1、考纲要求 1.知道化学变化中常见的能量转化形式，能说明化学反应中能量转化的主要原因。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，能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.理解原电池和电解池的工作原理，能写出简单电极反应和电池反应方程式。5.了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的重要应用。6.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原理，能运用恰当的措施防止铁、铝等等金属腐蚀。7.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。认识化学在解决能源危机中的重要作用。考点一 化学能与热能1从两种角
2、度理解化学反应热反应热图示图像分析微观 宏观 a 表示断裂旧化学键吸收的能量；b 表示生成新化学键放出的能量；c 表示反应热a 表示反应物的活化能；b 表示活化分子形成生成物释放的能量；c 表示反应热H 的计算HH(生成物)H(反应物)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)H1297.16 kJmol1S(正交，s)O2(g)=SO2(g)H2296.83 kJmol1S(单斜，s)=S(正交，s)H30.33 kJmol13燃烧热和中和热应用中的注意
3、事项(1)均为放热反应，H0，单位为 kJmol1。(2)燃烧热概念理解的三要点：外界条件是 25、101 kPa；反应的可燃物是 1 mol；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 1 mol。1正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)反应 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的 H 可通过下式估算：H反应中形成新共价键的键能之和反应中断裂旧共价键的键能之和()(2019江苏，11D)(2)如图表示燃料燃烧反应的
4、能量变化()(2016江苏，10A)(3)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)(4)催化剂能改变反应的焓变()(2012江苏，4B)(5)催化剂能降低反应的活化能()(2012江苏，4C)(6)同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 H 不同()(7)500、30 MPa 下，将 0.5 mol N2(g)和 1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成 NH3(g)，放热 19.3 kJ，其热化学方程式为 N2(g)3H2(g)催化剂500、30 MPa2NH3(g)H38.6kJmol
5、1()2(2019海南，5)根据下图中的能量关系，可求得 CH 的键能为()A414 kJmol1B377 kJmol1C235 kJmol1D197 kJmol1答案 A解析 C(s)=C(g)H1717 kJmol12H2(g)=4H(g)H2864 kJmol1C(s)2H2(g)=CH4(g)H375 kJmol1根据 H反应物总键能生成物总键能75 kJmol1717 kJmol1864 kJmol14E(CH)，解得 E(CH)414 kJmol1。3(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
6、(g)52H2O(l)已知燃烧 1 kg 该化合物释放出热量 3.8104 kJ，油酸甘油酯的燃烧热 H 为()A3.8104 kJmol1B3.8104 kJmol1C3.4104 kJmol1D3.4104 kJmol1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 1 molN2，其 H_kJmol1。答案 13952019全国卷，28(3)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”)。
7、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 2.02 COOH*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1.86 eV(0.16 eV)2.02 eV，该步起始物质为 COOH*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：催化剂已知：化学键CHCCC=CHH键能/k
8、Jmol1412348612436计算上述反应的 H_ kJmol1。答案 124解析 设“”部分的化学键键能为 a kJmol1，则 H(a3484125)kJmol1(a6124123436)kJmol1124 kJmol1。(2)2015全国卷，28(3)已知反应 2HI(g)=H2(g)I2(g)的 H11 kJmol1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收 436 kJ、151 kJ 的能量，则 1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。答案 299解析 形成 1 mol H2(g)和 1 mol I2(g)共放出 436
9、kJ151 kJ587 kJ 能量，设断裂 2 mol HI(g)中化学键吸收 2a kJ 能量，则有 2a58711，得 a299。另解：H2E(HI)E(HH)E(II)，2E(HI)HE(HH)E(II)11 kJmol1436 kJmol1151 kJmol1598 kJmol1，则 E(HI)299 kJmol1。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：1 mol金刚石中含 2 mol CC 键，1 mol 硅中含 2 mol SiSi 键，1 mol SiO2 晶体中含
10、 4 mol SiO键；分子晶体：1 mol P4 中含有 6 mol PP 键，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中含有 12 mol PO键、4 mol P=O 键，1 mol C2H6 中含有 6 mol CH 键和 1 mol CC 键。7(1)2017天津，7(3)0.1 mol Cl2 与焦炭、TiO2 完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成 TiO2xH2O 的液态化合物，放热 4.28 kJ，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 x 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
11、素回答问题：已知 1 mol e 的单质在足量 d2 中燃烧，恢复至室温，放出 255.5 kJ 热量，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 1 410)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：Si(粗)Cl2460 SiCl4蒸馏 SiCl4(纯)H21 100 Si(硅)写出 SiCl4 的电子式：_；在上述由 SiCl4 制纯硅的反应中，测得每生成 1.12kg 纯硅需吸收 a kJ 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、101 kPa下，已
12、知每消耗 3.8 g NaBH4(s)放热 21.6 kJ，该反应的热化学方程式是_。答案(1)2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H85.6 kJmol1(2)2Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H511 kJmol1(3)SiCl4(g)2H2(g)=1 100 Si(s)4HCl(g)H0.025a kJmol1(4)NaBH4(s)2H2O(l)=NaBO2(s)4H2(g)H216 kJmol1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
13、错误。(3)漏写 H 的单位，或者将 H 的单位写为 kJ，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 1 mol 可燃物或生成 1 mol H2O(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 H57.3 kJmol1，则 H2SO4 和 Ca(OH)2 反应的中和热 H2(57.3)kJmol1BCO(g)的燃烧热 H283.0 kJmol1，则 2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的 H2283.0 kJmol1C氢气的燃烧热 H285.5 kJmol
14、1，则电解水的热化学方程式为 2H2O(l)=电解 2H2(g)O2(g)H285.5 kJmol1D1 mol 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 1 mol 液态 H2O 时的反应热叫做中和热，中和热是以生成 1 mol 液态 H2O 为基准的，A 项错误；CO(g)的燃烧热 H283.0 kJmol1，则 CO(g)12O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1，则 2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2283.0 kJmol1，逆向反应时反应热的数值相等，符号相反，B 项正确；电解 2 mol 水吸收的
15、热量和 2 mol H2 完全燃烧生成液态水时放出的热量相等，H 应为571.0 kJmol1，C项错误；在 101 kPa 时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物(水应为液态)时所放出的热量是该物质的燃烧热，D 项错误。2已知：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。3(1)用 CO2 催化加氢可制取乙烯：CO2(g)3H2(g)12C2H4(g)2H2O(g)。若该反应
16、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 H152 kJmol1，则表中的x_。化学键C=OHHC=CCHHO键能/(kJmol1)803436x414464(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。反应过程化学方程式焓变H/(kJmol1)活化能Ea/(kJmol1)甲烷氧化CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(
17、g)802.6125.6 CH4(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)322.0172.5 蒸汽重整CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)206.2240.1 CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)158.6243.9(3)CO2 在 Cu-ZnO 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源短缺问题的重要手段。.CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H157.8 kJmol1.CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H241.2 kJmol1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
18、母)。答案(1)(ba)kJmol1 764(2)小于(3)D解析(1)由图知 1 mol CO2(g)和 3 mol H2(g)具有的总能量大于12 mol C2H4(g)和 2 mol H2O(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)kJmol1。H反应物的键能总和生成物的键能总和2E(C=O)3E(HH)12E(C=C)2E(CH)4E(HO)2803 kJmol13436 kJmol1(12x kJmol12414 kJmol14464 kJmol1)152 kJmol1，解得 x764。(2)从表中活化能数据可以看出，在初始阶段，蒸汽
19、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，相对来说反应就越易进行。1.(2019苏州高三期末)以下反应可表示获得乙醇并用作汽车燃料的过程，下列有关说法正确的是()6CO2(g)6H2O(l)=C6H12O6(s)6O2(g)H1 C6H12O6(s)=2C2H5OH(l)2CO2(g)H2 C2H5OH(l)
20、3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H3A.2H3H1H2B植物的光合作用通过反应将热能转化为化学能C在不同油耗汽车中发生反应，H3 会不同D若反应生成 1.12 L O2，则转移的电子数为 0.26.021023答案 A解析 A 项，依据盖斯定律，将相加后除以 2 后，再颠倒，可得反应，正确；B 项，光合作用是将太阳能转化为化学能，错误；C 项，焓变只与反应物和生成物的能量有关，与反应途径无关，错误；D 项，“1.12 L”没有指明标准状况，错误。2.(2019镇江高三期末)生石灰固硫生成的 CaSO4 会与煤炭不完全燃烧产生的 CO 发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式
21、如下：()CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H1218.4 kJmol1(反应)CaSO4(s)4CO(g)CaS(s)4CO2(g)H2175.6 kJmol1(反应)假设某温度下，反应的速率(v1)大于反应的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是()答案 C解析 反应为吸热反应，则反应物的总能量比生成物的总能量小，排除 A 项和 D 项；活化能越小，反应越易进行，反应速率也越快，因为 v1 大于 v2，所以反应的活化能比反应小，活化能是指反应物至图像中最高点的能量差值，显然图 C 正确。3(2019南通、扬州、泰州、徐州、淮安、宿迁、连云港七市高三二
22、模)已知：N2O(g)3H2(g)=N2H4(l)H2O(l)H1N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H22NH3(g)3N2O(g)=4N2(g)3H2O(l)H33N2H4(l)=4NH3(g)N2(g)H下列有关说法正确的是()AH 3(H2H1)H3B使用催化剂可使 H1 变小C反应在一定条件下能自发进行，则 H20D反应若生成 28 g N2，转移的电子数为 6.021023答案 AC解析 A 项，依据盖斯定律，按“()3”可得的反应焓变，正确；B 项，催化剂不可改变反应的焓变值，错误；C 项，反应的熵减小，但是反应能生成，说明一定为放热反应，正确；D 项，反应中，每生成 4 mo
23、l N2，则转移 6 mol e，则生成 28 g N2 时，转移 1.5 mol e，错误。4(2018南通、扬州、泰州、淮安、徐州、宿迁六市第二次模拟)在好氧菌和厌氧菌作用下废液中 NH4 能转化为 N2(g)和 H2O(l)，示意图如下：反应：NH4(aq)2O2(g)=NO3(aq)2H(aq)H2O(l)H1a kJmol1反应：5NH4(aq)3NO3(aq)=4N2(g)9H2O(l)2H(aq)H2b kJmol1下列说法正确的是()A两池发生的反应中氮元素只被氧化B两池中投放的废液体积相等时 NH4 能完全转化为 N2C常温常压下，反应中生成 22.4 L N2 转移的电子数
24、为 3.756.021023D4NH4(aq)3O2(g)=2N2(g)4H(aq)6H2O(l)H12(3ab)kJmol1答案 D解析 A 项，反应中，N 元素发生归中反应，N 元素既被氧化又被还原，错误；B 项，若两废液中存在等物质的量的 NH4，反应中生成的 NO3 在反应中不能被完全消耗，错误；C 项，应指明标准状况，错误；D 项，根据盖斯定律，按“(反应3反应)12”可得所求反应的焓变，正确。5(2018南京市第三次模拟)CO、H2、C2H5OH 三种燃料燃烧的热化学方程式如下：CO(g)12O2(g)=CO2(g)H1a kJmol1 H2(g)12O2(g)=H2O(g)H2b
25、 kJmol1 C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H3c kJmol1下列说法正确的是()AH10B2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H2b kJmol1CCO2 与 H2 合成 C2H5OH 反应的原子利用率为 100%D2CO(g)4H2(g)=H2O(g)C2H5OH(l)H(2a4bc)kJmol1答案 AD解析 A 项，燃烧时放热，则 H10，正确；B 项，中 H2O 的状态为气态，选项中 H2O 为液态，焓变与物质的状态有关，错误；C 项，反应为 2CO2 6H2=C2H5OH 3H2O，产物不唯一，原子利用率不是 100%，错误；D 项，根据盖斯定律
26、，按“24”得所求反应的焓变，正确。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。2常用关系式热化学方程式焓变之间的关系aA=B H1A=1aB H2H21aH1 或H1aH2aA=B H1H1H2B=aA H2HH1H23.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，可将方程式颠倒过来，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
27、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(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)H1100.3 kJmol1H2
28、(g)I2(g)=2HI(g)H211.0 kJmol1对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g)H3_kJmol1。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 H3H1H2(100.311.0)kJmol189.3 kJmol1。32019全国卷，28(2)Deacon 直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)12Cl2(g)H183 kJmol1CuCl(s)12O2(g)=CuO(s)12Cl2(g)H220 kJmol1CuO(s)2HCl(g)=CuCl2(s)H2O(g)H3121 kJmol1则 4HCl
29、(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)的 H_kJmol1。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4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)H116 kJmol1。4(1)2018北京，27(1)近年来，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)H1551 kJmol1反应：S(s)O2(g)=SO2(g)H3297 kJmol1反应的热化学方程式：_。答案 3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJmol1解析 由题
30、图可知，反应的化学方程式为 3SO22H2O=催化剂 2H2SO4S。根据盖斯定律，反应(反应反应)可得：3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254kJmol1。(2)2018江苏，20(1)用水吸收 NOx 的相关热化学方程式如下：2NO2(g)H2O(l)=HNO3(aq)HNO2(aq)H116.1 kJmol13HNO2(aq)=HNO3(aq)2NO(g)H2O(l)H75.9 kJmol1反应 3NO2(g)H2O(l)=2HNO3(aq)NO(g)的 H_kJmol1。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
31、，则 H(116.1 kJmol1375.9 kJmol1)/2136.2 kJmol1。(3)2018全国卷，28(2)已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJmol12NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1则反应 N2O5(g)=2NO2(g)12O2(g)的 H_kJmol1。答案 53.1解析 令 2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJmol1 a2NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1 b根据盖斯定律，a 式12b 式可得：N2O5(g)=2NO2(g)12O2(g)H53.1 kJmol1。(4)201
32、8全国卷，28(2)SiHCl3 在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H148 kJmol13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)2SiHCl3(g)H230 kJmol1则反应 4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)的 H 为_kJmol1。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：4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)，则有 H3H1H2348 kJmol1(30 kJmol1)114 kJmol1。(5)2018 全国卷，27(1)节选CH4CO2 催化重整反应为 CH4(g
33、)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1C(s)12O2(g)=CO(g)H111 kJmol1该催化重整反应的 H_kJmol1。答案 247解析 将题给三个反应依次编号为、：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1C(s)12O2(g)=CO(g)H111 kJmol1根据盖斯定律，由2可得：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1。5按要求回答下列问题(1)2017全国卷，2
34、8(3)已知：As(s)32H2(g)2O2(g)=H3AsO4(s)H1H2(g)12O2(g)=H2O(l)H22As(s)52O2(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)2016全国卷，26(3)2O2(g)N2(g)=N2O4(l)H1N2(g)2H2(g)=N2H4(l)H2O2(g)2H2(g)=2H2O(g)H32N
35、2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)H41 048.9 kJmol1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)H1127.4kJmol1NaOH(s)CO2(g)=NaHCO3(s)H2131.5 kJmol1反应 2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)H2O(g)CO2(g)的 H_kJmol1。答案(1)2H13H2H3(2)H2O(l)=H2(g)12O2(g)H286 kJmol1H2S(g)=H2(g)S(s)H20 k
36、Jmol1 系统()(3)2H32H2H1 反应放热量大、产生大量的气体(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H2SO4(aq)=SO2(g)H2O(l)12O2(g)H1327 kJmol1SO2(g)I2(s)2H2O(l)=2HI(aq)H2SO4(aq)H2151 kJmol12HI(aq)=H2(g)I2(s)H3110 kJmol1H2S(g)H2SO4(aq)=S(s)SO2(g)2H2O(l)H461 kJmol1根据盖斯定律，将可得，系统()中的热化学方程式：
37、H2O(l)=H2(g)12O2(g)HH1H2H3327 kJmol1151 kJmol1110 kJmol1286 kJmol1同理，将可得，系统()中的热化学方程式：H2S(g)=H2(g)S(s)HH2H3H4151 kJmol1110 kJmol161 kJmol120 kJmol1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
38、火箭提供很大的推进力。(4)2得到：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)CO2(g)H2O(g)H(127.42131.5)kJmol1135.6 kJmol1。1已知：H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热(H)分别为285.8 kJmol1 和726.5 kJmol1；CH3OH(l)=CH3OH(g)H35.2 kJmol1；H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1。则 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H_kJmol1。答案 51.7解析 H2 燃烧的热化学方程式为H2(g)12O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1CH3OH 燃烧的热化学方程式为
39、：CH3OH(l)32O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.5kJmol1CH3OH(l)=CH3OH(g)H35.2 kJmol1；H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1。将得3，得 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)的 H51.7 kJmol1。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4N
40、O2(g)CH4(g)4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJmol1 4NO(g)CH4(g)2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1 160 kJmol1则 4NO(g)N2(g)2NO2(g)的 H_。答案 293 kJmol1解析 根据盖斯定律由12()可得 4NO(g)N2(g)2NO2(g)，则 H121 160 kJmol1(574 kJmol1)293 kJmol1。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 ZnCu2=Zn2Cu 而使化学能
41、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
42、。下列说法错误的是()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 在固氮酶作用下发生还原反应生成 NH3，C 项正确；电池工作时，H通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移
43、，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CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是()A检测时，电解质溶液中的 H向负极移动B若有 0.4 mol 电子转移，则在标准状况下消耗 4.48 L 氧气C电池反应的化学方程式为 CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为 O24e2H2O=4OH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 4
44、mol 电子时消耗 1 mol O2，则在标准状况下转移 0.4 mol 电子时消耗 2.24 L O2，故 B、D 错误；电池反应式即正、负极反应式之和，将两极的反应式相加可知 C 正确。3(2015江苏，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 CH4H2O=催化剂3H2CO，每消耗 1 mol CH4 转移 12 mol 电子B电极 A 上 H2 参与的电极反应为 H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO23 向电极 B 移动D电极 B 上发生的电极反应为 O22CO24e=2CO23答案 D解析 A 项，C4H4C2O，则该反应中每消耗 1 m
45、ol CH4 转移 6 mol 电子，错误；B 项，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 H22eCO23=CO2H2O，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 O24e2CO2=2CO23，正确。角度二 可逆电池4(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 Zn(3DZn)可以高效沉积 ZnO 的特点，设计了采用强碱性电解质的 3DZnNiOOH 二次电池，结构如图所示。电池反应为 Zn(s)2NiOOH(s)H2O(l)放电充电ZnO
46、(s)2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()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)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 该电池采用的三维多孔海绵状 Zn 具有较大的表面积，可以高效沉积 ZnO，且所沉积的 ZnO 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
47、)H2O(l)，B 正确；放电时 Zn 在负极发生氧化反应生成 ZnO，电极反应式为 Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(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。5(2019天津，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 0.65 g，溶液中有 0.02 mol I被氧化D充电时，a 电极接外电源负极答案 D解析 根据电池的工作原理示意图
48、，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 Zn 转化为Zn2，溶液中离子的数目增大，B 项正确；充电时 b 电极发生反应 Zn22e=Zn，b 电极增重 0.65 g 时，转移 0.02 mol e，a 电极发生反应 2IBr2e=I2Br，根据各电极上转移电子数相同，则有 0.02 mol I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，接外电源正极，D 项错误。6(2017全国卷，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
49、石墨烯的 S8 材料，电池反应为 16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 gC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 的还原反应，
50、正确；B 项，电池工作时负极电极方程式为 Lie=Li，当外电路中流过 0.02 mol 电子时，负极消耗的 Li 的物质的量为 0.02 mol，其质量为 0.14 g，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；D 项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为 8Li2Sx=电解 16LixS8(2x8)，故 Li2S2 的量会越来越少，错误。7(2016全国卷，11)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH溶液，反应为 2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)24。下列说法正确的是()A充电时，电解质溶液中 K向阳极移动B充电时，电解质溶
51、液中 c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为 Zn4OH2e=Zn(OH)24D放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 22.4 L(标准状况)答案 C解析 A 项，充电时，电解质溶液中 K向阴极移动，错误；B 项，放电时总反应方程式为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)24，则充电时电解质溶液中 c(OH)逐渐增大，错误；C项，在碱性环境中负极 Zn 失电子生成的 Zn2，将与 OH结合生成 Zn(OH)24，正确；D 项，O24e，故电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 0.5 mol，标准状况下的体积为 11.2 L，错误。角度三 储“氢”电池8(2014浙江理综，11)镍
52、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NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHB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：H2OMe=MHOH，H2O 中的 H 被 M 还原DNiMH 电池中可以用 KOH 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
53、，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2 价的 Ni 还原，错误；D 项，NiMH 在 KOH 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9(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 Li2O2x(x0 或 1)。下列说法正确的是()A放电时，多孔碳材料电极为负极B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C充电时，电解质溶液中 Li向多孔碳材料区迁移D充电时，电池总反应为
54、Li2O2x=2Li(1x2)O2答案 D解析 由题意知，放电时负极反应为 Lie=Li，正极反应为(2x)O24Li4e=2Li2O2x(x0 或 1)，电池总反应为(1x2)O22Li=Li2O2x。充电时的电池总反应与放电时的电池总反应互为逆反应，故充电时电池总反应为 Li2O2x=2Li(1x2)O2，D 项正确；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。10(2018全国卷，12)我国科学家研发了一种室
55、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 CO2，放电时吸收 CO2C放电时，正极反应为 3CO24e=2CO23 CD充电时，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：3CO24e=2CO23 C充电时，阴极：4Na4e=4Na阳极：2CO23 C4e=3CO2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 CO2，放电
56、时吸收 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=CO26H。正极：32O26e6H=3H2O。(2)碱性介质，如 KOH 溶液：负极：CH3OH6e8OH=CO23 6H2O。正极：32O26e3H2O=6OH。(3)熔融盐介质，如 K2CO3：负极：CH3OH6e3CO23=4CO22H2O。正极：32O26e3CO2=3CO23。(4)掺杂 Y2O3 的 ZrO3 固体作电解质，在高温下能传导 O2：负极：CH3OH6e3O2=CO22H2O。正极：32O26e=3O2。
57、碱性介质 CCO23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 KOH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=O24
58、H。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 Li1 xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。则：负极：_，正极：_。答案 LixC6xe=xLiC6Li1xCoO2xexLi=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
59、(M：Fe 等)负极材料：石墨(能吸附锂原子)负极反应：LixCnxe=xLinC正极反应：Li1xMO2xLixe=LiMO2总反应：Li1xMO2LixCnnCLiMO2。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 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(
60、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：AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2Zn2H(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
61、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，在阳极区得到 NaOH 溶液()(4)工业上可用电解 MgCl2
62、 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 0.1 mol Cu(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全国卷，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)。该电解池的阳极为_，总反应为_。
63、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 OH，进一步与 Fe2反应生成 Fe(OH)2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
64、学家最近采用碳基电极材料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 1 mol 电子，需消耗氧气_L(标准状况)。答案 Fe3e=Fe2，4Fe2O24H=4Fe32H2O 5.6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 4 mol 电子消耗 1 mol O2，则转移 1 mol 电子消耗氧气14 mol，其在标准状况下的体积为14 mol22.4 Lmol15.6 L。32019北京，27(2)可利用太阳能光伏电池电
65、解水制高纯氢，工作示意图如图。通过控制开关连接 K1 或 K2，可交替得到 H2 和 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：_。答案 K1 2H2O2e=H22OH 制 H2 时，电极 3 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 得以循环使用解析 电解碱性电解液时，H2O 电离出的 H在阴极得到电子产生 H2，根据题图可知电极1与电池负极连接，为阴极，所以制H2时，连接K1，产生H2的电极反应式为2H2O2e=H22OH。制备 O2 时
66、碱性电解液中的 OH失去电子生成 O2，连接 K2，O2 在电极 2 上产生。连接 K1 时，电极 3 为电解池的阳极，Ni(OH)2 失去电子生成 NiOOH，电极反应式为 Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O，连接 K2 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 资源化利用。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 KHCO3 溶液浓度降低，其原因是_。答案 CO2H2e=HC
67、OO(或 CO2HCO3 2e=HCOOCO23)阳极产生 O2，pH 减小，HCO3 浓度降低；K部分迁移至阴极区解析 CO2 中的 C 为4 价，HCOO中的 C 为2 价，1 mol CO2 转化为 HCOO时，得 2 mole。阳极上水放电，生成 O2 和 H，H会与 HCO3 反应使 HCO3 减少，由电荷平衡可知，K会移向阴极区，所以 KHCO3 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来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe2H2O2OH=电解 FeO24 3H2，工作原理如图 1 所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色 FeO
68、24，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
69、解析 根据题意，镍电极有气泡产生是 H得电子生成 H2，发生还原反应，则铁电极上 OH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Na2FeO4 只在强碱性条件下稳定，在 M 点：c(OH)低，Na2FeO4 稳定性差，且反应慢；在 N点：c(OH)过高，铁电极上有 Fe(OH)3 生成，使 Na2FeO4 产率降低。角度二 腐蚀类型与防护方法6(2019江苏，10)将
70、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
71、电子，空气中的 O2 得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。7(2017全国卷，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()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答案 C解析 钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，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、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
72、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(1)以铝材为阳极，在 H2SO4 溶液中电解，铝材表面
73、形成氧化膜，阳极反应式为 2Al6e3H2O=Al2O36H。(2)用 Al 单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3 溶液作电解液进行电解，生成难溶物 R，R 受热分解生成化合物 Q，写出阳极生成 R 的电极反应式：Al3HCO3 3e=Al(OH)33CO2。(3)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl7 和 AlCl4 组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则电极反应式为阳极：Al3e7AlCl4=4Al2Cl7。阴极：4Al2Cl7 3e=Al7AlCl4。(4)用惰性电极电解 K2MnO4 溶液能得到
74、化合物 KMnO4，则电极反应式为阳极：2MnO24 2e=2MnO4。阴极：2H2e=H2。(5)将一定浓度的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、氯化锂混合液作为电解液，以铁棒作阳极，石墨为阴极，电解析出 LiFePO4 沉淀，则阳极反应式为 FeH2PO4 Li2e=LiFePO42H。(三)根据“交换膜”利用“信息”书写电极反应式3按要求书写电极反应式：(1)电解装置如图，电解槽内装有 KI 及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I26OH=IO3 5I3H2O阳极：2I2e=I2。阴极：2H2O2e=H22OH。(2)
75、可用氨水作为吸收液吸收工业废气中的 SO2，当吸收液失去吸收能力时，可通过电解法使吸收液再生而循环利用(电极均为石墨电极)，并生成化工原料硫酸。其工作示意图如下：阳极：HSO3 2eH2O=3HSO24。阴极：2H2e=H2(或 2H2O2e=H22OH)。题组二 金属腐蚀与防护4利用下图装置进行实验，开始时，a、b 两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()Aa 处发生吸氧腐蚀，b 处发生析氢腐蚀B一段时间后，a 处液面低于 b 处液面Ca 处溶液的 pH 增大，b 处溶液的 pH 减小Da、b 两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe2答案 BC解析 根据装置图判断，左边铁
76、丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为左边 负极：Fe2e=Fe2正极：O24e2H2O=4OH右边 负极：Fe2e=Fe2正极：2H2e=H2a、b 处溶液的 pH 均增大，C 错误。5结合图判断，下列叙述正确的是()A和中正极均被保护B和中负极反应均是 Fe2e=Fe2C和中正极反应均是 O22H2O4e=4OHD和中分别加入少量 K3Fe(CN)6溶液均有蓝色沉淀答案 A解析 根据原电池形成的条件，中 Zn 比 Fe 活泼，Zn 作负极，Fe 为正极，保护了 Fe；中 Fe 比 Cu 活泼，Fe 作负极，Cu 为正极，保护了 Cu，A 项正确；中负极为锌，负极发生氧化反应，电
77、极反应为 Zn2e=Zn2，B 项错误；中发生吸氧腐蚀，正极为 O2 得电子生成 OH，中为酸化的 NaCl 溶液，发生析氢腐蚀，在正极上发生还原反应，电极反应为2H2e=H2，C 项错误；Fe(CN)63是稳定的配合物离子，与 Fe2发生反应：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62，故加入少量 K3Fe(CN)6溶液有蓝色沉淀是 Fe2的性质，装置中不能生成 Fe2，装置中负极铁失电子生成 Fe2，D 项错误。1金属腐蚀快慢的三个规律(1)金属腐蚀类型的差异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护措施的腐蚀。(2)电解质溶液的影响对同一金属来说，腐蚀的快慢(浓度相同)
78、：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，腐蚀越快。(3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。2两种腐蚀与三种保护(1)两种腐蚀：析氢腐蚀、吸氧腐蚀(关键在于电解液的 pH)。(2)三种保护：电镀保护、牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法。题型专训(一)电化学离子交换膜的分析与应用(1)阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过)负极反应式：Zn2e=Zn2；正极反应式：Cu22e=Cu；Zn2通过阳离子交换膜进入正极区；阳离子透过阳离子交换膜原电池正极(或电解池的阴极)。(2)质子交换膜(只允许 H和水分子通过)在微生物作用下电解有机废水(含
79、 CH3COOH)，可获得清洁能源 H2阴极反应式：2H2e=H2；阳极反应式：CH3COOH8e2H2O=2CO28H；阳极产生的 H通过质子交换膜移向阴极；H透过质子交换膜原电池正极(或电解池的阴极)。(3)阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过)以 Pt 为电极电解淀粉-KI 溶液，中间用阴离子交换膜隔开阴极反应式：2H2O2e=H22OH；阳极反应式：2I2e=I2；阴极产生的 OH移向阳极与阳极产物反应：3I26OH=IO3 5I3H2O；阴离子透过阴离子交换膜电解池阳极(或原电池的负极)。(4)电渗析法将含 AnBm 的废水再生为 HnB 和 A(OH)m 的原理：已知 A 为金属
80、活动顺序表 H 之前的金属，Bn为含氧酸根离子。类型一“单膜”电解池1(2018全国卷，13)最近我国科学家设计了一种 CO2H2S 协同转化装置，实现对天然气中 CO2 和 H2S 的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为 ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTA-Fe2e=EDTA-Fe32EDTA-Fe3H2S=2HS2EDTA-Fe2该装置工作时，下列叙述错误的是()A阴极的电极反应：CO22H2e=COH2OB协同转化总反应：CO2H2S=COH2OSC石墨烯上的电势比 ZnO石墨烯上的低D若采用 Fe3/Fe2取代 EDTA-Fe3/EDTA-
81、Fe2，溶液需为酸性答案 C解析 由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则 ZnO石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比 ZnO石墨烯上的高，C 项错误；由题图可知，电解时阴极反应式为 CO22H2e=COH2O，A 项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为 CO2H2S=COH2OS，B 项正确；Fe3、Fe2只能存在于酸性溶液中，D 项正确。22018全国卷，27(3)KIO3 也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式：_。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。答案 2H2O2e
82、=2OHH2 K 由 a 到 b解析 电解液是 KOH 溶液，阴极的电极反应式为 2H2O2e=2OHH2。电解过程中阳极反应为 I6OH6e=IO3 3H2O。阳极的 K通过阳离子交换膜由电极 a 迁移到电极 b。类型二“双膜”电解池32018全国卷，27(3)制备 Na2S2O5 也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中 SO2碱吸收液中含有 NaHSO3 和 Na2SO3。阳极的电极反应式为_。电解后，_室的 NaHSO3 浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到 Na2S2O5。答案 2H2O4e=4HO2 a解析 阳极上阴离子 OH放电，电极反应式为 2H2O4e=O24H，电解过
83、程中 H透过阳离子交换膜进入 a 室，故 a 室中 NaHSO3 浓度增加。类型三“多膜”电解池42014新课标全国卷，27(4)H3PO2 也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：写出阳极的电极反应式：_。分析产品室可得到 H3PO2 的原因：_。早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用 H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有_杂质。该杂质产生的原因是_。答案 2H2O4e=O24H阳极室的 H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的 H2PO2 穿
84、过阴膜扩散至产品室，二者反应生成 H3PO2PO34 H2PO2 或 H3PO2 被氧化解析 阳极发生氧化反应，在反应中 OH失去电子，电极反应式为 2H2O4e=O24H。H2O 放电产生 H，H进入产品室，原料室的 H2PO2 穿过阴膜扩散至产品室，二者发生反应：HH2PO2H3PO2。如果撤去阳膜，H2PO2 或 H3PO2 可能会被氧化。1(2019青岛市高三 3 月教学质量检测)水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原理如下图。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及粘结剂等)为负极，V2O5 为正极，三氟甲磺酸锌Zn(CF3SO3)2为电解液。下列叙述错误的是()A放电时，Zn2向
85、V2O5 电极移动B充电时，阳极区电解液的浓度变大C充电时，粉末多孔锌电极发生氧化反应D放电时，V2O5 电极上的电极反应式为：V2O5xZn22xe=ZnxV2O5答案 BC解析 放电时，阳离子向正极移动，所以 Zn2向 V2O5 电极移动，故 A 正确；充电时，阳极区发生 ZnxV2O52xe=V2O5xZn2，锌离子通过阳离子交换膜向左移动，所以阳极区Zn(CF3SO3)2 的浓度减小，故 B 错误；充电时，粉末多孔锌电极为阴极，发生还原反应，故 C错误；放电时，V2O5 电极上的电极反应式为：V2O5xZn22xe=ZnxV2O5，故 D 正确。2用电渗析法可将含硝酸钠的废水再生为硝酸
86、和氢氧化钠，其装置如下图所示。下列叙述不正确的是()A膜 a、膜 c 分别是阴离子交换膜、阳离子交换膜B阳极室、阴极室的产品分别是氢氧化钠、硝酸C阳极的电极反应式为 2H2O4e=4HO2D该装置工作时，电路中每转移 0.2 mol 电子，两极共生成气体 3.36 L(标准状况)答案 B解析 阳极室溶液中氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气，电极附近氢离子浓度增大，阴极室溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极附近氢氧根离子浓度增大，阳极室得到硝酸，阴极室得到氢氧化钠，膜 a 为阴离子交换膜，膜 c 为阳离子交换膜，A 正确、B 错误；阳极是氢氧根离子失电子发生氧化反应，电极反应式为 2
87、H2O4e=4HO2，C 正确；阳极生成氧气：2H2O4e=4HO2，阴极生成氢气：2H2e=H2，该装置工作时，电路中每转移 0.2 mol 电子，生成氧气 0.05 mol，生成氢气 0.1 mol，两极共生成气体体积(0.05 mol0.1 mol)22.4 Lmol13.36 L(标准状况)，D 正确。3一氧化氮空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式：_，若过程中产生 2 mol HNO3，则消耗标准状况下 O2的体积为_L。答案 NO3e2H2O=NO3 4H 33.6解析 由原电池的
88、工作原理图示可知，左端的铂电极为负极，其电极反应式为 NO3e2H2O=NO3 4H，当过程中产生 2 mol HNO3 时转移 6 mol e，而 1 mol O2 参与反应转移4 mol e，故需要 1.5 mol O2 参与反应，标准状况下的体积为 33.6 L。4电解法也可以对亚硝酸盐污水进行处理(工作原理如下图所示)。通电后，左极区产生浅绿色溶液，随后生成无色气体。当 Fe 电极消耗 11.2 g 时，理论上可处理 NaNO2 含量为 4.6%的污水_g。答案 100解析 当铁消耗 11.2 g 即11.256mol0.2 mol 时生成 0.2 mol 亚铁离子，与亚硝酸根离子反应
89、生成氮气和铁离子，根据电子守恒分析，消耗亚硝酸根离子物质的量为0.23 mol，则可处理污水的质量为0.23 694.6%100 g。5以连二硫酸根(S2O24)为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的 NO，装置如图所示：(1)ab 是_(填“阳”或“阴”)离子交换膜。阴极区的电极反应式为_。(2)若 NO 吸收转化后的产物为 NH4，通电过程中吸收 4.48 L NO(标况下)，则阳极可以产生_ mol 气体。答案(1)阳 2SO23 4H2e=S2O24 2H2O(2)0.25解析(1)由图可知，阴极区通入液体主要含 SO23，流出主要含 S2O24，所以阴极区电极反应式为 2SO2
90、3 4H2e=S2O24 2H2O，由于阴极需要消耗氢离子，则 ab 是阳离子交换膜。(2)4.48 L NO(标况下)的物质的量是 0.2 mol，由于 NO 吸收转化后的产物为 NH4，则电路中转移 1 mol 电子；阳极氢氧根放电产生氧气，则产生氧气的物质的量是 1 mol40.25 mol。1.(2019苏州高三期末)铅酸蓄电池是目前应用普遍的化学电池，新型液流式铅酸蓄电池以可溶的甲基磺酸铅为电解质，电池总反应为 PbPbO24H放电充电2Pb22H2O。下列有关新型液流式铅酸蓄电池的说法正确的是()A充电和放电时，溶液中 Pb2浓度均保持不变B放电时溶液中 H向正极移动C放电时，正负
91、电极质量均会增大D充电时的阳极反应式为：Pb24OH2e=PbO22H2O答案 B解析 A 项，放电时生成 Pb2，充电时消耗 Pb2，溶液中 Pb2浓度会发生改变，错误；B 项，原电池中，阳离子向正极移动，正确；C 项，放电生成 Pb2，正负极的电极质量均减小，错误。2(2019南通、扬州、泰州、徐州、淮安、宿迁、连云港七市高三三模)某新型锂-空气二次电池放电情况如图所示，关于该电池的叙述正确的是()A电解液应选择可传递 Li的水溶液B充电时，应将锂电极与电源正极相连C放电时，空气电极上发生的电极反应为：2LiO22e=Li2O2D充电时，若电路中转移 0.5 mol 电子，空气电极的质量将
92、减少 3.5 g答案 C解析 A 项，Li 能与水发生反应，所以不能用水作电解液，错误；B 项，放电时，Li 作为负极，在充电时，Li 接电源的负极，错误；C 项，从图示看，O2 得电子，结合 Li生成 Li2O2，正确；D 项，充电时，空气电极反应为 Li2O22e=2LiO2，Li移向左侧，O2 离开电极，转移 0.5 mol e时，空气电极减少的质量为 0.25 mol Li2O2，质量为 11.5 g，错误。3(2019南京、盐城高三一模)Mg/LiFePO4电池的电池反应为 xMg22LiFePO4充电放电xMg2Li1xFePO42xLi，其装置示意图如下：下列说法正确的是()A放
93、电时，Li被还原B充电时，电能转变为化学能C放电时，电路中每流过 2 mol 电子，有 1 mol Mg2迁移至正极区D充电时，阳极上发生的电极反应为：LiFePO4xe=Li1xFePO4 xLi答案 BD解析 A 项，反应的箭头中，放电表示原电池，充电表示电解池，作为原电池时，Mg 失去电子，作为负极，Li 的化合价没有变化，反应过程中 Li没有被还原，错误；B 项，充电时，电能转化为化学能，正确；C 项，放电时，负极反应式为：Mg2e=Mg2，图中膜为锂离子导体膜，即可以通过 Li，流过 2 mol 电子时，有 2 mol Li移至正极，错误；D 项，用总反应方程式减去负极反应式，得正极
94、方程式为：Li1xFePO4xLixe=LiFePO4，将正极方程式颠倒即为阳极反应式，正确。4(2019南通、扬州、泰州、徐州、淮安、宿迁、连云港七市高三二模)某微生物电解池(MEC)制氢工作原理如下图所示。用该电解池电解 0.1 molL1 的 CH3COOH 溶液，下列说法正确的是()AY 为电源的正极B该电解装置中，阳极的电极反应式为：CH3COOH2H2O8e=2CO28HC当 2 mol H通过质子交换膜时，产生 22.4 L H2D电解一段时间后，溶液中cCH3COOcCH3COOH的值变小答案 B解析 A 项，与 Y 相连的电极处，H生成 H2，H 的化合价降低，得电子，则为阴
95、极，即 Y为负极，错误；B 项，X 为正极，则阳极处为 CH3COOH 转化为 CO2，CH3COOH 中 C 的平均化合价为 0 价，1 mol CH3COOH 转化为 CO2 时，转移 8 mol e，由 H平衡电荷，正确；C项，生成 H2 的体积，没有指明标准状况，错误；D 项，由 CH3COOH 的电离平衡常数表达式知，Ka cCH3COOcHcCH3COOH，电解时，H生成 H2，c(H)减小，但是 Ka 不变，所以cCH3COOcCH3COOH的值变大，错误。5(2018扬州高三期末)Mg-空气电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是()A电池工作时电极 B 上会生成少量气体，该气
96、体可能是 H2B电池工作时，电子由电极 A 经外电路流向电极 BC若采用阴离子交换膜，能防止负极区形成 Mg(OH)2 沉淀D电池工作时的主要反应为：2MgO22H2O=2Mg(OH)2答案 C解析 A 项，电极 A 为 Mg，失去电子，电子转移至电极 B 上，可能为溶液中的 H得电子生成 H2，正确；B 项，电子由负极移向正极，正确；C 项，电极 B 处，O2 得电子，发生反应O2 4e 2H2O=4OH，电极 A 处，发生 Mg2e=Mg2，应用阳离子交换膜阻止OH进入负极(Mg 极)处，以防止生成 Mg(OH)2 沉淀，错误；D 项，总反应为 Mg 与 O2 反应生成 Mg(OH)2，正
97、确。6(2018苏锡常镇四市高三调研)高温时通过以下反应制备金属铝。用铝制作的“快速放电铝离子二次电池”的原理如图所示(EMI为有机阳离子)。下列说法正确的是()Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g)H1a kJmol1 3AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g)H2b kJmol1 Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)H3AH30BAl2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)H3(ab)kJmol1C该电池充电时石墨电极与电源负极相连D该电池放电时的负极反应方程式为：Al3e7AlCl4=4Al2Cl7答案 D解析 A 项，以 C
98、 为还原剂的氧化还原反应为吸热反应，错误；B 项，根据盖斯定律有，将“”可得所求反应的焓变，错误；C 项，放电时，铝为负极，在充电时，铝应与电源负极相连，错误；D 项，Al2Cl7 中 Al 为3 价，1 mol Al 失去 3 mol e，正确。7(2018南京市、盐城市、连云港市三市第二次模拟)铝-空气燃料电池是一种机械式可“充电”电池(结构简图如下)。铝阳极是在高纯铝中添加合金元素制成，合金元素的加入可降低阳极自溶腐蚀速度；空气阴极主要由催化剂和透气膜组成，催化剂可将电极反应生成的 HO2催化分解为 O2 和 OH。下列关于该电池的说法错误的是()A铝阳极的电极反应式是：Al3e=Al3
99、B空气电极的电极反应式是：O2H2O2e=OHHO2C阳极自溶腐蚀反应为：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2D该电池再“充电”可直接更换铝阳极并补充适量碱液答案 A解析 A 项，电解质为碱液，Al 失去电子生成 AlO2，错误；B 项，由信息知，电极上生成了 HO2，则为 O2 得电子生成 OH和 HO2，正确；C 项，Al 与电解质 NaOH 溶液反应生成NaAlO2 和 H2，正确；D 项，Al 极被不断溶解而消耗，故需要更换 Al 极，正确。专题强化练一、单项选择题1(2019苏锡常镇四市高三模拟)以太阳能为热源分解 Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制 H2 的过程如
100、图所示。下列叙述不正确的是()A过程中的能量转化形式是太阳能化学能B过程中每消耗 116 g Fe3O4 转移 2 mol 电子C过程 的化学方程式为 3FeOH2O=Fe3O4H2D铁氧化合物循环制 H2 具有节约能源、产物易分离等优点答案 B解析 过程利用太阳能将四氧化三铁转化为氧气和氧化亚铁，实现的能量转化形式是太阳能化学能，选项 A 正确；过程中四氧化三铁转化为氧气和氧化亚铁，每消耗 116 g Fe3O4，即 0.5 mol，有230.5 mol13 mol Fe 由3 价变为2 价，转移23mol 电子，选项 B 错误；过程实现了氧化亚铁与水反应生成四氧化三铁和氢气的转化，反应的化
101、学方程式为 3FeOH2O=Fe3O4H2，选项 C 正确；根据流程信息可知，铁氧化合物循环制 H2 具有节约能源、产物易分离等优点，选项 D 正确。2(2019师范大学附属实验学校高三调研)已知：CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1a kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H2b kJmol12H2O(l)=2H2(g)O2(g)H3c kJmol12C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)H4d kJmol1下列说法正确的是()A使用催化剂，H1 减小Bb0CH2(g)12O2(g)=H2O(l)Hc2kJmol1Dd2bca答案 D解析 使
102、用催化剂能够改变反应的活化能，但不改变 H，故 A 项错误；为燃烧反应，反应放热，b0；2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H3c kJmol1 由盖斯定律可知，H2(g)12O2(g)=H2O(l)Hc2 kJmol1，故 C 项错误；根据盖斯定律，2得到，H4d kJmol1(2bca)kJmol1，故 D 项正确。3(2019常州一中 10 月月考)用 H2O2 和 H2SO4 的混合溶液可溶出印刷电路板中的铜，其热化学方程式为 Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)H已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H164 kJmol12H2O2(l
103、)=2H2O(l)O2(g)H2196 kJmol1H2(g)12O2(g)=H2O(l)H3286 kJmol1下列说法不正确的是()A反应可通过铜作电极电解稀 H2SO4 的方法实现B反应在任何条件下都能自发进行C若 H2(g)12O2(g)=H2O(g)H4，则 H4H3DH320 kJmol1答案 C解析 用铜作电极电解稀 H2SO4 时，两个电极的反应分别为：Cu2e=Cu2、2H2e=H2，总反应为：Cu(s)2H(aq)=电解 Cu2(aq)H2(g)，故 A 说法正确；反应的 H0，则在任何条件下均能自发进行，故 B 说法正确；因为 H2O(g)所具有的能量较 H2O(l)的高
104、，则反应 H2(g)12O2(g)=H2O(g)放出的热量较少，H4H3，故 C 说法错误；由盖斯定律可得 HH112H2H3320 kJmol1，故 D 说法正确。4(2018盐城市高三模拟)化学链燃烧技术是目前能源领域研究的热点之一，用 NiO 作载氧体的化学链燃烧示意图和相关热化学反应如下：2Ni(s)O2(g)=2NiO(s)H479.8 kJmol1CH4(g)NiO(s)=CO(g)2H2(g)Ni(s)Ha kJmol1CH4(g)2NiO(s)=CO2(g)2H2(g)2Ni(s)Hb kJmol1CH4(g)4NiO(s)=CO2(g)2H2O(g)4Ni(s)H156.9
105、kJmol1下列说法错误的是()ACO2(g)CH4(g)=2CO(g)2H2(g)H(2ab)kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.7 kJmol1C甲烷在“燃料反应器”中反应时产生淡蓝色火焰并放出热量D含碳燃料利用“化学链燃烧技术”有利于二氧化碳的分离与回收答案 C解析 已知：2Ni(s)O2(g)=2NiO(s)H1479.8 kJmol1CH4(g)NiO(s)=CO(g)2H2(g)Ni(s)H2a kJmol1CH4(g)2NiO(s)=CO2(g)2H2(g)2Ni(s)H3b kJmol1CH4(g)4NiO(s)=CO2(g)2H2O(g
106、)4Ni(s)H4156.9 kJmol1根据盖斯定律，由2得反应 CO2(g)CH4(g)=2CO(g)2H2(g)H(2ab)kJmol1，选项 A 正确；根据盖斯定律，由2得反应 CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.7 kJmol1，选项 B 正确；甲烷在“燃料反应器”中反应时不是甲烷的燃烧反应，不产生淡蓝色火焰，选项 C 错误；含碳燃料利用“化学链燃烧技术”有利于二氧化碳的分离与回收，选项 D 正确。5(2019江苏四校高三联考)Na2FeO4 只在强碱性条件下稳定，易被 H2 还原。以 NaOH 溶液为电解质，制备 Na2FeO4 的原理如图所示，在制备过程
107、中需防止 FeO24 的渗透。下列说法不正确的是()A电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出B铁电极上的主要反应为：Fe6e8OH=FeO24 4H2OC电解一段时间后，Ni 电极附近溶液的 pH 减小D图中的离子交换膜为阴离子交换膜答案 C解析 镍电极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为 2H2O2e=H22OH，氢气具有还原性，根据题意 Na2FeO4 只在强碱性条件下稳定，易被 H2 还原，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，故 A 正确；阳极上铁失电子发生氧化反应生成 FeO24，电极反应式为 Fe6e8OH=FeO24 4H2O，故
108、B 正确；镍电极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为 2H2O2e=H22OH，由于有 OH生成，电解一段时间后，Ni 电极附近溶液的 pH 增大，故 C 错误；铁是阳极，电极反应式为 Fe6e8OH=FeO24 4H2O，Ni 电极上氢离子放电，电极反应式为 2H2O2e=H22OH，氢氧根离子向阳极移动，图中的离子交换膜应选用阴离子交换膜，故 D 正确。6(2019盐城市高三模拟)Zulema Borjas 等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法正确的是()A该装置可以在高温下工作BX、Y 依次为阳离子、阴离子选择性交换膜C负极反应为 CH3COO2H2O8e=2CO27HD该装置
109、工作时，电能转化为化学能答案 C解析 高温能使微生物蛋白质凝固变性，导致电池工作失效，所以该装置不能在高温下工作，A 错误；原电池内电路中：阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的，所以 Y为阳离子交换膜、X 为阴离子交换膜，B 错误；由图片可知，负极为有机废水 CH3COO的电极，失电子发生氧化反应，电极反应为 CH3COO2H2O8e=2CO27H，C 正确；该装置工作时为原电池，是将化学能转化为电能的装置，D 错误。二、不定项选择题7(2019盐城市高三模拟)用石灰石硫化床法对燃料脱硫时的部分反应如下：CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H1a kJmol12CaO(s)2
110、SO2(g)O2(g)=2CaSO4(s)H2b kJmol1CaSO4(s)4CO(g)=CaS(s)4CO2(g)H3c kJmol1CaO(s)SO2(g)3CO(g)=CaS(s)3CO2(g)H4d kJmol1下列说法错误的是()A反应为放热反应B反应在常温下可自发进行，则该反应的 H0，S0C反应 2CaCO3(s)2SO2(g)O2(g)=2CaSO4(s)2CO2(g)的 H(ab)kJmol1D反应 3CaSO4(s)CaS(s)=4CaO(s)4SO2(g)的 H(3c4d)kJmol1答案 AC解析 大多数的分解反应为吸热反应，反应为吸热反应，A 错误；HTS0 的反应
111、可自发进行，由化学计量数可知，S0，反应在常温下可自发进行，则 H0，B 正确；结合盖斯定律可知，2，整理可得 2CaCO3(s)2SO2(g)O2(g)=2CaSO4(s)2CO2(g)的H(2ab)kJmol1，C 错误；结合盖斯定律可知，34 得到 3CaSO4(s)CaS(s)=4CaO(s)4SO2(g)的 H(3c4d)kJmol1，D 正确。8(2019扬州市高三检测)H2S 废气资源化的原理为：2H2S(g)O2(g)=S2(s)2H2O(l)H632 kJmol1。下图为 H2S 燃料电池的示意图。下列说法正确的是()A电极 b 为电池的正极B电极 b 上发生的电极反应为：O
112、2 2H2O 4e=4OHC电路中每流过 4 mol 电子，电池会产生 632 kJ 电能D每 34 g H2S 参与反应，有 2 mol H经质子膜进入正极区答案 AD解析 图中，H2S 在电极 a 上失电子，a 是负极；O2 在电极 b 上得电子，b 是正极，A 项正确；电池使用质子(H)交换膜，说明固体电解质呈酸性，则负极反应为 2H2S4e=S24H，正极反应为 O2 4e 4H=2H2O，B 项错误；据热化学方程式，电路中转移 4 mol 电子，共放出热量 632 kJ(包括电能、热量等)，故电能小于 632 kJ，C 项错误；由电极反应式知，每 1 mol H2S(34 g)参与反
113、应，有 2 mol H经质子交换膜进入正极区，才能使两极电解质呈电中性，D 项正确。9(2018南京市、盐城市高三模拟)一种生物电化学方法脱除水体中 NH4 的原理如下图所示：下列说法正确的是()A装置工作时，化学能转变为电能B装置工作时，a 极周围溶液 pH 降低C装置内工作温度越高，NH4 脱除率一定越大D电极 b 上发生的反应之一是：2NO3 2e=N23O2答案 B解析 该装置是把电能转化为化学能，故 A 错误；a 极为阳极，电极反应为 NH4 2H2O6e=NO2 8H，所以 a 极周围溶液的 pH 减小，故 B 正确；该装置是在细菌生物作用下进行的，所以温度过高，导致细菌死亡，NH
114、4 脱除率会减小，故 C 错误；b 极上反应式为 2NO312H10e=N26H2O，故 D 错误。10(2018盐城市高三模拟)一种新型太阳光电化学电池贮能时电解质溶液中离子在两极发生如下图所示的转化。下列说法正确的是()A贮能时，电能转变为化学能和光能B贮能和放电时，电子在导线中流向相同C贮能时，氢离子由 a 极区迁移至 b 极区D放电时，b 极发生：VO2 2He=VO2H2O答案 D解析 光照时贮能 VO2失电子转化为 VO2，b 极为阳极，a 极为阴极，放电时 b 极为正极，a 极为负极。贮能时，光能转变为化学能，选项 A 错误；贮能时电子由 b 极流出，放电时电子由 a 极流出，在
115、导线中流向不相同，选项 B 错误；贮能时，氢离子由阳极 b 极区迁移至阴极 a 极区，选项 C 错误；放电时，b 极为正极，发生电极反应：VO2 2He=VO2H2O，选项 D 正确。三、非选择题11按要求回答下列问题(1)2017全国卷，28(3)已知：As(s)32H2(g)2O2(g)=H3AsO4(s)H1H2(g)12O2(g)=H2O(l)H22As(s)52O2(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(
116、)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)2016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)H41 048.9 kJmol1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)H1127.4kJmol1NaOH(s)CO2(g)=NaHCO3(s)H2131.
117、5 kJmol1反应 2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)H2O(g)CO2(g)的 H_kJmol1。答案(1)2H13H2H3(2)H2O(l)=H2(g)12O2(g)H286 kJmol1H2S(g)=H2(g)S(s)H20 kJmol1 系统()(3)2H32H2H1 反应放热量大、产生大量的气体(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H2SO4(aq)=SO2(g)H2O(l)12O2(g)H1327 kJmol1SO2(g)I2(s)2H2O(l)=2HI(a
118、q)H2SO4(aq)H2151 kJmol12HI(aq)=H2(g)I2(s)H3110 kJmol1H2S(g)H2SO4(aq)=S(s)SO2(g)2H2O(l)H461 kJmol1根据盖斯定律，将可得，系统()中的热化学方程式：H2O(l)=H2(g)12O2(g)HH1H2H3327 kJmol1151 kJmol1110 kJmol1286 kJmol1同理，将可得，系统()中的热化学方程式：H2S(g)=H2(g)S(s)HH2H3H4151 kJmol1110 kJmol161 kJmol120 kJmol1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(
119、)。(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)=Na2CO3(s)CO2(g)H2O(g)H(127.42131.5)kJmol1135.6 kJmol1。12按要求回答下列问题。(1)利用微生物燃料电池可以对氨氮废水进行处理，其装置如图所示。闭合电路后，负极室与正极室均产生氮气，则负极室中 NH4 发生反应的电极反应式为_。该装置除了能对氨氮废
120、水进行处理外，另一个突出的优点是_。答案 2NH4 6e=N28H 将化学能转化为电能(或能处理硝态氮废水)(2)利用 LiFePO4 作电极的电池稳定、安全、对环境友好，放电时工作原理如图所示。放电时电极 b 的电极反应式为_。答案 Li(1x)FePO4xLixe=LiFePO4(3)电解法可制得 K2FeO4，装置如图所示。阳极的电极反应式为_。答案 Fe6e8OH=FeO24 4H2O(4)利用如图所示装置对锅炉水(含 Ca2、Mg2、HCO3)进行预处理，可有效防止锅炉水垢的形成。写出电解过程中，Ca2形成沉淀的电极反应方程式：_。答案 2Ca22HCO3 2e=2CaCO3H2(或
121、 2H2O2e=H22OH，Ca2OHHCO3=CaCO3H2O)(5)电化学干法氧化法脱除 H2S 的原理如图所示。阳极发生的电极反应为_；阴极上 COS 发生的电极反应为_。答案 2S24e=S2 COS2e=S2CO(6)电催化氧化法：原理如下图所示(MOx 表示催化剂)。反应的离子方程式可表示为 2NH4 6MOx(OH)=6MOxN26H2O2H。阳极电极反应式为_。电催化氧化法除氨氮时，若其他条件相同时，含 Cl的污水比不含 Cl的污水氨氮去除率要高，其原因是_。答案 MOxH2Oe=MOx(OH)HCl在阳极放电生成 Cl2，Cl2 将氨氮氧化为 N2 而除去(7)尿素CO(NH2)2在高温条件下与 NO 反应转化成三种无毒气体，该反应的化学方程式为_。也可将该反应设计成碱性燃料电池除去烟气中的氮氧化物，该燃料电池负极的电极反应式是_。答案 2CO(NH2)26NO=高温 5N22CO24H2OCO(NH2)2 6e 8OH=CO23 N26H2O(8)电解 Na2CO3 溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质 A 的化学式为_。答案 4CO23 2H2O4e=4HCO3 O2 H2