专题四　主观题突破　电极反应式的书写及电化学计算（含解析）-2025高考化学二轮复习.docxVIP

专题四主观题突破电极反应式的书写及电化学计算

1.(4分)H2还原CO电化学法制备甲醇(CO+2H2===CH3OH)的工作原理如图所示。放电时，电子由电极(填“a”或“b”)沿导线流向另一电极。该电池工作时，通入CO一端硫酸溶液的质量变化16g，理论上通过电路转移的电子为mol。?

2.(5分)(2024·南通高三下学期三模)锂电池的研发、使用及废电池的回收具有重要意义。

(1)比能量是指电池单位质量(或体积)输出的电能。锂金属电池放电时总反应为Li+MnO2===LiMnO2。下列关于锂金属电池说法正确的是(填字母)。?

A.放电时Li作负极

B.比能量高于锌锰干电池

C.可用稀H2SO4作电解质

(2)钴酸锂(LiCoO2)、磷酸铁锂(LiFePO4)等锂离子二次电池应用普遍。

钴酸锂电池放电时示意图如图所示。放电时，Li+由LixC6中脱嵌。写出放电至完全时Li1-xCoO2电极的电极反应式：。?

3.(7分)合成氨也可以通过电化学过程实现，其装置如图所示。

(1)导线中电子流动方向为。?

(2)生成NH3的电极反应式为。?

(3)若惰性电极2的电流效率η为75%，则惰性电极2处N2与NH3的物质的量之比为(η=电极上目标产物的实际质量电极上目标产物的理论质量

4.(6分)(2024·扬州中学高三模拟)电化学可以将CO2有限转化为有机物。

(1)多晶Cu是目前唯一被实验证实能高效催化CO2还原为烃类(如C2H4)的金属。如图所示，电解装置中分别以多晶Cu和Pt为电极材料，用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室，反应前后KHCO3浓度基本保持不变，温度控制在10℃左右。阴极生成C2H4的电极反应式为。?

(2)装置工作时，阴极主要生成C2H4，还可能生成副产物降低电解效率。标准状况下，当阳极生成O2的体积为224mL时，测得阴极区生成C2H456mL，则电解效率=(忽略电解前后溶液体积的变化)。?

已知：电解效率=一段时间内生成目标产物转移电子数一段时间内电解池转移电子总数

5.(6分)(2024·连云港高级中学高三模拟)尿素[CO(NH2)2]的生产具有重要意义。

(1)电催化CO2和NO3?

(2)电催化CO2和N2合成尿素。CO2先在阴极被还原为中间体CO，再与N2合成尿素。

已知：CO2在阴极还能被还原为CH4，其生成CH4的趋势比生成CO的趋势更大。但实验数据说明，一定时间内，阴极产物中CO的物质的量大于CH4，可能的原因为。?

6.(4分)(2024·苏锡常镇四市高三模拟)甲醛释氢对氢能源和含甲醛污水处理有重要意义。HCHO电催化释氢的原理如图。

(1)电解时，电极b上同时产生H2与HCOO-的物质的量之比为1∶2，则电极b上的电极反应式为。?

(2)电解过程中每产生1molH2，通过阴离子交换膜的OH-为mol。?

7.(9分)(2024·东台市安丰中学等六校高三模拟)电催化还原CO2是当今资源化利用二氧化碳的重点课题。一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图1所示。控制其他条件相同，将一定量的CO2通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。

(1)阴极生成CH3OH的电极反应式为。?

(2)控制电压为0.8V，电解时转移电子的物质的量为mol。?

(3)科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究，其目的是。?

8.(9分)(2024·常州市第一中学高三模拟)利用电解法在碱性或酸性条件下将CO2还原为CH4和C2H4的原理如图所示：

已知：选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表CH4或C2H4)如下：

S(X)=n(生成X所用C

FE(X)=n(生成X的电子)

(1)实验测得，碱性条件生成CH4、C2H4总的选择性小于酸性条件，原因是。?

(2)写出碱性条件下CO2生成CH4的电极反应式：。?

(3)碱性条件下反应一段时间，实验测得CH4、C2H4的选择性及CH4的法拉第效率如下表所示。则C2H4的法拉第效率FE(C2H4)为。?

CH4

C2H4

S(X)

2%

8%

FE(X)

12.5%

答案精析

1.b2

解析根据总反应CO+2H2CH3OH可知，氢气在电极b发生氧化反应，b为负极发生反应：H2-2e-2H+，电子流出；a为正极发生反应：CO+4e-+4H+CH3OH，消耗的氢离子由负极区补充，因此通入CO一端硫酸溶液的质量变化16g是生成的甲醇的质量，即0.5mol