2024年高考化学二轮复习专题06 化学反应与能量(讲义)

专题05化学反应与能量目录TOC\o"1-3"\p""\h\z\u23考点一反应热及其表示方法5【真题研析·规律探寻】5【核心提炼·考向探究】61．反应热和焓变62．吸热反应与放热反应6易错提醒7【题型归纳·命题特训】8题型一键能与反应热8题型二能量变化图象分析9考点二热化学方程式盖斯定律12【真题研析·规律探寻】12解题技巧14【核心提炼·考向探究】141．热化学方程式142．盖斯定律14【题型特训·命题预测】15题型一热化学方程式15题型二盖斯定律及其应用17考点三原电池化学电源19【真题研析·规律探寻】19解题技巧25【核心提炼·考向探究】271．“五类”依据判断原电池电极272．“三步”突破原电池电极反应式的书写273．解答新型化学电源的步骤274．化学电源27【题型特训·命题预测】28题型一一次电池28题型二二次电池32题型三燃料电池37考点四电解原理及应用38【真题研析·规律探寻】38解题技巧41【核心提炼·考向探究】421．“五类”依据判断电解池电极422．电解池电极反应式的书写模式423．电解原理的应用424．有关电化学计算的三大方法43题型特训·命题预测44考点五金属的腐蚀与防护46【真题研析·规律探寻】46解题技巧47【核心提炼·考向探究】481．金属腐蚀两种类型比较482．两种保护方法48【题型特训·命题预测】48考点要求考题统计考情分析反应热及其表示方法2023•浙江省1月选考14题，3分；2022浙江6月选考18题，2分；2021浙江1月选考20题，2分【命题规律】能源问题越来越受到重视。近年来，有关能源的试题主要在选择题、填充题、实验题中体现，主要以概念判断、图象题、反应热的计算题型较为多见，对此题型的考查体现在“创新”。热化学主要涉及化学键与化学反应中能量变化关系、化学能与热能的相互转化、吸热反应和放热反应判断、热化学方程式正误判断、盖斯定律、燃烧热和中和热等；电化学主要涉及电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下，体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。【命题预测】化学反应的热效应的考查，一是在选择题中单独设题，考查反应中的能量变化、反应热的比较及盖斯定律的计算；二是在选择题中某一选项出现，多与图像分析相结合；三是在填空题中考查，考查盖斯定律的计算或结合盖斯定律的热化学方程式的书写。电化学内容是高考试卷中的常客，对原电池和电解池的考查往往以选择题的形式考查两电极反应式的书写、两电极附近溶液性质的变化、电子的转移或电流方向的判断等。在第卷中会以应用性和综合性进行命题，如与生产生活(如金属的腐蚀和防护等)相联系，也无机推断、实验及化学计算等学科内知识综合，尤其特别注意燃料电池和新型电池的正、负极材料分析和电极反应式的书写。热化学方程式盖斯定律2021浙江6月选考21题，2分；2021北京卷14题，3分原电池化学电源2023广东卷6题，2分；2023山东卷11题，4分；2023辽宁卷11题，3分；2023全国甲卷10题，6分；2022全国甲卷12题，6分；2022山东卷13题，4分；2022福建卷9题，4分；2021广东卷9题，2分；2021山东卷10题，2分；2022辽宁卷14题，3分；2021河北卷9题，3分；2021辽宁卷10题，3分；2021浙江1月选考22题，2分；2021浙江6月选考22题，2分；2021湖南卷10题，3分电解原理及应用2023浙江1月选考11题，3分；2023辽宁卷7题，3分；2023湖北卷10题，3分；2023全国甲卷13题，6分；2023浙江6月选考13题，3分；2023北京卷5题，3分；2023广东卷13题，4分；2023广东卷16题，4分；2022广东卷10题，2分；2022北京卷13题，3分；2022重庆卷12题，4分；2022海南卷9题，4分；2022湖北卷14题，3分；2022湖南卷8题，3分；2022浙江1月选考21题，2分；2022浙江6月选考21题，2分；2021全国甲卷13题，6分；2021广东卷16题，4分；2021湖北卷15题，3分；2021辽宁卷13题，3分；2021海南卷9题，4分；2021天津卷11题，3分金属的腐蚀与防护2022•广东选择性考试11题，4分；2021•全国乙卷12题，6分考点一反应热及其表示方法1．(2023•浙江省1月选考，14)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是()A．E6-E3=E5-E2 B．可计算Cl-Cl键能为2(E2-E3)kJ•mol-1 C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程II>历程ID．历程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)∆H=(E5-E4)kJ•mol-12．(2022·浙江省1月选考，18)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示：下列推理不正确的是()A．2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比B．ΔH2＜ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定C．3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键D．ΔH3-ΔH1＜0，ΔH4-ΔH3＞0，说明苯分子具有特殊稳定性3．(2022·浙江省6月选考，18)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：物质(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/kJ·mol-l249218391000可根据HO(g)+HO(g)=H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol-l。下列说法不正确的是()A．H2的键能为436kJ·mol-lB．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍C．解离氧氧单键所需能量：HOOH2O2D．H2O(g)+O(g)=H2O2(g)ΔH＝-143kJ·mol−14．(2021•浙江1月选考，20)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：共价键H-HH-O键能/(kJ·mol-1)436463热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-482kJ·mol-1则2O(g)=O2(g)的ΔH为()A．428kJ·mol-1 B．-428kJ·mol-1 C．498kJ·mol-1 D．-498kJ·mol-15．(2020·天津化学卷)理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)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()A．HCN比HNC稳定B．该异构化反应的ΔH=+59.3kJ·mol-1C．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1．反应热和焓变(1)反应热是化学反应中放出或吸收的热量。(2)焓变是化学反应在恒温、恒压条件下放出或吸收的热量。(3)化学反应的反应热用一定条件下的焓变表示，符号为ΔH，单位为kJ·mol－1。2．吸热反应与放热反应类型比较吸热反应放热反应定义吸收热量的化学反应放出热量的化学反应表示方法ΔH>0ΔH<0形成原因∑E(反应物)<∑E(生成物)∑E(反应物)>∑E(生成物)形成实质图示图示E1——活化能(反应物分子变成活化分子所需的能量)E2——活化能(生成物分子变成活化分子所需的能量)①ΔH＝E1－E2②使用催化剂，E1减小，E2减小，ΔH不变①ΔH＝E1－E2②使用催化剂，E1减小，E2减小，ΔH不变反应类型或实例①所有的水解反应②大多数的分解反应③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应④C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2⑤C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO①所有的中和反应②所有的燃烧反应③大多数的化合反应④活泼金属与水、较活泼金属与酸的反应⑤铝热反应(1)反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。(2)反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。(3)燃烧热：必须是1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物，如C燃烧应生成CO2而不是CO，H2燃烧应生成液态水而不是气态水。(4)中和热：强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1molH2O，ΔH＝－57．3kJ·mol－1。弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱)，因电离吸热，放出的热量减小，中和热减小。若用浓硫酸(或NaOH固体)，因溶解放热放出的热量增多，中和热增大。(5)利用键能计算反应热，要熟记公式：ΔH＝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2molC—C键，1mol硅中含2molSi—Si键，1molSiO2晶体中含4molSi—O键；分子晶体：1molP4中含有6molP—P键，1molP4O10(即五氧化二磷)中，含有12molP—O键、4molP=O键，1molC2H6中含有6molC—H键和1molC—C键。题型一键能与反应热1．已知：P4(g)＋6Cl2(g)=4PCl3(g)ΔH＝akJ·mol－1，P4(g)＋10Cl2(g)=4PCl5(g)ΔH＝bkJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1．2ckJ·mol－1。下列叙述正确的是()A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)=PCl5(s)的反应热ΔHC．Cl—Cl键的键能为eq\f(b－a＋5.6c,4)kJ·mol－1D．P—P键的键能为eq\f(5a－3b＋12c,12)kJ·mol－12．(2023·山东省德州市普通高中高三过程性检测)C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已知：①2C(s)＋O2(g)CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1②下列推断正确的是()A．C(s)的摩尔燃烧焓为B．C．D．由②可知该反应中，反应物化学键中储存的总能量比产物化学键储存的能量高C(s)3．(2023·广东省蕉岭县蕉岭中学高三第二次质检)已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)

ΔH=-566kJ/mol2Na2O2(s)＋2CO2(g)=2Na2CO3(s)＋O2(g)

ΔH=-452kJ/mol下列说法正确的是()A．28克CO完全燃烧，放出热量为283JB．Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋O2(g)

ΔH=+226kJ/molC．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时，电子转移数为1.204×1024D．CO的燃烧热为283kJ/mol4．(2023·四川资阳高三第一次诊断性考试)我国科学家成功研发了甲烷和二氧化碳的共转化技术，助力“碳中和”目标。该催化反应历程如图所示：已知部分化学键的键能数据如下：共价键键能(kJ/mol)413497462351348下列说法不正确的是()A．该催化反应历程中没有非极性键断裂B．催化剂的使用降低了该反应的活化能和焓变C．总反应的原子利用率为100%D．该反应的热化学方程式为：CO2(g)+CH4(g)=CH3COOH(g)ΔH＝-251kJ·mol－1题型二能量变化图象分析1．(2022·浙江高三选考模拟预测)已知A转化为C和D分步进行：①A(g)⇌B(g)+2D(g)；②B(g)⇌C(g)+D(g)，其反应过程能量如图所示，下列说法正确的是()A．1molA(g)的能量低于1molB(g)的能量B．B(g)⇌C(g)+D(g)ΔH=(Ea4-Ea3)kJ/molC．断裂1molA(g)化学键吸收的热量小于形成1molC(g)和3molD(g)化学键所放出的热量D．反应过程中，由于Ea3＜Ea1，反应②速率大于反应①，气体B很难大量积累2．(2023届·浙江省嘉兴市高三上学期9月检测)一定温度下，H2(g)+B2(g)2HB(g)ΔH1，该反应历程与能量变化如图所示。已知H-H、Br-Br、H-Br键能(kJ/mol)分别为a、b、c。下列说法正确的是()A．ΔH1=E1-E2，当加入催化剂时E1、E2及两者的差值均减小B．平衡后降温，正、逆反应速率均减小，v逆比v正减小程度更大C．已知a>c，若反应H2(g)+B2(g)2HB(g)ΔH＜0，则b>aD．H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH2，则ΔH2＞ΔH13．理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)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()A．一分子HCN中的总键能比一分子HNC的总键能小B．该异构化反应的△H=+59.3kJ•mol-1C．过渡态不稳定，故无法观测也无法分离D．使用催化剂，可以改变活化分子百分数4．煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH1＝218．4kJ·mol－1(反应Ⅰ)CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g) ΔH2＝－175．6kJ·mol－1(反应Ⅱ)假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是()5．(2023·黑龙江省牡丹江市第三高级中学高三检测)已知几种物质之间的能量关系如图所示，下列说法中不正确的是()A．使用合适催化剂，不能减小反应的焓变B．中，热能转化为产物内部的能量C．D．，反应物的总能量高于生成物的总能量6．(2023·浙江省浙里卷天下高三联考)甲烷与氯气发生取代反应分别生成1mol相关有机物的能量变化如图所示：已知、C-键能分别为243kJ·mol－1、327kJ·mol－1，下列说法不正确的是()A．1molCH4(g)的能量比1molCH2Cl2(g)的能量多197kJB．CH4与Cl2的取代反应是放热反应C．，说明CH4与Cl2的四步取代反应，难易程度相当D．CH4(g)+Cl·(g)→CH3·(g)+HCl(g)ΔH＝－15kJ·mol－17．(2023·湘豫名校联盟高三联考)苯与卤素发生取代反应可细分为：①C6H6(苯)+∙X+X2→C6H5∙+X2+HX△H1②C6H5∙+X2+HX→C6H5X+HX+∙X△H2下图1、2表示反应中部分物质的含量(测量反应过程中多个时间点的各物质含量，去除开始时与结束前的极端值后取平均值)，已知图1为使用催化剂前，图2为使用催化剂后，下表为相关△H的数据。XClBr△H1(kJ∙mol-1)1020△H2(kJ∙mol-1)-111-100下列说法正确的是()A．可推知H-Cl键的键能比H-Br键的键能大10kJ∙mol-1B．1mol苯与1mol氯气反应将会向环境释放101kJ热量C．使用催化剂后会改变△H1，但不会改变△H1+△H2D．反应②为总反应的决速步，催化剂的机理为降低反应②的活化能考点二热化学方程式盖斯定律1．(2021•浙江6月选考)相同温度和压强下，关于反应的，下列判断正确的是()A．ΔH1ΔH2 B．ΔH3ΔH1ΔH2C．ΔH1ΔH2，ΔH3ΔH2 D．ΔH2ΔH3ΔH42．(2021•北京卷)已知C3H8脱H2制烯烃的反应为C3H8=C3H6+H2。固定C3H8浓度不变，提高CO2浓度，测定出口处C3H6、H2、CO浓度。实验结果如下图。已知：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)△H=-2043.9kJ/molC3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(g)△H=-1926.1kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/mol下列说法不正确的是()A．C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H=+124kJ/molB．C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势的差异是因为发生了CO2+H2CO+H2OC．相同条件下，提高C3H8对CO2的比例，可以提高C3H8的转化率D．如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各气体的浓度c0和出口各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)3．(2020•北京卷)依据图示关系，下列说法不正确的是()A．石墨燃烧是放热反应B．1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多C．C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)ΔH=ΔH1-ΔH2D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关4．(2019•浙江4月选考)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝CA项，Mg)：M2+(g)＋CO32-(g)M2+(g)＋O2−(g)＋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．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3比较反应热大小的四个注意要点(1)反应物和生成物的状态：物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系。(2)ΔH的符号：比较反应热的大小时，不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。(3)参加反应物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。(4)反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。1．热化学方程式(1)概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。(2)意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。例如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571．6kJ·mol－1：表示在25℃、101kPa条件下，2molH2(g)和1molO2(g)完全反应生成2molH2O(l)，放出571．6kJ的热量。(3)热化学方程式的书写2．盖斯定律(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。根据盖斯定律计算ΔH的步骤和方法①计算步骤②计算方法3．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。题型一热化学方程式1．(2024·河北石家庄·高三石家庄精英中学期中)化学反应在有新物质生成的同时，一定伴随有能量的变化。下列说法正确的是()A．已知H2的燃烧热为285.8kJ/mol，则表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/molB．已知H+(aq)+OH—(ag)=H2O(l)△H=—57.3kJ/mol，用含49.0gH2SO4的浓硫酸与足量稀NaOH溶液反应，放出57.3kJ热量C．H2(g)与O2(g)充分反应生成等量的气态水比液态水放出的热量更多D．已知I2(g)+H2(g)2HI(g)△H=-11kJ/mol，现将1molI2(g)和1molH2(g)充入密闭容器中充分反应后，放出的热量为11kJ2．25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热ΔH为－57．3kJ·mol－1，辛烷的标准燃烧热ΔH为－5518kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是()A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2Na＋(aq)＋2OH－(aq)=Na2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－57．3kJ·mol－1B．KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57．3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g) ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(l)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－5518kJ·mol－13．下列热化学方程式正确的是()选项已知条件热化学方程式AH2的燃烧热为akJ·mol－1H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HClΔH＝－akJ·mol－1B1molSO2、0.5molO2完全反应后，放出热量98．3kJ2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－98.3kJ·mol－1CH＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－114．6kJ·mol－1D31g白磷比31g红磷能量多bkJP4(白磷，s)=4P(红磷，s)ΔH＝－4bkJ·mol－14．天然气使用前需要脱硫，发生下列反应：①H2S(g)＋O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)△H1②2H2S(g)＋SO2(g)=S2(g)＋2H2O(g)△H2③H2S(g)＋O2(g)=S(g)＋H2O(g)△H3④2S(g)=S2(g)△H4则△H4的正确表达式为()A．△H4=(△H1＋△H2-3△H3) B．△H4=(3△H3-△H1-△H2)C．△H4=(△H1-△H2＋3△H3) D．△H4=(△H1-△H2-3△H3)5．下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是()①C(s)+O2(g)═CO2(g)；ΔH1C(s)+O2(g)═CO(g)；ΔH2②S(s)+O2(g)═SO2(g)；ΔH3S(g)+O2(g)═SO2(g)；ΔH4③H2(g)+O2(g)═H2O(l)；ΔH52H2(g)+O2(g)═2H2O(l)；ΔH6④CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g)；ΔH7CaO(s)+H2O(l)═Ca(OH)2(s)；ΔH8A．① B．④ C．②③④ D．①②③6．在一定条件下，Xe(g)与F2(g)反应生成XeFn(g)(n=2，4，6)的平衡气体。时主要为XeF6(g)，时主要为XeF4(g)，高温时生成XeF2(g)。其变转化关系如下：下列说法不正确的是()A．ΔH1＜0，ΔH5＜0B．ΔH5-ΔH4=ΔH3C．ΔH3＞0D．ΔH4-ΔH6=ΔH1-ΔH37．(2023·上海市复兴高级中学高三质检)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示，下列推理错误的是()A．2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比B．＞，说明分子中交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定C．3＞，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键D．由图示可知，苯分子具有特殊稳定性题型二盖斯定律及其应用1．已知室温下，将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是A．△H1＞0B．△H2＞△H3C．△H3＞△H1D．△H2=△H1+△H32．2mol金属钠和lmol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是()A．原子失电子为吸热过程，相同条件下，K(s)的(△H2'＋△H3')<Na(s)的(△H2＋△H3)B．△H4的值数值上和Cl－Cl共价键的键能相等C．△H2＋△H3＋△H4＋△H5>－(△H6＋△H7)D．2Na(s)＋Cl2(g)＝2NaCl(s)在较低温度下自发进行3．(2024·山西省部分学校高三一轮复习联考)如图1、图2分别表示和分解时的能量变化情况(单位：kJ)。下列说法错误的是()A．CO的燃烧热B．

C．O=O的键能为D．无法求得的反应热4．氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。①HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l)ΔH=akJ·mol-1②H3O＋(aq)+OH-(aq)=2H2O(l)ΔH=bkJ·mol-1③HF(aq)＋H2O(l)H3O＋(aq)＋F-(aq)ΔH=ckJ·mol-1④F-(aq)＋H2O(l)HF(aq)＋OH-(aq)ΔH=dkJ·mol-1已知：a＜b＜0，下列说法正确的是()A．HF的电离过程吸热 B．c=a-b，c＜0C．c>0，d＜0 D．d=b＋c，d＜05．(2023·河北省邯郸市部分学校高三联考)依据下列含硫物质转化的热化学方程式，得出的相关结论正确的是()①S(g)+CO2(g)SO2(g)ΔH1②S(s)+CO2(g)SO2(g)ΔH22H2S(g)+O2(g)2S(s)+H2O(1)ΔH32H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+H2O(1)ΔH42H2S(g)+SO2(g)3S(s)+2H2O(1)ΔH5A．ΔH1＞ΔH2B．ΔH3＜ΔH4C．ΔH4=ΔH2+ΔH3 D．2ΔH5=3ΔH3-ΔH4考点三原电池化学电源1．(2023•山东卷，11)(双选)利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是()A．甲室电极为正极B．隔膜为阳离子膜C．电池总反应为：D．NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响2．(2023•全国乙卷，12)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。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，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx下列叙述错误的是()A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移B．放电时外电路电子流动的方向是a→bC．放电时正极反应为：2Na++S8+2e-→Na2SxD．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能3．(2023•广东卷，6)负载有和的活性炭，可选择性去除实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是()A．Ag作原电池正极B．电子由Ag经活性炭流向PtC．Pt表面发生的电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-D．每消耗标准状况下11.2L的O2，最多去除1molCl-4．(2023•辽宁省选择性考试，11)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是()A．放电时负极质量减小B．储能过程中电能转变为化学能C．放电时右侧通过质子交换膜移向左侧D．充电总反应：Pb+SO42-+2Fe3+=PbSO4+2Fe2+5．(2023•全国新课标卷，10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成·。下列说法错误的是()A．放电时V2O5为正极B．放电时Zn2+由负极向正极迁移C．充电总反应：·D．充电阳极反应：·6．(2022•全国甲卷)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42-存在)。电池放电时，下列叙述错误的是()A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移B．Ⅰ区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移C．MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)42-+Mn2++2H2O7．(2022•全国乙卷)电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动阴极反应(Li++e-=Li+)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是()A．充电时，电池的总反应Li2O2=2Li+O2B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移D．放电时，正极发生反应O2+2Li++2e-=Li2O28．(2022•湖南选择性考试)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是()A．海水起电解质溶液作用B．N极仅发生的电极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2↑C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D．该锂-海水电池属于一次电池9．(2022•辽宁省选择性考试，14)某储能电池原理如图。下列说法正确的是()A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+B．放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移C．放电时每转移1mol电子，理论上CCl4吸收0.5molCl2D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大10．(2022•山东卷，13)(双选)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2转化为Co2+，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是()A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸C．乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e-+4H+=Li++Co2++4OH-D．若甲室Co2+减少200mg，乙室Co2+增加300mg，则此时已进行过溶液转移11．(2022•福建卷，9)一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为KOH和Zn(CH3COO)2水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是()A．化学自充电时，c(OH―)增大B．化学自充电时，电能转化为化学能C．化学自充电时，锌电极反应式：Zn2++2e-=ZnD．放电时，外电路通过电子，正极材料损耗12．(2022•广东选择性考试，16)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为：NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是()A．充电时电极b是阴极B．放电时NaCl溶液的减小C．放电时NaCl溶液的浓度增大D．每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g13．(2021•河北选择性考试，9)K—O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是()A．隔膜允许K+通过，不允许O2通过B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C．产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水14．(2021•辽宁选择性考试，10)如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是()A．放电时，M电极反应为B．放电时，Li+由M电极向N电极移动C．充电时，M电极的质量减小D．充电时，N电极反应为Li3Bi+3e-=3Li++Bi15．(2021•浙江1月选考，22)镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是()A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+2NiOOH+2H2OCa(OH)2+2Ni(OH)216．(2021•浙江6月选考，22)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是()A．充电时，集流体A与外接电源的负极相连B．放电时，外电路通过amol电子时，LiPON薄膜电解质损失amolLi+C．放电时，电极B为正极，反应可表示为Li1-xCoO2+xLi+xe-=LiCoO2D．电池总反应可表示为LixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO217．(2021•湖南选择性考试，10)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：下列说法错误的是()A．放电时，N极为正极 B．放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小 C．充电时，M极的电极反应式为Zn2++2e-═Zn D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过18．(2021•广东选择性考试，9)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时()A．负极上发生还原反应 B．CO2在正极上得电子C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能19．(2021•山东卷，10)以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池，下列说法正确的是()A．放电过程中，K+均向负极移动B．放电过程中，KOH物质的量均减小C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大D．消耗1molO2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L可充电电池原理示意图电解池中电极反应式的书写方法(1)书写步骤①首先注意阳极是活性材料还是惰性材料。②分析确定溶液中所有阴阳离子并清楚放电顺序。③根据放电顺序分析放电产物。④根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式中是否有H＋、OH－或H2O参与；最后配平电极反应式。(2)介质对电极反应式的影响①在电解池电极方程式中，如果是H＋或OH－放电，则电解质溶液的酸碱性对电极反应式没有影响。②酸性溶液反应物或生成物中均没有OH－。③碱性溶液反应物或生成物中均没有H＋。(3)电极产物的溶解性对电极反应式的影响。电解MgCl2溶液时的阴极反应式应为：Mg2＋＋2H2O＋2e－=Mg(OH)2↓＋H2↑，而不是2H＋＋2e－=H2↑。总反应离子方程式为：Mg2＋＋2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。不能把电解MgCl2溶液的离子方程式写成：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2OH－＋Cl2↑＋H2↑，忽视了生成难溶的Mg(OH)2。1．“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2．“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3．解答新型化学电源的步骤(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。4．化学电源(1)一次电池碱性锌锰干电池负极材料：Zn电极反应：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正极材料：碳棒电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2锌银电池负极材料：Zn电极反应：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正极材料：Ag2O电极反应：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－总反应：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag(2)二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)(3)燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池：总反应式：2H2＋O2=2H2O①酸性介质负极：2H2－4e－=4H＋正极：O2＋4H＋＋4e－=2H2O②碱性介质负极：2H2＋4OH－－4e－=4H2O正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－(③熔融的金属氧化物作介质负极：2H2－4e－＋2O2－=2H2O正极：O2＋4e－=2O2－④碳酸盐作介质负极：2H2－4e－＋2COeq\o\al(2－,3)=2H2O＋2CO2正极：O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)题型一一次电池1．(2024·浙江省衢州、丽水、湖州三地市教学质量检测)一种检测空气中甲醛含量的电化学传感器的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A．工作时，电能转化为化学能B．工作时，工作电极电势低，发生还原反应C．工作时，电子由工作电极通过导线转移到对电极，再经过电解质溶液回到工作电极D．工作时，对电极区的电极反应为O2+4H++4e-=2H2O2．(2024·云南昆明高三教学质量检测)一种新型Z电池，可以有效地捕获2，装置如图。下列说法错误的是()A．a端电势低于b端电势B．电池工作中电子的流向：a→d，c→bC．d电极反应式：NO2-+6e-+8H+=NH4++2H2OD．捕获1molNO2，c极产生2.8LO2(标准状况)3．科学家开发了一种绿色环保“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A．吸附层a发生的电极反应：H2-2e-+2OH-=2H2OB．离子交换膜只允许Na+通过C．一段时间后右极室pH增大D．“全氢电池”将酸碱反应的中和能转化为电能4．如图，甲、乙是两个完全相同的光伏并网发电模拟装置，利用它们对煤浆进行脱硫处理。下列叙述中错误的是()A．光伏并网发电装置中b为正极B．石墨1电极上消耗1molMn2+，甲、乙中各转移0.5mol电子C．脱硫反应原理为：15Mn3++FeS2+8H2O=15Mn2++Fe3++2SO42-+16H+D．处理60gFeS2，石墨2电极上消耗7.5molH+5．(2023·河北省邯郸市部分学校高三联考)香港城市大学化学工作者首次提出了电池(如图)，该电池使用N2为原料，以离子液体()为电解质，既实现了能量的存储，又实现了的生产，和碱反应能产生NH3，可进一步生产氮肥。下列说法错误的是()A．极为负极，发生氧化反应B．电池总反应为2C．石墨烯电极反应式为D．生成标准状况下33.6LNH3，电池中转移3mol电子6．(2023·浙江省杭州市高三下期中)有研究表明，以CO2与辛胺CH3(CH2)7NH2为原料高选择性的合成甲酸和辛腈CH3(CH2)7CN，工作原理如图，下列说法不正确的是()A．Ni2P电极与电源正极相连B．In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成C．在In/In2O3-x电极上发生的反应为：CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-D．标准状况下33.6LCO2参与反应时Ni2P电极有1.5mol辛腈生成7．(2024·河南省普高联考高三测评)我国科学家在锂氧电池催化剂领域取得重大进展。某锂氧电池的工作原理如图1所示，电池总反应为O2+2LiLi2O2，b电极发生反应的微观过程如图2所示。下列说法错误的是()A．放电时b电极上发生过程I的系列反应B．过程II中④的电极反应式为Li2-xO2-(2-x)e-=O2↑+(2-x)Li+C．O2中混入CO2会影响电池充电D．放电过程中转移1mole-时，b电极增重16g8．(2023·陕西省西安市二模)燃料敏化太阳能电池因其工艺简单、性能稳定等特点深受科学家的青睐。一种钌基配合物作为光敏剂(S)的太阳能电池的工作原理如图所示，其中一个电极可表示为TiO2/S，电极反应为TiO2/S*→TiO2/S++e-。下列有关说法错误的是()A．该电池工作时，光能直接转化为电能B．电池的正极反应为I3-+2e-→3I-C．电解质溶液中可发生反应TiO2/S++3I-→TiO2/S+I3-D．电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少9．(2024·辽宁沈阳市第一二〇中学校高三期中)哈尔滨工业大学的研究团队发现，以非晶态Ni(Ⅲ)基硫化物为催化剂，能有效催化OER(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应)，从而降低电解水制氢过程中的能耗，其工作原理和反应机理如图所示：下列说法正确的是()A．UOR的电化学反应总过程为CO(NH2)2-6e-+6OH-=CO2↑+N2↑+5H2OB．电解过程中，电极A附近溶液的pH不变C．OER分四步进行，其中没有非极性键的形成与断裂D．若将光伏电池换成铅蓄电池，电极A应连接铅蓄电池的PbO2电极题型二二次电池1．(2024·山东德州高三期中)中国科学院将分子I2引入电解质中调整充电和放电反应途径，实现了高功率可充电LiSOCl2电池，工作原理如下图所示。下列有关说法错误的是()A．分子I2的引入催化了电池放电和充电过程B．电池工作环境必须在无水无氧的条件下进行C．充电时阴极反应式：2LiCl+I2+2e-=2ICl+2Li+D．电池的放电总反应：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2↑2．(2024·四川省部分名校高三理科综合)某教授团队研究了以氢气电极为负极、醌类有机电极为正极的水系有机氢气质子电池，使电池实现了超高倍率和超长循环性能，并获得了优异的低温性能。下列有关说法中错误的是()A．充电时，醌类有机电极与外接电源的正极相连B．放电时，外电路通过1电子时，负极消耗的H2的体积为22.4LC．放电时，正极的电极反应为

+2H++2e-=

D．充电时，溶液中的由醌类有机电极向氢气电极移动3．钠离子电池因具有安全性高、能量密度大等特点而具有良好的发展前景。某钠离子电池工作原理如图所示，下列有关说法中正确的是()A．②表征的是放电时的电子流向B．放电时，M极电极反应式为MoO3+xe-+xNa+=NaxMoO3C．若使用氢氧燃料电池给该电池充电，氢电极应连接M极D．充电时，外电路中每转移0.2mole-，理论上N极将减重4.6g4．(2023·吉林省长春市高三联考)钠硒电池是一类以单质硒或含硒化合物为正极、金属钠为负极的新型电池，具有能量密度大、导电率高、成本低等优点。以Cu2-xSe填充碳纳米管作为正极材料的一种钠硒电池工作原理如图所示，充放电过程中正极材料立方晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法错误的是()A．每个Cu2-xSe晶胞中Cu2+个数为4xB．在Na2Se晶胞结构中，Se2-占据的位置是项点和面心C．充分放电时，正极的电极反应式为Cu2-xSe+2Na++2e-=Na2Se+(2-x)CuD．充电时外电路中转移lmol电子，两极质量变化差为23g5．一种锂电池的工作原理如图所示，正极反应被可以在正极区和氧化罐间循环流通，氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以将Fe2+氧化、自身被还原为SO42-。下列关于该电池的说法正确的是()A．电池放电时将电能转化为化学能B．放电时Li+由正极区移向负极区C．放电时的负极反应为D．氧化SO42-罐中反应的离子方程式为2Fe2++S2O82-=2Fe3++2SO42-6．(2023·河南省创新发展联盟高三联考)新能源汽车在我国蓬勃发展，新能源汽车所用电池多采用三元锂电池，某三元锂电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是()A．充电时，M极有电子流入，发生还原反应B．锂电池的优点是质量小，电容量大，可重复使用C．用该电池电解精炼铜，当电池中迁移时，理论上可获得纯铜D．充电时，N极的电极反应式为7．一种高达94.2%能效的可充电铝胺电池工作原理如图所示，用Ph表示苯基，三苯基胺(Ph3N)失去一个电子后形成的Ph3N∙+结构较为稳定。下列说法不正确的是()A．与锂电池比，铝电池比能量略低，但铝含量丰富价格低廉B．放电时，负极的电极反应式为Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-C．充电时，AlCl4-向铝电极移动D．理论上每生成1molPh3N，外电路通过1mol电子8．(2023·浙江省四校联盟选考模拟)下光催化钠离子二次电池的应用研究取得重大进展，该电池工作原理如下图所示。下列有关说法不正确的是()A．充电时，电子从光催化电极流出通过导线流向石墨电极B．放电时，每消耗1molNaI3，离子交换膜左室电解质溶液质量减少46gC．充电时，通过离子交换膜进入右室D．放电时，石墨电极的电极反应式为4S2--6e-=S42-9．(2023·浙江省东阳市高三5月模拟考试)我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料—Cu3(PO4)2的水系双离子电池，该电池以和Cu3(PO4)2为电极，其工作原理如图所示。下列有关叙述不正确的是()A．充电时，电极a应接电源的正极B．放电时，若电极a得到6.4gCu和1.44gCu2O，则电路中转移0.22mol电子C．充电时，电极b的电极反应式为D．第2次放电时，溶液碱性逐渐增强10．(2023·山东省济南市高三期中)基于硫化学的金属硫电池是有望替代当前锂离子电池技术，满足人类社会快速增长的能源需求，该电池的结构及原理如图所示。下列有关叙述正确的是()A．该电池可采用含K+的水溶液或有机物为电解质溶液B．放电时，电子的移动方向：电极a→电极b→隔膜→电极aC．充电时，正极区可能发生的反应有xK2S3-(2x-6)e-=3Sx2-+2xK+D．充电时，电路中转移时，负极质量减少78g题型三燃料电池1．(2023·浙江省精诚联盟高三三模)内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其基本工作原理(以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质)如图所示。下列说法正确的是()A．b极为正极，发生还原反应B．电子流向：a极→导线→b极→电解质→a极C．a极电极反应为CH4-D．该电池所用的隔膜一定属于阳离子交换膜2．(2023·浙江省重点中学拔尖学生培养联盟适应性考试)直接H2O2-H2O2燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是()A．电池工作时，电极I电势低B．电极Ⅱ的反应式为：H2O2+H2OC．电池总反应为：2H2O2H2O+O2↑D．当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g3．光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示：已知：电极a在光激发条件下会产生电子(e-)-空穴(h+)。下列说法错误的是()A．电极电势：电极a>电极bB．光激发时，光生电子会与O2结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合C．电极b发生的电极反应式为D．电池工作一段时间后，右侧溶液pH保持不变(不考虑CO2的溶解)考点四电解原理及应用1．(2023•浙江省1月选考，11)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法正确的是()A．石墨电极为阴极，发生氧化反应B．电极A的电极反应：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2OC．该体系中，石墨优先于Cl-参与反应D．电解时，阳离子向石墨电极移动2．(2023•辽宁省选择性考试，7)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是()A．b端电势高于a端电势 B．理论上转移2mol生成4C．电解后海水pH下降 D．阳极发生：H3．(2023•广东卷，13)利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合K1，一段时间后()A．U型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和O2 B．a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性C．b处出现蓝色，说明还原性：Cl-I-D．断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转4．(2022•广东选择性考试，10)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中()A．阴极发生的反应为M-2e-=Mg2+ B．阴极上Al被氧化C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等5．(2022•重庆卷，12)硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。下列说法错误的是()A．惰性电极2为阳极 B．反应前后WO42-/WO52-数量不变C．消耗1mol氧气，可得到1mol硝酮 D．外电路通过1mol电子，可得到1mol水6．(2022•北京卷，13)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。装置示意图序号电解质溶液实验现象①0.1mol·L-1CuSO4+少量H2SO4阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有Fe2+②0.1mol·L-1CuSO4+过量氨水阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素下列说法不正确的是()A．①中气体减少，推测是由于溶液中c(H＋)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍与铁接触B．①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Fe2++CuC．随阴极析出，推测②中溶液c(Cu2＋)减少，Cu2＋+4NH3[Cu(NH3)4]2＋平衡逆移D．②中Cu2＋生成[Cu(NH3)4]2＋，使得c(Cu2＋)比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密7．(2022•海南省选择性考试，9)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如下。下列有关说法正确的是()A．在b电极上，N2被还原B．金属Ag可作为a电极的材料C．改变工作电源电压，反应速率不变D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2-不断减少8．(2022•湖北省选择性考试，14)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(为甲基)。下列说法正确的是()A．生成1molLi[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2mol电子B．阴极上的电极反应为：P4+8CN--4e-=4[P(CN)2]-C．在电解过程中CN-向铂电极移动D．电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH9．(2021•海南选择性考试，9)液氨中存在平衡：2NH3NH4++NH2-。如图所示为电解池装置，以KNH2的液氨溶液为电解液，电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是()A．b电极连接的是电源的负极 B．a电极的反应为2NH3+2e-=H2+2NH2-C．电解过程中，阴极附近K+浓度减小 D．理论上两极产生的气体物质的量之比为1:11．惰性电极电解电解质溶液的产物判断2．“串联”类装置的解题流程1．“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2．电解池电极反应式的书写模式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↑(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气阳极：钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)。阴极：碳钢网。阳离子交换膜：①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。②将电解槽隔成阳极室和阴极室。(2)电解精炼铜(3)电镀铜(4)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)eq\o(=,\s\up7(通电))2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，2Na＋＋2e－=2Na冶炼镁MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，Mg2＋＋2e－=Mg冶炼铝2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑，4Al3＋＋12e－=4Al4．有关电化学计算的三大方法(1)根据电子守恒计算用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过的电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)1．(2024·浙江金华一中高三期中)苯甲酸是一种重要的化工原料。以苯乙酮为原料，以KI为电解质，利用电化学方法合成苯甲酸的原理(部分)如下：下列说法中，正确的是()A．KI是该反应的催化剂B．电解过程中阳极产物有IO-和I2C．外电路流过3mol时，理论上可制备0.5mol苯甲酸(不考虑副反应)D．充分搅拌的情况下，电解过程中溶液pH不断减小2．用石墨做电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是()A．逸出气体的体积：A电极＜B电极B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性3．基于甲烷蒸汽重整工业制氢面临着大量的“碳排放”，我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法，从而实现了碳和水的零排放方式生产氢气。电化学反应机理如下图所示。下列判断正确的是()A．上述电化学装置中电解质可使用水溶液B．阳极反应：CH4-4e-+2O2-=CO2+2H2C．既是阴极的生成物，也是阴极的反应物D．理论上阳极生成1.5mol气体，电路中转移8mol电子4．H2O2和O3都是较强的氧化剂，可用于环境消杀。以下电化学装置可协同产生H2O2和O3，产生H2O2和O3的物质的量之比为5：1，下列说法错误的是()A．Y电极电势低于X电极B．膜为质子交换膜C．生成双氧水的电极反应式为O2+2e-+2H+=H2O2D．X极处可能还存在其他副反应5．(2024·湖南衡阳·高三湖南省衡南县高三第一次校联考)如图所示，利用电化学原理可同时吸收处理SO2和NO，下列说法正确的是()已知H2S2O4是一种弱酸，不考虑与水的反应及能量损耗。A．b极为直流电源的负极B．阳极区电极反应为H2S2O4+2H2O-2e-=2HSO3-+4H+C．理论上，在相同条件下，该装置吸收的和NO的体积比为D．电路中若有电子转移，则被吸收的气体体积为6．电化学修复技术是近年迅速发展的一种污染土壤绿色原位修复技术。处理土壤重金属污染时，在污染土壤区域插入电极(下图)，土壤中污染物定向迁移，富集在电极区域，再通过其他方法(电镀、沉淀/共沉淀、抽出、离子交换树脂等)去除。下列说法正确的是()A．H+在阳极区反应B．土壤中胶体粒子不带电C．阴极区抽提物发生的是阴离子交换D．金属离子在碱性区域去除考点五金属的腐蚀与防护1．(2022•广东选择性考试，11)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是()A．加入AgNO3溶液产生沉淀 B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C．加入KSCN溶液无红色出现 D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成2．(2021•全国乙卷)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。下列叙述错误的是()A．阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC．阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气D．阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理3．(2020•江苏卷)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是()A．阴极的电极反应式为B．金属M的活动性比Fe的活动性弱C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快4．(2019•江苏卷)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Fe−3e−=Fe3+B．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5．(2017•新课标Ⅰ卷)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()A．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6．(2012·山东理综，13)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图b中，开关由M改置于N时，Cu­Zn合金的腐蚀速率减小C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．图d中，Zn­MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。1．金属腐蚀两种