第四章《化学反应与电能》单元过关训练题-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》单元过关训练题 一、单选题 1．反应CH4(g)+CO2(g)=CH3COOH(g)在一定条件下可发生，该反应历程示意图如图所示。有人提出利用电化学处理，可提高能量的利用率，下列说法不正确的是 A．若设计为原电池，则通入甲烷的电极为负极 B．使用催化剂，可降低活化能和焓变 C．由图象可知①→②放出能量并形成了碳碳单键 D．若设计为原电池，用稀硫酸作电解质溶液，正极反应为：2CO2+8e-+8H+=CH3COOH+2H2O 2．利用下图所示装置可合成己二腈。充电时生成己二腈，放电时生成，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和向两极移动。下列说法错误的是 A．放电时，N极的电势低于M极的电势 B．放电时，双极膜中向N极移动 C．充电时，N极的电极反应式为 D．若充电时制得1mol，则放电时需生成1mol，才能使左室溶液恢复至初始状态 3．为研究电化学原理，设计如图所示实验装置，实验过程中电流计指针持续偏转。下列叙述错误的是 A．左侧导管内的红色水柱缓缓上升，锌发生吸氧腐蚀 B．浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，表面变得粗糙无光泽 C．正极反应为O2+2H2O+4e−=4OH−，正极附近溶液pH增大 D．实验结束后称量铜棒质量增加0.064g，则电路中转移0.004mol电子 4．钠硫电池是室温低成本、高比能量能源存储系统的重要部件，其结构如图。下列说法不正确的是 A．充电时，电极连接电源的负极，得到电子，发生还原反应 B．充电时，电极的电极反应为 C．放电时，当熔融多硫化钠盐反应转移电子时，电极A中液态钠减轻 D．放电时，增大两电极之间的距离可以增大电池的放电电压 5．一种碳酸铅电池示意图如图所示，电池总反应为：3PbO2+3Pb+4H2O+42Pb3C2O7+8OH—，其中Pb3C2O7可表示为PbO·2PbCO3，下列说法正确的是 A．充电时，阳极上有Pb3C2O7产生 B．放电时，导线中电子迁移方向为PbO2→Pb C．充电时，理论上转移0.1mol电子，阴极的质量增加20.7g D．放电时，正极反应为3PbO2+2+5H2O+6e—=Pb3C2O7+10OH— 6．镁及其合金是用途很广的金属材料，可以通过以下步骤从海水中提取镁 下列说法正确的是 A．试剂①可以选用石灰石 B．加入试剂①后，能够分离得到沉淀的方法是过滤 C．溶液通过蒸发结晶可得到无水 D．电解熔融所得副产物和混合点燃是工业制备试剂②的重要方法 7．电化学合成是一种绿色高效的合成方法，如图是电解合成HCOOH和的示意图。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列叙述错误的是 A．催化电极B与电源正极相连 B．消耗的和HMF物质的量之比为3∶1 C．阴极发生的反应： D．每生成，右室的物质的量减少 8．燃料电池能量转化效率高，供电量易于调节，具有广阔的应用前景。以溶液为电解质溶液的某甲烷—空气燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是 A．a极为电池的负极 B．b极通入的气体为空气 C．向b极方向移动 D．发生反应，转移电子 9．氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点，可用于燃料电池汽车。下列有关氢-氧燃料电池的说法错误的是 A．输送氢气时采用多孔碳载镍，多孔的优点是为了提高气体表面吸附量 B．“电池”能将燃料电池产生的多余电能转化为化学能暂时储存起来 C．电池工作时，外电路中流过0.2 mol电子，理论上消耗1.6 g D．放电过程中电解液的浓度不断增大 10．将二氧化碳转化为液态阳光（如下图所示），有助于的回收和资源化。下列说法错误的是 A．图中能量转化形式只有两种 B．风能、太阳能及氢能均是清洁能源 C．“电解槽”中主要是电能转化为化学能 D．反应器中发生反应 11．可用于“接触法”制，因在催化剂表面与接触得名，部分反应过程如图1。也可以利用电化学原理来制备硫酸，如下图2(质子交换膜仅允许通过)。 下列说法正确的是 A．和都属于酸性氧化物，通入溶液中都会产生白色沉淀 B．“接触法”中增大的浓度可明显提高的生成速率和的平衡转化率 C．图2中正极区溶液pH可能不变 D．若的通入速率(标准状况)，为维持浓度不变，理论上左侧水流入速率为 12．某小组采用电化学法制备乙炔和环氧环己烷()。装置如图所示。双极膜是由阴膜和阳膜组成，双极膜中水电离出阴、阳离子在电场中向两极迁移。下列叙述正确的是 A．电解时a极与电源负极连接 B．b极反应式为 C．制备1mol环氧环己烷时双极膜内质量减少18g D．a、b两极环氧环己烷与乙炔的物质的量之比为1：5 13．吉林大学杜菲教授等人通过正极结构优化与单离子选择性隔膜的开发，构筑了高比能水系Zn-S解耦电池，如图所示。下列叙述正确的是 A．充电时，发生还原反应 B．放电时，电极1的电势高于电极2 C．充电时，电极2净减64g时转移1 mol电子 D．放电时，电极1的电极反应式为 14．锌锰二次电池放电时存在电极MnO2剥落现象，造成电池容量衰减。研究发现，加入少量KI固体能很大程度恢复损失的容量，原理如图所示，已知PBS膜只允许Zn2+通过。下列说法正确的是 A．放电时，负极反应为 B．充电时，电路中每通过，阳极固体质量增加87g C．放电时，左侧溶液中c(Zn2+)降低 D．I-与剥落的MnO2反应生成能很大程度恢复损失的容量 二、非选择题 15．I．利用CO2合成淀粉是实现碳中和的有效途径，其成果已经被我国科学家发表在Nature杂志上。其涉及的关键反应如下：已知： ①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ∆H ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  ∆H=-99kJ∙mol-1 ③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ∆H=+41kJ∙mol-1 (1)反应①中∆H = ；该反应的自发条件是 (填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”)。 (2)对于反应①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，，。其中、分别为正逆反应速率常数，p为气体分压，(分压=物质的量分数×总压)。 ①升高温度， (填“变大”“变小”或“不变”)。 在540K下，按初始投料比、、，得到不同压强条件下CO2的平衡转化率关系图： ②比较a、b、c各曲线所表示的投料比大小顺序为 (用字母表示)。 ③计算540K下压强平衡常数Kp= (MPa)-2(用分压代替浓度)。 Ⅱ．若以(g)为燃料设计原电池，其反应原理如图所示。请回答下列问题： (3)该电池中电极a是 极(填“正”或“负”)。 (4)该电池的b极反应式为 。 16．吸入氧气、排出二氧化碳，这看似再简单不过的新陈代谢，在遥远的太空中却并不容易，因为在航天服、航天器、空间站等密闭系统中，CO2浓度会高得多，而超过一定浓度会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡，因此必须通过一定方法将CO2清除。 I．非再生式氢氧化锂(LiOH)除碳技术 (1)我国“飞天”舱外航天服采用非再生式氢氧化锂(LiOH)吸附CO2生成碳酸锂，该技术设备操作简单，功能可靠，适用于短期出舱任务。吸附时发生反应的化学方程式为 。采用LiOH而不用NaOH的原因是 。 Ⅱ．再生式快速循环胺技术 (2)以固态胺作为吸附剂，吸附CO2与水蒸气。当固态胺吸附饱和后，将其暴露于真空中，破坏碳酸氢盐的化学键，释放出CO2，从而完成吸附剂的再生。该技术大大提升了舱外航天服的续航时间。固态胺的吸附是 变化(填“物理”或“化学”)。 Ⅲ．萨巴蒂尔(Sabatier)除碳生氧技术 (3)利用萨巴蒂尔(Sabatier)反应清除二氧化碳并再生氧气的大体流程如下图所示。 下列说法错误的是___________。 A．CO2的最终产物为CH4和O2 B．电解水装置中，反应物的能量低于生成物的能量 C．萨巴蒂尔反应器中反应的氧化剂与还原剂质量之比为11∶1 D．物质转化中O、H原子的利用率均为100% Ⅳ．富集CO2的原电池模拟装置如图： (4)b极为 极，a电极上发生的电极反应为 。 (5)上述电极材料采用多孔碳载镍，“多孔”的优点是 。 (6)该装置若消耗2molH2，则理论上在b极除去CO2的质量为 。 V．能量存储与循环技术 (7)将电解水装置与燃料电池配合使用，可实现充放电的循环过程，应用于长寿命的航天器中，工作原理如图： 关于该循环系统下列说法正确的是___________ A．该系统中存在着太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化 B．电解池中可选用CuSO4来增强水的导电性 C．太阳能电池帆板的主要成分为SiO2 D．利用太阳能代替化石能源符合“低碳经济” 17．利用所学电化学反应原理，解决以下问题： Ⅰ．如图所示，A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴溶液，C、D为电解槽，其电极材料及电解质溶液如图所示。 (1)闭合，断开，通电后，d端显红色，则电源b端为 极，若c、d为惰性电极，检验c端产物的方法为 。滤纸中央溶液处发生的现象为 。 (2)已知C装置中溶液的溶质为和。且均为，打开，关闭，通电一段时间后，阴极析出固体质量与通过电子的物质的量关系如图所示，则、、氧化能力由大到小的顺序是 。 (3)D装置中溶液是溶液，则电极C端从开始至一段时间后的实验现象是 。 Ⅱ．铀(U)可用作核燃料，核废料中价的铀可以通过电化学还原法处理。还原为的电化学装置如图所示： 阴极上发生反应：、 阴极区溶液中发生反应： (4)反应中，每生成转移电子 。 (5)阴极区溶液中加入的目的是 。 (6)以恒定电流进行电解，测得阴极区溶液中部分离子的物质的量浓度随时间变化如图所示： ⅰ．，电路中每转移，阴极区减少 。 ⅱ．， 下降速率低于前，原因是 。 18．某电化学原理的示意图如图。填写下列空白： (1)甲池中通入的电极为 极，通入的电极上发生的电极反应为 ；工作过程中，甲池溶液的碱性会 (填“增强”、“减弱”或“不变”，下同)。若将甲池中的溶液换成稀硫酸，工作过程中，甲池溶液的酸性会 。 (2)若乙池中A为石墨电极，则A作 极，该电极的电极反应式为 ；若乙池中A为铁电极，当铁电极的质量增加时，理论上甲池中消耗的氧气在标准状况下的体积为 L。 (3)若将乙池设计为电解精炼铜的装置，则 (填“A”或“B”，下同)极为粗铜；若将乙池改为电镀装置，则 极为待镀金属制品。 (4)若将乙池中的硝酸银溶液换为硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入碱式碳酸铜后恰好恢复至电解前的状态，则电解过程中转移的电子数目为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．B 【详解】A．CH4中碳原子化合价-4，CO2中碳原子化合价+4，CH3COOH中碳原子平均化合价为0价，CH4发生失电子的氧化反应，若设计为原电池，通入甲烷的电极为负极，A正确； B．催化剂只能降低活化能，不可能改变焓变，B错误； C．①→②反应物能量高，生成物能量低，该过程放出的能量，且反应过程中甲烷分子中的碳氢键断裂，与二氧化碳分子形成的碳碳单键，C正确； D．若设计为原电池，用稀硫酸作电解质溶液，正极为二氧化碳发生还原反应生成乙酸，正极电极反应式：2CO2+8e-+8H+=CH3COOH+2H2O，D正确； 答案选B。 2．D 【详解】A．放电时N极为负极，M极为正极，M极电势高，故A正确； B．放电时，双极膜向负极N极移动，B正确； C．充电时阴极反应：，C正确； D．充电时制得1mol，转移2mol电子，有2mol移入左室，放电时负极反应：，放电时生成1mol，转移4mol电子，有4mol移入左室，则不能使左室恢复至初始状态，D错误。 故答案选D。 3．D 【分析】左侧锥形瓶为原电池装置，锌为原电池负极，浸没在ZnSO4溶液中的铜丝作正极，右侧烧杯为电解池，浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，浸没在CuSO4溶液中的右侧铜作阴极。 【详解】A．若左侧锌发生吸氧腐蚀，则锥形瓶内气压减小，左侧红墨水在外界大气压作用下被压入红色水柱，左侧导管内的红色水柱缓缓上升，A正确； B．浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，与原电池正极相连，表面变得粗糙无光泽，B正确； C．正极反应为O2+2H2O+4e−=4OH−，正极附近溶液pH增大，碱性增强，C正确； D．实验结束后称量铜棒质量增加0.064g，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，则电路中转移0.002mol电子，D错误。 故选D。 4．D 【分析】根据放电时电流方向可知，放电时为原电池，电极A是负极，B是电池的正极，负极上Na失电子生成Na+，负极反应式为Na-e-=Na+，正极反应式为2Na++xS+2e-=Na2Sx，电池总反应为2Na+xS═Na2Sx，放电时阳离子移向正极、阴离子移向负极；充电时为电解池，原电池正负极接电源的正负极，负极变为阴极、正极变为阳极，阴极反应为Na++e-=Na，阳极反应为Na2Sx-2e-=2Na++xS，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，充电时，电极连接电源的负极，得到电子，发生还原反应，电极反应为Na++e-=Na，A正确； B．由分析可知，充电时，电极与电源正极相连，为阳极，发生氧化反应，电极反应为，B正确； C．放电时，当熔融多硫化钠盐反应转移电子时，电极A是负极，负极反应式为Na-e-=Na+，则有1molNa+流向正极，既电极A中液态钠减轻1mol×23g/mol=23g，C正确； D．放电时，增大两电极之间的距离将增大内电阻和内电动势，既将导致减小电池的放电电压，D错误； 故答案为：D。 5．D 【分析】由总反应方程式可知，铅电极为原电池的负极，碳酸根离子和氢氧根离子作用下铅失去电子发生氧化反应生成Pb3C2O7，电极反应式为3Pb—6e—+2+2OH—= Pb3C2O7+H2O，二氧化铅电极为正极，碳酸根离子和水分子作用下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成Pb3C2O7，电极反应式为3PbO2+2+5H2O+6e—=Pb3C2O7+10OH—；充电时，与直流电源负极相连的铅电极为电解池的阴极，二氧化铅电极为阳极。 【详解】A．由分析可知，二氧化铅电极为阳极，碱性条件下Pb3C2O7在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化铅、碳酸根离子和水，故A错误； B．由分析可知，放电时，铅电极为原电池的负极，二氧化铅电极为正极，则导线中电子迁移方向为Pb→PbO2，故B错误； C．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的铅电极为电解池的阴极，水分子作用下Pb3C2O7在阴极得到电子发生还原反应生成铅、碳酸根离子和氢氧根离子，电极的质量减小，故C错误； D．由分析可知，放电时，二氧化铅电极为正极，碳酸根离子和水分子作用下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成Pb3C2O7，电极反应式为3PbO2+2+5H2O+6e—=Pb3C2O7+10OH—，故D正确； 故选D。 6．B 【分析】海水（含NaCl和MgSO4等）加入石灰乳，Mg2+可与OH-反应生成难溶于水的Mg(OH)2沉淀，过滤即可，Mg(OH)2加入HCl，酸碱中和反应即可生成MgCl2溶液，经过一系列操作，即可得到无水氯化镁，电解熔融状态下的无水氯化镁即可得到镁单质，据此回答。 【详解】A．由分析知，试剂①可以选用石灰乳，从而降低成本，直接加入石灰石，无法生成氢氧化镁，A错误； B．根据分析知，加入试剂①后，能够分离得到沉淀的方法是过滤，B正确； C．由于易水解，生成的氯化氢易挥发，进一步促进水解生成氢氧化镁，溶液通过蒸发结晶无法得到无水，C错误； D．电解熔融得到镁和氯气，即所得副产物为，没有氢气，D错误； 故选B。 7．D 【分析】 由图可知，CO2在催化电极A得到电子生成HCOOH，催化电极A是阴极，电极方程式为：，催化电极B是阳极，在阳极失去电子生成，电极方程式为：-6e-+8OH-=+6H2O，以此解答。 【详解】A．由分析可知，催化电极B是阳极，与电源正极相连，A正确； B．由分析可知，阴极电极方程式为：，阳极电极方程式为：-6e-+8OH-=+6H2O，转移相等物质的量电子时，消耗的和HMF物质的量之比为3∶1，B正确； C．由分析可知，阴极发生的反应：，C正确； D．由分析可知，阳极电极方程式为：-6e-+8OH-=+6H2O，每生成，右室消耗8mol，同时在双极膜界面处解离生成8mol进入右室，右室的物质的量不变，D错误； 故选D。 8．C 【详解】A．a极有电子流出，则a极为负极，A项正确； B．b极为原电池的正极，通入的气体为空气，B项正确； C．原电池中阴离子向负极移动，因此移向a极，C项错误； D．a极的电极反应式为，因此发生反应，转移电子，D项正确； 故答案为：C。 9．D 【分析】根据图示电子移动方向，H2通入的电极为负极，O2通入的电极为正极，以此分析； 【详解】A．多孔电极材料表面积大、吸附性强，能增大反应物接触面积，A正确； B．汽车行驶过程中，燃料电池产生的电能转化为动能，当汽车处于怠速等过程中，“电池”能将燃料电池产生的多余电能以化学能形式暂时储存起来，B正确； C．正极电极反应式为，32g反应转移4mole−，则理论上外电路中流过0.2 mol电子，消耗1.6 g O2，C正确； D．放电过程中不断地生成水，电解液的浓度减小，D错误； 故答案为：D。 10．A 【详解】A．图中涉及的能量转化形式有化学能转化为热能、风能转化为电能、电能转化为化学能等，A错误； B．风能、太阳能及氢能均是清洁能源，B正确； C．电解装置是电能转化为化学能的装置，C正确； D．根据图示可知，反应器中二氧化碳与氢气转化为，化学方程式：，D正确； 答案选A。 11．CD 【详解】A．和都属于酸性氧化物，通入溶液中不会产生白色沉淀，A错误； B．增大的浓度可明显提高的生成速率，但平衡不移动，的平衡转化率不变，B错误； C．通入O2一极是原电池的正极，电极反应式为:O2-4e-+4H+＝2H2O，负极室中的H+通过质子交换膜移动到正极，提供H+，同时左侧有水流流入，pH可能不变，C正确； D．电池的总反应式为:2SO2+2H2O+O2＝2H2SO4，1min内2.24L，n(SO2)＝0.1mol，消耗水0.1mol，生成硫酸的质量为:0.1molx98g/mol＝9.8g，消耗水的质量为:0.1mol×18g/mol＝1.8g，根据原H2SO4的浓度（50%）知需要稀释用水9.8g因此共需水9.8g+3.6g =13.4g，D正确； 故选CD。 12．B 【分析】观察物质转化可，环己烯被氧化，CO2被还原，所以，a极为阳极，b极为阴极。 【详解】A．阳极与电源正极连接，阴极与电源负极连接，故电解时a极应与电源正极连接，A错误； B．b极上CO2发生还原反应制备乙炔，所给反应式遵守电子守恒、电荷守恒，B正确； C．阳极反应式为，制备1mol氧化产物，双极膜内向左侧迁移2mol OH-，向右侧迁移2mol H+，共减少36g，C错误；D．若制备1mol C2H2，则电路中应有10mol电子通过。阳极生成环氧环己烷5mol，环氧环己烷与乙炔的物质的量之比为5：1，D错误。 故选B。 13．D 【分析】由图可知放电时电极1为负极，Zn失电子生成，电极2为正极，S得电子生成Cu2S； 【详解】A．充电时，电极2为阳极，发生氧化反应，A错误； B．放电时，电极1为负极，电极2为正极，正极电势高于负极电势，B错误； C．充电时，电极2发生反应：，充电时，阳极材料有2 mol Cu由+1价升高至+2价进入溶液，转移4 mol电子，故电极2净减64 g时转移2 mol电子，C错误； D．放电时，电极1发生氧化反应，锌生成四羟基合锌离子：，D正确； 故选D。 14．D 【分析】Zn为负极，发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，MnO2为正极，发生还原反应：MnO2+2e-+4H+ =Mn2++2H2O，加入KI后，发生反应：，； 【详解】A．放电时，Zn为负极，发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，A错误； B．充电时阳极电极反应式为：，，电路中每通过2mol ，阳极区溶液减少的质量小于1molMnO2的质量，即小于87g，B错误； C．由上述分析可知，放电时左侧发生反应：Zn-2e-=Zn2+，左侧溶液中c(Zn2+)增大，C错误； D．由分析可知，I-与剥落的MnO2反应生成，然后能继续从正极上得到电子转化为I-，故能恢复“损失”的能量，D正确； 答案选D。 15．(1) -58 kJ∙mol-1 低温自发 (2) 变小 a＜b＜c (3)负 (4)O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 【分析】运用盖斯定律进行焓变的计算，根据反应进行判据判断反应发生的条件。建立、与K之间的关系式进行有关计算。图像分析选特殊点进行三段式数据的处理。根据浓度平衡常数表达式迁移到压强平衡常数表达式再把相关数据带入进行计算。根据原电池的工作原理，确定电池的正负极，结合周围环境写出对应的电极反应式。 【详解】（1）运用盖斯定律将②+③得①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)   ∆H=-99kJ∙mol-1+41kJ∙mol-1=-58 kJ∙mol-1 反应①是气体分子总数减小的反应所以反应若自发进行则满足，所以反应应在低温下进行。故答案为-58 kJ∙mol-1；低温反应 （2）①从题中所给信息可知，当时。反应达到平衡。反应①为放热反应温度升高，反应逆向进行，化学平衡常数减小，所以变小。故答案为：变小 ②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)根据增大一种反应物的用量可提高另一种反应物的转化率。所以增大H2的用量可提高的CO2平衡转化率，所以初始投料比越大，CO2平衡转化率越小。分析图像可知压强温度一定时，CO2平衡转化率转化率：a>b>c, 所以初始投料比: a＜b＜c。故答案为：a＜b＜c ③540K不同压强下的压强平衡常数是一样的。故选择图像中的N点数据来进行计算。从N点数据可知压强为2 Mpa，CO2平衡转化率为20%，初始投料比为1：1。假设CO2起始量为1mol，则H2起始量为1mol; 平衡时n(总)=0.8+0.4+0.2+0.2=1.6mol, CO2物质的量分数为；H2物质的量分数为；CH3OH物质的量分数为；H2O物质的量分数； 故答案为 （3）原电池中负极还原剂失电子发生氧化反应，正极氧化剂得电子发生还原反应。所以为燃料设计原电池时作还原剂，氧气作氧化剂，所以通入的电极a为负极，通入氧气的电极为正极。故答案为：负 （4）b电极为正极，氧气得电子发生还原反应。因在碱性介质中，所以氧气得电子生成氢氧根，电极反应式为O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-,故答案为：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 【点睛】进行压强平衡常数计算时注意由浓度平衡常数表达式迁移到压强平衡常数表达式。 16．(1) 2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O 单位质量时，LiOH吸收的二氧化碳的量更多 (2)化学 (3)CD (4) 正 H2+CO-2e-=H2O+CO2 (5)提高气体在电极表面的吸附量，使其与溶液充分接触，提高反应速率 (6)88g (7)AD 【详解】（1）氢氧化锂(LiOH)吸附CO2生成碳酸锂，化学方程式为：2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O。LiOH的摩尔质量小于NaOH，单位质量时，LiOH吸收的二氧化碳的量更多； （2）固态胺的吸附过程中破坏了化学键，是化学变化。 （3）A．由图可知，CO2的最终产物为CH4和O2，故A正确； B．电解水装置中，电能转化为化学能，反应物的能量低于生成物的能量，故B正确； C．由图可知，萨巴蒂尔反应器中发生反应：CO2+4H2=CH4+2H2O，氧化剂与还原剂质量之比为11∶2，故C错误； D．由图可知，该反应的总方程式为：CO2+2H2=CH4+O2，O原子的利用率小于100%，故D错误； 故选CD。 （4）b极通入空气为正极，a极通入H2为负极，H2在负极失去电子生成H2O，用来配平电荷，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：H2+-2e-=H2O+CO2。 （5）上述电极材料采用多孔碳载镍，“多孔”的优点是提高气体在电极表面的吸附量，使其与溶液充分接触，提高反应速率。 （6）O2在正极得到电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：O2+2CO2+4e-=2，该装置若消耗2 mol H2，转移4mol电子，则b极吸收2mol CO2，质量m=nM=2mol×44g/mol=88g。 （7）A．该系统中有太阳能电池、电解池、工作马达，存在着太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化，故A正确； B．电解水装置中电解质溶液不能用CuSO4溶液，Cu2+会在阴极放电生成Cu，故B错误； C．太阳能电池帆板的主要成分为Si，故C错误； D．利用太阳能代替化石能源能减少CO2的排放，符合“低碳经济”，故D正确； 故选AD。 17．(1) 负 将湿润淀粉−KI试纸靠近c处，观察试纸变化 紫红色液滴向c处移动 (2) (3)开始有无色气体产生，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质析出 (4)0.8 (5)防止与反应 (6) 1 100min后硝酸根参与电极反应，根据题干所给的阴极上的两个电极反应可知，相同时间内，转移等量电子时，硝酸根比消耗的氢离子更少，且生成亚硝酸与反应有氢离子生成，因此，氢离子浓度下降速率低于100min前 【详解】（1）闭合，断开，通电后，d端显红色，说明d点有氢氧根生成，则d点为阴极，则电源b端为负极，若c、d为惰性电极，c为阳极，有氯气生成，因此检验c端产物的方法为将湿润淀粉−KI试纸靠近c处，观察试纸变化。根据溶液中阴离子向阳极移动，因此滤纸中央溶液处发生的现象为紫红色液滴向c处移动；故答案为：负；将湿润淀粉−KI试纸靠近c处，观察试纸变化；紫红色液滴向c处移动。 （2）已知C装置中溶液的溶质为和。且均为，打开，关闭，通电一段时间后，阴极析出固体质量与通过电子的物质的量关系如图所示，说明转移0.2mol电子的大奥0.1mol铜，继续电解，固体质量不变，则、、氧化能力由大到小的顺序是；故答案为：。 （3）D装置中溶液是溶液，开始是氢离子得到电子变为氢气，铜在阳极失去电子变为铜离子，溶液变蓝，后来铜离子在C端得到电子变为铜单质，因此电极C端从开始至一段时间后的实验现象是开始有无色气体产生，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质析出；故答案为：开始有无色气体产生，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质析出。 （4）根据题意反应中，根据图中信息生成1mol氮气转移4mol电子，则每生成转移电子0.8；故答案为：0.8。 （5）根据和，则得出阴极区溶液中加入的目的是防止与反应；故答案为：防止与反应。 （6）ⅰ．，硝酸本浓度不变，氢离子浓度不变，浓度不变，则说明阴极上发生反应，则电路中每转移，阴极上消耗2mol氢离子，同时有1mol氢离子从阳极区经过阳离子交换膜进入阴极区，因此阴极区减少1；故答案为：1。 ⅱ．， 下降速率低于前，根据图中信息100min后硝酸根参与电极反应，根据题干所给的阴极上的两个电极反应可知，相同时间内，转移等量电子时，硝酸根比消耗的氢离子更少，且生成亚硝酸与反应有氢离子生成，因此，氢离子浓度下降速率低于100min前；故答案为：100min后硝酸根参与电极反应，根据题干所给的阴极上的两个电极反应可知，相同时间内，转移等量电子时，硝酸根比消耗的氢离子更少，且生成亚硝酸与反应有氢离子生成，因此，氢离子浓度下降速率低于100min前。 18．(1) 正 减弱 减弱 (2) 阴 0.56 (3) B A (4)3 【分析】甲池为碱性甲醇燃料电池，通入甲醇的电极是负极，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，负极反应式为，通入氧气的电极是正极，正极反应式为O2＋2H2O＋4e−＝4OH−；乙池有外接电源，属于电解池，根据装置图，B是阳极，A是阴极，据此分析解题。 【详解】（1）据分析可知，甲池中通入的电极为正极，入的电极上发生的电极反应为，总方程式为，消耗氢氧根，工作过程中，甲池溶液的碱性会减弱；若将甲池中的溶液换成稀硫酸，总方程式为，工作过程中生成水，甲池溶液的酸性会减弱；故答案为正极；；减弱；减弱。 （2）据分析可知，乙池中A作阴极，电子反应为，若乙池中A为铁电极，电子反应为；当铁电极的质量增加时，生成Ag的物质的量为0.1mol，转移电子数为0.1mol，通入氧气的电极反应式为O2＋2H2O＋4e−＝4OH−，所以理论上甲池中消耗的氧气的物质的量为0.025mol，在标准状况下的体积为，故答案为阴；；0.56。 （3）用电解方法精炼粗铜，乙池电解液选用CuSO4溶液，粗铜作阳极，B作阳极，若将乙池改为电镀装置，待镀金属制品作阴极，A作阴极；故答案为B；A。 （4）若将乙池中的硝酸银溶液换为硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入碱式碳酸铜（Cu₂(OH)₂CO₃）后恰好恢复至电解前的状态，碱式碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，所以加入0.5mol碱式碳酸铜相当于加入1mol CuO、0.5mol H2O，根据生成物知，阴极上铜离子和氢离子放电、阳极上氢氧根离子放电，根据Cu原子、H原子守恒得阴极上析出n（Cu）＝1mol、n（H2）＝0.5mol，则转移电子的物质的量＝1mol×2＋0.5mol×2＝3mol，故答案为3。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$