2021届高三化学二轮复习 专题六 化学反应与能量（解析版）

专题六化学反应与能量

考情分析备考定向

备考要点说明核心价值引领

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。了

解能源是人类生存和社会发展

的重要基础。了解化学在解决能

源危机中的重要作用。

2.了解化学能与热能的相互转

化;了解吸热反应、放热反应等

概念;了解婚变。m与反应热的

能源对于国家可持续发展和战略安全至关重要,能源工业在很大程度上依赖

含义。

于化学过程，能源消费的90%以上依靠化学技术。控制低品位燃料燃烧的化学反

3.「解热化学方程式的含义，能应，发展新的能源高效转化技术和洁净能源，不但涉及能源使用效率，更与全球环

正确书写热化学方程式。理解盖境气候变化相关联。如何使我们既能保护环境又能使能源的成本更合理是化学

斯定律，并能运用盖斯定律进行科学面临的重大课题，让我们从学习化学反应与能量的关系、掌握原电池与电解

有关反应焰变的计算。池的发展和应用开始吧。

4.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。了解常见化

学电源的种类及其工作原理。

5.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。

高频考点能力突破

考点一化学能与热能

真题示例

第1页共54页

1.（2020天津化学）理论研究表明，在101kPa和298K下,HCN（g）一HNC（g）异构化反应过程

的能量变化如图所示。下列说法错误的是（）

7

O

F

P

0

遍

3

8

发

奥

A.HCN比HNC稳定

B.该异构化反应的AH=+59.3kJmor1

C.正反应的活化能大于逆反应的活化能

D.使用催化剂，可以改变反应的反应热

2.（2020浙江7月选考）关于下列的判断正确的是（）

C0；(aq)+H+(aq)==HC()3(aq)\H\

C03'(aq)+H20(l)-HC03(aq)+OH(aq)\H2

OH(叫)+H+(aq)=^=H2O⑴A43

OH-(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COO-(aq)+H2O(l)A/74

A.AHi<0A“2<0B.AHI<AH2

C.A/73<0AH4>0D.A”3>A”4

高温

3.（2020江苏化学）反应SiC14（g）+2H2（g）-Si（s）+4HCl（g）可用于纯硅的制备。下列有关该反

应的说法正确的是（）

A,该反应△”>()、AS<0

B•该反应的平衡常数仁嬴黑岛

C.高温下反应每生成1molSi需消耗2x22.4LH2

第2页共54页

D.用E表示键能,该反应AH=4E(Si—C1)+2E(H-H)-4E(H—C1)

4.(2019海南化学)根据图中的能量关系,可求得C—H键的键能为()

C(g)-T--I-4H(g)

1

A从=717kJ•mof'；；AW2=864kJ-mol-

C(s)-i-J2Hz(g)

-

；A//3=-75kJ-mol'

」一CH,(g)

A.414kJ-mol_1B.377kJ-mol-1

C.235kJ-mol-1D.197kJ-mol'1

5.(2019浙江4月选考)MgCCh和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):

AHZ

2+2+2

M(g)+C03(g)^M(g)+0-(g)+C02(g)

UH,UH3

AH

MCO3(S)—*MO(s)+CO2(g)

已知:离子电荷相同时，半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是()

A.AWi(MgCO3)>AWi(CaCO3)>0

B.A7/2(MgCO3)=A//2(CaCO3)>0

C.\H\(CaCO3)-AW,(MgCO3)=Aft(CaO)-AH3(MgO)

D.对于MgCCh和CaCO3,A//i+A//2>Aft

6.(2020高考题组合)(l)(2020山东化学节选)探究CH.QH合成反应化学平衡的影响因素，有利

于提高CH30H的产率。以CO2、比为原料合成CH30H涉及的主要反应如下：

1

I.CO2(g)+3H2(g)-CH3OH(g)+H2O(g)AWI=-49.5kJ-mol-

1

II.CO(g)+2H2(g)-CH3OH(g)△42=-90.4kJ-mol-

II[.CO2(g)+H2(g)-CO(g)+H2O(g)AH3

1

则A43=kJ-moro

(2)(2020全国I节选)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是

锐催化剂

SO2的催化氧化:SO2(g)+#)2(g)--一"803(g)A//=-98kJmol'o回答下列问题：

第3页共54页

钢催化剂参与反应的能量变化如图所示,V?05（s）与S02（g）反应生成VOSO4（s）和V2O4G）的热

化学方程式为。

Iy204（s）4-S03（g）

一¥巨〃2=-24kJ-mor'

V

第+SO3（g）l205（S）+SO2（g）

产一3叫kJ-mol-1

[[“VOSO's）

反应过程

（3）（2020全国n节选）天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烧类，是重要的燃料和化

工原料。

乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6（g）—C2H4（g）+H2（g）AM,相关物质的燃烧热数据如

下表所示：

物质C2H6(g)CH,(g)

燃烧热

-1560-1411-286

△///(kJ-mol-1)

则NH\=kJ-molL

7.（1）（2019全国n节选）环戊二烯（O）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：

O（g）—O

AW|=100.3kJ-mol-1

已知:(g)+H2(g)①

1

H2(g)+l2(g)=2HI(g)A/72=-11.0kJ-mol-②

C7(g)+L(g)—O(g)

对于反应:+2HI(g)③

△”3=kJ-mol-1o

（2）（2019全国m节选）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:

1

CuC12(s)=CuCl(s)+1ci2(g)△，i=83kJ-mol

CuCKs)gO2(g)=CuO(s)+gci2(g)△“2=-2OkJ-mol1

第4页共54页

1

CuO（s）+2HCl（g）=CuCl2（s）+H2O（g）AW3=-121kJ-mol-

则的AH=kJ-mol'o

（3）（2018全国I节选）采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工

业中得到广泛应用•回答下列问题：

已知:①2N2O5（g）-2N2C）4（g）+O2（g）

A"i=44kJ-moH

②2NC）2（g）=N2O4（g）△42=-55.3kJmor1

则反应N2O5（g）—2NO2（g）+102（g）的△"=kJ-mol'„

（4）（2018天津理综节选）CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题:

CO2与CH4经催化重整,制得合成气：

催化剂

>

CH4(g)+CO2(g)'2CO(g)+2H2(g)

已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:

C—C=H—c—

化学键

HOHO(CO)

键能

4137454361075

/(kJmol1)

则该反应的△，=o分别在VL恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加

入CH4和CO2各1mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是—

（填“A”或"B”）。

8.（2019天津理综节选）多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易

过程。

Hsici4|

ait]~-n

丽（鬻?除押注Ts消cb即饕料

T其他I

回答下列问题:

第5页共54页

I.硅粉与HC1在300°C时反应生成1molSiHCb气体和H*放出225kJ热量,该反应的热化

学方程式为。SiHCb的电子式

为。

H.将SiCL,氢化为SiHCb有三种方法,对应的反应依次为：

①SiC14(g)+H2(g)-SiHCb(g)+HCl(g)AWi>0

②3SiC14(g)+2H2(g)+Si(s)=4SiHC13(g)A//2<0

③2SiC14(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)=3SiHCb(g)

△，3

反应③的△%=(用AM表示)。温度升高，反应③的平衡常数K(填“增

大""减小''或"不变”)。

特别提醒反应热计算的常见失误点

(1)根据已知的热化学方程式进行计算时，要清楚已知热化学方程式中各物质化学式前的

化学计量数表示的物质的量与实际参与反应的物质的物质的量之间的比例关系，然后进行计

算。

(2)根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时，要注意断键和成键的总数，

计算时必须是断键和成键时吸收和放出的总能量。

(3)运用盖斯定律进行计算时，在调整方程式时,要注意A”的值也要随之调整。

必备知识

L解答能量变化图像题需要注意的几点

(1)反应热不能取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小，即部分反应物能量

和部分生成物能量的相对大小不能决定反应是吸热还是放热。

(2)注意活化能在图示(如下图)中的意义。

①从反应物至最高点的能量变化(B)表示正反应的活化能。

第6页共54页

②从生成物至最高点的能量变化(反)表示逆反应的活化能。

(3)催化剂只能影响正、逆反应的活化能，而不影响反应的AH。

(4)涉及反应热的有关计算时,要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。

2.书写热化学方程式时的注意事项

(1)注明反应条件:反应热与测定条件(温度、压强等)有关，特定条件下要注明反应时的温

度和压强。绝大多数反应是在25°C、101kPa下进行测定的，可不注明。

(2)注明物质状态:常用s、1、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。

(3)注意符号单位:应包括“+”或数字和单位(kJ-mol-')o

(4)注意守恒关系:①原子守恒和得失电子守恒;②能量守恒(△”与化学计量数相对应)。

(5)区别于普通方程式:不需要标注“点燃”“加热”等。

(6)注意热化学方程式的化学计量数。

(7)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。

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,可以是整数,

也可以是分数。且化学计量数必须与△目相对应,如果化学计量数加倍，则也要加倍。

3.燃烧热和中和热应用中的注意事项

(1)燃烧热是指101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，并不

是1mol可燃物燃烧时放出的热量就是燃烧热。

(2)中和热不是指1mol酸与1mol碱中和时的热效应,而是指强酸和强碱在稀溶液中发生

中和反应生成1mol比0(1)的热效应。弱酸与强碱，强酸与弱碱或弱酸与弱碱反应时，因电离吸

热，放出的热量减少。若用浓硫酸(或NaOH固体)进行反应，因溶解时放热会使放出的热量增

多。

4.盖斯定律的应用

(1)理论依据:反应热只与反应体系的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反

应的途径无关。

(2)计算模式：

第7页共54页

\H=\H\+\H2

(3)主要应用:计算某些难以直接测量的化学反应的反应热。

(4)注意事项:应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途径。

①当反应式乘以或除以某数时,A”也应乘以或除以某数。

②进行热化学方程式加减运算以及比较反应热的大小时,都要带号计算、比较,

即把△〃看作一个整体进行分析判断。

③在设计的反应途径中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固一液一

气变化时，会吸热;反之会放热。

④当设计的反应逆向进行时，注意要进行相应的变化。

5.反应热计算的四种方法

(1)根据燃烧热数据，计算反应放出的热量。

利用公式:。=燃烧热x〃(可燃物的物质的量)

如已知H2的燃烧热AH=-285.8kJ.moH,若比的物质的量为2mol,贝lj2mol氏燃烧放出

的热量为2molx285.8kJ-mol'=571.6kJ。

(2)依据反应物与生成物的总能量计算。

A//=E生成物-E反应物。

(3)根据键能数据(E)计算。

△“=反应物键能总和-生成物键能总和

(4)根据盖斯定律计算反应热。

若一个热化学方程式可由另外几个热化学方程式相加减而得到，则该反应的反应热也可

通过这几个化学反应的反应热相加减而得到。

应考训练

考向1反应热图像分析

1.(2020湖北随州质检改编)某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是()

第8页共54页

A.反应过程b有催化剂参与

B.该反应为吸热反应，热效应等于AH

C.改变催化剂，可改变该反应的反应热

D.有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1+E2

2.(2020安徽安庆高三期末)某反应2A-3B的反应能量变化曲线如图所示，下列有关叙述正

确的是()

A.该反应为吸热反应

B.A比B更稳定

C.加入催化剂会改变反应的焰变

D.整个反应的AH=E「E2

3.(2020广东广深珠三地第一次联考改编)多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程

进行的。我国学者发现T℃时，甲醇(CH3OH)在铜基催化剂上的反应机理如下：

1

反应I:CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)AHi=akJ-mol'

反应II:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)XH*-bkJmol'0>O)

总反应:CH30H(g)+H20(g)-CCh(g)+3H2(g)XH产ckJ-mor1

第9页共54页

CH3OH(g)+H2O(g)CO(g)+2H2(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)

下列有关说法中不正确的是()

A.反应I是吸热反应

B.lmolCH30H(g)和1mol氏0植)的总能量小于1molCCh(g)和3mol&(g)的总能量

C.c>0

D.优良的催化剂可降低反应的活化能，并能减少AH,从而可节约能源

考向2燃烧热与中和热

4.(2020安徽皖江联盟高三联考改编)下列说法或表示法正确的是()

A.CO(g)的燃烧热△H=-283.0kJ-mol",则表示CO(g)的燃烧热的热化学方程式为2co(g)+C>2(g)

^=2C0i(g)A/7=-283,0kJ-mol1

B.含0.5mol草酸的稀溶液和含1mol氢氧化钠的稀溶液混合，放出热量为57.3kJ

C.在稀溶液中:H+(aq)+0H(aq)——H20⑴A//=-57.3若将含0.5molH2SO4的浓硫酸

与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量等于57.3kJ

D.在101kPa时,2g比完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示

为2H2(g)+O2(g)-2H2。⑴A”=-571.6kJ-mol-'

5.(2020安徽安庆高三第一学期期末)(1)实验测得4g甲醇在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气

体和液态水时释放出90.8kJ的热量。试写出甲醇燃烧热的热化学方程

式:。

⑵现已知N2(g)和H2(g)反应生成1molN%(g)过程中能量变化如图所示。根据下列键能数据

计算N—H键键能为kJ-mol1o

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H—

化学键N=N

H

键能

436946

/(kJ-mol1)

（3）用如图所示装置进行中和热测定实验，请回答下列问题：

仪器A的名称为。取50mLHCK0.1moll」）溶液与50mLNaOH（0.1mol.L“）溶液

在小烧杯中进行中和反应,通过实验并计算可得中和热AH=-54.8kJ.mol",上述实验数值与实

际的中和热AH=-57.3kJ-moH有偏差，产生止匕偏差的原因可能是（填字母序号）。

a.实验装置保温、隔热效果差

b.用温度计测定HC1溶液起始温度后直接测定NaOH溶液的温度

c.一次性把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

若用50mL0.1molL-1CH3COOH溶液代替HC1溶液进行上述实验，测得反应前后温度的变

化值会（填“偏大”“偏小”或"不受影响”）。

考向3热化学方程式的书写与正误判断

6.（2020北京高三质量检测改编）以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的

制氢方法，其流程图如下：

第11页共54页

相关反应的热化学方程式如下：

反应I：SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)----2HI(aq)+H2SO4(aq)

AHi=-213kJmol-1

-I

1

反应II:H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+^O2(g)A%=+327kJ-mol-

1

反应HI:2Hl(aq)=H2(g)+k(g)AW3=+172kJ-mol

下列说法不正确的是()

A.该过程实现了太阳能到化学能的转化

B.SCh和L对总反应起到了催化剂的作用

C.总反应的热化学方程式为2H2。⑴——2H2(g)+Ch(g)A4=+286kJ-mol-1

D.该过程降低了水分解制氢反应的活化能，使总反应的不变

7.(2020山东威海一模节选)碘及其化合物在生产、生活和科技等方面都有着重要的应用。回

答下列问题。

已知:①2co(gHCh^—ZCChlg)A//=-l200kJ-mol'1

②5co(g)+l2O5(s)=5CO2(g)+l2(s)A//=-2017kJ-mol-1

③L(s)^=L(g)A//=+36kJ-mol-1

则L(g)与。2反应生成l205(S)的热化学方程式

为o

8.按要求回答下列问题。

(1)已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN三N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、

946kJ,则均与比反应生成NH3的热化学方程式为。

1

(2)已知碳的燃烧热AHi=akJ-mor',S(s)+2K(s)=K2S(s)XH*bkJ-mol-,2K(s)+N2(g)+3O2(g)

—2KNO3(S)AH3=CkJ-mol',MS(S)+2KNO3(S)+3C(S)----K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)

\H=。

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-1

1

⑶已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)AH=-437.3kJ-mol,H2(g)+p2(g)=H2O(g)W85.8

1

,=

kJmol-,CO(g)+^O2(g)=CO2(g)△〃=-283.0kJ.moH,写出煤气化(碳和水蒸气反应生成一

氧化碳和氢气)的热化学方程

式:o计算]0

n?(标准状况)水煤气完全燃烧放出的热量为kJ(结果保留到小数点后一位)。

误区警示热化学方程式正误判断的易错点

[“+、-”卜放热反应人"为，吸热反应AH为

♦

[里位卜单位一定为kJ-mol-1

仃录」用英文字母g、1、s和叫分别表示气态、液态、

匕辞厂固态和溶液

「⑴反应热的数值必须与化学计量数相对应，即

[W]-A”的绝对值与化学计量数成正比

LQ)当反应逆向进行时，A〃的符号做相应改变

国门_热化学方程式不必再注明¥'或3"，也不

<~■J必汉注>明nn反e应击条攵件w

_「⑴燃烧热｛①1mol可燃物

[两天概念卜②CfC02(g),Hf%0(1)

③生成1molHO(1)

L⑵中和热｛2

④强酸与强碱的稀溶液反应

考向4反应热和反应进行的方向判断

9.(2020辽宁葫芦岛协作校二模)下列说法中正确的是()

A.氯酸钾分解是一个嫡增的过程

B.AH>0、AS>0的反应一定可以自发进行

C.电解水产生氢气、氧气的反应具有自发性

D.可逆反应正向进行时，正反应具有自发性,AH一定小于零

10.(2020湖北天门一中月考改编)下列说法中正确的是()

A.SiO2(s)+2CXs)-Si(s)+2C0(g)只能在高温下自发进行，则该反应的AW<0

B.反应3c(s)+CaO(s)==CaC2(s)+CO(g)在常温下不能自发进行,说明该反应的A/7<0

C.反应BaSCU(s)+4C⑸——BaS(s)+4C0(g)在室温下不能自发进行,说明该反应的AH<0

D.常温下，反应2NO(g)+O2(g)-2NO2(g)能够自发进行，则该反应的A77<0

考向5反应热的计算和焰变大小比较

第13页共54页

11.(2020河北衡水中学高三七调)一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量161.9kJ,经测

定完全吸收生成的CO2需消耗5mol-L-1的KOH溶液100mL,恰好生成正盐，则此条件下热化

学方程式:C4Hio(g)岑OMg)-4cO2(g)+5H2O(g)的\H为()

A.+2590.4kJ-mol-1B.-2590.4kJ-mol-1

C.+l295.2kJ-mol-1D.-l295.2kJ-mol1

12.(2020山东临沂质检)2mol金属钠与1mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确

的是()

Atfl

2Na(s)+Cl2(g)»2NaCl(s)

卜HzAH,

2Na(g)+2Cl(g)AW,

卜H,AHs

2Na+(g)+2Cr(g)如2NaCl(g)

hAH\=XHi+XH、+NH4+XHs+XH沫XH]

B.A”4的数值的绝对值和Cl—Cl共价键的键能的数值相等

C.A”7co

D.A“5>0,在相同条件下,2Br(g)的AW5'<AW5

13.(2020湖北武汉重点中学联考节选)氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯

氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一,甲烷和水蒸气

反应的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)-CO2(g)+4H2(g)AH=+165.0kJmol'o

已知反应器中存在如下反应过程:

i

I.CH4(g)+H2O(g)^=CO(g)+3H2(g)△Hi=+206.4kJ-mol"

II.CO(g)+H2O(g)-CO2(g)+H2(g)AW2

H—O—C—C=

化学键

HHH0

键能

436465a1076

E/CkJ-mor1)

根据上述信息计算:。=，△也=

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14.（2020山东烟台一模）硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如下:

已知：

反应I:SO2(g)+l2(g)+2H2O。)-2HI(aq)+H2so4(aq)

A//|=-213kJmol-'

反应II:H2SC)4(aq)^^SC)2(g)+H2O⑴+gc)2(g)A42=+327kJ-mol'1

1

反应m：2Hl(aq)-H2(g)+b(g)AW3=+172kJmol

则反应2H2O(1)—2H2(g)+O2(g)AH=。

考点二原电池原理及应用

真题示例

1.（2020全国III）一种高性能的碱性硼化钮（VB2）-空气电池如图所示,其中在VB2电极发生反

应:VB2+16OH-lle-V0：+2B（OH）4+4H2O。该电池工作时，下列说法错误的是（）

A.负载通过0.04mol电子时，有0.224L（标准状况）。2参与反应

B.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高

C.电池总反应为4VB2+1lCh+20OH-+6H2O=8B（OH）4+4V0：

D.电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极

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2.（2020全国I）科学家近年发明了一种新型Zn-CCh水介质电池。电池示意图如下，电极为金

属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源

问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是（）

A.放电时，负极反应为Zn-2e+4OH—Zn（OH）f

B.放电时,1molCO2转化为HCOOH,转移的电子数为2mol

C.充电时，电池总反应为2Zn（OH）j——2Zn+O2T+4OH+2H2O

D.充电时，正极溶液中OH-浓度升高

=]/密封

工孑不锈钢容器

——.........Na-P-AkCh固体

-------熔融钠

山，——熔融硫（含碳粉）

3.（2020天津化学）熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。右图中的电池反应

放电

为2Na+xS藐Na2S.G=5~3,难溶于熔融硫）。下列说法错误的是（）

A.Na2s4的电子式为Na+[：S.S：S.S.]2-Na+

放电时正极反应为+

B.xS+2Na+2e'—=Na2S.v

C.Na和NazSr分别为电池的负极和正极

该电池是以为隔膜的二次电池

D.Na-p-Al2O3

4.（2019浙江4月选考）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。

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金属外壳锌粉

I/

浸了KOH

’溶液的隔板

、H2s。4溶液j的20

原电池示意图钮扣式银锌电池

甲乙

二氧化铅

石墨棒

二氧化链、

炭黑、氯化铅

铁、然化锌

锌筒硫酸

锌镒干电池铅蓄电池

丙T

下列说法不正确的是()

A.甲:Zr?+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H*浓度增加

BZ:正极的电极反应式为Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OH-

C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应，锌筒会变薄

D.丁:使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降

5.(2019全国1)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，示意图如下所示。下列说法错误的是()

交换膜

A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能

2+++

B.阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV=2H+2MV

C.正极区，固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH,

D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

6.(2019全国HI)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Zn(3D-Zn)可

以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池,结构如下图所

放电

示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)^ZnO(s)+2Ni(OH)2(s),下列说法错误的是

()

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尼龙保护层

导电线圈

—4-NiOOH

―一隔膜

o―3D-Zn

A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO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Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2。⑴

D.放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区

7.（2019天津理综）我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘滨液流电池，其工作原理示意

图如下。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（）

泵泵

A.放电时,a电极反应为LBr-+2e-2「+Br-

B.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0.02mol1被氧化

D.充电时,a电极接外电源负极

8.（2020全国I节选）为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。

回答下列问题:

（1）电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学

反应,并且电迁移率（6）应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择.作为电解

质。

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“8x108“8X108

阳离子R日姿不

Li+4.074.61

HCO3

Na+5.197.40

NO3

Ca2+6.59Cl7.91

K+7.62sof8.27

(2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入电极溶液

中。

(3)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02moll」。石墨电极上未见Fe

析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)=。

(4)根据(2)、(3)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为,

铁电极的电极反应式为«因此,验证了Fe?+氧化性小

于，还原性小于。

(5)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSCU溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一

段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法

是o

必备知识

1.原电池的结构及工作原理(以Cu、Zn和稀硫酸构成的原电池为例)

负极装置正极

e-j------0-------e-

活泼金属，电子流出，阴离子移向负极，发“惰性”材料，电子流入，阳离子移向正极，发

生氧化反应二二K二一匕汇二二生还原反应

二二::二二柘硫酸二二二二二

总反应:2H++Zn===

Zn-2e-^Zn2+2H++2e=H2T

2+

H2T+Zn

化学能一电能

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2.原电池正、负极的判断

(1)依据构成原电池两极的电极材料判断。一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金

属或能导电的非金属为正极。

(2)依据原电池两极发生反应的类型判断。负极发生氧化反应,正极发生还原反应。

(3)依据电子流动方向或电流方向判断。在外电路中，电子由负极流向正极,电流由正极流

向负极。

(4)依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动，阴离子向负极移

动。

(5)依据原电池盐桥中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。

3.新型化学电源中电极反应式的书写方法

(1)书写步骤。

列物质_］按照负极发生氧化反应、正极发生还原反应，；

标得n失;判断出电极反应产物，找出得失电子的数珏：

V

看环境

配守n恒

V

两式加」两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证;

验总太i____________________________________________________________________________J

(2)不同介质在电极反应式中的“去留”。

中性溶反应物若是H+得电子或OH-失电子，则H+或OH-均来自水

液的电离

酸性溶

反应物或生成物中均没有OH-

液

碱性溶

反应物或生成物中均没有H*

液

水溶液不能出现0、

应考训练

考向1原电池原理及其应用

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1.（2020广东梅州质检）Al-AgzO电池用作水下动力电源，其原理如图所示。电池工作时，下列说

法错误的是（）

A.电子由A1电极通过外电路流向Ag2O/Ag电极

B.电池负极附近溶液pH下降

C.溶液中OH-向A1电极移动

D.A1电极的电极反应式为Al-3e+3OH—A1（OH）3

2.（2020山西大学附中二模改编）ZulemaBoijas等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示，

下列说法不正确的是（）

A.该装置不能在高温下工作

B.X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜

+

C.负极反应为CH3COO+2H2O-8e==2CO2T+7H

D.该装置工作时，化学能转化为电能

3.（2020四川内江三模）2019年11月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2

的绿色方法,原理如图所示（已知:H2O2-H++H2O,Ka=2.4xl（yi2）。下列说法不正确的是（）

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负载I-------

去离子水

多

孔

固

体

电

解

质

_

纯净H2O2溶液

A.b极上的电极反应为O2+H2O+2e-HO2+OH

B.X膜为选择性阳离子交换膜

C.催化剂可促进反应中电子的转移,加快反应速率

D.每生成1molH2O2电极上流过4mole-

考向2可充电电池

4.（2020广东深圳高三第一次调研）最近，科学家报道了一种新型可充电钠电池,其工作原理如

图所示，下列说法错误的是（

CaFeOs

CaFeOzs+NaiO

Y极

A.放电时,X极为负极

B.充电时,Na+向X极迁移

+

C.放电时,Y极反应为CaFeO3+Na+e-=CaFeO2.5+0.5Na2O

D.电极材料中,单位质量金属放出的电能:Na>Li

方法技巧有关可充电电池的解题思路

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一定

放电——原电池；充电——电解池

装置类型

I

二判威电时的至根为兖电画的南板:

电极名称:放电时的负极为充电时的阴极

一

一

一

一