋③－①得到，B正确；氢气燃烧放热，即ΔH3<0，C错误；根据盖斯定律，反应④可由反应2×③－①得到，D错误。答案B9．一定温度和压强条件下，已知下列三个热化学方程式：①2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH1＝－566kJ·mol－1②N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH2＝＋180kJ·mol－1③2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH3＝akJ·mol－1下列叙述正确的是()A．反应①和反应②转移相同的电子数时，放出的热量之比为283∶90B．反应②在高温和闪电两个条件下的反应热不同C．反应③的a＝－746D．反应③的热量变化为akJ时，CO的转化率为100%解析尽管反应①和反应②转移相同的电子数时，热量变化量之比为283∶90，但反应①放出热量，反应②吸收热量，A项错误；一个化学反应的反应热与反应条件无关，B项错误；根据盖斯定律，③＝①－②，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－566kJ·mol－1－180kJ·mol－1＝－746kJ·mol－1，C项正确；反应③为可逆反应，CO的转化率不可能是100%，D项错误。答案C10．下列说法正确的是()A．右图可表示水分解过程中的能量变化B．已知氯气、溴蒸气分别与氢气反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH1；H2(g)＋Br2(g)=2HBr(g)ΔH2，则ΔH1>ΔH2C．需要加热的反应一定是吸热反应，常温下能发生的反应一定是放热反应D．已知：①反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－akJ·mol－1②，且a、b、c均大于零，则断开1molH—Cl键所需的能量为(a＋b＋c)kJ解析A项，水分解是吸热反应，生成物总能量大于反应物总能量，使用催化剂会降低活化能，正确；B项，Cl2的氧化性强于Br2的，1molCl2(g)与氢气反应放出的热量多于1molBr2(g)与氢气反应放出的热量，ΔH小于零，则放热越多，ΔH越小，错误；C项，反应是否需要加热与吸热、放热反应无关，如金属的燃烧多数需要加热，但为放热反应，错误；D项，设所需能量为xkJ，由键能与ΔH的关系可得：(b＋c－2x)＝－a，解得x＝eq\f(a＋b＋c,2)，即断开1molH—Cl键所需的能量为eq\f(a＋b＋c,2)kJ，错误。答案A11．已知；Si—Cl键、H—H键、H—Cl键、Si—Si键的键能分别为akJ·mol－1、bkJ·mol－1、ckJ·mol－1、dkJ·mol－1，1mol硅晶体含2molSi—Si键。工业上，提纯硅的热化学方程式是SiCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)ΔH。根据上述数据，ΔH为()A．(4a＋2b－4c－d)kJ·mol－1B．(4a＋2b－4c－2d)kJ·mol－1C．(2d＋4c－4a－2b)kJ·mol－1D．(4a＋b－4c－d)kJ·mol－1解析根据键能和反应热的关系知，反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差，C项错误；根据题意知，1mol硅含2molSi—Si键，A、D项错误；1mol四氯化硅含4molSi—Cl键、1mol氢气含1molH—H键、1mol氯化氢含1molH—Cl键，B项正确。答案B12．常温下，mol·L－1MOH溶液的pH为10。已知：2MOH(aq)＋H2SO4(aq)=M2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH1＝－kJ·mol－1；H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH2＝－kJ·mol－1。则MOH在水溶液中电离的ΔH为()A．＋kJ·mol－1 B．＋kJ·mol－1C．－kJ·mol－1 D．－kJ·mol－1解析根据题中mol/LMOH溶液的pH＝10，知MOH为弱碱，MOH溶液与硫酸的中和反应可以看做两个过程：MOH(aq)M＋(aq)＋OH－(aq)ΔH、H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH2，根据盖斯定律知ΔH1＝2(ΔH＋ΔH2)，则ΔH＝eq\f(1,2)ΔH1－ΔH2＝(－kJ·mol－1)×eq\f(1,2)－(－kJ·mol－1)＝＋kJ·mol－1，B项正确。答案B13．SiO2广泛存在于自然界中，其在工业生产中有着广泛的用途。(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH1＝＋3kJ·mol－1CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s)ΔH2＝－kJ·mol－12Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)=6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH3则ΔH3＝kJ·mol－1。(2)工业上用石英砂和焦炭可制得粗硅。已知：请将以下反应的热化学方程式补充完整：SiO2(s)＋2C(s)=Si(s)＋2CO(g)ΔH＝。解析(1)根据反应2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH1＝＋3kJ·mol－1①、CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s)ΔH2＝－kJ·mol－1②，运用盖斯定律将①＋②×6得：2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)=6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)，则ΔH3＝＋3kJ·mol－1－kJ·mol－1×6＝＋2kJ·mol－1。(2)由题图可知Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH1＝－kJ·mol－1，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH2＝－kJ·mol－1，根据盖斯定律有：ΔH＝ΔH2－ΔH1＝＋kJ·mol－1。答案(1)＋2(2)＋kJ·mol－114．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。(1)工业上一般采用下列两个反应合成甲醇：反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2①上述反应符合“原子经济”原则的是反应(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。②反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)如表所示：温度250℃300℃350℃K由表中数据判断，ΔH10(填“>”、“<”或“＝”)。③某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后测得c(CO)＝mol·L－1，则CO的转化率为，此时的温度为(从上表中选择)。(2)已知在常温常压下：①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH1＝－1kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH2＝－kJ·mol－1③H2O(g)=H2O(l)ΔH3＝－kJ·mol－1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：。解析(1)①反应Ⅰ的产物只有甲醇，而反应Ⅱ的产物有两种，故反应Ⅰ符合“原子经济”原则。②观察表中数据可得，升温时，K变小，即升温时该反应平衡向逆反应方向移动，说明该反应的逆反应是吸热反应，则正反应为放热反应，即ΔH1<0。③CO的转化率为(2mol－mol·L－1×2L)÷2mol×100%＝80%；此时的化学平衡常数K＝eq\f(c（CH3OH）,c（CO）·c2（H2）)＝eq\f,×≈，故此时的温度为250℃。(2)将三个热化学方程式进行变形：(①－②＋4×③)×eq\f(1,2)，可得甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式，即CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝(ΔH1－ΔH2＋4ΔH3)×eq\f(1,2)＝－kJ·mol－1。答案(1)①Ⅰ②<③80%250℃(2)CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－115．氨在工农业生产中应用广泛。在压强为30MPa时，合成氨时平衡混合气体中NH3的体积分数与温度的关系如表所示：温度/℃200300400500600氨的体积分数/%请回答下列问题：(1)根据表中数据，结合化学平衡移动原理，说明合成氨反应是放热反应的原因：。(2)根据图写出合成氨的热化学方程式是。(3)将1molN2(g)和3molH2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量(填“大于”、“等于”或“小于”)kJ，原因是；若加入催化剂，ΔH(填“变大”、“不变”或“变小”)。(4)已知分别破坏1molN≡N键、1molH－H键时需要吸收的能量为946kJ、436kJ，则破坏1molN—H键需要吸收的能量为kJ。(5)N2H4可视为NH3分子中的H被－NH2取代的产物。发射卫星时以N2H4(g)为燃料、NO2为氧化剂，二者反应生成N2和H2O(g)。已知：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH1＝＋kJ·mol－1N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－534kJ·mol－1则1molN2H4与NO2完全反应的热化学方程式为。解析(1)、(2)见答案。(3)合成氨的热化学方程式表示1mol氮气与3mol氢气完全反应生成2molNH3时放出kJ的热量，而合成氨的反应是可逆反应，1molN2(g)和3molH2(g)不可能完全反应生成2mol的NH3(g)，故测得反应放出的热量小于kJ。(4)设破坏1molN－H键需吸收的能量为xkJ，946＋436×3－6x＝－，x≈391。(5)首先依信息[反应物为N2H4(g)和NO2(g)，生成物为N2(g)和H2O(g)]写出方程式并配平得N2H4(g)＋NO2(g)=eq\f(3,2)N2(g)＋2H2O(g)，依据盖斯定律可得此反应的ΔH＝ΔH2－eq\f(1,2)ΔH1＝－kJ·mol－1。答案(1)温度升高，氨在混合气体中的体积分数减小，平衡向吸热反应方向移动，故正反应是放热反应(2)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－kJ·mol－1(3)小于由于该反应是可逆反应，反应物不能全部转化为生成物不变(4)391(5)N2H4(g)＋NO2(g)=eq\f(3,2)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－kJ·mol－1第6讲电化学基础[最新考纲]1．理解原电池和电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。2.了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。3.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能运用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。常考点一原电池的工作原理及新型化学电源的分析[知识特训]1．下图为两个原电池装置图，由此判断下列说法的正误(1)当两电池转移相同数目电子时，生成和消耗Ni的物质的量相同(√)(2)两装置工作时，盐桥中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动(√)(3)由此可判断能够发生反应2Cr3＋＋3Ni=3Ni2＋＋2Cr和Ni2＋＋Sn=Sn2＋＋Ni(×)(4)由此可判断Cr、Ni、Sn三种金属的还原性强弱顺序为：Cr>Ni>Sn(√)(5)去掉盐桥，电流表指针仍会发生偏转(×)结合以上解题分析总结：(1)结合电极材料，如何确定电池的正负极？提示：一般情况下，活泼性强一极是原电池的负极，另一极为正极。(2)原电池在放电过程中，电池内部阴、阳离子移动的方向是怎样的？提示：在放电过程中，负极失电子，电子通过导线流向正极，电池内部电解质中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，离子移动的结果使电解质溶液整个区域和局部区域都保持电中性。2．写出下列燃料电池装置的总反应方程式和电极反应式①电池总反应为CH4＋2O2=CO2＋2H2O。负极为CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋；正极为2O2＋8e－＋8H＋=4H2O。②电池总反应为CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O。负极为CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O；正极为2O2＋8e－＋4H2O=8OH－。③电池总反应为2CO＋O2=2CO2。负极为2CO－4e－＋2COeq\o\al(2－,3)=4CO2；正极为O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)。④电池总反应为2H2＋O2=2H2O。负极为2H2－4e－＋2O2－=2H2O；正极为O2＋4e－=2O2－。[精华聚焦]1．原电池的结构及工作原理2．一般电极反应式的书写[重温真题]1．(2023·江苏化学，10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()A．反应CH4＋H2Oeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol电子B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－=2H2OC．电池工作时，COeq\o\al(2－,3)向电极B移动D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)解析A项，eq\o(C,\s\up6(－4))H4→eq\o(C,\s\up6(＋2))O，则该反应中每消耗1molCH4转移6mol电子，错误；该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H2参与的电极反应为：H2－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=CO2＋H2O，错误；C项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是正极，错误；D项，B电极即正极上O2参与的电极反应为：O2＋4e－＋CO2=2COeq\o\al(2－,3)，正确。答案D2．(2023·江苏，9)Mg­H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如右。该电池工作时，下列说法正确的是()A．Mg电极是该电池的正极B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应C．石墨电极附近溶液的pH增大D．溶液中Cl－向正极移动解析Mg­H2O2­海水电池，活泼金属(Mg)作负极，发生氧化反应：Mg－2e－=Mg2＋，H2O2在正极(石墨电极)发生还原反应：H2O2＋2e－=2OH－(由于电解质为中性溶液，则生成OH－)，A项、B项错误，C项正确。由于负极阳离子(Mg2＋)增多，则Cl－向负极移动平衡电荷，D错误。答案C3．(1)[2023·江苏，20(3)]铝电池性能优越，AlAgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为。(2)[2023·江苏，18(2)]银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：。解析(1)AlAgO电池中还原剂是铝，氧化剂是AgO，所以发生的电池反应是2Al＋3AgO＋2NaOH=2NaAlO2＋3Ag＋H2O。(2)放电时正极发生还原反应，负极发生氧化反应，反应的化学方程式为：Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O=2K2Zn(OH)4＋2Ag。答案(1)2Al＋3AgO＋2NaOH=2NaAlO2＋3Ag＋H2O(2)Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O=2K2Zn(OH)4＋2Ag感悟高考1．题型：选择题填空题2．考向：以新型化学电源为命题背景考查原电池的结构和工作原理的题型是高考的热点。通常考查的知识点是原电池电极的判断、电极和电池反应式的书写、电子的转移或电流方向的判断、电解质溶液中离子的移动方向及有关简单计算。3．注意点：①根据电性的一致性判断、原电池和电解池中离子的移动方向；②高新充电电池四个电极的关系。[最新模拟]题组1原电池工作原理的分析与判断1．获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解液为AlI3溶液，已知电池总反应为：2Al＋3I2=2AlI3。下列说法不正确的是()A．该电池负极的电极反应式为：Al－3e－=Al3＋B．工作过程中，Al3＋移向正极C．消耗相同质量金属时，用锂作负极时，转移电子的物质的量比铝多D．该电池的正极材料是碘解析由总反应式知A项正确；原电池中阳离子移向正极，B项正确；每转移1mole－，消耗锂、铝的质量分别为7g、9g，C项正确；碘不是导体，不能作电极，D项错误。答案D2．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2=2AgCl。下列说法正确的是()A．正极反应为AgCl＋e－=Ag＋Cl－B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D．当电路中转移mole－时，交换膜左侧溶液中约减少mol离子解析A项，Pt为正极发生还原反应：Cl2＋2e－=2Cl－，错误；B项，放电时，左侧的电极反应式Ag＋Cl－－e－=AgCl↓，有大量白色沉淀生成，错误；C项，由于H＋、Na＋均不参与电极反应，则用NaCl溶液代替盐酸，电池总反应不变，错误；D项，当电路中转移mole－时，左侧产生molAg＋与Cl－结合为AgCl沉淀，右侧产生molCl－，为保持溶液的电中性，左侧约有molH＋通过阳离子交换膜转移到右侧，故左侧溶液中约减少mol离子，正确。答案D题组2高新电池的分析与判断3．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下图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()A．b极发生氧化反应B．a极的反应式：N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2OC．放电时，电流从a极经过负载流向b极D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜解析燃料电池燃料(N2H4)在负极(a极)发生氧化反应：N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O，O2在正极(b极)发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，总反应为N2H4＋O2=N2＋2H2O，A项错误，B项正确；放电时电流由正极流向负极，C项错误；OH－在正极生成，移向负极消耗，所以离子交换膜应让OH－通过，故选用阴离子交换膜，D项错误。答案B4．先进的高能量密度二次电池对下一代电动汽车的发展和可再生能源发电的有效利用具有至关重要的作用。室温Al－Mn2O4二次电池是一种新型电池，由Al3＋、Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)组成的离子液体为该电池的电解液，电池结构如图所示，放电时的总反应式为Al＋Mn2O4=AlMn2O4。下列说法正确的是()A．放电时，负极的电极反应式为AlMn2O4－3e－=Mn2O4＋Al3＋B．放电时，Al3＋向负极移动C．充电时，Mn2O4极与电源的负极相连D．充电时，Al电极质量增加解析首先，根据放电时的总反应式可知，放电时，Al的化合价升高，进而可确定Al电极是该电池的负极；然后，根据二次电池充放电时的特点逐一判断选项。放电时，Al电极是该电池的负极，发生反应：Al－3e－=Al3＋，Al3＋向正极移动，A、B项错误；放电时，Mn2O4极是电源的正极，发生反应：Mn2O4＋Al3＋＋3e－=AlMn2O4，充电时，则由AlMn2O4失电子，Mn2O4极作阳极，与电源的正极相连，C项错误；充电时，Al3＋在Al电极得电子生成Al，Al电极质量增加，D项正确。答案D———————————————[方法技巧]————————————————复杂电极反应式的书写复杂的电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应式如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写：CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O……总反应式2O2＋4H2O＋8e－=8OH－……正极反应式CH4＋10OH－－8e－=7H2O＋COeq\o\al(2－,3)……负极反应式常考点二电解规律及其应用[知识特训]1．填空：掌握电解原理总反应：CuCl2eq\o(=,\s\up7(通电))Cu＋Cl2↑电解池：电能转化为化学能2．判断：掌握电解原理应用(1)电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化(√)(2)电解法精炼铜时，用纯铜作阳极(×)(3)在镀件上镀铜时，电镀液中c(Cu2＋)几乎不变(√)(4)电解法精炼铜时，电解质溶液中各离子浓度基本不变(×)(5)电解饱和食盐水时，电子的流向由负极→外电路→阴极→食盐水溶液→阳极→正极(×)(6)电镀时只能用镀层金属作阴极，镀件金属作阳极(×)(7)工业上可用电解MgCl2、AlCl3溶液的方法制取Mg和Al(×)3．书写：掌握电解池中必考的反应(1)电解饱和食盐水。2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(2)电解硫酸铜溶液。2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4。(3)电解精炼铜。阳极：Zn－2e－=Zn2＋Fe－2e－=Fe2＋Ni－2e－=Ni2＋Cu(粗铜)－2e－=Cu2＋，阴极：Cu2＋＋2e－=Cu(精铜)。(4)电解熔融盐或氧化物的方法冶炼活泼金属Na、Al、Mg等。2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))2Na＋Cl2↑；2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑；MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑。[精华聚焦]1．电解规律(惰性电极)类型溶液实例电极反应特点电解对象电解质溶液浓度pH电解质溶液复原电解水型：(含氧酸、强碱、活泼金属的高价含氧酸盐)NaOH阴极：4H＋＋4e－=2H2↑阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑水增大增大水H2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水电解电解质型：(无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐)HCl阴极：2H＋＋2e－=H2↑阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑电解质减小增大氯化氢CuCl2阴极：Cu2＋＋2e－=Cu阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑电解质减小氯化铜放H2生碱型：(活泼金属的无氧酸盐)NaCl阴极：H＋放电2H＋＋2e－=H2↑阳极：电解质阴离子放电2Cl－－2e－=Cl2↑电解质和水生成新电解质增大氯化氢放O2生酸型：不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阴极：电解质阳离子放电2Cu2＋＋4e－=2Cu阳极：OH－放电4OH－－4e－=2H2O＋O2↑电解质和水生成新电解质减小氧化铜或碳酸铜2.电解质溶液的复原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，即“出来什么，加入什么”，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。[重温真题]1．(2023·四川理综，4)用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2OC．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O解析Cl－在阳极发生氧化反应生成ClO－，水电离出的H＋在阴极发生还原反应生成H2，又由于电解质溶液呈碱性，故A、B、C项正确；D项，溶液呈碱性，离子方程式中不能出现H＋，正确的离子方程式为2CN－＋5ClO－＋H2O=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。答案D2．(1)[2023·江苏，20(1)]将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：图1S2－－2e－=S(n－1)S＋S2－=Seq\o\al(2－,n)①写出电解时阴极的电极反应式：。②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成。(2)[2023·江苏，20(4)]电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图2(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为。图2图3(3)[2023·江苏，17(3)]用惰性电极电解NaHSO3溶液的装置如图3所示。阳极区放出气体的成分为(填化学式)。解析(1)①电解时，阴极溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H＋放电生成H2和OH－。②由题给反应可知，阳极区生成了Seq\o\al(2－,n)，Seq\o\al(2－,n)可以理解为(n－1)S＋S2－，加入稀硫酸生成S单质的同时还有H2S气体生成。(2)产生H2是由溶液中的H＋在阴极放电所得到，则阳极产生的是N2，阳极发生氧化反应，在碱性环境下的电极反应式为：CO(NH2)2＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋6H2O。(3)阴极区H＋放电生成H2，使HSOeq\o\al(－,3)转化为SOeq\o\al(2－,3)；阳极是水中OH－失电子生成O2，剩余H＋；阴离子交换膜使SOeq\o\al(2－,3)(或HSOeq\o\al(－,3))移向阳极，在阳极区与H＋反应生成SO2气体。答案(1)①2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－②Seq\o\al(2－,n)＋2H＋=(n－1)S↓＋H2S↑(2)CO(NH2)2＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋6H2O(3)O2、SO2感悟高考1．题型：选择题填空题2．考向：主要考查角度有：①根据电解现象判据电源正、负极，并进一步考查离子移向，电极反应及简单计算；②根据电源正、负极考查电解相关基础知识；③电解原理在工农业生产中应用(热点)。3．注意点：①分清阴、阳极与电源正、负极关系；②电荷守恒在书写电极反应中的应用。[最新模拟]题组1电解原理的分析与判断1．铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是()A．阳极电极反应式为：2Al－6e－＋6OH－=Al2O3＋3H2OB．随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大C．当阴极生成气体L(标准状况)时，阳极增重gD．电解过程中H＋移向Al电极解析考生在解答本题时，易忽略题中信息，错误书写阳极电极反应式而误选A。A项，电解质溶液为硫酸溶液，反应物中无OH－，错误；B项，电解总反应为：2Al＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))Al2O3＋3H2↑，H2O减少，溶液的pH逐渐减小，错误；C项，阴极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，生成H2的物质的量为L÷L/mol＝mol，则转移电子为2×mol＝mol，阳极反应为：2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋，根据差量法计算得阳极增重g，正确；D项，电解过程中阳离子移向阴极，所以H＋移向石墨电极，错误。答案C2．如图X是直流电源。Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。(1)①电源上b为极(用“正”、“负”、“阴”或“阳”填空)。②Z槽中e为极(同上)。③连接Y、Z槽线路中，电子流动的方向是de(用“→”或“←”填空)。(2)①写出c极上反应的电极反应式：。②写出Y槽中总反应的化学方程式：。③写出Z槽中e极上反应的电极反应式：。解析d极附近显红色，说明d为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，c为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，Y槽电解饱和NaCl溶液的总反应方程式为2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流电源中a为正极，b为负极，Z槽中f为阴极，e为阳极，活性电极作阳极，电极本身失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，电子流动方向由e→d。答案(1)①负②阳③←(2)①2Cl－－2e－=Cl2↑②2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑③Cu－2e－=Cu2＋题组2电解原理的工农业应用3．工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。下列说法中正确的是(