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新高考化学二轮复习导学案课件 微主题5 反应热 电化学（含解析）
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这是一份新高考化学二轮复习导学案课件 微主题5 反应热 电化学（含解析），共60页。PPT课件主要包含了命题规律，高考回眸，＋908，C石墨s＋，－223，＋170，模考前沿，核心突破，能力提升，kJmol等内容，欢迎下载使用。
考向1 反应焓变的计算1. (1) (2022·广东卷)Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)→Y(g)过程的焓变为_______________________(列式表示)。
E1－E2＋ΔH＋E3－E4
(2) (2021·湖南卷)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过氨热分解法制得到氢气。相关化学键的键能数据如下表所示：在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：②已知该反应的ΔS＝198.9 J/(ml·K)，在下列哪些温度下反应能自发进行？________(填标号)。A. 25 ℃ B. 125 ℃C. 225 ℃ D. 325 ℃
(3) (2021·河北卷)大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时，相关物质的燃烧热数据如下表：则25 ℃ 时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为_________________ __________________________________________________。
3H2(g)===C6H6(l) ΔH＝＋49.1 kJ/ml
考向2 盖斯定律与热化学方程式2. (1) (2022·全国甲卷)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000 ℃时反应的热化学方程式如下：(ⅰ) 直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝172 kJ/ml(ⅱ) 碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH2＝－51 kJ/ml反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH为____________ kJ/ml。
(2) (2022·全国乙卷)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。已知下列反应的热化学方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1 036 kJ/ml②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝＋94 kJ/ml③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－484 kJ/ml计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝____________ kJ/ml。
(3) (2021·广东卷)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
根据盖斯定律，反应a的ΔH1＝_____________________________________ (写出一个代数式即可)。
ΔH3－ΔH4＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5
考向3 化学反应进行的方向3. (2022·湖南卷)已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG＜0，则该 反应可以自发进行。根据如图判断：600 ℃时， 下列反应不能自发进行的是 ______。A. C(s)＋O2(g)===CO2(g)B. 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)C. TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)D. TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===CO2(g)＋TiCl4(g)
考向4 原电池A. Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移C. MnO2电极反应：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2OD. 电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋
5. (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图。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
考向5 电解池6. (2022·广东卷)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中( )A. 阴极发生的反应为Mg－2e－=== Mg2＋B. 阴极上Al被氧化C. 在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D. 阳极和阴极的质量变化相等
7. (2022·海南卷)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。下列有关说法正确的是( )A. 在b电极上，N2被还原B. 金属Ag可作为a电极的材料C. 改变工作电源电压，反应速率不变D. 电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少
8. (2022·浙江卷6月)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如图(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
9. (2021·广东卷)钴(C)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。下图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是( )A. 工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B. 生成1 ml C，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 gC. 移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
10. (2021·全国甲卷)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是( )
A. KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用C. 制得2 ml乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 ml电子D. 双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电极方向迁移
考向6 可逆电池11. (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 ml Cl2，电极a质量理论上增加23 g
12. (2022·全国乙卷)Li－O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li－O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( )A. 充电时，电池的总反应：Li2O2===2Li＋O2B. 充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C. 放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移D. 放电时，正极发生反应：O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
考向7 金属的腐蚀与防护13. (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：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
14. (2019·江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )A. 铁被氧化的电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋B. 铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C. 活性炭的存在会加速铁的腐蚀D. 以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
15. (2017·新课标Ⅰ卷)支持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
A. 反应中每生成18 g H2O(l)，放出49 kJ的能量B. 反应中每生成16 g CH3OH(g)，转移3 ml 电子C. 选择合适的催化剂能减小反应的活化能和焓变D. 反应物中所有化学键的键能之和大于生成物中所有化学键的键能之和
2. (2022·广东二模)M(碱金属)－CO2电池可以实现对CO2的利用并具有较高的理论比能量(“理论比能量”是指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能)。该类电池放电的电极总反应式为4M＋3CO2===2M2CO3＋C，下列说法错误的是( )A. 放电时，电子流动方向为碱金属片→外电路→ 玻碳电极B. Na－CO2电池比Li－CO2电池的理论比能量高C. 吸入CO2时发生反应：3CO2＋4M＋＋4e－===2M2CO3＋CD. 充电时，玻碳电极接电源正极
3. (1) (2022·珠海月考)有人设想综合利用太阳能将天然气转化为较易存运的甲醇，装置如图，酸性工作环境时的阳极反应式为_____________________________ ________。
CH4＋H2O－2e－===CH3OH＋
(2) (2022·汕尾期末)利用电化学法能将NO转化为N2，其工作原理如图所示：①电极Ⅰ应连接外电源______极。②电极Ⅱ上发生的电极反应式为____________________________________。
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
4. (2021·佛山南海区摸底)下列有关金属腐蚀和防护的说法，正确的是( )A. 金属发生的化学腐蚀比电化学腐蚀要普遍得多B. 因为合金在潮湿的空气中易形成原电池，所以合金耐腐蚀性都比较差C. 钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋D. 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极法
能力1 反应热 热化学方程式1. 焓变ΔH的计算
ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
[常考归纳]①燃烧热中，反应物完全燃烧，生成稳定的氧化物，如C元素燃烧生成CO2而不是CO，H元素燃烧应生成液态水而不是气态水。②中和热中，强酸与强碱反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ/ml，若用弱酸代替强酸(或用弱碱代替强碱)，因电离吸热，放出的热量减少。③中和热中，若用浓硫酸(或NaOH固体)作反应物，放出热量增多。
[及时巩固]写出图1反应的热化学方程式：___________________________________________________。写出图2反应的热化学方程式：__________________________________________________。
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－
能力2 原电池与电解池的比较1. 电池的判断无外电源的是原电池；有外电源的是电解池。2. 电极的判断
能力3 电极反应式的书写1. 氢氧燃料电池
2. 有机物燃料电池(1) 在酸性电池中，电极反应式用H＋平衡电荷，不能出现OH－。负极生成H＋，正极消耗H＋。以CH4燃料电池为例 (电解液为H2SO4溶液)，写出电极反应式。负极：_______________________________________正极：_______________________________________电池总反应式：________________________________________
CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋
2O2＋8e－＋8H＋===4H2O
CH4＋2O2===CO2＋2H2O
以CH4燃料电池为例(电解液为KOH溶液)，写出电极反应式。负极_______________________________________________正极：_________________________________电池总反应式：___________________________________________以甲烷为例，写出电极反应式。负极：____________________________________________正极：____________________________________
2O2＋8e－＋4H2O===8OH－
CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O
(4) 固态氧化物燃料电池(O2－平衡电荷)。以甲烷为例，写出电极反应式。负极：_____________________________________正极：____________________________________
CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O
O2＋4e－===2O2－
(5) 微生物燃料电池微生物(或酶)电池是指在微生物的作用下(类似催化作用)，将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示：
①微生物有利于有机物的氧化反应，促进了反应中电子的转移。②有机物在负极失去电子，负极反应中有CO2生成，同时生成H＋(如葡萄糖在负极发生反应：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋)，H＋通过质子交换膜从负极区移向正极区。
[及时巩固](1) 乙醇燃料电池
3. 可逆电池(以铅蓄电池为例)可逆电池放电是原电池；充电是电解池。铅蓄电池负极为________；正极为________________；电解质为H2SO4溶液。
(1) 放电过程负极：________________________ (________反应)正极：_____________________________________________(________反应)(2) 充电过程(铅蓄电池充电的反应是放电反应的逆过程)阴极：______________________________(接外电源的______极，________反应)阳极：_____________________________________(接外电源的______极，________反应)充放电总反应：_______________________________________________
例：一种新一代集电致变色功能和储能功能于一体的电子器件的工作原理如图甲所示。已知放电时该器件的透光率逐渐增强，写出放电时a极电极反应式。
[思维过程](1) 审题干——放电是原电池，充电则为电解池。(2) 根据题干确定物质变化(图乙)：FePO4―→LiFePO4。(3) 根据化合价变化确定转移的电子数：FePO4＋e－―→LiFePO4(透明)。(4) 根据电荷守恒、元素守恒以及电解质的酸碱性等，配平电极反应式：FePO4＋e－＋Li＋===LiFePO4
能力4 离子交换膜的作用1. 常见的离子交换膜
能力5 电解的应用1. 电冶——电解熔融氯化钠阳极反应式：_______________________________阴极反应式：_______________________________总反应式：_______________________________2. 粗铜的精炼阳极(粗铜)：________________________ (主反应)阴极(精铜)：___________________________
2Cl－－2e－===Cl2↑
2Na＋＋2e－===2Na
Cu－ 2e－===Cu2＋
Cu2＋＋ 2e－===Cu
3. 电镀电镀时，一般都是用镀层金属的可溶性盐为__________，把镀件作为______，与电源的________相连，镀层金属作________。4. 电解饱和食盐水(氯碱工业)(1) 电极反应式阳极：____________________________________阴极：___________________________________总反应：_________________________________________
2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
能力6 金属的腐蚀与防护1. 金属的电化学腐蚀
2.金属的电化学保护法
考向1 焓变与反应能量图 以NH3和CO2为原料合成化肥——尿素[CO(NH2)2]，两步反应的能量变化如图：
写出合成CO(NH2)2(s)的热化学方程式：__________________________________ __________________________________，已知第二步反应决定了生产尿素的快慢，可推测E1______E3(填“>”“<”或“＝”)。
【解析】 活化能大的反应决定了反应速率的快慢，故活化能：E1＜E3。
2NH3(g)＋CO2(g)===H2O(g)＋CO(NH2)2
(s) ΔH＝－(E4－E3＋E2－E1)kJ/ml
考向2 盖斯定律及其应用 已知室温下，将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，则下列能量转化关系的判断不正确的是( )A. ΔH1＞0 B. ΔH2<ΔH3C. ΔH3<ΔH1 D. ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
(1) 汽车尾气中的CO、NOx是大气污染物。我国科研工作者经过研究，可以用不同方法处理氮的氧化物，防止空气污染。回答下列问题：已知：①N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH1＝＋180 kJ/ml②4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)ΔH2＝－906 kJ/ml请写出NH3将NO转化成无毒物质的热化学方程式：______________________________________________________________。
4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)
＋6H2O(l) ΔH＝－1 806 kJ/ml
(2) 二氧化碳的利用具有潜在的商业价值。在负载型金属催化剂作用下，可实现低温下CO2甲烷化，相关主要化学反应有：ΔH1＝＋41 kJ/mlΔH2ΔH＝－206 kJ/ml，则ΔH2＝__________________________。
－165 kJ/ml
①4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)ΔH1②2NH3(g)＋2O2(g)===N2O(g)＋3H2O(g)ΔH2上述反应ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系式为ΔH3＝__________________。
考向3 原电池 (2022·广东六校第四次联考) 利用微化学电池可以除去废水中的甲酸钠和卤代烃，其原理如图所示，下列说法正确的是( )A. 每生成22.4 L CH3CH3，有1 ml e－发生转移B. B极电极反应式为HCOO－－2e－===CO2↑＋H＋C. 电子流向：B极→导线→A极→溶液→B极D. 一段时间后，电解质溶液的pH增大
考向4 电解池 (2022·广东、湖北、河北期中联考)我国科学家设计了一种将电解饱和食盐水与电催化还原CO2相耦合的电解装置(如图)。下列说法错误的是( )A. 生成CO的一极为阴极B. 阴极上的电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2OC. 当电路中转移2 ml电子时，阴极增重16 gD. 阴阳两极的电解质溶液均可用稀硫酸酸化
考向5 可逆电池A. LiPON薄膜在充放电过程中质量发生变化B. 导电介质c可为Li2SO4溶液C. 放电时b极为正极，发生反应：Li1－xCO2＋xe－＋xLi＋===LiCO2D. 充电时，当外电路通过0.2 ml电子时，非晶硅 薄膜上质量减少1.4 g
考向6 金属的腐蚀与防护 钢铁是应用最广泛的金属材料之一，了解其腐蚀的原理及防护有重要意义。下列有关说法正确的是( )A. 铁在稀盐酸中会发生析氢腐蚀B. 埋在地下的石油管道与外加电源的负极相连，可以起到保护作用C. 铁发生吸氧腐蚀时负极电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋D. 在航母舰体上镶嵌锡块可减缓钢铁外壳的腐蚀
1. (2022·广东模拟测试一)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＋NOC. 电解液中Li＋向b极附近迁移D. 当外电路通过1 ml e－时，b极质量增加7 g
2. (2022·深圳二模)一种清洁、低成本的三步法氯碱工艺工作原理的示意图如下。下列说法不正确的是( )A. 与传统氯碱工艺相比，该方法可避免使用离子交换膜B. 第一步中阳极反应为Na0.44MnO2－xe－===Na0.44－xMnO2＋xNa＋C. 第二步中，放电结束后，电解质溶液中NaCl的含量增大D. 理论上，每消耗1 ml O2，可生产4 ml NaOH和2 ml Cl2
3. (2022·深圳六校联盟第二次联考)二氧化碳(CO2)的捕获和储存对于应对全球气候变化的巨大挑战具有重要意义。最近，有学者提出了一种以CO2为动力源，HCOOH为放电产物的水基锂－二氧化碳电池新型电 池，工作原理如图。下列说法正确的是( )A. 吸收CO2的一极为负极B. 电子从Li电极流出，经过溶液流回锂电极C. 放电时，CO2发生还原反应D. 该新型电池中Li电极可直接与溶液接触
4. (1) (2022·广州12月调研)甲醇水蒸气重整制氢具有能耗低、产物组成简单、副产物易分离等优点，是未来制氢技术的重要发展方向。该重整反应体系主要涉及以下反应：ΔH2＝＋90 kJ/mlΔH3＝＋41 kJ/ml反应Ⅰ的ΔH1＝__________ kJ/ml。
(2) (2022·东莞期末) CO2的资源化利用能有效减少CO2排放缓解能源危机。用CO2、H2为原料合成甲醇(CH3OH)过程主要涉及以下反应：ΔH2＝＋41.2 kJ/mlΔH3＝－45.1 kJ/ml根据盖斯定律，反应a的ΔH1＝__________________。
－49.0 kJ/ml
＋236 kJ/ml
【解析】 (1) 由盖斯定律可得：ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝＋49 kJ/ml。(2) 根据盖斯定律，b＋c×2得ΔH1＝ΔH2＋ΔH3×2＝－49.0 kJ/ml。(3) ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和＝[(4×360＋2×436)－(2×176＋4×431)]kJ/ml＝＋236 kJ/ml。
考向1 反应焓变的计算1. (1) (2022·广东卷)Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)→Y(g)过程的焓变为_______________________(列式表示)。
E1－E2＋ΔH＋E3－E4
(2) (2021·湖南卷)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过氨热分解法制得到氢气。相关化学键的键能数据如下表所示：在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：②已知该反应的ΔS＝198.9 J/(ml·K)，在下列哪些温度下反应能自发进行？________(填标号)。A. 25 ℃ B. 125 ℃C. 225 ℃ D. 325 ℃
(3) (2021·河北卷)大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时，相关物质的燃烧热数据如下表：则25 ℃ 时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为_________________ __________________________________________________。
3H2(g)===C6H6(l) ΔH＝＋49.1 kJ/ml
考向2 盖斯定律与热化学方程式2. (1) (2022·全国甲卷)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000 ℃时反应的热化学方程式如下：(ⅰ) 直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝172 kJ/ml(ⅱ) 碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH2＝－51 kJ/ml反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH为____________ kJ/ml。
(2) (2022·全国乙卷)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。已知下列反应的热化学方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1 036 kJ/ml②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝＋94 kJ/ml③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－484 kJ/ml计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝____________ kJ/ml。
(3) (2021·广东卷)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
根据盖斯定律，反应a的ΔH1＝_____________________________________ (写出一个代数式即可)。
ΔH3－ΔH4＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5
考向3 化学反应进行的方向3. (2022·湖南卷)已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG＜0，则该 反应可以自发进行。根据如图判断：600 ℃时， 下列反应不能自发进行的是 ______。A. C(s)＋O2(g)===CO2(g)B. 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)C. TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)D. TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===CO2(g)＋TiCl4(g)
考向4 原电池A. Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移C. MnO2电极反应：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2OD. 电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋
5. (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图。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
考向5 电解池6. (2022·广东卷)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中( )A. 阴极发生的反应为Mg－2e－=== Mg2＋B. 阴极上Al被氧化C. 在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D. 阳极和阴极的质量变化相等
7. (2022·海南卷)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。下列有关说法正确的是( )A. 在b电极上，N2被还原B. 金属Ag可作为a电极的材料C. 改变工作电源电压，反应速率不变D. 电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少
8. (2022·浙江卷6月)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如图(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
9. (2021·广东卷)钴(C)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。下图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是( )A. 工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B. 生成1 ml C，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 gC. 移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
10. (2021·全国甲卷)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是( )
A. KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用C. 制得2 ml乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 ml电子D. 双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电极方向迁移
考向6 可逆电池11. (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 ml Cl2，电极a质量理论上增加23 g
12. (2022·全国乙卷)Li－O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li－O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( )A. 充电时，电池的总反应：Li2O2===2Li＋O2B. 充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C. 放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移D. 放电时，正极发生反应：O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2
考向7 金属的腐蚀与防护13. (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：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
14. (2019·江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )A. 铁被氧化的电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋B. 铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C. 活性炭的存在会加速铁的腐蚀D. 以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
15. (2017·新课标Ⅰ卷)支持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
A. 反应中每生成18 g H2O(l)，放出49 kJ的能量B. 反应中每生成16 g CH3OH(g)，转移3 ml 电子C. 选择合适的催化剂能减小反应的活化能和焓变D. 反应物中所有化学键的键能之和大于生成物中所有化学键的键能之和
2. (2022·广东二模)M(碱金属)－CO2电池可以实现对CO2的利用并具有较高的理论比能量(“理论比能量”是指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能)。该类电池放电的电极总反应式为4M＋3CO2===2M2CO3＋C，下列说法错误的是( )A. 放电时，电子流动方向为碱金属片→外电路→ 玻碳电极B. Na－CO2电池比Li－CO2电池的理论比能量高C. 吸入CO2时发生反应：3CO2＋4M＋＋4e－===2M2CO3＋CD. 充电时，玻碳电极接电源正极
3. (1) (2022·珠海月考)有人设想综合利用太阳能将天然气转化为较易存运的甲醇，装置如图，酸性工作环境时的阳极反应式为_____________________________ ________。
CH4＋H2O－2e－===CH3OH＋
(2) (2022·汕尾期末)利用电化学法能将NO转化为N2，其工作原理如图所示：①电极Ⅰ应连接外电源______极。②电极Ⅱ上发生的电极反应式为____________________________________。
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
4. (2021·佛山南海区摸底)下列有关金属腐蚀和防护的说法，正确的是( )A. 金属发生的化学腐蚀比电化学腐蚀要普遍得多B. 因为合金在潮湿的空气中易形成原电池，所以合金耐腐蚀性都比较差C. 钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋D. 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极法
能力1 反应热 热化学方程式1. 焓变ΔH的计算
ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
[常考归纳]①燃烧热中，反应物完全燃烧，生成稳定的氧化物，如C元素燃烧生成CO2而不是CO，H元素燃烧应生成液态水而不是气态水。②中和热中，强酸与强碱反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ/ml，若用弱酸代替强酸(或用弱碱代替强碱)，因电离吸热，放出的热量减少。③中和热中，若用浓硫酸(或NaOH固体)作反应物，放出热量增多。
[及时巩固]写出图1反应的热化学方程式：___________________________________________________。写出图2反应的热化学方程式：__________________________________________________。
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－
能力2 原电池与电解池的比较1. 电池的判断无外电源的是原电池；有外电源的是电解池。2. 电极的判断
能力3 电极反应式的书写1. 氢氧燃料电池
2. 有机物燃料电池(1) 在酸性电池中，电极反应式用H＋平衡电荷，不能出现OH－。负极生成H＋，正极消耗H＋。以CH4燃料电池为例 (电解液为H2SO4溶液)，写出电极反应式。负极：_______________________________________正极：_______________________________________电池总反应式：________________________________________
CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋
2O2＋8e－＋8H＋===4H2O
CH4＋2O2===CO2＋2H2O
以CH4燃料电池为例(电解液为KOH溶液)，写出电极反应式。负极_______________________________________________正极：_________________________________电池总反应式：___________________________________________以甲烷为例，写出电极反应式。负极：____________________________________________正极：____________________________________
2O2＋8e－＋4H2O===8OH－
CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O
(4) 固态氧化物燃料电池(O2－平衡电荷)。以甲烷为例，写出电极反应式。负极：_____________________________________正极：____________________________________
CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O
O2＋4e－===2O2－
(5) 微生物燃料电池微生物(或酶)电池是指在微生物的作用下(类似催化作用)，将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示：
①微生物有利于有机物的氧化反应，促进了反应中电子的转移。②有机物在负极失去电子，负极反应中有CO2生成，同时生成H＋(如葡萄糖在负极发生反应：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋)，H＋通过质子交换膜从负极区移向正极区。
[及时巩固](1) 乙醇燃料电池
3. 可逆电池(以铅蓄电池为例)可逆电池放电是原电池；充电是电解池。铅蓄电池负极为________；正极为________________；电解质为H2SO4溶液。
(1) 放电过程负极：________________________ (________反应)正极：_____________________________________________(________反应)(2) 充电过程(铅蓄电池充电的反应是放电反应的逆过程)阴极：______________________________(接外电源的______极，________反应)阳极：_____________________________________(接外电源的______极，________反应)充放电总反应：_______________________________________________
例：一种新一代集电致变色功能和储能功能于一体的电子器件的工作原理如图甲所示。已知放电时该器件的透光率逐渐增强，写出放电时a极电极反应式。
[思维过程](1) 审题干——放电是原电池，充电则为电解池。(2) 根据题干确定物质变化(图乙)：FePO4―→LiFePO4。(3) 根据化合价变化确定转移的电子数：FePO4＋e－―→LiFePO4(透明)。(4) 根据电荷守恒、元素守恒以及电解质的酸碱性等，配平电极反应式：FePO4＋e－＋Li＋===LiFePO4
能力4 离子交换膜的作用1. 常见的离子交换膜
能力5 电解的应用1. 电冶——电解熔融氯化钠阳极反应式：_______________________________阴极反应式：_______________________________总反应式：_______________________________2. 粗铜的精炼阳极(粗铜)：________________________ (主反应)阴极(精铜)：___________________________
2Cl－－2e－===Cl2↑
2Na＋＋2e－===2Na
Cu－ 2e－===Cu2＋
Cu2＋＋ 2e－===Cu
3. 电镀电镀时，一般都是用镀层金属的可溶性盐为__________，把镀件作为______，与电源的________相连，镀层金属作________。4. 电解饱和食盐水(氯碱工业)(1) 电极反应式阳极：____________________________________阴极：___________________________________总反应：_________________________________________
2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
能力6 金属的腐蚀与防护1. 金属的电化学腐蚀
2.金属的电化学保护法
考向1 焓变与反应能量图 以NH3和CO2为原料合成化肥——尿素[CO(NH2)2]，两步反应的能量变化如图：
写出合成CO(NH2)2(s)的热化学方程式：__________________________________ __________________________________，已知第二步反应决定了生产尿素的快慢，可推测E1______E3(填“>”“<”或“＝”)。
【解析】 活化能大的反应决定了反应速率的快慢，故活化能：E1＜E3。
2NH3(g)＋CO2(g)===H2O(g)＋CO(NH2)2
(s) ΔH＝－(E4－E3＋E2－E1)kJ/ml
考向2 盖斯定律及其应用 已知室温下，将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，则下列能量转化关系的判断不正确的是( )A. ΔH1＞0 B. ΔH2<ΔH3C. ΔH3<ΔH1 D. ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
(1) 汽车尾气中的CO、NOx是大气污染物。我国科研工作者经过研究，可以用不同方法处理氮的氧化物，防止空气污染。回答下列问题：已知：①N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH1＝＋180 kJ/ml②4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)ΔH2＝－906 kJ/ml请写出NH3将NO转化成无毒物质的热化学方程式：______________________________________________________________。
4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)
＋6H2O(l) ΔH＝－1 806 kJ/ml
(2) 二氧化碳的利用具有潜在的商业价值。在负载型金属催化剂作用下，可实现低温下CO2甲烷化，相关主要化学反应有：ΔH1＝＋41 kJ/mlΔH2ΔH＝－206 kJ/ml，则ΔH2＝__________________________。
－165 kJ/ml
①4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)ΔH1②2NH3(g)＋2O2(g)===N2O(g)＋3H2O(g)ΔH2上述反应ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系式为ΔH3＝__________________。
考向3 原电池 (2022·广东六校第四次联考) 利用微化学电池可以除去废水中的甲酸钠和卤代烃，其原理如图所示，下列说法正确的是( )A. 每生成22.4 L CH3CH3，有1 ml e－发生转移B. B极电极反应式为HCOO－－2e－===CO2↑＋H＋C. 电子流向：B极→导线→A极→溶液→B极D. 一段时间后，电解质溶液的pH增大
考向4 电解池 (2022·广东、湖北、河北期中联考)我国科学家设计了一种将电解饱和食盐水与电催化还原CO2相耦合的电解装置(如图)。下列说法错误的是( )A. 生成CO的一极为阴极B. 阴极上的电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2OC. 当电路中转移2 ml电子时，阴极增重16 gD. 阴阳两极的电解质溶液均可用稀硫酸酸化
考向5 可逆电池A. LiPON薄膜在充放电过程中质量发生变化B. 导电介质c可为Li2SO4溶液C. 放电时b极为正极，发生反应：Li1－xCO2＋xe－＋xLi＋===LiCO2D. 充电时，当外电路通过0.2 ml电子时，非晶硅 薄膜上质量减少1.4 g
考向6 金属的腐蚀与防护 钢铁是应用最广泛的金属材料之一，了解其腐蚀的原理及防护有重要意义。下列有关说法正确的是( )A. 铁在稀盐酸中会发生析氢腐蚀B. 埋在地下的石油管道与外加电源的负极相连，可以起到保护作用C. 铁发生吸氧腐蚀时负极电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋D. 在航母舰体上镶嵌锡块可减缓钢铁外壳的腐蚀
1. (2022·广东模拟测试一)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＋NOC. 电解液中Li＋向b极附近迁移D. 当外电路通过1 ml e－时，b极质量增加7 g
2. (2022·深圳二模)一种清洁、低成本的三步法氯碱工艺工作原理的示意图如下。下列说法不正确的是( )A. 与传统氯碱工艺相比，该方法可避免使用离子交换膜B. 第一步中阳极反应为Na0.44MnO2－xe－===Na0.44－xMnO2＋xNa＋C. 第二步中，放电结束后，电解质溶液中NaCl的含量增大D. 理论上，每消耗1 ml O2，可生产4 ml NaOH和2 ml Cl2
3. (2022·深圳六校联盟第二次联考)二氧化碳(CO2)的捕获和储存对于应对全球气候变化的巨大挑战具有重要意义。最近，有学者提出了一种以CO2为动力源，HCOOH为放电产物的水基锂－二氧化碳电池新型电 池，工作原理如图。下列说法正确的是( )A. 吸收CO2的一极为负极B. 电子从Li电极流出，经过溶液流回锂电极C. 放电时，CO2发生还原反应D. 该新型电池中Li电极可直接与溶液接触
4. (1) (2022·广州12月调研)甲醇水蒸气重整制氢具有能耗低、产物组成简单、副产物易分离等优点，是未来制氢技术的重要发展方向。该重整反应体系主要涉及以下反应：ΔH2＝＋90 kJ/mlΔH3＝＋41 kJ/ml反应Ⅰ的ΔH1＝__________ kJ/ml。
(2) (2022·东莞期末) CO2的资源化利用能有效减少CO2排放缓解能源危机。用CO2、H2为原料合成甲醇(CH3OH)过程主要涉及以下反应：ΔH2＝＋41.2 kJ/mlΔH3＝－45.1 kJ/ml根据盖斯定律，反应a的ΔH1＝__________________。
－49.0 kJ/ml
＋236 kJ/ml
【解析】 (1) 由盖斯定律可得：ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝＋49 kJ/ml。(2) 根据盖斯定律，b＋c×2得ΔH1＝ΔH2＋ΔH3×2＝－49.0 kJ/ml。(3) ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和＝[(4×360＋2×436)－(2×176＋4×431)]kJ/ml＝＋236 kJ/ml。
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