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专题二
微专题4　反应热　电化学
化学反应与能量　化学反应速率　化学平衡
命题规律
ΔH1=_______kJ/mol。
考向1　焓变(ΔH)与盖斯定律
1．(2025·广东卷)以TiCl4为原料可制备TiCl3。将5.0 mol TiCl4与10.0 mol Ti放入容积为V0 L的恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程：
【解析】 根据盖斯定律，反应a=反应c-反应b×2，则ΔH1=+132.4 kJ/mol-(+200.1 kJ/mol)×2=-267.8 kJ/mol。
-267.8
编号 过程 ΔH
a Ti(s)+TiCl4(g) 2TiCl2(s) ΔH1
b TiCl2(s)+TiCl4(g) 2TiCl3(g) +200.1 kJ/mol
c Ti(s)+3TiCl4(g) 4TiCl3(g) +132.4 kJ/mol
d TiCl3(g) TiCl3(s) ΔH2
2．(2024·广东卷节选)酸催化下NaNO2与NH4Cl混合溶液的反应，可用于石油开采中油路解堵。
(1) 基态N原子价层电子的轨道表示式为__________________。
(2) 已知该反应及其能量关系如下：
ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4
3．(2021·广东卷节选)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：
a．CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH1
b．CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2
c．CH4(g) C(s)+2H2(g)　ΔH3
d．2CO(g) CO2(g)+C(s)　ΔH4
e．CO(g)+H2(g) H2O(g)+C(s) 　ΔH5
根据盖斯定律，反应a的ΔH1=_________________________(写出一个代数式即可)。
ΔH2+ΔH3-ΔH5或ΔH3-ΔH4
考向2　原电池
4．(2025·广东卷)某理论研究认为燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上(　　)
图a 图b 图c
A．负极反应的催化剂是ⅰ
B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低
C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变
D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
【解析】 由图a可知，氧气发生还原反应，作正极，正极反应的催化剂是ⅰ，A错误；图a中，ⅰ到ⅱ过程为O2获得第一个电子的过程，根据题中信息，O2获得第一个电子的过程最慢，则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B错误；氢气发生氧化反应，作负极，电极反应式为H2-2e-===2H+，负极每失去1个电子，就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确；由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D错误。
【答案】 C
5．(2023·广东卷)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl-实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　)
A．Ag作原电池正极
B．电子由Ag经活性炭流向Pt
C．Pt表面发生的电极反应：
O2+2H2O+4e-===4OH-
D．每消耗标准状况下11.2　L的O2，最多去除1 mol Cl-
【解析】该图为原电池原理，Ag为负极，电极反应式为Ag-e-+Cl-===AgCl，O2在Pt电极得电子发生还原反应，Pt为正极，A错误；电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt，B正确；溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2+4H++4e-===2H2O，C错误；根据得失电子守恒可得关系式：O2~4e-~4Cl-，故每消耗标准状况下11.2 L(即0.5 mol)的O2，最多去除2 mol Cl-，D错误。
B
6．(2021·广东卷)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时 (　　)
A．负极上发生还原反应 B．CO2在正极上得电子
C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能
【解析】原电池的负极发生氧化反应，A错误；金属钠为负极，则CO2在正极上得电子，发生还原反应，B正确；原电池工作时阳离子向正极移动，C错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，D错误。
B
考向3　电解池
7．(2025·广东卷节选)某工业冶铁方法的“电解”流程如图a所示，Fe2O3颗粒分散于溶液中，以Fe片、石墨棒为电极，画出电解池示意图并做相应标注。
答案：
8．(2024·广东卷)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是 (　　)
A．阳极反应式：2Cl--2e-===Cl2↑
B．阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高
C．理论上每消耗1 mol Fe2O3，阳极室溶液减少213 g
D．理论上每消耗1 mol Fe2O3，阴极室物质最多增加138 g
C
【解析】右侧电极为阳极，阳极反应式：2Cl--2e-===Cl2↑，A正确；左侧电极为阴极，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，阴极反应式：Fe2O3+6e-+3H2O===2Fe+ 6OH-，阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高，B正确；中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极，理论上每消耗1 mol Fe2O3，转移6 mol电子，生成3 mol氯气，同时有6 mol Na+由阳极移向阴极，阳极室溶液减少质量=3 mol×71 g/mol+6 mol×23 g/mol=351 g，C错误；阴极室物质最多增加质量=6 mol×23 g/mol=138 g，D正确。
9．(2023·广东卷)利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合K1，一段时间后 (　　)
A．U形管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和O2
B．a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性
C．b处出现蓝色，说明还原性：Cl->I-
D．断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转
D
【解析】闭合K1，形成电解池，电解饱和食盐水，左侧为阳极，电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑，右侧为阴极，电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，U形管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和H2，A错误；左侧生成氯气，氯气遇水生成的HClO具有强氧化性，则a处布条褪色，说明HClO具有漂白性，B错误；b处出现蓝色，发生反应：Cl2+2KI===I2+2KCl，说明氧化性：Cl2>I2(还原性：I->Cl-)，C错误；断开K1，立刻闭合K2，此时构成氢氯燃料电池，产生电流，电流表发生偏转，D正确。
B
11．(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
【解析】 阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3+得电子生成Al单质，A、B错误；阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；阳极区铝和镁均参与电极反应，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误。
C
D
【解析】 工作时，Ⅰ室电极反应式：2H2O-4e-===O2↑+4H+，pH减小；Ⅲ室电极反应式：Co2++2e-===Co，Ⅲ室中的Cl-向Ⅱ室移动，Ⅰ室中的H+向Ⅱ室移动，Ⅱ室pH减小，A错误；生成1 mol Co，转移2 mol电子，Ⅰ室溶液质量理论上减少0.5 mol×32　g/mol+2 mol×1 g/mol=18 g，B错误；移除两交换膜后，石墨电极上发生的电极反应式为 2Cl--2e-===Cl2↑，C错误。
考向4　可逆电池
13．(2025·广东卷)一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少；电极材料每转移1 mol电子，对应的理论容量为26.8 A·h。下列说法错误的是 (　　)
A．充电时Ⅱ为阳极
B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低
C．放电时负极反应为
MnS-2e-===S+Mn2+
D．充电时16 g S能提供的理论容量为26.8 A·h
B
【解析】 放电时，电极Ⅱ上MnO2减少，说明MnO2转化为Mn2+，发生还原反应，为原电池的正极，由于电解质溶液为MnSO4，故电解质应为酸性溶液，正极反应为MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O，则电极Ⅰ为原电池负极，MnS失去电子生成S和Mn2+，负极反应为MnS-2e-===S+Mn2+。放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A正确；放电时电极Ⅱ为正极，正极反应消耗H+，溶液的pH升高，B错误；放电时电极Ⅰ为原电池负极，负极反应为MnS-2e-===S+Mn2+，C正确：根据放电时负极反应可知充电时阴极反应为S+Mn2++2e-===MnS，每消耗16 g(即0.5 mol) S，转移1 mol电子，据题意可知，能提供的理论容量为26.8 A·h，D正确。
14．(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
C
【解析】 充电时，电极a发生还原反应，为阴极，b电极为阳极，阳极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑，放电时，电极a为负极，电极b为正极，A错误；NaCl溶液显中性，pH不变，B错误；放电时，两极电极反应式分别为Na3Ti2(PO4)3-2e-===NaTi2(PO4)3 +2Na+，Cl2+2e-===2Cl-，NaCl溶液的浓度增大，C正确；每生成1 mol Cl2，电路中转移2 mol电子，电极a质量理论上增加2 mol钠离子，增加的质量为2 mol×23 g/mol=46 g，D错误。
考向5　金属的腐蚀与防护
15．(2024·广东卷)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是 (　　)
A．钢铁外壳为负极
B．镶嵌的锌块可永久使用
C．该法为外加电流法
D．锌发生反应：Zn-2e-===Zn2+
【解析】钢铁外壳镶嵌了锌块，铁作正极被保护，A错误；锌作负极，发生消耗，所以锌块需要定期更换，B错误；该法为牺牲阳极法，C错误。
D
16．(2022·广东卷)为检验牺牲阳极法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是 (　　)
A．加入AgNO3溶液产生沉淀 B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入KSCN溶液无红色出现 D．加入K3［Fe(CN)6］溶液无蓝色沉淀生成
【解析】氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，无论铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，A不符合题意；淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，无论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应生成碘单质，B不符合题意；KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，C不符合题意；K3［Fe(CN)6］是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中无Fe2+，则加入K3［Fe(CN)6］溶液就不会出现蓝色沉淀，D符合题意。
D
1．(2025·广州期末)下列热化学方程式及结论均正确的是 (　　)
A．已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ/mol ，则H2的燃烧热数值是241.8 kJ/mol
B．已知P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH=-16.74 kJ/mol，则红磷比白磷稳定
C．同温同压条件下，H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
D．①H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH1；②CH3COOH(aq)+OH-(aq)===CH3COO-(aq)+H2O(l)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2
【解析】 表示氢气燃烧热的热化学方程式中生成的水应为液态，A错误；白磷转化为红磷的反应为放热反应，则红磷的能量低，红磷更稳定，B正确；焓变与反应条件无关，则反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同，C错误；弱电解质电离吸热，则反应②放出的热量小于反应①，故ΔH1<ΔH2<0，D错误。
B
2．(2025·茂名二模)如图是一种光电催化装置，它可以将空气中捕获的CO2转化为各种化工原料。下列说法正确的是 (　　)
A．工作时，H+从N区移向M区
B．制备CO时，理论上生成1 mol O2的同
时，可生成1 mol CO
C．制备CH3OH时，阴极区发生反应：
CO2+6H++6e-===CH3OH+H2O
D．制备HCOOH时，理论上每生成1 mol O2
的同时，阳极区溶液减少32 g
C
【解析】 M区水失电子发生氧化反应生成氧气，为电解池的阳极，电极反应：2H2O-4e-===O2↑+4H+，N区是二氧化碳得到电子发生还原反应，为电解池的阴极。工作时，阳离子移向阴极，H+从M区移向N区，A错误；制备CO时，理论上生成1 mol O2时转移4 mol电子，由得失电子守恒可知应生成2 mol CO，B错误；制备CH3OH时，阴极反应式：CO2+6H++6e-===CH3OH+H2O，C正确；由阳极反应式可知，理论上，每生成1 mol O2，外电路转移4 mol电子，同时有4 mol H+移向阴极，阳极区溶液质量减少1 mol×32 g/mol+4 mol×1 g/mol=36 g，D错误。
3．(2025·广州二模)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含Li+有机溶液，放电过程中Ni Pt电极首先发生反应：6Li++N2+6e-===2Li3N，后产生(CF3SO2)2NLi，充电过程中电解
LiCl产生Cl2。下列说法不正确的是(　　)
A．充电时，阳极产生Cl2
B．放电时，Li+从Li电极向Ni Pt
电极迁移
C．放电时，每消耗6 mol Li，正
极室增加28 g
D．放电时总反应：6Li+N2+4CF3SO2Cl===2(CF3SO2)2NLi+4LiCl
C
4．(2025·广东六校5月)为了保护埋在地下的钢管道，常用图设计减缓腐蚀。下列说法正确的是 (　　)
A．装置中的钢管道作正极，发生电极反应：Fe-2e-===Fe2+
B．电子由镁块流出，经过潮湿的碱性土壤移动至钢管道
C．若将镁块替换成铜块，可减缓钢管道腐蚀速率
D．该金属保护方法为牺牲阳极法
D
【解析】 钢管道为正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-，A错误；镁块是原电池的负极，钢管道为正极，则电子由镁块流出，经过金属连接片移动至钢管道，B错误；若将镁块替换成铜块，钢管道作原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成Fe2+，加快钢管道腐蚀，C错误。
核心突破
1．焓变ΔH的计算
能力1　反应热　热化学方程式
ΔH与反应前后物质的能量
放热反应
吸热反应
ΔH=∑E(生成物)-∑E(反应物)
ΔH与键能 ΔH=∑(反应物键能)-∑(生成物键能)
ΔH与活化能 ΔH=E(正反应活化能)-E(逆反应活化能)
ΔH与盖斯
定律
利用盖斯定律求热化学方程式中
的焓变ΔH=_________________
ΔH1+ΔH2+ΔH3
［说明］(1) 物质的能量越低越稳定。
(2) 1 mol常见物质中含有的化学键的物质的量如表所示：
物质 金刚石 硅 SiO2 P4
化学键 C—C Si—Si Si—O P—P
化学键的物质
的量/mol 2 2 4 6
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：
_______________________________________________________。
(3)写热化学方程式：
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ/mol
图1 图2
N2(g)+3H2(g)===2NH3(l) ΔH=-2(c+b-a)kJ/mol
能力2　原电池与电解池的比较
1．电池的判断
无外接电源的是原电池；有外接电源的是电解池。
2．电极的判断
3．举例
类型 原电池 电解池
原理 化学能转化为电能 电能转化为化学能
装置图
分析
电极反应 负极：Zn－2e-===Zn2+
正极：Cu2++2e-===Cu 阴极：Cu2++2e-===Cu
阳极：2Cl--2e-===Cl2↑
电池反应 Zn+Cu2+===Zn2++Cu
注意 电子经过导线，不经过电解质溶液；离子经过电解质溶液，不经过导线
能力3　电极反应式的书写
1．原电池
(1) 氢氧燃料电池
负极反应式 正极反应式
酸性介质 H2-2e-===2H+ O2+4e-+4H+===2H2O
碱性介质 H2-2e-+2OH-===2H2O O2+4e-+2H2O===4OH-
(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：___________________________
CH4+2H2O-8e-===CO2+8H+
O2+4e-+4H+===2H2O
CH4+2O2===CO2+2H2O
O2+4e-+2H2O===4OH-
CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O
CH4+2O2===CO2+2H2O
④熔融氧化物燃料电池(O2-平衡电荷)。
以甲烷为例，写出电极反应式。
负极：___________________________________
正极：_______________________
电池总反应：___________________________
CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O
O2+4e-===2O2-
CH4+2O2===CO2+2H2O
(3) 肼燃料电池
电解质 负极反应式 正极反应式
酸性介质
碱性介质
熔融氧化物
熔融碳酸盐
N2H4-4e-===N2↑+4H+
O2+4e-+4H+===2H2O
N2H4-4e-+4OH-===N2↑+4H2O
O2+4e-+2H2O===4OH-
N2H4+2O2--4e-===N2↑+2H2O
O2+4e-===2O2-
2．电解池
(1)用惰性电极电解不同溶液类型
类型 实例 电极反应式 电解对象 溶液pH 溶质特点及作用
电解水 NaOH 阳极：________________________
阴极：________________________ H2O 增大 不改变总反应，作用是增强溶液的导电性
H2SO4 阳极：________________________
阴极：________________________ H2O 减小
Na2SO4 阳极：________________________
阴极：________________________ H2O 不变
4OH--4e-===O2↑+2H2O
2H2O+2e-===H2↑+2OH-
2H2O-4e-===O2↑+4H+
2H++2e-===H2↑
2H2O-4e-===O2↑+4H+
2H2O+2e-===H2↑+2OH-
类型 实例 电极反应式 电解对象 溶液pH 溶质特点及作用
电解电
解质 HCl 阳极：_______________________
阴极：_______________________ HCl 增大 溶质参与反应
放出H2
生成碱 NaCl 阳极：_______________________
阴极：_______________________ Cl-和H2O 增大 溶质和水均参与反应
放出O2
生成酸 CuSO4 阳极：_______________________
阴极：_______________________ Cu2+和H2O 减小
2Cl--2e-===Cl2↑
2H++2e-===H2↑
2Cl--2e-===Cl2↑
2H2O+2e-===H2↑+2OH-
2H2O-4e-===O2↑+4H+
Cu2++2e-===Cu
(2)电解的应用
①电冶金(冶炼钠、镁、铝)
冶炼金属 总反应 电极反应式
钠 阳极：_____________________
阴极：_____________________
镁 阳极：_____________________
阴极：_____________________
铝 阳极：_____________________
阴极：_____________________
说明：电解NaCl、MgCl2溶液，得不到金属钠、金属镁
2Cl--2e-===Cl2↑
Na++e-===Na
2Cl--2e-===Cl2↑
Mg2++2e-===Mg
2O2--4e-===O2↑
Al3++3e-===Al
铜的电解精炼示意图 电极材料 阳极：______；
阴极：______
电解质溶液 ____________
阳极反应式 _______________、
_______________、
_______________、
________________
阴极反应式 ________________
②粗铜精炼 (含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)
粗铜
精铜
CuSO4溶液
Cu-2e-===Cu2+
Zn-2e-===Zn2+
Fe-2e-===Fe2+
Ni-2e-===Ni2+
Cu2++2e-===Cu
ⅰ.电解质溶液中的c(Cu2+)：________(填“增大”“不变”或“减小”)；
ⅱ.一般情况下，阳极金属减轻的质量___(填“=”或“≠”)阴极金属增加的质量；
ⅲ.比铜活泼的金属(Zn、Fe、Ni)失电子转化为离子留在溶液中，比铜不活泼的金属(Ag、Au)沉积在电解槽底，形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料)
减小
≠
电极材料 阳极：镀层金属(银)；阴极：待镀金属制品
电镀液 含________的电解质溶液
电极反应式 阳极：____________；阴极：_____________
ⅰ.电镀液中c(Ag+)：________(填“增大”“不变”或“减小”)；
ⅱ.阳极金属减轻的质量______(填“=”或“≠”)阴极金属增加的质量
③电镀(以电镀银为例)
Ag+
Ag-e-===Ag+
Ag++e-===Ag
不变
=
④氯碱工业(电解饱和食盐水)
电极反应式 阳极：______________________
阴极：______________________
总反应
阳离子交换
膜的作用 ⅰ.避免H2和Cl2混合引起爆炸；
ⅱ.避免Cl2和NaOH反应，提高碱的纯度；
ⅲ.使Na+从左室向右室迁移
注意：少量NaOH的作用是增强溶液的导电性且不引入杂质；电解所用的食盐水要精制
2Cl--2e-===Cl2↑
2H2O+2e-===H2↑+2OH-
2NaOH+H2↑+Cl2↑
装置图
3．可逆电池
(1)铅酸蓄电池
电极反应
式、反应
类型等 负极：_____________________
(________反应)
正极：______________________ _____________(________反应) 阴极：________________________(接外电源的_____极，______反应)
阳极：____________________________ _________ (接外电源的_____极，______反应)
总反应 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
氧化
还原
负
还原
PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H+
正
氧化
PbSO4+2H2O
电池类型 电池装置 放电过程的电极反应
①Li CO2电池
电池总反应：
4Li+3CO2 2Li2CO3
+C
(隔膜只允许锂离子通过，向____极移动) 放电时，
锂为负极，电极反应式：
_________________
CO2极为正极，电极反应式：_________________
______________
(2) 锂电池
正
Li-e-===Li+
3CO2+4Li++4e-=== 2Li2CO3+C
电池类型 电池装置 放电过程的电极反应
②LiFePO4 C电池
电池总反应：
Li1-xFePO4+LixC6
LiFePO4+6C
(隔膜只允许锂离子通过，向______极移动) 放电时，
M为负极，电极反应式：
____________________
N为正极，电极反应式：
_________________________________________
正
LixC6-xe-===6C+xLi+
Li1-xFePO4+xLi++xe-=== LiFePO4
电池类型 电池装置 放电过程的电极反应
③全固态锂 硫电池
电池总反应：
16Li+xS8 8Li2Sx
(2≤x≤8)
(Li+移向正极a)
a电极掺有石墨烯的目的：_______________ 放电时，
电极b为负极，电极反应式：
Li-e-===Li+
电极a为正极，电极反应式：
_____________________
(2Li++3Li2S8+2e-===4Li2S6、
2Li++2Li2S6+2e-===3Li2S4、
2Li++Li2S4+2e-===2Li2S2)
增强电极导电性
S8+2Li++2e-===Li2S8
电池类型 电池装置 放电过程的电极反应
④锂 空气电池
电池总反应：
4Li+O2+2H2O
4LiOH
(Li+由A极向正极B移动) 放电时，
A为负极，电极反应式：
_____________________
B为正极，电极反应式：
______________________
(电解液a不能是水溶液，因为金属锂可与水反应)
Li-e-===Li+
O2+4e-+2H2O===4OH-
能力4　离子交换膜的作用
1．离子交换膜的种类
种类 说明
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
锂离子交换膜 只允许Li+通过
2．离子交换膜的作用
作用 说明
平衡电荷 平衡两极区的电荷
避免反应 避免两极产物发生反应
形成浓
差电池 形成交换膜两边电解质溶液浓度不同的浓差电池(离子迁移的方向是浓度大的向浓度小的方向迁移)
类型 装置 分析
根据浓差
电池中离
子的迁移
方向判断
膜的种类 ①正、负电极均为Ag单质，左池为AgNO3稀溶液，右池为AgNO3浓溶液。只有两边AgNO3溶液浓度不同，才能形成浓差电池；
②离子交换膜的作用是不允许________穿过，只允许_____穿过，所以是______离子交换膜。负极Ag失电子变成Ag+，为了平衡电荷，正极区多余的_____会穿过交换膜向负极移动；
③随着反应进行，左右两池浓度的差值逐渐减小，外电路中电流将减小，电流计指针偏转幅度逐步变小。当左右两侧离子浓度相等时，电池将停止工作、不再有电流产生，此时溶液中左、右边硝酸银溶液的物质的量浓度相等
Ag+
3．离子交换膜的判断方法
阴
类型 装置 分析
根据
产物
及电
源判
断膜
的种
类
三室式电渗析法处理Na2SO4废水：

阳
阴
阴
阳
NaOH
H2SO4
类型 装置 分析
根据
产物
判断
膜的
种类
能力5　金属的腐蚀与防护
1．金属的腐蚀类型
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 酸性较强 弱酸性、中性、碱性
负极 Fe-2e-===Fe2+
正极 2H++2e-===H2↑ O2+2H2O+4e-===4OH-
总反应 Fe+2H+===Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
说明 ①吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍；②2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O
2．金属的保护方法
(1) 改变金属材料的组成：将Ni、Cr等加入金属中制成不锈钢。
(2) 在金属表面覆盖保护层：电镀、涂油脂、喷油漆、覆盖搪瓷、包裹塑料等。
(3) 电化学保护法
原理 保护方法 举例 说明
原电池原理 牺牲阳极法 将被保护的金属作原电池正极(阴极)；活泼金属作________(阳极)，阳极要定期予以更换
电解池原理 外加电流法 将被保护的金属与电源________相连，作电解池的________；另一惰性电极与电源________相连，作电解池的________(辅助阳极)
负极
负极
阴极
正极
阳极
类型1　焓变与反应能量图
例1　(2024·东莞)化学反应过程中伴随着能量变化。
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下。已知：转化的ΔH=+88.6 kJ/mol。
则M、N相比，较稳定的是_____。
(2)25 ℃、101 kPa下，液态甲醇(CH3OH)的燃
烧热为726.5 kJ/mol。已知：H2O(l)===H2O(g)　
ΔH=+44.0 kJ/mol，写出该条件下甲醇燃烧生成水蒸气的热化学方程式：
_________________________________________________________。
M
(3)单斜硫和正交硫转化为SO2的能量变化图如图。
32 g单斜硫转化为正交硫的反应热为ΔH=__________kJ/mol，单斜硫比正交硫的稳定性______(填“强”或“弱”)。
-0.33
弱
a、b、c均大于0，则断裂1 mol H—I所需能量为___________kJ/mol。
(4)H2和I2在一定条件下能发生反应：
H2(g)+I2(g)===2HI(g)　ΔH=-a kJ/mol
已知：

类型2　盖斯定律
例2　(1) (2025·广东3月联考)CO2加氢制备CH3OH、CH3CH2OH涉及反应如下：
ⅰ．2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g)ΔH1
ⅱ．CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2=-49.9 kJ/mol
ⅲ．CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH3=+41.6 kJ/mol
工业上，利用CO加氢合成CH3OH(g)的热化学方程式为
_________________________________________________。
(2) (2025·佛山一联)已知：
①HCN(aq) H+(aq)+CN-(aq)　ΔH1=+45.2 kJ/mol
②HCl(aq)+NaOH(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH2=-57.3 kJ/mol
写出NaCN溶液发生水解反应的热化学方程式：
_____________________________________________________________。
2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) ΔH=-91.5 kJ/mol
NaCN(aq)+H2O(l) NaOH(aq)+HCN(aq) ΔH=+12.1 kJ/mol
ΔH1-ΔH2-ΔH3
【解析】(1) 根据盖斯定律，反应ⅱ-反应ⅲ可得：2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)，反应的ΔH=ΔH2-ΔH3=-91.5 kJ/mol。(2) 根据盖斯定律，-反应①-反应②可得：NaCN(aq)+H2O(l) NaOH(aq)+HCN(aq)，反应的ΔH=-ΔH1-ΔH2=+12.1 kJ/mol。
C
类型4　电解池原理
例4　(2025·广州二模)通过控制电位可以实现从地下卤水(主要含有Na+、K+、Cl-、Br-)中提取溴单质，其工作原理如图。电解过程中，
下列说法不正确的是(　　)
A．Pt电极上发生还原反应
B．石墨电极上发生的反应有
2Br--2e-===Br2
C．溶液中的阳离子从阳极室进入阴极室
D．阴极室溶液的pH逐渐降低
【解析】 Pt为阴极，石墨为阳极，阳极反应式有2Br--2e-===Br2，阴极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，A、B正确；溶液中阳离子移向阴极，所以溶液中的阳离子从阳极室进入阴极室，C正确；由阴极反应式可知，阴极室溶液的pH逐渐增大，D错误。
D
D
B
D
类型7　金属的腐蚀与防护
例8　(2025·茂名二模)汽车尾气管的钢材可通过镀铝的方法来延缓腐蚀。下列说法正确的是 (　　)
A．该法中钢铁为负极，被保护
B．该法为牺牲阴极法
C．镀铝时将钢材与电源正极相连
D．电化学腐蚀时铝发生反应：Al-3e-===Al3+
【解析】 在镀铝的情况下，铝比铁活泼，形成原电池时铝为负极，钢铁为正极被保护，该法为牺牲阳极法，A、B错误；镀铝时，钢材应作为阴极与电源负极相连，铝作为阳极与电源正极相连，C错误；由于铝比铁活泼，在电化学腐蚀时，铝作为负极发生氧化反应，电极反应式为Al-3e-===Al3+，D正确。
D
能力评价
1．(2025·广东一模)下列说法正确的是 (　　)
A．光伏发电是将化学能转化为电能
B．钢铁吸氧腐蚀正极的电极反应式是O2+4e-+2H2O===4OH-
C．通过电解NaCl水溶液的方法生产金属钠
D．铅酸蓄电池的负极材料是Pb，正极材料是PbSO4
【解析】 光伏发电是将光能转化为电能，不属于原电池原理，A错误；铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，正极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，B正确；工业上采用电解熔融氯化钠的方法冶炼钠，电解氯化钠溶液时，阴极上氢离子放电生成氢气而得不到Na，C错误；铅酸蓄电池的负极材料是Pb，正极材料是PbO2，D错误。
B
2．(2025·清远二模)一种以“铝 空气”为电源的航标灯，只要将灯放入海水中就会发出耀眼的光。下列说法正确的是 (　　)
A．铝作负极，发生还原反应
B．由于海水和空气足量，该电池几乎可以一直使用
C．电子从空气电极经海水回到铝电极
D．空气电极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-
D
【解析】 铝 空气电池工作时，Al发生失电子的氧化反应生成Al3+，作负极，负极反应式为Al-3e-===Al3+，氧气在空气电极上发生得电子的还原反应生成OH-，作正极，正极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，A错误；海水和空气足量，但铝电极大量消耗，则该电池不能一直使用，需要定期更换负极，B错误；放电时电子由负极经过负载流向正极，电子不能进入海水，C错误；空气电极作正极，正极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，D正确。
3．(2025·深圳一调)我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的Zn NH3电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A．放电时，负极反应为Zn+4OH--2e-===［Zn(OH)4］2-
B．充电时，阴极室电解质溶
液pH增大
C．复合石墨电极表面，放电
时析出H2，充电时析出N2
D．充电时，每生成3 mol Zn，
阳极室溶液质量减少28 g
D
【解析】 放电时，负极反应为Zn+4OH--2e-===［Zn(OH)4］2-，A正确；充电时，阴极反应为［Zn(OH)4］2-+2e-===Zn+4OH-，当转移2 mol电子时，生成4 mol OH-，有2 mol OH-透过阴离子交换膜移向右侧，故阴极室电解质溶液pH增大，B正确；复合石墨电极表面，放电时析出H2，充电时析出N2，C正确；充电时，每生成3 mol Zn，转移6 mol电子，阳极生成1 mol氮气，同时会有6 mol OH-透过阴离子交换膜移向阳极室，故阳极室质量增加6 mol×17 g/mol-28 g=74 g，D错误。
4．(1)(2024·广东模拟)“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视.所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
已知：①CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ΔH1=-41 kJ/mol
②C(s)+2H2(g) CH4(g) ΔH2=-73 kJ/mol
③2CO(g) C(s)+CO2(g) ΔH3=-171 kJ/mol
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式：
________________________________________________________。
CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-162 kJ/mol
化学键 Si—O Si—Cl H—H
键能/(kJ/mol) 460 360 436
化学键 H—Cl Si—Si Si—C
键能/(kJ/mol) 431 176 347
+236 kJ/mol
不能
阴极H+得电子生成H2，溶液中H+浓度降低pH增大，OH-与Fe3+、Cr3+结合生成沉淀，使金属阳离子在阴极区域最终沉淀完全
【解析】(1) 根据盖斯定律，③-①×2+②得：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+ 2H2O(g)　ΔH=-162 kJ/mol。(2) 含1 mol Si的单晶硅中含有2 mol Si—Si，故ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和=［(4×360+2×436)-(2×176+4×431)］ kJ/mol=+236 kJ/mol。

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