2025版《师说》高中全程复习构想化学38含答案

2025版《师说》高中全程复习构想化学第38讲电解原理创新应用1.提升应用电解原理解决工业生产、生活中实际问题的能力。2．建立电化学与生产、生活及新科技等相联系。1.电解原理常见的考查点电解原理及应用是高考高频考点，该类试题往往与生产、生活及新科技等相联系，以装置图或流程图为载体呈现，题材广、信息新，题目具有一定难度。主要考查阴、阳极的判断、电极反应式、电解反应方程式的书写、溶液离子浓度变化及有关计算等。2．“5点”突破电解综合应用题(1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极反应为“阳氧阴还”。(2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。(3)注意放电顺序，正确判断放电的微粒或物质。(4)注意介质，正确判断反应产物，酸性介质不出现OH－，碱性介质不出现H＋；不能想当然地认为金属作阳极，电极产物为金属阳离子。(5)注意得失电子守恒和电荷守恒，正确书写电极反应式。3．离子交换膜的作用及意义(1)隔离某些物质，防止发生反应，常用于物质制备。(2)限制某些离子的移动，常用于物质制备及纯化。(3)双极膜：由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。【教考衔接】典例[2023·湖北卷，10]我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol·h－1。下列说法错误的是()A．b电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．离子交换膜为阴离子交换膜C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D．海水为电解池补水的速率为2xmol·h－1【解题思路】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，电极反应为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，电极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；电池总反应为2H2O通电2H2↑＋O2↑。听课笔记【对点演练】考向一应用电解原理制备无机物1．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1molLi[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2mol电子B．阴极上的电极反应为：PC．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考向二应用电解原理制备有机物2．电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH溶液，在阳极RCOO－放电可得到R—R(烷烃)。下列说法不正确的是()A．电解总反应方程式：2RCOONa＋2H2O通电=R—R＋2CO2↑＋HB．RCOO－在阳极放电，发生氧化反应C．阴极的电极反应：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑D．电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷考向三应用电解原理提纯物质3．科学家采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质)，有价值的蛋白质回收率达到98%，工作原理如图所示：下列说法错误的是()A．膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜B．膜1、膜2孔径不大于半透膜孔径C．a极的电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑D．每转移2mol电子，理论上乳清质量减少58.5g考向四应用电解原理处理污水4．某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理如图所示，下列说法不正确的是()A．a接电源正极B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6FeC．若不考虑气体的溶解，当收集到13.44L(标准状况)H2时，有0.2molCrD．阴极区附近溶液pH增大考向五应用电解原理储能5．锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所示：下列说法错误的是()A．放电时，N极为正极B．放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小C．充电时，M极的电极反应式为Zn2＋＋2e－=ZnD．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过温馨提示：请完成课时作业38第38讲电解原理创新应用突破·关键能力教考衔接典例解析：b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，故A正确；该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，为保持OH－离子浓度不变，则阴极产生的OH－离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，故B正确；电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为xmol·h－1，则补水的速率也应是xmol·h－1，故D错误。答案：D对点演练1．解析：石墨电极物质转化为：P4→Li[P（CN）2]，磷元素化合价升高，发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：P4＋8CN－－4e－=4[P（CN）2]－，则生成1molLi[P（CN）2]，理论上外电路需要转移1mol电子，右侧电极为阴极，A、B错误；电解池工作过程中阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，CN－应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；由图示物质转化关系可知，HCN在阴极放电，产生CN－和H2，而HCN中的H来自LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH，D正确。答案：D2．解析：CO2可与NaOH反应，故电解后不能得到CO2，A项错误；阳极发生失电子的氧化反应，B项正确；阴极得电子，电极反应为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，C项正确；根据电解RCOONa的NaOH溶液生成R—R可知，电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH的混合溶液，CH3—、CH3CH2—可结合成乙烷、丙烷、丁烷，D项正确。答案：A3．解析：a极区的稀氢氧化钠溶液变为浓氢氧化钠溶液，说明a极区生成了氢氧化钠，即钠离子通过膜1向a极区迁移，膜1为阳离子交换膜；同理，氯离子通过膜2向b极区迁移，膜2为阴离子交换膜，A项正确；提纯蛋白质，不能让蛋白质（胶体粒子）通过膜1、膜2，所以膜1、膜2孔径应不大于半透膜孔径，B项正确；a极为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，C项正确；每转移2mol电子，结合电极反应和电荷守恒可知，理论上乳清减少的质量为2molNaCl的质量，即质量减少117g，D项错误。答案：D4．解析：由图可知，右侧生成氢气，发生还原反应，右侧铁板为阴极，则左侧铁板为阳极，故a接电源正极，A项正确；左侧铁板为阳极，铁放电生成亚铁离子，亚铁离子被溶液中的Cr2O72-氧化，反应的离子方程式为Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，B项正确；标准状况下，13.44L氢气的物质的量为13.44L22.4L·mol-1＝0.6mol，根据转移电子守恒得n（Fe2＋）＝0.6mol×22＝0.6mol，根据Cr2答案：C5．解析：由图可知，放电时，N电极为电池的正极，溴在正极上得到电子发生还原反应生成溴离子，电极反应式为Br2＋2e－=2Br－，M电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，正极放电生成的溴离子通过离子交换膜进入左侧，同时锌离子通过交换膜进入右侧，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变；充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，N电极与直流电源的正极相连，做阳极。由分析可知，放电时，N电极为电池的正极，故A正确；由分析可知，放电或充电时，左侧储液器和右侧储液器中溴化锌的浓度维持不变，故B错误；由分析可知，充电时，M电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极上得到电子发生还原反应生成锌，电极反应式为Zn2＋＋2e－=Zn，故C正确；由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变，故D正确。答案：B第39讲多池、多室的电化学装置1.了解串联装置的连接特点，了解离子交换膜的特点及作用。2．掌握多池、多室问题分析的一般方法。3．能熟练用电子守恒、关系式法等进行有关电化学计算。考点一多池串联的两大模型及原理分析1.常见多池串联装置图模型一外接电源与电解池的串联(如图)A、B为两个串联电解池，相同时间内，各电极得失电子数相等。模型二原电池与电解池的串联(如图)甲、乙两图中，A均为原电池，B均为电解池。2．二次电池的充电(1)可充电电池原理示意图充电时，原电池负极与外接电源负极相连，原电池正极与外接电源正极相连，记作“正接正，负接负”。(2)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。充电、放电不是可逆反应。(3)放电时的负极反应和充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应和充电时的阳极反应相反。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。3．电化学计算的三种方法如以电路中通过4mole－为桥梁可构建以下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总览电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。感悟：【教考衔接】典例[2022·山东卷，13]设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是()a．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大b．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸c．乙室电极反应式为LiCoO2＋2H2O＋e－=Li＋＋Co2＋＋4OH－d．若甲室Co2＋减少200mg，乙室Co2＋增加300mg，则此时已进行过溶液转移【解题关键】右侧装置为原电池，带细菌电极为负极，LiCoO2电极为正极；左侧装置为电解池，带细菌电极为阳极，CoCl2电极为阴极；两个电池为串联连接。听课笔记【对点演练】1．如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2=N2＋2H2O，下列关于该装置工作时的说法正确的是()A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成B．甲池中负极反应式为N2H4－4e－=N2＋4H＋C．甲池和乙池中溶液的pH均减小D．当甲池中消耗3.2gN2H4时，乙池中理论上最多产生6.4g固体2．铅酸蓄电池是典型的可充电电池，正、负极是惰性材料，电池总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4放电,充电2PbSO4＋2H2O，回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放电时，正极的电极反应式是____________________________________________。电解液中H2SO4的浓度将变________；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按如图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成________，B电极上生成________，此时铅酸蓄电池的正、负极的极性将________(填“不变”或“对换”)。3．在如图所示的装置中，若通直流电5min时，铜电极的质量增加2.16g。试回答下列问题。(1)电源中X为直流电源的________极。(2)pH变化：A________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B________，C________。(3)通电5min时，B中共收集224mL(标准状况下)气体，溶液体积为200mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为____________(设电解前后溶液体积无变化)。(4)常温下，若A中KCl足量且溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH为________(设电解前后溶液体积无变化)。考点二多室电化学装置为实现特定功能需求，在电化学装置中增加离子交换膜，将原电池或电解池分隔成两个或多个相对独立的室。1．离子交换膜的分类和应用2．分析某室质量变化的关键分析某室质量的变化，既要考虑该区(或该电极)的化学反应，又要考虑通过“交换膜”的离子带来的质量变化。

【教考衔接】典例1[2022·湖南卷，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下。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【解题思路】锂—海水电池的总反应为4Li＋O2＋2H2O=4LiOH。M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li－e－=Li＋；N极为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－。听课笔记【师说·延伸】①本题关键是正确解读玻璃陶瓷的作用，从而确定正极反应物是O2；②将锂—海水电池的总反应定为2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑是典型的错误。典例2微生物脱盐池是在微生物燃料电池的基础上发展而来的新兴生物电化学系统，示意图如图所示。下列说法错误的是()A．该装置能实现从海水中得到淡水，同时去除有机物，而且还可提供电能B．电极b为正极C.负极反应为CH3COO－＋7OH－－8e－=2CO2↑＋5H2OD．Y为阳离子交换膜【解题思路】燃料电池通入O2的电极为正极，因此b为正极；CH3COO－反应的电极为负极，即a为负极。听课笔记【对点演练】考向一单膜电解池1．已知：电流效率＝电路中通过的电子数与消耗负极失去电子总数之比。现有两个电池Ⅰ、Ⅱ，装置如图所示。下列说法正确的是()A．Ⅰ和Ⅱ的电池反应不相同B．能量转化形式不同C．Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率D．5min后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1种溶质2．[2024·九省联考吉林卷，14]某生物质电池原理如下图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法正确的是()A．放电时，正极电极反应为：＋H2O－2e－=＋2H＋B．放电时，Co0.2Ni0.8(OH)2转化为Co0.2Ni0.8OOHC．充电时，K＋通过交换膜从左室向右室迁移D．充电时，阴极电极反应为：＋2H2O＋2e－=＋2OH－考向二多膜电解池3．H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：(1)写出阳极的电极反应式________________________________________。(2)分析产品室可得到H3PO2的原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质，该杂质产生的原因是________________________________。考向三双极膜电解池4．为适应不同发电形式产生的波动性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如图所示。当闭合K1和K3、打开K2时，装置处于蓄电状态；当打开K1和K3、闭合K2时，装置处于放电状态。放电时，双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－并分别向两侧迁移。下列说法错误的是()A．蓄电时，碳锰电极的电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－＝MnO2＋4H＋B．蓄电时，右侧电解池发生的总反应为2ZnO通电2Zn＋O2↑C．放电时，每消耗1molMnO2，理论上有4molH＋由双极膜向碳锰电极迁移D．理论上，该电化学装置运行过程中需要补充H2SO4和KOH5．利用微生物电化学处理有机废水，同时可淡化海水并获得酸碱。现以NaCl溶液模拟海水、采用惰性电极，用如下图所示的装置处理有机废水(以含有机酸CH3COOH溶液为例)，在直流电场作用下，双极膜间的水解离成H＋和OH－。下列说法正确的是()A．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜B．产品室生成的物质为盐酸C．当阴极产生22.4L气体时，理论上可除去模拟海水中117gNaClD．阳极反应式为：CH3COOH＋2H2O＋8e－=2CO2↑＋8H＋温馨提示：请完成课时作业39第39讲多池、多室的电化学装置考点一突破·关键能力教考衔接典例解析：假设乙酸盐为CH3COONa。甲室阳极反应为CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2↑＋7H＋，阴极反应为Co2＋＋2e－=Co，电池反应为CH3COO－＋4Co2＋＋2H2O=2CO2↑＋4Co＋7H＋，溶液pH逐渐减小，a错误；乙室负极反应为CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2↑＋7H＋，正极反应为LiCoO2＋e－＋4H＋=Li＋＋Co2＋＋2H2O，电池反应为CH3COO－＋8LiCoO2＋25H＋=2CO2↑＋8Li＋＋8Co2＋＋14H2O，b正确、c错误；若甲室Co2＋减少200mg，转移电子n（e－）＝0.2g59g·mol-1×2＝0.0068mol，乙室Co2＋增加300mg，转移电子n（e－）＝答案：bd对点演练1．解析：该装置图中，甲池为燃料电池，其中左边电极为负极，右边电极为正极，乙池为电解池，石墨电极为阳极，Ag电极为阴极，阴极上Cu2＋得电子生成铜，无气体生成，A错误；甲池溶液呈碱性，电极反应式不出现H＋，B错误；根据甲池的总反应式可知有水生成，电解液被稀释，故碱性减弱，pH减小，乙池的总反应式为2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，电解液酸性增强，pH减小，C正确；3.2gN2H4的物质的量为0.1mol，转移电子的物质的量为0.4mol，产生0.2molCu，质量为12.8g，D错误。答案：C2．解析：（1）根据总反应式可知放电时，正极PbO2得到电子，电极反应式是PbO2＋4H＋＋SO42-＋2e－=PbSO4＋2H2O，负极电极反应式是Pb＋SO42-－2e－=PbSO4；由反应式知放电时消耗H2SO4，则H2SO4浓度变小；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加0.5mol×96g·mol－1＝48g。（2）若按题图连接，B为阳极，失去电子发生氧化反应，A为阴极，得到电子发生还原反应，B电极上发生的反应为PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SO42-，A电极发生的反应为PbSO4＋2e－答案：（1）PbO2＋4H＋＋SO42-＋2e－=PbSO4＋2H2O小48（2）PbPbO3．解析：（1）三个装置是串联的电解池。电解AgNO3溶液时，Ag＋在阴极发生还原反应生成Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，由此推知X是电源负极。（2）电解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；电解CuSO4、K2SO4溶液生成H2SO4，溶液pH减小；电解AgNO3溶液，银为阳极，不断溶解，Ag＋在阴极不断析出，AgNO3溶液浓度基本不变，pH不变。（3）通电5min时，C中析出0.02molAg，电路中通过0.02mol电子；B中共收集0.01mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04mol电子，电子转移不守恒，因此，B中电解分为两个阶段，先电解CuSO4溶液，生成O2，后电解水，生成O2和H2，B中收集到的气体是O2和H2的混合物。设电解CuSO4溶液时生成O2的物质的量为xmol，电解H2O时生成O2的物质的量为ymol，则4x＋4y＝0.02（电子转移守恒），x＋3y＝0.01（气体体积之和），解得x＝y＝0.0025，所以n（CuSO4）＝2×0.0025mol＝0.005mol，c（CuSO4）＝0.005mol0.2L＝0.025mol·L－1。（4）常温下，通电5min时，A中放出0.01molH2，溶液中生成0.02molKOH，c（OH－）＝0.02mol0.2L＝0.1mol·L答案：（1）负（2）增大减小不变（3）0.025mol·L－1（4）13考点二突破·关键能力教考衔接典例1解析：海水中含有大量的电解质，故A项正确；Li是活泼金属，作负极，则N极是正极，正极上海水中溶解的O2、CO2等均能放电，B项错误；由于Li易与水反应，故玻璃陶瓷应具有良好的防水功能，同时为形成闭合的回路，也应具有传导离子的功能，C项正确；该电池属于一次电池，D项正确。答案：B典例2解析：该装置为原电池，a极有机物发生氧化反应生成二氧化碳，海水中的Na＋和Cl－通过离子交换膜分别移向正极和负极，能实现从海水中得到淡水，同时去除有机物，而且还可提供电能，A正确；根据分析，电极b通入氧气，得电子，为正极，B正确；由图可知，负极为有机弱酸性废水CH3COO－的电极，失电子发生氧化反应，溶液为酸性，电极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－=2CO2↑＋7H＋，C错误；原电池中阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的，所以Y为阳离子交换膜、X为阴离子交换膜，D正确。答案：C对点演练1．解析：Ⅰ、Ⅱ装置中电极材料相同，电解质溶液部分相同，电池反应，负极反应和正极反应式相同，A项错误；Ⅰ和Ⅱ装置的能量转化形式都是化学能转化成电能，B项错误；Ⅰ装置中铜与氯化铁直接接触，会在铜极表面发生反应，导致部分能量损失（或部分电子没有通过电路），导致电流效率降低。而Ⅱ装置采用阴离子交换膜，铜与氯化铜接触，不会发生副反应，放电过程中交换膜左侧负极的电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，阳离子增多；右侧正极的电极反应式为2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋，负电荷过剩。Cl－从交换膜右侧向左侧迁移，电流效率高于Ⅰ装置，C正确；放电一段时间后，Ⅰ装置中生成氯化铜和氯化亚铁，Ⅱ装置中交换膜左侧生成氯化铜，右侧生成了氯化亚铁，可能含氯化铁，D项错误。答案：C2．答案：D3．解析：（2）中应该从闭合回路的角度，阴、阳离子的流向分析；（3）注意阳极反应生成O2，O2具有氧化性，H3PO2和H2PO2-均具有还原性，二者会被O2氧化生成答案：（1）2H2O－4e－=O2↑＋4H＋（2）阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3（3）PO43-H2PO2-或H4．解析：蓄电时，左侧为电解池，碳锰电极为电解池的阳极，电极反应式为：Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋，A正确；右侧装置也是电解池，电解池发生的总反应为：2ZnOeq\o(=,\s\up7(通电))2Zn＋O2↑，B正确；放电时，装置组合成原电池，碳锰电极为原电池的正极，电极反应为MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，每有1molMnO2消耗，理论上有4molH＋由双极膜向碳锰电极迁移，C正确；该电化学装置运行过程中，SO42-、K＋均没有参与反应，只需要补充H2O，不需要补充H2SO4和KOH，D错误。答案：D5．解析：由图知，阳极上CH3COOH失去电子生成CO2，阴极上氢离子得电子生成氢气，该电解池是利用微生物电化学处理有机废水，同时可淡化海水并获得酸碱，则氢离子通过双极膜进入产品室，氯离子通过膜b进入产品室，则膜b为阴离子交换膜，产品室生成的物质为盐酸；膜a为阳离子交换膜，钠离子从此进入阴极，得到产品氢氧化钠。由分析可知，膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，A项错误；氢离子通过双极膜进入产品室，氯离子通过膜b进入产品室，产品室生成的物质为盐酸，B项正确；阴极产生22.4L气体未说明状态，无法通过气体摩尔体积计算，C项错误；阳极上CH3COOH失去电子生成CO2，阳极反应式为：CH3COOH＋8OH－－8e－=2CO2↑＋6H2O，D项错误。答案：B第40讲化学反应速率及影响因素1.知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。2．掌握影响化学反应速率的因素，并能用有关理论解释。考点一化学反应速率及表示方法1.化学反应速率(1)概念通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。(2)表示方法及单位v＝ΔcΔt，单位为mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－12．化学反应速率与化学计量数的关系在反应aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝____________。【师说·助学】①不能用固体或纯液体来表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度视为常数。②化学反应速率一般指平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。③同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。3．化学反应中各物质浓度的计算模型——“三段式”(1)写出有关反应的化学方程式。(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。例如：反应mA＋nB⇌pC起始浓度mol·L-1ab转化浓度mol·L-1xnxm某时刻浓度mol·L-1a－xb－(3)根据已知条件列式计算。【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．由v＝ΔcΔt________________________________________________________________________。3．同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【教考衔接】典例(1)[2022·广东卷，15D改编]在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则使用催化剂Ⅰ时，0～2min内，v(X)＝________。(2)[2022·浙江6月，20A改编]恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g)催化剂N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，则实验①，0～20min，v(N2)＝________。听课笔记【师说·延伸】本题通过图表数据考查化学反应速率的表示方法、化学反应速率与化学计量数的关系。【对点演练】考向一定量比较化学反应速率的大小1．已知反应2A(g)＋B(g)⇌3C(g)＋4D(g)在不同条件下的化学反应速率如下：①v(A)＝0.5mol·L－1·s－1②v(B)＝0.3mol·L－1·s－1③v(C)＝0.8mol·L－1·s－1④v(D)＝6mol·L－1·min－1该化学反应在上述4种条件下由快到慢的顺序为______________。定量比较化学反应速率大小的两种方法(1)归一法：先换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比值法：先统一单位，再比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)，若vAa＞vB考向二用浓度变化表示的化学反应速率的计算2．硝基苯甲酸乙酯在OH－存在下发生水解反应：O2NC6H4COOC2H5＋OH－⇌O2NC6H4COO－＋C2H5OH两种反应物的初始浓度均为0.050mol·L－1，15℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的关系如表所示。t/s120180240330600700800α/%33.041.848.858.070.471.071.0计算该反应在180～240s区间的平均反应速率(写出计算过程)。考向三用其他物理量表示的化学反应速率的计算3．温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v＝________mL·g－1·min－1。4．在新型RuO2催化剂作用下，使HCl转化为Cl2的反应2HCl(g)＋12O2(g)⇌H2O(g)＋Cl2(g)具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中n(Cl2t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/10－3mol01.83.75.47.2计算2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)。5．工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550℃时，在1L的恒温容器中，反应过程中部分数据见表：反应时间/minSO2(g)/molO2(g)/molSO3(g)/mol042051.5102151若在起始时总压为p0kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，而气态物质分压＝总压×气态物质的物质的量分数，则10min内SO2(g)的反应速率v(SO2)＝________kPa·min－1。考点二影响化学反应速率的因素1.内因反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为v(Mg)>v(Al)。2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)【师说·助学】压强影响反应速率适用于有气体参加的化学反应，同时压强改变反应速率是通过改变物质浓度引起的。3．压强对化学反应速率的影响一定温度下，反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在密闭容器中进行，分析下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“无影响”)。(1)缩小体积增大压强：________；(2)恒容充入氢气：________；(3)恒容充入氮气：________；(4)恒压充入氮气：________。4．理论解释——有效碰撞(1)活化分子、活化能与有效碰撞①活化分子：能够发生有效碰撞的分子(必须具有足够的能量)。②活化能：如图图中：E1表示反应的________，使用催化剂时的活化能为________，反应热为________(注：E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量)。③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系条件改变单位体积内有效碰撞次数反应速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大反应物浓度增加增加不变增加增大增大压强增加增加不变增加增大升高温度不变增加增加增加增大加催化剂不变增加增加增加增大【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后物理和化学性质保持不变：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，滴入少量硫酸铜溶液与醋酸钠溶液均能够提高反应速率：_______________________________________。【教考衔接】典例[2023·浙江6月，19(5)]水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1。在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。听课笔记【师说·延伸】温度升高，不利于气相反应物分子在催化剂表面的吸附，有利于气相产物分子在催化剂表面脱附。【对点演练】1．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()选项反应温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(mol·L－1)V/mLc/(mol·L－1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.2102.O3在水中易分解，一定条件下，相同浓度的O3的浓度减小一半所需的时间(t)如表。根据表中的递变规律，推测O3分别在以下条件下反应：①40℃、pH＝3.0；②10℃、pH＝5.0；③30℃、pH＝7.0，分解速率依次增大的顺序为()A．①②③B．③②①C．②①③D．③①②3．在有气体参与的反应中，①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增大，完成下列问题(填序号)：(1)降低反应活化能的是____________。(2)增加活化分子百分数的是____________。(3)未改变活化分子百分数，增加单位体积内分子总数的是____________。(4)增加单位体积内活化分子数的是____________。外界条件对化学反应速率影响的两个易错点1．增加或减少反应物的量并不一定能改变反应速率，如固体和纯液体在反应中可视为浓度不变，故增加其量并不能加快反应速率。2．不论是吸热反应还是放热反应，温度对反应速率的影响具有一致性。升高温度，正、逆反应速率都增大，但增大的倍数不同；降低温度，正、逆反应速率都减小，不会出现v正增大，同时v逆减小的情况。

微专题13探究影响化学反应速率的因素——控制变量思想【要点归纳】1．考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。2．解题策略(1)确定变量首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。(2)控制变量——定多变一在探究过程中，应该先确定其他的因素不变，只改变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种因素的影响以后，再通过以上方法确定另一种因素的影响，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。(3)数据有效选择数据(或设置实验)要有效，保证变量统一才能做出正确的判断。3．实例分析探究温度、催化剂对反应：2H2O2=2H2O＋O2↑的影响，可以确定催化剂(是否加入MnO2)和温度(加热、常温)作为可变量，其他的则控制为不变量。探究对象的反应2H2O2=2H2O＋O2↑控制的可变量催化剂温度控制的不变量浓度、温度等浓度、催化剂等实验方案取相同量的5%H2O2溶液于两支规格相同的试管中，向其中一支试管中加入少量MnO2，另一支不加，在常温下观察取相同量的5%H2O2溶液于两支规格相同的试管中，给其中一支试管加热，另一支不加热，观察【典题示例】典例[2021·辽宁卷，12]某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是()A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大C．条件①，反应速率为0.012mol·L－1·min－1D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0mol·L－1时，半衰期为62.5min听课笔记【师说·延伸】解答本题的两大关键点①控制变量思想——定多变一；②落实题给信息——半衰期。【对点演练】1．为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是()A．pH越小，氧化率越小B．温度越高，氧化率越小C．Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率2．已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：编号0.01mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL0.1mol·L－1H2C2O4溶液体积/mL水的体积/mL反应温度/℃反应时间/minⅠ220202.1ⅡV121205.5ⅢV220500.5下列说法不正确的是()A．V1＝1，V2＝2B．设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响C．实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束D．实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01mol·L－1·min－13．可逆反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)是工业上制取H2SO4的重要反应。(1)在恒压条件下，该反应分组实验的有关条件如下表：反应条件温度容器容积起始n(SO2)起始n(O2)其他条件Ⅰ组500℃1L1mol2mol无Ⅱ组500℃1L1mol2mol已知Ⅰ、Ⅱ两组实验过程中，SO3气体的体积分数φ(SO3)随时间t的变化曲线如图所示。①Ⅱ组与Ⅰ相比不同的条件是________。②将Ⅰ组实验中温度变为800℃，则φ(SO3)达到a%所需时间________t1(填“小于”“大于”或“等于”)。(2)向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列的是________(填代号)。甲：在500℃时，10molSO2和10molO2反应乙：在500℃时，用V2O5作催化剂，10molSO2和10molO2反应丙：在450℃时，8molSO2和5molO2反应丁：在500℃时，8molSO2和5molO2反应温馨提示：请完成课时作业40第40讲化学反应速率及影响因素考点一夯实·必备知识2．a∶b∶c∶d易错诊断1．错误。应该指1s内某物质的浓度的变化为0.8mol·L－1。2．错误。由v＝ΔcΔt3．正确。4．正确。突破·关键能力教考衔接典例解析：(1)使用催化剂Ⅰ时，在0～2min内，Y的浓度变化了4.0mol·L－1，则v(Y)＝ΔcYΔt＝4.0mol·L-12min＝2.0mol·L－1·min－1，v(X)＝12v(Y)＝12×2.0mol·L－1(2)实验①中，0～20min，v(N2)＝12v(NH3)＝12×(2.40×10－3mol·L－1－2.00×10－3mol·L－1)÷20min＝1.00×10－5mol·L－1·min答案：(1)1.0mol·L－1·min－1(2)1.00×10－5mol·L－1·min－1对点演练1．解析：方法一①v(B)＝12v(A)＝0.25mol·L－1·s－1，②v(B)＝0.3mol·L－1·s－1，③v(B)＝13v(C)＝13×0.8mol·L－1·s－1≈0.27mol·L－1·s－1，④v(B)＝14v(D)＝14×6mol·L－1·min－1＝1.5mol·L－1·min－1＝0.025mol·L－1·s－1，故该化学反应由快到慢的顺序为②＞③方法二①12v(A)＝12×0.5mol·L－1·s－1＝0.25mol·L－1·s－1，②v(B)＝0.3mol·L－1·s－1，③13v(C)＝13×0.8mol·L－1·s－1≈0.27mol·L－1·s－1，④14v(D)＝14×6mol·L－1·min－1＝1.5mol·L－1·min－1＝0.025mol·L－1·s－1，故该化学反应由快到慢的顺序为②＞答案：②＞③＞①＞④2．解析：v(180～240s)＝0.050mol·L-1×48.8%-41.8%240-180s≈5.8×10答案：5.8×10－5mol·L－1·s－13．解析：由单位可知v＝240mL2g×4min＝30mL·g－1答案：304．解析：解法一2.0～6.0min内，Δn(Cl2)＝