2020版高考化学突破二轮复习第1部分 专题04 化学能与热能、电能的相互转化.doc

1、 1了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。 2.了解化学能与热能的相互转化，了解 吸热反应、放热反应、反应热等概念。 3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。 4.了解 能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。 5.了解焓变(H)与反应 热的含义。 6.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。 7.理解原电池和电解池的构 成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。 8.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 9. 了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。 1(1)(2019 全国卷，节选)已

2、知： (g)=(g)H2(g) H1100.3 kJ mol1 H2(g)I2(g)=2HI(g) H211.0 kJ mol 1 对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g) H3_ kJ mol 1。 (2)(2019 全国卷，节选)Deacon 直接氧化法可按下列催化过程进行： CuCl2(s)=CuCl(s)1 2Cl2(g) H183 kJ mol 1 CuCl(s)1 2O2(g)=CuO(s) 1 2Cl2(g) H220 kJ mol 1 CuO(s)2HCl(g)=CuCl2(s)H2O(g) H3121 kJ mol 1 则 4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2

3、O(g)的 H_kJ mol 1。 (3)(2019 全国卷，节选)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换 的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。 可知水煤气变换的H_0(填“大于”“等于”或“小于”)。 该历程中最大能垒(活化能)E正_eV， 写出该步骤的化学方程式_ _。 解析 (1)根据盖斯定律， 反应可得反应， 则 H3H1H2100.3 kJ mol 1(11.0 kJ mol 1)89.3 kJ mol1。 (2)由盖斯定律可得，4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g) H2H32H22H1(121 kJ mol )

4、 2(20 kJ mol1 2)(83 kJ mol1 2)116 kJ mol1。 (3)根据图像，初始时反应物的总能量为 0，反应后生成物的总能量为0.72 eV，则 H0.72 eV，即 H 小于 0。由图像可看出，反应的最大能垒在过渡态 2，则此能垒 E正1.86 eV(0.16 eV)2.02 eV。由 过渡态 2 初始反应物 COOH*H*H2O*和结束时生成物 COOH*2H*OH*，可得反应的化学方程式为 COOH*H*H2O*=COOH*2H*OH*，也可以写为 H2O*=H*OH*。 答案 (1)89.3 (2)116 (3)小于 2.02 COOH*H*H2O*=COOH

5、*2H*OH*(或 H2O*=H* OH*) 2(1)(2018 全国卷，节选)已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g) H14.4 kJ mol 1 2NO2(g)=N2O4(g) H255.3 kJ mol 1 则反应 N2O5(g)=2NO2(g)1 2O2(g)的 H_ kJ mol 1。 (2)(2017 全国卷，节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统 原理。 通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为_、 _， 制得等量 H2所需能量较少的是_。 (3)(2015 全国卷，节选)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成

6、气(主要成分为 CO、CO2 和 H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H1 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H2 CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H3 回答下列问题： 已知反应中相关的化学键键能数据如下： 化学键 HH CO CO HO CH E/(kJ mol 1) 436 343 1 076 465 413 由此计算 H1_kJ mol 1；已知 H 258 kJ mol 1，则 H 3_kJ mol 1。 解析 (2)令题干中的四个热化学方程式分别为 H2SO4(aq)=SO2(g)H2O(l)1

7、 2O2(g) H1327 kJ mol 1 SO2(g)I2(s)2H2O(l)=2HI(aq)H2SO4(aq) H2151 kJ mol 1 2HI(aq)=H2(g)I2(s) H3110 kJ mol 1 H2S(g)H2SO4(aq)=S(s)SO2(g)2H2O(l) H461 kJ mol 1 根据盖斯定律，将可得，系统()中的热化学方程式。 同理，将可得，系统()中的热化学方程式。 (3)根据键能与反应热的关系可知，H1反应物的键能之和生成物的键能之和(1 076 kJ mol 1 2 436 kJ mol 1)(413 kJ mol1 3343 kJ mol1465 kJ

8、mol1)99 kJ mol1。 根据盖斯定律，由可得：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，结合盖斯定律可得：H3H2 H1(58 kJ mol 1)(99 kJ mol1)41 kJ mol1。 答案 (1)53.1 (2)H2O(l)=H2(g)1 2O2(g) H286 kJ mol 1 H 2S(g)=H2(g)S(s) H20 kJ mol 1 系统() (3)99 41 3(2019 全国卷)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状 Zn(3D- Zn)可以高 效沉积 ZnO 的特点，设计了采用强碱性电解质的 3D- ZnNiOOH 二次电池，结构如图所示

9、。电池反应为 Zn(s)2NiOOH(s)H2O(l)ZnO(s)2Ni(OH)2(s)。 下列说法错误的是( ) A三维多孔海绵状 Zn 具有较高的表面积，所沉积的 ZnO 分散度高 B充电时阳极反应为 Ni(OH)2(s)OH (aq)e=NiOOH(s)H 2O(l) C放电时负极反应为 Zn(s)2OH (aq)2e=ZnO(s)H 2O(l) D放电过程中 OH 通过隔膜从负极区移向正极区 D A 项，三维多孔海绵状 Zn 为多孔结构，具有较高的表面积，所沉积的 ZnO 分散度高，正确；B 项，二次电池充电时作为电解池使用，阳极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，阳极反应为

10、Ni(OH)2(s)OH (aq)e=NiOOH(s)H 2O(l)，正确；C 项，二次电池放电时作为原电池使用，负极发生 氧化反应， 元素化合价升高， 原子失去电子， 由电池总反应可知负极反应为 Zn(s)2OH (aq)2e=ZnO(s) H2O(l)，正确；D 项，二次电池放电时作为原电池使用，阴离子从正极区向负极区移动，错误。 4(2018 全国卷)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 Na- CO2二次电池。将 NaClO4溶于有机溶 剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为 3CO24Na2Na2CO3 C。下列说法错误的是 ( ) A放电时，ClO

11、4向负极移动 B充电时释放 CO2，放电时吸收 CO2 C放电时，正极反应为 3CO24e =2CO2 3C D充电时，正极反应为 Na e=Na D 充电时阳极发生氧化反应，即 C 被氧化生成 CO2，D 项错误。 5(2017 全国卷)支撑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 C C 项，高硅铸铁为惰性辅助阳极，其主

12、要作用是传递电流，而不是作为损耗阳极。 6(1)(2019 全国卷，节选)环戊二烯可用于制备二茂铁Fe(C5H5)2，结构简式为，后者广泛应用 于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊 二烯的 DMF 溶液(DMF 为惰性有机溶剂)。 该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为 _ _。 (2)(2019 全国卷，节选)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料 设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示： 负极区发生的反应有_(写反应方程式)。电路中转移 1 mol

13、 电子，需消耗氧 气_L(标准状况)。 解析 (1)由电解原理示意图可知，电解后铁变为2 价，由此可判断铁做电解池的阳极，阳极的电极 反应式为 Fe2e=Fe2，阴极的电极反应式为 2 2e=2 H2，由此可得总方程式为 H2。电解时如果有水，水会与钠反应，阻碍 的生成，而且电解时会产生 OH，OH会与 Fe2反应生成 Fe(OH)2沉淀。 (2)由题图知，左端的电极反应为 Fe3 e=Fe2，应为阴极，接电源负极，右端的电极反应为 2HCl 2e =Cl 22H ，应为阳极，接电源正极，负极产生的 Fe2进一步被 O 2氧化生成 Fe 3，则 4Fe2O 2 4H =4Fe32H 2O；由此

14、可知，每消耗 1 mol O2，需转移 4 mol 电子，则转移 1 mol 电子时，应消耗1 4 mol O2，标准状况下，1 4 mol O2 的体积为1 4 mol 22.4 L mol 15.6 L。 答案 (1)Fe 电极 H2Fe2C5H6=Fe(C5H5)2H2 水会阻碍中间 物Na的生成；水会电解生成 OH ，进一步与 Fe2反应生成 Fe(OH) 2 (2)Fe3 e=Fe2，4Fe2O 24H =4Fe32H 2O 5.6 7(2018 全国卷，节选)利用“KClO3氧化法”制备 KIO3工艺流程如下图所示： KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。 (1)写出电解时

15、阴极的电极反应式_ _。 (2)电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。 (3)与“电解法”相比， “KClO3氧化法”的主要不足之处有_(写出一点)。 解析 (1)电解法制备 KIO3时，H2O 在阴极得到电子，发生还原反应：2H2O2e =2OHH 2。(2) 电解池中阳离子向阴极移动，即由电极 a 向电极 b 迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过，故主要是 K 通 过阳离子交换膜。(3)根据工艺流程分析，KClO3氧化法生成的 Cl2有毒，且在调 pH 时加入 KOH 的量不易 控制，另外，生成的 KIO3中杂质较多。 答案 (1)2H2O2e =2OHH 2 (2)K

16、由 a 到 b (3)产生 Cl 2，易污染环境等 上述真题的题型有选择题和大题中的填空题。命题角度主要涉及： 1化学能与热能：反应热H计算，利用盖斯定律进行计算，如 T1、T2。 (2)原电池：原电池原理：两极判断、离子移动方向，电极反应书写判断，新型二次电池的原理分 析：充、放电时两极反应的书写判断，如 T3、T4。 (3)电解池：电解原理：两极判断，离子移向，电极反应书写判断，电解原理应用：物质制备，如 T6、T7。 (4)电化学、外加电流阴极的保护原理，如 T5。 预测 2020 年高考在盖斯定律的有关应用计算和电化学原理实际应用及间接电化学原理分析等角度加强 命题。特别是电化学原理及

17、应用要注意领悟。 反应热与盖斯定律的有关计算 (对应学生用书第 22 页) 1理解化学反应热效应的两种角度 (1)从微观的角度说，反应热是旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值，即 ab。 如图所示： a 表示旧化学键断裂吸收的能量； b 表示新化学键形成放出的能量； c 表示反应热。 (2)从宏观的角度说，反应热是生成物的能量与反应物自身能量的差值，即 E2E1。 2盖斯定律中的三种定量关系 转化类型 反应热间的关系 aA H1 B、A H2 1 aB H1aH2 H1H2 HH1H2 3“五步”分析法突破盖斯定律的计算 (1)示例 (2017 全国卷，节选)已知： As(s)

18、3 2H2(g)2O2(g)=H3AsO4(s) H1 H2(g)1 2O2(g)=H2O(l) H2 2As(s)5 2O2(g)=As2O5(s) H3 则反应 As2O5(s)3H2O(l)=2H3AsO4(s)的 H_。 解答思路 答案 2H13H2H3 (2)思维模板 化学反应能量图像分析与 H 的基本计算 1叔丁基氯与碱溶液经两步反应得到叔丁基醇，反应(CH3)3CClOH (CH 3)3COHCl 的能量与 反应过程如图所示： 下列说法正确的是 ( ) A该反应为吸热反应 B(CH3)3C 比(CH 3)3CCl 稳定 C第一步反应一定比第二步反应快 D增大碱的浓度和升高温度均可

19、加快反应速率 D A 项，由图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，错误；B 项，由 图像可知，(CH3)3C 、Cl的能量总和比(CH 3)3CCl 高，能量越高越不稳定，错误；C 项，第一步反应的活化 能大，反应肯定慢，错误 2北京时间 2018 年 8 月 18 日晚第十八届亚洲运动会在印度尼西亚正式开幕，本次亚运会火炬的燃料 是丙烷，亚运圣火将体育精神代代相传。已知 25 ，101 kPa 下： 化学键 CH CC O=O C=O HO 键能/ (kJ mol 1) 415 331 498 745 465 (丙烷燃烧过程中不考虑其他能量转化)。下列说法正确的是 (

20、 ) A火炬中丙烷完全燃烧的热化学方程式为 C3H85O2=3CO24H2O H1 718 kJ mol 1 BC3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g) HH3 BH1H3 B 设计路径为 且 H1H2H3。 6(2019 衡水金卷，节选)(1)已知：.2NO(g)O2(g)2NO2(g) H1113 kJ mol 1； .NO(g)O3(g)NO2(g)O2(g) H2199 kJ mol 1； .N2O4(g)2NO2(g) H355.3 kJ mol 1； .4NO2(g)O2(g)2N2O5(g) H457 kJ mol 1。 则反应 6NO2(g)O3(g)3N2O5

21、(g) H_ kJ mol 1。 (2)已知：N2(g)O2(g)=2NO(g) H180.5 kJ mol 1 C(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJ mol 1 2C(s)O2(g)=2CO(g) H221 kJ mol 1 若 某 反 应 的 平 衡 常 数 表 达 式 为K cN2 c2CO2 c2NO c2CO ， 请 写 出 此 反 应 的 热 化 学 方 程 式 _。 解析 (1)根据盖斯定律1 2 ( 3 2)得： 6NO2(g)O3(g) 3N2O5(g) H1 2 (57 kJ mol 1) 3(199 kJ mol1) 2(113 kJ mol1)288 k

22、J mol1。 (2)根据平衡常数表达式可写出目标反应， 然后根据盖斯定律可知 H180.5(221)2 (393.5) kJ mol 1746.5 kJ mol1。 答案 (1)228 (2)2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g) H746.5 kJ mol 1 7 (1)(2019 长沙、 长郡中学模拟)已知： H2(g)、 CH3OH(l)的燃烧热(H)分别为285.8 kJ mol 1 和726.5 kJ mol 1； CH3OH(l)=CH3OH(g) H35.2 kJ mol 1； H2O(l)=H2O(g) H44 kJ mol 1。 则 CO2(g)3H2(g)CH3

23、OH(g)H2O(g) H_ kJ mol 1。 (2)(2019 济宁一模)尿素CO(NH2)2是一种非常重要的高效氮肥，工业上以 NH3、CO2为原料生产尿素， 该反应实际为两步反应： 第一步：2NH3(g)CO2(g)H2NCOONH4(s) H272 kJ mol 1 第二步：H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)H2O(g) H138 kJ mol 1 写出工业上以 NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式：_ _。 解析 (1)H2燃烧的热化学方程式为H2(g)1 2O2(g)=H2O(l) H285.8 kJ mol 1 CH3OH 燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)

24、3 2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H726.5 kJ mol 1 CH3OH(l)=CH3OH(g) H35.2 kJ mol 1； H2O(l)=H2O(g) H44 kJ mol 1。 根据盖斯定律得 3，得 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)的 H51.7 kJ mol 1。 答案 (1)51.7 (2)2NH3(g)CO2(g)H2O(g)CO(NH2)2(s) H134 kJ mol 1 新型电池的工作原理分析 1突破原电池工作原理 2原电池的改进 说明：(1)改进后的优点是电流效率的提高，电流持续稳定。 (2)盐析的三个作用 隔绝正负极反应物，避免直接

25、接触，导致电流不稳定； 通过离子的定向移动，构成闭合回路； 平衡电极区的电荷。 (3)离子交换膜的作用：离子交换膜是一种选择性透过膜，允许相应离子通过，离子迁移方向遵循电池 中离子迁移方向。 3二次电池充电时连接模型(“正”接“正”，“负”接“负”) 注意：放电时负极反应与充电时的阴极反应相反，同理放电时正极反应与充电时阳极反应相反。如铅 蓄电池： 负极：PbSO2 42e =PbSO 4 阴极：PbSO42e =PbSO2 4 4电极反应式书写的一般方法 (1)示例 PbPbO22H2SO42PbSO42H2O a放电时：负极反应式为_ b充电时：阳极反应式为_ 2LiCu2OH2O=2Cu

26、2Li 2OH为锂- 铜电池的放电反应，负极反应式为_， 正 极反应式为_。 已知 H2O2是一种弱酸，在强碱溶液中主要以 HO 2的形式存在。已知：AlH2O2碱性燃料电池的总 反应为 2Al3NaHO2=2NaAlO2NaOHH2O。 该电池的负极反应式为_， 正极反应 式为_。 答案 PbSO2 42e =PbSO 4 PbSO42e 2H 2O=PbO24H SO2 4 2Li2e =2Li Cu 2O2e H 2O=2Cu2OH 2Al6e 8OH=2AlO 24H2O 3HO 26e 3H 2O=9OH (2)思维模板 新型二次电池 1(2019 衡水模拟)钠电池由于其快速充放电的

27、特性受到科研工作者的重视，某钠离子钛基电池结构如 图所示，电解质为含钠离子的高聚物，已知电池的反应方程式为 2NaxCnxNaTi2(PO4)32nC xNa3Ti2(PO4)3。下列关于该电池说法正确的是( ) A放电时电池正极为 NaxCn B放电时 Na 向电极移动 C充电时阳极反应：NaxCnxe =nCxNa D充电时电极与外电源正极相连 D 根据电子的移动方向可知，电极为负极，NaxCn失去电子生成 C，电极为正极，NaTi2(PO4)3 得到电子生成 Na3Ti2(PO4)3。A.根据上述方向，放电时电池正极为 NaTi2(PO4)3，错误；B.放电时是原电池， 在原电池中阳离子

28、移向正极，错误；C.充电时，原电池的正极与电源的正极相连，作阳极，阳极上是 Na3Ti2(PO4)3失去电子生成 NaTi2(PO4)3，错误。 2(2019 青岛一模)水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原理如图。该电池以粉末多孔锌电极(锌 粉、 活性炭及黏结剂等)为负极， V2O5为正极， 三氟甲磺酸锌Zn(CF3SO3)2为电解液。 下列叙述错误的是( ) A放电时，Zn2 向 V 2O5电极移动 B充电时，阳极区电解液的浓度变大 C充电时，粉末多孔锌电极发生还原反应 D放电时，V2O5电极上的电极反应式为 V2O5xZn2 2xe=Zn xV2O5 B 充电时，阳极区发生氧化反应，Z

29、n2 通过阳离子交换膜移向阴极区，阳极区电解液浓度不会变大， B 错误。 3(2019 潍坊模拟)石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性而研发 的新型可充放电电池，其反应式为 LixC6Li1xCoO2C6LiCoO2，其工作原理如图所示。下列关于该 电池的说法正确的是( ) A充电时，Li 嵌入 LiCoO 2中 B放电时，LiCoO2极发生的电极反应为 LiCoO2e =Li 1xCoO2Li C放电时负极反应为 Lie =Li D充电时，若转移 1 mol e ，石墨烯电极增重 7 g D 充电时，石墨烯为阴极，C6发生还原反应生成 LixC6，则 Li 向石

30、墨烯移动，故 A 项错误；放电时， LiCoO2极是正极， 发生得电子的还原反应， 电极反应式为 Li1xCoO2xLi xe=LiCoO 2， 故 B 项错误； 放电时负极反应为 LixC6xe =C 6xLi ，原电池中无 Li 单质存在，故 C 项错误。 4浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝石墨烯(Cn)电池(如图)。 该电池分别以铝、石墨稀为电极，放电时，电池中导电离子的种类不变。已知能量密度电池容量J 负极质量g。 下列分析正确的是( ) A放电时，Cn(石墨烯)为负极 B放电时，Al2Cl 7在负极转化为 AlCl 4 C充电时，阳极反应为 4Al2Cl 73e =Al7A

31、lCl 4 D以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度 D 该电池以铝、石墨稀为电极，放电时铝为负极，Cn(石墨烯)为正极，A 项错误；放电时负极上 Al 发生氧化反应， 根据放电时电池中导电离子的种类不变， 可知负极上发生反应： Al3e 7AlCl 4=4Al2Cl 7， AlCl 4在负极转化为 Al2Cl 7，B 项错误；充电时，阳极发生失电子的氧化反应，C 项错误；根据能量密度 电池容量J 负极质量g，以轻金属为负极，负极质量小，有利于提高电池的能量密度，D 项正确。 新型二次电池常考的几个角度 (1)放电时，正、负极的判断。 (2)充、放电时两极反应式书写判断。 (3)充、放电时，电

32、子、离子的移动方向。 (4)电极附近溶液性质的变化。 (5)充、放电两极反应类型判断。 (6)充电连接判断。 (7)基本电化学计算。 新型燃料电池 5锂- 铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象” 产生电能，其中放电过程为 2LiCu2OH2O=2Cu2Li 2OH，下列说法错误的是 ( ) A放电时，Li 透过固体电解质向 Cu 极移动 B放电时，正极的电极反应式为 O22H2O4e =4OH C通空气时，铜被腐蚀，表面产生 Cu2O D整个反应过程中，氧化剂为 O2 B 由总反应方程式可知 Cu2O 中 Cu 元素化合价降低，被还原，正极反应式应

33、为 Cu2OH2O2e =2Cu2OH ，B 错误。 6 (2019 江西南昌一模)微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。 如图为 MFC 碳氮联合同时 去除的转化系统原理示意图。下列说法正确的是( ) A好氧微生物反应器中反应为 NH 42O2=NO 32H H 2O BB 极电势比 A 极电势低 CA 极的电极反应式：CH3COO 8e2H 2O=2CO27H D当电路中通过 1 mol 电子时，理论上总共生成 2.24 L N2 A 根据题中图示 H 移向 B 极，故 A 为负极，B 为正极，正极电势高于负极电势，B 错误；A 电极发 生失电子反应，C 错误；2.24 L 未

34、指明标准状况，D 错误。 7微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理 如图所示，下列说法正确的是( ) AHS 在硫氧化菌作用下转化为 SO2 4的反应为 HS 4H 2O8e =SO2 49H B电子从电极 b 流出，经外电路流向电极 a C如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化 D若该电池电路中有 0.4 mol 电子发生转移，则有 0.5 mol H 通过质子交换膜 A 根据题图知，在硫氧化菌作用下 HS 转化为 SO2 4，发生氧化反应：HS 4H 2O8e =SO2 49H ，A 项正确；电子从电极 a 流出，经外电路流向电极 b，B

35、 项错误；如果将反应物直接燃烧，有部分化学 能转化为热能和光能， 能量的利用率降低， C 项错误； 若该电池电路中有 0.4 mol 电子发生转移， 则有 0.4 mol H 通过质子交换膜，D 项错误。 回归高考，真题验收 8(2018 全国卷)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O2与 Li 在多孔碳材料电极处 生成 Li2O2x(x0 或 1)。下列说法正确的是( ) A放电时，多孔碳材料电极为负极 B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C充电时，电解质溶液中 Li 向多孔碳材料区迁移 D充电时，电池总反应为 Li2O2x=2Li 1x 2 O2 D 根据电池工作原理，

36、多孔碳材料吸附 O2，O2在此获得电子，所以多孔碳材料电极为电池的正极， A 项错误；放电时电子从负极(锂电极)流出，通过外电路流向正极(多孔碳材料电极)，B 项错误；Li 带正电 荷，充电时，应该向电解池的阴极(锂电极)迁移，C 项错误。 9(2017 全国卷)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极 a 常用掺有 石墨烯的 S8材料，电池反应为 16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是( ) A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li 2e=3Li 2S4 B电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 g C石墨烯的

37、作用主要是提高电极 a 的导电性 D电池充电时间越长，电池中 Li2S2的量越多 D D 项，电池充电时电极 a 发生反应：2Li2S22e =Li 2S42Li ，充电时间越长，电池中 Li 2S2的 量越少，错误。 10(2019 全国卷)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时 MV2 /MV在电极与酶 之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是( ) A相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B阴极区，在氢化酶作用下发生反应 H22MV2 =2H2MV C正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成 NH3 D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 B

38、 A 项，该反应中，可产生电流，反应条件比较温和，没有高温高压条件，正确；B 项，该生物燃料 电池中，左端电极反应式为 MV e=MV2，则左端电极是负极，应为负极区，在氢化酶作用下，发生 反应 H22MV2 =2H2MV，错误；C 项，右端电极反应式为 MV2e=MV，是正极，在正极区 N2得到电子生成 NH3，发生还原反应，正确；D 项，原电池中，内电路中 H 通过交换膜由负极区向正极区 移动，正确。 间接电化学反应原理简介 (1)定义：间接电化学反应是以具有“电子传递”功能的物质为媒质(催化剂)，对反应基质进行间接氧化或 还原，从而得到目的产物。 (2)原理：媒质也称为“电对”或“介对”

39、，其首先在电极表面失去(或得到)电子，形成氧化态(或还原态)在 电解溶液中进一步氧化(或还原)反应基质，最终生成目的产物。 其原理如下图所示： 电解原理的应用 金属腐蚀与防护 1电解池工作原理模型图 注 阳离子在阴极上的放电顺序：Ag Fe3Cu2H 阴离子在阳极上的放电顺序：S2 IBrClOH含氧酸根离子 当阳极是金属(Au、Pt 除外)电极时，溶液中的离子不再放电而是金属失电子生成金属阳离子。 微粒的放电顺序受温度、浓度、电压、电极材料等因素的影响。 2电化学计算的两种常用方法 (1)根据电子守恒计算 用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电

40、 子数相等。 用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (2)根据关系式计算 根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以通过 4 mol e 为桥梁可构建如下关系式： (式中 M 为金属，n 为其离子的化合价数值) 3金属电化学腐蚀与防护思维模型 电解原理的应用 1纳米级 Cu2O 由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中 OH 的浓度制备 纳米级 Cu2O 的装置如图所示，发生的反应为 2CuH2O= 电解 Cu2OH2。下列说法正确的是( ) A钛电极发生氧化反应 B阳极附近溶液的 pH 逐渐增大 C离子交换膜应采用阳离子交换膜 D阳极反应

41、式为 2Cu2OH 2e=Cu 2OH2O D 钛电极为阴极，发生还原反应，A 项错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化反应，阳极反 应为 2Cu2OH 2e=Cu 2OH2O，OH 由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换膜应为阴离子交换 膜，C 项错误、D 项正确；由阴极区迁移过来的 OH 在阳极全部参与反应，阳极附近溶液的 pH 不变，B 项 错误。 2 (2019 茂名模拟)煤的电化学脱硫是借助煤在电解槽阳极发生的电化学氧化反应， 将煤中黄铁矿(FeS2) 或有机硫化物氧化成可溶于水的含硫化合物而达到净煤目的，如图是一种脱硫机理，则下列说法正确的是 ( ) 电极 a 黄铁矿 MnSO4

42、、H2SO4混合溶液 未反应黄铁矿 电解产品 AMn3 充当了电解脱硫过程的催化剂 B电极 a 应与电源负极相连 C脱硫过程中存在的离子反应为 8H2OFeS215Mn3 =Fe316H2SO2 415Mn 2 D阴极发生的反应：2H2O2e =4HO 2 C 电解初期，电极 a 发生 Mn2 e=Mn3，电解后期 Mn3又被还原，Mn3充当了电解脱硫过程 的中间产物，A 错误；电极 a 发生 Mn2 e=Mn3，是电解池的阳极，应与电源的正极相连，B 错误； 阴极发生的反应：4H 4eO 2=2H2O，D 错误。 3(1)(2019 青岛一模，改编)电解法也可以对亚硝酸盐污水进行处理(工作原理如图 a 所示)。通电后， 左极区产生浅绿色溶液，随后生成无色气体。当 Fe 电极消耗 11.2 g 时。 请回答： 图 a 阳极反应式为_