2025届高三化学一轮复习---化学反应与电能

2025届高三化学一轮复习---化学反应与电能 一、单选题 1．某科研机构研发的-空气酸性燃料电池的工作原理如图所示： 下列叙述错误的是 A．通入氧气的一极为正极 B．负极的电极反应式为 C．若外电路中转移电子，理论上左侧电极附近溶液增重 D．该装置在将化学能转化为电能的同时，还有利于环保并制硝酸 2．一款低成本高能效的新型无隔膜铈铅单液流电池装置如图所示，该电池用石墨毡做电极，可溶性铈盐和铅盐的混合酸性溶液作电解液。已知电池反应为：。下列相关说法正确的是 A．放电时，在b电极发生还原反应 B．该电池可用稀硫酸酸化电解质溶液 C．充电过程中，a电极发生的反应为 D．放电过程中，电解质溶液中的向a电极移动 3．2022年北京冬奥会采用绿电制绿氢技术，即用光伏、风能等产生绿电，绿电电解水制得的氢气叫绿氢，实现碳的零排放。下列有关说法正确的是（　　） A．光伏电池能将太阳能全部转化成电能 B．绿氢在阴极上产生 C．常加入食盐增强水的导电性 D．阳极上发生还原反应 4．某化学兴趣小组用铝片与稀硫酸反应制取氢气，以下能够加快该反应速率的是 ①用98%的浓硫酸代替稀硫酸 ②加热 ③改用铝粉 ④增大稀硫酸的体积 ⑤加水 ⑥加入少量硫酸铜 A．②③⑥ B．①②③ C．②③④⑥ D．全部 5．下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法错误的是（　　） A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C．铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 6．某实验小组利用下列装置来降低某硬水中、和的含量，和为极板催化剂。下列说法不正确的是（　　） A．a端电势高于b端电势 B．可加快失去电子的速率 C．其它条件不变，适当减小两极的极板间距，、沉淀速率增大 D．阳极区收集的气体中只含有 7．电解精炼法提纯镓(Ga)是工业上常用的方法，具体原理如图所示。已知金属活动性顺序为：Zn>Ga>Fe；镓的化学性质与铝相似。下列说法错误的是（　　） A．该装置中电流流向为：A极→粗Ga→NaOH溶液→高纯Ga→B极 B．为提高电解效率可选用阳离子交换膜技术 C．产生阳极泥的主要成分为Fe、Cu D．电解过程中需控制合适的电压，若电压太高，阴极可能会产生 8．用柠檬汁及电极材料组装的水果电池可观察到灯泡发亮，装置如图所示。下列分析正确的是 A．铝片是正极 B．柠檬汁是电解质溶液 C．电子从铝电极流出经柠檬汁到铜电极 D．H+在铜电极上失电子发生还原反应生成H2 9．下列有关电解的叙述中错误的是（　　） A．与电源正极相连的是阳极 B．与电源负极相连的是阴极 C．在阴极上发生氧化反应 D．阴离子向阳极方向迁移 10．某种微生物燃料电池的结构示意图如图，质子交换膜只允许通过，下列说法错误的是（　　） A．B极为该电池的正极 B．该装置能把化学能转化成电能 C．每转移2 mol ，有4 mol 通过质子交换膜移向正极区 D．负极上的电极反应式为 11．近年来，我国在能源研发与能量转化领城所获得的成就领跑全球。下图是我国科学家研发的一种能量转化装置，利用该装置可实现将CO2转化为CO，并获得NaClO溶液。下列说法不正确的是（　　） A．a为太阳能电池的正极 B．该装置可实现多种能量之间的转化 C．电极Y的反应为Cl--2e-+H2O=ClO-+2H+ D．当有22.4 LCO2参与反应时，外电路通过2NA个电子 12．下列化学反应表示不正确的是 A．硝酸受热分解的化学反应方程式： B．ICl与溶液反应： C．溶于溶液： D．工业上，可通过电解KF的无水HF溶液（含和）制取，则在阴极放电反应为 13．小梅将铁钉和铜片插入柠檬中，制成如图所示的“水果电池”。下列关于该水果电池的说法正确的是（　　） A．此装置可将化学能转化为电能 B．负极反应为：Fe-3e-=Fe3+ C．一段时间后，铜片质量增加 D．电池工作时，电子由负极经过电解质溶液回到正极 14．用石墨作电极电解a浊液，记录如表。 实验装置 实验现象 I.a为AgCl II.a为AgI 两电极均产生气泡，有黑色固体在阴极附近生成，并沉降在烧杯底部，烧杯中的液体逐渐变澄清透明 两电极均产生气泡，阴极表面附着少量银白色固体，烧杯中的液体逐渐变为棕黄色 下列说法错误的是 A．I中阳极气体可能为Cl2和O2，II中阳极气体为O2 B．I和II中阴极生成气体的方程式均为2H2O+2e-=H2↑+2OH- C．II中液体变为棕黄色，说明阳极上发生了反应2AgI-2e-=I2+2Ag+ D．两实验阴极现象有差异的原因可能是II中c(Ag+)比I中的小 15．ECT电解水处理器处理含Cl-碱性污水的简化模型如图所示，通电后让水垢(氢氧化钙)在一极表面析出，另一极产生的Cl2，O3等可用于水体杀菌消毒。下列有关说法错误的是（　　） A．电极a为阴极 B．b极附近溶液的pH增大 C．产生O3的电极反应式为O2+2OH--2e-=O3+H2O D．该工艺兼有水处理时的软水器和加药装置功能，且无污染 16．某种酒驾检测仪具有吹气流量监测与控制的功能，其结构与工作原理如图所示。下列有关说法正确的是（　　） A．该装置将电能转化为化学能 B．电流由电极Ⅱ经显示屏、处理器流向电极Ⅰ C．在电解液中迁移的微粒X可能是电子 D．电极Ⅱ的电极反应式可能是：O2+H2O+4e-→4OH- 17．2023年，我国科学家利用铜催化剂催化电解碱性甲醛溶液实现阴阳两极同时制氢，其原理如图所示。电解过程中，电极 b上同时产生 与 的物质的量之比为1∶2。下列说法错误的是 A．电极a连接电源的负极 B．电极b上的电极反应式为2HCHO+4OH--2e-=2HCOO-+H2↑+2H2O(1) C．电解过程中a、b两极产生H2的体积比为1：1 D．电解过程共收集到 H2 22.4L(标准状况)，则通过阴离子交换膜的OH-为2mol 18．第二代钠离子电池是负极为镶嵌在硬碳中的钠、正极为锰基高锰普鲁士白的一种新型二次电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（　　） A．放电时，B极为负极，发生还原反应 B．充电时，在从阳极脱嵌，在阴极嵌入 C．放电时，电解质溶液中的穿过离子交换膜向B极移动 D．充电时，A极反应为 19．乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成．图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移．下列说法正确的是（　　） A．在上述电化学合成过程中只起电解质的作用 B．阳极上的反应式为： C．制得乙醛酸，理论上外电路中迁移了电子 D．双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移 20．以氮气和水蒸气为原料，电化学合成氨装置示意图如下所示(电极不参与反应)。下列说法错误的是（　　） A．N2 发生还原反应 B．电极 b 连接电源的负极 C．OH−向电极 a 迁移 D．电极 a 的电极反应式：2H2O-4e−=O2↑+4H+ 二、综合题 21．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　 　。 22．人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用。请根据题中提供的信息，回答下列问题： （1）直接提供电能的反应一般是放热反应，下列反应能设计成原电池的是 ____。 A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 B．氢氧化钠与稀盐酸反应 C．灼热的炭与 CO2反应 D．H2与 Cl2燃烧反应 （2）将纯铁片和纯铜片按图甲、乙方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题： ①下列说法正确的是　 　。 A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置| B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量减少、乙中铁片质量减少 D．甲、乙两烧杯中c(H+)均减小 ②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲　 　乙(填“>”、 “<”或“=”)。 ③请写出甲、乙中构成原电池的正极电极反应式：　 　。电池工作时，溶液中向　 　极(填“正”或“负”)移动。当甲中溶液质量增重 27g时，电极上转移电子数目为　 　。 ④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，则电池总反应的离子方程式为　 　。 （3）图丙为甲烷氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是 KOH。通甲烷一极的电极反应方程式为 　 　。 23．氢燃料电池有良好的应用前景。工业上常用下列方法制取氢气。 （1）Ⅰ．甲烷与水蒸气催化重整制取氢气，主要反应为：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。 上述反应体系中属于非极性分子的化合物是　 　。 （2）一定条件下，向体积为2L的密闭容器中充入1molCH4和1molH2O(g)发生上述反应，10min时反应达到平衡状态，此时CH4的浓度为0.4 mol∙L−1，则0~10min内H2的平均反应速率为　 　mol∙L−1∙min−1。 （3）Ⅱ．甲烷与硫化氢催化重整制取氢气，主要反应为：CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。 恒温恒容时，该反应一定处于平衡状态的标志是　 　。 a．υ正(H2S)=2υ逆(H2) b．CH4的体积分数不再变化 c．不再变化 d．混合气体的密度不再改变 （4）该反应平衡常数表达式K=　 　，若改变某一条件使平衡向正反应方向移动，则K值　 　。 a．一定改变 b．可能增大 c．可能减小 d．可能不变 （5）III.将原料气按n(CH4)：n(H2S)=1：2充入反应容器中，保持体系压强为0.1MPa，研究不同温度对该反应体系的影响。平衡体系中各组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示： 图中表示H2物质的量分数变化的曲线是　 　(选填字母)，该反应的正反应为　 　反应(选填“放热”或“吸热”)。保持其他条件不变，升高温度测得CH4的平衡转化率先增大后下降，其原因可能是　 　。 24．油气开采过程中会产生有害的，油气脱硫一直是石油工业研究的重点。 （1）输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀属于　 　腐蚀(填“化学”或“电化学”)。 （2）石化工业，常采用碳酸钠溶液作为脱硫吸收剂。 ①已知：，；。请写出与足量碳酸钠溶液反应的离子方程式：　 　。 ②工业生产中常采用从吸收塔顶淋入吸收液、塔底通入待处理油气的逆流喷淋吸收法，这样做的好处是　 　。 （3）与重整，不但可以消除污染，还可以制氢。主要反应如下： ①该反应在给定条件下是否能自发进行？　 　(填“是”或“否”)。 在研究反应发生的适宜条件时，发现：过多的会导致催化剂失活；助剂有稳定催化剂的作用。同时，得出一组图像，请根据图中信息回答问题： ②图(a)为随温度升高，氢气平衡收率图，由图像可知该反应正向　 　0(填“>”或“<”)。 ③图(b)为，催化剂条件下投入等量，投料比[]分别为1∶1，1∶3、12∶1达平衡时转化率、平均反应速率图。请判断投料比对应图中　 　组图像(填“A”“B”或“C”)；在三组图像中，C组图像中平均速率最低的可能原因是　 　。 ④未添加助剂时，无积碳，随着添加量的变化，积碳量变化如图(c)所示，由此可推知，助剂可能催化了原料气发生的　 　反应(填化学方程式)。 （4）油气脱硫也可以采用电解法，原理如图所示： 请写出甲电极所在区域发生的总电极反应式：　 　。 25．一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质，工作原理示意图如图1，电池总反应为(不溶于水)。请回答下列问题。 （1）放电时负极为　 　(填“锌膜”或“膜”)，正极质量　 　(填“增大”、减小”或“不变”)。 （2）充电时，向　 　(填“锌膜”或“膜”)移动。 （3）以该电池为电源电解如图2所示的饱和食盐水。 ①若膜连接极，锌膜连接极，工作一段时间，图2中右侧的现象为　 　，极的电极反应为　 　。 ②若膜连接极，锌膜连接极，工作一段时间，图2中右侧的现象为　 　，当电路中通过电子时，两极共收集到标准状况下　 　气体。 答案解析部分 1．【答案】C 2．【答案】D 3．【答案】B 【解析】【解答】A．物质能量转化过程中有损失，太阳能不能全部转化为电能，A项不符合题意； B．电解水时，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B项符合题意； C．电解水时，阳极电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，若溶液中有食盐，则由于Cl-比OH-易失去电子，阳极极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，得到氯气而不是氧气，反应实质是电极NaCl和H2O，而不是电解水，C项不符合题意； D．阳极上发生氧化反应，D项不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A、太阳能转化为电能同时可能会有热能； B、氢离子在阴极放电； C、食盐水中，氯离子比氢氧根优先放电； D、阳极失去电子，发生氧化反应。 4．【答案】A 5．【答案】C 【解析】【解答】A．干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，A选项不符合题意； B．在干电池中，Zn作负极，被氧化，因此长时间使用后，锌筒被破坏，B选项不符合题意； C．铅蓄电池工作过程中，硫酸铅在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，C选项符合题意； D．氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D选项不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A.干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池； B.干电池中锌做原电池的负极被腐蚀； D.氢氧燃料电池的产物为水，无污染。 6．【答案】D 【解析】【解答】A、钛网为阳极，钛箔为阴极，则a为电源正极，b为电源负极，a端电势高于b端电势，故A正确； B、和为极板催化剂 ，催化剂能加快反应速率，则可加快失去电子的速率 ，故B正确； C、其它条件不变，适当减小两极的极板间距，会加快电子转移的速率，加快了整个反应的速率，、沉淀速率增大，故C正确； D、钛网为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，产生的H+与反应生成CO2，故D错误； 故答案为：D。 【分析】由图可知，钛网上，水转化为氧气，发生氧化反应，则钛网为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，钛箔为阴极，生成H2，电极反应式为2H++2e-=H2↑。 7．【答案】B 【解析】【解答】A．精炼池工作时，电流由正极A流向粗镓，经NaOH溶液，由高纯镓流向负极M，形成闭合电路，故A不符合题意； B．阳极镓发生的电极反应式为Ga-3e-+4OH-=GaO+2H2O，生成的偏镓酸根离子在阴极得到电子生成镓，偏镓酸根离子为阴离子，为提高电解效率可选用阴离子交换膜技术，故B符合题意； C．由分析可知，电解精炼镓时产生的阳极泥的主要成分为铁和铜，故C不符合题意； D．电解过程中溶液中的水也会在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，导致电解效率下降，故电解过程中需控制合适的电压，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A．精炼池工作时，电流由正极流向粗镓，经NaOH溶液，由高纯镓流向负极，形成闭合电路； B．依据离子与离子交换膜种类一致判断； C．依据 已知金属活动性顺序为：Zn>Ga>Fe判断； D．电解过程中溶液中的水也会在阴极得到电子发生还原反应。 8．【答案】B 9．【答案】C 【解析】【解答】A.与电池正极相连的是电解池的阳极，故A不符合题意； B.与电源负极相连的是电解池的阴极，故B不符合题意； C.电解池的阴极是物质得到电子发生的还原反应，故C符合题意； D.阴离子向电池的电池的正极移动，向电解池的阳极移动，故D不符合题意； 故答案为：C 【分析】电解池中的阳极与电池的正极相连接，电解池的阴极是与电池的负极相连接，阴极发生的是还原反应，阳极发生的是氧化反应，阴离子向电解池的阳极移动，阳离子向电解池的阴极移动结合选项即可判断； 10．【答案】C 【解析】【解答】A．原电池负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，A电极上葡萄糖转化为二氧化碳，碳元素化合价升高，发生氧化反应，A为负极，则B极为该电池的正极，A不符合题意； B．原电池工作时把化学能转化为电能，B不符合题意； C．导线上每转移2mole-，溶液中有2molH+通过质子交换膜移向正极区，C符合题意； D．负极上葡萄糖失去电子，生成二氧化碳，电极反应式为：，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A．反应中元素化合价升高，做负极，元素化合价降低，为正极； B．原电池工作时把化学能转化为电能； C．闭合电路中，转移离子所带电荷总数等于转移的电子总数； D．负极上失去电子，发生氧化反应。 11．【答案】D 【解析】【解答】A．根据上述分析可知：a为正极，b为负极，A不符合题意； B．该装置有太阳能电池为电源，太阳能电池将太阳能转化为电能，实现了CO2与NaCl电解生成CO和NaClO，电能转化为化学能，该装置工作时，至少实现了三种能量形式的转化，B不符合题意； C．电极Y为阳极，在Y电极上Cl-失去电子变为ClO-，所以Y电极反应为：Cl- -2e-+H2O =ClO-+2H+，C不符合题意； D．未指出CO2气体所处的外界条件，不能根据其体积计算物质的量，也就不能计算反应过程中电子转移数目，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】 A.a为正极，b为负极。 B.太阳能转化为电能，电能转化为化学能。 C.电池的正极接阳极，氯离子失去电子。 D.只有处于标准状态时D选项才正确。 12．【答案】C 13．【答案】A 【解析】【解答】A．该装置为原电池装置，将化学能转化为电能，A符合题意； B．铁为负极，失去电子生成亚铁离子，B不符合题意； C．正极为铜，氢离子得电子生成氢气，C不符合题意； D．电子不能通过电解质溶液，D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A、水果电池属于原电池，将化学能转化为电能； B、负极材料为铁，失去电子形成亚铁离子； C、电解质溶液中的氢离子移向铜，生成氢气，质量不增加； D、电子由负极经过导线流向正极。 14．【答案】C 【解析】【解答】A．由分析可知，I中氯离子和水分子均可能在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气和氧气，II中水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，则I中阳极气体可能为氯气和氧气，II中阳极气体为氧气，故A不符合题意； B．由分析可知，I和II中阴极生成气体都为水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故B不符合题意； C．由分析可知，II中水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，反应生成的氧气将碘离子氧化为碘使II中液体变为棕黄色，故C符合题意； D．由分析可知，氯化银的溶解度大于碘化银，氯化银悬浊液中银离子浓度大于碘化银悬浊液中银离子浓度，所以I中银离子在阴极放电生成银，II中少量银离子在阴极放电生成银，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】氯化银的溶解度大于碘化银，氯化银悬浊液中银离子浓度大于碘化银悬浊液中银离子浓度，I中氯离子和水分子均可能在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气和氧气，银离子在阴极放电生成银，II中水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，少量银离子在阴极放电生成银。 15．【答案】A 【解析】【解答】A．通电后水垢在阴极表面析出，则装置图中b为阴极，a为阳极，故A符合题意； B．阴极生成Ca(OH)2析出，则阴极b附近溶液的pH增大，故B不符合题意； C．阳极a通入空气，氧气在阳极上产生臭氧的反应式为O2+2OH--2e-=O3+H2O，故C不符合题意； D．该工艺兼有水处理时的软水器和加药装置功能，且无污染，故D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A、通电后水垢在阴极表面析出，即b为阴极，a为阳极； B、氢氧化钙析出，此时pH增大； C、氧气转化为臭氧的过程，需要补充氧原子，由于溶液为碱性，因此和氢氧根结合； D、该过程没有生成污染性的产物。 16．【答案】B 【解析】【解答】A．由分析可知，电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，则该装置为原电池，将化学能转化为电能，A不符合题意； B．在原电池中，电流由正极沿导线流入负极，则该装置中，电流由电极Ⅱ经显示屏、处理器流向电极Ⅰ，B符合题意； C．在电解液中，负极产生H+，电解质溶液中的H+通过分隔膜迁移到正极，所以微粒X是H+，电子不可能在溶液中迁移，C不符合题意； D．由分析知，电极Ⅱ的电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】该电池的工作原理类似乙醇燃料电池，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，电流由正极流向负极。 17．【答案】D 18．【答案】B 【解析】【解答】A、由分析可知，放电时B为负极，发生氧化反应，故A错误； B、放电时，Na失去电子变为钠离子，由负极进入正极，则充电时，钠离子从阳极脱嵌，在阴极嵌入，B正确； C、放电时，阳离子向正极移动，A为正极，则电解质溶液中的穿过离子交换膜向A极移动，故C错误； D、充电时，A极为阳极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为，故D错误； 故答案为：B。 【分析】根据题意可知， 负极为镶嵌在硬碳中的钠、正极为锰基高锰普鲁士白 ，则放电时B为负极，A为正极，充电时，A为阳极，B为阴极。 19．【答案】D 【解析】【解答】A.由题图可知，在铅电极乙二酸变成乙醛酸是去氧的过程，发生还原反应，则铅电极是电解装置的阴极，石墨电极发生氧化反应，反应为2Br--2e-=Br2，是电解装置的阳极。由上述分析可知，Br-起到还原剂的作用，A选项是错误的； B.根据A知，阳极上发生的反应是：2Br--2e-=Br2，B选项是错误的； C.制得2 mol 乙醛酸，实际上是左、右两侧各制得1mol乙醛酸，共转移2mol电子，故理论上外电路中迁移的电子为2mol，C选项是错误的； D.电解装置中，阳离子移向阴极(即铅电极)，D选项是正确的。 故答案为：D。 【分析】在电解池中，阳极与外加电源的正极相连，失去电子，发生氧化反应，阴极与外加电源的负极相连，得到电子，发生还原反应。在电解质溶液中，阴阳离子遵循“正负相吸”的原则，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 20．【答案】D 【解析】【解答】A．b电极N2得到电子生成NH3，发生还原反应，故A不符合题意； B．b电极N2得到电子生成NH3，电极反应式为：N2＋6e−＋6H2O＝6OH−＋2NH3，b应为阴极，与电源负极相连，故B不符合题意； C．电解池中阴离子向阳极移动，a为阳极，则OH−向电极a迁移，故C不符合题意； D．a为电解池的阳极，氢氧根离子失电子生成O2，电极反应式为：4OH−−4e−＝O2↑＋2H2O，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】根据物质的元素化合价变化，氮元素化合价降低被还原，氧元素化合价升高，即可判断出a为电池的阳极，b为电池阴极。即可写出电极反应式，结合选项即可判断 21．【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 22．【答案】（1）D （2）BD；>；2H++2e-=H2↑；负；NA (或6.02×1023)；Cu + 4H++=Cu2+ （3）CH4+10OH--=+7H2O 【解析】【解答】（1）自发的氧化还原反应可以设计成原电池，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应、氢氧化钠与稀盐酸反应均不是氧化还原反应，不能设计成原电池；灼热的炭与 CO2反应 自发的反应，不能设计成原电池；H2与 Cl2燃烧反应是自发的氧化还原反应可以设计成原电池； 故答案为：D； （2）①A．乙没有形成闭合电路，不是原电池，A不正确； B．铜和稀硫酸不反应，乙中铜片上没有明显变化，B正确； C．甲中铜片上氢离子放电生成氢气，铜质量不变；乙中铁片和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，质量减少，C不正确； D．甲、乙两烧杯中氢离子生成氢气，c(H+)均减小，D正确； 故答案为：BD； ②原电池可以加速氧化还原反应的进行，在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲大于乙； ③甲中构成原电池，铁较为活泼为负极，铜为正极，氢离子在正极放电生成氢气，电极反应式：2H++2e-=H2↑。电池工作时，阴离子向负极运动，故溶液中向负极移动。根据总反应Fe+2H+=Fe2++H2↑可知，每56g铁参加反应生成2g氢气，溶液增加（56-2）g，当甲中溶液质量增重 27g时，反应铁的物质的量为，则电极上转移电子物质的量为1mol，数目为NA (或6.02×1023)。 ④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，浓硝酸和铁发生钝化反应，铜和浓硝酸生成硝酸铜和二氧化氮、水，铁为正极、铜为负极，则电池总反应的离子方程式为Cu + 4H++=Cu2+ +2NO2↑+2H2O； （3）氧气发生还原反应为正极、甲烷发生氧化反应为负极；在碱性环境下，通甲烷一极的电极反应方程式为CH4+10OH- -=+7H2O。 【分析】（1）原电池的工作原理为自发的氧化还原反应； （2） ① A、原电池需要形成闭合回路； B、铜和稀硫酸不反应； C、铁更活泼，作为原电池的负极，失去电子逐渐溶解； D、稀硫酸发生反应，氢离子浓度减小； ② 原电池的速率更快； ③ 氢离子得电子生成氢气；硫酸根为阴离子，移向负极； ④ 铜和氢离子、硝酸根反应生成铜离子和二氧化氮、水； （3）燃料电池中，通入燃料的一端为负极，由于溶液为碱性，因此甲烷失去电子，和氢氧根反应生成碳酸根和水。 23．【答案】（1）CH4 （2）0.03 （3）b （4）；bd （5）a；吸热；随着温度升高，硫化氢会发生分解，导致硫化氢浓度减小，甲烷的平衡转化率下降 【解析】【解答】（1）CH4是含共价键的非极性分子，H2O、CO是含共价键的极性分子，H2含共价键的非极性分子，氢气是单质，因此上述反应体系中属于非极性分子的化合物是CH4；故答案为：CH4。 （2）根据题意，10min时反应达到平衡状态，此时CH4的浓度为0.4 mol∙L−1，则甲烷浓度改变量为0.1 mol∙L−1，氢气浓度改变量为0.3 mol∙L−1，则0~10min内H2的平均反应速率为；故答案为：0.03。 （3）a．υ正(H2S)=2υ逆(H2)，一个正反应速率，一个逆反应速率，两个不同方向，两者速率之比不等于计量系数之比，不能作为判断平衡标志，故a不正确； b．CH4的体积分数不再变化，则能作为判断平衡标志，故b正确； c．开始加入的甲烷和硫化氢按照计量之比加入，则始终不改变，当不再变化，不能作为判断平衡标志，故c不正确； d．密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不再改变，当混合气体的密度不再改变，不能作为判断平衡标志，故d不正确； 故答案为：b。 （4）该反应平衡常数表达式，若改变某一条件使平衡向正反应方向移动，若是增大反应物浓度或减小压强，平衡常数不变，若是改变温度，平衡向正反应方向移动，则平衡常数变大，因此bd正确；故答案为：；bd。 （5）根据题意减少的为甲烷和硫化氢，增加的为CS2、H2，再根据计量系数得到氢气增加的幅度大，因此图中表示H2物质的量分数变化的曲线是a；根据图中信息，升高温度，甲烷、硫化氢的量减少，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应。保持其他条件不变，由于温度升高，硫化氢会发生分解，导致硫化氢的浓度减小，因此甲烷的转化率降低；故答案为：a；吸热；随着温度升高，硫化氢会发生分解，导致硫化氢浓度减小，甲烷的平衡转化率下降。 【分析】（1）非极性分子是指分子里电荷分布是对称的(正负电荷中心能重合)的分子。极性分子是指分子里电荷分布不对称(正负电荷中心不能重合)的分子。 （2）利用v=Δc/Δt计算； （3）依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断； （4）化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比值；K的大小只与温度有关。 （5）依据影响化学平衡的因素分析。 24．【答案】（1）电化学 （2）H2S+CO=HS-+HCO；使油气吸收充分，使液体吸收剂与气体充分接触 （3）是；>；B；过多的导致催化剂失活；CH4=C+2H2 （4）H2S+I2=2I+S+2H+ 【解析】【解答】（1）钢管被原油中的含硫化合物腐蚀是金属与非电解质直接发生化学反应，属于化学腐蚀。 （2）①由于H2S的小于H2CO3的，且H2S的小于H2CO3的，与足量碳酸钠溶液反应生成NaHS和NaHCO3，离子方程式为：H2S+CO=HS-+HCO； ②工业生产中常采用从吸收塔顶淋入吸收液、塔底通入待处理油气的逆流喷淋吸收法，这样做的好处是使油气吸收充分，使液体吸收剂与气体充分接触。 （3）①是气体体积增大的放热反应，说明该反应能自自发进行； ②由图可知，升高温度，氢气平衡收率增大，说明平衡正向移动，该反应为吸热反应，>0； ③反应过程中，增大H2S的物质的量，平衡正向移动，但H2S的转化率减小；若增大CH4的物质的量，平衡正向移动，H2S的转化率增大；投料比[]为12∶1时H2S的转化率最大，投料比[]为1∶3时H2S的转化率最小，则对应图中B；过多的会导致催化剂失活，所以投料比[]为12∶1时，平均速率最低； ④原料气为H2S和CH4，助剂可能催化了CH4的分解从而产生积碳，化学方程式为：CH4=C+2H2； （4）甲电极H2S失去电子生成S单质，I2得到电子生成I，根据得失电子守恒和原子守恒配总电极反应式：H2S+I2=2I+S+2H+。 【分析】（1）金属与非金属的反应属于化学腐蚀； （2） ① 硫化氢和碳酸根离子反应生成硫化氢根离子和碳酸氢根离子； ② 逆流喷淋吸收法可以使液体和气体充分接触； （3） ① 结合△G=△H-T△S判断； ② 升高温度，平衡朝吸热方向移动； ③ 增大H2S的物质的量，H2S的转化率减小，增大CH4的物质的量，H2S的转化率增大，再结合图示进行判断； ④ 钴助剂使甲烷分解为碳和氢气； （4）甲电极的总方程式根据图示观察，可以知道为硫化氢和碘反应生成硫和碘离子。 25．【答案】（1）锌膜；增大 （2）膜 （3）产生黄绿色气体，气球b膨胀；；产生无色气体，电极附近溶液变红，气球b膨胀；4.48 【解析】【解答】（1）根据电池放电时反应方程式，锌元素化合价升高、Mn元素化合价降低，放电时锌膜为负极、膜为正极，正极，增加氢元素，质量增大； （2）充电时，负极连接电源的负极、正极连接电源的正极，阴离子向阳极移动，所以向膜移动。 （3）①若膜连接极，锌膜连接极，则N为阳极、M为阴极，阳极氯离子失电子生成氯气，工作一段时间，图2中右侧的现象为产生黄绿色气体，气球b膨胀，极电极反应为。 ②若膜连接极，锌膜连接极，则极为阳极，电极反应为，为阴极，电极反应为。电路中通过时，两极均产生气体，标准状况下的总体积为。 【分析】（1）根据电池放电时反应方程式，反应中元素化合价升高，做负极，元素化合价降低，为正极； （2）充电时，负极连接电源的负极、正极连接电源的正极，阴离子向阳极移动； （3）①依据放电顺序和产物的性质； ②依据放电顺序和产物的性质，利用得失电子守恒计算。 学科网（北京）股份有限公司 $$