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。 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。 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。 理解原电池和电解池的工作原理，能写出简单的电极反应和电池反应方程式。 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。 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、铝等金属腐蚀。 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。化学能与热能一、反应热及其表示方法1两种角度理解反应热
2、(1)从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值。在图中，a表示旧化学键断裂吸收的能量；b表示新化学键形成放出的能量；c表示反应热。(2)从宏观的角度说，是反应物总能量与生成物总能量的差值。在图中，a表示活化能；b表示活化分子变成生成物分子所释放的能量；c表示反应热。2反应热的量化参数键能反应热与键能的关系反应热：HE1E2或HE4E3，即H等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。3反应热的表示方法热化学方程式热化学方程式书写或判断的注意事项：(1)注意H的符号和单位：吸热反应的H为“”，放热反应的H为“”；H的单位为k
3、Jmol1。(2)注意测定条件：绝大多数的反应热是在25 、101 kPa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：热化学方程式中的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：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“”。(5)注意H的数值与符号：如果化学计量数加倍，则H也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。(6)对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。例如：S(单斜，s)=S(正交，s)H0.33 kJmol1。二、盖斯定律及其应用 1内容一定条件下，
4、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，只与反应体系的始态和终态有关。2常用关系式热化学方程式焓变之间的关系aA(g)=B(g)H1A(g)=B(g)H2H2H1或H1aH2aA(g)=B(g)H1B(g)=aA(g)H2H1H2HH1H21(2017高考江苏卷)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是()C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H1a kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2b kJmol1CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H3c kJmol12CH3O
5、H(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H4d kJmol1A反应、为反应提供原料气B反应也是CO2资源化利用的方法之一C反应CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(l)的H kJmol1D反应2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)的H(2b2cd) kJmol1解析：选C。反应的产物为CO和H2，反应的产物为CO2和H2，反应的原料为CO2和H2，A项正确；反应将温室气体CO2转化为燃料CH3OH，B项正确；反应中生成物H2O为气体，C项中生成物H2O为液体，故C项中反应的焓变不等于 kJmol1，C项错误；依据盖斯定律，由22，可得所求反应的焓变，D项正确。2(
6、2016高考江苏卷)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是()太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H1571.6 kJmol1焦炭与水反应制氢：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.3 kJmol1甲烷与水反应制氢：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H3206.1 kJmol1A反应中电能转化为化学能B反应为放热反应C反应使用催化剂，H3减小D反应CH4(g)=C(s)2H2(g)的H74.8 kJmol1解析：选D。A项，反应是光能转化为化学能，错误；B项，反应的焓变为正值，属于吸热反应，错误；C项，催化剂不会改变反应的焓变，错误
7、；D项，根据盖斯定律，得所求反应，其焓变为206.1 kJmol1131.3 kJmol174.8 kJmol1，正确。3(2014高考江苏卷)已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()AH10，H30BH20，H40CH1H2H3DH3H4H5解析：选C。A.C(s)、CO(g)在O2(g)中燃烧生成CO2，均为放热反应，则有H10、H30；Fe(s)与O2(g)反应生
8、成Fe2O3(s)为放热反应，则有H40。C将五个热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由可得，则有H1H2H3。D将五个热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由32可得，则有H43H32H5。4(2018高考江苏卷)用水吸收NOx(主要指NO和NO2)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。解析：2NO2(g)H2O(l)=HNO3(aq)HNO2(aq)H11
9、6.1 kJmol1，3HNO2(aq)=HNO3(aq)2NO(g)H2O(l)H75.9 kJmol1，根据盖斯定律，由(3)/2得：3NO2(g)H2O(l)=2HNO3(aq)NO(g)H136.2 kJmol1。答案：136.2叠加法求焓变步骤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”上面的两个步骤做好了，只要将方程式相加即可得到目标方程式，反应热也要相加。1(2019泰州中学高
10、三四模)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，会污染大气。采用NaClO、Ca(ClO)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，下列说法正确的是()SO2(g)2OH(aq)=SO(aq)H2O(l)H1a kJ/molClO(aq)SO(aq)=SO(aq)Cl(aq)H2b kJ/molCaSO4(s)Ca2(aq)SO(aq)H3c kJ/molSO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)H4d kJ/molA随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐减小B反应均为氧化还原反应C反应Ca(OH)2(aq)H2SO4(aq)=CaSO4(
11、s)2H2O(l)的Hc kJ/molDdabc解析：选A。A.由反应和可知，随着吸收反应的进行，不断消耗OH，因此导致吸收剂溶液的pH逐渐减小，A正确；B.反应没有发生化合价的变化，不是氧化还原反应，B错误；C.反应Ca(OH)2(aq)H2SO4(aq)=CaSO4(s)2H2O的离子方程式为Ca2 SO2OH2H=CaSO42H2O，该离子反应不是反应的逆反应，因此Hc kJ/mol，C错误；D.根据盖斯定律可知，所以dabc，D错误。2(2019苏锡常镇四市高三调研)电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料。已知2 000 时，电石生产原理如下：CaO(s)C(s)=Ca(g)C
12、O(g)H1a kJmol1平衡常数K1Ca(g)2C(s)=CaC2(s)H2b kJmol1平衡常数K2以下说法不正确的是()A反应K1c(Ca)c(CO)B反应Ca(g)C(s)=CaC2(s)平衡常数KC2 000 时增大压强，K1减小，K2增大D反应2CaO(s)CaC2(s)=3Ca(g)2CO(g)H(2ab) kJmol1解析：选C。A.反应平衡常数K1c(Ca)c(CO)，A正确；B.根据方程式可知反应Ca(g)C(s)=CaC2(s)的平衡常数K，B正确；C.平衡常数只与温度有关，2 000 时增大压强，K1、K2均不变，C错误；D.根据盖斯定律可知2即得到反应2CaO(s
13、)CaC2(s)=3Ca(g)2CO(g)H(2ab) kJmol1，D正确。3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。已知：(g)=(g)H2(g)H1100.3 kJmol1H2(g)I2(g)=2HI(g)H211.0 kJmol1对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g)H3_kJmol1。解析：根据盖斯定律，由反应反应得反应，则H3H1H2(100.311.0) kJmol189.3 kJmol1。答案：89.34Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)Cl2(g)H183 kJmol1CuCl(s)O2(g)=CuO
14、(s)Cl2(g)H220 kJmol1CuO(s)2HCl(g)=CuCl2(s)H2O(g)H3121 kJmol1则4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)的H_kJmol1。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。答案：1165(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：
15、_。(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。(3)CH4CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)= 2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)= CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)= CO2(g)H394 kJmol1C(s)O2(g)= CO(g)H111 kJmol1该催化重整反应的H_kJmol1。解析：(1)由
16、于反应是二氧化硫的歧化反应，且由题意可知其氧化产物和还原产物分别为H2SO4和S，根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应的化学方程式为3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)。根据盖斯定律，反应与反应的热化学方程式相加得：2H2SO4(l)S(s)=3SO2(g)2H2O(g)H254 kJmol1，所以反应的热化学方程式为3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H254 kJmol1。(2)将已知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)H348 kJmol130 kJmol1114 kJmol1。(
17、3)将已知的3个热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律2得该催化重整反应的H(111275394) kJmol1247 kJmol1。答案：(1)3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H254 kJmol1(2)114(3)247原电池的原理及应用1图解原电池工作原理2原电池装置图的升级考查(1)装置中，电子均不能通过电解质溶液(或内电路)。(2)装置中，由于不可避免会直接发生反应ZnCu2=CuZn2而使化学能转化为热能，所以装置的能量转化率比装置高。(3)盐桥的作用隔绝正、负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；通过离子的定向移动，构成闭合回路；平衡电极区的电荷。(4)离
18、子交换膜的作用：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。角度一燃料电池1下列说法正确的是()A(2019高考江苏卷)氢氧燃料电池的负极反应为O22H2O4e=4OHB(2019高考江苏卷)常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.021023C(2018高考江苏卷)氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能D(2016高考江苏卷)氢氧燃料电池工作时，H2在负极上失去电子答案：D2(2015高考江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol C
19、H4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，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO解析：选D。A选项，甲烷中的C为4价，一氧化碳中的C为2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol电子，所以错误；B选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为H2CO2CO4e=3CO2H2O，所以错误；C选项，CO应向负极移动，即向电极A移动，所以错误；D选项，电极B上氧气得电子与二氧化碳反应生成碳酸根离子，所以正确。角度二新型化学电源3(2019高考全国卷)为提升电池循环效率和
20、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)ZnO(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解析：选D。该电池采用的三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，可以高效沉积ZnO，且
21、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)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。4(2018高考全国卷)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
22、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Li2O2x= 2Li(1)O2解析：选D。根据电池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此获得电子，所以多孔碳材料电极为电池的正极，A项错误；放电时电子从负极(锂电极)流出，通过外电路流向正极(多孔碳材料电极)，B项错误；Li带正电荷，充电时，应该向电解池的阴极(锂电极)迁移，C项错误；充电时，电池总反应为Li2O2x=2LiO2，D项正确。突破二次电池的四个角度题组一电极反应式的书写1(辨析“介质”书写电极反应式)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：_。正极：_。(2)
23、碱性介质，如KOH溶液负极：_。正极：_。(3)熔融盐介质，如熔融K2CO3负极：_。正极：_。(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体做电解质，在高温下能传导O2负极：_。正极：_。答案：(1)CH3OH6eH2O=CO26HO26e6H=3H2O(2)CH3OH6e8OH=CO6H2OO26e3H2O=6OH(3)CH3OH6e3CO=4CO22H2OO26e3CO2=3CO(4)CH3OH6e3O2=CO22H2OO26e=3O22(明确“充、放电”书写电极反应式)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：Cd2NiOOH2H
24、2OCd(OH)22Ni(OH)2。负极：_。阳极：_。答案：Cd2e2OH=Cd(OH)22Ni(OH)22OH2e=2NiOOH2H2O3(识别“交换膜”书写电极反应式)若将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如下图所示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：_。正极：_。答案：2H2O4e=O24H2CO24H4e=2HCOOH4(可逆反应电极反应式的书写)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_中的石墨(填“甲”或“乙”)，电极反应式为_。(2)电流表读数为
25、_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_中的石墨(填“甲”或“乙”)，电极反应式为_。答案：(1)乙2I2e=I2(2)零(3)甲2Fe22e=2Fe35(锂离子电池电极反应式的书写)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Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀。(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)：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)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。2两种
26、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。题组一电解池中电极反应式的书写1按要求书写电极反应式。(1)用惰性电极电解NaCl溶液阳极：_；阴极：_。(2)用惰性电极电解CuSO4溶液阳极：_；阴极：_。(3)铁做阳极，石墨做阴极电解NaOH溶液阳极：_；阴极：_。(4)用惰性电极电解熔融MgCl2阳极：_；阴极：_。答案：(1)2Cl2e=Cl22H2e=H2(2)2H2O4e=O24H2Cu24e=2Cu(3)Fe2e2OH=Fe(OH)22H2O2e=H22OH(4)2Cl2e=Cl2Mg
27、22e=Mg2(信息型电极反应式的书写)按要求书写电极反应式。(1)以铝材为阳极，在H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极反应式为_。(2)用Al单质做阳极，石墨做阴极，NaHCO3 溶液做电解液进行电解，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：_。(3)用惰性电极电解K2MnO4 溶液能得到化合物KMnO4，则电极反应式为阳极：_；阴极：_。(4)将一定浓度的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、氯化锂混合液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出LiFePO4沉淀，则阳极反应式为_。答案：(1)2Al6e3H2O=Al2O36H(2)Al3HCO3e=A
28、l(OH)33CO2(3)MnOe=MnO2H2e=H2(4)FeH2POLi2e=LiFePO42H3(根据“交换膜”利用信息书写电极反应式)按要求书写电极反应式。(1)电解装置如图所示，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=IO5I3H2O阳极：_； 阴极：_。(2)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：_；阴极：_。答案：(1)2I2e=I22H2O2e=H22O
29、H(2)HSO2eH2O=3HSO2H2e=H2(或2H2O2e=H22OH)电解时电极反应式的书写步骤题组二电解原理及其应用4(“多膜”电解池)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强的还原性。H3PO2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)：(1)写出阳极的电极反应式：_。(2)分析产品室可得到H3PO2的原因：_。(3)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_。解析
30、：(1)阳极是由水电离出的OH放电，其反应式为2H2O4e=O24H；(2)阳极室中的H穿过阳膜进入产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2；(3)阳极室内可能有部分H2PO或H3PO2失电子发生氧化反应，导致生成物中混有PO。答案：(1)2H2O4e=O24H(2)阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2(3)POH2PO或H3PO2被氧化5(电解原理的相关计算)(1)甲醇电解法制氢气比电解水法制氢气的氢的利用率更高、电解电压更低。电解装置如图所示。电源的正极为_(填“a”或“b”)。其中阳极的电极反应式为_；标
31、准状况下，每消耗1 mol甲醇，生成H2的体积为_。(2)以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料的燃料电池为电源，以石墨为电极电解500 mL滴有酚酞的NaCl溶液，装置如图所示。请写出电解过程中Y电极附近观察到的现象：_，当燃料电池消耗2.8 L O2(标准状况下)时，计算此时NaCl溶液的pH_(假设溶液的体积不变，气体全部从溶液中逸出)。解析：(1)根据图示，左边应该是溶液中的氢离子得电子生成氢气，则左边为阴极，右边为阳极，故电源a为负极，b为正极；阳极上发生甲醇失电子变成二氧化碳的反应，电极反应式为CH3OHH2O6e=CO26H；每消耗1 mol甲醇转移6 mol电子，可以生成3 mol氢
32、气，标准状况下体积为67.2 L。(2)由装置图可知，Y电极与电源正极相连，即为阳极，电解NaCl溶液的阳极反应式为2Cl2e=Cl2，所以可观察到的现象为Y电极附近有气泡产生，上部分气体呈黄绿色；当燃料电池消耗2.8 L O2(标准状况下)时，电路中转移的电子n(e)40.5 mol，根据电子转移守恒，结合电解NaCl溶液的反应方程式2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，可得此时溶液中生成n(OH)0.5 mol，c(OH)0.5 mol0.5 L1.0 molL1，所以溶液的pH14。答案：(1)bCH3OHH2O6e=CO26H67.2 L(2)Y电极附近溶液中有气泡产生，上部分气体呈
33、黄绿色14电解计算破题“三方法”原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：(1)根据得失电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物等类型的计算，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4 mol e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)专题强化训练一、单项选择题1下列说法正确的
34、是()A等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多B已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0，则金刚石比石墨稳定CBa(OH)28H2O与NH4Cl反应是氧化还原反应，且反应的焓变大于零D含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJmol1解析：选D。等量的硫蒸气和硫固体，硫蒸气的能量高，能量越高，燃烧放出的热量越多，A项错误；由C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0，可知金刚石的能量比石墨的能量高，能量越高，越不稳定，所以石墨比金刚石稳定，B项错误
35、；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应中无元素化合价变化，属于非氧化还原反应，反应需要吸热，焓变大于零，C项错误；含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和生成0.5 mol水，放出28.7 kJ的热量，则中和热的热化学方程式可表示为NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJmol1，D项正确。2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。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，N
36、2 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解析：选B。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，D项正确。3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)。下列说法正确的是()A充电时，电解质溶液中K向阳极移动
37、B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)解析：选C。K带正电荷，充电时K应该向阴极移动，A项错误。根据该电池放电的总反应可知，放电时消耗OH，则充电时，OH浓度应增大，B项错误。放电时，Zn为负极，失去电子生成Zn(OH)，其电极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)，C项正确。消耗1 mol O2转移4 mol电子，故转移2 mol电子时消耗0.5 mol O2，在标准状况下的体积为11.2 L，D项错误。4(2019徐州高三考前模拟)联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃
38、料。已知：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)H41048.9 kJmol1下列说法不正确的是()AO2(g)2H2(g)=2H2O(l)H5，H5H3BH42H32H2H1C1 mol O2(g)和2 mol H2(g)具有的总能量高于2 mol H2O(g)D联氨和N2O4做火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热解析：选A。A.O2(g)2H2(g)=2H2O(g)H3；O2(g)2H2(g)=2H2O(l)H5；两个反应均为放热反应，H均为负
39、值，放热越多H越小，由于生成液态水放热更多，所以H5H3，A错误；B.根据盖斯定律，22得，2N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)，所以H42H32H2H1，B正确；C.O2(g)2H2(g)=2H2O(g)H3，该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，C正确；D.由H41 048.9 kJmol1知，反应放出大量的热，所以可以用联氨和N2O4做火箭推进剂，D正确。5“水”电池是一种利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电的电池，其总反应为5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，如图以“水”电池为电源电解酸性FeCl2溶液，X电极附近溶液先变黄，下
40、列有关分析不正确的是()A该装置只涉及两种能量之间的转化B在线路中安装电压调节装置，可通过现象判断Fe2和Cl的还原性强弱C“水”电池内Na不断向正极移动D为负极，其电极反应式为AgCle=AgCl解析：选A。根据“水”电池总反应可知，Ag在负极发生氧化反应，MnO2在正极发生还原反应；由X电极附近溶液先变黄，可知X电极上Fe2失电子，被氧化为Fe3，即X电极为阳极，Y电极为阴极，则与其相连的、分别为“水”电池的正极和负极。“水”电池工作时化学能转化为电能，同时伴随着热量的变化，A项错误；根据X电极附近溶液先变黄可知，先是Fe2被氧化，后是Cl被氧化，若在线路中安装电压调节装置，则可根据电压和
41、现象判断Fe2、Cl的还原性强弱，B项正确；“水”电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C项正确；结合上述分析可知，为“水”电池的负极，负极上Ag失电子发生氧化反应，其电极反应式为AgCle=AgCl，D项正确。6一定条件下，在水溶液中1 mol Cl、ClO(x1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是()Ae是ClOBbac反应的活化能为60 kJ/molCa、b、c、d、e中c最稳定Dbad反应的热化学方程式为3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H116 kJ/mol解析：选D。 Ae中Cl元素化合价为7价，而ClO中Cl元素化合价为5价，故
42、A错误；B.根据图中数据无法判断bac反应的活化能，故B错误；C.a、b、c、d、e中a能量最低，所以a最稳定，故C错误；D.bad，根据得失电子守恒得该反应方程式为3ClO=ClO2Cl，反应热(64 kJ/mol20 kJ/mol)360 kJ/mol116 kJ/mol，所以该反应的热化学方程式为3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H116 kJ/mol，故D正确。二、不定项选择题7(2019南京高三三模)CO、H2、C2H5OH三种物质燃烧的热化学方程式如下：CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H1a kJ/mol；H2(g)1/2O2(g)=H2O(g)H2b kJ/m
43、ol；C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H3c kJ/mol。下列说法正确的是()AH10B2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H32b kJ/molCCO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) kJ/mol解析：选AD。反应为CO的燃烧，一定是放热反应，所以焓变小于0，选项A正确。反应中水的状态为气态，而选项B中热化学方程式里水的状态为液态，显然无法计算选项B中热化学方程式的焓变，选项B错误。CO与H2合成C2H5OH的反应为2CO(g)4H2(g)=H2O(g)C2H5OH(l)
44、，显然原子利用率小于100%，选项C错误。24得到：2CO(g)4H2(g)=H2O(g)C2H5OH(l) H(2a4bc) kJ/mol，选项D正确。8某手机电池采用了石墨烯电池，可充电5 min，通话2 h。一种石墨烯锂硫电池(2LiS8=Li2S8)工作原理示意图如图所示。下列有关该电池的说法不正确的是()A金属锂是比能量相对较高的电极材料B充电时A电极为阴极，发生还原反应C充电时B电极的反应：Li2S82e=2LiS8D手机使用时电子从A电极经过手机电路板流向B电极，再经过电池电解质流回A电极解析：选D。单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多，则放出的电能越大，比能量越高，金属锂是
45、比能量较高的电极材料，A正确；原电池中阳离子向正极移动，由题图可知，做电源时，B为正极，A为负极，负极发生失电子的氧化反应，则充电时A为阴极，发生还原反应，B正确；放电时，B电极上S8得电子生成Li2S8，反应为2LiS82e=Li2S8，则充电时B电极反应为Li2S82e=2LiS8，C正确；电子只能在电极和导线中移动，不能在电解质中移动，D错误。9四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵(CH3)4NCl为原料，采用电渗析法合成(CH3)4NOH，其工作原理如图所示(a、b为石墨电极，c、d、e为离子交换膜)，下列说法不正确的是()AN为电源正极B标准状况下制备
46、0.75 mol (CH3)4NOH，a、b两极共产生16.8 L气体Cc为阳离子交换膜，e为阴离子交拘膜Db极电极反应式：4OH4e=O22H2O解析：选BC。电解后左侧四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH稀溶液转化为浓溶液，说明a极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O2e=H22OH，则M为电源负极，N为电源正极，A正确；b为电解池阳极，电极反应为4OH4e=O22H2O，制备0.75 mol(CH3)4NOH，需要阴极产生0.75 mol OH，转移电子0.75 mol，阴、阳极共生成气体()22.4 L12.6 L，B错误，D正确；阴极c(OH)不断增大，中间原料室的四甲基氯化铵(CH
47、3)4NCl电离出的(CH3)4N穿过c膜进入左侧阴极室，c膜为阳离子交换膜；原料室的氯化钠稀溶液转化为浓溶液，表明右侧阳极室的钠离子穿过e膜进入原料室，故e膜为阳离子交换膜，C错误。三、非选择题10按要求回答下列问题：(1)以天然气为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H1 a kJmol1CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H2 b kJmol1CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H3请计算反应的反应热H3_(用a、b表示)kJmol1。(2)已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H12CO(g)O2
48、(g)=2CO2(g)H2C(s)O2(g)=CO2(g)H3C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H则H_(用含H1、H2、H3的式子表示)。(3)某课题组实现了在常温常压下，以氮气和液态水为原料制备氨同时有氧气生成。已知，在一定温度和压强下，由最稳定的单质生成1 mol纯物质的热效应，称为该物质的生成热(H)。常温常压下，相关物质的生成热如下表所示：物质NH3(g)H2O(l)H/(kJmol1)46242上述合成氨反应的热化学方程式为_。(4)已知：COS(g)H2(g)H2S(g)CO(g)H117 kJmol1COS(g)H2O(g)H2S(g)CO2(g)H235 kJmol1C
49、O(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H3则H3_。(5)汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.5 kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJmol1CO2(g)=C(s)O2(g)H393.5 kJmol1则反应2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)的H_ kJmol1。解析：(1)根据盖斯定律可得2，所以H32H1H2(2ab) kJmol1。(2)已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1；2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2；C(s)O2(g)=CO2(g)H3；根据盖斯定律，由得
50、反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)HH3H1H2。(3)由题意知式：N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H1(462) kJmol1，式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2(2422) kJmol1，23得方程式为2N2(g)6H2O(l)=3O2(g)4NH3(g)H2H13H21 268 kJmol1。(4)根据盖斯定律由可得H3H2H135 kJmol1(17 kJmol1)18 kJmol1。(5)将已知热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由2得N2(g)2CO2(g)=2NO(g)2CO(g)H(180.5 kJmol1)(221.0 kJmol1)(393.5
51、 kJmol1)2746.5 kJmol1，则反应2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)的H746.5 kJmol1。答案：(1)2ab(2)H3H1H2(3)2N2(g)6H2O(l)=3O2(g)4NH3(g)H1 268 kJmol1(4)18 kJmol1(5)746.511按要求回答下列问题：(1)利用生物电池，以H2、N2为原料合成氨的装置如图1所示。Q、R均为催化剂，据图示判断，负极反应的催化剂为_(填“Q”或“R”)；正极的电极反应式为_。(2)用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图2装置(电极均为惰性材料)进行实验，可用于制备硫酸，同时获得
52、电能：M极的电极反应式为_。当外电路通过0.2 mol电子时，质子交换膜左侧的溶液质量_(填“增大”或“减小”)_g。(3)某种燃料电池以熔融碳酸钠、碳酸钾为电解质，其工作原理如图3所示，该电池负极的电极反应式为_。若电极B附近通入1 m3空气(假设空气中O2的体积分数为20%)并完全反应，理论上可消耗相同条件下CH4的体积为_m3。(4)KIO3可采用“电解法”制备，装置如图4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_。(5)制备Na2S2O5可采用三室膜电解技术，装置如图5所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电
53、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。解析：(1)根据原电池工作原理，负极上失去电子，元素化合价升高，所以通氢气的一端为负极，根据装置图判断，Q为负极催化剂；通氮气的一端为正极，根据工作原理，正极反应式为N26H6e=2NH3。(2)反应本质是二氧化硫、氧气与水反应生成硫酸，M电极为负极，N电极为正极，M电极上二氧化硫失去电子被氧化生成SO，根据原子守恒和电荷守恒可知，有水参加反应，有氢离子生成，电极反应式为SO22H2O2e=SO4H。正极反应式为O24e4H=2H2O，当外电路通过0.2 mol电子时，负极反应的二氧化硫为0.1 m
54、ol，质量为6.4 g，同时有0.2 mol氢离子通过质子交换膜进入右侧，左侧溶液质量增大6.4 g0.2 g6.2 g。(3)燃料电池通O2的电极为正极，通CH4的电极为负极，即电极A为负极，负极上CH4失电子发生氧化反应，生成CO2，电极反应式为CH44CO8e=5CO22H2O；若电极B附近通入1 m3 空气(假设空气中O2的体积分数为20%)，则参加反应的O2的物质的量为1 000 L20%22.4 Lmol1，根据得失电子守恒可知，消耗CH4的体积为1 000 L20%22.4 Lmol122.4 Lmol1100 L0.1 m3。(4)电解法制备KIO3时，H2O在阴极得到电子，发生还原反应：2H2O2e=2OHH2。电解池中阳离子向阴极移动，即由电极a向电极b迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过，故主要是K通过阳离子交换膜。(5)阳极发生氧化反应：2H2O4e=4HO2，阳极室H向a室迁移，a室中的Na2SO3转化成NaHSO3。阴极发生还原反应，析出H2，OH增多，Na由a室向b室迁移，则b室中Na2SO3浓度增加。答案：(1)QN26H6e=2NH3(2)SO22H2O2e=SO4H增大6.2(3)CH44CO8e=5CO22H2O0.1(4)2H2O2e=2OHH2K由a到b(5)2H2O4e=4HO2a
