文档内容
微专题突破6 焓变与电化学
辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。——布莱克
目标定位
1．能应用盖斯定律进行有关计算。
2．能准确书写电极反应式及判断所给电极反应式的正误。
【规律点和易错点】
孙猴子七十二般变化，都逃不出你的手心
1．焓变
名 名
反应热 燃烧热 中和热
类别
ΔH正负 放热：ΔH＜0 吸热：ΔH＞0 ΔH＜0 ΔH＜0
单位 kJ·mol－1 kJ·mol－1 kJ·mol－1
反应条件 一定压强下 101 kPa 酸碱的稀溶液
不限量 1 mol 可燃物（O 不限 可能是1 mol也可能不是
反应物的量 2
量）
生成物的量 不限量 不限量 水是1 mol
主要影 反应的温度与压强；反应物的 与酸碱强弱有关，与反
与反应物性质有关
响因素 量；物质的状态；反应的限度 应物的量无关
相互关系 燃烧热、中和热是反应热的一种特例。
一查是否标明物质的聚集状态[(s)、(l)、(g)]，有同素异形体的固体必须注明物质状态。
热化学方程 二查ΔH的“＋”、“－”是否与吸热、放热一致。
式判断四查 三查ΔH的数值是否与方程式中的物质的化学计量数（代表物质的量可为分数）相一致。
四查ΔH的单位是否是kJ·mol－1。
①燃烧热一是可燃物为1 mol，二是产物是稳定的氧化物（HO为液态，碳为CO）
2 2
②催化剂不改变ΔH的大小，对放热反应若反应物是气态时比在固态时放出热量多
特别提醒
③在比较ΔH大小时，要区别正与负，若为放热反应，放热越多，则ΔH越小；若为吸热反
应，吸收热量越多，ΔH越大
2．电化学
位位位位位
1．（2024·江苏卷）碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO ＋HO＝ZnO＋2ZnOOH，电池构造示意图如图
2 2
所示。下列有关说法正确的是
A．电池工作时，MnO 发生氧化反应
2
B．电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动
C．环境温度过低，不利于电池放电
D．反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023
2．（2023·江苏）催化电解吸收CO 的KOH溶液可将CO 转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解
2 2
池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图乙所示。微专题突破6 焓变与电化学 名名名名名名名名名名名
FE%＝×100%
其中，Q ＝nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
X
①当电解电压为UV时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，阴极主要还原产物为______________(填化
1
学式)。
②当电解电压为UV时，阴极由HCO生成CH 的电极反应式为_______________________。
2 4
③ 当 电 解 电 压 为 UV 时 ， 电 解 生 成 的 C H 和 HCOO － 的 物 质 的 量 之 比 为
3 2 4
__________________________________________________________________________________(写出计算过程)。
3．（2022·江苏卷）氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。
（1）“CuClHO热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤，其过程如图1所示。
2
①电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性CuCl溶液，阴极区为盐酸，电解过程中CuCl转化为
CuCl。电解时阳极发生的主要电极反应为__________(用电极反应式表示)。
②电解后，经热水解和热分解的物质可循环使用。在热水解和热分解过程中，发生化合价变化的元素有
__________(填元素符号)。
【问题解决1】
1．（2024·南通市如皋2月）二氧化碳的综合利用具有重要意义。
（1）工业上以CO和CH 为原料可以制取合成气（CO和H）。
4 2
①已知CH、H、CO的燃烧热分别为890.3 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、283 kJ·mol－1，则反应CH(g)
4 2 4
＋CO(g)＝2CO(g)＋2H(g)的∆H＝_______________。
2 2
②将CO 和CH 以体积比1∶1混合后，通过装有催化剂的反应管。下列措施有利于提高CH 转化率的是
2 4 4
________（填字母）。
a．将反应管控制在催化剂的最大活性温度范围内
b．延长混合气体通过反应管的时间
c．向反应管中加入少量炭粉
2．（2024·南通市海门市第一次调研）TiCl₄制备提纯过程中涉及以下两个反应：
TiCl (s)＋2H(g)＝Ti(s)＋4HCl(g) ∆H
4 2 5
Ti(s)＋2Cl＝TiCl (s) ∆H＝－763 kJ·mol－1
2 4 6
已知：部分共价键的键能如下表所示：
H－H Cl－Cl Cl－H
键能/kJ·mol－1 436 243 431
依据以上信息可得∆H＝___________kJ·mol－1。
5
焓变
1．焓变的计算
根据(相对)能量计算
ΔH＝H
总
(生成物)－H
总
(反应物)
根据键能计算
ΔH＝∑E(反应物键能)－∑E(生成物键能)
2
细节决定成败 目标成就未来 名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名
名名根据活化能计算
ΔH＝E(正反应的活化能)－E(逆反应的活化能)
2．盖斯定律
内
∆H＝∆H＋∆H＝∆H＋∆H＋∆H
容 1 2 3 4 5
方
法
（1）当反应式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。
（2）反应式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”、“－”符号，即把ΔH
温
看作一个整体进行运算。
馨
（3）通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把ΔH看作一个整体。
提
（4）在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气变化
醒
时，会吸热；反之会放热。
（5）当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
考点精练
1．（2023·苏州上学期期末）尿素[CO(NH )]是常用的化肥与工业原料，其生产与应用有着重要的意义。
2 2
（1）尿素生产一般控制在180～200℃，15～25MPa下进行，主要涉及下列反应：
反应1 2NH (g)＋CO(g)＝NH COONH(l) ∆H＝－100.4 kJ·mol－1
3 2 2 4
反应2 NH COONH(l)＝CO(NH )(l)＋HO(l) ∆H＝27.6 kJ·mol－1
2 4 2 2 2
反应 2NH (g)＋CO(g)＝CO(NH )(l)＋HO(l)的∆H＝_______________。
3 2 2 2 2
2．（2024·连云港上学期调研一）我国要在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，CO 的
2
捕集与转化是研究的重要课题。
CO 和CH 重整可制合成气CO和H，其热化学反应方程式为CO(g)＋CH(g)＝2CO(g)＋2HO(g) ∆H
2 4 2 2 4 2
＝＋247 kJ·mol－1
已知下列热化学反应方程式：
反应1：C(g)＋2H(g)＝CH(g) ∆H
2 4 1
反应2：CO(g)＋HO(g)＝CO(g)＋H(g) ∆H＝－40.0 kJ·mol－1
2 2 2 2
反应3：C(s)＋HO(g)＝CO(g)＋H(g) ∆H＝＋132.0 kJ·mol－1
2 2 3
则∆H＝___________ kJ·mol－1。
1
【问题解决2】
（2024·连云港一模）用如图所示的新型电池可以处理含CN－的碱性废水，同时还可以淡化海水。
下列说法正确的是
A．a极电极反应式：2CN－＋10e—＋12OH－＝2CO2－＋N↑＋6HO
3 2 2
B．电池工作一段时间后，右室溶液的pH减小
C．交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
D．若将含有26 g CN－的废水完全处理，理论上可除去NaCl的质量为292.5 g微专题突破6 焓变与电化学 名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名
原电池工作原理
原电池 ①放热的氧化还原反应都可以设计成原电池；②原电池的电极不一定参加电极反应
微粒 电子由负极导线—\s\up 4()用电器导线—\s\up 4()正极（溶液中无电子迁移！）
—→ —→
迁移方向 阳离子—→正极，阴离子—→负极（同性恋！）
①较活泼金属不一定做负极。
温 ②电子是旱鸭子，不会游泳！即在电池与电
电极反应式 馨 解池的内部无电子通过！
书写 提 ③电极反应式书写：酸性溶液不能出现OH－，
醒
碱性溶液不能出现H＋，水溶液中不能出现O2－
考点精练
（2024·无锡上学期期中）一种浓差电池的放电原理是利用电解质溶液的浓度不同而产生电流。某浓差电
池装置示意图如图所示，该电池使用前将开关K先与a连接一段时间后再与b连接。下列说法不正确的是
A．交换膜应当选择阳离子交换膜
B．K与a连接的目的是形成两电极区溶液的浓度差
C．K与b连接时，电极B上发生的反应为Cu2＋＋2e—＝Cu
D．K与b连接时，导线中通过2 mol电子，约有1 mol离子通过交换膜
【问题解决3】
（2024·南通市二模）一种电解装置如图所示，电解时H＋从右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现
转化Ⅰ\s\up 4() 转化Ⅱ\s\up 4() 。下列说法正确的是
——— ———
A．左室电解获得的电解液可用于实现“转化Ⅰ”
B．右室发生的电极反应为2Cr3＋＋14H＋＋6e—＝Cr O2－＋7HO
2 7 2
4
细节决定成败 目标成就未来 名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名
名名C．“转化Ⅱ”发生的反应为 ＋6Ti3＋＋6H＋＝ ＋6Ti4＋＋2HO
2
D．“转化Ⅰ”生成1 mol ，理论上电路中通过：3 mol e—
电解原理
电 电极
解 反应
规 式书
律 写
①充电反应正好是放电
微 反应的逆反应。看清
粒 电子：电源负极导线—\s\up 4()阴极、阳极 二 “充电、放电”的方
—→
迁 导线—\s\up 4()正极 次 向，放电时为原电池，
—→
移 离子：阳离子—→阴极，阴离子—→阳 电 充电时则是电解池，右
方 极 池 图是二次电池充电装
向 置。
②记忆：正正负负
①K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋离子在溶液中不放电！是水电离的H＋放电！
温馨提醒 ②电镀是特殊的电解，阳极——镀层金属 阴极——镀件 电解液——含镀层金属阳离子
③记乙：阴得（阴德）——阴极得电子；痒痒——阳极发生氧化反应
铜的电解精炼：粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等。
电极名称 电极材料 电极反应式 电解质溶液 溶液浓度
阳极 粗铜板 Cu－2e－＝Cu2＋ Fe－2e－＝Fe2＋ Ni－2e－＝Ni2＋ CuSO 溶液（加
4 略有下降
阴极 纯铜板 Cu2＋＋2e－＝Cu 入一定量的硫酸）
考点精练
（2024·江苏省南通市、盐城市二模）“太阳水”电池装置如图所示，该电池由三个电极组成，其中a为
Ti0 电极，b为Pt电极，c为WO 电极，电解质溶液为pH＝3的LiSO －HSO 溶液。锂离子交换膜将电池分为
2 3 2 4 2 4
A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有N 保护。下列关于该电池的说法错误的是
2
A．若用导线连接a、c，则a为负极，该电极附近pH减小
B．若用导线连接a、c，则c电极的电极反应式为HWO－xe一＝WO＋xH＋
x 3 3
C．若用导线先连接a、c，再连接b、c，可实现太阳能向电能转化
D．若用导线连接b、c，b电极的电极反应式为O＋4H＋＋4e一＝2HO
2 2
【问题解决4】
（2024·南京市二模）一种电解乙酰基吡嗪废水中的(NH )SO 制备(NH )SO 的电化学装置如题所示。
4 2 4 4 2 2 8
下列说法正确的是微专题突破6 焓变与电化学 名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名
A．石墨电极与直流电源正极相连
B．电解时，铂网电极附近pH增大
C．离子交换膜应选择性透过阴离子
D．阴极上的电极反应为2SO 2－＋2e—＝SO2－
4 2 8
电化学原理的应用
1．金属的腐蚀与防护
类型 ①析氢腐蚀：强酸性；②吸氧腐蚀：弱酸性、中性或碱性
保护 ①牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理；②外加电源的阴极保护法——电解池原理
温馨提醒 铁作电极时通常转化为Fe2＋！
2．制备物质、治理污染
考点精练
1．（2024·扬州市高三下学期开学考）臭氧催化氧化是降解水体中有机污染物的常用方法。
（1）一种电解法制备O 的装置如图所示。阳极生成O 的电极反应式为
3 3
_______________________。O 广泛用于食品、环境的消毒与水体处理，主要
3
原因有_____________________________________________________
___________________。
2．（2024·南通市如皋二模）以甲苯为原料通过间接氧化法可以制取苯
甲醛、苯甲酸等物质，反应原理如下图所示．下列说法正确的是
A．电解时的阳极反应为：2Cr3＋＋6e—＋7HO＝Cr O2－＋14H＋
2 2 7
B．电解结束后，阴极区溶液pH升高
C．1 mol甲苯氧化为0.5 mol苯甲醛和0.5 mol苯甲酸时，共消耗 mol Cr O2－
2 7
D．甲苯、苯甲醛、苯甲酸的混合物可以通过分液的方法分离
成功体验
1．（2024··江苏扬州高三下开学考试）如图为一种酶生物电池，可将葡萄糖(C H O)转化为葡萄糖内
6 12 6
酯(C H O)，两个碳纳米管电极材料由石墨烯片层卷曲而成。下列说法不正确的是
6 10 6
6
细节决定成败 目标成就未来 名名名名名名名名名名名名名名名名名名名名
名名A．图中的离子交换膜为阳离子交换膜
B．负极区发生的电极反应主要为C H O－2e—＝C H O＋2H＋
6 12 6 6 10 6
C．碳纳米管有良好导电性能，且能高效吸附气体
D．理论上消耗标况下2.24 L O，可生成葡萄糖内酯0.2 mol
2
2．（2024·江苏徐州模拟预测）氯、溴、碘及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。氯、溴主要存
在于海水中，工业常通，过电解NaCl饱和溶液制备Cl，Cl 可用于制取漂白粉、氯化氢(H
2 2
－H、Cl－Cl、H－Cl的键能分别为436 kJ·mol－1、243 kJ·mol－1、432 kJ·mol－1)。卤
水中Br－可通过Cl 氧化、NaCO 溶液吸收，BrCl能发生水解反应。锂碘电池可供电心脏起
2 2 3
搏器。一种Li－I 二次电池正极界面反应机理如图所示，下列化学反应表示正确的是
2
A．LiI 电池正极放电时的电极反应有：I—＋2e—＝2I－＋I－
2 5 3
B．Br (g)用NaCO 溶液吸收：Br ＋CO2－＝Br－＋BrO－＋CO
2 2 3 2 3 3 2
C．BrCl与HO反应：BrCl＋HO＝HCl＋Br＋＋OH－
2 2
D．氯气制氯化氢：H(g)＋Cl(g)＝2HCl(g) ∆H＝185 kJ·mol－1
2 2
3．（2024·苏州调研期初）氨硼烷—HO 燃料电池装置示意如图所示，该电池在常温下即可工作，总反
2 2
应为NH •BH＋3HO＝NH BO＋4HO，下列说法不正确的是
3 3 2 2 4 2 2
A．氨硼烷与水分子间可形成氢键，故易溶于水
B．a电极上的反应为：NH •BH＋2HO＋6e—＝NH＋BO2－＋6H＋
3 3 2
C．放电过程中1molH O 参与反应时，转移的电子数约为2×6.02×1023
2 2
D．其他条件不变，向HO 溶液中加入适量硫酸能增大电流强度
2 2
4．（2024·南通市海安市）捕集并转化CO 可以有效实现碳达峰、碳中和。
2
Ⅰ．工业上利用两种温室气体CH 和CO 催化重整制取H 和CO，主要反应为
4 2 2
反应①：CH(g)＋CO(g) 2CO(g)＋2H(g) ∆H＝＋247.4 kJ·mol－1
4 2 2 1
过程中还发生三个副反应：
反应②：CO(g)＋H(g) CO(g)＋HO(g) ∆H＝＋41.2 kJ·mol－1
2 2 2 2
反应③：2CO(g) CO(g)＋C(s) ∆H＝－171.0 kJ·mol－1
2 3
反应④：CH(g) 2H(g)＋C(s) ∆H
4 2 4
∆H＝___________。
4
5．（2024·江苏南京市、盐城市一模）“碳中和”目标如期实现的关键技术之一是CO 的再资源化利用。
2
催化电解吸收CO 的KOH溶液可将CO 转化为有机物。
2 2
①HCO －在阴极放电生成CHCOO－的电极反应式为______________________________________________。
3 3
②碱性溶液有利于抑制阴极上副产物的产生，该副产物的化学式为___________。
