苏教版高考化学二轮复习6化学反应与能量变化核心素养提升6电化学转化效率问题的解答策略课件

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装置、过程和效率是电化学研究的三驾马车，作为电化学重要组成的效率问题，教材中出现了比能量和比功率的定义，但很少引起关注，思则有备，有备无患，及时修复知识体系的漏洞，避免失分是非常重要的。
一　理清法拉第常数与阿伏加德罗常数的关系
二　利用题中新定义信息逆向求解
三　物质与能量两大角度题型归纳训练
　化学变化过程同时存在着物质和能量变化，同时遵守质量守恒和能量守恒。原电池和电解池电极反应式直接计算属于理想状态，不考虑效率问题，若用实际析出物质数据计算，因存在其他副反应，要考虑电流效率问题。1．理论物质消耗和析出的相关计算[典例3]　酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、二氧化锰、氯化锌和氯化铵等组成的糊状填充物。该电池在放电过程产生MnOOH，维持电流强度为0.5A，电池工作5 min，理论消耗Zn________________g。(已知F＝96 500 C/ml)
[素养专项练]1．(双选)NaBH4燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。已知，能量密度＝电池输出电能/燃料质量(已知电子的电荷量为1.6×10－19 C)，以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)
解析：A.A极为电解池的阳极，电解精炼铜时，A极材料为粗铜，则粗铜中含有的比铜活泼的金属如锌、铁等优先放电，而不只是铜放电，则每消耗2.24 L O2(标准状况)时，A电极减少的质量无法计算，故A错误；B.由上述分析可知，左极室消耗氢氧根离子，钠离子为阳离子，由左极室向右极室迁移，所以离子交换膜应为阳离子交换膜，故B错误；C.该燃料电池的负极发生氧化反应，
2．利用甲烷的燃烧反应设计一个燃料电池，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨作电极，在电极上分别通入甲烷和氧气，通入甲烷气体的电极上发生的电极反应是__________________，当电路中转移12 ml电子时，实际提供的电能是890.0 kJ，则该电池的能量转化效率是__________。
5．有一个铅蓄电池最初有100 g Pb和100 g PbO2，加入过量的硫酸，发生如下反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。理论上，一个电池可以放电到其中一个电极完全耗尽为止。假如不再充电，电池工作到反应完全，若该电池放电电流为1.00 A。通过计算求：(1)正、负极的电极材料中，哪极先消耗完。(2)理论上该电池放电最长时间是多少小时？(已知F＝96 500 C/ml)
6．在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电。
(1)a电极是电源的________极。(2)若该电池为航天员提供了360 kg的水，则电路中通过了______ml电子。(3)已知H2的燃烧热为285.8 kJ·ml－1，则该燃料电池工作产生36 g H2O时，实际上产生了468.8 kJ的电能，则该燃料电池的能量转化率是______。 (准确到0.01) (能量转化率是实际上释放的电能和理论上反应放出的热能的比率)
阴极：_____________________________________________________________________________________________________；阳极：_____________________________________________________________________________________________________。
4．氢氧燃料电池(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极：_________________________________________________________________________________________________；正极：_________________________________________________________________________________________________；总反应方程式：_________________________________________________________________________________________。
(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极：______________________________________________________________________________________________；正极：_____________________________________________________________________________________________；总反应方程式：______________________________________________________________________________________。
(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极：_________________________________________________________________________________________________；正极：_________________________________________________________________________________________________；总反应方程式：________________________________________________________________________________________。
5．甲烷燃料电池(铂为两极，正极通入O2和CO2，负极通入甲烷，电解液有三种)(1)电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极：______________________________________________________________________________________________________；负极：_____________________________________________________________________________________________________；总反应方程式：_____________________________________________________________________________________________。
(2)酸性电解质(电解液为H2SO4溶液)正极：__________________________________________________________________________________________________；负极：_________________________________________________________________________________________________；总反应方程式：________________________________________________________________________________________。(3)碱性电解质(电解液为KOH溶液)正极：_________________________________________________________________________________________________；
负极：___________________________________________________________________________________________________；总反应方程式：____________________________________________________________________________________________。
6．甲醇燃料电池(1)碱性电解质(铂为两极，电解液为KOH溶液)正极：_________________________________________________________________________________________________；负极：__________________________________________________________________________________________________；总反应方程式：_________________________________________________________________________________________。
(2)酸性电解质(铂为两极，电解液为H2SO4溶液)正极：_________________________________________________；负极：_________________________________________________；总反应方程式：_________________________________________。
7．CO燃料电池(总反应方程式均为2CO＋O2===2CO2)(1)熔融盐(铂为两极，Li2CO3和Na2CO3的熔融盐做电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气)正极：__________________________________________________________________________________________________；负极：__________________________________________________________________________________________________。
(2)酸性电解质(铂为两极，电解液为H2SO4溶液)正极：___________________________________________________________________________________________________；负极：___________________________________________________________________________________________________。
02 电解池电极反应式和总反应式的书写1.用惰性电极电解下列溶液(1)NaCl溶液阴极：_____________________________________________________________________________________________________；阳极：______________________________________________________________________________________________________；总反应式：________________________________________________________________________________________________。
(2)CuSO4溶液阴极：_______________________________________________________________________________________________；阳极：_______________________________________________________________________________________________；总反应式：____________________________________________________________________________________________。
2．用惰性电极电解下列熔融态物质(1)MgCl2阳极：___________________________________________________________________________________________________；阴极：__________________________________________________________________________________________________；总反应式：________________________________________________________________________________________________。
(2)Al2O3阳极：______________________________________________；阴极：______________________________________________；总反应式：___________________________________________。
3．用铜做电极电解下列溶液(1)H2SO4溶液阴极：_________________________________________________________________________________________________；阳极：_________________________________________________________________________________________________；总反应式：____________________________________________________________________________________________。
(2)NaOH溶液阴极：___________________________________________________________________________________________________；阳极：___________________________________________________________________________________________________；总反应式：_______________________________________________________________________________________________。
4．用Al做电极电解下列溶液(1)H2SO4溶液阴极：______________________________________________________________________________________________；阳极：_______________________________________________________________________________________________；总反应式：____________________________________________________________________________________________。