新教材2024高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)專題7化學(xué)反應(yīng)與能量課件

專題七化學(xué)反應(yīng)與能量真題研練·析考情核心突破·提能力模考精練·抓落實(shí)真題研練·析考情真題研練1.[2023·新課標(biāo)卷]一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時(shí)，Zn2＋可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．放電時(shí)V2O5為正極B．放電時(shí)Zn2＋由負(fù)極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：xZn＋V2O5＋nH2O===ZnxV2O5·nH2OD．充電陽極反應(yīng)：ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O答案：C解析：由題給信息可知，放電時(shí)，Zn2＋可插入V2O5層間形成ZnxV2O5·nH2O，V2O5發(fā)生了還原反應(yīng)，則放電時(shí)V2O5為正極，A說法正確；放電時(shí)Zn為負(fù)極，Zn失去電子變?yōu)閆n2＋，陽離子向正極遷移，則放電時(shí)Zn2＋由負(fù)極向正極遷移，B說法正確；電池在放電時(shí)的總反應(yīng)為xZn+V2O5+nH2O===ZnxV2O5·nH2O，則其在充電時(shí)的總反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2O===xZn＋V2O5＋nH2O，C說法不正確；充電陽極上ZnxV2O5·nH2O被氧化為V2O5，則陽極的電極反應(yīng)為ZnxV2O5·nH2O－2xe－===xZn2＋＋V2O5＋nH2O，D說法正確；故選C。

答案：C

3．[2023·遼寧卷]某無隔膜流動(dòng)海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說法正確的是(

)A．b端電勢高于a端電勢B．理論上轉(zhuǎn)移2mole－生成4gH2C．電解后海水pH下降D．陽極發(fā)生：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋答案：D解析：由圖可知，左側(cè)電極產(chǎn)生氧氣，則左側(cè)電極為陽極，a為電源正極，右側(cè)電極為陰極，b為電源負(fù)極，該裝置的總反應(yīng)產(chǎn)生氧氣和氫氣，相當(dāng)于電解水，以此解題。由分析可知，a為正極，b為負(fù)極，則a端電勢高于b端電勢，A錯(cuò)誤；右側(cè)電極上產(chǎn)生氫氣的電極方程式為：2H＋＋2e－===H2↑，則理論上轉(zhuǎn)移2mole－生成2gH2，B錯(cuò)誤；由圖可知，該裝置的總反應(yīng)為電解海水，隨著電解的進(jìn)行，海水的濃度增大，但是其pH基本不變，C錯(cuò)誤；由圖可知，陽極上的電極反應(yīng)為：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋，D正確；故選D。4．[2022·浙江1月]相關(guān)有機(jī)物分別與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成1mol環(huán)己烷(

)的能量變化如圖所示：下列推理不正確的是(

)A．2ΔH1≈ΔH2，說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內(nèi)碳碳雙鍵數(shù)目成正比B．ΔH2＜ΔH3，說明單雙鍵交替的兩個(gè)碳碳雙鍵間存在相互作用，有利于物質(zhì)穩(wěn)定C．3ΔH1＜ΔH4，說明苯分子中不存在三個(gè)完全獨(dú)立的碳碳雙鍵D．ΔH3－ΔH1＜0，ΔH4－ΔH3＞0，說明苯分子具有特殊穩(wěn)定性答案：A5．[2022·湖南卷]海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰—海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.海水起電解質(zhì)溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該鋰—海水電池屬于一次電池解析：海水中含有大量的電解質(zhì)，故A項(xiàng)正確；Li是活潑金屬，作負(fù)極，則N極是正極，正極上海水中溶解的O2、CO2等均能放電，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于Li易與水反應(yīng)，故玻璃陶瓷應(yīng)具有良好的防水功能，同時(shí)為形成閉合的回路，也應(yīng)具有傳導(dǎo)離子的功能，C項(xiàng)正確；該電池屬于一次電池，D項(xiàng)正確。答案：B6．[2022·廣東卷]科學(xué)家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲(chǔ)能設(shè)備(如圖)。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為：

NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3。下列說法正確的是(

)A．充電時(shí)電極b是陰極B．放電時(shí)NaCl溶液的pH減小C．放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大D．每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g

答案：C解析：由充電時(shí)電極a的反應(yīng)可知，充電時(shí)電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽極，故A錯(cuò)誤；放電時(shí)電極反應(yīng)和充電時(shí)相反，則由放電時(shí)電極a的反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋可知，NaCl溶液的pH不變，故B錯(cuò)誤；放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正極反應(yīng)為Cl2＋2e－===2Cl－，反應(yīng)后Na＋和Cl－濃度都增大，則放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大，故C正確；充電時(shí)陽極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極反應(yīng)為NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3，由得失電子守恒可知，每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g·mol－1×2mol＝46g，故D錯(cuò)誤。考情分析考點(diǎn)考向預(yù)測化學(xué)反應(yīng)與熱能反應(yīng)熱的比較與計(jì)算化學(xué)反應(yīng)與能量主要包括化學(xué)能與熱能、化學(xué)能與電能，化學(xué)能與熱能重點(diǎn)考查能量變化圖、蓋斯定律、鍵能等，由于能源問題已成為社會(huì)熱點(diǎn)，結(jié)合新能源的開發(fā)，把反應(yīng)熱與能源結(jié)合起來進(jìn)行考查，將是命題的方向。電化學(xué)部分常以新型化學(xué)電源、電解原理在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用等為載體，考查基本原理及應(yīng)用，試題注重了題材的生活化、實(shí)用化、情境化，同時(shí)也加強(qiáng)了不同知識(shí)間的相互滲透與融合，試題的背景較為新穎，題目具有一定難度。預(yù)測今年高考仍會(huì)在這方面著力命題。尤其注意電化學(xué)原理中離子交換膜的應(yīng)用。反應(yīng)歷程與能量變化的分析原電池原理及應(yīng)用原電池原理及簡單應(yīng)用新型化學(xué)電源的分析電解原理及其應(yīng)用電解原理及規(guī)律電解原理的應(yīng)用電化學(xué)原理的綜合考查金屬的腐蝕與防護(hù)電化學(xué)腐蝕的原因分析金屬的防護(hù)方法核心突破·提能力考點(diǎn)1化學(xué)能與熱能核

心

梳

理1.催化劑對(duì)反應(yīng)歷程與活化能影響圖例解讀(1)在無催化劑的情況下：E1為正反應(yīng)的活化能，E2為逆反應(yīng)的活化能；E1－E2＝ΔH。(2)有催化劑時(shí)，總反應(yīng)分成了兩個(gè)反應(yīng)步驟，反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，產(chǎn)物為總反應(yīng)的中間產(chǎn)物，反應(yīng)②為放熱反應(yīng)；總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)同一反應(yīng)分為若干個(gè)基元反應(yīng)，活化能大的基元反應(yīng)速率較慢，決定了總反應(yīng)的快慢；相同反應(yīng)物同時(shí)發(fā)生多個(gè)競爭反應(yīng)時(shí)，能壘越小的反應(yīng)，反應(yīng)速率越大，產(chǎn)物占比越高。(4)催化劑的作用：降低E1、E2，但不影響ΔH。【特別提醒】(1)活化能是從低能態(tài)“爬坡”到高能態(tài)的能壘，活化能最大的步驟，決定了整個(gè)反應(yīng)過程的反應(yīng)速率。(2)分析變化過程中所經(jīng)歷的全部基元反應(yīng)，包括過渡態(tài)的形成，鍵的斷裂和生成等。

2.燃燒熱和中和反應(yīng)的反應(yīng)熱應(yīng)用中的注意事項(xiàng)(1)均為放熱反應(yīng)，ΔH<0，單位為kJ·mol－1。(2)燃燒熱概念理解的三要點(diǎn)：①外界條件是25℃、101kPa；②反應(yīng)的可燃物是1mol；③生成物是穩(wěn)定的氧化物(包括狀態(tài))，如碳元素生成的是CO2氣體，而不是CO，氫元素生成的是液態(tài)水，而不是水蒸氣。(3)中和反應(yīng)的反應(yīng)熱概念理解三要點(diǎn)：①反應(yīng)物酸、堿是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿；②溶液是稀溶液，不存在稀釋過程的熱效應(yīng)；③生成物液態(tài)水是1mol。3．反應(yīng)熱計(jì)算的四種方法典

題

精

研考向1反應(yīng)歷程圖像分析例1[2023·浙江1月]標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對(duì)能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對(duì)能量為0]，下列說法不正確的是(

)A．E6－E3＝E5－E2B．可計(jì)算Cl—Cl鍵能為2(E2－E3)kJ·mol－1C．相同條件下，O3的平衡轉(zhuǎn)化率：歷程Ⅱ>歷程ⅠD．歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)ΔH＝(E5－E4)kJ·mol－1答案：C解析：根據(jù)歷程Ⅰ，O3(g)＋O(g)?2O2(g)的ΔH＝(E6－E3)kJ·mol－1，根據(jù)歷程Ⅱ，O3(g)＋O(g)?2O2(g)的反應(yīng)熱ΔH＝(E5－E2)kJ·mol－1，則E6－E3＝E5－E2，A項(xiàng)正確；根據(jù)圖示，Cl(g)的相對(duì)能量為(E2－E3)kJ·mol－1，由于Cl2(g)的相對(duì)能量為0，故Cl2(g)===Cl(g)＋Cl(g)的ΔH＝2(E2－E3)kJ·mol－1，即Cl—Cl鍵能為2(E2－E3)kJ·mol－1，B項(xiàng)正確；歷程Ⅱ使用了催化劑Cl，催化劑不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，則O3的平衡轉(zhuǎn)化率：歷程Ⅱ＝歷程Ⅰ，C項(xiàng)錯(cuò)誤；歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)為活化能最小的反應(yīng)，即ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)

ΔH＝(E5－E4)kJ·mol－1，D項(xiàng)正確。練118O標(biāo)記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解，部分反應(yīng)歷程可表示為：

＋CH3O－能量變化如圖所示

。已知為快速平衡，下列說法正確的是(

)

答案：B考向2反應(yīng)熱的計(jì)算與比較例2相同溫度和壓強(qiáng)下，關(guān)于反應(yīng)的ΔH，下列判斷正確的是(

)A．ΔH1>0，ΔH2>0B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4

答案：C練2聯(lián)氨(N2H4)常溫下為無色液體，可用作火箭燃料。下列說法不正確的是(

)①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)

ΔH1②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)

ΔH2③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)

ΔH3④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)

ΔH4＝－1048.9kJ·mol－1A．O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l)

ΔH5，ΔH5>ΔH3B．ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1C．1molO2(g)和2molH2(g)具有的總能量高于2molH2O(g)D．聯(lián)氨和N2O4作火箭推進(jìn)劑的原因之一是反應(yīng)放出大量的熱答案：A解析：O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)

ΔH3；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l)

ΔH5；兩個(gè)反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，ΔH均為負(fù)值，放熱越多，ΔH越小，由于生成液態(tài)水放熱更多，所以ΔH5<ΔH3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律，③×2－②×2－①得，2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1，B項(xiàng)正確；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)

ΔH3，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，C項(xiàng)正確；由ΔH4＝－1048.9kJ·mol－1知，反應(yīng)放出大量的熱，所以可以用聯(lián)氨和N2O4作火箭推進(jìn)劑，D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)2原電池原理新型化學(xué)電源核

心

梳

理1.原電池的結(jié)構(gòu)及工作原理2．原電池正、負(fù)極的判斷方法【特別提醒】(1)某些特定情況下，電極類型判斷方法與常規(guī)方法有差異，要根據(jù)題中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化信息進(jìn)行判斷。(2)存在多個(gè)反應(yīng)時(shí)，要清楚哪個(gè)是電極反應(yīng)，哪個(gè)是電極區(qū)反應(yīng)，然后根據(jù)電極反應(yīng)的類型進(jìn)行判斷。

3.陌生原電池裝置的知識(shí)遷移(1)二次電池(2)燃料電池

答案：A

練3近期，我國報(bào)道了一種新型Li-NO2電池，為NO2的治理和再利用提供了新的研究思路，其工作原理如下圖所示。電池放電時(shí)的總反應(yīng)為2Li＋NO2===Li2O＋NO。下列有關(guān)該電池工作時(shí)的說法不正確的是(

)A．外電路電流的方向：b極→電流表→a極B．b極的電極反應(yīng)：NO2＋2e－＋2Li＋===Li2O＋NOC．電解液中Li＋向b極附近遷移D．當(dāng)外電路通過1mole－時(shí)，b極質(zhì)量增加7g答案：D解析：由放電時(shí)的總反應(yīng)為2Li＋NO2===Li2O＋NO，Li元素化合價(jià)升高，則a極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Li－e－===Li＋，b極為正極，N元素化合價(jià)降低，電極反應(yīng)式為：NO2＋2e－＋2Li＋===Li2O＋NO，B正確；電流從正極流向負(fù)極，即外電路電流的方向：b極→電流表→a極，A正確；電解質(zhì)中陽離子移向正極，則電解液中Li＋向b極附近遷移，故C正確；當(dāng)外電路通過1mole－時(shí)，有1molLi＋移向b極，質(zhì)量為m＝nM＝1mol×7g·mol－1＝7g，b極生成Li2O，則b極增加的質(zhì)量還包含O元素質(zhì)量，則b極質(zhì)量增加大于7g，D錯(cuò)誤?？枷?新型化學(xué)電源例4[2023·山東卷](雙選)利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)CuSO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預(yù)加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是(

)A．甲室Cu電極為正極B．隔膜為陽離子膜C．電池總反應(yīng)為：Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋D．NH3擴(kuò)散到乙室將對(duì)電池電動(dòng)勢產(chǎn)生影響答案：CD

練4某儲(chǔ)能電池原理如圖。下列說法正確的是(

)A．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋B．放電時(shí)Cl－透過多孔活性炭電極向CCl4中遷移C．放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上CCl4吸收0.5molCl2D．充電過程中，NaCl溶液濃度增大答案：A解析：放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正極反應(yīng)：Cl2＋2e－===2Cl－，消耗氯氣，放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，充電時(shí)陽極：2Cl－－2e－===Cl2，A正確；放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，放電時(shí)Cl－透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移，B錯(cuò)誤；放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1mol電子，正極：Cl2＋2e－===2Cl－，理論上CCl4釋放0.5molCl2，C錯(cuò)誤；充電過程中，陽極：2Cl－－2e－===Cl2，消耗氯離子，NaCl溶液濃度減小，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)3電解原理及其應(yīng)用核

心

梳

理1.電解池的結(jié)構(gòu)及工作原理2．電解池陰、陽極的判斷方法3．電解池電極反應(yīng)式的書寫模式(1)陽極①活潑金屬作電極，電極材料本身失電子，M－ne－===Mn＋。②電極為惰性電極，溶液中較易失電子的陰離子優(yōu)先失去電子，其順序?yàn)镾2－>I－>Br－>Cl－>OH－，Rn－－ne－===R。(2)陰極溶液中較易得電子的陽離子優(yōu)先得到電子，其順序?yàn)锳g＋>Cu2＋>H＋，Mn＋＋ne－===M。4．金屬的腐蝕與防護(hù)(2)金屬腐蝕典

題

精

研考向1電解原理及應(yīng)用例5[2023·全國甲卷]用可再生能源電還原CO2時(shí)，采用高濃度的K＋抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)可提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是(

)A．析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOx-Ti電極上B．Cl－從Cu電極遷移到IrOx-Ti電極C．陰極發(fā)生的反應(yīng)有2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2OD．每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

答案：C解析：由圖可知，該裝置為電解池，與直流電源正極相連的IrOx-Ti電極為電解池的陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，A錯(cuò)誤；銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式為2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O、2CO2＋12H＋＋12e－===C2H5OH＋3H2O，C正確；電解池工作時(shí)，氫離子通過質(zhì)子交換膜由陽極室進(jìn)入陰極室，B錯(cuò)誤；水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，每轉(zhuǎn)移1mol電子，生成0.25molO2，在標(biāo)況下體積為5.6L，故D錯(cuò)誤；答案選C。練5通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計(jì))。下列說法不正確的是(

)A．電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電極B的電極反應(yīng)：2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋C.電解一段時(shí)間后溶液中Mn2＋濃度保持不變D．電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3答案：C解析：由示意圖可知，電解時(shí)，電極A上LiMn2O4中Mn元素化合價(jià)降低，被還原，電極A是電解裝置的陰極，A項(xiàng)正確；由電解裝置中電極B上的物質(zhì)變化可知，Mn2＋被氧化成MnO2，B項(xiàng)正確；陰極上Mn元素化合價(jià)由＋3.5→＋2，陽極上Mn元素化合價(jià)由＋2→＋4，化合價(jià)變化的絕對(duì)值不相等，故電解過程中，溶液中的Mn2＋濃度會(huì)變化，C項(xiàng)錯(cuò)誤；通過調(diào)節(jié)溶液pH，可使Mn2＋轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，再加入可溶性的碳酸鹽可使Li＋轉(zhuǎn)化為難溶的碳酸鋰，D項(xiàng)正確?？枷?金屬的腐蝕與防護(hù)例6氯鹽可導(dǎo)致混凝土中的鋼筋腐蝕。為防止混凝土中的鋼筋腐蝕，可在混凝土表面敷置一定電解質(zhì)溶液并將惰性金屬導(dǎo)電網(wǎng)浸泡其中，惰性金屬導(dǎo)電網(wǎng)與鋼筋分別連接外部直流電源從而除去Cl－，裝置如圖，下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．鋼筋接電源的正極B．金屬導(dǎo)電網(wǎng)上發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑C．混凝土中的鈣離子向鋼筋方向移動(dòng)D．電解一段時(shí)間后鋼筋附近溶液的pH增大

答案：A解析：由Cl－移動(dòng)方向可知鋼筋接電源的負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬導(dǎo)電網(wǎng)為陽極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，B項(xiàng)正確；鋼筋一端為陰極，鈣離子為陽離子，所以向鋼筋方向移動(dòng)，C項(xiàng)正確；鋼筋附近發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，所以電解一段時(shí)間后鋼筋附近溶液的pH增大，D項(xiàng)正確。練6將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在如圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是(

)A．陰極的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋B．金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱C．鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)D．鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快解析：該裝置中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬M(fèi)被氧化，即金屬活動(dòng)性：M>Fe，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵設(shè)施為原電池的正極，表面積累大量電子而被保護(hù)，C項(xiàng)正確；海水中含有大量的NaCl等電解質(zhì)，而河水中電解質(zhì)較少，故鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的慢，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C考點(diǎn)4

“離子交換膜”在電化學(xué)中的應(yīng)用核

心

梳

理1.離子交換膜的功能、類型、作用2．解答帶離子交換膜電解池問題的思維模型

答案：A

練7[2023·湖北卷]我國科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時(shí)陽極無Cl2生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為xmol·h－1。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．b電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解時(shí)海水中動(dòng)能高的水分子可穿過PTFE膜D．海水為電解池補(bǔ)水的速率為2xmol·h－1答案：D

?？季殹ぷヂ鋵?shí)1．港珠澳大橋的設(shè)計(jì)使用壽命高達(dá)120年，主要的防腐方法：①鋼梁上安裝鋁片；②使用高性能富鋅(富含鋅粉)底漆；③使用高附著性防腐涂料；④預(yù)留鋼鐵腐蝕量。下列分析不合理的是(

)A．方法①②③只能減緩鋼鐵腐蝕，未能完全消除B．防腐涂料可以防水、隔離O2降低吸氧腐蝕速率C．防腐過程中鋁和鋅均失去電子，主要發(fā)生化學(xué)腐蝕D．鋼鐵在海水中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－答案：C解析：防腐方法并不能完全防止鐵的腐蝕，只能減緩鋼鐵腐蝕，因此方法①②③只能減緩鋼鐵腐蝕，A正確；防腐涂料可以防水、隔離O2，避免Fe與氧氣、水反應(yīng)，降低吸氧腐蝕速率，B正確；鋁和鋅比鐵活潑，防腐過程形成原電池，鋁和鋅作負(fù)極失去電子，發(fā)生的是電化學(xué)腐蝕，C錯(cuò)誤；鋼鐵在海水中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正確。2．已知甲酸的分解反應(yīng)為HCOOH?CO＋H2O

ΔH。在H＋催化作用下反應(yīng)歷程為HCOOH＋H＋―→

根據(jù)過渡態(tài)理論，其反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示(E1、E2、E3均大于0)。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．E2為正反應(yīng)的活化能B．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＝－E3kJ·mol－1C．圖像中第一個(gè)峰(過渡態(tài))對(duì)應(yīng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)為過渡態(tài)Ⅰ，第二個(gè)峰(過渡態(tài))對(duì)應(yīng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)為過渡態(tài)ⅡD．使用催化劑后，正、逆反應(yīng)速率同等程度改變，平衡不移動(dòng)答案：C解析：從圖像可看出，E2為正反應(yīng)的最高能量，是正反應(yīng)的活化能，A正確；反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＝－E3kJ·mol－1，B正確；過渡態(tài)Ⅱ?yàn)榈谌齻€(gè)峰所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)，C錯(cuò)誤；催化劑能同等程度地改變正逆反應(yīng)速率，故平衡不移動(dòng)，D正確。3．科學(xué)家通過密度泛函理論研究甲醇與水蒸氣催化重整制氫反應(yīng)機(jī)理時(shí)，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面發(fā)生解離時(shí)四個(gè)路徑與相對(duì)能量關(guān)系如圖所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物種用*標(biāo)注。下列說法正確的是(

)A．Pd(Ⅲ)能改變反應(yīng)歷程，從而改變化學(xué)反應(yīng)速率B.該歷程中反應(yīng)速率最快的是路徑①C．該歷程中