高考化学教程（新高三化学教程）

新高三化学讲义

压强平衡常数

1.气体的分压p(B)

(1)相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同体积时，该气体B所具有的压强，

称为气体B的分压强，简称气体B的分压。符号为p(B),单位为Pa或kPa或MPa。

(2)混合气体中的气体B的分压p(B)的定义为：p(B)=p•x(B)

上式中x(B)为气体B的体积分数或物质的量分数，p为混合气体在相同温度下的总压强。

2.压强平衡常数KP(只受温度影响)

一定温度下，气相反应：mA(g)+nB[g)eC(g)+fD(g)达平衡时，气态生成物分压箱之积与气态反应

物分压幕之积的比值为一个常数，称为该反应的压力平衡常数，用符号&表示，降的表达式如下：

/(C)[(D)单位：(压强单位)

Kp7(A)/(B)

一、【恒容条件下的求解】

1、【2019新课标n卷】某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应

(g)+2HI(g)AH=89.3kJmol,起始总压为Wpa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为

,该反应的平衡常数KP=Pao

2、真空恒容密闭容器中充入CO,反应体系起始总压强为0.laMPa,1150°C下，反应CaSCh+COf二CaO

+CO2+SO2达到平衡时，CO的转化率为80%,则cW«,(CO)=1.0x104moi・L1,该反应的压强平衡常数Kp=

________(用含a的代数式表示；用平衡分E代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数：忽略副反应)。

3、用测压法在刚性密闭容器中研究TC时4N0(g)4^N2(g)+2N02(g)的分解反应，现将一定量的NO充入

该密闭容器中，测得体系的总压强随时间的变化如下表所示:

反应时间/min010203040

压强仪［Pa15.0014.0213.2012.5012.50

（1）20min时，NO的转化率a=_______%。

（2）TC时，4NO（g）K^N2（g）+2NO2（g）反应的平衡常数KP=（&为以分压表示的平衡常数）。

4、（2018年高考全国卷1）

采用N20s为硝化剂是•种新型的绿色稍化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:

⑵卜.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研尢了25c时WOs®分解反应：

2NQ（g尸TN6（g）Y>2（g）

2N2O4g）

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间f的变化如下表所示（/=8时，N2O5（g）

完全分解）：

//min0408016026013001700oc

p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1

④25℃时NzO4（g）12NO2（g）反应的平衡常数Kp=kPa（心为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小

数）。

二、【给定压强或恒压条件下的求解】

5、［2020新课标II】乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6（g尸C2H4（g）+H2（g）AH=137kJmoL

（2）容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下（p）发生上述反应，乙烷的平衡转化率为a。反应的

2

平衡常数KP=（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数）。

6、利用废弃的H2s的热分解可生产Hz：2H2s（g）n^2H2（g）+S2（g）。现将0.20molH2s（g）通入某恒国压强p

=aMPa）密闭容器中，在不同温度下测得H?S的平衡转化率如图所示：

55

卡5Q

S45

芯4O

冷35

*O

/&

%

TiT2T374r5%T-t温度/c

已知：对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强（PB）代替物质的量浓度（CB）也可表示平衡常数。温度为T/C时,

该反应的平衡常数KP=（用含a的代数式表示）。

1初魅力削I

7、【2020全国I】SO2（g）+-O2（g）■■»SO3（g）AH=-98kJmoL.将组成（物质的量分数）为2m%

2

SCh（g）、m%Ch（g）和q%N2（g）的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO?转化率为a,

则SO3压强为,平衡常数KP=（以分压表示，分压=总压x物质的量分数）。

八省联考河北

Zn是一种重要的金属材料，工业上一般先将ZnS氧化，再采用热还原或者电解法制备。利用H?还原ZnS也可

-6

得到Zn.其反应式如下：ZnS（s）+H2（g）啜誓Zn（s）+H2s（g）。727c时，上述反应的平衡常数Kp=2.24xIO。

此温度下，在盛有ZnS的刚性容器内通入压强为1.01x105pa的H2,达平衡时H2s的分压为一一Pa（结果保留

两位小数）。

3

八省连考湖南

氨基甲酸铉(也1^(20€^匕)为尿素生产过程的中间产物，易分解。某小组对氨基甲酸铁的分解实验进行探究。

H2NCOONH4(S)2NH3(g)iCO2(g)H=+159.5KJ/mol

(2)恒容条件下，实验测得数据如下表所示：

T/K293298303308313

p/kPa8.6011.4016.2420.8630.66

②某温度下，该反应平衡时容器内总压强为p,写出该反应的压强平衡常数的计算式Kp=(用平衡分压代

替平衡浓度，分压二总压X物质的量分数)。

八省联考湖北

18.甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：

①CH4(g)十H?O(g)=CO(g)+3H2(g)△/f=+206kJ/mol

②CO(g)+H2O(g)=CC)2(g)+H2(g)AH=-41kJ/mol

恒定压强为lOOkPa时，将〃(CHi)：〃(H9)=1：3的混合气体投入反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与

温度的关系如图所示。

弟

太

■

£

限

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£

余

2出

后

墀

十

(4)已知投料比为H(CH4):/7(H2O)=1:3的混合气体，P=lOOkPao600C时，CH4的平衡转化率为______,反

应①的平衡常数的计算式为Kp=(Kp是以分压表示的平衡常数，分压=总压x物质的量分数)。

4

2022全国乙卷28.油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要

回收处理并加以利用。回答下列问题：

(1)已知下列反应的热化学方程式：

1

①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H20(g)AH,=-1036kJmol-

②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H20(g)AH,=94kJmol'

@2H2(g)+02(g)=2H2O(g)AH3=-484kJmol」

计算H2s热分解反应④2H2s(g)=S2(g)+2H?(g)的AH4=_______kJmoL。

(2)较普遍采用的H2s处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一

种方法是：利用反应④高温热分解H?S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是

________,缺点是________O

(3)在1470K、100kPa反应条件下，将由也S):n(Ar)=l:4的混合气进行H2s热分

解反应。平衡时混合气中H2s与H2的分压相等，H2s平衡转化率为________,平衡常数

Kp=kPao

⑷在1373K、1001^@反应条件下，对于1132$)：11(所)分别为4:1、1:1、1:4、

1:9、1:19的H,S-Ar混合气，热分解反应过程中H2s转化率随时间的变化如下图所示。

①n(H2S):n(Ar)越小，H2s平衡转化率,理由是。

②n(H,S):n(Ar)=l:9对应图中曲线________,计算其在0-0.1s之间，H,S分压的平均

5

变化率为________kPas'o

2022全国甲卷28.金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产

钛的方法之一是将金红石CHO?)转化为TiCl,,再进一步还原得到钛。回答下列问题：

(l)TiO2转化为TiCL有直接氯化法和碳氯化法。在I000C时反应的热化学方程式及其平

衡常数如下：

2

(i)直接氯化：TiO2(S)+2C12(g)=TiCl4(g)+O2(g)AH.=172kJmol“Kp尸LOx10

(ii)碳氯化：

,2

TiO?(s)+2J(g)+2CXs)=TiJ(g)+2CO(g)AH:=-51kJmoF',Kp,=1.2x10Pa

①反应2c(s)+O?(g)=2C0(g)的AH为kJmol-1,K,,=Pa.

②碳氯化的反应趋势远大丁直接氯化，其原因是o

③对于碳氯化反应：增大压强，平衡移动(填“向左”“向右''或"不”)；温度升高，

平衡转化率_______(填“变大”“变小"或‘不变")。0.7,----------------------.....-

-CO；•一•TiCL....i—--

(2)在l.Ox10，Pa,将TiO?、C、Cl?以物质的量。-6-♦-婚一

5

比1：2.2：2进行反应。体系中气体平衡组成比例

o.4

(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所o.

o.3

示。o.

2

①反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数

0.1

Kp(lWC)=Pa。0.0

02004006008001000120014001600

里度

②图中显示，在200℃平衡时TiO:几乎完全转

化为TiCh,但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是0

(3)TO碳氯化是一个“气一固一固”反应，有利于TiO?—C“固一周”接触的措施是

-------O

2022湖南卷16.2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。

回答下列问题：

(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(S)用ImolHzCKg)，起始

压强为0.2MPa时，发生下列反应生成水煤气：

1

I.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)AH)=+131.4kJmol

1

II.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH,=-41.1kJmol

6

①下列说法正确的是_______;

A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应I的平衡逆向移动

B.混合气体的密度保持不变的，说明反应体系已达到平衡

C.平衡时H2的体积分数可能大于9

D.将炭块粉碎，可加快反应速率

②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.Imolo此时，整个体

系_______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ,反应I的平衡常数Kp=_______(以分压表示,

分压=总压x物质的量分数)。

(2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下：

净化气co2

人&CO3溶终人产］^溶液

X吸收塔X再生塔

~水煤气A_J水蒸气

①某温度下，吸收塔中K2c溶液吸收一定量的CO2后，c(co：):c(HCO；)=1:2,

-7-

则该溶液的pH二______(该温度下H2cO3的Kal=4.6xlO,Ka2=5.0xlO")；

②再生塔中产生CO2的离子方程式为_______；

③利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4,阴极反应式为_______o

2022浙江6月29.(10分)主要成分为H2s的工业废气的回收利用有重要意义。

(1)回收单质硫。将三分之一的H2s燃烧，产生的SO?与其余H2s混合后反应：

3

2H2s(g)+SO(g)jS(s)+2HO(g)

2a82

在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为c(H2S)=2.0xlO^mol.L-'.

5",-1

c(SO2)=5.0x10-mol.L,c(H2O)=4.0xlO^mol.L,计算该温度下的平衡常数

K=o

7

(2)热解H2S制H2。根据文献，将H2s和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边

进料，另一边出料)，发生如卜反应：

1

I2H2s(g)2H2(g)+S2(g)AH,=170kJ.mol-

1

IICH4(g)+S2(g)CS2(g)+2H2(g)AH2=64kJ.mol-

总反应：

HI2H2s(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)

投料按体积之比V(H2S):V(CH4)=2:1,并用N2稀释；常压、不同温度下反应相同时

间后，测得H2和CS2的体积分数如下表：

温度/℃9501000105011001150

H2/(V%)0.51.53.65.58.5

CS2/(V%)0.00.00.10.41.8

请回答：

①反应HI能自发进行的条件是。

②下列说法正确的是o

A.其他条件不变时，用Ar替代N?作稀释气体，对实验结果几乎无影响

B.其他条件不变时，温度越高，H2s的转化率越高

C.由实验数据推出H2s中的S-H键强于CH,中的C-H键

D.恒温恒压下，增加N2的体积分数，也的浓度升高

③若将反应in看成由反应I和反应n两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程

能量示意图。

反应过科「

8

④在1000C、常压下，保持通入的H2s体积分数不变，提高投料比[V(H?S):V(CHj],

H2s的转化率不变，原因是o

⑤在950c~1150c范围内(其他条件不变)，S?(g)的体积分数随温度升高发生变化，写

出该变化规律并分析原因______________o

2022浙江一月29.工业上，以煤炭为原料，通入一定比例,经过系列反应

可以得到满足不同需求的原料气。请回答：

(1)在C和02的反应体系中：

1

反应1：C(s)+O2(g)=CO2(g)AHi=-394kJ-mo?

1

反应2:2co(g)+Ch(g)=2CO2(g)AH2=-566kJmol-

反应3：2c(s)+O2(g)=2CO(g)AH3。

①设y=AH-TAS，反应1、2和3的y随温度的变

化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是______。

400600800100012001400

②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2T/K

的物质的量之比______。

A.不变B.增大C减小D.无法判断

1

(2)水煤气反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=131kJmol-o工业生产水煤气时，通

常笠营通△合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是________。

(3)一氧化碳变换反应：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH=-41kJmol-

①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数x总压)：

p(CO)=0.25MPa.p(H2O)=0.25MPaxp(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa,则反应的平衡常数

K的数值为________。

②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%,

则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为_______。

③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是_______。能f

A.反应温度愈高愈好B.适当提高反应物压强*无催化剂

C.选择合适的催化剂D.通入一定量的氮气//有催化剂

④以同体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表

面吸附而解离，能量-反应过程如图2所示。I♦

用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤I:________;1----------------------丽面布

步骤II：________。

2022山东卷

20.利用丁丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四氢陕喃(THF)

和1-丁醉(BuOH)的副反应，涉及反应如下：

9

已知：①反应I为快速平衡：可认为不受慢反应H、III的影响：②因反应I在高压H?

氛围下进行，故H2压强近似等于总压。回答下列问题:

(1)以5.0xlOTmolBL或3D为初始原料，在493K、3.0x103kPa的高压H?氛围

下，分别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热XkJ；以BD

为原料，体系从环境吸热YkJ。忽略副反应热效应，反应I焙变

AH(493K,3.0x103kPa)=______kJ.mol”。

(2)初始条件同上。％表示某物种i的物质的量与除H2外其它各物种总物质的量之

比，XBL和XBD随时间t变化关系如图甲所示。实验测得X<Y,则图中表示XBL变化的曲

线是_______；反应I平衡常数Kp=______kPa一2(保留两位有效数字)。以BL为原料时，

G时刻XH2O=_______,BD产率=_______(保留两位有效数字)。

J

WO

X

3

)

O

(XBD/XBL)为达平衡时XBD与XBL的比值。(493K,2.5x103kPa)

(3)max

(493K,3.)xlO'kPa)、(513K,2.5xlO%Pa)三种条件下，以5.0“IT3moiBL为初始原料,

x/x

BDBL

X/X

在相同体积的刚性容器中发生反应，(BDBL)nm随时间t变化关系如图乙所示。因反应

10

在高压氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、C中，々BD/XBlJmax最

大的是（填代号）；与曲线b相比，曲线C达到（、BD"BL11ax所需时间更长，

原因是_______O

11

电化学原理

一、电化学模型构建

例112021河北改）K—Oi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（）

有机电蝌除I有机电斛板2

A.隔膜允许K'通过，不允许。2通过

B.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极：

C.产生lAh电量时，生成K0,的质量与消耗的质量比值约为2.22

D.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

例2（2021•全国甲卷）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如下图所示的电化学装置合成。图中的双

极膜中间层中的H20解离为H+和OF,并在直流电场作用下分别向两极迁移，下列说法正确的是（）

I------------EB------------1

的乙一HIS笊XZWt.re乙二”*KBr海依

A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用

B.阳极上的反应式为”＞一「一＜/一«”l+2H++2e-一--noII+H20

C.制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子

D.双极膜中间层中的11十在外电场作用下向错电极方向迁移

-

例3（2021•丹东二模改）用Mg-NaC10燃料电池作电源模拟消除工业酸性废水中的Cr2（^（Cr20;还原

为Cr-）,装置如图所示，下列说法不正确的是（）

A.a电极材料为Mg,发生氧化反应

B.金属铁电极反应为：Fe-2e-=Fe2+

C.处理后的废水比原工业废水的pH小

D.装置工作过程中消耗7.2gMg,理论上消除0.05molCr2O7

12

例4（2020・课标全国I改）科学家近年发明了一种新型Zn—CO,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C0：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。

UtKMM

下列说法错误的是（）

2

A.放电时，负极反应为Zn-2e-+40ir=Zn（0H）（-

B.放电时，1molCOz转化为HCOOH,转移的电子数为2mol

C.充电时，正极溶液中01「浓度升高

D.充电时，电池总反应为Zn（0H）1=2Zn40?f+40H+2H,0

电化学分析模型及规律总结

电化学分析模型

有无外加电源规律总结

可充电泄

放电是除电池

充电H电解池

电子从负极流出

阳极（鱼极）发生氧化

阴极（正极）发生还原

电解质溶液中：

:为赤市破雨后而而荚二阳府子运动却正极（阴极）

:浓度及WU5性.还存忖：阴离子运动到负极（阳极）

书写电极反应■于&5（■!•电荷守憎）电池每个极通过的电密5

相等的（电荷守恒）

|解谷实际问画

突破观察新型装押图2Q20山东-1。

2018^01113.殛变■十

C6+H#咖・蛾化X竹

nat电源

二、实际问题解决

13

1.电极反应的书写（电极反应的书写实际上就是氧化还原离子方程式的配平）

例5：次氯酸钠和高铁酸钾（KFeO,）是两种重要的化工产品，在生产和生活中有广泛的应用。

（1），业上可以用电解法制备高铁酸钾。原埋如图所示。

阳极的电极反应是O

NaOH那液

（2）用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池，能储存比普通碱性电池多50%的电能，已知该电池的总反应

是：2K2FeO4+3Zn二Fe2O3+ZnO+2KzZnO2,则负极的电极反应是,

例6：（2022年北京顺义）一种可充电的锂离子电池充、放电的工作示意图。该电池的反应式为:

4T

Li】MnO-»+LiYC6£|.-UMnO-»+C6

分别写出K接到N的电极反应和K接到M的电极反应。

2.电化学中的离子交换模问题

阴底r交换般用离干交换膜

Anionexchangemembrane_中Cationexchangemembrane双极股

■I

士1田r

f+++।"2

14

(1)常见的离子交换膜

种类允许通过的离子及移动方向说明

阳离子交换胺阳离子一移向电解池的阻极或原电池的正极只允许阳离子通过

阴离子交换膜阴离子一移向电解池的阳极或原电池的负极只允许阴离子通过

质子交换膜质子一移向电解池的阴极或原电池的正极只允许H•通过

双蜘将水离解成H♦和OH-H•和OH分别平衡腹两侧的电荷

(2)离子交换膜的作用

用的5U5O相薇日

使成选择性定向移动，平衡整个溶液的肉

确rr-

r浓度或电荷>H50.

故电・隹H•淞•・：收电哽任CH他

交

隔树某些物限.防止阴极产物与阳极产物之间aio-fc-

换发生反应

腴H.WOHd(MUH

作用用于物，揖的制备(也解后溶液阴极区或阳极区柒的电SO超*

得到所制芾的物帆)

物班分肉.提纯

(3)装置图分析

教材原型：氯碱工业

双板膜

新战1期房蛔蹴

电解赚蹄瞬I幽

15

例7：（2016年北京顺义）某含铳矿物的主要成分有MnCO：,、MnO2.例叫、SiQ、AI2O3等。已知FoC03,MnCO:J

难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸钵矿中提取金属镒，主要物质转化关系如下：

（5）设备3中用阴离子膜法提取金属锦的电解装置图如下:

①电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则A电极是直流电源的极。实际生产中，阳

极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为o

②该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn?进入阳极区发生副反应生成MnO,造成资源浪费，写出

该副反应的电极反应式。

3.新型化学电源

（1）可充电池（二次电池）

例8（2022年北京顺义）我国科技工作者首次提出一种新型的Li+电池，该可池正极为含有r、L厂的水

溶液，负极为固态有机聚合物，电解质溶液为LiNO,溶液，聚合物离子交换膜作为隔膜将液态正极和固态

负极隔开，其工作原理如图所示。下列有关判断正确的是（）

A.甲是原电池工作原理图，乙是电池充电原理图

B.放电时，液态电解质溶液的颜色加深

C.充电时，Li+穿过隔膜从右侧移向左恻

+2〃Li*

D.放电时，负极反应式为Li'。°

（2）微生物燃料电池

例9：（2020山东）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同

时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水（以含CHI。。一的

溶液为例）。下列说法错误的是（）

16

生沏膑有机模拟酸性

废水海水水溶液

-+

A.负极反应为ClI:lC00-+2H20-8e===2C02t+7H

B.隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜

C.当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g

D.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2：1

例10（2021辽宁铁岭高三二模改）微生物燃料电池（MFC）是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合

同时去除的转化系统原理示意图。下列说法不正确的是（）

NH

NH；

<<）夕f依微

生物反

应有一

物电fit

r-NO.

3汪和、”；

tVciicoo

的中懂唆水卬扃子购H

A.A极为电池的负极，电子从A电极流H

-

B.B极的电极反应式为2N03+12H*+10e—=N2+6H2O

C.好氧微生物反应器中反应为：2NH；+02=N0r+2H,+H20

D.当生成22.4LCO?（标准状况）时，电路中共转移此个电子

3.浓差电池

例11：（2021年北京海淀二模）下图是“海水河水”浓差电池装置示意图（不考虑溶解氧的影响），其中a、

b均为复合电极，b的电极反应式为AgCl+e-=Ag+Cr0下列说法正确的是（）

模拟海水

（0.5mol/L

NaCl注液）

根叔用水

（0.01mol/L

N0C1浓淡）

A.a的电极反应式为Ag-e-=Ag'

B.内电路中，Na'由b极区向a极区迁移

C.工作一段时间后，两极NaCl溶液的浓度差减小

D.电路中转移时Imol电子，理论上a极区模拟海水的质量减少23g

4.竞争放电问题——电解效率问题

例12（2020年北京3月考试院试测题）地球上氮元素对动植物有重要作用，其中然的合成

与应用是当前的研究热点。

（2）常温常压下电解合成氨的原理如下图所示:

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①阴极合成氨的电极反应式为：0

②阳极氧化产物只有。2，电解时实际生成NH?的总产量远远小于由0?理论计算的N%的量，结合电极反应

解释原因：。

例13（2021北京高考）环氧乙烷（,简称E0）是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯

（1）①阳极室产生CL后发生的反应有：_______、CH#=CH8+HC10-*H0CH8CH8CI,

②结合电极反应式说明生成溶液a的原理_______。

（2）一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。

电解效率n和选择性s的定义：

n（生成B所用的电子）

n（B）=Xj+RA/X"、X100%

n（通过电极的电子）

n（生成B所用的乙烯）

S（B）=n（转化的乙烯）X10°%

①若n（E0）=100%,则溶液b的溶质为o

②当乙烯完全消耗时，测得n（E0）^70%,S（EO）^97%,推测n（E0）打70%的原因：

L阳极有H20放电11.阳极有乙烯放电Ill阳极室流出液中含有C1,和HC10……

i.检验电解产物，推测I不成立。需要检验的物质是______。

ii.假设没有生成E0的乙烯全部在阳极放电生成C02,n（C02）=%o经检验阳极放电产物没有CO,.

iii.实验证实推测III成立，所用试剂及现象是_______。

可选试剂：AgNOs溶液、KT溶液、淀粉溶液、品红溶液。

5.电化学原理的综合应用

电化学原理包含原电池原理和电解原理，本质上都是氧化还原反应，原电池是自发发生的氧化还原反

应。原电池的应用主要是：获取能量、谑控反应（例如：钢铁防腐牺牲阳极法或外加电流法）、提高生产

效率（微电池效应提高时间效率，例如用铜粉、空气和硫酸生产硫酸铜，加碳粉可加快铜的溶解）、实验

探究手段（比如理论上分析AgNOj溶液可以和KI溶液发生氧还原反应，但是如果直接混合，却没有发生氧

化还原反应，可以设计成双液体原电池，避免因为发生复分解反应而干扰氧化反应的发生。

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总压表

K［溶淞

电解是最强的氧化还原手段，电解可以制备有价值的物质，电解具有反应条件温和、反应试剂纯净和生

产效率高等优点，电解原理能使许多不能自发的反应得以实现。工业上常用多室电解池制备物质，多室电

解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电

解池分为两室、三室、多室等，以达到浓缩、净化、提纯及电化学合成的目的。如电渗析法处理厨房垃圾

发酵液。

冷浓HA溶液Q

博辕

也

阳离子/浓、阴离F

极交换唉缩交换膜电

空极

tt

，f稀HA溶液t

0.1mol垃圾发醉液

H2SO4i容:夜（含A）

例ij二氧化铉和高镒酸钾是重要的化学用品

文献资料：K2MliCh为暗绿色固体，在强碱性溶液中稳定.

II.工业上常用软锌矿（主要成分MnOz）为原料制备高镒酸钾。其方法为：将软锦矿（主要成分MnOi）

充分粉碎后与KOH固体混合，通入空气充分焙烧，生成暗绿色熔融态物质。冷却，将固体研细，用稀

KOH溶液浸取，过滤，得暗绿色溶液（主要成分为K2MnO4）。再将KzMnCh溶液采用惰性电极隔膜法

电解，制得KMnO4o

（5）用惰性