整理与提升
一、体系构建
1．化学反应的热效应
2．原电池原理及应用
3．电解原理及应用
电解
4．金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护
二、真题导向
考向一 反应热的计算及盖斯定律的应用
例1 (1)[2022·全国乙卷，28(1)]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
已知下列反应的热化学方程式：
①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－1 036 kJ·mol－1
②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝94 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－484 kJ·mol－1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。
(2)[2021·湖南，16(1)]氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法Ⅰ.氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
化学键 N≡N H—H N—H
键能E/(kJ·mol－1) 946 436.0 390.8
在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。
反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g) ΔH＝________ kJ·mol－1。
(3)[2021·广东，19(1)]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)。
(4)[2021·河北，16(1)]当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时，相关物质的标准燃烧热数据如表：
物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l)
标准燃烧热 ΔH/(kJ·mol－1) －285.8 －393.5 －3 267.5
则25 ℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为______________________
________________________________________________________________________。
考向二 原电池工作原理及新型电池
例2 (2022·湖南，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是( )
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
例3 (2023·新课标卷，10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是( )
A．放电时V2O5为正极
B．放电时Zn2＋由负极向正极迁移
C．充电总反应：xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O
D．充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O
考向三 电解池的工作原理及应用
例4 (2023·全国甲卷，12)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．析氢反应发生在IrOx-Ti电极上
B．Cl－从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极
C．阴极发生的反应有：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O
D．每转移1 mol电子，阳极生成11.2 L气体(标准状况)
例5 (2022·湖北，14)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是( )
A．生成1 mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2 mol电子
B．阴极上的电极反应为：P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－
C．在电解过程中CN－向铂电极移动
D．电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH
考向四 金属的腐蚀与防护
例6 (2020·江苏，11)将金属M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．阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．金属M的活动性比Fe的活动性弱
C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
整理与提升
二、
例1 (1)170 (2)90.8 (3)ΔH2＋ΔH3－ΔH5(或ΔH3－ΔH4) (4)6C(石墨，s)＋3H2(g)===C6H6(l) ΔH＝49.1 kJ·mol－1
例2 B [海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；N为正极，电极反应主要为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。]
例3 C [放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，A正确；Zn为负极，放电时Zn失去电子变为Zn2＋，阳离子向正极迁移，则放电时Zn2＋由负极向正极迁移，B正确；电池在放电时的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O===xZn＋V2O5＋nH2O，C不正确；充电时阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O，D正确。]
例4 C [析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A错误；离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl－不能通过，故B错误；铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，故C正确；水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e—===O2↑＋4H＋，每转移1 mol电子，生成0.25 mol O2，在标准状况下体积为5.6 L，故D错误。]
例5 D [石墨电极为阳极，对应的电极反应式为P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－，则生成1 mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移1 mol电子，A错误；阴极上发生还原反应，应该得电子，电极反应式为2HCN＋2e－===H2↑＋2CN－，B错误；石墨电极为阳极，铂电极为阴极，CN－应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；由所给图示可知HCN在阴极放电，产生CN－和H2，而HCN中的H来自于LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH，D正确。]
例6 C(共35张PPT)
整理与提升
专题1
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内容索引
一、体系构建
二、真题导向
体系构建
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一
1.化学反应的热效应
一
体系构建
化
学
反
应
的
热
效
应
化学反应中
的热量变化
本质原因：化学反应是旧键断裂和新键形成的过程
焓变：符号为ΔH，单位是kJ·mol－1或J·mol－1
吸热反应：ΔH>0
放热反应：ΔH<0
反应热的测量：一般利用量热计进行测量
反应热的计算：可利用盖斯定律计算无法直接测量
的反应热
化
学
反
应
的
热
效
应
热化学
方程式
概念：能够表示反应热的化学方程式
书写
①注明各物质的聚集状态
②化学计量数可以是整数，也可以是分数
③注明温度、压强[25 ℃(即298 K)、101 kPa时
可以不注明]
④标出ΔH的数值、符号和单位
应用：反应热计算的依据
化
学
反
应
的
热
效
应
燃料的燃
烧利用
①标准燃烧热：在101 kPa下，1 mol物质完全燃烧的
反应热
②热值：1 g物质完全燃烧的反应热
2.原电池原理及应用
原电池工作原理
能量变化：化学能转化为电能
形成条件：①两个活泼性不同的电极；②电
解质溶液或熔融电解质；③闭合
回路；④自发的氧化还原反应
反应原理
化学电源：一次电池、二次电池、燃料电池等
原
电
池
3.电解原理及应用
概念：在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和
还原反应的过程
电解池
电解
能量变化：电能转化为化学能
形成条件：①与直流电源相连的两个电极；②电解
质溶液；③闭合回路
反应原理
电解
应用
氯碱工业：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
电镀
概念：应用电解的原理在某些金属或其他材料
制品表面镀上一薄层其他金属或合金的
过程
形成条件：①待镀金属制品作阴极；②镀层金
属作阳极；③电解质溶液中含有镀
层金属离子
铜的电解精炼
4.金属的腐蚀与防护
金属的腐
蚀与防护
金属腐蚀
化学腐蚀
电化学腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
金属防护
电化学防护
牺牲阳极的阴极保护法
外加电流的阴极保护法
改变金属组成或结构、在表面覆盖保护层等
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真题导向
>
<
二
考向一 反应热的计算及盖斯定律的应用
例1 (1)[2022·全国乙卷，28(1)]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
已知下列反应的热化学方程式：
①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－1 036 kJ·mol－1
②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝94 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－484 kJ·mol－1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝______kJ·mol－1。
二
真题导向
170
(2)[2021·湖南，16(1)]氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法Ⅰ.氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
化学键 N≡N H—H N—H
键能E/(kJ·mol－1) 946 436.0 390.8
在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。
反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) ΔH＝________ kJ·mol－1。
化学键 N≡N H—H N—H
键能E/(kJ·mol－1) 946 436.0 390.8
90.8
根据反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能，2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) ΔH＝390.8 kJ·mol－1×3×2－(946 kJ·mol－1＋436.0 kJ·mol－1
×3)＝90.8 kJ·mol－1。
(3)[2021·广东，19(1)]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)
根据题目所给出的反应方程式关系可知，a＝b＋c－e＝c－d，根据盖斯定律有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5＝ΔH3－ΔH4。
(4)[2021·河北，16(1)]当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时，相关物质的标准燃烧热数据如表：
物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l)
标准燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) －285.8 －393.5 －3 267.5
则25 ℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为__________
_____________________________________。
物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l)
标准燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) －285.8 －393.5 －3 267.5
6C(石墨，s)
＋3H2(g)===C6H6(l) ΔH＝49.1 kJ·mol－1
物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l)
标准燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) －285.8 －393.5 －3 267.5
根据盖斯定律，①×6＋②×3－③得反应：6C(石墨，s)＋3H2(g)===
C6H6(l) ΔH＝(－393.5 kJ·mol－1)×6＋(－285.8 kJ·mol－1)×3－
(－3 267.5 kJ·mol－1)＝49.1 kJ·mol－1。
物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l)
标准燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) －285.8 －393.5 －3 267.5
考向二 原电池工作原理及新型电池
例2 (2022·湖南，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋
H2↑
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂-海水电池属于一次电池
√
海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，
可作为电解质溶液，故A正确；
N为正极，电极反应主要为O2＋2H2O＋4e－===
4OH－，故B错误；
Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；
该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。
例3 (2023·新课标卷，10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是
A.放电时V2O5为正极
B.放电时Zn2＋由负极向正极迁移
C.充电总反应：xZn＋V2O5＋nH2O===
ZnxV2O5·nH2O
D.充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O
√
放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成
ZnxV2O5·nH2O，V2O5发生了还原反应，
则放电时V2O5为正极，A正确；
Zn为负极，放电时Zn失去电子变为Zn2＋，
阳离子向正极迁移，则放电时Zn2＋由负极向正极迁移，B正确；
电池在放电时的总反应为xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2O，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O===xZn＋V2O5＋nH2O，C不正确；
充电时阳极上ZnxV2O5·nH2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O，D正确。
考向三 电解池的工作原理及应用
例4 (2023·全国甲卷，12)用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如图所示。下列说法正确的是
A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上
B.Cl－从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极
C.阴极发生的反应有：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O
D.每转移1 mol电子，阳极生成11.2 L气体(标准状况)
√
析氢反应为还原反应，应在阴极发生，
即在铜电极上发生，故A错误；
离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离
子通过，Cl－不能通过，故B错误；
铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O，故C正确；
水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e—===O2↑＋4H＋，每转移1 mol电子，生成0.25 mol O2，在标准状况下体积为5.6 L，故D错误。
例5 (2022·湖北，14)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是
A.生成1 mol Li[P(CN)2]，理论上外电路需要
转移2 mol电子
B.阴极上的电极反应为：P4＋8CN－－4e－===
4[P(CN)2]－
C.在电解过程中CN－向铂电极移动
D.电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH
√
石墨电极为阳极，对应的电极反应式为P4＋
8CN－－4e－===4[P(CN)2]－，则生成1 mol
Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移1 mol电子，
A错误；
阴极上发生还原反应，应该得电子，电极反
应式为2HCN＋2e－===H2↑＋2CN－，B错误；
石墨电极为阳极，铂电极为阴极，CN－应该
向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；
由所给图示可知HCN在阴极放电，产生CN－
和H2，而HCN中的H来自于LiOH，则电解产
生的H2中的氢元素来自于LiOH，D正确。
考向四 金属的腐蚀与防护
例6 (2020·江苏，11)将金属M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.阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
√
阴极得电子，A错误；
金属M失电子，其活动性应比铁强，B错误；
M失去的电子流入钢铁设施表面，钢铁设施不易
失去电子而被保护，C正确；
海水中所含电解质的浓度远大于河水中的，因此钢铁设施在海水中被腐蚀的速率快，D错误。
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