还剩25页未读，
继续阅读
所属成套资源：2023新教材高考化学二轮专题复习（15份）
成套系列资料，整套一键下载
2023新教材高考化学二轮专题复习专题7化学反应与能量
展开
这是一份2023新教材高考化学二轮专题复习专题7化学反应与能量，共28页。
专题七化学反应与能量
真题研练·析考情
【真 题 研 练】
1.[2022·浙江1月]相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol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
2．[2021·湖南卷]铁的配合物离子(用[L—Fe—H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：
下列说法错误的是( )
A．该过程的总反应为 HCOOH催化剂===CO2↑＋H2↑
B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低
C．该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化
D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
3．[2022·湖南卷]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
4．[2022·广东卷]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pH减小
C．放电时NaCl溶液的浓度增大
D．每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g
5.
[2022·湖北卷]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(Me为甲基)。下列说法正确的是( )
A．生成1 mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2 mol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LiOH
6．[2022·山东卷](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(s)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－===Li＋＋Co2＋＋4OH－
D．若甲室Co2＋减少200 mg，乙室Co2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
7．[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。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是( )
A．阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
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
【考情分析】
考点
考向
预测
化学反应与热能
反应热的比较与计算
化学反应与能量主要包括化学能与热能、化学能与电能，化学能与热能重点考查能量变化图、盖斯定律、键能等，由于能源问题已成为社会热点，结合新能源的开发，把反应热与能源结合起来进行考查，将是命题的方向。电化学部分常以新型化学电源、电解原理在生活生产中的应用等为载体，考查基本原理及应用，试题注重了题材的生活化、实用化、情境化，同时也加强了不同知识间的相互渗透与融合，试题的背景较为新颖，题目具有一定难度。预测今年高考仍会在这方面着力命题。尤其注意电化学原理中离子交换膜的应用。
反应历程与能量变化的分析
原电池原理及应用
原电池原理及简单应用
新型化学电源的分析
电解原理及其应用
电解原理及规律
电解原理的应用
电化学原理的综合考查
金属的腐蚀与防护
电化学腐蚀的原因分析
金属的防护方法
核心突破·提能力
考点1 化学能与热能
【核 心 梳 理】
1.催化剂对反应历程与活化能影响
图例
解读
(1)在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能；E1－E2＝ΔH。
(2)有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应；总反应为放热反应。
(3)同一反应分为若干个基元反应，活化能大基元反应速率较慢，决定了总反应的快慢；相同反应物同时发生多个竞争反应时，能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。
(4)催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH。
【特别提醒】
(1)活化能是从低能态“爬坡”到高能态的能垒，活化能最大的步骤，决定了整个反应过程的反应速率。
(2)分析变化过程中所经历的全部基元反应，包括过渡态的形成，键的断裂和生成等。
2.燃烧热和中和反应的反应热应用中的注意事项
(1)均为放热反应，ΔH<0，单位为kJ·mol－1。
(2)燃烧热概念理解的三要点：①外界条件是25 ℃、101 kPa；②反应的可燃物是1 mol；③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)中和反应的反应热概念理解三要点：①反应物酸、碱是强酸、强碱；②溶液是稀溶液，不存在稀释过程的热效应；③生成物液态水是1 mol。
3．反应热计算的四种方法
【典 题 精 研】
考向1反应历程图像分析
例1[2021·山东卷]18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是( )
A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步
B．反应结束后，溶液中存在18OH－
C．反应结束后，溶液中存在CH318OH
D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
[题型分析] 能量变化图是化学能与热能考查重点之一，基本题型主要考查反应过程中反应热、物质能量高低与稳定性的判断以及催化剂的影响，新高考形势下更侧重于基本概念、物质的性质和转化，以及基元反应、活化能、快慢反应、化学键变化、反应速率及平衡移动等，题目的综合性增强、难度有所增大，题目情景越来越新颖。
[思维建模] 能量变化能垒图解题流程
2023年高考可能这样考
1．科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气催化重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法正确的是( )
A.Pd(Ⅲ)能改变反应历程，从而改变化学反应速率
B.该历程中反应速率最快的是路径①
C．该历程中能垒(反应活化能)最大的是路径②
D．由此历程可知：CH2O*＋2H*===CHO*＋3H*ΔH＞0
考向2反应热的计算与比较
例2[2021·浙江卷]相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是( )
(g)＋H2(g)―→ (g) ΔH1
(g)＋2H2(g)―→ (g) ΔH2
(g)＋3H2(g)―→ (g) ΔH3
(g)＋H2(g)―→ (g) ΔH4
A．ΔH1>0，ΔH2>0
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2
D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
[题型分析] 化学能与热能重点考查主要通过创设情境，提供新信息，以能量变化图、盖斯定律、键能等为载体，比较分析、计算等方法来求解“ΔH”值，从而书写(或判断)热化学方程式。由于能源问题已成为社会热点，结合新能源的开发，把反应热与能源结合起来进行考查，将是命题的方向。
2023年高考可能这样考
2．联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃料。下列说法不正确的是( )
①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l) ΔH1
②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l) ΔH2
③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3
④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol－1
A．O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l) ΔH5，ΔH5>ΔH3
B．ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1
C．1 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作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热
考点2 原电池原理 新型化学电源
【核 心 梳 理】
1.原电池的结构及工作原理
2．原电池正、负极的判断方法
【特别提醒】
(1)某些特定情况下，电极类型判断方法与常规方法有差异，要根据题中的物质转化信息进行判断。
(2)存在多个反应时，要清楚哪个是电极反应，哪个是电极区反应，然后根据电极反应的类型进行判断。
3.陌生原电池装置的知识迁移
(1)二次电池
(2)燃料电池
【典 题 精 研】
考向1原电池工作原理的应用
例3[2021·山东卷]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1 mol O2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L
[题型分析] 原电池工作原理及其应用常以给定的原电池装置为载体，考查原电池正、负极的判断；电子或离子的移动方向；电极反应式、电池反应方程式的书写及判断；原电池工作过程中及工作后电解质、电极质量变化的判断；根据电子守恒进行简单的计算。就题目呈现形式而言多以新型化学电源为载体。
2023年高考可能这样考
3．近期，我国报道了一种新型Li-NO2电池，为NO2的治理和再利用提供了新的研究思路，其工作原理如下图所示。电池放电时的总反应为2Li＋NO2===Li2O＋NO。下列有关该电池工作时的说法不正确的是( )
A．外电路电流的方向：b极→电流表→a极
B．b极的电极反应：NO2＋2e－＋2Li＋===Li2O＋NO
C．电解液中Li＋向b极附近迁移
D．当外电路通过1 mol e－时，b极质量增加7 g
考向2新型化学电源
例4[2022·辽宁卷]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1 mol电子，理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大
[题型分析] 新型化学电源是原电池原理考查的主要载体，考查方向与考向1大致相同，但电池类型越来越新颖，分析问题时一定要突破情景陷阱，抓住原电池基本原理进行分析。要多关注新型燃料电池、新型高能蓄电池(如高铁电池、锂电池)和新型储能电池的充电或放电的反应过程，因为这些内容与生产生活有更加密切的联系。
2023年高考可能这样考
4．我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．放电时，正极电极周围pH升高
B．放电时，每生成1 mol HCOO－，整个装置内转移2NA个电子
C．使用催化剂Sn或者s-SnLi均能有效减少副产物CO的生成
D．使用s-SnLi催化剂，中间产物更不稳定
考点3 电解原理及其应用
【核 心 梳 理】
1.电解池的结构及工作原理
2．电解池阴、阳极的判断方法
3．电解池电极反应式的书写模式
(1)阳极
①活泼金属作电极，电极材料本身失电子，M-ne－===Mn＋。
②电极为惰性电极，溶液中较易失电子的阴离子优先失去电子，其顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－，Rn－－ne－===R。
(2)阴极
溶液中较易得电子的阳离子优先得到电子，其顺序为Ag＋>Cu2＋>H＋，Mn＋＋ne－===M。
4．金属的腐蚀与防护
5．陌生电解池装置图的知识迁移
(1)电解池
(2)金属腐蚀
【典 题 精 研】
考向1电解原理及应用
例5[2022·浙江6月]通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是( )
A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极反应：2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋
C．电解一段时间后溶液中Mn2＋浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
[题型分析] 电解原理及其应用多以生产、生活中的应用为载体，考查点主要集中在以下四个方面：一是电极反应式或总反应式正误的判断；二是离子移动方向的判断；三是工作过程中及工作后电解质、电极质量变化的判断，四是定量计算，已知转移电子的物质的量求产物或反应物的物质的量，或者已知产物或反应物的物质的量的变化求转移电子的物质的量。要关注利用原电池和电解池装置的组合进行电化学知识的综合考查。
2023年高考可能这样考
5．某锂离子电池的总反应为：2Li＋FeS===Fe＋Li2S。某小组以该电池为电源电解处理含BaOH2废水和含Ni2＋、Cl－的酸性废水，并分别获得BaCl2溶液和单质镍。电解处理的工作原理如下图所示[LiPF6·SO(CH3)2为锂离子电池的电解质]。下列说法正确的是( )
A．X与锂离子电池的Li电极相连
B．a室的电极反应式为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
C．离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜
D．若去掉离子膜M将a、b两室合并，则X电极的反应不变
考向2金属的腐蚀与防护
例6[2022·济南一中期末]氯盐可导致混凝土中的钢筋腐蚀。为防止混凝土中的钢筋腐蚀，可在混凝土表面敷置一定电解质溶液并将惰性金属导电网浸泡其中，惰性金属导电网与钢筋分别连接外部直流电源从而除去Cl－，装置如图，下列说法错误的是( )
A．钢筋接电源的正极
B．金属导电网上发生的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑
C．混凝土中的钙离子向钢筋方向移动
D．电解一段时间后钢筋附近溶液的pH增大
[题型分析] 金属的腐蚀与防护有关知识在高考题中属于低频考点，经常和化学与STSE融合在一起命题，考查形式相对单一，题目难度不大。
2023年高考可能这样考
6．“外加电流法”和“牺牲阳极法”均可有效防止铁发生电化学腐蚀。下列说法错误的是( )
A．铁发生电化学腐蚀的原因是在其表面形成了原电池
B．利用“外加电流法”时，铁连接电源负极
C．“牺牲阳极法”利用了电解池原理
D．两种保护法中都要采用辅助阳极
考点4 “离子交换膜”在电化学中的应用
【核 心 梳 理】
1.离子交换膜的功能、类型、作用
2．解答带离子交换膜电解池问题的思维模型
【典 题 精 研】
考向离子交换膜在电化学中的应用
例7[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ZnOH42-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＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+===ZnOH42-＋Mn2＋＋2H2O
[题型分析] 在电化学原理的基础上，增加了隔膜、离子交换膜、双极膜的考查。要注意离子交换膜的选择性：阳离子交换膜只允许阳离子通过；阴离子交换膜只允许阴离子通过；质子交换膜只允许H＋通过；双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，能解离出H＋和OH－，要根据离子的迁移方向及题目情景判断离子交换膜的类型。
2023年高考可能这样考
7．[2022·山东省济宁市二模]1，5-戊二胺()是生产新型聚酰胺产品的重要原料。利用双极膜(BPM，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－，可透过相应的离子交换膜)电渗析产碱技术可将生物发酵液中的1，5-戊二胺硫酸盐(含和SO42-)转换为1，5-戊二胺，实现无害化提取，工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．m为阳离子交换膜、n为阴离子交换膜
B．电解过程中，图中两处Na2SO4溶液的溶质种类和物质的量均不变
C．a极区产生22.4 L(标准状况)气体，理论上产生2 mol 1，5-戊二胺
D．该技术实现了酸性和碱性物质的同时生产
模考精练·抓落实
1．[2022·广东省梅州市二模]港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是( )
A．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除
B．防腐涂料可以防水、隔离O2降低吸氧腐蚀速率
C．防腐过程中铝和锌均失去电子，主要发生化学腐蚀
D．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2．[2022·山东省济宁市一模]已知甲酸的分解反应为HCOOH⇌CO＋H2O ΔH。在H＋催化作用下反应历程为：
HCOOH＋H＋―→()―→H2O＋()―→CO＋H＋
根据过渡态理论，其反应过程中的能量变化如图所示(E1、E2、E3均大于0)。
下列说法错误的是( )
A．E2为正反应的活化能
B．该反应为放热反应，ΔH＝－E3 kJ·mol－1
C.图像中第一个峰(过渡态)对应的物质结构为过渡态Ⅰ，第二个峰(过渡态)对应的物质结构为过渡态Ⅱ
D．使用催化剂后，正、逆反应速率同等程度改变，平衡不移动
3．[2022·福建省福州市一检]盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用向两侧电极分别通入NO和H2，以盐酸为电解质溶液来进行制备，其电池装置(图1)和含Fe的催化电极反应机理(图2)如下。不考虑溶液体积的变化，下列说法正确的是( )
A．电池工作时，Pt电极为正极
B．图2中，A为H＋和e－，B为NH3OH＋
C．电池工作时，每消耗2.24 L NO(标况下) 左室溶液质量增加3.3 g
D．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降
4．[2022·北京市丰台区一模]一种可充电的锌锰分液电池，其结构如下图所示：
下列说法不正确的是( )
A．放电时，正极反应为：
MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
B．充电时，Zn作阴极：
[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－
C．离子交换膜a和b分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．充电过程中K2SO4溶液的浓度逐渐降低
5．[2022·江苏省苏、锡、常、镇四市一调]双极膜电渗析法固碳技术是将捕集的CO2转化为CaCO3而矿化封存，其工作原理如图所示。双极膜中间层中的H2O解离成H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法不正确的是( )
A．两个双极膜中间层中的H＋均向左侧迁移
B．若碱室中cHCO3-cCO32-比值增大，则有利于CO2的矿化封存
C．电解一段时间后，酸室中盐酸的浓度增大
D．该技术中电解固碳总反应的离子方程式为：2Ca2＋＋2CO2＋4H2O通电===2CaCO3↓＋2H2↑＋O2↑＋4H＋
6．[2022·山东省日照市一模]相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法错误的是( )
A．a为电解池的阴极
B．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
C．当电路中转移2 mol电子时，1 mol SO42-通过膜d向右移动
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120 g NaOH
专题七 化学反应与能量
真题研练·析考情
1．解析：由图示可知，反应Ⅰ为： (l)＋H2(g)―→ (l) ΔH1；反应Ⅱ为： (l)＋2H2(g)―→ (l) ΔH2；反应Ⅲ为： (l)＋2H2(g)―→ (l) ΔH3；反应Ⅳ为：＋3H2(g)―→ (l) ΔH4。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，但不能是存在相互作用的两个碳碳双键，A错误；ΔH2＜ΔH3，根据盖斯定律， (l)―→ (l) ΔH＝ΔH2－ΔH3＜0，即单双键交替的物质能量低，更稳定，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，B正确；由图示可知，反应Ⅰ是1 mol碳碳双键加成，焓变为ΔH1，反应Ⅳ为苯的完全加成，焓变为ΔH4，如果苯环上有三个完全独立的碳碳三键，则3ΔH1＝ΔH4，现3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键，C正确；ΔH3－ΔH1＜0，根据反应Ⅰ、Ⅲ由盖斯定律可知， (l)＋H2(g)―→ (l) ΔH<0；ΔH4－ΔH3>0，根据反应Ⅲ、Ⅳ由盖斯定律可知，即＋H2(g)―→(l) ΔH＞0，则说明具有的总能量小于，苯分子具有特殊稳定性，D正确。
答案：A
2．解析：分析题给反应机理图，可知该过程的反应物为HCOOH，生成物为CO2和H2，则该过程的总反应为HCOOH催化剂===CO2↑＋H2↑，A说法正确；H＋浓度过大，抑制HCOOH的电离，HCOO－浓度减小，会降低Ⅰ→Ⅱ步骤的反应速率，H＋浓度过小，会降低Ⅲ→Ⅳ步骤反应速率，故H＋浓度过大或者过小，均会导致反应速率降低，B说法正确；由Ⅱ→Ⅲ过程中，脱去CO2，碳元素化合价升高，则Fe元素化合价降低，C正确；由相对能量的变化情况图可以得出，该反应过程中的Ⅳ→Ⅰ步骤的活化能Ea＝86.1 kJ·mol－1，为该反应进程中的最大活化能，故该过程的决速步骤为Ⅳ→Ⅰ步骤，D说法错误。
答案：D
3．解析：海水中含有大量的电解质，故A项正确；Li是活泼金属，作负极，则N极是正极，正极上海水中溶解的O2、CO2等均能放电，B项错误；由于Li易与水反应，故玻璃陶瓷应具有良好的防水功能，同时为形成闭合的回路，也应具有传导离子的功能，C项正确；该电池属于一次电池，D项正确。
答案：B
4．解析：由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误；放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；放电时负极反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，反应后Na＋和Cl－浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；充电时阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3，由得失电子守恒可知，每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g·mol－1×2 mol＝46 g，故D错误。
答案：C
5．解析：石墨电极物质转化为：P4→Li[P(CN)2]，磷元素化合价升高，发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－，则生成1 mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移1 mol电子，右侧电极为阴极，A、B错误；电解池工作过程中阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，CN－应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；由图示物质转化关系可知，HCN在阴极放电，产生CN－和H2，而HCN中的H来自LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH，D正确。
答案：D
6．解析：由题意知，乙室是原电池，则甲室是电解池。电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，Co2＋在另一个电极上得到电子，被还原产生Co单质，CH3COO－失去电子后，Na＋通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小，A错误；对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为Co2＋，同时得到Li＋，其中的O与溶液中的H＋结合为H2O，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH－，乙室电极反应式为：LiCoO2＋e－＋4H＋===Li＋＋Co2＋＋2H2O，C错误；若甲室Co2＋减少200 mg，电子转移物质的量为n(e－)＝0.2 g59 g·mol-1×2＝0.006 8 mol，乙室Co2＋增加300 mg，转移电子的物质的量为n(e－)＝0.3 g59 g·mol-1×1＝0.005 1 mol，说明此时已进行过溶液转移，D正确。
答案：BD
7．解析：本题考查金属的腐蚀与防护，考查的化学学科核心素养是科学态度与社会责任。该装置中阴极发生还原反应，A项错误；金属M被氧化，即金属活动性：M>Fe，B项错误；钢铁设施为原电池的正极，表面积累大量电子而被保护，C项正确；海水中含有大量的NaCl等电解质，而河水中电解质较少，故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D项错误。
答案：C
核心突破·提能力
[例1] 解析：一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应Ⅰ和反应Ⅳ的活化能较高，因此反应的决速步为反应Ⅰ、Ⅳ，故A错误；反应Ⅰ为加成反应，而为快速平衡，反应Ⅱ的成键和断键方式为或，后者能生成18OH－，因此反应结束后，溶液中存在18OH－，故B正确；反应Ⅲ的成键和断键方式为或，因此反应结束后溶液中不会存在CH318OH，故C错误；该总反应对应反应物的总能量高于生成物的总能量，总反应为放热反应，因此和CH3O－的总能量与和OH－的总能量之差等于图示总反应的焓变，故D错误。
答案：B
1．解析：Pd(Ⅲ)是该反应的催化剂，催化剂能改变反应的活化能，能改变反应历程，从而改变化学反应速率，故A正确；活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差，反应需要的活化能越小，反应进行的越快，反应速率越快，根据图示，路径③的活化能最小，反应速率最快，故B错误；活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差，由图可以看出，过渡态1发生的反应活化能最大，该历程中能垒(反应活化能)最大的是路径①，故C错误；根据图示，CH2O*和2H*总能量大于CHO*和3H*总能量，则该反应历程为放热反应，ΔH＜0，故D错误。
答案：A
[例2] 解析：环己烷比环己烯、环己二烯稳定，则环己烷能量低，ΔH1<0，ΔH2<0，A项错误；根据反应方程式，结合盖斯定律，ΔH3＝ΔH2＋ΔH4，B项错误；将反应2减去反应1，得 (g)＋H2(g)―→ (g) ΔH＝ΔH2－ΔH1，由于环己烯比环己二烯稳定，则ΔH2－ΔH1<0，即ΔH2<ΔH1，同理，将反应3减去反应2，得反应4： (g)＋H2(g)―→ (g) ΔH4＝ΔH3－ΔH2，比稳定，则ΔH3－ΔH2>0，即ΔH3>ΔH2，C项正确；根据盖斯定律，ΔH2＝ΔH3－ΔH4，D项错误。
答案：C
2．解析：O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l) ΔH5；两个反应均为放热反应，ΔH均为负值，放热越多，ΔH越小，由于生成液态水放热更多，所以ΔH5<ΔH3，A项错误；根据盖斯定律，③×2－②×2－①得，2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1，B项正确；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3，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项正确；由ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol－1知，反应放出大量的热，所以可以用联氨和N2O4作火箭推进剂，D项正确。
答案：A
[例3] 解析：燃料电池工作时，阳离子向正极移动，则K＋向正极移动，A项错误；N2H4－O2燃料电池的总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，因此放电过程中，KOH的物质的量不变，B项错误；根据CH3OH→CO32-失6e－，N2H4→N2失4e-，CH32NNH2→2CO32-＋N2失16e－，知消耗1 g燃料时，转移电子的物质的量分别为132×6 mol、132×4 mol、160×16 mol，显然(CH3)2NNH2转移电子最多，放电量最大，C项正确；根据N2H4＋O2===N2＋2H2O，知消耗1 mol O2，理论上N2H4－O2燃料电池气体产物N2为1 mol，其在标准状况下的体积为22.4 L，D项错误。
答案：C
3．解析：由放电时的总反应为2Li＋NO2===Li2O＋NO，Li元素化合价升高，则a极为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，b极为正极，N元素化合价降低，电极反应式为：NO2＋2e－＋2Li＋===Li2O＋NO，B正确；电流从正极流向负极，即外电路电流的方向：b极→电流表→a极，A正确；电解质中阳离子移向正极，则电解液中Li＋向b极附近迁移，故C正确；当外电路通过1 mol e－时，有1 mol Li＋移向b极，质量为m＝nM＝1 mol×7 g·mol－1＝7 g，b极生成Li2O，则b极增加的质量还包含O元素质量，则b极质量增加大于7 g，D错误。
答案：D
[例4] 解析：放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应：Cl2＋2e－===2Cl－，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl－－2e－===Cl2，A正确；放电时，阴离子移向负极，放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，B错误；放电时每转移1 mol电子，正极：Cl2＋2e－===2Cl－，理论上CCl4释放0.5 mol Cl2，C错误；充电过程中，阳极：2Cl－－2e－===Cl2，消耗氯离子，NaCl溶液浓度减小，D错误。
答案：A
4．解析：放电时，正极电极反应式为：CO2＋2e－＋H2O===OH－＋HCOO－，故正极周围pH升高，A正确；每生成1 mol HCOO－，将发生2 mol电子的转移，但电子不能经过电解质溶液，是经过外线路进行转移的，而不是在装置内转移2NA个电子，B错误；由题图可知，使用催化剂Sn或者sSnLi 时生成CO的活化能均高于生成HCOOH的活化能，故均能有效减少副产物CO的生成，C正确；使用sSnLi催化剂时的中间产物具有的总能量比使用Sn催化剂的中间产物的总能量高，能量越高越不稳定，故使用sSnLi催化剂时的中间产物更不稳定，D正确。
答案：B
[例5] 解析：由示意图可知，电解时，电极A上LiMn2O4中Mn元素化合价降低，被还原，电极A是电解装置的阴极，A项正确；由电解装置中电极B上的物质变化可知，Mn2＋被氧化成MnO2，B项正确；阴极上Mn元素化合价由＋3.5→＋2，阳极上Mn元素化合价由＋2→＋4，化合价变化的绝对值不相等，故电解过程中，溶液中的Mn2＋浓度会变化，C项错误；通过调节溶液pH，可使Mn2＋转化为沉淀而除去，再加入可溶性的碳酸盐可使Li＋转化为难溶的碳酸锂，D项正确。
答案：C
5．解析：由方程式可知，锂为锂离子电池的负极，FeS为正极，X电极与FeS电极相连，为电解池的阳极，故A错误；氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，a室的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故B错误；离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜，故C正确；若去掉离子膜M将a、b两室合并，放电能力强于氢氧根离子的氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，故D错误。
答案：C
[例6] 解析：由Cl－移动方向可知钢筋接电源的负极，A项错误；金属导电网为阳极，发生的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，B项正确；钢筋一端为阴极，钙离子为阳离子，所以向钢筋方向移动，C项正确；钢筋附近发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，所以电解一段时间后钢筋附近溶液的pH增大，D项正确。
答案：A
6．解析：铁发生电化学腐蚀的原因是铁不纯，铁与杂质在其表面形成了原电池，A项正确；利用“外加电流法”时，铁连接电源负极，B项正确；“牺牲阳极法”利用了原电池原理，C项错误；两种保护法中都要采用辅助阳极，D项正确。
答案：C
[例7] 解析：根据题图可知Zn为负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-=== Zn(OH)42-，MnO2为正极，电极反应为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O。A项，根据负极反应可知，Ⅲ区中负电荷减少，为了平衡溶液中电荷，放电时Ⅲ区的钾离子向Ⅱ区迁移，错误；B项，根据正极反应可知，Ⅰ区中正电荷减少，为了平衡溶液中电荷，硫酸根离子从Ⅰ区迁移至Ⅱ区，正确；D项，将正、负极电极反应相加即可得到电池总反应，正确。
答案：A
7．解析：由题意可知生物发酵液中的应透过n膜进入产品室中与氢氧根离子反应生成，因此n膜为阳离子交换膜，生物发酵液中的SO42-透过m膜进入左侧与BPM双极膜生成的氢离子结合生成硫酸，因此m膜应为阴离子交换膜，故A错误；图中两处Na2SO4溶液中的阴阳离子均不能透过双极膜，双极膜中生成的氢离子进入右侧，在b电极上得电子生成氢气，左侧双极膜生成的氢氧根离子进入左侧，在a极上失电子生成氧气和水，因此溶质种类和物质的量均不变，故B正确；a极上发生反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，产生22.4 L(标准状况)气体时转移的电子为4 mol，同时进入产品室中的氢氧根离子为4 mol，＋2OH－===＋2H2O，消耗4 mol OH－产生的1，5戊二胺为2 mol，故C正确；该技术同时得到了硫酸和1，5戊二胺实现了酸性和碱性物质的同时生产，故D正确。
答案：A
模考精练·抓落实
1．解析：防腐方法并不能完全防止铁的腐蚀，只能减缓钢铁腐蚀，因此方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，A正确；防腐涂料可以防水、隔离O2，避免Fe与氧气、水反应，降低吸氧腐蚀速率，B正确；铝和锌比铁活泼，防腐过程形成原电池，铝和锌作负极失去电子，发生的是电化学腐蚀，C错误；钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正确。
答案：C
2．解析：从图像可看出，E2为正反应的最高能量，是正反应的活化能，A正确；反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，ΔH＝－E3 kJ·mol－1，B正确；过渡态Ⅱ为第三个峰所对应的物质，C错误；催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，故平衡不移动，D正确。
答案：C
3．解析：Fe电极NO→NH3OHCl，N元素化合价降低，作正极，Pt电极H2→H＋，H元素化合价升高，作负极，A错误；NH2OH具有类似NH3的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的一步反应为：NH2OH＋H＋===NH3OH＋，图2中，A为NH2OH和H＋，B为NH3OH＋，B错误；含铁的催化电极为正极，其电极反应为：NO＋3e－＋4H＋＋Cl－===NH3OHCl，标况下消耗2.24 L NO的物质的量n＝VVm＝2.24 L22.4 L·mol-1＝0.1 mol，左室增加的质量为NO和3个H＋的质量，即m＝nM＝3.3 g，故C正确；负极生成H＋，浓度增大pH值减小，正极消耗H＋，浓度减小，pH增大，D错误。
答案：C
4．解析：放电时，Zn是负极、MnO2是正极，根据图示正极反应为：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，故A正确；放电过程中，负极区SO42-通过离子交换膜a进入硫酸钾溶液，正极区K＋通过离子交换膜b进入硫酸钾溶液，所以a和b分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜，故C错误；充电时，Zn作阴极，阴极反应式为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，故B正确；充电过程中，K＋通过离子交换膜b进入负极区，SO42-通过离子交换膜a进入正极区，所以K2SO4溶液的浓度逐渐降低，故D正确。
答案：C
5．解析：左侧双极膜中的H＋向左移动进入左侧硝酸钠溶液中，右侧双极膜中的H＋向左移动进入“酸室”，故A正确；若碱室中cHCO3-cCO32-比值增大，碳酸氢根离子可能进入“酸室”，所以不利于CO2的矿化封存，故B错误；CaCl2溶液中的Cl－通过阴离子交换膜进入“酸室”，右侧双极膜中的H＋向左移动进入“酸室”，所以电解一段时间后，酸室中盐酸的浓度增大，故C正确；该技术中电解固碳总反应的离子方程式为：2Ca2＋＋2CO2＋4H2O通电===2CaCO3↓＋2H2↑＋O2↑＋4H＋，故D正确。
答案：B
6．解析：电解池可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH，根据电解池分析得到左边得到NaOH和H2，右边得到O2、H2SO4，则a为阴极，b为阳极，则Cu(2)为负极，Cu(1)为正极，A正确；电池放电过程中，Cu(2)为负极，则负极上的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，则B正确；当电路中转移2 mol电子时，阳极区剩余2 mol H＋，要使溶液呈电中性，则1 mol SO42-通过膜d向右移动，故C正确；电池放电过程中，Cu(1)的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，反应前原电池左边硫酸铜物质的量为5 mol，右边硫酸铜物质的量为1 mol，电池从开始工作到停止放电，则左右硫酸铜物质的量为3 mol，因此右侧有2 mol铜离子生成，则转移4 mol电子，根据2NaCl＋2H2O电解===H2↑＋Cl2↑＋2NaOH，转移2 mol电子得到2 mol NaOH即80 g，因此电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160 g NaOH，故D错误。
答案：D
专题七化学反应与能量
真题研练·析考情
【真 题 研 练】
1.[2022·浙江1月]相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol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
2．[2021·湖南卷]铁的配合物离子(用[L—Fe—H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：
下列说法错误的是( )
A．该过程的总反应为 HCOOH催化剂===CO2↑＋H2↑
B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低
C．该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化
D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
3．[2022·湖南卷]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
4．[2022·广东卷]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pH减小
C．放电时NaCl溶液的浓度增大
D．每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g
5.
[2022·湖北卷]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(Me为甲基)。下列说法正确的是( )
A．生成1 mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2 mol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LiOH
6．[2022·山东卷](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(s)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－===Li＋＋Co2＋＋4OH－
D．若甲室Co2＋减少200 mg，乙室Co2＋增加300 mg，则此时已进行过溶液转移
7．[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。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是( )
A．阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
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
【考情分析】
考点
考向
预测
化学反应与热能
反应热的比较与计算
化学反应与能量主要包括化学能与热能、化学能与电能，化学能与热能重点考查能量变化图、盖斯定律、键能等，由于能源问题已成为社会热点，结合新能源的开发，把反应热与能源结合起来进行考查，将是命题的方向。电化学部分常以新型化学电源、电解原理在生活生产中的应用等为载体，考查基本原理及应用，试题注重了题材的生活化、实用化、情境化，同时也加强了不同知识间的相互渗透与融合，试题的背景较为新颖，题目具有一定难度。预测今年高考仍会在这方面着力命题。尤其注意电化学原理中离子交换膜的应用。
反应历程与能量变化的分析
原电池原理及应用
原电池原理及简单应用
新型化学电源的分析
电解原理及其应用
电解原理及规律
电解原理的应用
电化学原理的综合考查
金属的腐蚀与防护
电化学腐蚀的原因分析
金属的防护方法
核心突破·提能力
考点1 化学能与热能
【核 心 梳 理】
1.催化剂对反应历程与活化能影响
图例
解读
(1)在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能；E1－E2＝ΔH。
(2)有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应；总反应为放热反应。
(3)同一反应分为若干个基元反应，活化能大基元反应速率较慢，决定了总反应的快慢；相同反应物同时发生多个竞争反应时，能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。
(4)催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH。
【特别提醒】
(1)活化能是从低能态“爬坡”到高能态的能垒，活化能最大的步骤，决定了整个反应过程的反应速率。
(2)分析变化过程中所经历的全部基元反应，包括过渡态的形成，键的断裂和生成等。
2.燃烧热和中和反应的反应热应用中的注意事项
(1)均为放热反应，ΔH<0，单位为kJ·mol－1。
(2)燃烧热概念理解的三要点：①外界条件是25 ℃、101 kPa；②反应的可燃物是1 mol；③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)中和反应的反应热概念理解三要点：①反应物酸、碱是强酸、强碱；②溶液是稀溶液，不存在稀释过程的热效应；③生成物液态水是1 mol。
3．反应热计算的四种方法
【典 题 精 研】
考向1反应历程图像分析
例1[2021·山东卷]18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是( )
A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步
B．反应结束后，溶液中存在18OH－
C．反应结束后，溶液中存在CH318OH
D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
[题型分析] 能量变化图是化学能与热能考查重点之一，基本题型主要考查反应过程中反应热、物质能量高低与稳定性的判断以及催化剂的影响，新高考形势下更侧重于基本概念、物质的性质和转化，以及基元反应、活化能、快慢反应、化学键变化、反应速率及平衡移动等，题目的综合性增强、难度有所增大，题目情景越来越新颖。
[思维建模] 能量变化能垒图解题流程
2023年高考可能这样考
1．科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气催化重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法正确的是( )
A.Pd(Ⅲ)能改变反应历程，从而改变化学反应速率
B.该历程中反应速率最快的是路径①
C．该历程中能垒(反应活化能)最大的是路径②
D．由此历程可知：CH2O*＋2H*===CHO*＋3H*ΔH＞0
考向2反应热的计算与比较
例2[2021·浙江卷]相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是( )
(g)＋H2(g)―→ (g) ΔH1
(g)＋2H2(g)―→ (g) ΔH2
(g)＋3H2(g)―→ (g) ΔH3
(g)＋H2(g)―→ (g) ΔH4
A．ΔH1>0，ΔH2>0
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2
D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
[题型分析] 化学能与热能重点考查主要通过创设情境，提供新信息，以能量变化图、盖斯定律、键能等为载体，比较分析、计算等方法来求解“ΔH”值，从而书写(或判断)热化学方程式。由于能源问题已成为社会热点，结合新能源的开发，把反应热与能源结合起来进行考查，将是命题的方向。
2023年高考可能这样考
2．联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃料。下列说法不正确的是( )
①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l) ΔH1
②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l) ΔH2
③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3
④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol－1
A．O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l) ΔH5，ΔH5>ΔH3
B．ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1
C．1 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作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热
考点2 原电池原理 新型化学电源
【核 心 梳 理】
1.原电池的结构及工作原理
2．原电池正、负极的判断方法
【特别提醒】
(1)某些特定情况下，电极类型判断方法与常规方法有差异，要根据题中的物质转化信息进行判断。
(2)存在多个反应时，要清楚哪个是电极反应，哪个是电极区反应，然后根据电极反应的类型进行判断。
3.陌生原电池装置的知识迁移
(1)二次电池
(2)燃料电池
【典 题 精 研】
考向1原电池工作原理的应用
例3[2021·山东卷]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1 mol O2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L
[题型分析] 原电池工作原理及其应用常以给定的原电池装置为载体，考查原电池正、负极的判断；电子或离子的移动方向；电极反应式、电池反应方程式的书写及判断；原电池工作过程中及工作后电解质、电极质量变化的判断；根据电子守恒进行简单的计算。就题目呈现形式而言多以新型化学电源为载体。
2023年高考可能这样考
3．近期，我国报道了一种新型Li-NO2电池，为NO2的治理和再利用提供了新的研究思路，其工作原理如下图所示。电池放电时的总反应为2Li＋NO2===Li2O＋NO。下列有关该电池工作时的说法不正确的是( )
A．外电路电流的方向：b极→电流表→a极
B．b极的电极反应：NO2＋2e－＋2Li＋===Li2O＋NO
C．电解液中Li＋向b极附近迁移
D．当外电路通过1 mol e－时，b极质量增加7 g
考向2新型化学电源
例4[2022·辽宁卷]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1 mol电子，理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大
[题型分析] 新型化学电源是原电池原理考查的主要载体，考查方向与考向1大致相同，但电池类型越来越新颖，分析问题时一定要突破情景陷阱，抓住原电池基本原理进行分析。要多关注新型燃料电池、新型高能蓄电池(如高铁电池、锂电池)和新型储能电池的充电或放电的反应过程，因为这些内容与生产生活有更加密切的联系。
2023年高考可能这样考
4．我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．放电时，正极电极周围pH升高
B．放电时，每生成1 mol HCOO－，整个装置内转移2NA个电子
C．使用催化剂Sn或者s-SnLi均能有效减少副产物CO的生成
D．使用s-SnLi催化剂，中间产物更不稳定
考点3 电解原理及其应用
【核 心 梳 理】
1.电解池的结构及工作原理
2．电解池阴、阳极的判断方法
3．电解池电极反应式的书写模式
(1)阳极
①活泼金属作电极，电极材料本身失电子，M-ne－===Mn＋。
②电极为惰性电极，溶液中较易失电子的阴离子优先失去电子，其顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－，Rn－－ne－===R。
(2)阴极
溶液中较易得电子的阳离子优先得到电子，其顺序为Ag＋>Cu2＋>H＋，Mn＋＋ne－===M。
4．金属的腐蚀与防护
5．陌生电解池装置图的知识迁移
(1)电解池
(2)金属腐蚀
【典 题 精 研】
考向1电解原理及应用
例5[2022·浙江6月]通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是( )
A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极反应：2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋
C．电解一段时间后溶液中Mn2＋浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
[题型分析] 电解原理及其应用多以生产、生活中的应用为载体，考查点主要集中在以下四个方面：一是电极反应式或总反应式正误的判断；二是离子移动方向的判断；三是工作过程中及工作后电解质、电极质量变化的判断，四是定量计算，已知转移电子的物质的量求产物或反应物的物质的量，或者已知产物或反应物的物质的量的变化求转移电子的物质的量。要关注利用原电池和电解池装置的组合进行电化学知识的综合考查。
2023年高考可能这样考
5．某锂离子电池的总反应为：2Li＋FeS===Fe＋Li2S。某小组以该电池为电源电解处理含BaOH2废水和含Ni2＋、Cl－的酸性废水，并分别获得BaCl2溶液和单质镍。电解处理的工作原理如下图所示[LiPF6·SO(CH3)2为锂离子电池的电解质]。下列说法正确的是( )
A．X与锂离子电池的Li电极相连
B．a室的电极反应式为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
C．离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜
D．若去掉离子膜M将a、b两室合并，则X电极的反应不变
考向2金属的腐蚀与防护
例6[2022·济南一中期末]氯盐可导致混凝土中的钢筋腐蚀。为防止混凝土中的钢筋腐蚀，可在混凝土表面敷置一定电解质溶液并将惰性金属导电网浸泡其中，惰性金属导电网与钢筋分别连接外部直流电源从而除去Cl－，装置如图，下列说法错误的是( )
A．钢筋接电源的正极
B．金属导电网上发生的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑
C．混凝土中的钙离子向钢筋方向移动
D．电解一段时间后钢筋附近溶液的pH增大
[题型分析] 金属的腐蚀与防护有关知识在高考题中属于低频考点，经常和化学与STSE融合在一起命题，考查形式相对单一，题目难度不大。
2023年高考可能这样考
6．“外加电流法”和“牺牲阳极法”均可有效防止铁发生电化学腐蚀。下列说法错误的是( )
A．铁发生电化学腐蚀的原因是在其表面形成了原电池
B．利用“外加电流法”时，铁连接电源负极
C．“牺牲阳极法”利用了电解池原理
D．两种保护法中都要采用辅助阳极
考点4 “离子交换膜”在电化学中的应用
【核 心 梳 理】
1.离子交换膜的功能、类型、作用
2．解答带离子交换膜电解池问题的思维模型
【典 题 精 研】
考向离子交换膜在电化学中的应用
例7[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ZnOH42-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＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+===ZnOH42-＋Mn2＋＋2H2O
[题型分析] 在电化学原理的基础上，增加了隔膜、离子交换膜、双极膜的考查。要注意离子交换膜的选择性：阳离子交换膜只允许阳离子通过；阴离子交换膜只允许阴离子通过；质子交换膜只允许H＋通过；双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，能解离出H＋和OH－，要根据离子的迁移方向及题目情景判断离子交换膜的类型。
2023年高考可能这样考
7．[2022·山东省济宁市二模]1，5-戊二胺()是生产新型聚酰胺产品的重要原料。利用双极膜(BPM，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－，可透过相应的离子交换膜)电渗析产碱技术可将生物发酵液中的1，5-戊二胺硫酸盐(含和SO42-)转换为1，5-戊二胺，实现无害化提取，工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．m为阳离子交换膜、n为阴离子交换膜
B．电解过程中，图中两处Na2SO4溶液的溶质种类和物质的量均不变
C．a极区产生22.4 L(标准状况)气体，理论上产生2 mol 1，5-戊二胺
D．该技术实现了酸性和碱性物质的同时生产
模考精练·抓落实
1．[2022·广东省梅州市二模]港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是( )
A．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除
B．防腐涂料可以防水、隔离O2降低吸氧腐蚀速率
C．防腐过程中铝和锌均失去电子，主要发生化学腐蚀
D．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2．[2022·山东省济宁市一模]已知甲酸的分解反应为HCOOH⇌CO＋H2O ΔH。在H＋催化作用下反应历程为：
HCOOH＋H＋―→()―→H2O＋()―→CO＋H＋
根据过渡态理论，其反应过程中的能量变化如图所示(E1、E2、E3均大于0)。
下列说法错误的是( )
A．E2为正反应的活化能
B．该反应为放热反应，ΔH＝－E3 kJ·mol－1
C.图像中第一个峰(过渡态)对应的物质结构为过渡态Ⅰ，第二个峰(过渡态)对应的物质结构为过渡态Ⅱ
D．使用催化剂后，正、逆反应速率同等程度改变，平衡不移动
3．[2022·福建省福州市一检]盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用向两侧电极分别通入NO和H2，以盐酸为电解质溶液来进行制备，其电池装置(图1)和含Fe的催化电极反应机理(图2)如下。不考虑溶液体积的变化，下列说法正确的是( )
A．电池工作时，Pt电极为正极
B．图2中，A为H＋和e－，B为NH3OH＋
C．电池工作时，每消耗2.24 L NO(标况下) 左室溶液质量增加3.3 g
D．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降
4．[2022·北京市丰台区一模]一种可充电的锌锰分液电池，其结构如下图所示：
下列说法不正确的是( )
A．放电时，正极反应为：
MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
B．充电时，Zn作阴极：
[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－
C．离子交换膜a和b分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．充电过程中K2SO4溶液的浓度逐渐降低
5．[2022·江苏省苏、锡、常、镇四市一调]双极膜电渗析法固碳技术是将捕集的CO2转化为CaCO3而矿化封存，其工作原理如图所示。双极膜中间层中的H2O解离成H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法不正确的是( )
A．两个双极膜中间层中的H＋均向左侧迁移
B．若碱室中cHCO3-cCO32-比值增大，则有利于CO2的矿化封存
C．电解一段时间后，酸室中盐酸的浓度增大
D．该技术中电解固碳总反应的离子方程式为：2Ca2＋＋2CO2＋4H2O通电===2CaCO3↓＋2H2↑＋O2↑＋4H＋
6．[2022·山东省日照市一模]相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法错误的是( )
A．a为电解池的阴极
B．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
C．当电路中转移2 mol电子时，1 mol SO42-通过膜d向右移动
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120 g NaOH
专题七 化学反应与能量
真题研练·析考情
1．解析：由图示可知，反应Ⅰ为： (l)＋H2(g)―→ (l) ΔH1；反应Ⅱ为： (l)＋2H2(g)―→ (l) ΔH2；反应Ⅲ为： (l)＋2H2(g)―→ (l) ΔH3；反应Ⅳ为：＋3H2(g)―→ (l) ΔH4。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，但不能是存在相互作用的两个碳碳双键，A错误；ΔH2＜ΔH3，根据盖斯定律， (l)―→ (l) ΔH＝ΔH2－ΔH3＜0，即单双键交替的物质能量低，更稳定，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，B正确；由图示可知，反应Ⅰ是1 mol碳碳双键加成，焓变为ΔH1，反应Ⅳ为苯的完全加成，焓变为ΔH4，如果苯环上有三个完全独立的碳碳三键，则3ΔH1＝ΔH4，现3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键，C正确；ΔH3－ΔH1＜0，根据反应Ⅰ、Ⅲ由盖斯定律可知， (l)＋H2(g)―→ (l) ΔH<0；ΔH4－ΔH3>0，根据反应Ⅲ、Ⅳ由盖斯定律可知，即＋H2(g)―→(l) ΔH＞0，则说明具有的总能量小于，苯分子具有特殊稳定性，D正确。
答案：A
2．解析：分析题给反应机理图，可知该过程的反应物为HCOOH，生成物为CO2和H2，则该过程的总反应为HCOOH催化剂===CO2↑＋H2↑，A说法正确；H＋浓度过大，抑制HCOOH的电离，HCOO－浓度减小，会降低Ⅰ→Ⅱ步骤的反应速率，H＋浓度过小，会降低Ⅲ→Ⅳ步骤反应速率，故H＋浓度过大或者过小，均会导致反应速率降低，B说法正确；由Ⅱ→Ⅲ过程中，脱去CO2，碳元素化合价升高，则Fe元素化合价降低，C正确；由相对能量的变化情况图可以得出，该反应过程中的Ⅳ→Ⅰ步骤的活化能Ea＝86.1 kJ·mol－1，为该反应进程中的最大活化能，故该过程的决速步骤为Ⅳ→Ⅰ步骤，D说法错误。
答案：D
3．解析：海水中含有大量的电解质，故A项正确；Li是活泼金属，作负极，则N极是正极，正极上海水中溶解的O2、CO2等均能放电，B项错误；由于Li易与水反应，故玻璃陶瓷应具有良好的防水功能，同时为形成闭合的回路，也应具有传导离子的功能，C项正确；该电池属于一次电池，D项正确。
答案：B
4．解析：由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误；放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a的反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋可知，NaCl溶液的pH不变，故B错误；放电时负极反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，反应后Na＋和Cl－浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；充电时阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3，由得失电子守恒可知，每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g·mol－1×2 mol＝46 g，故D错误。
答案：C
5．解析：石墨电极物质转化为：P4→Li[P(CN)2]，磷元素化合价升高，发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－，则生成1 mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移1 mol电子，右侧电极为阴极，A、B错误；电解池工作过程中阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，CN－应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；由图示物质转化关系可知，HCN在阴极放电，产生CN－和H2，而HCN中的H来自LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH，D正确。
答案：D
6．解析：由题意知，乙室是原电池，则甲室是电解池。电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO2气体，Co2＋在另一个电极上得到电子，被还原产生Co单质，CH3COO－失去电子后，Na＋通过阳膜进入阴极室，溶液变为NaCl溶液，溶液由碱性变为中性，溶液pH减小，A错误；对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为Co2＋，同时得到Li＋，其中的O与溶液中的H＋结合为H2O，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B正确；电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH－，乙室电极反应式为：LiCoO2＋e－＋4H＋===Li＋＋Co2＋＋2H2O，C错误；若甲室Co2＋减少200 mg，电子转移物质的量为n(e－)＝0.2 g59 g·mol-1×2＝0.006 8 mol，乙室Co2＋增加300 mg，转移电子的物质的量为n(e－)＝0.3 g59 g·mol-1×1＝0.005 1 mol，说明此时已进行过溶液转移，D正确。
答案：BD
7．解析：本题考查金属的腐蚀与防护，考查的化学学科核心素养是科学态度与社会责任。该装置中阴极发生还原反应，A项错误；金属M被氧化，即金属活动性：M>Fe，B项错误；钢铁设施为原电池的正极，表面积累大量电子而被保护，C项正确；海水中含有大量的NaCl等电解质，而河水中电解质较少，故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D项错误。
答案：C
核心突破·提能力
[例1] 解析：一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应Ⅰ和反应Ⅳ的活化能较高，因此反应的决速步为反应Ⅰ、Ⅳ，故A错误；反应Ⅰ为加成反应，而为快速平衡，反应Ⅱ的成键和断键方式为或，后者能生成18OH－，因此反应结束后，溶液中存在18OH－，故B正确；反应Ⅲ的成键和断键方式为或，因此反应结束后溶液中不会存在CH318OH，故C错误；该总反应对应反应物的总能量高于生成物的总能量，总反应为放热反应，因此和CH3O－的总能量与和OH－的总能量之差等于图示总反应的焓变，故D错误。
答案：B
1．解析：Pd(Ⅲ)是该反应的催化剂，催化剂能改变反应的活化能，能改变反应历程，从而改变化学反应速率，故A正确；活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差，反应需要的活化能越小，反应进行的越快，反应速率越快，根据图示，路径③的活化能最小，反应速率最快，故B错误；活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差，由图可以看出，过渡态1发生的反应活化能最大，该历程中能垒(反应活化能)最大的是路径①，故C错误；根据图示，CH2O*和2H*总能量大于CHO*和3H*总能量，则该反应历程为放热反应，ΔH＜0，故D错误。
答案：A
[例2] 解析：环己烷比环己烯、环己二烯稳定，则环己烷能量低，ΔH1<0，ΔH2<0，A项错误；根据反应方程式，结合盖斯定律，ΔH3＝ΔH2＋ΔH4，B项错误；将反应2减去反应1，得 (g)＋H2(g)―→ (g) ΔH＝ΔH2－ΔH1，由于环己烯比环己二烯稳定，则ΔH2－ΔH1<0，即ΔH2<ΔH1，同理，将反应3减去反应2，得反应4： (g)＋H2(g)―→ (g) ΔH4＝ΔH3－ΔH2，比稳定，则ΔH3－ΔH2>0，即ΔH3>ΔH2，C项正确；根据盖斯定律，ΔH2＝ΔH3－ΔH4，D项错误。
答案：C
2．解析：O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l) ΔH5；两个反应均为放热反应，ΔH均为负值，放热越多，ΔH越小，由于生成液态水放热更多，所以ΔH5<ΔH3，A项错误；根据盖斯定律，③×2－②×2－①得，2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1，B项正确；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3，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项正确；由ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol－1知，反应放出大量的热，所以可以用联氨和N2O4作火箭推进剂，D项正确。
答案：A
[例3] 解析：燃料电池工作时，阳离子向正极移动，则K＋向正极移动，A项错误；N2H4－O2燃料电池的总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，因此放电过程中，KOH的物质的量不变，B项错误；根据CH3OH→CO32-失6e－，N2H4→N2失4e-，CH32NNH2→2CO32-＋N2失16e－，知消耗1 g燃料时，转移电子的物质的量分别为132×6 mol、132×4 mol、160×16 mol，显然(CH3)2NNH2转移电子最多，放电量最大，C项正确；根据N2H4＋O2===N2＋2H2O，知消耗1 mol O2，理论上N2H4－O2燃料电池气体产物N2为1 mol，其在标准状况下的体积为22.4 L，D项错误。
答案：C
3．解析：由放电时的总反应为2Li＋NO2===Li2O＋NO，Li元素化合价升高，则a极为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，b极为正极，N元素化合价降低，电极反应式为：NO2＋2e－＋2Li＋===Li2O＋NO，B正确；电流从正极流向负极，即外电路电流的方向：b极→电流表→a极，A正确；电解质中阳离子移向正极，则电解液中Li＋向b极附近迁移，故C正确；当外电路通过1 mol e－时，有1 mol Li＋移向b极，质量为m＝nM＝1 mol×7 g·mol－1＝7 g，b极生成Li2O，则b极增加的质量还包含O元素质量，则b极质量增加大于7 g，D错误。
答案：D
[例4] 解析：放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应：Cl2＋2e－===2Cl－，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl－－2e－===Cl2，A正确；放电时，阴离子移向负极，放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，B错误；放电时每转移1 mol电子，正极：Cl2＋2e－===2Cl－，理论上CCl4释放0.5 mol Cl2，C错误；充电过程中，阳极：2Cl－－2e－===Cl2，消耗氯离子，NaCl溶液浓度减小，D错误。
答案：A
4．解析：放电时，正极电极反应式为：CO2＋2e－＋H2O===OH－＋HCOO－，故正极周围pH升高，A正确；每生成1 mol HCOO－，将发生2 mol电子的转移，但电子不能经过电解质溶液，是经过外线路进行转移的，而不是在装置内转移2NA个电子，B错误；由题图可知，使用催化剂Sn或者sSnLi 时生成CO的活化能均高于生成HCOOH的活化能，故均能有效减少副产物CO的生成，C正确；使用sSnLi催化剂时的中间产物具有的总能量比使用Sn催化剂的中间产物的总能量高，能量越高越不稳定，故使用sSnLi催化剂时的中间产物更不稳定，D正确。
答案：B
[例5] 解析：由示意图可知，电解时，电极A上LiMn2O4中Mn元素化合价降低，被还原，电极A是电解装置的阴极，A项正确；由电解装置中电极B上的物质变化可知，Mn2＋被氧化成MnO2，B项正确；阴极上Mn元素化合价由＋3.5→＋2，阳极上Mn元素化合价由＋2→＋4，化合价变化的绝对值不相等，故电解过程中，溶液中的Mn2＋浓度会变化，C项错误；通过调节溶液pH，可使Mn2＋转化为沉淀而除去，再加入可溶性的碳酸盐可使Li＋转化为难溶的碳酸锂，D项正确。
答案：C
5．解析：由方程式可知，锂为锂离子电池的负极，FeS为正极，X电极与FeS电极相连，为电解池的阳极，故A错误；氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，a室的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故B错误；离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜，故C正确；若去掉离子膜M将a、b两室合并，放电能力强于氢氧根离子的氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，故D错误。
答案：C
[例6] 解析：由Cl－移动方向可知钢筋接电源的负极，A项错误；金属导电网为阳极，发生的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，B项正确；钢筋一端为阴极，钙离子为阳离子，所以向钢筋方向移动，C项正确；钢筋附近发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，所以电解一段时间后钢筋附近溶液的pH增大，D项正确。
答案：A
6．解析：铁发生电化学腐蚀的原因是铁不纯，铁与杂质在其表面形成了原电池，A项正确；利用“外加电流法”时，铁连接电源负极，B项正确；“牺牲阳极法”利用了原电池原理，C项错误；两种保护法中都要采用辅助阳极，D项正确。
答案：C
[例7] 解析：根据题图可知Zn为负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-=== Zn(OH)42-，MnO2为正极，电极反应为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O。A项，根据负极反应可知，Ⅲ区中负电荷减少，为了平衡溶液中电荷，放电时Ⅲ区的钾离子向Ⅱ区迁移，错误；B项，根据正极反应可知，Ⅰ区中正电荷减少，为了平衡溶液中电荷，硫酸根离子从Ⅰ区迁移至Ⅱ区，正确；D项，将正、负极电极反应相加即可得到电池总反应，正确。
答案：A
7．解析：由题意可知生物发酵液中的应透过n膜进入产品室中与氢氧根离子反应生成，因此n膜为阳离子交换膜，生物发酵液中的SO42-透过m膜进入左侧与BPM双极膜生成的氢离子结合生成硫酸，因此m膜应为阴离子交换膜，故A错误；图中两处Na2SO4溶液中的阴阳离子均不能透过双极膜，双极膜中生成的氢离子进入右侧，在b电极上得电子生成氢气，左侧双极膜生成的氢氧根离子进入左侧，在a极上失电子生成氧气和水，因此溶质种类和物质的量均不变，故B正确；a极上发生反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，产生22.4 L(标准状况)气体时转移的电子为4 mol，同时进入产品室中的氢氧根离子为4 mol，＋2OH－===＋2H2O，消耗4 mol OH－产生的1，5戊二胺为2 mol，故C正确；该技术同时得到了硫酸和1，5戊二胺实现了酸性和碱性物质的同时生产，故D正确。
答案：A
模考精练·抓落实
1．解析：防腐方法并不能完全防止铁的腐蚀，只能减缓钢铁腐蚀，因此方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，A正确；防腐涂料可以防水、隔离O2，避免Fe与氧气、水反应，降低吸氧腐蚀速率，B正确；铝和锌比铁活泼，防腐过程形成原电池，铝和锌作负极失去电子，发生的是电化学腐蚀，C错误；钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正确。
答案：C
2．解析：从图像可看出，E2为正反应的最高能量，是正反应的活化能，A正确；反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，ΔH＝－E3 kJ·mol－1，B正确；过渡态Ⅱ为第三个峰所对应的物质，C错误；催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，故平衡不移动，D正确。
答案：C
3．解析：Fe电极NO→NH3OHCl，N元素化合价降低，作正极，Pt电极H2→H＋，H元素化合价升高，作负极，A错误；NH2OH具有类似NH3的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的一步反应为：NH2OH＋H＋===NH3OH＋，图2中，A为NH2OH和H＋，B为NH3OH＋，B错误；含铁的催化电极为正极，其电极反应为：NO＋3e－＋4H＋＋Cl－===NH3OHCl，标况下消耗2.24 L NO的物质的量n＝VVm＝2.24 L22.4 L·mol-1＝0.1 mol，左室增加的质量为NO和3个H＋的质量，即m＝nM＝3.3 g，故C正确；负极生成H＋，浓度增大pH值减小，正极消耗H＋，浓度减小，pH增大，D错误。
答案：C
4．解析：放电时，Zn是负极、MnO2是正极，根据图示正极反应为：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，故A正确；放电过程中，负极区SO42-通过离子交换膜a进入硫酸钾溶液，正极区K＋通过离子交换膜b进入硫酸钾溶液，所以a和b分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜，故C错误；充电时，Zn作阴极，阴极反应式为[Zn(OH)4]2－＋2e－===Zn＋4OH－，故B正确；充电过程中，K＋通过离子交换膜b进入负极区，SO42-通过离子交换膜a进入正极区，所以K2SO4溶液的浓度逐渐降低，故D正确。
答案：C
5．解析：左侧双极膜中的H＋向左移动进入左侧硝酸钠溶液中，右侧双极膜中的H＋向左移动进入“酸室”，故A正确；若碱室中cHCO3-cCO32-比值增大，碳酸氢根离子可能进入“酸室”，所以不利于CO2的矿化封存，故B错误；CaCl2溶液中的Cl－通过阴离子交换膜进入“酸室”，右侧双极膜中的H＋向左移动进入“酸室”，所以电解一段时间后，酸室中盐酸的浓度增大，故C正确；该技术中电解固碳总反应的离子方程式为：2Ca2＋＋2CO2＋4H2O通电===2CaCO3↓＋2H2↑＋O2↑＋4H＋，故D正确。
答案：B
6．解析：电解池可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH，根据电解池分析得到左边得到NaOH和H2，右边得到O2、H2SO4，则a为阴极，b为阳极，则Cu(2)为负极，Cu(1)为正极，A正确；电池放电过程中，Cu(2)为负极，则负极上的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，则B正确；当电路中转移2 mol电子时，阳极区剩余2 mol H＋，要使溶液呈电中性，则1 mol SO42-通过膜d向右移动，故C正确；电池放电过程中，Cu(1)的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，反应前原电池左边硫酸铜物质的量为5 mol，右边硫酸铜物质的量为1 mol，电池从开始工作到停止放电，则左右硫酸铜物质的量为3 mol，因此右侧有2 mol铜离子生成，则转移4 mol电子，根据2NaCl＋2H2O电解===H2↑＋Cl2↑＋2NaOH，转移2 mol电子得到2 mol NaOH即80 g，因此电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160 g NaOH，故D错误。
答案：D
相关试卷
新教材2024高考化学二轮专题复习专题7化学反应与能量真题研练： 这是一份新教材2024高考化学二轮专题复习专题7化学反应与能量真题研练，共4页。
新教材2024高考化学二轮专题复习专题7化学反应与能量模考精练： 这是一份新教材2024高考化学二轮专题复习专题7化学反应与能量模考精练，共5页。
新教材2024高考化学二轮专题复习专题7化学反应与能量课时作业： 这是一份新教材2024高考化学二轮专题复习专题7化学反应与能量课时作业，共7页。试卷主要包含了沉积物微生物燃料电池等内容，欢迎下载使用。
