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化學(xué)反應(yīng)與能量模塊備考策略2025-2026第一學(xué)期高三化學(xué)教研01020304目錄課標(biāo)分析考題分析

模型構(gòu)建備考策略一、化學(xué)能與熱能模塊備考策略2026高考2017版課程標(biāo)準(zhǔn)的變化及理解課標(biāo)分析2017版課標(biāo)實(shí)驗(yàn)版(2003)課標(biāo)主要變化1.1體系與能量認(rèn)識(shí)化學(xué)能可以與熱能、電能等其他形式能量之間相互轉(zhuǎn)化1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因,能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。刪去:了解化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化的原因。變動(dòng):常見(jiàn)能量的轉(zhuǎn)化從說(shuō)出水平到認(rèn)識(shí)水平。能量的轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律。

新增。知道內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和,受溫度、壓強(qiáng)、物質(zhì)的聚集狀態(tài)的影響。

新增。以“體系與能量”作為統(tǒng)攝性的核心概念,增加了“體系”這一重要的認(rèn)識(shí)角度;指出熱力學(xué)函數(shù)的影響因素,如內(nèi)能受溫度、壓強(qiáng)、物質(zhì)的聚集狀態(tài)等的影響。1.2化學(xué)反應(yīng)與熱能認(rèn)識(shí)化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,恒溫恒壓條件下化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以用焓變表示。

2.通過(guò)查閱資料說(shuō)明能源是人類(lèi)生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ),了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實(shí)際意義。

能舉例說(shuō)明化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,了解反應(yīng)熱和焓變的含義。

刪去。

變動(dòng):化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化從舉例說(shuō)明水平到認(rèn)識(shí)水平。了解蓋斯定律及其簡(jiǎn)單應(yīng)用。能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算要求相同。高考題細(xì)目表高考試題2023山東2022山東2021山東2020山東2023乙卷2023甲卷2022乙卷考查內(nèi)容必備知識(shí)化學(xué)反應(yīng)與規(guī)律化學(xué)反應(yīng)與熱能蓋斯定律√√√√√√√活化能成斷鍵√吸放熱反應(yīng)√物質(zhì)穩(wěn)定性√√平衡移動(dòng)√√原理綜合√√√有機(jī)反應(yīng)機(jī)理√√√√關(guān)鍵能力理解與辨析√√√√√√√分析與推測(cè)√√√√√√√學(xué)科素養(yǎng)化學(xué)觀(guān)念√√√√√√√思維方法√√√√√√√實(shí)踐探究√√√√√√√態(tài)度責(zé)任√√√√√√√考查要求基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性√√√√√√√試題情境學(xué)術(shù)探究情境√√√√√√√高考解讀必備知識(shí)考查1.蓋斯定律2.以陌生的有機(jī)反應(yīng)機(jī)理為載體考查焓變計(jì)算,重點(diǎn)為:反應(yīng)熱+化學(xué)平衡+反應(yīng)速率的小綜合關(guān)鍵能力要求

試題往往以有機(jī)反應(yīng)機(jī)理為載體的方式呈現(xiàn),圖像通常較復(fù)雜。要求學(xué)生具備從中獲取有用信息,并進(jìn)行處理信息、與已有知識(shí)整合。側(cè)重考查學(xué)生理解與辨析能力、分析與推測(cè)能力??疾樾问剑阂粋€(gè)選擇題(多為不定項(xiàng)選擇)和原理大題中一到兩個(gè)空。分值:大約在4-6分左右。由活化能計(jì)算焓變:總反應(yīng)的焓變=反應(yīng)I的總焓變+反應(yīng)Ⅲ的總焓變=(反應(yīng)I的活化能-反應(yīng)Ⅱ的活化能)+(反應(yīng)Ⅲ的活化能-反應(yīng)Ⅳ的活化能)考題分析

1.利用活化能和相對(duì)能量求反應(yīng)熱12利用好焓變和微粒能量的關(guān)系式應(yīng)對(duì)之策源于蓋斯定律的幾種解題方法根據(jù)蓋斯定律:Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ,則ΔH3=ΔH1-ΔH2=-49.5-(-90.4)

kJ?mol-1

=+40.9kJ?mol-1。考題分析

2.利用蓋斯定律求反應(yīng)熱2.寫(xiě)出各物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式,根據(jù)蓋斯定律計(jì)算即可。?H2+?H3??H5或?H3??H4“三步”確定熱化學(xué)方程式或ΔH應(yīng)對(duì)之策模型1“留元法”計(jì)算反應(yīng)焓變應(yīng)對(duì)之策要點(diǎn):消去目標(biāo)方程式中沒(méi)有,但已知方程式中有的物質(zhì)X。

物質(zhì)X的特點(diǎn):在已知方程式中出現(xiàn)兩次。將已知熱化學(xué)方程式進(jìn)行化學(xué)計(jì)量數(shù)調(diào)整或適當(dāng)?shù)念嵉?,然后進(jìn)行方程式進(jìn)行“疊加”消去物質(zhì)X。直至得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式。各已知熱化學(xué)方程式“消元”過(guò)程的加減和倍數(shù)關(guān)系即為焓變的加減和倍數(shù)關(guān)系。模型2“消元法”計(jì)算反應(yīng)焓變應(yīng)對(duì)之策考題分析3.反應(yīng)熱+化學(xué)平衡+反應(yīng)速率的小綜合1該題目以有機(jī)反應(yīng)為背景進(jìn)行考查解題思路:1.明確可逆反應(yīng)焓變的定義2.使用等效平衡3.列等式計(jì)算B(2-甲基-2-丁烯)D3.反應(yīng)熱+化學(xué)平衡+反應(yīng)速率的小綜合該題目以有機(jī)反應(yīng)為背景進(jìn)行考查解題思路:1.由圖判ΔH2.由ΔH判物質(zhì)穩(wěn)定性3.ΔH比值,大小比較,注意“+”“-”號(hào)影響2C不同溫度下都能自發(fā),是因?yàn)?/p>

H<0,

S>0

考題分析

4.創(chuàng)新性考查焓變計(jì)算1必備知識(shí)考查:1.烯烴的加氫反應(yīng)是放熱反應(yīng)2.ΔH大小比較,注意“+”“-”號(hào)3.ΔG=ΔH-TΔS與反應(yīng)自發(fā)性判斷2.多關(guān)注一些新穎考查形式應(yīng)對(duì)之策1.總結(jié)創(chuàng)新性考查焓變計(jì)算的方法化學(xué)能與熱能一輪復(fù)習(xí)建議化學(xué)能與熱能模塊建議:3課時(shí)完成1.化學(xué)能與熱能基礎(chǔ)知識(shí)專(zhuān)題復(fù)習(xí)2.微專(zhuān)題一蓋斯定律的應(yīng)用微專(zhuān)題二能量圖的考查微專(zhuān)題三反應(yīng)熱與其它知識(shí)點(diǎn)的整合二、化學(xué)能與電能模塊備考策略2024高考2017版課程標(biāo)準(zhǔn)的變化及理解2017版普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2020年修訂)實(shí)驗(yàn)版(2003)普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)水平1.3化學(xué)反應(yīng)與電能

認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。了解原電池及常見(jiàn)化學(xué)電源的工作原理。了解電解池的工作原理,認(rèn)識(shí)電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存能量中的具體應(yīng)用。了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì),知道金屬腐蝕的危害,了解防止金屬腐蝕的措施。1.4學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)●簡(jiǎn)單的電鍍實(shí)驗(yàn)?!裰谱骱?jiǎn)單的燃料電池。3.能分析、解釋原電池和電解池的工作原理,能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池和電解池。4.能列舉常見(jiàn)的化學(xué)電源,并能利用相關(guān)信息分析化學(xué)電源的工作原理。能利用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕現(xiàn)象,選擇并設(shè)計(jì)防腐措施。5.能舉例說(shuō)明化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用,能分析能源的利用對(duì)自然環(huán)境和社會(huì)發(fā)展的影響。能綜合考慮化學(xué)變化中物質(zhì)變化和能量變化來(lái)分析、解決實(shí)際問(wèn)題,如煤炭的綜合利用

、新型電池的開(kāi)發(fā)等。4.體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過(guò)程,了解原電池和電解池的工作原理,能寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。5.通過(guò)查閱資料了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)及其工作原理,認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。6.能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因,認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施。

新版課程標(biāo)準(zhǔn)在教學(xué)提示中對(duì)工作原理進(jìn)行了補(bǔ)充說(shuō)明:

發(fā)展學(xué)生對(duì)原電池和電解池工作原理的認(rèn)識(shí),轉(zhuǎn)變偏差認(rèn)識(shí),促使學(xué)生認(rèn)識(shí)到電極反應(yīng)、電極材料、離子導(dǎo)體、電子導(dǎo)體是電化學(xué)體系的基本要素,建立對(duì)電化學(xué)過(guò)程的系統(tǒng)分析思路,提高學(xué)生對(duì)電化學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。課標(biāo)分析2017課程標(biāo)準(zhǔn)的變化及理解2017版普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版(2003)普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)水平1.3化學(xué)反應(yīng)與電能認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。了解原電池及常見(jiàn)化學(xué)電源的工作原理。了解電解池的工作原理,認(rèn)識(shí)電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存能量中的具體應(yīng)用。了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì),知道金屬腐蝕的危害,了解防止金屬腐蝕的措施。1.4學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)●簡(jiǎn)單的電鍍實(shí)驗(yàn)?!裰谱骱?jiǎn)單的燃料電池。3.能分析、解釋原電池和電解池的工作原理,能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池和電解池。4.能列舉常見(jiàn)的化學(xué)電源,并能利用相關(guān)信息分析化學(xué)電源的工作原理。能利用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕現(xiàn)象,選擇并設(shè)計(jì)防腐措施。5.能舉例說(shuō)明化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用,能分析能源的利用對(duì)自然環(huán)境和社會(huì)發(fā)展的影響。能綜合考慮化學(xué)變化中物質(zhì)變化和能量變化來(lái)分析、解決實(shí)際問(wèn)題,如煤炭的綜合利用、新型電池的開(kāi)發(fā)等。4.體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過(guò)程,了解原電池和電解池的工作原理,能寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。5.通過(guò)查閱資料了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)及其工作原理,認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。6.能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因,認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施。

對(duì)比文本的具體陳述,新課程標(biāo)準(zhǔn)更為強(qiáng)調(diào)分析和解決真實(shí)問(wèn)題的思路,而沒(méi)有特別強(qiáng)調(diào)知識(shí)和技能層面的要求。

進(jìn)一步明確了對(duì)能力的考察,并由此上升到素養(yǎng)的形成。

選取這兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)主要是考慮實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的真實(shí)應(yīng)用情景。高考題細(xì)目表高考試題2023山東2022山東2021山東2020山東2023乙卷2023甲卷2022乙卷考查內(nèi)容必備知識(shí)化學(xué)反應(yīng)與規(guī)律原電池工作原理電極名稱(chēng)√√√√√√離子移動(dòng)方向√√√√√√電子移動(dòng)方向√√√電極反應(yīng)式√√√√√√電解質(zhì)溶液√√√電極產(chǎn)物√√√√√√定量計(jì)算√√√√電解池工作原理電極名稱(chēng)√√√√離子移動(dòng)方向√√√√√電子移動(dòng)方向√√電極反應(yīng)式√√√√√電解質(zhì)溶液√√√√電極產(chǎn)物√√√√√定量計(jì)算√√√√關(guān)鍵能力理解與辨析√√√√√√√分析與推測(cè)√√√√√√√學(xué)科素養(yǎng)化學(xué)觀(guān)念√√√√√√√思維方法√√√√√√√實(shí)踐探究√√√√√√√態(tài)度責(zé)任√√√√√√√考查要求基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性√√√√√√√試題情境學(xué)術(shù)探究情境√√√√√√√必備知識(shí)考察面廣電極反應(yīng)式或總反應(yīng)式的判斷書(shū)寫(xiě)、離子遷移方向、正負(fù)極判斷、電解質(zhì)溶液變化、pH變化、離子交換膜、判斷產(chǎn)物、計(jì)算產(chǎn)物或轉(zhuǎn)移電子數(shù)、電子或電流方向。關(guān)鍵能力要求高

試題往往以裝置圖與題干信息相結(jié)合的方式呈現(xiàn),裝置圖通常又很復(fù)雜。要求學(xué)生具備從中獲取有用信息,并進(jìn)行處理信息、與已有知識(shí)整合。側(cè)重考察學(xué)生理解與辨析能力、分析與推測(cè)能力解決實(shí)際問(wèn)題。高考解讀新增:知識(shí)融合考查形式:1-2個(gè)選擇題(多為不定項(xiàng))21年原理大題中涉及2個(gè)空。分值:大約在4-8分??记榉治鲇山哪旮呖碱}看:對(duì)電化學(xué)考查內(nèi)容與形式整體沒(méi)有太大的變化,一般就是原電池、電解池、二次電池。涉及到考點(diǎn)有:1.原電池、電解池工作原理分析.(離子放電順序、陽(yáng)極注意活性電極和惰性電極)2.原電池正負(fù)極判斷(一般電子流出、電流流向、陰離子移向、發(fā)生氧化反應(yīng)、電極質(zhì)量減小的是負(fù)極,正極可能質(zhì)量增加或氣體生成)3.電解池陰陽(yáng)極判斷(陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)、電子流出、陰離子移向)4.離子交換膜分析(作用、類(lèi)型)5.電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)正誤判斷(注意分析電子數(shù)、是否電荷守恒、反應(yīng)類(lèi)型與電極是否一致)6.轉(zhuǎn)移電子數(shù)計(jì)算(=|元素化合價(jià)變化值|×n(變價(jià)原子數(shù)))等。但增加了很多新元素,如電勢(shì)高低的判定,動(dòng)態(tài)的工作原理,與配合反應(yīng)結(jié)合等??记榉治鰬?yīng)對(duì)之策從裝置維度和原理維度將原電池和電解池統(tǒng)一起來(lái)1.(2023全國(guó)乙卷)6.室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極,表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時(shí),在硫電極發(fā)生反應(yīng):

下列敘述錯(cuò)誤的是+-考題分析

常考點(diǎn)1:正負(fù)極和陰陽(yáng)極的判斷2.(2020·全國(guó)II)電致變色器件可智能調(diào)控太陽(yáng)光透過(guò)率,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時(shí),Ag+注入到無(wú)色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈現(xiàn)藍(lán)色,對(duì)于該變化過(guò)程,下列敘述錯(cuò)誤的是陽(yáng)極陰極2020山東3.采用惰性電極,以去離子水和氧氣為原料通過(guò)電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.陽(yáng)極反應(yīng)為B.電解一段時(shí)間,陽(yáng)極室的pH未變C.電解過(guò)程中,H+由a極區(qū)向b極

區(qū)遷移D.電解一段時(shí)間后,a極生成的O2

與b極反應(yīng)的O2等量學(xué)術(shù)探索情境:以電解法制備雙氧水的裝置為載體必備知識(shí):一是化學(xué)語(yǔ)言與概念,包括電解池、陰陽(yáng)極、電極反應(yīng)等。二是反應(yīng)變化和規(guī)律,包括電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)、離子的移

動(dòng)、電解質(zhì)溶液的變化、電極反應(yīng)物與生成物的量等。關(guān)鍵能力:

一是理解與辨析能力,能從題中給出的電化學(xué)裝置中提取有效信息,判斷電極名稱(chēng)等。

二是分析與推測(cè)能力,能根據(jù)題干提供的新信息,根據(jù)電解池工作原理書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式,分析微粒的變化過(guò)程和移動(dòng)方向,判斷電解質(zhì)溶液的變化以及定量分析電極反應(yīng)中各物質(zhì)物質(zhì)的量的變化等。??键c(diǎn)1:正負(fù)極和陰陽(yáng)極的判斷陽(yáng)極陰極應(yīng)對(duì)之策1.明確正負(fù)極和陰陽(yáng)極的含義,原電池電解池的基本工作原理2.模型:判池型→找依據(jù)(電子、離子流向,產(chǎn)物,反應(yīng)類(lèi)型)→確名稱(chēng)技巧:充電時(shí)電極的連接,負(fù)接負(fù)作陰極,正接正作陽(yáng)極。1.(2020山東13).采用惰性電極,以去離子水和氧氣為原料通過(guò)電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是陽(yáng)極的反應(yīng)為:2H2O-4e-=4H++O2↑,陰極的反應(yīng)為:O2+2e-+2H+=H2O2,2.(2023浙江卷6月)13.氯堿工業(yè)能耗大,通過(guò)如圖改進(jìn)的設(shè)計(jì)可大幅度降低能耗,下列說(shuō)法不正確的是陽(yáng)極(電極A):2Cl--2e-=Cl2↑陰極(電極B):O2+2H2O+4e-=4OH-??键c(diǎn)2:電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)兩裝置均為電解池應(yīng)對(duì)之策模型:“三步守恒法”電子守恒→電荷守恒→原子守恒電化學(xué)知識(shí)和氧化還原反應(yīng)知識(shí)深度融合,電化學(xué)是氧化還原反應(yīng)高中階段的最高級(jí)應(yīng)用,可將氧化還原缺項(xiàng)配平的方法遷移到電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)。3.(2021·山東真題)以KOH溶液為離子導(dǎo)體,分別組成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清潔燃料電池,下列說(shuō)法正確的是A.放電過(guò)程中,K+均向負(fù)極移動(dòng)B.放電過(guò)程中,KOH物質(zhì)的量均減小C.消耗等質(zhì)量燃料,(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大D.消耗1molO2時(shí),理論上N2H4—O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L堿性環(huán)境下,甲醇燃料電池總反應(yīng)為:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O;偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合價(jià)均為-2價(jià),H元素化合價(jià)為+1價(jià),所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可推知其燃料電池的總反應(yīng)為:(CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O燃料電池反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)從考查的形式與必備知識(shí)看,變化不大,素材與考查角度略有不同。關(guān)鍵能力方面的考查差別也不大,基本一致。

學(xué)科素養(yǎng)的體現(xiàn):一是化學(xué)觀(guān)念,體現(xiàn)在微粒觀(guān)和變化觀(guān)。能夠根據(jù)微粒的變化情況判斷電極名稱(chēng)、電子

離子移動(dòng)方向、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)等。二是思維方法,能夠判斷題目給定條件下,根據(jù)電

化學(xué)裝置的工作原理進(jìn)行推理論證。三是實(shí)踐探索,根據(jù)電化學(xué)工作原理實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)條件

的優(yōu)化。四是態(tài)度責(zé)任,在具體情境中體會(huì)化學(xué)學(xué)科在改善

人類(lèi)生活生產(chǎn)條件以及能源、環(huán)保、制備、可持

續(xù)發(fā)展等各個(gè)領(lǐng)域所起的重要作用。

4.微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置,利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?,F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水,采用惰性電極,用下圖裝置處理有機(jī)廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.負(fù)極反應(yīng)為

B.隔膜1為陽(yáng)離子交換膜,隔膜2為陰離

子交換膜C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí),模擬海水理

論上除鹽58.5gD.電池工作一段時(shí)間后,正、負(fù)極產(chǎn)生氣

體的物質(zhì)的量之比為2:12020山東必備知識(shí),一是化學(xué)語(yǔ)言與概念,包括電極反應(yīng)、正負(fù)極、離子交換膜、海水淡化、物質(zhì)的量等。二是反應(yīng)變化和規(guī)律,包括原電池工作原理、氧化還原反應(yīng)、電極反應(yīng)、離子移動(dòng)方向、物質(zhì)的量計(jì)算。關(guān)鍵能力,一是理解與辨析能力,能從題中給出的電池裝置中提取有效信息,辨析原電池基本工作原理。

二是分析與推測(cè)能力,能根據(jù)原電池工作原理,通過(guò)分析正負(fù)極反應(yīng)及電極產(chǎn)物,利用電子守恒計(jì)算物質(zhì)的量微生物燃料電池電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)本題情境屬于學(xué)術(shù)探索情境,以微生物脫鹽電池為載體,在復(fù)雜、陌生的研究對(duì)象及問(wèn)題情境下,體現(xiàn)對(duì)原電池相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性的考查。模型1間接加減法先寫(xiě)出燃料電池的總反應(yīng)方程式再寫(xiě)出燃料電池的正極反應(yīng)式在電子守恒的基礎(chǔ)上用燃料電池的總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即得到負(fù)極反應(yīng)式模型2直接書(shū)寫(xiě)法

定負(fù)極反應(yīng)物和產(chǎn)物→定系數(shù)利用電子守恒配電子→利用原子守恒和電荷守恒配平。如:負(fù)極反應(yīng):(CH2O)n+nH2O-4ne-=nCO2+4nH+注意:燃料電池的電解質(zhì)常有四種類(lèi)型,酸性溶液、堿性溶液、固體電解質(zhì)(可傳導(dǎo)O2-)、熔融碳酸鹽,不同電解質(zhì)會(huì)對(duì)總反應(yīng)式、電極反應(yīng)式有影響。應(yīng)對(duì)之策上述電池電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)多以有機(jī)反應(yīng)為背景考查??键c(diǎn)3:多池、多室的電化學(xué)裝置1.(2022·山東,13)設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,借助其降解乙酸鹽生成CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+,工作時(shí)保持厭氧環(huán)境,并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì),右側(cè)裝置為原電池。下列說(shuō)法正確的是A.裝置工作時(shí),甲室溶液pH逐漸增大B.裝置工作一段時(shí)間后,乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C.乙室電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2+2H2O+e-===

Li++Co2++4OH-D.若甲室Co2+減少200mg,乙室Co2+增加300mg,

則此時(shí)已進(jìn)行過(guò)溶液轉(zhuǎn)移正極陽(yáng)極負(fù)極陰極難點(diǎn)突破1:多池串聯(lián)裝置模型1外接電源與電解池的串聯(lián)A、B為兩個(gè)串聯(lián)電解池,相同時(shí)間內(nèi),各電極得失電子數(shù)相等。模型2原電池與電解池的串聯(lián)甲、乙兩圖中,A均為原電池,B均為電解池。難點(diǎn)突破1:多池串聯(lián)裝置思維模型1:串聯(lián)類(lèi)電池的解題流程2.(2021山東17)利用膜電解技術(shù)(裝置如圖所示),以Na2CrO4為主要原料制備N(xiāo)a2Cr2O7的總反應(yīng)方程式為:4Na2CrO4+4H2ONa2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。則Na2Cr2O7在___(填“陰”或“陽(yáng)”)極室制得,電解時(shí)通過(guò)膜的離子主要為_(kāi)__

陽(yáng)離子交換膜??键c(diǎn)3:多池、多室的電化學(xué)裝置3.(2020山東)微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置,利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?,F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水,采用惰性電極,用下圖裝置處理有機(jī)廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是隔膜1為陰離子交換膜,隔膜2為陽(yáng)離子交換膜主要根據(jù)制備產(chǎn)物,電極反應(yīng)式,離子移向確定膜的類(lèi)型。4.(2023廣東卷)16.用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池,可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解KNO3溶液制氨。工作時(shí),H2O在雙極膜界面處被催化解離成H+和OH-,有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行,下列說(shuō)法不正確的是A.電解總反應(yīng):KNO3+3H2O=NH3·H2O+2O2↑+KOHB.每生成1molNH3·H2O,雙極膜處有9mol的H2O解離C.電解過(guò)程中,陽(yáng)極室中KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變D.相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜,“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率“卯榫”結(jié)構(gòu)雙極膜KOH溶液該裝置為電解池陽(yáng)極(電極b):4OH--4e—

=2H2O+O2↑陰極(電極a):7H2O+NO3-+8e-=NH3·H2O+9OH-“卯榫”結(jié)構(gòu)具有更大的膜面積常考點(diǎn)3:多池、多室的電化學(xué)裝置多室裝置的分析為實(shí)現(xiàn)特定功能需求,在電化學(xué)裝置中增加離子交換膜,將池分隔成兩個(gè)或多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的室。難點(diǎn)突破2:判斷離子交換膜類(lèi)型難點(diǎn)突破2:判斷離子交換膜類(lèi)型思維模型2:離子交換膜類(lèi)型的判斷方法(1)首先寫(xiě)出兩極上的電極反應(yīng)。(2)依據(jù)電極反應(yīng)確定該電極附近哪種離子剩余。(3)根據(jù)電極附近溶液呈電中性,從而判斷出離子移動(dòng)的方向。(4)根據(jù)離子移動(dòng)的方向,確定離子交換膜的類(lèi)型。5.(2022·山東,13)設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,借助其降解乙酸鹽生成CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoO2(s)轉(zhuǎn)化為Co2+,工作時(shí)保持厭氧環(huán)境,并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì),右側(cè)裝置為原電池。下列說(shuō)法正確的是A.裝置工作時(shí),甲室溶液pH逐漸增大B.裝置工作一段時(shí)間后,乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C.乙室電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2+2H2O+e-===

Li++Co2++4OH-D.若甲室Co2+減少200mg,乙室Co2+增加300mg,

則此時(shí)已進(jìn)行過(guò)溶液轉(zhuǎn)移√√正極陽(yáng)極負(fù)極陰極??键c(diǎn)3:多池、多室的電化學(xué)裝置計(jì)算膜兩側(cè)溶液質(zhì)量變化時(shí),切勿忽略離子遷移的影響!6.(2021年廣東卷)鈷(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說(shuō)法正確的是電子守恒法:B.陰極生成1mol鈷,陽(yáng)極有1mol水放電,則Ⅰ室溶液質(zhì)量減少18g??键c(diǎn)3:多池、多室的電化學(xué)裝置1、電子守恒法:依據(jù)電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等。用于串聯(lián)電路、陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)極產(chǎn)物、電荷量等類(lèi)型的計(jì)算。2、總反應(yīng)式法:先寫(xiě)出電極反應(yīng)再寫(xiě)出總反應(yīng)式,根據(jù)總反應(yīng)式比例計(jì)算。3、關(guān)系式法:由電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的關(guān)系。常見(jiàn)微粒間的計(jì)量關(guān)系式為:4e-~4H+~4OH-~4Cl-~4Ag+~2Cu2+~2H2~O2~2Cl2~4Ag~2Cu~2H2O掌握電化學(xué)題的基本分析方法,能從工作原理圖中提取有價(jià)值的信息進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。關(guān)鍵:電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與電極上物質(zhì)得失電子數(shù)相等,適當(dāng)加強(qiáng)電極質(zhì)量的增減、電子轉(zhuǎn)移、離子濃度的計(jì)算專(zhuān)練。具體解題技巧為:難點(diǎn)突破3:電化學(xué)的有關(guān)計(jì)算1.(2022全國(guó)乙卷)Li-O2電池比能量高,在汽車(chē)、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來(lái),科學(xué)家研究了一種光照充電Li-O2電池(如圖所示)。光照時(shí),光催化電極產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+),驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li+

+

e-

=Li)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2

+

2h+=2Li+

+

O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是A.充電時(shí),電池的總反應(yīng)Li2O2=2Li+O2B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C.放電時(shí),Li+從正極穿過(guò)離子交換膜向負(fù)極遷移D.放電時(shí),正極發(fā)生反應(yīng)O2+2Li++2e-=Li2O2

必備能力:1、理解與辨析能力:空穴的作用,充電電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)。2、分析與推測(cè)能力:充電效率與電子和空穴量的關(guān)系。

提示:

評(píng)價(jià)體系四翼的體現(xiàn),體現(xiàn)了考查要求中的基礎(chǔ)性。C選項(xiàng),只要掌握好了原電池基本原理,電子和離子的移動(dòng)方向,選出答案非常容易。

題目起點(diǎn)高,落點(diǎn)低。教學(xué)過(guò)程,要重視基礎(chǔ)。常考點(diǎn)4:??夹滦突瘜W(xué)電源

2.(2021浙江)某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示,電極A為非晶硅薄膜,充電時(shí)Li+得電子成為L(zhǎng)i嵌入該薄膜材料中;電極B為L(zhǎng)iCoO2薄膜;集流體起導(dǎo)電作用。下列說(shuō)法不正確的是()A.充電時(shí),集流體A與外接電源的負(fù)極相連

B.放電時(shí),外電路通過(guò)amol電子時(shí),LiPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi+

C.放電時(shí),電極B為正極,反應(yīng)可表示為L(zhǎng)i1﹣xCoO2+xLi++xe﹣═LiCoO2

D.電池總反應(yīng)可表示為L(zhǎng)ixSi+Li1﹣xCoO2Si+LiCoO2試題分析:必備能力:分析與推測(cè)。考查考點(diǎn):原電池原理、化學(xué)電源、電解池原理、電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)、電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目,定量計(jì)算。

啟示:

充分挖掘課本的內(nèi)容,教學(xué)時(shí)必須重視課本的使用。資料卡片的內(nèi)容要重視,要求學(xué)生能掌握到位。

與生活聯(lián)系密切的化學(xué)知識(shí)要積極關(guān)注。常考點(diǎn)4:??夹滦突瘜W(xué)電源應(yīng)對(duì)之策區(qū)分概念:鋰電池與鋰離子電池鋰電池是一類(lèi)由金屬鋰或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。工作時(shí)負(fù)極反應(yīng)均為L(zhǎng)i-e-===Li+。鋰離子電池基于電化學(xué)“嵌入/脫嵌”反應(yīng)原理,替代了傳統(tǒng)的“氧化—還原”原理;在兩極形成的電壓降的驅(qū)動(dòng)下,Li+可以從電極材料提供的“空間”中“嵌入”或“脫嵌”。充電時(shí)陰極反應(yīng)式一般為C6+xLi++xe-===LixC6;放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)是充電時(shí)陰極反應(yīng)的逆過(guò)程:LixC6-xe-===C6+xLi+。鋰離子電池的正極材料一般為含Li+的化合物,目前已商業(yè)化的正極材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。3.(2019全國(guó)卷Ⅰ).利用微生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法條件溫和,同時(shí)還可提供電能B.陰極區(qū),在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng):H2+

2MV2+===2H++2MV+C.正極區(qū),固氮酶為催化劑,N2發(fā)生還原反

應(yīng)生成NH3D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)√負(fù)極正極??键c(diǎn)4:??夹滦突瘜W(xué)電源微生物燃料電池微生物燃料電池是一種利用微生物將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。其基本工作原理是在負(fù)極室厭氧環(huán)境下,有機(jī)物在微生物作用下分解并釋放出電子和質(zhì)子,電子依靠合適的電子傳遞介體在生物組分和負(fù)極之間進(jìn)行有效傳遞,并通過(guò)外電路傳遞到正極形成電流,而質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜傳遞到正極,氧化劑(如氧氣)在正極得到電子被還原。應(yīng)對(duì)之策4.(2023山東)利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示,甲、乙兩室均預(yù)加相同的電鍍廢液,向甲室加入足量氨水后電池開(kāi)始工作。下列說(shuō)法正確的是A.甲室Cu電極為正極B.隔膜為陽(yáng)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(shì)產(chǎn)生影響關(guān)鍵:正負(fù)極判斷

根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中,元素化合價(jià)的變化或離子的移動(dòng)(陽(yáng)離子移向正極區(qū)域,陰離子移向負(fù)極區(qū)域)判斷電池的正、負(fù)極,是分析該類(lèi)電池的關(guān)鍵。??键c(diǎn)4:??夹滦突瘜W(xué)電源濃差電池濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢(shì)的一種裝置。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)有濃度差,離子均是由“高濃度”移向“低濃度”,依據(jù)陰離子移向負(fù)極區(qū)域,陽(yáng)離子移向正極區(qū)域判斷電池的正、負(fù)極,這是解題的關(guān)鍵。應(yīng)對(duì)之策1.(2023山東)利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示,甲、乙兩室均預(yù)加相同的電鍍廢液,向甲室加

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