《江苏专用2019届高考化学一轮复习专题四化学反应中的能量变化专题提升学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏专用2019届高考化学一轮复习专题四化学反应中的能量变化专题提升学案（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1专题四专题四 化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化专题提升专题提升一、电化学中的交换膜1.交换膜的功能使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷)。2.交换膜在中学电化学中的作用(1)防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素。(如在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的氯气进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的氢气混合发生爆炸)。(2)用于物质的制备、分离、提纯等。3.离子交换膜的类型常见的离子交换膜为：阳离子交换膜、阴离子交换膜、特殊离子交换膜等。例 1 (2017合肥质检)目前电解法制烧碱通常采用离子交换膜法，阳(
2、阴)离子交换膜不允许阴(阳)离子通过。则下列叙述中错误的是( )A.NaOH、H2均在区产生B. 图中 a 为阴离子交换膜C.使用离子交换膜可以有效地隔离 NaOH 和 Cl2，阻止二者之间的反应D.电解时往区的溶液中滴加几滴甲基橙，溶液先变红后褪色解析 区是阴极室，H(H2O)放电生成氢气，同时促进水的电离，生成氢氧化钠，区Na通过 a 进入 I 区，故 a 应该是阳离子交换膜；区和电源的正极相连，为阳极，Cl放电生成氯气，区 Cl通过 b 进入区，故 b 应该是阴离子交换膜；氯气溶于水显酸性，同时次氯酸还具有漂白性，所以滴入甲基橙后溶液先变红后褪色。错误的是 B。答案 B例 2 加碘食盐中
3、含有碘酸钾(KIO3)，现以电解法制备碘酸钾，实验装置如图所示。先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液，发生反应：3I26KOH=5KIKIO33H2O，将该溶液加入阳极区，另将氢氧化钾溶液加入阴极区，开始电解。下列说法中正确的是( )2A.电解过程中 OH从 a 极区通过离子交换膜 c 进入 b 极区B.随着电解进行，KOH 溶液浓度会逐渐减小C.a 电极反应式：I6e6OH= IO3H2O，a 极区的 KI 最终转变为 KIO3 3D.当阳极有 0.1 mol I放电时，阴极生成 6.72 L H2解析 与外加电源正极相连的是电解池的阳极，即 a 电极是阳极，故 b 电极是阴极；题意知阳极区的
4、物质有：KOH、KI、KIO3、H2O，阳极将发生失电子的氧化反应，失电子能力：IOHIO，故发生反应 I6e6OH= IO3H2O，在阴极上 H(H2O)放电， 3 36H2O6e=3H26OH，电解总反应为：I3H2OIO3H2，故电解时 KOH 浓度会增大；b 极区 OH会通过 c 进=电解 3入 a 极区，c 应为阴离子交换膜。正确的是 C。答案 C例 3 (2017无锡两市六校联考)工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。下列说法中不正确的是( )A.阴极材料可以是 Fe，含氧酸根杂质不参与
5、电极反应B.该电解槽的阴极反应式为：4OH4e=2H2OO2 C.通电后，该电解槽阴极附近溶液的 pH 会逐渐减小 D.除去杂质后，氢氧化钾溶液从出口 B 导出来解析 该电解槽中阴离子放电顺序 OH含氧酸根离子，阳离子放电顺序 HK，故此电解反应的实质是电解水，阴极反应是 2H2O2e=2OHH2，通电后阴极区的 pH 会增大，阳极反应是 4OH4e=2H2OO2，电解总反应是32H2O2H2O2，阳极区c(OH)减小，K会通过阳离子交换膜流向阴极=电解与产生的 OH结合，以 KOH 溶液的形式从 B 口导出。由此可得出 A、D 正确，B、C 错误。答案 BC二、电化学中的介质对电极反应的影响
6、电化学中常见的五大介质(以 CH3OH 、O2 燃料电池为例)介质一：K2SO4中性溶液总反应式：2CH3OH3O2=2CO24H2O()负极：2CH3OH12e2H2O=2CO212H()正极： 介质二：KOH 碱性介质总反应式：2CH3OH 3O2 4OH= 2CO6H2O23()负极：2CH3OH12e16OH=2CO12H2O23()正极： 介质三：H2SO4溶液酸性 总反应式：2CH3OH3O2=2CO24H2O()负极：2CH3OH12e2H2O=2CO212H()正极： 介质四：熔融盐介质，如熔融的 K2CO3总反应：2CH3OH3O2=2CO2 4H2O()负极：2CH3OH1
7、2e6CO=8CO24H2O23()正极： 介质五：掺杂 Y2O3的 ZrO3固体电解质，在高温下能传导正极生成的 O2 总反应：2CH3OH3O2=2CO2 4H2O()负极：2CH3OH12e6O2=2CO24H2O()正极： 答案 3O212e6H2O=12OH 3O212e6H2O=12OH 3O212e12H=6H2O 3O212e6CO2=6CO 3O212e=6O223规律 首先要分析介质是否参与总反应，然后写出总反应方程式，O2在不同介质中的转化关系(O2得电子转化为 O2，碱性(中性)溶液中转化为 OH；酸性溶液中转化为 H2O，熔融4碳酸盐中转化为 CO；固体氧化物转化为
8、O2)，写出正极反应，利用相减法(总反应正23极反应负极反应)，写出负极反应。例 4 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为 CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H 。下列有关说法正确的是( )A.检测时，电解质溶液中的 H 向负极移动 B.若有 0.4 mol 电子转移，则在标准状况下消耗 4.48 L 氧气C.电池反应的化学方程式为 CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD.正极上发生的反应为 O24e 2H2O=4OH解析 解答本题时审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要往正极移动，故 A 错；因电解质溶液是酸性的，不可能存在 OH
9、 ，故正极的反应式为O24H 4e =2H2O，转移 4 mol 电子时消耗 1 mol O2，则转移 0.4 mol 电子时消耗(标准状况下)2.24 L O2，故 B、D 错；电池反应式即正负极反应式之和，将两极的反应式相加可知 C 正确。答案 C例 5 某燃料电池以 Ca(HSO4)2固体为电解质传递 H ，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为 2H2O2=2H2O。请回答：(1)H 由 极通过固体酸电解质传递到另一极(填 a 或 b)。(2)b 极上发生的电极反应式 。解析 a 极为负极，b 极为正极，电极反应式分别为负极：2H24e =4H 正极：O24e 4H =2H2O，其中正
10、极上的 H 来自负极生成的 H 。答案 (1)a (2)O24e4H =2H2O5专题测试专题测试( (四四) )一、单项选择题1.某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是( )A.反应过程 a 有催化剂参与B.该反应为放热反应，热效应等于 HC.改变催化剂，可改变该反应的反应热D.有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1E2解析 过程 b 的活化能小，有催化剂参加，A 错误；反应物能量大于生成物能量，为放热反应，B 正确；催化剂不影响反应热，C 错误；有催化剂条件下，反应的活化能为E1，D 错误。答案 B2.某小组进行电化学研究，甲同学设计如图所示的装置图，乙同学利用甲的装置和桌面其他的药
11、品与材料，不能完成的实验是( )A.使甲同学的正极变为负极B.设计一个新的原电池C.在碳电极上镀锌D.使锌电极受到保护解析 A 项，将铜与石墨相连，以 AgNO3溶液作电解质，铜为负极，正确；B 项，铝铜6AgNO3溶液、铝铜CuSO4溶液等均可以组成新的原电池，正确；C 项，镀锌是电解池，错误；D 项，锌与铝相连，锌作正极，受到保护，正确。答案 C3.某研究性学习小组设计了用化学电源使 LED 灯发光的装置，示意图如图所示。下列说法不正确的是( )A.锌是负极，电子从锌片经导线流向铜片B.氢离子在铜片表面被还原C.锌质量减少 65 g 时，铜电极表面析出氢气 22.4 LD.装置中存在“化学
12、能电能光能”的转换解析 锌质量减少 65 g 时，在标准状况下铜电极表面析出氢气是 22.4 L，C 错误。答案 C4.下列有关电化学装置完全正确的是( )ABCD铜的精炼铁上镀银防止 Fe 被腐蚀构成铜锌原电池解析 电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，故 A 错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，故 B 错误；C 是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，故 D 错误。答案 C5.下列说法正确的是( )A.镀锌铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈B.铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀C.实验室利用 Z
13、n 和稀硫酸反应制氢气时，滴加少量 CuSO4可加快反应速率D.铅蓄电池在放电过程中，负极质量减少，正极质量增加7解析 A 项，镀层是锌，当镀层破坏时，易形成电化学腐蚀而使相对活泼金属被腐蚀，即锌的腐蚀会加剧，铁受到保护，错误；B 项，在海轮外壳上应装上比铁活泼的锌，不能用铜，否则加快铁的腐蚀，错误；C 项，Zn 置换出 Cu，在稀硫酸中构成原电池，加快反应速率，正确；D 项，铅蓄电池负极反应为：Pb2eSO=PbSO4，PbSO4不溶于水，负极24质量增加，错误。答案 C6.已知：CO2(g)C(s)=2CO(g) H1C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H2CO(g)H2O(g)=
14、CO2(g)H2(g) H3CuO(s)CO(g)=Cu(s)CO2(g) H42CuO(s)C(s)=2Cu(s)CO2(g) H5下列关于上述反应焓变的判断不正确的是( )A.H10 B.H20C.H2H3 D.H52H4H1 解析 前两个反应为吸热反应，所以 H1、H2均大于 0，A、B 正确；第 3 个反应为H3H2H1，H2H3H1，由前分析 H1、H2均大于 0，所以 H2H3，错误。答案 C7.某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为 Al，其他电极均为 Cu，则下列说法正确的是( )A.电流方向：电极电极B.电极发生还原反应C.电极逐渐溶解D.电极的电极反应：Cu22e=Cu解析 根据原电池的构成原理，可知电极为负极，电极为正极，电极为阳极，电极8为阴极。电子流向为电极电极，故电流方向为电极电极， A 项正确；电极为负极，发生氧化反应，B 项错误；电极为正极，Cu2在此被还原， C
