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(共22张PPT)
专题1
化学反应与能量变化
第三单元　金属的腐蚀与防护
自主评测
1 [2025连云港赣榆期中]2024年5月8日，我国第三艘航空母舰“福建舰”顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列措施不能起到防锈效果的是 (　　)
A．放置铜块　 B．发蓝处理
C．表面渗镀　 D．喷涂油漆
答案：A
1
解析：为防止金属腐蚀，可将其作原电池的正极(牺牲阳极法)或电解池的阴极(外接电流法)，再或者发蓝处理、表面渗镀、喷涂油漆等。放置铜块，则舰体作原电池的负极，腐蚀会加剧，不能起到防锈效果，A符合题意。
2 [2025常州期中]下列有关说法正确的是 (　　)
A．工业上用石墨电极电解熔融Al2O3冶炼金属铝时，阳极因被O2氧化须定期更换
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．加入CuSO4可使锌与稀硫酸的反应速率加快，说明Cu2+具有催化作用
D．铅蓄电池放电时，负极质量减小
2
答案：A
2
3 [2025苏州昆山期中]将金属Zn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．该装置设计利用了电解池原理
B．铁为原电池的正极
C．Zn极反应式为Zn＋2e－═══Zn2+
D．金属Zn的活动性比Fe的活动性弱
3
解析：该装置利用原电池原理，A错误；锌作负极，铁作正极受到保护，B正确；Zn失电子生成Zn2+，C错误；锌的活动性强于铁，D错误。
答案：B
3
4 下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是 (　　)
A．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
B．在如图所示环境中，铁被腐蚀速率：Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ
4
C．铁制品应保存在温度较高的地方
D．钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe－3e－═══Fe3+
解析：钢管与铜管露天堆放在一起，金属铁和金属铜形成原电池，铁为负极，易被腐蚀，A错误；金属腐蚀速率顺序：电化学腐蚀＞化学腐蚀＞有保护措施的腐蚀，Ⅰ中金属铁作原电池的负极，Ⅱ中金属铁作原电池的正极，所以腐蚀速率Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ，B正确；高温下金属铁和氧气的反应速率会增大，铁制品应该放在低温干燥环境中保存，C错误；在钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe－2e－═══Fe2+，D错误。
答案：B
4
5 [2025淮安期中]化学能与电能的相互转化规律是电化学的核心研究问题，下列说法正确的是 (　　)
A．图a装置是原电池，可以实现化学能转化为电能
B．图b装置电解一段时间后在石墨电极上有紫红色固体析出
C．图c装置利用电解池原理，可防止铁钉生锈
D．图d中轮船铁质外壳上镶嵌锌块可减缓船体的腐蚀速率
5
图a　　　　　　　　图b　　　　　图c　　　　　图d
解析：为使放电效率最大，Cu、Ag电极需要互换位置，A错误；石墨是阳极，阳极上发生失电子的氧化反应，不能析出单质铜，B错误；外加电流法中，铁钉作阳极，会加快其腐蚀速率，C错误。
答案：D
5
6 [2025扬州高邮期中]下列图示装置不能达到设计目的的是 (　　)
A．装置①X选用合适的金属可用于钢管防腐
B．装置②用于深浸在海水中的钢闸门防腐
C．装置③用于模拟铁制品表面镀铜
D．装置④用于模拟粗铜的电解精炼
6
①　　　　　　　　②　　　　　　　　③　　　　　　　④
解析：装置①X选用比铁活泼的金属，铁作正极，受到保护，A正确；装置②中钢闸门作阳极，腐蚀加快，B错误；铁制品表面镀铜，铜作阳极，铁制品作阴极，含铜离子溶液作电解质，C正确；粗铜精炼，粗铜作阳极，纯铜作阴极，D正确。
答案：B
6
7 铜板上的铁铆钉暴露在空气中，表面被潮湿空气或雨水浸润容易生锈，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是 (　　)
A．铜板上的电极反应：O2＋4e－＋2H2O═══4OH－
7
B．腐蚀过程中电子从铁移向铜
C．当有1 mol Fe2+生成时，水膜中释放 22.4 L H2
D．腐蚀过程中化学能全部转化为电能
解析：图示为铁的析氢腐蚀，铜板上(正极)的电极反应：2H＋＋2e－═══H2↑，A错误；原电池中，电子从负极流向正极，即从铁移向铜，B正确；未说明气体所在状态，无法计算H2体积，C错误；铁铆钉腐蚀过程中化学能一部分转化为电能，一部分转化为热能等，D错误。
答案：B
7
8
解析：由H2O→H2知，H元素的化合价降低，为得电子的还原反应，故正极反应式为2H2O＋2e－═══H2↑＋2OH－，A错误；钢管腐蚀的产物中不止含有FeS，OH－也能与Fe2+反应，B错误；铁比铜活泼，铁作负极，向钢中加入Cu制成合金可加快钢管的腐蚀，C错误。
答案：D
8
9 对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法：
9
以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为______________________________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______________________________。
(3)利用下图装置可以模拟铁的两种电化学防护的方法：若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________(填“M”或“N”)处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学保护法称为___________________。
答案：(1)2Al＋3H2O－6e－═══Al2O3＋6H＋
(2)用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2+，保持溶液中Cu2+浓度恒定
(3)N　牺牲阳极法
9
解析：(1)活泼金属铝作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧化产物为Al2O3，由此可得阳极的电极反应式为2Al＋3H2O－6e－═══ Al2O3＋6H＋。(2)镀铜时阴极上Cu2+放电，因此用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2+，保持溶液中Cu2+浓度恒定。(3)若X为碳棒，则只能用外加电流的阴极保护法减缓铁的腐蚀，此时开关K应置于N处，铁与电源的负极相连作阴极被保护。若X为Zn，K置于M处，构成原电池，锌是负极，铁是正极，铁被保护，其保护原理为牺牲阳极法。
9
10 金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在，依据下列两种腐蚀现象回答问题。
10
(1)图1被腐蚀的金属为________，其腐蚀类型属于________(填字母，下同)。图2金属腐蚀类型属于________。
A．化学腐蚀　 B．电化学腐蚀
C．析氢腐蚀　 D．吸氧腐蚀
图1
图2
(2)图1中Cu的作用是________________，结合电极反应、电子移动、离子移动等，分析金属被腐蚀的原理：____________________。
(3)图2中铁的生锈过程：Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O，将Fe转变为 Fe(OH)2的反应补充完整：正极反应为_________________ _____________________，负极反应为________________________，总反应为____________________________________。
10
答案：(1)铁或Fe　BC　BD
(2)作正极，导电　铜为正极，H＋在内电路移向正极，得到电子，生成氢气；铁为负极，在外电路失去电子，电子从负极移向正极，金属铁被腐蚀成Fe2+
(3)O2＋4e－＋2H2O═══4OH－　Fe－2e－═══Fe2+　
2Fe＋O2＋2H2O═══2Fe(OH)2
11(共29张PPT)
专题1
化学反应与能量变化
第二单元　化学能与电能的转化
自主评测
课时1　原电池的工作原理
1 [2025徐州铜山期中]“嫦娥六号”实现世界首次月球背面采样返回，下列探月过程中涉及化学能转化为电能的是 (　　)
A．燃烧推进剂液氢和液氧，使火箭升空
B．展开太阳能电池翼持续供电
C．启动锂离子蓄电池组供电
D．电解水装置实现航天器中氧气再生
解析：启动锂离子蓄电池组供电，可将化学能转化为电能，C正确。
答案：C
1
2 如图所示是Zn和Cu组成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上描述合理的是 (　　)
①Cu为负极，Zn为正极
②Cu极上有气泡产生，发生还原反应
④若有0.5 mol电子流经导线，则理论上可产生0.25 mol气体
⑤正极反应式：Cu＋2e－═══Cu2+，发生氧化反应
⑥电子的流向：Cu→Zn
A．①②③　 B．②④⑥
C．③④⑤　 D．②④
2
答案：D
2
3 如图所示的原电池装置，X、Y为两个电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，下列关于此装置的叙述正确的是 (　　)
答案：C
3
A．外电路中的电流方向为X→外电路→Y
B．若两个电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为Zn
C．若两个电极都是金属，则它们的活动性顺序为X＞Y
D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
4 [2025南京五校联盟期末]由A、B、C、D四种金属按如图装置进行实验。根据实验现象判断下列说法错误的是(　　)
A．装置甲中正极反应式：2H＋＋2e－═══H2↑
4
A上有气
体产生
B的质
量增加
二价金属A
不断溶解
甲
乙
丙
B．四种金属的活泼性：C＞B＞A＞D
C．装置乙中B为负极
D．装置丙中负极反应式为A－2e－═══A2+
解析：A上有气体(H2)产生，则A为正极，发生得电子的还原反应：2H＋＋2e－═══H2↑，A正确；装置甲中A为正极，则活泼性B＞A，装置乙中，B的质量增加，B为正极，则活泼性C＞B，装置丙中，A不断溶解，A为负极，则活泼性A＞D，故四种金属的活泼性C＞B＞A＞D，B正确，C错误；装置丙中，二价金属A不断溶解，则负极反应式为A－2e－═══A2+，D正确。
答案：C
4
5 某同学设计的水果电池如图所示，下列有关说法错误的是 (　　)
A．若金属片A是正极，则该金属片上会产生H2
B．水果电池的化学能转化为电能
答案：C
5
C．此水果发电的原理是电磁感应
D．金属片A、B可以一个是铜片，另一个是铁片
6 Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 (　　)
A．负极反应式为Mg－2e－═══Mg2+
B．正极反应式为Ag＋＋e－═══Ag
C．电池放电时，Cl－由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应：Mg＋2H2O═══Mg(OH)2＋H2↑
解析：正极反应式为2AgCl＋2e－═══2Ag＋2Cl－，B错误。
答案：B
6
7 某课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A．电子的流动方向：锌片→LED灯→铜片
7
B．锌片上发生的电极反应式为Zn－2e－═══Zn2+
C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，则LED灯不发光
D．溶液中H＋移向铜片
解析：原电池中电子由负极锌电极流出，经LED灯再流向正极铜电极，A正确； 该原电池中，锌片作负极，电极反应式为Zn－2e－═══ Zn2+，B正确；柠檬汁可以导电，能作电解质溶液，将稀硫酸换成柠檬汁仍然能构成原电池，所以LED灯能发光，C错误；原电池中阳离子H＋移向正极铜片，D正确。
答案：C
7
8 某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3═══ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是 (　　)
A．a为负极，发生还原反应
8
B．b电极反应式为Fe3+＋e－═══Fe2+
C．电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极
D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜电极
解析：根据Cl－的移动方向可知，b电极为负极，a电极为正极，根据电池反应式可知，Zn发生失电子的氧化反应，即b电极反应式为Zn－2e－═══Zn2+，A、B错误；电子流动方向是b电极→导线→a电极，C错误；正极材料的活泼性应比负极材料弱，D正确。
答案：D
8
9 锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而被重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2 ═══LiMnO2，下列说法正确的是 (　　)
A．Li是正极，电极反应式为Li－e－═══Li＋
B．Li是负极，电极反应式为Li－e－═══Li＋
D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－═══Li2+
9
答案：B
9
10 热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca═══ CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法不正确的是 (　　)
A．正极反应式为PbSO4＋2e－＋2Li＋═══Li2SO4＋Pb
B．放电过程中，Li＋向PbSO4电极移动
C．每转移0.2 mol电子，理论上生成20.7 g Pb
D．放电时，电子由Ca电极流出经LiCl－KCl
混合物到达硫酸铅电极
10
解析：正极发生还原反应：PbSO4＋2e－＋2Li＋═══Li2SO4＋Pb，A正确；放电过程中，Li＋向正极移动，B正确；每转移0.2 mol电子，理论上生成 0.1 mol Pb，质量为0.1 mol×207 g/mol＝20.7 g，C正确；放电时，电子由Ca电极流出经外电路到达硫酸铅电极，D错误。
答案：D
10
11 结合下图判断，下列叙述不正确的是 (　　)
A．Ⅰ、Ⅱ的反应原理均是Zn＋Cu2+═══Zn2+＋Cu
B．Ⅰ、Ⅱ中均有电子转移，均是把化学能转化为电能
11
Ⅰ
Ⅱ
C．随着反应的进行，Ⅰ、Ⅱ中CuSO4溶液颜色均渐渐变浅
D．取a中溶液，加足量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，有白色沉淀产生
解析：Ⅰ中发生的是化学反应，没有电能产生，Ⅱ中发生的是电化学反应，化学能转化为电能，但二者的反应原理都是Zn＋Cu2+═══Zn2+＋Cu，A正确，B错误；随着反应的进行，Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)逐渐减小，溶液颜色均渐渐变浅，C正确；在原电池工作过程中，盐桥中的Cl－移向负极，即a中溶液含有Cl－，故取a中溶液，加足量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，有AgCl沉淀产生，D正确。
答案：B
11
12 现有A、B、C、D和Cu五种金属片，将其分别用导线连接后浸入稀硫酸中(如图所示)，每次实验时，通过灵敏电流计测出电子流动方向如下表所示。
12
实验分组 所用金属 电子流向
① A、Cu A→Cu
② C、D D→C
③ A、C C→A
④ B、Cu Cu→B
⑤ … …
根据上述情况，回答下列问题。
(1) 上述五种金属的活动性顺序：______________________。
(2) 在①中，Cu片上观察到的现象是________________。
(3) 在②中，溶液中H＋向金属片________移动。
(4) 如果实验⑤用B、D，则导线中电流方向为________(填“B→D”或“D→B”)。
12
(5) 已知反应：Cu＋2Fe3+═══Cu2+＋2Fe2+。请用下列试剂和材料，用题图所示装置，将此反应设计成原电池。
试剂：CuCl2溶液、FeCl3溶液、FeCl2溶液、KSCN溶液、双氧水、NaOH溶液。材料：Cu片、Fe片、石墨棒。
设计电池应选用的试剂和材料是__________________________。
12
答案：(1)D＞C＞A＞Cu＞B　 (2)有无色气泡生成
(3)C　 (4)B→D　 (5)FeCl3溶液、Cu片、石墨棒
13 [2025南通如东期中]原电池的组装与测试在科学研究、生产实践等多领域发挥重要作用。
(1) 搭建如图1装置，闭合K一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出。
②电池总反应为__________________________________________。
③若直接混合AgNO3溶液和KI溶液，立即产生黄色沉淀，加入淀粉溶液，溶液不显蓝色。可能原因是______________________________。
13
图1
(2) 非氧化还原反应(如中和反应、沉淀反应等)亦可组装原电池。如对于反应：H＋(aq)＋OH－(aq)═══H2O(l)，可选择H2作为中间产物(如图2所示)组装原电池，相应的电极反应式可表示如下：
(＋) 2H＋(aq)＋2e－═══H2(g)、
(－) H2(g)＋2OH－(aq)－2e－═══2H2O(l)。
沉淀反应：Cu2+(aq)＋2OH－(aq)═══Cu(OH)2
(s)同样可组装为原电池。则相应的电极反应式可表示如下：
(－) ________________、
(＋) ________________。
13
图2
(3) 如图3所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室通入适量NH3后电池开始工作从而实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。
①乙室Cu电极为________(填“正”或“负”)极。
13
图3
②电池总反应为________________。
③隔膜的作用：________________。
13
(3)①低温分解生成CuSO4和NH3的物质是[Cu(NH3)4]SO4，NH3与甲室中的溶液反应生成[Cu(NH3)4]SO4，甲室Cu电极为负极，失去电子转化为与NH3结合所需的Cu2+，故乙室Cu电极正极。
13
14 [2025常州期中]通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应：H2S＋H2SO4═══SO2＋S↓＋2H2O、S＋O2═══SO2。
(1) 写出a极反应式：________________。
(2) 理论上，1 mol H2S完全反应需通入_______mol O2，b极上产生______mol H2。
14
14(共27张PPT)
专题1
化学反应与能量变化
第一单元　化学反应的热效应
自主评测
课时1　化学反应的焓变
1 下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是 (　　)
A．化学反应必然伴随能量变化
B．Na与H2O的反应属于放热反应
C．断裂化学键放出热量
D．化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
1
解析：由于断键吸热，成键放热，因此化学反应必然伴随能量变化，A正确；Na与H2O生成氢氧化钠和氢气，属于放热反应，B正确；断裂化学键需要吸收能量，C错误；由于断键吸热，成键放热，因此化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的，D正确。
答案：C
1
2 [2025扬师附中月考]下列反应过程中的能量变化情况符合下图的是 (　　)
A．NaOH与H2SO4发生中和反应
B．氧化钙和水反应
C．红热的炭和水蒸气反应
D．CO气体的燃烧
解析：图中，反应物的总能量低于生成物的总能量，属于吸热反应。红热的炭与水蒸气的反应为吸热反应，C符合题意。
答案：C
2
3 [2025苏州期中]关于甲烷合成反应：CO2＋4H2═══CH4＋2H2O(反应放热)，下列说法正确的是 (　　)
A．形成C—H需要吸收能量
B．反应过程的能量变化可用右图表示
C．该反应ΔH＝E(C══O)＋E(H—H)－
E(C—H)－E(H—O)(用E表示某种化学键的键能)
D．该反应过程中各元素化合价均未发生变化
3
解析：形成化学键放出能量，A错误；该反应是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，B正确；ΔH＝2E(C══O)＋4E(H—H)－4E(C—H)－4E(H—O)，C错误；该反应中C、H元素化合价发生变化，D错误。
答案：B
3
4 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是 (　　)
4
A. 温度计的水银柱不断上升
B. 反应物总能量高于生成物总能量
C. 反应开始后，甲处液面低于乙处液面
D. 反应开始后，针筒活塞向右移动
解析：锌粒与稀硫酸开始反应后，有H2生成，锥形瓶内气体压强增大，导致针筒活塞向右移动，不能说明该反应为放热反应，D符合题意。
答案：D
4
5 分析下图：
5
下列有关说法不正确的是 (　　)
A．HCl分解为H2与Cl2时吸收热量
B．断开1 mol HCl中化学键时吸收热量 431 kJ
C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲＞乙＞丙
D．相同条件下，1 mol H2和1 mol Cl2的总能量大于2 mol HCl的能量
答案
5
6 已知化学反应A2(g)＋B2(g)═══2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述正确的是 (　　)
A．该反应有可能是放热反应
B．1 mol A2(g)和 1 mol B2(g)反应生成 2 mol AB(g)吸收的热量为(a－b) kJ
6
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B，放出 a kJ 能量
解析：由图可知，生成物的总能量大于反应物的总能量，该反应为吸热反应，A、C错误；该反应为吸热反应，1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反应生成 2 mol AB(g)吸收的热量为(a－b) kJ，B正确；断裂化学键吸收能量，根据图示可知断裂1 mol A—A和1 mol B—B，吸收a kJ能量，D错误。
答案：B
6
7 一定条件下，气态HCN(a)与HNC(b)的互变反应过程能量变化如下图。下列说法正确的是 (　　)
A．HNC比HCN更稳定
7
C．HCN一定需要加热才能转化为HNC
D．1 mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收186.5 kJ的热量
答案：B
8
A．①→④所有过程都是放热过程
B．②→③过程，是吸热过程且只有H—H键的断裂
C．③→④过程，N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3
D．合成氨反应中，反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量
8
解析：②→③过程，N≡N断裂为两个N原子，H—H断裂为两个H原子，为吸热过程， A错误；由A分析可知，②→③过程还有N≡N断裂为两个N原子，B错误；③→④过程，N原子和H原子形成了N—H，N—H为极性键，C错误；合成氨的焓变小于零，为放热反应，则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，D正确。
答案：D
8
9 已知：一定条件下，断裂或形成某些化学键的能量关系如表。对于反应H2(g)＋Cl2(g)═══2HCl(g)，下列说法正确的是 (　　)
9
断裂或形成的化学键 能量数据
断裂1 mol H2分子中的化学键 吸收能量436 kJ
断裂1 mol Cl2分子中的化学键 吸收能量243 kJ
形成1 mol HCl分子中的化学键 释放能量431 kJ
A．该反应的ΔH＞0
B．生成1 mol HCl时反应放热431 kJ
C．H2分子中的化学键比Cl2分子中的化学键更牢固
D．相同条件下，H2分子具有的能量比Cl2分子高
解析：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝436 kJ/mol＋243 kJ/mol－431 kJ/mol×2＝－183 kJ/mol＜0，A错误；生成1 mol HCl时反应放热91.5 kJ，B错误；断裂化学键吸收的能量越多，说明化学键越牢固，由表中信息知，H2分子中的化学键比Cl2分子中的化学键更牢固，C正确；相同条件下，H2更稳定，由能量越低越稳定知，H2分子具有的能量比Cl2分子低，D错误。
答案：C
9
10
化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题。
A
B
(1) (a)是________(填“吸热”或“放热”，下同)反应，(b)是________反应，(c)是________反应。
(2) 反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
10
Ⅱ．CO2和CH4催化重整可制备合成气，对减缓燃料危机具有重要的意义，其反应过程示意图如图所示。
10
(3) 该过程用化学方程式表示为_______________________________ ______，反应的ΔH________(填“＜”“＞”或“＝”)0。
(4) 从起始到过渡态断裂的化学键有________，该过程________(填“放出”或“吸收”)能量。
10
11 请分析下列有关NO、NO2的内容并填空。
(1) 下图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化。
11
由上图写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式：__________ ____________________。
(2) 下图是1 mol NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化示意图，请写出该反应的热化学方程式：_____________________ _________。
11
答案：(1) N2(g)＋O2(g)═══2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ/mol
(2) NO2(g)＋CO(g)═══CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ/mol
12 CO2是一种常见的气体，它不仅是绿色植物光合作用不可缺少的原料，而且在生产、生活中都有重要的用途。近年来，由于人类活动(如化石燃料燃烧)影响，CO2含量逐渐增长，出现温室效应、全球气候变暖、冰川融化等恶劣现象，对CO2的回收利用显得尤为重要。
Ⅰ．(1) 已知工业上采用高温煅烧石灰石的方法来制备CO2，其反应的化学方程式为____________________________________；该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
12
Ⅱ．已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：
2CO2(g)＋6H2(g)══CH2══CH2(g)＋4H2O(g)。
(2) 几种物质的能量如表所示(在25 ℃、101 kPa 条件下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量)。则该反应的ΔH＝________kJ/mol。
12
物质 CO2(g) H2(g) CH2══CH2(g) H2O(g)
能量/(kJ/mol) －394 0 52 －242
(3) 几种化学键的键能如表所示，则a＝________。
化学键 C══O H—H C══C C—H H—O
能量/(kJ/mol) 803 436 615 a 463
12(共38张PPT)
专题1
化学反应与能量变化
第一单元　化学反应的热效应
自主评测
课时2　反应热的测量与计算　能源的充分利用
1 已知：
①2CO(g)＋O2(g)═══2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ/mol
②N2(g)＋O2(g)═══2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ/mol
则2CO(g)＋2NO(g)═══N2(g)＋2CO2(g)的ΔH是 (　　)
A．－386 kJ/mol　 B．＋386 kJ/mol
C．－746 kJ/mol　 D．＋746 kJ/mol
解析：利用盖斯定律可知①－②即可得：2CO(g)＋2NO(g)═══ N2(g)＋2CO2(g)，故该反应的ΔH＝－566 kJ/mol－(＋180 kJ/mol)＝－746 kJ/mol。故选C。
答案：C
1
2 [2025苏州四校联考]已知：充分燃烧a g C2H6(g)时生成1 mol CO2(g)和液态水，并放出热量b kJ，则表示乙烷标准燃烧热的热化学方程式正确的是 (　　)
2
解析：燃烧放热，ΔH＜0，A错误；燃烧热的热化学方程式中，可燃物的系数应为1，C错误；燃烧热的热化学方程式中，水为液态，D错误。
答案：B
2
3 [2025苏州一中月考]有关中和热的测定实验中，下列说法正确的是 (　　)
A．中和热的测定实验中需要用到的主要玻璃仪器有两只大小相同的烧杯、两只大小相同的量筒、温度计、环形玻璃搅拌器
B．可以用保温杯来代替烧杯做有关测定中和热的实验
C．在测定中和热的实验中，至少需要测定并记录的温度是2次
D．测定中和热实验中，若使用NaOH固体和稀盐酸，则会导致所测得的中和热ΔH偏大
3
解析：应该选择两只大小不同的烧杯，A错误；在测定中和热的实验中，每一组要记录至少3次温度，即反应前酸的温度、碱的温度以及混合后反应的最高温度，C错误；中和热ΔH为负值，放出的热越多，ΔH越小，NaOH固体溶于水会放热，会导致所测得的中和热ΔH偏小，D错误。
答案：B
3
A．CO的标准燃烧热为－566 kJ
B．如图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)═══2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＞－452 kJ/mol
4
D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023
4
答案：C
4
5 [2025南通海门中学期中]下列说法或表示方法正确的是 (　　)
A．N2H4的燃烧热是624.0 kJ/mol，则N2H4(l)＋3O2(g)═══2NO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－624.0 kJ/mol
B．N2(g)＋3H2(g)═══2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol，某容器中起始充入1 mol N2(g)和3 mol H2(g)达到平衡时放出92.4 kJ热量
C．等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧，前者放出的热量多
D．在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)═══H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol，若将含0.5 mol的稀硫酸与含0.5 mol Ba(OH)2的溶液混合，则放出的热量为57.3 kJ
5
答案：C
5
6 [2025无锡锡东高中月考]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。下列能量转化关系的判断不正确的是 (　　)



A．ΔH1＞0 B．ΔH2＜ΔH3
C．ΔH3＜ΔH1 D．ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
6
解析：室温下，CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，则ΔH3＜0，CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，则ΔH2＞0，由盖斯定律知，ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，则ΔH1＞0，A、D正确；ΔH2＞0，ΔH3＜0，则ΔH2＞ΔH3，B错误；ΔH1＞0、ΔH3＜0，则ΔH1＞ΔH3，C正确。
答案：B
6
7 肼(N2H4)是火箭发动机的一种燃料，反应时N2O4为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。已知：
①N2(g)＋2O2(g)═══N2O4(g)　ΔH＝＋8.7 kJ/mol
②N2H4(g)＋O2(g)═══N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ/mol
下列表示N2H4和N2O4反应的热化学方程式正确的是 (　　)
A．2N2H4(g)＋N2O4(g)═══3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 076.7 kJ/mol
C．2N2H4(g)＋N2O4(g)═══3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－542.7 kJ/mol
D．2N2H4(g)＋N2O4(g)═══3N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 076.7 kJ/mol
7
解析：根据盖斯定律，将②×2－①得2N2H4(g)＋N2O4(g)═══ 3N2(g)＋4H2O(g) 　ΔH＝－1 076.7 kJ/mol，A正确。
答案：A
7
8 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 (　　)
8
选项 热化学方程式 结论
A 2H2(g)＋O2(g)═══2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ/mol 反应物的总能量比生成物的低
B OH－(aq)＋H＋(aq)═══H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ/mol 含1 mol NaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和，放出的热量小于57.3 kJ
C 2C(s)＋2O2(g)═══2CO2(g)　ΔH＝－a kJ/mol
2C(s)＋O2(g)═══2CO(g)　ΔH＝－b kJ/mol a＞b
D C(s，石墨)═══C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.5 kJ/mol 金刚石比石墨稳定
解析：由热化学方程式可知该反应为放热反应，故反应物的总能量比生成物的高，A错误；浓硫酸溶于水放热，则用浓硫酸与NaOH溶液反应生成 1 mol 水，放出的热量大于57.3 kJ，B错误；2 mol碳单质完全燃烧时放出的热量更多，故有a＞b，C正确；石墨转化为金刚石吸热，说明石墨的能量低于金刚石的，而物质能量越低越稳定，故石墨比金刚石更稳定，D错误。
答案：C
8
9 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，下列说法错误的是 (　　)
9
A．由图甲知，石墨转变为金刚石是吸热反应
B．由图乙知，S(g)＋O2(g)═══SO2(g)　ΔH1，S(s)＋O2(g)═══ SO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
C．由图丙知，红磷比白磷稳定
D．由图丁知，CO(g)＋H2O(g)═══CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0
9
解析：由图甲知，相同质量的石墨具有的总能量低于金刚石的，则石墨转变为金刚石是吸热反应，A正确；由图乙知，等质量的气态S的总能量高于固态S的，则固态S燃烧时放出的热量小于气态S的，则S(g)＋O2(g)═══SO2(g)ΔH1，S(s)＋O2(g)═══SO2(g)ΔH2，则ΔH1＜ΔH2，B错误；由图丙知，等质量的红磷具有的总能量低于白磷的，能量越高越不稳定，则红磷比白磷稳定，C正确；由图丁知，1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)的总能量高于1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)具有的总能量，则CO(g)＋H2O(g)═══CO2(g)＋H2(g)ΔH＜0，D正确。
答案：B
9
10 [2025南京一中月考]为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现，示意图如下。下列说法不正确的是(　　)
10
A．NaCl固体溶解是吸热过程
B．根据盖斯定律可知：a＋b＝4
C．根据各微粒的状态，可判断a＞0、b＞0
D．溶解过程的能量变化，与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关
解析：由图中ΔH3＝＋4 kJ/mol＞0知，NaCl固体溶解是吸热过程，A正确；根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝a kJ/mol＋b kJ/mol＝4 kJ/mol，即 a＋b＝4，B正确；断裂离子键吸收的能量较多，即ΔH1远大于4 kJ/mol，由ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝4 kJ/mol 知，ΔH2＜0，Na＋和Cl－与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程放出热量，即b＜0，C错误；溶解过程的能量变化取决于NaCl固体断键吸收的热量及Na＋和Cl－水合过程放出的热量，即与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关，D正确。
答案：C
10
11 [2025南通海安中学月考](1) 运动会中的火炬一般采用丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题。
11
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和 1 mol H2O(l)过程中的能量变化图。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：_____________ _________________。
②二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。
(2) 试运用盖斯定律回答下列问题。
已知：H2O(g)═══H2O(l)　ΔH1＝－Q1 kJ/mol
C2H5OH(g)═══C2H5OH(l)　ΔH2＝－Q2 kJ/mol
C2H5OH(g)＋3O2(g)═══2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝－Q3 kJ/mol
若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中的反应热为________________。
11
(3) 已知：
CH3CH2OH(l)＋3O2(g)═══2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH1＝－1 366.8 kJ/mol
CH3COOH(l)＋2O2(g)═══2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2＝－870.3 kJ/mol
则CH3CH2OH(l)＋O2(g)═══CH3COOH(l)＋H2O(l)的ΔH＝_____________。
11
(4) 用如图所示的装置测定中和热。
实验药品：100 mL 0.50 mol/L盐酸、50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液、50 mL 0.55 mol/L氨水。
实验步骤：略
①从实验装置上看，还缺少________________。
11
②将浓度为0.50 mol/L的酸溶液和 0.55 mol/L 的碱溶液各50 mL混合(溶液密度均为1 g/mL)，生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)，搅动后，测得酸碱混合液的温度变化数据如下：
11
反应物 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 中和热
甲组 HCl＋NaOH 15.0 18.3 ΔH1
乙组 HCl＋NH3·H2O 15.0 18.1 ΔH2
某同学利用上述装置做甲组实验，根据所给数据计算ΔH1＝____ ____，测得中和热的数值偏低可能的原因为________(填字母)。
A．测量完盐酸的温度再次测量NaOH溶液温度时，温度计上残留的酸液未用水冲洗干净
B．做本实验的当天室温较高
C．在量取盐酸体积时俯视读数
D．NaOH溶液一次性迅速倒入
E．实验装置保温隔热效果差
两组实验结果差异的原因是______________________________。
11
答案：(1)①C3H8(g)＋5O2(g)═══3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 215.0 kJ/mol　②1∶3
(2)－(3Q1－Q2＋Q3)kJ/mol
(3)－496.5 kJ/mol
(4)①环形玻璃搅拌器　②－55.18 kJ/mol　ACE　NH3·H2O电离要吸热，导致放热减少
11
12 甲醇作为燃料，在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。
(1) 汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知：25 ℃、101 kPa时，0.2 mol辛烷完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出1 103.6 kJ 热量。该反应的热化学方程式为____________________________。
12
12
13 [2025南通如皋中学月考]研究反应中的能量变化有利于更好地认识和利用反应。
(1) CH3CH2CH3与卤素X2(Cl2或Br2)发生取代反应时，会经历如下过程：
Ⅰ．X2═══2X·
Ⅱ．CH3CH2CH3＋X·—→HX＋CH3CH2CH2·[或·CH(CH3)2]
Ⅲ．CH3CH2CH2·[或·CH(CH3)2]＋X·—→CH3CH2CH2X[或XCH(CH3)2]
13
CH3CH2CH3与卤素X2反应过程中物质的能量变化及产物的选择性如图所示。
13
①稳定性：CH3CH2CH2·_____(填“＞”或“＜”)·CH(CH3)2。
②已知：卤代烃水解产生相应的醇，CH3CH2CH2X＋H2O—→ CH3CH2CH2OH＋HX。以丙烷为原料合成丙醇时，为提高2 丙醇的产率，应________(填字母)。
A．先氯代再水解
B．先溴代再水解
③写出包含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4在内的一个等式：____________ ______。
13
(2) 肼(N2H4)是一种常见的还原剂和良好的火箭推进剂。已知N2H4在O2中燃烧的热化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)═══N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－544 kJ/mol，部分化学键键能数据如表：
13
化学键 N—N N—H O══O O—H
键能/(kJ/mol) a b c d
①N≡N的键能为______________(用含a、b、c、d的式子表示)。
②若H2O(l)═══H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ/mol，则N2H4(g)的燃烧热为____________。
③已知：
ⅰ．O2(g)＋N2(g)═══2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ/mol
ⅱ．2NO(g)＋O2(g)═══2NO2(g)　ΔH＝－112 kJ/mol
则2N2H4(g)＋2NO2(g)═══3N2(g)＋4H2O(g)的ΔH＝________。
13
解析：(1)①由能量越低越稳定知，·CH(CH3)2能量低，更稳定。②欲制备2 丙醇，则需要提高·CH(CH3)2的产率，由图可知，溴代得到的·CH(CH3)2较多，故以丙烷为原料合成2 丙醇时，应该先溴代再水解。③·CH(CH3)2―→CH3CH2CH2·的ΔH为定值，氯代时ΔH＝ΔH1－ΔH2，溴代时ΔH＝ΔH3－ΔH4，故ΔH1－ΔH2＝ΔH3－ΔH4。
(2)ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，则ΔH＝a kJ/mol＋4b kJ/mol＋c kJ/mol－E(N≡N)－4d kJ/mol＝－544 kJ/mol，即E(N≡N)＝(a＋4b＋c－4d＋544)kJ/mol。②燃烧热的热化学方程式中水呈液态，N2H4(g)燃烧热的热化学方程式N2H4(g)＋O2(g)═══N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝(－544－2×44)kJ/mol＝－632 kJ/mol，则 N2H4(g)的燃烧热为632 kJ/mol。③反应ⅰ＋ⅱ可得 2O2(g)＋N2(g)═══2NO2(g)　ΔH＝＋68 kJ/mol，用“N2H4(g)＋O2(g)═══N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－544 kJ/mol”×2再减去上式，可得2N2H4(g)＋2NO2(g)═══3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 156 kJ/mol。
13
答案：(1)①＜　②B　③ΔH1－ΔH2＝ΔH3－ΔH4
(2)①(a＋4b＋c－4d＋544)kJ/mol　
②632 kJ/mol　③－1 156 kJ/mol
13(共36张PPT)
专题1
化学反应与能量变化
第二单元　化学能与电能的转化
自主评测
课时3　电解池的工作原理及应用
1 下列化工生产原理错误的是 (　　)
①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠　②将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁　③用电解法冶炼铝时，原料可选用氯化铝　④湿法炼铜是用锌和硫酸铜溶液反应置换出铜
A．②③　 B．①③
C．①②③　 D．②③④
1
解析：钠是活泼金属，可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠，①正确；将钠加入氯化镁溶液中，钠先和水反应生成NaOH，氯化镁会和NaOH发生复分解反应，所以得不到镁单质，应采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，②错误；氯化铝熔融状态下不导电，故不能用电解熔融氯化铝的方法得到铝，③错误；湿法炼铜是用铁和硫酸铜溶液反应置换出铜，④错误。故选D。
答案：D
1
2 在日常生活中，很多物品都离不开电镀，现将一块铜牌镀上一层银，装置如图所示，下列说法正确的是 (　　)
A．银片与电源的正极相连
B．电镀一段时间后，AgNO3溶液的浓度会变小
C．阴极的电极反应式为Cu－2e－═══Cu2+
D．反应一段时间后，将电源反接，铜牌可以恢复到原来的状态
2
解析：银片与电源的正极相连，A正确；电镀过程中AgNO3溶液的浓度不变，B错误；铜作阴极，阴极的电极反应式为Ag＋＋e－═══Ag，C错误；Cu的活泼性比Ag强，将电源反接，铜牌作阳极，发生的电极反应为Cu－2e－═══Cu2+，故铜牌不能恢复到原来的状态，D错误。
答案：A
2
3 右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法正确的是 (　　)
A．从E口逸出的气体是Cl2
B．每生成22.4 L Cl2，同时产生2 mol NaOH
3
C．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
解析：右边是阴极区，电极反应式为2H2O＋2e－═══H2↑＋2OH－，所以从E口逸出的气体是H2，A错误；没有指明温度和压强，无法计算生成22.4 L Cl2的物质的量，B错误；为增强导电性，可从B口加入NaOH(增强导电性)的水溶液，C正确；粗盐提纯所加试剂的顺序中Na2CO3必须在BaCl2的后面，D错误。
答案：C
3
4 电解原理具有广泛的应用。下列装置不正确的是 (　　)
A．用装置甲制取Cl2和NaOH溶液
B．用装置乙在金属制品表面镀银
C．用装置丙电解精炼粗铜
D．用装置丁制取Na
4
甲　　　　　　　　乙　　　　　　丙　　　　　　丁
解析：电解饱和NaCl溶液，饱和NaCl溶液应从阳极进入，Cl2在阳极产生，且应选用阳离子交换膜，A错误；在金属制品表面镀银，Ag作阳极，与电源正极相连，金属制品作阴极，与电源负极相连，B正确；粗铜精炼时，粗铜作阳极，与电源正极相连，精铜作阴极，与电源负极相连，C正确；制取金属Na，用惰性电极电解熔融的NaCl，D正确。
答案：A
4
5 电解法制备H2O2的装置如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A．该装置工作时将化学能转化为电能
B．电极b与电源负极相连接
C．电解时a极电极反应式：O2＋2e－＋2H＋═══H2O2
5
D．电解生成2 mol H2O2时，理论上有4 mol H＋从a极室通过质子交换膜进入b极室
解析：该装置为电解池，工作时将电能转化为化学能，A错误；电极b上水转化为O2，发生氧化反应，作阳极，与电源正极相连，B错误；电解生成 2 mol H2O2时，理论上有4 mol H＋从b极室通过质子交换膜进入a极室，D错误。
答案：C
5
6 我国科研工作者提出“铁－铜(Fe－Cu)双原子催化硝酸盐法”制氨，装置如题图所示。下列叙述正确的是 (　　)
A．直流电源的b极为负极
6
答案：B
6
7 用纳米Fe2O3作催化剂，常压下电化学合成氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是
(　　)
A．镍合金连接外接电源的负极
B．K＋从镍合金向Pt片运动
C．镍合金上电极反应式为N2－6e－＋6H2O═══2NH3＋6OH－
D．反应中，每生成9.6 g O2同时得到8.96 L NH3
7
解析：由图可知，Pt电极上OH－失去电子发生氧化反应生成O2：4OH－－4e－═══O2↑＋2H2O，Pt为阳极，镍合金为阴极，阴极上N2得到电子发生还原反应生成NH3：N2＋6e－＋6H2O═══2NH3＋6OH－，A正确，C错误；阳离子向阴极移动，B错误；没有指明是在标准状况下，不确定生成的NH3的体积，D错误。
答案：A
7
8 病毒对消毒剂敏感，75%酒精、双氧水等均可灭活病毒。现有一种直接通过电化学合成H2O2的方法，装置如图。下列叙述错误的是(　　)
A．该装置的工作原理是将化学能转化成电能
解析：该装置是电解池，将电能转化为化学能，A错误。
8
D．电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)
答案：A
A．b为电源的正极
B．钛基电极上的反应为H2O＋e－═══H＋＋·OH
C．碳钢电极底部有Mg(OH)2、CaCO3生成
D．每生成标准状况下2.24 L CO2，需要消耗0.5 mol ·OH
9
答案：C
9
10 [2025南通期中]一种采用电解和催化相结合的循环方式实现高效制H2和O2的装置如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A．加入Y的目的是补充H2O
B．电极a连接电源正极
10
D．催化阶段Z与Br－的物质的量之比为 2∶3
答案：A
10
11 利用电解技术回收利用废气中的CO2和SO2，原理示意图如图所示，下列说法正确的是(　　)
11
B．装置b中左侧为电解池的阴极区
C．装置b中右侧每消耗2.24 L CO2，电子转移的数目是0.2×6.02× 1023
A．装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
答案：D
11
12 降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。
玉　
12
甲　　　　　　　　　乙
(1)我国利用氯碱厂生产的H2作为电池燃料，再将电池应用于氯碱工业，原理如图，a、b、c、d均为石墨电极。
①a极为________(填“正”或“负”)极，c 极为________(填“阴”或“阳”)极。
②乙装置中电解饱和NaCl溶液的化学方程式为________________；
反应一段时间后，d极产生1 mol气体时，乙装置中转移电子________mol。
③下列说法正确的是________(填字母)。
A．甲装置可实现化学能向电能的转化
B．甲装置中Na＋透过阳离子交换膜向a极移动
C．乙装置中c极一侧流出的是浓盐水
12
④结合电极反应式解释d极区产生NaOH的原因：_____________ _________________。
⑤实际生产中，阳离子交换膜的损伤会造成OH－迁移至阳极区，从而在电解池阳极能检测到O2，产生O2的电极反应式为_____________ _____________________；下列生产措施有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量的是________(填字母)。
A．使用Cl－浓度低的食盐水为原料
B．定期检查并更换阳离子交换膜
C．停产一段时间后，继续生产
12
(2)降低氯碱工业能耗的另一种技术是“氧阴极技术”。通过向阴极区通入O2，避免水电离的H＋直接得电子生成H2，降低了电解电压，电耗明显减少。“氧阴极技术”的阴极反应为________________。
12
解析：④2H2O＋2e－═══H2↑＋2OH－，Na＋从c极区透过阳离子交换膜进入d极区，与OH－结合生成NaOH
⑤4OH－－4e－═══O2↑＋2H2O　B
(2)O2＋4e－＋2H2O═══4OH－
12
13 某课外活动小组用如图所示装置进行实验，试回答下列问题。
(1)若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为________________。
13
(2)若开始时开关K与b极连接，则B极的电极反应式为_________ ___________，总反应的离子方程式为________________。
(3)若开始时开关K与b连接，下列说法正确的是______(填字母)。
A．溶液中Na＋向A极移动
B．从A极处逸出的气体能使湿润的淀粉－KI试纸变蓝
C．反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质溶液的浓度
D．若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子
(4)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用惰性电极及如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
13
①该电解槽的阳极反应式为______________________。
②制得的氢氧化钾溶液从出口________(填字母)导出。
13
14 (1)[2025宿迁期中]电催化CO2合成尿素。向KNO3溶液中通CO2至饱和，在电极上生成CO(NH2)2原理如图所示。
①电极b是电解池________(填“阴”或“阳”)极。
②生成CO(NH2)2的电极反应式是________________________________。
14
(2)工业上可用电解磷铁渣(主要含FeP等)制备FePO4，电解原理如图所示。
14
①a为直流电源的________(填“正”或“负”)极。
②生成FePO4的电极反应式为_______________________________。
(3)电解法合成氨反应装置如图所示。
①写出a极电极反应式：________________________。
②电解装置中质子交换膜的作用为______________。
14
③若b极产生的O2在一定条件下的体积为336 L，a极中通入相同条件下N2的总体积为672 L，则N2的转化率为________%(保留两位有效数字)。
(4)[2025南通期中]采用电解法将CO2转化为HCOO－的工作原理如图所示。
①阳极表面发生的电极反应式为____________________。
14
②若有1 mol H＋通过质子交换膜，则两极产生的HCOOH和HCOO－的物质的量之和为________mol。
(5)CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，原理如图所示。
14
①a为电源的________(填“正”或“负”)极。
②电极A的反应式为_________________________________，电极B生成乙烯和水的反应式为______________________________。
③若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗CH4和CO2的体积比为________。
14
(2)①正　②FeP－8e－＋4H2O═══FePO4＋8H＋
(3)①N2＋6e－＋6H＋═══2NH3　②为质子的迁移和输送提供通道，并且阻碍阴、阳两极产物接触　③33
(4)①CH3OH＋H2O－4e－═══HCOOH＋4H＋　②0.75
(5)①负　②CO2＋2e－═══CO＋O2－　2CH4＋2O2－－4e－═══C2H4＋2H2O　③6∶5(共36张PPT)
专题1
化学反应与能量变化
第二单元　化学能与电能的转化
自主评测
课时2　化学电源
1 下列有关电池的说法不正确的是 (　　)
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．锌铜原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
答案：B
1
2 右图是甲醇燃料电池的结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH＋3O2═══2CO2＋4H2O。下列说法不正确的是 (　　)
2
A．左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇
B．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－═══4OH－
C．负极反应式为CH3OH＋H2O－6e－═══CO2＋6H＋
D．该电池提供1 mol e－，消耗氧气0.25 mol
答案：B
2
3 [2025扬州高邮期中]铅蓄电池放电时的工作原理可表示为PbO2＋Pb＋2H2SO4═══2PbSO4＋2H2O，其构造如图所示。下列有关说法正确的是 (　　)
3
A．电池工作时，H＋移向PbO2极
B．电池工作时，负极质量减小
C．电池工作时，PbO2发生氧化反应
D．每生成1 mol PbSO4，转移电子数为2×6.02×1023
答案：A
3
4 镁-次氯酸盐燃料电池，具有比能量高、安全方便等优点。该电池的正极反应式为ClO－＋H2O＋2e－═══Cl－＋2OH－，关于该电池的叙述正确的是 (　　)
A．该电池中镁为负极，发生还原反应
B．电池工作时，OH－向正极移动
C．该电池的总反应为Mg＋ClO－＋H2O═══Mg(OH)2＋Cl－
D．电池工作时，正极周围溶液的pH将不断变小
解析：负极发生氧化反应，A错误；电池工作时，OH－向负极移动，B错误；电池工作时，正极上发生的反应产生OH－，故正极周围溶液的pH将不断变大，D错误。
答案：C
4
5 液流电池是一种新的蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。下图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是 (　　)
5
A．充电时阳极的电极反应式：Zn－2e－═══Zn2+
B．充电时电极a为外接电源的负极
C．放电时Br－向右侧电极移动
D．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大
解析：图示电池是锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液，放电时，电池的负极为锌，溴所在的电极为电池的正极；充电时阳极的电极反应式与放电时正极的电极反应式相反，所以充电时阳极的电极反应式为2Br－－2e－═══Br2，A错误。充电时，原电池的正极连接电源的正极，原电池的负极连接电源的负极，所以充电时电极a为外接电源的正极，B错误。放电时为原电池，在原电池中间隔着一个阳离子交换膜，所以Br－不能向右侧电极移动，C错误。
答案：D
5
6 下列有关原电池的说法不正确的是 (　　)
6
甲
乙
丙
丁
A．图甲所示装置中，盐桥中的K＋向盛有ZnSO4溶液的烧杯中移动
B．图乙所示装置中，正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O═══ 2Ag＋2OH－
C．图丙所示装置中，使用一段时间后，锌筒会变薄
D．图丁所示装置中，使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
6
答案：A
6
7 我国科学家研发了一种室温下可充电的Na－CO2电池，如题图所示。放电时，Na2CO3与C均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是 (　　)
7
A．充电时，阴极电极反应式为Na＋＋e－═══Na
B．充电时，电源b极为正极，Na＋向钠箔电极移动
C．放电时，转移0.4 mol电子，碳纳米管电极增重22.4 g
D．放电时，电池的总反应为2Na2CO3＋C═══3CO2＋4Na
解析：放电时，Na为负极，反应式为Na－e－═══Na＋，充电时，阴极反应为Na＋＋e－═══Na，A正确；充电时右侧为阳极，则b为正极，Na＋向钠箔电极(阴极)移动，B正确；根据反应式3CO2＋4e－＋4Na＋═══2Na2CO3＋C，由于Na2CO3和C均沉积在碳纳米管，当转移0.4 mol电子时，沉积0.1 mol C和0.2 mol Na2CO3，总质量＝0.1 mol×12 g/mol＋0.2 mol×106 g/mol＝22.4 g，C正确；放电时，总反应式为3CO2＋4Na═══2Na2CO3＋C，D错误。
答案：D
7
8 以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图。下列说法正确的是 (　　)
8
A．当外电路中通过2 mol电子时，将消耗11.2 L O2
B．通天然气的电极为负极，发生还原反应
C．该电池使用过程中需补充Li2CO3和K2CO3
8
答案：D
8
9 [2025徐州铜山期中]利用微生物燃料电池可处理有机废水获得电能，同时实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，用如图装置处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。下列说法正确的是 (　　)
A．正极反应式为O2＋4e－＋4H＋═══2H2O
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．工作一段时间后，A室pH下降，C室pH升高
D．处理1 mol CH3COO－理论上B室中有 7 mol Cl－发生迁移
9
解析：通入空气的一极是正极，电解质溶液呈碱性，故正极反应式为O2＋4e－＋2H2O═══4OH－，A错误；由能实现海水淡化知，B室模拟海水中的Cl－移向负极区(A室)，Na＋移向正极区(C室)，故隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，B错误；负极反应式为CH3COO－－8e－＋2H2O═══2CO2↑＋7H＋，工作一段时间后，A室pH下降，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O═══4OH－，工作一段时间后，C室pH升高，C正确；处理1 mol CH3COO－，理论上会转移8 mol e－，由电荷守恒知，B室中有8 mol Cl－发生迁移，D错误。
答案：C
9
10 [2025徐州期中]水体中氨氮含量过高会造成水体富营养化。利用微生物燃料电池可以对废水中氨氮进行处理的装置如图所示，两极材料均为石墨棒。下列说法错误的是 (　　)
10
A．a极表面发生氧化反应
B．工作时H＋通过质子交换膜移向右室
C．该装置在高温下进行处理氨氮的效率更高
答案：C
10
11 天然气脱硫可获得清洁天然气并回收硫黄。一种天然气脱硫装置如图所示。下列说法正确的是 (　　)
11
A．碳棒表面发生氧化反应
B．离子交换膜为阴离子交换膜
D．该装置每处理标准状况下H2S 22.4 L，M池溶液增重32 g
11
答案：C
11
12 [2025苏州实验中学月考](1) 储氢。镁基储氢材料Mg、MgH2、Mg-Mg2 NiH4等体系能与水反应释放出H2。不同储氢材料与水反应制氢速率曲线如图1所示。
12
图1
①写出Mg2NiH4与水反应放出H2的化学方程式：______________ ______________。
②Mg-10% Mg2NiH4复合材料与水反应放出H2的速率最快，原因可能为____________________________________________。
12
12
图2
12
解析：(1)①Mg2NiH4中H为－1价， Mg为＋2价，则Ni为0价，Ni的化学性质与Fe类似，与水反应制氢时，产物为H2、Mg(OH)2和Ni。②与Mg-10% Ni相比，Mg-10% Mg2NiH4中的Mg2NiH4也能与水反应放出H2，其次是构成Mg-Ni原电池，使反应放出H2速率最快。
12
12
答案：(1)①Mg2NiH4＋4H2O═══2Mg(OH)2＋Ni＋4H2↑　②Mg和Mg2NiH4都能和水反应生成H2，同时Mg2NiH4和水反应生成Ni，Mg和Ni构成了原电池，两者作用使反应放出H2速率最快
13 生物电池具有工作时不发热、不损坏电极等优点，不但可以节约大量金属，而且寿命比化学电源长得多，因此越来越受到人们的青睐。某生物电池以葡萄糖(C6H12O6)作原料，在酶的作用下被氧化为葡萄糖酸(C6H12O7)，其工作原理如图所示。
13
(1) 电极b为________(填“正极”或“负极”)，电极a的电极反应式为______________________________。
(2) 该生物电池中发生反应的化学方程式为___________________ _________________，当有2 mol H＋通过质子交换膜时，理论上需要标准状况下氧气的体积为__________L。
(3) 该电池________(填“能”或“不能”)在高温条件下使用，原因是______________________________。
答案：(1)正极　C6H12O6＋H2O－2e－═══C6H12O7＋2H＋　
(2)2C6H12O6＋O2═══2C6H12O7　11.2
(3)不能　酶在高温条件下会发生变性，失去催化活性
13
14 电化学在生产、生活和科学研究中应用十分广泛，认识和研究化学能与电能相互转化的原理和规律具有重要意义。
14
①该电池的负极材料为________(填元素符号)。
②该电池放电时，正极的电极反应式为____________________。
(2) KMnO4可通过电解K2MnO4溶液的方法直接制得，电解装置如下：
14
①电极a的电极反应式为___________________________。
②K＋的移动方向________(填“由a到b”或“由b到a”)；产物D是________。
(3) 一种肼－空气燃料电池，能将饱和食盐水淡化，同时可获得盐酸和NaOH。其工作原理如下图所示。
14
①燃料电池电极A的电极反应式为____________________。
②N膜为________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
③当电路中有2 mol电子转移时，正极室质量增加________g。
14

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