第四章 化学反应与电能 章节复习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能 章节复习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．以甲醇和二氧化碳为原料，利用活性催化电极，电化学法制备甲酸盐和甲酸的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a的电极电势高于b B．电极表面发生的电极反应式： C．装置工作时，从右侧电极室向左侧电极室迁移 D．若有通过导线时，理论上生成和HCOOH共计 2．按下图装置进行实验，若x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示 ①②③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的质量 A．①③ B．②④ C．①③⑤ D．②④⑥ 3．某学生用如图所示装置研究原电池的原理，下列说法错误的是 A．装置(1)中锌棒上有气体产生，装置(2)中铜棒上有气体产生 B．装置(1)、装置(2)对比，装置(2)化学反应速率快 C．当装置(3)电路中转移1mol电子，负极和正极质量变化之差为0.5g D．装置(1)中化学能全部转化为热能，装置(2)与(3)中化学能全部转化为电能 4．在如图烧杯中均盛有0.1mol/LNaCl溶液，其中铁片最易被腐蚀的是（　　） A． B． C． D． 5．钢铁是应用最广泛的金属材料之一，了解其腐蚀的原理及防护有重要意义。下列有关说法正确的是 A．纯铁在醋酸中会发生析氢腐蚀 B．生铁制品在食盐水中会发生吸氧腐蚀 C．铁发生吸氧腐蚀时负极电极反应式为 D．在航母舰体上镶嵌锡块可减缓钢铁外壳的腐蚀 6．绿色电源“二甲醚﹣氧气燃料电池”的工作原理如图，所示下列说法正确的是（　　） A．氧气应从c处通入，电极Y上发生的反应为O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣ B．电池在放电过程中，电极X周围溶液的pH增大 C．二甲醚应从b处加入，电极X上发生的反应为（CH3）2O﹣12e﹣+3H2O＝2CO2+12H+ D．当该电池向外电路提供2mol电子时消耗O2约为22.4L 7．有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯()中而形成的，电池总反应方程式为：8Li＋3SOCl2=6LiCl＋Li2SO3＋2S，下列叙述中正确的是 (　　) A．电解质溶液中混入水，对电池反应无影响 B．金属锂作电池的正极，石墨作电池的负极 C．电池工作过程中，亚硫酰氯(SOCl2)被还原为Li2SO3 D．电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4∶1 8．几位同学以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如下表所示： 实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流 1 番茄 1 98.7 2 番茄 2 72.5 3 苹果 2 27.2 下列关于水果电池的说法错误的是（　　） A．负极都是锌片 B．能表明水果种类对电流大小影响的实验编号是2和3 C．影响水果电池电流大小的因素可能还有同种水果的成熟程度 D．该实验的目的只是探究水果种类对水果电池电流大小的影响 9．Li-CO2电池在可逆的CO2循环和储能领域都具有巨大的潜力。研究发现，用不同材料作Li极催化剂时，CO2的放电产物不同，催化剂的使用情况和放电时的装置如下列图表所示，下列说法正确的是 Li极催化剂 碳化钼(Mo2C) Au和多孔碳 CO2的放电产物 草酸锂(Li2C2O4) Li2CO3和C A．充电时，在a极上Li+被还原为Li B．放电时，Li+向b极移动 C．放电时，用碳化钼作Li极催化剂的总反应为2Li+2CO2=Li2C2O4 D．生成等物质的量的Li2C2O4和Li2CO3时，消耗CO2的量相同 10．下列说法正确的是（　　） A．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 B．淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等高分子化合物均能发生水解反应 C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极保护法 D．煤中含有大量苯及其同系物，可通过干馏的方法得到苯及其同系物 11．如图是某科研团队设计的光电催化反应器，可由CO2制得异丙醇。其中A、B均是惰性电极，下列说法正确的是（　　） A．B为正极 B．若A极产生2gH2，则B极产生16gO2 C．电子从B极通过合成蛋白质纤维膜到A极 D．A极上 参与的反应为：3CO2+18H++18e-=CH3CH(OH)CH3+5H2O 12．热电厂尾气经处理得到较纯的SO2，可用于原电池法生产硫酸。下列说法确的是（　　） A．电极b周围溶液pH变大 B．溶液中H+由b极区向a极区迁移 C．电极a的电极反应式是SO2+2e-+2H2O=4H++SO D．一段时间后，a极消耗的SO2与b极消耗的O2物质的量相等 13．科学家近年发明了一种新型光电催化装置，它能将葡萄糖和CO2转化为甲酸盐，如图所示。光照时，光催化电极a产生电子(e-)和空穴(h+)，图中的双极膜中间层中的H2O会解离产生H+和OH-。 下列说法错误的是（　　） A．光催化电极a的反应为C6H12O6+12h++18OH-=6HCOO-+12H2O B．双极膜中间层中的H+在外电场作用下向催化电极b移动 C．理论上电路中转移4mole-时可生成2molHCOO- D．阳极区和阴极区的pH均减小 14．甲烷燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，该电池工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．电池工作时，向通入a的一极迁移 B．通入a的一极为原电池的负极，发生还原反应 C．正极上的电极反应式为 D．标准状况下，消耗22.4L转移的电子数目为 15．Li-FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2=Fe＋2Li2S。下列说法正确的是 （　　） A．Li为电池的正极 B．电池工作时，Li＋向负极移动 C．正极的电极反应式为FeS2＋4e－=Fe＋2S2－ D．将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好 16．锂-空气电池是一种新型的二次电池，由于具有较高的比能量而成为未来电动汽车的希望。其放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该电池放电时，锂电极发生了还原反应 B．放电时，Li+向锂电极迁移 C．电池中的电解液可以是有机电解液或稀盐酸等 D．充电时，电池正极的反应式为Li2O2-2e-=2Li++O2 17．下列有关原电池负极的说法正确的是（　　） A．一定是活泼金属 B．工作时电极本身一定被氧化 C．工作时一定有电子流出 D．一定带负电荷 18．某研究团队以KOH溶液为电解质溶液，电催化合成偶氨化合物（）的装置如图所示（R代表烃基）。下列说法正确的是（　　）。 A．N极为阳极，发生还原反应 B．每生成0.1mol RCN时，有通过离子交换膜 C．电池工作过程中，M极区附近溶液的pH增大 D．M极上的电极反应式为 19．二氧化碳的排放受到环境和能源领域的关注，其综合利用是研究的重要课题。我国科学家设计了一种以甲醇和二氧化碳为原料，利用活性催化电极电解制备甲酸(甲酸盐)的装置，其原理如图所示。下列说法不正确的是 A．光伏电池利用单质硅把光能转化为电能 B．该装置导线上电子的流动方向是B→b，a→A C．电解过程中阴极的电极反应式为 D．电解一段时间后，装置内生成的和HCOOH的物质的量之比为1∶2 20．下列说法错误的是（　　） A．燃煤发电和潮汐发电均是将化学能转化为电能 B．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法 C．铁表面镀锌时，铁作阴极 D．使用植物秸秆转化而来的乙醇为燃料，不会额外增加大气中 的含量 二、综合题 21．某实验小组同学利用如下装置对电化学原理进行了一系列探究活动。 （1）甲池装置为　 　（选填“A：原电池”或“B：电解池”）。 （2）甲池反应前两电极质量相等，工作一段时间后，两电极质量相差14g，则导线中通过　 　mol电子。实验过程中，甲池左侧烧杯中的浓度　 　（选填“A：增大”“B：减小”或“C：不变”）。 （3）若乙池中为溶液，则乙池发生的总反应方程式为　 　。工作一段时间后，若要使乙池中溶液恢复原浓度，可向溶液中加入　 　（填化学式）。 （4）若乙池中为溶液，在一定条件下该装置可制备。已知易溶于水，可与发生反应。产生的电极反应方程式为　 　。乙池中的交换膜是　 　交换膜（选填“A：阴离子”或“B：阳离子”）。 （5）乙池也可用于保护金属或合金不被腐蚀，此时生铁和　 　电极相连（选填“A：Cu”或“B：Ag”），这一方法的名称是　 　。 （6）若将乙池改为精炼铜装置（粗铜含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质），电解质溶液为溶液，则下列说法中正确的是____ A．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 B．乙池左侧电极为粗销，发生氧化反应 C．溶液的浓度保持不变 D．杂质中Ag、PA、Au以单质的形式沉淀到池底 22．是一种具有强温室效应的分子，将其先转化为合成气再合成液态链烃或芳香烃是实现碳中和的重要途径，请回答下列问题。 （1）已知H2、CO和C10H22(正癸烷，)的燃烧热依次是，则反应的反应热　 　(用含的代数式表示)。 （2）氢气作为理想能源的原因　 　(写出一个原因即可)。 （3）甲烷转化为合成气主要是在催化剂的作用下发生如下反应： 　　反应I 　　 反应Ⅱ ①向一定温度下的刚性容器中充入甲烷和水蒸气，后体系达平衡状态，此时容器中含有和，则内反应I的平均速率=　 　，写出该温度下反应Ⅱ的平衡常数为　 　。 ②在起始投料比一定的密闭容器中，温度对平衡转化率、选择性、选择性的影响如图所示，其中表示选择性的曲线是　 　(填“”、“”或“”)。 （4）甲烷燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，电池示意图如图所示。回答下列问题： ①A电极上发生的反应为　 　。 ②若放电一段时间后，消耗氧气2.24L(标准状况)，理论上外电路转移电子的物质的量为　 　。 23．电池种类丰富，发展飞速，应用广泛，为我们的生产和生活带来了非常大的便利。 （1）某兴趣小组设计了如图所示的原电池装置，该电池的负极为 　 　，正极的电极反应式为 　 　，盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其中K+移向溶液 　 　[填“Fe2（SO4）3”或“CuSO4”]。 （2）装置中所用到的硫酸铜是一种常用试剂，该小组尝试用以下两种方案制备硫酸铜。 方案一：直接用铜和浓硫酸制备硫酸铜； 方案二：将铜和银同时浸泡在稀硫酸中，不断通入氧气，一段时间后可以获得硫酸铜。 ①写出方案一的化学方程式　 　；与方案二相比，该方案的不足之处是 　 　、　 　（至少写出2种）。 ②写出方案二的电极反应式：正极：　 　、负极：　 　。 （3）甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图： 电池总反应为2CH3OH+3O2＝2CO2+4H2O，则c电极是 　 　（填“正极”或“负极”），c电极的电极反应式为 　 　；若线路中转移3mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的CH3OH的质量为 　 　g。 （4）某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池（另一极为金属锂和石墨的复合材料），通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电，成功地实现了对磁性的可逆调控（如图）。下列说法正确的是 ____（单项选择）。 A．放电时，正极的电极反应式为Fe2O3+6Li++6e﹣═2Fe+3Li2O B．该电池可以用水溶液做电解质溶液 C．放电时，Fe作电池的负极，Fe2O3作电池的正极 D．充电完成后，电池被磁铁吸引 24．化学变化过程中均存在物质变化与能量变化，某化学兴趣小组进行如图①和②所示实验，以验证此结论。回答下列问题： （1）进行实验②时，温度计的示数变化：　 　(填“升高”或“降低”)。 （2）下列化学反应中的能量变化关系与图③不符合的是(填字母)。 A． B． C． D． （3）将实验①中的反应设计成原电池，装置如图所示。该装置工作时，正极的现象是　 　，负极的电极反应式为　 　。若反应产生11.2L气体(标准状况下)，则理论上电路中有　 　mol电子发生了转移。 25．CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题。 （1）由CO2转化为羧酸是CO2资源化利用的重要方法。在催化作用下CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式为　 　在合成CH3 COOH的反应中，下列有关说法正确的是　 　。 (填字母) A．利用催化剂可以使反应的平衡常数增大 B．CH4→CH3COOH过程中，有C-H键发生断裂 C．有22. 4LCH4参与反应时转移4mol电子 D．该反应为放热反应 （2）CO2和H2合成甲醇也是CO2资源化利用的重要方法。测得平衡时甲醇产率与反应温度、压强的关系如图所示。 ①若H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ●mol-1和726.5kJ●mol-1，则由CO2和H2生成液态甲醇和液态水的热化学方程式为　 　。此反应的活化能Ea(正)　 　Ea(逆)(填“>”或“<”)，该反应应选择　 　高效催化剂(填“高温”或“低温”)。 ②下列措施能使CO2的平衡转化率提高的是　 　(填序号)。 A．增大压强 B．升高温度 C．增大H2与CO2的投料比 D．改用更高效的催化剂 ③200℃时，将0.100molCO2和0.200molH2充入1L密闭容器中，在催化剂作用下反应达到平衡。若平衡时CO2的转化率为50%，则此温度下该反应的平衡常数K=　 　(已知CH3OH的沸点为64.7℃)。 （3）可利用电解的方法将CO2转化为CH3OH，请写出在酸性条件下的阴极反应式　 　。 答案解析部分 1．【答案】C 2．【答案】A 3．【答案】D 4．【答案】C 【解析】【解答】A中铁发生化学腐蚀；B中镁活动性强为负极，铁作正极被镁保护；C中铁作负极加速被腐蚀；D中铁与电源负极相连，作为电解池的阴极被保护；所以铁片最易被腐蚀的是C； 故答案为：C。 【分析】一般金属腐蚀快慢：电解池阳阳极 >原电池负极>化学腐蚀；金属在电解池阴极以及原电池正极都是被保护的。 5．【答案】B 6．【答案】C 【解析】【解答】A、电极Y为正极，则氧气应从c处通入，正极发生还原反应，电极反应式为 O2+4e-+4H+=2H2O，故A错误； B、电极X为负极，电极反应式为 （CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+， 生成氢离子，则电极X周围溶液的pH减小，故B错误； C、甲醚为负极，则从b处加入，电极X的电极反应式为（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+，故C正确； D、气体所处的状态未知，不能计算其体积，故D错误； 故答案为：C。 【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，原电池工作时，阳离子向正极移动。 7．【答案】D 【解析】【解答】A、Li化学性质较活泼，混入水，Li与水反应生成氢氧化锂和氢气，A不符合题意； B、Li化合价从0价升到+1价，发生氧化反应，作负极，B不符合题意； C、S的化合价从+4价降到0价，亚硫酰氯被还原为S单质，C不符合题意； D、若8molLi参加反应，失去电子的物质的量是8mol，生成2molS单质，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为8：2=4：1，D符合题意； 故答案为：D 【分析】A、Li与水反应生成氢氧化锂和氢气； B、化合价升高发生氧化反应是负极； C、化合价降低被还原； D、物质的量之比的计算。 8．【答案】D 【解析】【解答】A．以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，锌比铜活泼，锌为负极，铜为正极，故A不符合题意； B．根据实验数据，实验2和3所用水果种类，电流不同，因此实验2和3表明水果种类对电流大小有影响，故B不符合题意； C．水果的成熟程度不同，电解质溶液的浓度不同，也会影响水果电池电流大小，故C不符合题意； D．根据表中数据，实验目的是探究水果种类、电极间距离对水果电池电流大小的影响，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，锌比铜活泼，锌为负极，铜为正极，据此分析判断。 9．【答案】C 【解析】【解答】A．由分析可知，充电时，与直流电源的负极相连的b电极做阴极，锂离子在阴极被还原为锂，故A不符合题意； B．由分析可知，放电时，b电极为原电池的负极，a电极为正极，则锂离子向a极移动，故B不符合题意； C．由分析可知，放电时，用碳化钼作锂极催化剂的总反应为2Li+2CO2=Li2C2O4，故C符合题意； D．由总反应可知，生成1mol草酸锂和碳酸锂消耗二氧化碳的物质的量分别为2mol和1mol，消耗二氧化碳的量不相同，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】 用碳化钼（Mo2C）作Li极催化剂时产物为Li2C2O4，Li价态升高，Li电极为负极，负极反应式为Li-e-=Li+，通入CO2的电极为正极，正极反应式为2CO2+4e-+2Li+=Li2C2O4。 10．【答案】C 【解析】【解答】A．外加直流电源的防腐措施中被保护的设备与电源负极相连，故A不符合题意； B．油脂不属于高分子化合物，故B不符合题意； C．在海轮外壳连接锌块，锌块、船体、海水构成原电池，其中锌比铁活泼作负极，船体作正极被保护，故C符合题意； D．煤中不含苯及其同系物，但通过煤的干馏可以生成苯及其同系物，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】易错分析：A.外接阴极保护法，即将被保护金属与阴极相连。 B.高分子化合物相对分子质量为不确定值，相对分子质量在几千到十几万不等 11．【答案】D 【解析】【解答】A．由分析可知，B极为光电池的负极，故A不符合题意； B．由分析可知，氢离子和二氧化碳都在正极放电，由得失电子数目守恒可知，若A极产生2g氢气，B极产生氧气的质量大于 × ×32g/mol=16g，故B不符合题意； C．电解质溶液不传递电子，则电子不可能通过合成蛋白质纤维膜，故C不符合题意； D．由分析可知，氢离子和二氧化碳都在正极放电，二氧化碳参与的电极反应式为3CO2+18H++18e—=CH3CH(OH)CH3+5H2O，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】B极氧元素化合价升高失电子，故B极为负极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，A极为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，3CO2+18H++18e-=CH3CH(OH)CH3+5H2O。 12．【答案】A 【解析】【解答】A.电极b为正极，氧气得电子，发生还原反应，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，pH变大，故A正确； B.电极b为正极，溶液中H+由a极区向b极区迁移，B错误； C.电极a为负极，二氧化硫失电子，发生氧化反应，a电极的电极反应式是，C错误； D.电池的总反应为2SO2+2H2O+O2=2H2SO4，故一段时间后，a极消耗的SO2与b极消耗的O2物质的量之比为2：1，D错误； 故选A。 【分析】依据图中二氧化硫中硫元素化合价升高，放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应分析。 13．【答案】C 【解析】【解答】A、该装置可以将葡萄糖转化为甲酸盐，C6H12O6在电极a处得到空穴(h+)生成HCOO-，方程式为：C6H12O6+12h++18OH-=6HCOO-+12H2O，故A不符合题意； B、电解池中阳离子向阴极移动，则双极膜中间层中的H+在外电场作用下向催化电极b移动，故B不符合题意； C、CO2在电极b处得到电子生成HCOO-，电极方程式为：CO2+2e-+H2O= HCOO-+OH-，理论上电路中转移4mole-时可以在催化电极b处得到2mol HCOO-，另外光催化电极a处得到2mol HCOO-，共可生成4molHCOO-，故C符合题意； D、光催化电极a处发生反应C6H12O6+12h++18OH-=6HCOO-+12H2O，氢氧根浓度减小，pH减小，电极b处CO2转化为甲酸，然后甲酸和KHCO3溶液反应使溶液pH减小，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】 光照时，光催化电极a产生电子(e-)和空穴(h+) ，则光催化电池a为阳极，催化电极b为阴极。 14．【答案】B 【解析】【解答】A．电子流出的一极为电池的负极，则通入a的一极为电池负极，阴离子向负极移动，则熔融盐中的向通入a的一极迁移，A不符合题意； B．通入a的一极为电池负极，负极上甲烷失电子发生氧化反应，B符合题意； C．正极通入和的混合气体，电极反应式为O2+2CO2+4e-=2，C不符合题意； D．甲烷转化为，碳元素的化合价由-4价升到+4价，标况下22.4L物质的值为1mol，则消耗1mol转移8mol电子，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】根据电子流向可知，a为负极，燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应。 15．【答案】C 【解析】【解答】A.根据总反应得到，Li为还原剂，在反应中失电子，所以Li是负极，选项A不符合题意。 B.原电池的电解质溶液内阳离子应该向正极移动，选项B不符合题意。 C.正极为FeS2得电子，生成物为单质铁，考虑到电解质为熔融的盐，可以认为生成的Li2S熔融电离为S2-，所以方程式中写成S2-，选项C符合题意。 D.单质Li与水反应，所以不可以用任何水溶液作为电解质，选项D不符合题意。 【分析】根据电池反应式知，放电时Li失电子发生氧化反应，则Li是负极，电极反应式为Li-e-=Li+，FeS2为正极，电极反应为FeS2+4e-=Fe+2S2-，放电时电解质中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，据此解答。 16．【答案】D 【解析】【解答】A.该电池放电时，为原电池，负极是金属锂失电子，发生了氧化反应，A不符合题意； B.放电时，为原电池，Li+向正极（即多孔电极Li2O2）迁移，B不符合题意； C.金属锂能与盐酸反应生成氢气，所以电池中电解液可以是有机电解液，但不可以用稀盐酸， C不符合题意； D.充电时，为电解池，电池正极（阳极）发生氧化反应，Li2O2失电子生成氧气，极反应为Li2O2-2e-=2Li++O2↑，D符合题意；符合题意选项D。 【分析】A.负极是金属锂失电子，发生了氧化反应； B.原电池，阳离子移向正极，阴离子移向负极； C.金属锂能与盐酸反应，不可以用稀盐酸； D.与正极连接电极为阳极，发生氧化反应。 17．【答案】C 【解析】【解答】A．原电池负极不一定是活泼金属，比如氢氧燃料电池中，负极可以是惰性电极，A不符合题意 B．工作时电极本身不一定被氧化，例如惰性电极就不会被氧化，B不符合题意； C．原电池工作时电子从负极流向正极，故一定有电子流出，C符合题意； D．电极本身不带电荷，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】大多数原电池负极参与反应，两个电极是活泼性不同的金属，但也有特例，如燃料电池 18．【答案】C 【解析】【解答】A．由分析可知，N极为阳极，发生氧化反应，A不符合题意； B．由分析可知，每生成0.1molRCN时，失去0.4mol电子，不一定有 通过离子交换膜，B不符合题意； C．由分析可知，M极反应生成OH-，则M极区附近溶液的pH增大，C符合题意； D．由分析可知，M极的电极反应式为2硝基苯+8e-+4H2O=+8OH-，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】根据题干信息，该装置为电解池，N电极上是RCH2NH2失电子生成RCN，发生氧化反应，说明N电极为阳极，其电极反应式为RCH2NH2-4e-+4OH-=RCN+4H2O，所以M电极是阴极，发生还原反应，其电极反应式为2硝基苯+8e-+4H2O= +8OH-。 19．【答案】D 20．【答案】A 【解析】【解答】A．燃煤发电是将化学能转化为电能，潮汐发电是潮汐能转化为电能，故A符合题意； B．镁的活泼性大于铁，电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法，故B不符合题意； C．电镀时，镀件做阴极、镀层金属做阳极，铁表面镀锌时，铁作阴极，故C不符合题意； D．秸秆是一种可再生能源，根据碳元素守恒，使用植物秸秆转化而来的乙醇为燃料，不会额外增加大气中 的含量，故D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A．潮汐能转化为电能； B．依据牺牲阳极的阴极保护法； C．电镀时，镀件做阴极； D．根据碳元素守恒，进行分析； 21．【答案】（1）原电池 （2）0.1；增大 （3）；Ag2O （4）Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；阳离子 （5）Cu；有外加电源的阴极保护法 （6）B；D 【解析】【解答】（1）根据图示物质即可判断甲池为原电池； （2）甲中是Cu+2Ag++=Cu2++2Ag，1mol铜生成物2mol银转移2mol电子，两电极相差14g，因此转移电子数为为14/(216+64)×2mol=0.1mol，左侧产生铜离子，右侧硝酸根离子进入左侧导致左侧浓度增大； （3） 若乙池中为溶液， 电解硝酸银溶液得到银单质和氧气，写出方程式为： 一段时间后，得到的是银和氧气，因此恢复到原来浓度需要加入氧化银固体； （4）电解氯化钠溶液的方式得到二氧化氯，氯离子失去电子变为二氧化氯，写出电极方程式为： Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+ ，阴极是氢离子得到电子，因此交换膜为阳离子交换膜； （5）乙池是电解池，保护金属放在阴极，与电池负极相连接，因此生铁与铜连接；这一方法为外加电源的阴极保护法； （6）A.阳极是铝，锌，铜等金属失去电子，阴极是铜离子得到电子，质量变化不等；故A不符合题意； B.乙中左侧连接是阳极，连接粗铜，发生氧化反应，右侧是阴极，故B符合题意； C.硫酸铜浓度降低，故C不符合题意； D. 杂质中Ag、PA、Au以单质的形式沉淀到池底 形成阳极泥，故D符合题意； 【分析】（1）根据图示判断为原电池； （2）根据方程式计算出转移的电子数即可，铜变为铜离子导致硝酸根浓度增大； （3）根据电解硝酸银的产物即可写出方程式，结合产物即可写出加入物质； （4）电解氯化钠溶液的方式得到二氧化氯，氯离子失去电子变为二氧化氯，即可写出电极反应式，阴极是氢离子得电子变为氢气，因此是阳离子交换膜； （5）乙池是电解池，保护金属放在阴极，与电池负极相连接； （6）A.电解过程中阳极是铜，铝，锌失去电子，而阴极是铜离子得到电子变为铜单质质量不等； B.左侧是连接阳极，发生氧化反应； C.硫酸铜浓度降低； D.粗铜中较为活泼金属被氧化， 杂质中Ag、PA、Au以单质的形式沉淀到池底 形成阳极泥。 22．【答案】（1） （2）来源丰富或单位质量的氢燃烧时释放的热量大或产物对环境无污染 （3）0.07；0.857；c （4）CH4+10OH--8e-=+7H2O；0.4mol 23．【答案】（1）Cu；Fe3++e﹣═Fe2+；Fe2（SO4）3 （2）Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O；产生污染空气的SO2气体；H2SO4的利用率低；O2+4eˉ+4H+＝2H2O；Cu﹣2eˉ＝Cu2+ （3）负极；CH3OH+H2O﹣6e﹣═CO2↑+6H+；16 （4）A 【解析】【解答】（1）该原电池工作时，Cu更活泼，则该电池的负极为Cu；正极发生还原反应，电极反应式为 Fe3++e﹣=Fe2+； 原电池工作时阳离子移向正极区，即K+移向Fe2（SO4）3溶液； 故答案为：Cu；Fe3++e﹣=Fe2+； Fe2（SO4）3 ； （2）①方案一，铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为： Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O ，该方案的不足之处在于产生SO2的会污染空气，H2SO4的利用率低 ；方案二，发生反应2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O，方案二的优点在于不产生污染空气的SO2气体 、 H2SO4的利用率高； 故答案为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O； 产生污染空气的SO2气体 、 H2SO4的利用率低； ②方案二的总反应为2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O，则正极反应为O2+4eˉ+4H+＝2H2O ，负极反应为 Cu﹣2eˉ＝Cu2+ ； 故答案为： O2+4eˉ+4H+＝2H2O ； Cu﹣2eˉ＝Cu2+ ； （3）原电池中，阳离子向正极移动，则电极d为正极，电极c为负极；c电极上，甲醇发生氧化反应，电极反应式为CH3OH+H2O﹣6e﹣=CO2↑+6H+； 当转移3mol电子时，消耗的CH3OH的物质的量为0.5mol，质量为0.5mol×32g/mol=16g，故答案为：负极；CH3OH+H2O﹣6e﹣=CO2↑+6H+；16； （4）A、由分析可知，放电时， Fe2O3为正极， 电极反应式为 Fe2O3+6Li++6e-=3Li2O+2Fe，故A正确； B、金属Li和Li2O均能与水反应，不能用水做电解质溶液，故B错误； C、由分析可知，放电时，Li作负极，Fe2O3作电池的正极 ，故C错误； D、 磁铁能吸引铁，正极反应式为Fe2O3+6Li++6e-=3Li2O+2Fe，则放电完成后，电池被磁铁吸引，故D错误； 故答案为：A。 【分析】（1）该原电池工作时，Cu更活泼，则Cu为负极，Pt作正极，原电池工作时阳离子移向正极； （2）铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，方案二发生反应 2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O，正极发生还原反应，负极发生氧化反应 ； （3）甲醇燃料电池中，通入甲醇的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应； （4）放电时为原电池，Li为负极，电极反应式为 2Li-2e-+O2-=Li2O，Fe2O3为正极， 电极反应式为 Fe2O3+6Li++6e-=3Li2O+2Fe。 24．【答案】（1）降低 （2）B （3）石墨棒上有气泡冒出；；1 【解析】【解答】 (1) 氢氧化钡与氯化铵是吸热反应，故答案为： 第1空、 降低 。 (2) 碳和二氧化碳是吸热反应，化合反应，复分解反应是放热反应。故答案为： 第1空、 B (3) 铁作负极，石墨作正极。正极上现象是石墨棒上有气泡冒出；负极的电极反应式为 Fe - 2e- =Fe2+ ；若反应产生11.2L气体(标准状况下)，H2物质的量为0.5mol，转移电子物质的量1mol。故答案为： 第1空、石墨棒上有气泡冒出，第2空、Fe - 2e- =Fe2+， 第3空、1。 【分析】 (1) 氢氧化钡与氯化铵是吸热反应 ，可以观察到温度计的温度下降了； (2) 碳和二氧化碳是吸热反应，因为反应条件是需要高温，氢气和氯气以及氧化钙和水的化合反应是属于放热反应，氨水和盐酸的复分解反应也是属于放热反应； (3) 铁作负极，石墨作正极。所以正极上现象是石墨棒上有气泡冒出，是氢气；而负极是铁发生氧化反应生成亚铁离子，其电极反应式为 Fe - 2e- =Fe2+ ；若反应产生11.2L气体(标准状况下)，所以H2物质的量为0.5mol，1molH2转移电子物质的量2mol，0.5molH2转移电子物质的量1mol。 25．【答案】（1）CO2+CH4 CH3COOH；BD （2）CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(l) =-130.9 kJ●mol-1；＜；低温；A C；400 （3）CO2+6e-+6H+= CH3OH+H2O 【解析】【解答】(1)根据反应物生成物可直接得出答案为CO2+CH4 CH3COOH；A中平衡常数只与温度有关，催化剂不能改变平衡常数，A不正确；CH4有C-H键发生断裂形成甲基，B正确；C未说明温度压强，C不正确；该反应是熵减的反应，反应能发生，则 <0，可得出 <0，故该反应为放热反应，D正确。 (2)①由 H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ mol-1和726.5kJ mol-1可得出式①：H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) =-285.8kJ mol-1 和式②CH3OH(l) +3/2 O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) =-726.5kJ mol-1；3 ①-②即可得出：CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(l) =-130.9 kJ mol-1， = Ea(正)- Ea(逆) ＜0可得出Ea(正) <Ea(逆)；该反应为放热反应，低温有利于反应往正向移动而提高产率，所以应选择低温高效催化剂。 ②该反应为气体分子总数减少的反应，加压能使平衡往正向移动从而提高CO2的平衡转化率，A正确； 放热反应升高温度平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低，B不正确； 增大H2与CO2的投料比有利于CO2的转化，C正确； 催化剂不能改变平衡转化率，D不正确。 ③200℃ 时水是气态，CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(g) 。 0.100molCO2和0.200molH2充入1L密闭容器中，平衡时CO2的转化率为50%，则CO2消耗0.05mol，剩余0.05mo CO2，H2消耗0.15mol，剩余0.05mol，生成0.05mol CH3OH和0.05mol H2O，容器体积为1L，此时平衡时体系中含有0.05mol/L CO2、0.05mol/L H2、0.05mol/L CH3OH 和0.05mol/L H2O，则 =400，所以答案为400； (3) CO2在阴极得电子转化为CH3OH，电解质溶液为酸性，所以电极反应式为：CO2+6e-+6H+= CH3OH+H2O。 【分析】（1）有反应物推断生成物 A：平衡常数只于温度有关 B：CH4有C-H键发生断裂形成甲基 C ：未说标况不能用摩尔气体计算 D：由反应是熵减、 <0可知，为放热反应 （2）根据盖斯定律及反应热计算并写出热化学方程式，需要注意燃烧热产物为稳定的氧化物 根据反应放热和化学平衡的移动，选择低温催化剂更好； 提高转化率主要通过平衡移动，和增加另一反应物的浓度； 平衡常熟的计算依据三段式计算即可，注意带入计算的是浓度 （3）阴极得电子，且在酸性条件下，氢离子参与放电。 学科网（北京）股份有限公司 $$