2019届二轮复习专题九化学反应与能量课件（140张） 140页

专题九　化学反应与能量 第 三 编 　 化学反应原理 内容索引 考点一　化学反应中的热量、热化学方程式 考点二　标准燃烧热、中和热、盖斯定律 三年选考　五次真题 考点三　原电池及其应用 考点四　电解池、金属的腐蚀与防护 化学反应 中的热量 、 热化学方程式 考点一 1 . 燃料 的充分燃烧和反应热 (1) 燃料的充分燃烧 ① 化石燃料主要包括煤、石油、天然气。 ② 可燃物燃烧的条件是与 O 2 接触，温度达到着火点。 ③ 充分燃烧的必要条件是 O 2 要充足，与 O 2 的接触面积要大。 ④ 不充分燃烧则产热少，浪费资源，污染环境。 1 核心回扣 (2) 反应热 ( 焓变 ) ① 定义：在恒温、恒压的条件下，反应过程中吸收或释放的热量。 ② 符号 ： 。 ③ 单位 ： 。 ④ 测量：可用量热计测量。 ⑤ 表示方法：吸热反应的 Δ H 0 ；放热反应的 Δ H 0 。 ⑥ 产生原因：化学反应过程中旧键断裂吸收的能量与新键形成放出的能量不相等，故化学反应均伴随着能量变化。 Δ H kJ/mol 或 kJ·mol － 1 ＞ ＜ (3) 放热反应和吸热反应的比较   放热反应 吸热反应 定义 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应 形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 与化学键的关系 生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量 表示方法 Δ H ＜ 0 Δ H ＞ 0 实例 H 2 (g) ＋ Cl 2 (g) == =2HCl(g) Δ H ＝－ 184.5 kJ·mol － 1 C(s) ＋ H 2 O(g) == =CO(g) ＋ H 2 (g) Δ H ＝ 131.3 kJ·mol － 1 特别提醒 　 (1) 化学反应表现为吸热或放热与反应开始是否需要加热无关。需要加热的反应不一定是吸热反应，如 C(s) ＋ O 2 (g) == =CO 2 (g) 　 Δ H ＜ 0 ；不需要加热的反应也不一定是放热反应，如 Ba(OH) 2 ·8H 2 O 与 NH 4 Cl 的反应。 (2) 浓硫酸、 NaOH 固体溶于水放热， NH 4 NO 3 溶于水吸热，但此类热效应属于溶解热，不属于放热反应或吸热反应。 (3) 利用放热反应和吸热反应可以比较反应物和生成物的相对稳定性，能量越低越稳定。 2. 太阳能、生物质能和氢能的利用 (1) 太阳能的利用 绿色植物的光合作用 是 的 主要利用形式，地球上每年通过光合作用储存的太阳能，相当于全球能耗的 10 倍左右。主要过程是 ① 光能 ― → 化学能 ② 化学能 ― → 热能 C 6 H 12 O 6 ＋ 6O 2 n C 6 H 12 O 6 6CO 2 ＋ 6H 2 O 太阳能 (2) 生物质能的利用 农业废弃物 ( 如植物的秸秆、枝叶 ) 、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等这些物质中蕴藏着丰富的能量，我们把这些来自于植物及其加工产品所贮存的能量叫做生物质能 。 生物质能利用的主要方式： ① 直接 燃烧 ② 生物化学转换 ③ 热化学转换 (3) 氢能的开发和利用 制氢气的原料是水，氢气燃烧的产物只有水，因此氢气是一种理想的清洁燃料。 3. 热化学方程式的书写 按要求书写热化学方程式： (1)SiH 4 是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成 SiO 2 和液态 H 2 O 。已知室温下 2 g SiH 4 自燃放出热量 89.2 kJ 。 SiH 4 自燃的热化学方程式为 _______________________________________________________ _ 。 (2) 在 25 ℃ 、 101 kPa 下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量 Q kJ ，其燃烧生成的 CO 2 用过量饱和石灰水吸收可得 100 g CaCO 3 沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为 __________________________________________ ___________________ 。 SiH 4 (g) ＋ 2O 2 (g) == =SiO 2 (s) ＋ 2H 2 O(l) 　 Δ H ＝－ 1 427.2 kJ·mol － 1 C 2 H 5 OH(l) ＋ 3O 2 (g)===2CO 2 (g) ＋ 3H 2 O(l ) Δ H ＝－ 2 Q kJ·mol － 1 (3)NaBH 4 (s) 与水 (l) 反应生成 NaBO 2 (s) 和氢气 (g) ，在 25 ℃ 、 101 kPa 下，已知每消耗 3.8 g NaBH 4 (s) 放热 21.6 kJ ，该反应的热化学方程式 是 ________________________________________________________ _ 。 (4) 化学反应 N 2 ＋ 3H 2  2NH 3 的 能量 变化 如图所示 ( 假设该反应反应完全 ) 。 试写出 N 2 (g) 和 H 2 (g) 反应生成 NH 3 (l) 的热化学方程式： __________________ ________________________________ 。 NaBH 4 (s) ＋ 2H 2 O(l) == =NaBO 2 (s) ＋ 4H 2 (g) Δ H ＝－ 216 kJ·mol － 1 N 2 (g) ＋ 3H 2 (g)  2NH 3 (l) Δ H ＝－ 2( c ＋ b － a )kJ·mol － 1 热化学方程式的书写方法 归纳总结 1.(2018· 温州中学高三模拟 ) 下列说法正确的是 A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B. 任何放热反应在常温条件下一定能够发生 C. 反应物和生成物所具有的总能量的差决定了化学反应是放热还是吸热 D. 化学反应才有伴随能量变化，物理变化没有伴随能量变化 2 题 组 集训 答案 √ 解析 1 2 3 4 5 6 解析　 A 项，需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，例如木炭燃烧，错误 ； B 项，放热反应在常温条件下不一定能够发生，例如木炭燃烧，错误 ； C 项，反应物和生成物所具有的总能量的差决定了化学反应是放热还是吸热，正确 ； D 项，化学反应伴随能量变化，物理变化中也会伴随能量变化，错误。 1 2 3 4 5 6 2.(2017· 嘉兴市第一中学高二上学期期末 ) 下列物质放入水中，会显著降温的是 A. 氢氧化钠 B . 蔗糖 C . 生石灰 D . 氯化铵 解析　 氢氧化钠溶于水放热，溶液温度升高，故 A 不选 ； 蔗糖 溶于水，热效应不明显，温度几乎无变化，故 B 不选 ； 生石灰 与水反应放出大量的热，溶液温度升高，故 C 不选 ； 氯化铵 溶于水吸热，溶液温度降低，故 D 选 。 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 3.(2018· 嘉兴市高三二模 ) 下列不属于可再生能源的是 A. 氢能 B. 天然气 C. 生物质能 D. 水能 解析　 氢气可用水制取，是可再生能源， A 错误； 天然气不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源， B 正确； 生物质能可通过植物光合作用获得，是可再生能源， C 错误； 水能是水的自然循环，是可再生能源， D 错误。 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析 答案 4.(2017· 慈溪市高二上学期期中 ) 下列有关能量转换的说法正确的是 A. 煤燃烧是化学能全部转化为热能的过程 B. 化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能 C. 动物体内葡萄糖被氧化成 CO 2 是热能转变成化学能的过程 D. 植物通过光合作用将 CO 2 转化为葡萄糖是太阳能转化成热能的 过程 解析　 A 项，煤燃烧是化学能部分转化成热能，部分转化成其他能量的过程，错误 ； B 项，化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量最终来自于太阳能，正确 ； C 项，是化学能转化成热能的过程，错误 ； D 项，光合作用是把太阳能转化成化学能的过程，错误 。 √ 1 2 3 4 5 6 5.(2018· 嘉兴市第一中学高二上学期期末 ) 已知： H 2 (g) ＋ F 2 (g) == =2HF(g) 　 Δ H ＝－ 270 kJ·mol － 1 。下列说法正确的是 A. 在相同条件下， 1 mol H 2 (g) 与 1 mol F 2 (g) 的能量总和小于 2 mol HF(g ) 的 能量 B.1 mol H 2 (g) 与 1 mol F 2 (g) 反应生成 2 mol 液态 HF 放出的热量大于 270 kJ C. 该反应的逆反应是放热反应 D. 该反应过程的能量变化 可用 右 图 来表示 解析 答案 √ 1 2 3 4 5 6 解析　 根据 H 2 (g) ＋ F 2 (g) == =2HF(g) 　 Δ H ＝－ 270 kJ·mol － 1 可知，该反应为放热反应，则在相同条件下， 1 mol H 2 (g) 与 1 mol F 2 (g) 的能量总和大于 2 mol HF(g) 的能量，故 A 错误 ； 物质 由气态变为液态时放出能量，则 1 mol H 2 (g) 与 1 mol F 2 (g) 反应生成 2 mol 液态 HF 放出的热量大于 270 kJ ，故 B 正确 ； 因 该反应的正反应为放热反应，所以逆反应是吸热反应，故 C 错误 ； 由 反应方程式可知，该反应的 Δ H ＜ 0 ，为放热反应，说明反应物的总能量大于生成物的总能量，故 D 错误。 1 2 3 4 5 6 6. 已知在 1 × 10 5 Pa 、 298 K 条件下， 2 mol 氢气燃烧生成水蒸气，放出 484 kJ 热量，下列热化学方程式正确的是 A.H 2 O(g) == =H 2 (g) ＋ O 2 (g ) 　 Δ H ＝ 242 kJ·mol － 1 B.2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(l) 　 Δ H ＝－ 484 kJ·mol － 1 C.H 2 (g) ＋ O 2 (g ) == =H 2 O(g) 　 Δ H ＝ 242 kJ·mol － 1 D.2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(g) 　 Δ H ＝ 484 kJ·mol － 1 答案 解析 √ 1 2 3 4 5 6 解析　 根据题中信息，热化学反应方程式为 2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(g ) Δ H ＝－ 484 kJ·mol － 1 ，正反应过程是放热反应，逆反应过程为吸热反应，故 A 项正确 ； 题目 中水的状态是气态，故 B 项错误 ； 氢气 的燃烧是放热反应， Δ H ＜ 0 ，故 C 、 D 项错误。 1 2 3 4 5 6 标准燃烧热、中和热、盖斯定律 考点二 1. 焓变与键能的关系 (1) 键能 键能是 指 。 (2)Δ H ＝ 总 键能之和 － 总 键能之和。 1 核心回扣 拆开 1 mol 气态物质中某种共价需要吸收的能量 反应物 生成物 2. 两类重要的反应热 —— 标准燃烧热、中和热 判断正误 ( 正确的打 “√” ，错误的打 “×” )(Δ H 的数值正确 ) (1)S(s) ＋ O 2 (g ) == =SO 3 (g) 　 Δ H ＝－ 315 kJ·mol － 1 ( 标准燃烧热 )( ) (2)NaOH(aq) ＋ HCl(aq) == =NaCl(aq) ＋ H 2 O(l) Δ H ＝－ 57.3 kJ·mol － 1 ( 中和热 )( ) (3) 已知 H ＋ (aq) ＋ OH － (aq) == =H 2 O(l) 　 Δ H ＝－ 57.3 kJ·mol － 1 ，则 H 2 SO 4 和 Ba(OH) 2 反应的反应热 Δ H ＝ 2 × ( － 57.3) kJ·mol － 1 ( ) (4) 燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是 CH 3 OH(g) ＋ O 2 (g ) == =CO 2 (g) ＋ 2H 2 (g) 　 Δ H ＝－ 192.9 kJ·mol － 1 ，则 CH 3 OH(g) 的标准燃烧热为 192.9 kJ·mol － 1 ( ) × √ × × (5)H 2 (g) 的标准燃烧热是 285.8 kJ·mol － 1 ，则 2H 2 O(g) == =2H 2 (g) ＋ O 2 (g) 　 Δ H ＝ 571.6 kJ·mol － 1 ( )   (6) 葡萄糖的标准燃烧热是 2 800 kJ·mol － 1 ， 则 C 6 H 12 O 6 (s ) ＋ 3O 2 (g) == =3CO 2 (g) ＋ 3H 2 O(l) Δ H ＝－ 1 400 kJ·mol － 1 ( ) (7) 已知稀溶液中， H ＋ (aq) ＋ OH － (aq) == =H 2 O(l) 　 Δ H ＝－ 57.3 kJ·mol － 1 ，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成 1 mol 水时放出 57.3 kJ 的 热量 ( )   (8) 已知 HCl 和 NaOH 反应的中和热 Δ H ＝－ 57.3 kJ·mol － 1 ，则 98% 的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成 1 mol 水的中和热为－ 57.3 kJ·mol － 1 ( ) (9)CO(g) 的标准燃烧热是 283.0 kJ·mol － 1 ，则 2CO 2 (g) == =2CO(g) ＋ O 2 (g) 反应的 Δ H ＝ 566 kJ·mol － 1 ( ) × √ × × √ 归纳总结 (1) 描述反应热时，无论是用 “ 反应热 ”“ 焓变 ” 表示还是用 Δ H 表示，其后所跟数值都需要带 “ ＋ ”“ － ” 符号 ( “ ＋ ” 常省略 ) 。如：某反应的反应热 ( 或焓变 ) 为 Δ H ＝－ Q kJ·mol － 1 或 Δ H ＝＋ Q kJ·mol － 1 。 (2) 由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和标准燃烧热时可不带 “ － ” 号。如：某物质的燃烧热为 Δ H ＝－ Q kJ·mol － 1 或 Q kJ·mol － 1 。 (3) 热值是指 1 g 物质完全燃烧所放出的热量。 3. 中和热的测定 (1) 测定原理 c ＝ 4.18 J·g － 1 · ℃ － 1 ＝ 4.18 × 10 － 3 kJ·g － 1 · ℃ － 1 ； n 为生成 H 2 O 的物质的量 。 (2) 装置如图 ( 在横线上填写仪器的名称 ) 温度计 环形玻璃 搅拌棒 4. 盖斯定律 (1)1840 年化学家盖斯从实验中总结得出盖斯定律。 (2) 内容：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关。 (3) 根据下列反应过程，试判断 Δ H 的关系 ： ③ ， 则 Δ H ＝ 。 a Δ H 2 － a Δ H 1 Δ H 1 ＋ Δ H 2 注意　 在反应过程设计中，会遇到同一物质的三态 ( 固、液、气 ) 的相互变化，状态由固 → 液 → 气变化时，会吸热；反之会放热。 2 题 组 集训 题组一　利用键能计算反应热 1. 肼 (H 2 N—NH 2 ) 是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化 如 右 图 所示，已知断裂 1 mol 化学键所需的能量 (kJ) ： N ≡ N 为 942 、 O = = O 为 500 、 N—N 为 154 ，则断裂 1 mol N—H 键所需的能量 (kJ) 是 A.194 B.391 C.516 D.658 解析 答案 √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 解析　 由图知 N 2 H 4 (g) ＋ O 2 (g)===N 2 (g) ＋ 2H 2 O(g) ， Δ H 1 ＝－ 534 kJ·mol － 1 ， 可设断裂 1 mol N—H 键所需能量为 x kJ ，由图得出： Δ H 1 ＝ Δ H 3 ＋ Δ H 2 ＝ 154 kJ·mol － 1 ＋ 4 x kJ·mol － 1 ＋ 500 kJ·mol － 1 － 2 752 kJ·mol － 1 ＝ － 534 kJ·mol － 1 ，可求得 x ＝ 391 ， B 项正确。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 解析 2. 白磷与氧气可发生如下反应： P 4 ＋ 5O 2 == =P 4 O 10 。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为： P—P a kJ·mol － 1 、 P—O b kJ·mol － 1 、 P = = O c kJ·mol － 1 、 O = = O d kJ·mol － 1 。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的 Δ H ，其中正确的 是 A.(6 a ＋ 5 d － 4 c － 12 b ) kJ·mol － 1 B.(4 c ＋ 12 b － 6 a － 5 d ) kJ·mol － 1 C.(4 c ＋ 12 b － 4 a － 5 d ) kJ·mol － 1 D.(4 a ＋ 5 d － 4 c － 12 b ) kJ·mol － 1 答案 √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 解析　 反应热 Δ H ＝反应物总键能－生成物总键能，所以反应 P 4 ＋ 5O 2 == =P 4 O 10 的反应热 Δ H ＝ 6 a kJ·mol － 1 ＋ 5 d kJ·mol － 1 － (4 c kJ·mol － 1 ＋ 12 b kJ·mol － 1 ) ＝ (6 a ＋ 5 d － 4 c － 12 b ) kJ·mol － 1 ，故选 A 项。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 反思归纳 解答反应热计算的题目时的注意事项 (1) 不要把反应热与键能的关系和反应热与物质的总能量的关系相混淆。反应热 ( 焓变 )Δ H ＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝生成物的总能量－反应物的总能量。 (2) 要弄清反应前后分子中的化学键类型和数目。如 N 2 (g) ＋ 3H 2 (g)  2NH 3 (g) 中， 1 mol NH 3 分子中含有 3 mol N—H 键。 题组二　标准燃烧热、中和热 3. 下列说法正确的是 A. 强酸跟强碱的反应热一定是中和热 B.1 mol C 完全燃烧放热 383.3 kJ ，其热化学方程为： C ＋ O 2 == =CO 2 　 Δ H ＝－ 383.3 kJ·mol － 1 C. 在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成 1 mol H 2 O(l) 时的 反应 热 叫做中和热 D. 表示中和热的离子方程式为： H ＋ (aq) ＋ OH － (aq) == =H 2 O(l) 　 Δ H ＝ 57.3 kJ·mol － 1 解析 答案 √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 解析　 中和热是酸碱中和生成 1 mol 水放出的热量，选项中没有指明生成水的物质的量为 1 mol ，故 A 错误 ； 热化学方程式 书写时要特别注明反应物与生成物的聚集状态，故 B 错误 ； 中和热 的概念是指强酸与强碱的稀溶液中和，生成 1 mol 液态水时放出的热量，故 C 正确 ； 中和 反应是放热反应， Δ H ＝－ 57.3 kJ·mol － 1 ，故 D 错误。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4.(2017· 慈溪市高二上学期期中联考 ) 强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应的热化学方程式为 H ＋ (aq) ＋ OH － (aq) == =H 2 O(l) 　 Δ H ＝－ 57.3 kJ·mol － 1 ，向 3 份相同体积 0.2 mol·L － 1 的 NaOH 溶液中分别加入适量的稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，恰好完全反应的热效应为 Δ H 1 、 Δ H 2 、 Δ H 3 ，则二者的关系正确的是 A.Δ H 1 ＞ Δ H 2 ＞ Δ H 3 B.Δ H 2 ＞ Δ H 3 ＞ Δ H 1 C.Δ H 2 ＞ Δ H 1 ＞ Δ H 3 D.Δ H 1 ＞ Δ H 3 ＞ Δ H 2 解析　 此反应是放热反应， Δ H <0 ，醋酸属于弱电解质，电离是吸热过程， 放出的热量小于 57.3 kJ ，浓硫酸遇水放出热量，反应放出的热量大于 57.3 kJ ， 稀硝酸和 NaOH 反应放出热量等于 57.3 kJ ，因此有 Δ H 1 ＞ Δ H 3 ＞ Δ H 2 ，故选项 D 正确 。 √ 解析 答案 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 5. 为了测定中和反应的反应热，计算时至少需要的数据是 ① 酸的浓度和体积　 ② 碱的浓度和体积　 ③ 比热容　 ④ 反应后溶液的质量 　 ⑤ 生成水的物质的量　 ⑥ 反应前后溶液温度变化　 ⑦ 操作所需的时间 A. ①②③⑥ B . ①③④⑥ C. ③④⑤⑥ D . 全部 解析　 根据反应热的计算公式 Δ H ＝ Q ＝－ cm Δ T 可知，酸碱反应的中和热计算时，至少需要的数据有：比热容、反应后溶液的质量以及生成水的物质的量、反应前后温度，根据反应前后的温度获得反应前后温度变化 Δ T ，选项 C 符合题意 。 √ 解析 答案 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 题组三　焓变大小的比较 6. 已知下列热化学方程式： ① H 2 (g) ＋ O 2 (g ) == =H 2 O(g) 　 Δ H 1 ＝ a kJ·mol － 1 ② 2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(g) 　 Δ H 2 ＝ b kJ·mol － 1 ③ H 2 (g) ＋ O 2 (g ) == =H 2 O(l) 　 Δ H 3 ＝ c kJ·mol － 1 ④ 2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(l) 　 Δ H 4 ＝ d kJ·mol － 1 下列关系式中正确的是 A. a ＜ c ＜ 0 B. b ＞ d ＞ 0 C.2 a ＝ b ＜ 0 D.2 c ＝ d ＞ 0 √ 解析 答案 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 解析　 H 2 的燃烧反应是放热反应， Δ H ＜ 0 ， a 、 b 、 c 、 d 都小于 0 ， B 、 D 两项错误 ； 反应 ③ 与反应 ① 相比较，产物的状态不同， H 2 O(g) 的能量＞ H 2 O(l) 的能量， a ＞ c ， A 项错误 ； 反应 ② 的化学计量数是反应 ① 的 2 倍， ② 的反应热也是 ① 的 2 倍，即 b ＝ 2 a ＜ 0 ， C 项正确。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 7. 在同温、同压下，下列各组热化学方程式中， Δ H 1 ＞ Δ H 2 的是 A.2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(g) 　 Δ H 1 ＝－ Q 1 kJ·mol － 1 2H 2 (g ) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(l) 　 Δ H 2 ＝－ Q 2 kJ·mol － 1 B.S(g) ＋ O 2 (g) == =SO 2 (g) 　 Δ H 1 ＝－ Q 1 kJ·mol － 1 S(s ) ＋ O 2 (g) == =SO 2 (g) 　 Δ H 2 ＝－ Q 2 kJ·mol － 1 C.C(s) ＋ O 2 (g) == =CO 2 (g) 　 Δ H 1 ＝－ Q 1 kJ·mol － 1 C(s ) ＋ O 2 (g ) == =CO(g) 　 Δ H 2 ＝－ Q 2 kJ·mol － 1 D.H 2 (g) ＋ Cl 2 (g) == =2HCl(g) 　 Δ H 1 ＝－ Q 1 kJ·mol － 1 H 2 (g ) ＋ Cl 2 (g ) == =HCl(g) 　 Δ H 2 ＝－ Q 2 kJ·mol － 1 解析 答案 √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 解析　 由于 H 2 O(g) 的焓大于 H 2 O(l) 的焓， Q 2 ＞ Q 1 ，故 Δ H 1 ＞ Δ H 2 ， A 项符合题意 ； 由于 S(g) 的焓大于 S(s) 的焓， Q 1 ＞ Q 2 ，故 Δ H 2 ＞ Δ H 1 ， B 项不符合题意 ； C(s ) 生成 CO 2 (g) 比生成 CO(g) 放出的热量多， Q 1 ＞ Q 2 ，故 Δ H 2 ＞ Δ H 1 ， C 项不符合题意 ； 生成 2 mol HCl(g) 比生成 1 mol HCl(g) 放出的热量多， Q 1 ＞ Q 2 ，故 Δ H 2 ＞ Δ H 1 ， D 项不符合题意。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 反思归纳 (1) 比较反应热 ( 焓变 ) 的大小时，反应热 (Δ H ) 必须带 “ ＋ ” 或 “ － ” 号进行比较。如吸热反应的 Δ H ( ＋ ) 大于放热反应的 Δ H ( － ) ，放热反应的 Δ H ( － ) ，放热越多， Δ H 越小。 (2) 参与反应的物质聚集状态 ( 能量： g ＞ l ＞ s) 不同时的反应热 ( 焓变 ) 的大小 ① 同一反应，反应物状态不同时，如 A(g) ＋ B(g) == =C(g) 　 Δ H 1 ＜ 0 ， A(s) ＋ B(g) == =C(g) 　 Δ H 2 ＜ 0 ，因为能量 A(g) ＞ A(s) ，第一个反应放出能量多，则 Δ H 1 ＜ Δ H 2 。 ② 同一反应，生成物状态不同时，如 A(g) ＋ B(g) == =C(g) 　 Δ H 1 ＜ 0 ， A(g) ＋ B(g) == =C(l) 　 Δ H 2 ＜ 0 ，因为能量 C(g) ＞ C(l) ，第一个反应放出能量少，则 Δ H 1 ＞ Δ H 2 。 答案 题组四　盖斯定律的应用 8. 已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关，下列各反应热关系中不正确的 是 A.A → F 　 Δ H ＝－ Δ H 6 B.A → D 　 Δ H ＝ Δ H 1 ＋ Δ H 2 ＋ Δ H 3 C.Δ H 1 ＋ Δ H 2 ＋ Δ H 3 ＋ Δ H 4 ＋ Δ H 5 ＋ Δ H 6 ＝ 0 D.Δ H 1 ＋ Δ H 6 ＝ Δ H 2 ＋ Δ H 3 ＋ Δ H 4 ＋ Δ H 5 √ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 9. 已知： H 2 O(g) == =H 2 O(l) 　 Δ H ＝ Q 1 kJ·mol － 1 C 2 H 5 OH(g) == =C 2 H 5 OH(l) 　 Δ H ＝ Q 2 kJ·mol － 1 C 2 H 5 OH(g) ＋ 3O 2 (g) == =2CO 2 (g) ＋ 3H 2 O(g) 　 Δ H ＝ Q 3 kJ·mol － 1 若使 46 g 酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为 A. － ( Q 1 ＋ Q 2 ＋ Q 3 ) kJ B. － 0.5( Q 1 ＋ Q 2 ＋ Q 3 ) kJ C. － (0.5 Q 1 － 1.5 Q 2 ＋ 0.5 Q 3 ) kJ D. － (3 Q 1 － Q 2 ＋ Q 3 ) kJ 解析　 由盖斯定律和题意可得，乙醇燃烧的热化学方程式为 C 2 H 5 OH(l) ＋ 3O 2 (g) == =2CO 2 (g) ＋ 3H 2 O(l) 　 Δ H ＝ (3 Q 1 － Q 2 ＋ Q 3 ) kJ·mol － 1 。 √ 解析 答案 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 解析 答案 √ 解析　 目标方程式中 H 2 的化学计量数为 1 ，则 ② 应除以 2 ，再结合盖斯定律可知答案 C 符合题意。 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 原电池及其应用 考点三 1. 原电池的工作原理 原电池是 将 能 转变 为 能 的装置。 2. 原电池的工作原理 以铜锌原电池为例 1 核心回扣 化学 电 (1) 原理分析 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 ________________ _________________ 反应类型 反应 反应 电子流向 由 Zn 沿导线流向 Cu 盐桥中离子移向 盐桥中含饱和 KCl 溶液， K ＋ 移 向 ， Cl － 移 向 ______ Zn － 2e － == =Zn 2 ＋ Cu 2 ＋ ＋ 2e － == =Cu 氧化 还原 正极 负极 (2) 两种装置比较 ① 盐桥的作用： a. 连接内电路形成闭合回路。 b. 维持两电极电势差 ( 中和电荷 ) ，使电池能持续提供电流。 ② 不同点： Ⅰ 中 Zn 在 CuSO 4 溶液中直接接触 Cu 2 ＋ ，会有一部分 Zn 与 Cu 2 ＋ 直接反应，该装置中既有化学能转化成了电能，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高 。 Ⅱ 中 Zn 和 CuSO 4 溶液分别在两个池子中， Zn 与 Cu 2 ＋ 不直接接触，不存在 Zn 与 Cu 2 ＋ 直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。 关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区 。 3. 原电池的构成条件 电极 两极为导体，且存在活动性差异 溶液 两极 插入 溶液 中 回路 形成闭合回路或两极直接接触 本质 看能否自发地 发生 反应 4. 原电池中三个移动方向 电子方向 从 极 流出沿导线 流入 极 电流方向 从 极 沿导线 流向 极 离子迁移方向 电解质溶液中，阴离子 向 极 迁移，阳离子 向 极 迁移 电解质 氧化还原 负 正 正 负 负 正 5. 简单原电池的设计方案 例如：以 2FeCl 3 ＋ Cu == =2FeCl 2 ＋ CuCl 2 为依据，设计一个原电池。 (1) 确定电极反应式 将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电极反应式。 负极： Cu － 2e － == =Cu 2 ＋ ， 正极： 2Fe 3 ＋ ＋ 2e － == =2Fe 2 ＋ 。 (2) 确定电极材料 如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气体 ( 如 H 2 ) 或溶液中的还原性离子，可用惰性电极 ( 如 Pt 、碳棒 ) 作负极。 发生还原反应的电极材料一般不如负极材料活泼。 本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极 。 (3) 确定电解质溶液 一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用 FeCl 3 溶液作电解液。 (4) 构成闭合回路 将电极用导线连接，使之构成闭合回路 。 6. 常见化学电源 (1) 碱性锌锰电池 —— 一次电池 电池组成：锌、碳棒、二氧化锰、氯化锌、氯化铵 特点：用途广泛 正极反应： 2MnO 2 ＋ 2H 2 O ＋ 2e － == =2MnO(OH) ＋ 2OH － ； 负极反应： Zn ＋ 2OH － － 2e － == =Zn(OH) 2 ； 总反应： Zn ＋ 2MnO 2 ＋ 2H 2 O == =2MnO(OH) ＋ Zn(OH) 2 。 (2) 银锌钮扣电池 —— 一次电池 电池组成：锌、氧化银、氢氧化钾溶液 特点：放电平稳，电流大 负极反应： Zn ＋ 2OH － － 2e － == =Zn(OH) 2 ； 正极反应： Ag 2 O ＋ H 2 O ＋ 2e － == =2Ag ＋ 2OH － ； 总反应： Zn ＋ Ag 2 O ＋ H 2 O == =Zn(OH) 2 ＋ 2Ag 。 (3) 铅蓄电池 —— 二次电池 电池组成：铅、二氧化铅、硫酸 特点：广泛用于机动车辆 铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是 Pb ，正极材料是 PbO 2 。 ① 放电时的反应 ② 充电时的反应 (4) 镍氢电池 —— 二次电池 电池组成：贮氢合金、泡沫氧化镍、氢氧化钾溶液 特点：寿命长、性能好、比能量高 ① 放电时的反应 负极反应： MH － e － ＋ OH － == =M ＋ H 2 O ； 正极反应： NiO(OH) ＋ e － ＋ H 2 O == =Ni(OH) 2 ＋ OH － 。 ② 充电时的反应 阴极反应： M ＋ H 2 O ＋ e － == =MH ＋ OH － ； 阳极反应： Ni(OH) 2 ＋ OH － － e － == =NiO(OH) ＋ H 2 O ； 总反应： NiO(OH) ＋ MH Ni(OH) 2 ＋ M 。 说明　 可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应 。 (5) 氢氧燃料电池 电池组成：铂碳 / 氢气、铂碳 / 氧气、氢氧化钾溶液 ( 或 H 2 SO 4 溶液 ) 特点：用于航天飞机、牵引车等。 氢氧燃料电池可分酸性和碱性两种。 种类 酸性 碱性 负极反应式 ________________ ________________________ 正极反应式 _____________________ _______________________ 电池总反应式 _________________ 2H 2 － 4e － == =4H ＋ 2H 2 ＋ 4OH － － 4e － == =4H 2 O O 2 ＋ 4e － ＋ 4H ＋ == =2H 2 O O 2 ＋ 2H 2 O ＋ 4e － == =4OH － 2H 2 ＋ O 2 == =2H 2 O 7. 书写燃料电池的电极反应式 以 CH 3 OH 、 O 2 燃料电池为例，书写不同介质下的电极反应式： (1) 酸性介质，如 H 2 SO 4 ： CH 3 OH 在负极上失去电子生成 CO 2 气体， O 2 在正极上得到电子，在 H ＋ 作用下生成 H 2 O 。电极反应式为： 负极： ； 正极： 。 CH 3 OH － 6e － ＋ H 2 O == =CO 2 ＋ 6H ＋ (2) 碱性介质，如 KOH 溶液： CH 3 OH 在负极上失去电子，在碱性条件下 生成 ， 1 mol CH 3 OH 失去 6 mol e － ， O 2 在正极上得到电子生成 OH － ，电极反应式为： 负极 ： ； 正极： 。 负极 ： ； 正极： 。 (4) 掺杂 Y 2 O 3 的 ZrO 3 固体作电解质，在高温下能传导正极生成的 O 2 － ；根据 O 2 － 移向负极，在负极上 CH 3 OH 失电子生成 CO 2 气体，而 O 2 在正极上得电子生成 O 2 － ，电极反应式为： 负极 ： ； 正极： 。 CH 3 OH － 6e － ＋ 3O 2 － == =CO 2 ＋ 2H 2 O 2 题 组 集训 题组一　原电池的工作原理 1 . 右 图 为一种原电池，下列有关说法中正确的 是 A. 甲中盛 ZnSO 4 溶液，乙中盛 CuSO 4 溶液，锌 为 阴极 B. 乙中盛 CuSO 4 溶液， Cu 2 ＋ 在铜电极上被氧化 C. 电池工作时，盐桥中的阳离子移向甲， 阴离子 移 向乙，溶液仍保持电中性 D. 在 Zn 极上发生的电极反应为 Zn － 2e － == =Zn 2 ＋ 解析 答案 √ 1 2 3 4 5 6 解析　 锌为负极，不是阴极， A 项错误 ； Cu 2 ＋ 在乙中得电子，被还原成 Cu ， B 项错误 ； 甲 中阳离子增多，故盐桥中阴离子进入甲，同理，盐桥中阳离子进入乙， C 项错误 ； 金属 Zn 比 Cu 活泼，作负极，其电极反应式为 Zn － 2e － == =Zn 2 ＋ ， D 项正确。 1 2 3 4 5 6 2. 某同学用下图实验装置验证通过改变浓度来实现反应 2Fe 3 ＋ ＋ 2I － == =2Fe 2 ＋ ＋ I 2 中 Fe 3 ＋ 与 Fe 2 ＋ 的相互转化。 K 闭合时，电流计指针第一次发生偏转，当指针归零后，向左管滴加 0.01 mol·L － 1 的 AgNO 3 溶液，发现指针第二次偏转，方向相反。下列有关说法不正确的 是 A. 指针第一次偏转时， b 极反应式为 Fe 3 ＋ ＋ e － == =Fe 2 ＋ B. 加入 AgNO 3 后， a 为正极 C. 当 b 极有 0.001 mol Fe 3 ＋ 被还原时 ， 则 通过盐桥的电子数为 0.001 N A D. 第二次指针偏转的原因是： I － 浓度 减小， 反应 逆向 进行 √ 解析 答案 1 2 3 4 5 6 解析　 原溶液第一次电流计指针偏转实验时， a 电极发生 2I － － 2e － == =I 2 ， a 为负极， b 电极发生 Fe 3 ＋ ＋ e － == =Fe 2 ＋ ， b 为正极，所以 A 描述正确 。 指针 归零说明上述反应完全进行，这时在左侧滴加 AgNO 3 ， Ag ＋ ＋ I － == =AgI ↓ ， I － 浓度减小后反应逆向进行， a 电极发生 I 2 ＋ 2e － == =2I － ， a 为正极， b 电极发生 Fe 2 ＋ － e － == =Fe 3 ＋ ， b 为负极，所以 B 、 D 描述都正确 。 两种 情况下，盐桥都是通过离子迁移形成内电路的一部分，所以盐桥中没有电子转移， C 描述错误。 1 2 3 4 5 6 3. 某学生利用如图实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。按照实验步骤依次回答下列问题： 解析 答案 (1) 导线中电子流向为 ( 用 a 、 b 表示 ) 。 解析　 锌 铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极。原电池中，电子由负极流向正极，故电子的流向为 a → b 。 由 a 流向 b 1 2 3 4 5 6 (2) 写出装置中锌电极上的电极反应式： 。 解析 　 Zn 为负极，锌电极上的电极反应式为 Zn － 2e － == =Zn 2 ＋ 。 解析 答案 Zn － 2e － == =Zn 2 ＋ 1 2 3 4 5 6 ( 3) 若装置中铜电极的质量增加 0.64 g ，则导线中转移的电子数目 为 ( 用 N A 表示 ) 。 解析　 0.64 g 铜的物质的量为 0.01 mol ，由电极反应式 Cu 2 ＋ ＋ 2e － == =Cu 可知，生成 1 mol 铜，转移 2 mol 电子，故生成 0.01 mol 铜，导线中转移 0.02 mol 电子，电子数目为 0.02 N A 。 解析 答案 0.02 N A 1 2 3 4 5 6 (4) 装置的盐桥中除添加琼脂外，还要添加 KCl 的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的 K ＋ 、 Cl － 的移动方向的表述正确的是 ( 填字母 ) 。 A . 盐桥中的 K ＋ 向左侧烧杯移动、 Cl － 向右侧烧杯移动 B. 盐桥中的 K ＋ 向右侧烧杯移动、 Cl － 向左侧烧杯移动 C. 盐桥中的 K ＋ 、 Cl － 都向左侧烧杯移动 D. 盐桥中的 K ＋ 、 Cl － 几乎都不移动 解析 √ 答案 1 2 3 4 5 6 解析　 左侧 烧杯中锌失电子变成锌离子，使得锌电极附近带正电荷，吸引阴离子向左侧烧杯移动，右侧烧杯中铜离子得到电子变成铜，使得铜电极附近带负电荷，吸引阳离子向右侧烧杯移动，故盐桥中的 K ＋ 向右侧烧杯移动、 Cl － 向左侧烧杯移动。故选 B 。 1 2 3 4 5 6 题组二　化学电源的设计 4. 近年来有多个品牌的手机电池曾发生 爆炸事故 ，公众对电池安全性的重视程度 越来越高， 燃料电池作为安全性能较好的一类 化学电源 得到了更快的发展 。一 种以联氨 (N 2 H 4 ) 为 燃料的环保电池工作原理如图所示，工作时产生稳定无污染的物质。下列说法不正确的 是 1 2 3 4 5 6 A.M 极生成氮气且电极附近 pH 降低 B. 负极上每消耗 1 mol N 2 H 4 ，会有 4 mol H ＋ 通过质子交换膜 C. 正极的电极反应式为： O 2 ＋ 4H ＋ ＋ 4e － == =2H 2 O D.d 口流出的液体是蒸馏水 解析 答案 √ 1 2 3 4 5 6 解析　 根据氢离子的移动方向，电极 N 为正极，电极 M 为负极，电极 M 发生： N 2 H 4 － 4e － == =N 2 ↑ ＋ 4H ＋ ，电极附近 pH 降低，故 A 项正确 ； 负极 每消耗 1 mol N 2 H 4 ，转移 4 mol 电子，会有 4 mol H ＋ 通过质子交换膜，故 B 项正确 ； 正极 是氧气发生还原反应，电极反应式为： O 2 ＋ 4H ＋ ＋ 4e － == =2H 2 O ，故 C 项正确 ； 根据 题意该燃料电池的电解质为酸性溶液，因此从 d 口流出的液体是酸性溶液，故 D 项错误。 1 2 3 4 5 6 5. [2018· 温州市高三选考适应性测试 ( 二模 )] 某 电化学 气敏传感器的工作原理如图所示，下列说法 不正确 的 是 A.a 极为负极 B.b 极的电极反应式为 O 2 ＋ 4e － ＋ 2H 2 O == =4OH － C. 电解质溶液中的 OH － 移向 a 极 D. 该传感器工作一段时间后，电解质溶液的 pH 将变 大 √ 解析 答案 1 2 3 4 5 6 解析　 该传感器在工作过程中，负极上氨气失电子生成氮气，则 a 为负极，氧气在正极上得电子生成氢氧根离子，其电池的总反应为 4NH 3 ＋ 3O 2 == =2N 2 ＋ 6H 2 O 。该传感器在工作过程中，氨气失电子生成氮气，则 a 为负极，故 A 正确 ； 氧气 在正极上得电子生成氢氧根离子， b 极的电极反应式为 O 2 ＋ 4e － ＋ 2H 2 O == =4OH － ，故 B 正确 ； 碱性 条件下，氨气失电子生成氮气和水，则 a 极的电极反应式为 2NH 3 ＋ 6OH － － 6e － == =N 2 ＋ 6H 2 O ，消耗 OH － ，电解质溶液中的 OH － 移向 a 极，故 C 正确 ； 该 传感器在工作过程中总反应为 4NH 3 ＋ 3O 2 == =2N 2 ＋ 6H 2 O ，所以 KOH 的物质的量浓度变小， pH 值变小，故 D 错误。 1 2 3 4 5 6 6.(2017· 浙江省高三 “ 超级全能生 ” 选考科目 8 月 联 考 ) 镍氢电池具有性能好、寿命长等优点 ，其 反应 原理是 NiO(OH) ＋ MH == =NiO ＋ M ＋ H 2 O ， MH 可理解为储氢合金 M 中吸收结合氢原子 ， 下列 说法不正确的 是 A.MH 电极是负极 B.OH － 向 MH 极移动 C. 正极的电极反应式： NiO(OH) ＋ e － == =NiO ＋ OH － D. 电子从 MH 电极流向 NiO(OH) 电极，经 KOH 溶液流回 MH 极 解析 答案 √ 1 2 3 4 5 6 解析　 根据反应原理，负极上失电子，化合价升高，即 MH 电极为负极，故 A 说法正确 ； 根据 原电池的工作原理，阴离子向负极移动，即 OH － 移向 MH 极，故 B 说法正确 ； 电解质 为 KOH ，根据反应原理，正极的电极反应式为 NiO(OH) ＋ e － == =NiO ＋ OH － ，故 C 说法正确 ； 根据 原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，电解质溶液中只有阴、阳离子的移动，故 D 说法错误。 1 2 3 4 5 6 电解池、金属的腐蚀与防护 考点四 1. 电解池的原理 (1) 电解池 ① 概念：把电能转化为化学能的装置。 ② 构成条件 a. 有与电源相连的两个电极。 b. 电解质溶液 ( 或熔融电解质 ) 。 c. 形成闭合回路 。 1 核心回扣 ③ 电极名称及电极反应式 ( 如图 ) 阳极 氧化 阴极 还原 ④ 电子和离子的移动方向 特别提醒 　电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。 (2) 分析电解过程的思维程序 ① 首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 ② 再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组 ( 不要忘记水溶液中的 H ＋ 和 OH － ) 。 ③ 然后排出阴、阳两极各极的放电顺序 阴极： Ag ＋ ＞ Fe 3 ＋ ＞ Cu 2 ＋ ＞ H ＋ ( 酸 ) ＞ Fe 2 ＋ ＞ Zn 2 ＋ ＞ H ＋ ( 水 ) ＞ Al 3 ＋ ＞ Mg 2 ＋ ＞ Na ＋ ＞ Ca 2 ＋ ＞ K ＋ 。 阳极：活泼电极＞ S 2 － ＞ I － ＞ Br － ＞ Cl － ＞ OH － ＞含氧酸根 离子。 注意　 a. 阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液 ( 或熔融电解质 ) 中的阳离子放电。 b. 最常用、最重要的放电顺序：阳极： Cl － ＞ OH － ；阴极： Ag ＋ ＞ Cu 2 ＋ ＞ H ＋ 。 c. 电解水溶液时， K ＋ ～ Al 3 ＋ 不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到 K 、 Ca 、 Na 、 Mg 、 Al 等金属。 ④ 分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 ⑤ 最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 (3) 利用电解的思维程序书写电极反应式和总反应式 ① 用惰性电极电解 AgNO 3 溶液 阳极反应式： ； 阴极反应式： ； 总反应 离子方程式： 。 4OH － － 4e － ===O 2 ↑ ＋ 2H 2 O( 或 2H 2 O － 4e － ===O 2 ↑ ＋ 4H ＋ ) 4Ag ＋ ＋ 4e － == =4Ag ② 用惰性电极电解 MgCl 2 溶液 阳极反应式： ； 阴极反应式： ； 总反应 离子方程式： 。 ③ 用铁作电极电解 NaCl 溶液 阳极反应式： ； 阴极反应式： ； 总反应 化学方程式： 。 2Cl － － 2e － == =Cl 2 ↑ 2H 2 O ＋ 2e － ＋ Mg 2 ＋ == =H 2 ↑ ＋ Mg(OH) 2 ↓ Fe － 2e － == =Fe 2 ＋ 2H ＋ ＋ 2e － == =H 2 ↑ ( 或 2H 2 O ＋ 2e － == =H 2 ↑ ＋ 2OH － ) ④ 用铁作电极电解 NaOH 溶液 阳极反应式： ； 阴极反应式： ； 总反应 离子方程式： 。 Fe － 2e － ＋ 2OH － == =Fe(OH) 2 2H 2 O ＋ 2e － == =H 2 ↑ ＋ 2OH － 归纳总结 1. 做到 “ 三看 ” ，正确书写电极反应式 (1) 一看电极材料，若是金属 (Au 、 Pt 除外 ) 作阳极，金属一定被电解 ( 注： Fe 生成 Fe 2 ＋ ) 。 (2) 二看介质，介质是否参与电极反应。 (3) 三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼 。 2. 规避 “ 三个 ” 失分点 (1) 书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。 (2) 要确保两极电子转移数目相同，且应注明条件 “ 通电 ” 。 (3) 电解水溶液时，应注意放电顺序中位于 H ＋ 、 OH － 之后的离子一般不参与放电。 2. 电解原理的应用 (1) 电解饱和食盐水 ① 电极反应式 阳极 ： ( 反应 ) 阴极 ： ( 反应 ) ② 总反应方程式： ③ 应用：氯碱工业 制 、 和 。 2Cl － － 2e － == =Cl 2 ↑ 氧化 还原 2H ＋ ＋ 2e － == =H 2 ↑ 烧碱 氯气 氢气 (2) 电镀 下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： ① 镀件 作 极 ，镀层金属银 作 极 。 ② 电解质溶液 是 。 ③ 电极反应式： 阳极 ： ； 阴极 ： 。 ④ 特点 ： 极 溶解 ， 极 沉积，电镀液的 浓度 。 阴 阳 AgNO 3 溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液 Ag － e － == =Ag ＋ Ag ＋ ＋ e － == =Ag 阳 阴 不变 (3) 电解精炼铜 ① 电极材料：阳极 为 ； 阴极 为 。 ② 电解质溶液：含 Cu 2 ＋ 的盐溶液。 ③ 电极反应式： 阳极 ： 、 、 、 ； 阴极 ： 。 粗铜 纯铜 Zn － 2e － == =Zn 2 ＋ Fe － 2e － == =Fe 2 ＋ Ni － 2e － == =Ni 2 ＋ Cu － 2e － == =Cu 2 ＋ Cu 2 ＋ ＋ 2e － == =Cu (4) 电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属 K 、 Ca 、 Na 、 Mg 、 Al 等。 ① 冶炼钠 2NaCl( 熔融 ) 2Na ＋ Cl 2 ↑ 电极反应式： 阳极 ： ； 阴极 ： 。 2Cl － － 2e － == =Cl 2 ↑ 2Na ＋ ＋ 2e － == =2Na ② 冶炼铝 2Al 2 O 3 ( 熔融 ) 4Al ＋ 3O 2 ↑ 电极反应式： 阳极 ： ； 阴极 ： 。 3. 金属的腐蚀与防护 (1) 金属腐蚀的本质 金属 原子 变为 ， 金属 发生 。 6O 2 － － 12e － == =3O 2 ↑ 4Al 3 ＋ ＋ 12e － == =4Al 失去电子 金属阳离子 氧化反应 (2) 金属腐蚀的类型 ① 化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属 跟 接触 不纯金属或合金 跟 接触 现象 电流 产生 电流 产生 本质 金属 被 _____ 较活泼金属 被 _____ 联系 两者往往同时发生 ， 腐蚀 更普遍 其他物质直接 电解质溶液 无 有微弱 氧化 氧化 电化学 ② 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析： 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 电极反应 负极 ________________ 正极 _________________ ________________________ 总反应式 _____________________ _________________________ 更 普遍 Fe － 2e － == =Fe 2 ＋ 2H ＋ ＋ 2e － == =H 2 ↑ O 2 ＋ 2H 2 O ＋ 4e － == =4OH － Fe ＋ 2H ＋ == =Fe 2 ＋ ＋ H 2 ↑ 2Fe ＋ O 2 ＋ 2H 2 O == =2Fe(OH) 2 吸氧腐蚀 (3) 金属的防护 ① 电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法 —— 原电池原理 a. 负极：比被保护金属活泼的金属； b. 正极：被保护的金属设备。 外加电流的阴极保护法 —— 电解原理 a. 阴极：被保护的金属设备； b. 阳极：惰性金属或石墨。 ② 改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。 ③ 加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。 2 题 组 集训 题组一　电解原理应用 1.(2018· 浙江省 “ 七彩阳光 ” 联盟高三上学期期初联考 ) 碱液吸收方法也是处理氮氧化物的常用方法，将氢氧化钠溶液脱硝得到的 NaNO 2 、 NaNO 3 的混合液和 NaOH 溶液分别加到下图所示的电解槽中进行电解可以进一步处理成无害物质 N 2 排放。 A 室产生 N 2 的 电极反应式是 ____________________ _ _______ 。 答案 1 2 3 4 5 2. 电解 Na 2 CO 3 溶液，原理如图所示。 解析 答案 阳极的电极反应式为： ， 阴极产生的物质 A 的化学式为： 。 H 2 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 3. 氯气含量检测仪工作原理示意图如下： 解析 答案 Cl 2 在 Pt 电极放电的电极反应是 。 解析　 Cl 2 在 Pt 电极放电生成氯离子，与银离子结合成氯化银，从而检测氯气，电极反应为 Cl 2 ＋ 2e － ＋ 2Ag ＋ == =2AgCl 。 Cl 2 ＋ 2e － ＋ 2Ag ＋ == =2AgCl 1 2 3 4 5 解析 题组二　金属腐蚀与防护 4. 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 答案 √ 1 2 3 4 5 解析　 钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁 ( 阳极 ) 流向正极，从负极流向钢管桩 ( 阴极 ) ， A 、 B 正确 ； C 项，题给信息高硅铸铁为 “ 惰性辅助阳极 ” 不损耗，错误。 1 2 3 4 5 5.(2017· 温州中学期中 ) 钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题。 (1) 铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈 (Fe 2 O 3 · x H 2 O) ，写出铁发生电化学腐蚀时正极的电极反应 ( 中性环境 ) ： 。 解析　 钢铁 在中性环境下发生吸氧腐蚀，正极上氧气放电： O 2 ＋ 4e － ＋ 2H 2 O == =4OH － 。 解析 答案 O 2 ＋ 4e － ＋ 2H 2 O == =4OH － 1 2 3 4 5 (2) 生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的离子方程式为 。 解析　 铁锈 和盐酸反应生成铁离子，铁离子和 Fe 发生氧化还原反应生成亚铁离子，离子方程式为 2Fe 3 ＋ ＋ Fe == =3Fe 2 ＋ 。 解析 答案 2Fe 3 ＋ ＋ Fe == =3Fe 2 ＋ 1 2 3 4 5 (3) 下列各个装置中铁棒被腐蚀由难到易的顺序是 ( 填字母 ) 。 解析 A.DBCA B.ABCD C.DBAC D.BCAD 答案 √ 1 2 3 4 5 解析　 C 装置是铁的正常的腐蚀 ； A 装置中，铁作负极，腐蚀速率加快 ； B 、 D 装置中，铁均被保护，但由于外加电源的阴极保护法比牺牲阳极的阴极保护法更有效，故铁棒被腐蚀由难到易的顺序是 DBCA 。 1 2 3 4 5 (4) 在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀 。 装置 如图所示 ： 请回答： B 电极对应的金属是 ( 写元素名称 ) ， A 电极的 电极 反应式 是 。 解析 答案 解析　 电镀 时，镀层 Cu 作阳极、镀件 Fe 作阴极，所以 B 电极的材料是铁，阳极的电极反应式为 Cu － 2e － == =Cu 2 ＋ 。 铁 Cu － 2e － == =Cu 2 ＋ 1 2 3 4 5 三年选考　五次真题 ( 一 ) 热化学 1.(2018· 浙江 4 月选考， 21) 氢卤酸的 能量关系 如 图所示，下列说法正确的是 答案 解析 A. 已知 HF 气体溶于水放热，则 HF 的 Δ H 1 <0 B. 相同条件下， HCl 的 Δ H 2 比 HBr 的小 C. 相同条件下， HCl 的 (Δ H 3 ＋ Δ H 4 ) 比 HI 的大 D. 一定条件下，气态原子生成 1 mol H—X 键放出 a kJ 能量，则该条件 下 Δ H 2 ＝ a kJ·mol － 1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析　 A 项，由 HF(aq) 生成 HF(g) ，需吸热，所以 Δ H 1 ＞ 0 ； B 项，由于 HCl 的键能大于 HBr 的键能，所以 HCl 的 Δ H 2 应大于 HBr 的 Δ H 2 ； C 项， Δ H 3 ＋ Δ H 4 是 H ＋ (aq) ― → H(g) 的过程， Δ H 3 ＋ Δ H 4 都一样大。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2.(2017· 浙江 11 月选考， 19) 根据 Ca(OH) 2 /CaO 体系的能量循环图： 答案 解析 下列说法正确的是 A.Δ H 5 ＞ 0 B.Δ H 1 ＋ Δ H 2 ＝ 0 C.Δ H 3 ＝ Δ H 4 ＋ Δ H 5 D.Δ H 1 ＋ Δ H 2 ＋ Δ H 3 ＋ Δ H 4 ＋ Δ H 5 ＝ 0 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析　 根据气态水变为液态水放热，故 A 错误 ； 由 转化关系图可知 Δ H 1 ＋ Δ H 2 ≠ 0 ，故 B 错误 ； 由 转化关系图可知 Δ H 3 ≠ Δ H 4 ＋ Δ H 5 ，故 C 错误 ； 由 转化关系图可知，经过一个循环之后回到原始状态， Δ H 1 ＋ Δ H 2 ＋ Δ H 3 ＋ Δ H 4 ＋ Δ H 5 ＝ 0 ，故 D 正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 3.(2017· 浙江 4 月选考， 9) 下列物质放入水中，会显著放热的是 A. 食盐 B . 蔗糖 C . 酒精 D . 生石灰 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 4.(2017· 浙江 4 月选考， 19) 已知断裂 1 mol H 2 (g) 中的 H—H 键需要吸收 436.4 kJ 的能量，断裂 1 mol O 2 (g) 中的共价键需要吸收 498 kJ 的能量，生成 H 2 O(g) 中的 1 mol H—O 键能放出 462.8 kJ 的能量。下列说法正确的是 A. 断裂 1 mol H 2 O 中的化学键需要吸收 925.6 kJ 的能量 B.2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(g) 　 Δ H ＝－ 480.4 kJ·mol － 1 C.2H 2 O(l) == =2H 2 (g) ＋ O 2 (g) 　 Δ H ＝ 471.6 kJ·mol － 1 D.H 2 (g) ＋ O 2 (g ) == =H 2 O(l) 　 Δ H ＝－ 240.2 kJ·mol － 1 答案 解析 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析　 未说明 1 mol H 2 O 的状态，不能计算能量变化， A 错误 ； 2H 2 (g ) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(g) 　 Δ H ＝ 436.4 kJ·mol － 1 × 2 ＋ 498 kJ·mol － 1 － 4 × 462.8 kJ·mol － 1 ＝－ 480.4 kJ·mol － 1 ， B 正确 ； 未知 气态水转化为液态水时放出的热量不能计算焓变， C 错误 ； 根据 B 中分析可知 H 2 (g) ＋ O 2 (g ) == =H 2 O(g) 　 Δ H ＝－ 240.2 kJ·mol － 1 ， D 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5.(2016· 浙江 10 月选考， 19) 根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是 A.N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) == =2NH 3 (g) 　 Δ H ＝－ ( b － a ) kJ·mol － 1 B.N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) == =2NH 3 (g) 　 Δ H ＝－ ( a － b ) kJ·mol － 1 C.2NH 3 (l) == =N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) 　 Δ H ＝ 2( a ＋ b － c ) kJ·mol － 1 D.2NH 3 (l) == =N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) 　 Δ H ＝ 2( b ＋ c － a ) kJ·mol － 1 √ 解析 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析　 根据图示知 N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) == =2NH 3 (g) 　 Δ H ＝－ 2( b － a ) kJ·mol － 1 ，所以 A 、 B 两项错误 ； 根据 图示知 2NH 3 (l) == =N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) 　 Δ H ＝ 2( b ＋ c － a ) kJ·mol － 1 ，所以 C 项错误、 D 项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 6. [ 2017· 浙江 11 月选考， 30( 一 )(3) ] 十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历 “ 十氢萘 (C 10 H 18 ) → 四氢萘 (C 10 H 12 ) → 萘 (C 10 H 8 ) ” 的脱氢过程释放氢气。已知： C 10 H 18 (l)  C 10 H 12 (l) ＋ 3H 2 (g) 　 Δ H 1 C 10 H 12 (l)  C 10 H 8 (l) ＋ 2H 2 (g) 　 Δ H 2 Δ H 1 ＞ Δ H 2 ＞ 0 ， C 10 H 18 → C 10 H 12 的活化能为 E a1 ， C 10 H 12 → C 10 H 8 的活化能为 E a2 ，十氢萘的常压沸点为 192 ℃ ；在 192 ℃ ，液态十氢萘脱氢反应的平衡转化率约为 9% 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 温度 335 ℃ ，在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘 (1.00 mol) 催化脱氢实验，测得 C 10 H 12 和 C 10 H 8 的产率 x 1 和 x 2 ( 以物质的量分数计 ) 随时间的变化关系，如图 1 所示。 ① 在 8 h 时，反应体系内氢气的量 为 mol( 忽略其他副反应 ) 。 解析　 该 反应可以直接看作十氢萘分别分解为四氢萘和萘，则生成氢气的物质的量： 0.374 mol × 5 ＋ 0.027 mol × 3 ＝ 1.951 mol 。 解析 答案 1.951 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ② x 1 显著低于 x 2 的原因 是 __________________________________________ 。 ③ 在图 2 中绘制 “ C 10 H 18 → C 10 H 12 → C 10 H 8 ” 的 “ 能量～反应过程 ” 示意图 。 答案 催化剂显著降低了反应 2 的活化能，反应生成 的 C 10 H 12 很快转变成 C 10 H 8 ，故 x 1 显著低于 x 2 答案　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7. [ 2017· 浙江 4 月选考， 30(1) ] 已知： 2Al 2 O 3 (s) == =4Al(g) ＋ 3O 2 (g) 　 Δ H 1 ＝ 3 351 kJ·mol － 1 2C(s) ＋ O 2 (g) == =2CO(g) 　 Δ H 2 ＝－ 221 kJ·mol － 1 2Al(g) ＋ N 2 (g) == =2AlN(s) 　 Δ H 3 ＝－ 318 kJ·mol － 1 碳热还原 Al 2 O 3 合成 AlN 的总热化学方程式 是 __ _ ____________________ 。 答案 Al 2 O 3 (s) ＋ 3C(s) ＋ N 2 (g) == =2AlN(s) ＋ 3CO(g) Δ H ＝ 1 026 kJ·mol － 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 8. [ 2017· 浙江 10 月选考， 30(2) ① ] 已知： Cl 2 (g) ＋ 2NaOH(aq) == =NaCl(aq) ＋ NaClO(aq) ＋ H 2 O(l) 　 Δ H 1 ＝－ 102 kJ·mol － 1 3Cl 2 (g) ＋ 6NaOH(aq) === 5NaCl(aq) ＋ NaClO 3 (aq) ＋ 3H 2 O(l) 　 Δ H 2 ＝ － 422 kJ·mol － 1 写出在溶液中 NaClO 分解生成 NaClO 3 的热化学方程式 ： _____________ 。 3NaClO(aq )=== 2NaCl(aq) ＋ NaClO 3 (aq) Δ H ＝－ 116 kJ·mol － 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 9. [ 2017· 浙江 4 月选考， 30(2) ③ ] 已知 298 K 和 101 kPa 条件下： N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) == =2NH 3 (g) 　 Δ H 1 2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(l) 　 Δ H 2 2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(g) 　 Δ H 3 4NH 3 (g) ＋ O 2 (g) == =2N 2 H 4 (l) ＋ 2H 2 O(l) 　 Δ H 4 则 N 2 H 4 (l) 的标准燃烧热 Δ H ＝ 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ( 二 ) 电化学 10.(2018· 浙江 4 月选考， 17) 锂 (Li)— 空气电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A. 金属锂作负极，发生氧化反应 B.Li ＋ 通过有机电解质向水溶液处移动 C. 正极的电极反应： O 2 ＋ 4e － == =2O 2 － D. 电池总反应： 4Li ＋ O 2 ＋ 2H 2 O == =4LiOH 答案 解析 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析　 锂 (Li)— 空气电池，锂作负极，空气作正极。负极反应： 4Li － 4e － == =4Li ＋ ，正极反应： O 2 ＋ 4e － ＋ 2H 2 O == =4OH － ，总反应： 4Li ＋ O 2 ＋ 2H 2 O == =4LiOH 。在原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以 A 、 B 、 D 正确， C 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 11.(2017· 浙江 11 月选考， 17) 金属 (M)— 空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的 是 A. 金属 M 作电池负极 B. 电解质是熔融的 MO C. 正极的电极反应为 O 2 ＋ 4e － ＋ 2H 2 O == =4OH － D. 电池总反应为 2M ＋ O 2 ＋ 2H 2 O == = 2M(OH) 2 √ 解析　 金属 (M)— 空气电池中 M 失电子作负极，故 A 正确 ； 由 图可知电解质是熔融的 M(OH) 2 ，故 B 错误 ； 空气 得电子作正极，电极反应为 O 2 ＋ 4e － ＋ 2H 2 O == =4OH － ，故 C 正确 ； 电池 总反应为 2M ＋ O 2 ＋ 2H 2 O == =2M(OH) 2 ，故 D 正确。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 解析 12.(2017· 浙江 4 月选考， 17) 银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理： Zn ＋ Ag 2 O ＋ H 2 O == =Zn(OH) 2 ＋ 2Ag 。其工作示意图如图所示。下列说法不正确的是 A.Zn 电极是负极 B.Ag 2 O 电极发生还原反应 C.Zn 电极的电极反应式： Zn － 2e － ＋ 2OH － == =Zn(OH) 2 D. 放电前后电解质溶液的 pH 保持不变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析　 反应中锌失去电子， Zn 电极是负极， A 正确 ； Ag 2 O 得到电子，发生还原反应， B 正确 ； 电解质溶液 显碱性， Zn 电极的电极反应式： Zn － 2e － ＋ 2OH － == =Zn(OH) 2 ， C 正确 ； 根据 方程式可知消耗水，且产生氢氧化锌，氢氧根浓度增大，放电后电解质溶液的 pH 升高， D 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 13.(2017· 浙江 10 月选考， 17) 在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式： 2Fe ＋ 2H 2 O ＋ O 2 == =2Fe(OH) 2 ， Fe(OH) 2 进一步被氧气氧化为 Fe(OH) 3 ，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。下列说法正确的是 A. 铁片发生还原反应而被腐蚀 B. 铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域 C. 铁片腐蚀中负极发生的电极反应： 2H 2 O ＋ O 2 ＋ 4e － == =4OH － D. 铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析　 A 项，在铁的吸氧腐蚀过程中，铁片发生氧化反应而被腐蚀 ； B 项，铁片负极腐蚀最严重，由于离子的移动，在正极区域生成铁锈最多 ； C 项，铁片负极反应式应为 Fe － 2e － == =Fe 2 ＋ 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 解析 14.(2018· 浙江 4 月选考， 17)Mg—H 2 O 2 电池是一种化学电源，以 Mg 和石墨为电极，海水为电解质溶液，示意图如图所示。下列说法不正确的是 A. 石墨电极是该电池的正极 B. 石墨电极上发生还原反应 C.Mg 电极的电极反应式： Mg － 2e － == =Mg 2 ＋ D. 电池工作时，电子从 Mg 电极经导线流向石墨电极，再从 石墨电极 经 电解质溶液流向 Mg 电极 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析　 Mg 易失电子发生氧化反应而作负极，石墨电极是该电池的正极，故 A 正确 ； H 2 O 2 在石墨电极上得电子发生还原反应，故 B 正确 ； Mg 易失电子发生氧化反应而作负极，电极反应为 Mg － 2e － == =Mg 2 ＋ ，故 C 正确 ； 电池 工作时，电子从负极 Mg 电极经导线流向石墨电极，但是电子不会经过电解质溶液，故 D 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 15.[2018· 浙江 4 月选考， 30( 一 )] 以四甲基氯化铵 [(CH 3 ) 4 NCl] 水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵 [(CH 3 ) 4 NOH] ，装置如图所示。 (1) 收集到 (CH 3 ) 4 NOH 的区域是 ( 填 a 、 b 、 c 或 d) 。 ( 2) 写出电池总反应 ： 。 d 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16. [ (2017· 浙江 11 月选考， 30( 二 ) ] 科学家发现，以 H 2 O 和 N 2 为原料，熔融 NaOH—KOH 为电解质，纳米 Fe 2 O 3 作催化剂，在 250 ℃ 和常压下可实现电化学合成氨。阴极区发生的变化可视为按两步进行。 请补充完整。 电极反应式： 和 2Fe ＋ 3H 2 O ＋ N 2 == = 2NH 3 ＋ Fe 2 O 3 。 答案 Fe 2 O 3 ＋ 6e － ＋ 3H 2 O == =2Fe ＋ 6OH － 解析　 根据阴极的另一个方程式以及题干信息可知， Fe 2 O 3 参与阴极反应，生成 Fe 。电解质为熔融 NaOH—KOH ，则阴极电极反应式为 Fe 2 O 3 ＋ 6e － ＋ 3H 2 O == =2Fe ＋ 6OH － 和 2Fe ＋ 3H 2 O ＋ N 2 == =2NH 3 ＋ Fe 2 O 3 。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 17. [ 2017· 浙江 4 月选考， 30(3) ] 据文献报道， CO 2 可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式 是 _______________________ 。 答案 CO 2 ＋ 6H 2 O ＋ 8e － == = CH 4 ＋ 8OH － 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18. [ 2017· 浙江 10 月选考， 30(3) ] 电解 NaClO 3 水溶液可制备 NaClO 4 。在电解过程中由于阴极上吸附氢气，会使电解电压升高，电解效率下降。为抑制氢气的产生，可选择合适的物质 ( 不引入杂质 ) ，写出该电解的 总 化学方程式 。 答案 解析 解析　 电解 NaClO 3 水溶液可制备 NaClO 4 。在电解过程中由于阴极上吸附氢气，会使电解电压升高，电解效率下降。由于 H 2 是还原性的物质，可加入氧化性的物质 O 2 来消除其影响，同时不产生新的杂质。该电解的总化学方程式是 2NaClO 3 ＋ O 2 2NaClO 4 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18