第四章 化学反应与电能 单元训练题 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》单元训练题 一、单选题 1．镁锂双盐电池是新型二次离子电池，其放电时的工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，和均向极区移动 B．充电时，阴极的电极反应式为 C．放电时，电极发生氧化反应 D．电池工作时，若外电路中转移电子，则两极的质量变化值相差 2．设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是 A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少200mg，乙室增加300mg，则此时已进行过溶液转移 3．利用电化学原理，将、和熔融制成燃料电池，模拟工业电解法精炼银，装置如图所示。甲池工作时，转变成氧化物，可循环使用。下列说法错误的是 A．石墨Ⅱ为正极，发生还原反应 B．甲池总反应为 C．乙池中电极Ⅰ是粗银 D．甲池工作时，向石墨Ⅰ方向迁移 4．香港城市大学、中国科学院深圳先进技术研究院和深圳大学合作，证明了纳米片在酸性条件下具有本征差的析氢活性，展现出快速选择性地将硝酸根离子还原为氨的催化性能。已知在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移。下列有关装置放电过程(如图所示)的叙述正确的是 A．电子由a极经双极膜流向b极 B．a极为正极，b极发生还原反应 C．b极上的电极反应式为 D．a极质量减少时，双极膜中有向a极区迁移 5．钴（Co）的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。请选出正确的选项 ①工作时，Ⅱ室溶液的pH减小 ②电解总反应： ③利用该装置，除了制备金属钴，还可以得到副产品HCl ④生成0.5 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少9 g A．①②③④ B．①③④ C．②③④ D．①②④ 6．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 7．某同学查阅资料发现水银电解法电解饱和食盐水可以获得金属钠汞齐(钠汞合金)，装置图和实验现象记录如下： 接通电源，一段时间后，金属汞表面有细微气泡出现，加大电压电解足够长时间后分离出其中的金属Hg。取少量分离出的Hg投入滴有酚酞溶液的水中，酚酞变红且有无色气体放出。有关该实验的说法错误的是 A．Q溶液可以是NaOH溶液，作用是吸收尾气 B．玻璃管的作用是防止铁丝暴露在NaCl溶液中，导致生成大量的H2而无法得到金属Na C．钠汞齐在有机合成中常用于氢化醛酮等羰基化合物，表现出钠汞齐的强还原性 D．出于安全角度考虑，进行该实验时需要准备硫粉，并开启实验室上方排风扇 8．通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 A．电极A的电极反应式：LiMn2O4＋3e-＋8H+=Li+＋2Mn2+＋4H2O B．电极B附近溶液氢离子浓度增大 C．电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变 D．该装置将电能转化为化学能 9．我国光伏发电并网装机容量突破3亿千瓦，连续七年稳居全球首位。采用电渗析法，以四甲基氯化铵为原料，可合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵，工作原理如图所示（气体体积均已换算成标准状况），下列说法正确的是 A．在光伏并网发电装置中，与a极连接的N型半导体为正极 B．均为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，钠离子透过离子交换膜向阳极区移动 C．制备两极共产生气体 D．制备四甲基氢氧化铵的电极反应式为 10．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 11．我国科学家开发设计一种天然气脱硫装置，利用如图装置可实现：。已知甲池中有如下的转化：下列说法错误的是    A．该装置可将光能转化为电能和化学能 B．移动方向：甲池→全氟磺酸膜→乙池 C．甲池①处发生反应： D．乙池中每转化1mol，有1mol发生还原反应 12．下列装置中能构成原电池的是 A． B． C． D． 13．钠离子电池具有充电速度快和低温环境性能优越的特点，其电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基可增强其电化学活性，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．连接时，透过隔膜进入电极室 B．连接时，电源极的电势比极低 C．连接时，每转移，两电极质量变化相差 D．连接时，的电极反应为： 14．由辛二腈制备巴豆腈（2－丁烯腈，即，非气态）的原理如下图所示，下列说法正确的是 已知：电流效率。 A．催化电极与电源负极相连，电势：催化电极催化电极 B．电子移动方向：催化电极电源催化电极阴离子交换膜催化电极 C．催化电极上发生反应： D．若催化电极上生成气体时，催化电极生成气体，则电流效率约为 二、非选择题 15．电化学在生活中的应用广泛，请根据电化学原理回答下列问题： (1)将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来组成原电池，可以获得电流，则Zn电极上发生的电极反应式为 。 (2)如下图所示是甲烷燃料电池的原理示意图： ①电池的正极反应式为 。 ②电池工作一段时间后，电解质溶液的pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。 (3)按图所示装置，以石墨为电极电解氯化钠溶液，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则电解时在X极附近观察到的现象是 ，若将X电极材料换为Cu，则X电极上的电极反应式将 （填“发生变化”或“不变”）。 (4)某原电池装置初始状态如下图所示，电池总反应为。 当电路中转移amol电子时，质子交换膜上通过 mol离子，质子交换膜左侧的溶液中约减少 mol离子（忽略溶液体积变化和在水中的溶解）。 16．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”)。 (2)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)。 (3)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”)。 (4)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 。 (5)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．乙池左侧电极为粗铜，发生氧化反应 C．溶液的浓度保持不变 D．杂质中Ag、Pt、Au以单质的形式沉淀到池底 17．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 。 18．某小组同学利用下图装置进行电化学实验： (1)装置乙中电极的名称是 。(填“正极”或“负极”) (2)装置丙中Pb上发生的电极反应方程式为 。 (3)装置丁中左边石墨电极的电极反应方程式为 。 (4)装置甲中溶液的pH会 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (5)若装置戊的目的是在Fe材料上镀银，则X为 ，极板N的材料为 ，若装置戊的目的是精炼铜，则X为 ，极板M的材料为 ，极板M电极反应方程式为 。 (6)当电路中通过0.2mol电子时，装置甲中产生的气体体积(标况下)为 L。 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．D 【分析】由放电时的工作原理图可知，Q极为负极，R极为正极，充电时，Q极为阴极，据此作答。 【详解】A．充电时，Q极为阴极，阳离子和均向Q极区移动，A项错误； B．充电时，阳极的电极反应式为，B项错误； C．放电时，R极为正极，发生还原反应，C项错误； D．放电时，Q极的电极反应式为，则转移电子为时，质量变化1.2g；R极的电极反应式为，质量变化0.7g，二者质量变化值相差为，D项正确； 故答案选D。 2．C 【分析】由题意可知，右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池，原电池中细菌电极为电解池的负极，水分子作用下乙酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式为，电池的总反应为；电解池中，与原电池正极相连的细菌电极为阳极，水分子作用下乙酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为，右侧石墨电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为，电解的总反应为。 【详解】A．由分析可知，装置工作时，甲室为电解池，电解的总反应，反应中生成氢离子透过阳膜进入甲室，A正确； B．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，电池的总反应，反应中消耗氢离子，说明装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸，B正确； C．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式，C错误； D．若甲室钴离子减少200 mg，电解转移电子的物质的量，若乙室钴离子增加300 mg，电解转移电子的物质的量，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确； 答案选C。 3．D 【分析】通入氧气的一极为正极，则石墨Ⅱ作正极，氧气在石墨Ⅱ得电子被还原；NO2在石墨Ⅰ被氧化生成N2O5。 【详解】A．做燃料，做氧化剂，石墨Ⅰ为负极，石墨Ⅱ为正极，发生还原反应，A项正确； B．失电子被氧化成，负极电极反应式为，正极电极反应式为，电池总反应为，B项正确； C．乙池中电极Ⅰ与石墨Ⅱ相连，则乙池中电极Ⅰ是阳极，粗银在阳极失去电子，C项正确； D．甲池是原电池，甲池工作时，向正极迁移，即向石墨Ⅱ迁移，D项错误； 故答案选D。 4．C 【分析】根据电池装置图中电极板上的物质转化可知，a极由Zn生成Zn2+，发生氧化反应为负极；b极由硝酸根离子转化为氨气，发生还原反应为正极。 【详解】A．电子由负极经导线流向正极，不经过电解液，A错误； B．a为负极，发生氧化反应，b为正极，发生还原反应，B错误； C．根据装置图可知，b极上硝酸根离子转化为氨气，环境为碱性环境，发生的反应为：，C正确； D．a极发生的反应为，a极质量减少6.5g时，转移0.2mol电子，双极膜中有0.2mol氢氧根离子向a极区移动，D错误； 故选C。 5．A 【分析】阳极水失去电子，电极反应式为：，阴极Co2+得到电子变为Co，电极反应式为：。 【详解】①、分别通过交换膜向Ⅱ室移动，所以Ⅱ室溶液pH减小，①正确； ②由分析中阴阳极的电极反应式可得，总反应方程式为，②正确； ③、分别通过交换膜向Ⅱ室移动，Ⅱ室可得到副产品HCl，③正确； ④生成0.5 mol Co，转移1 mol ，根据阳极反应，生成8 g，同时有1 mol 移向Ⅱ室，所以I室溶液质量理论上减少9 g，④正确； 故选A。 6．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。 7．D 【分析】b为阳极，Cl-失电子生成Cl2，需用吸收液吸收，a为阴极，接通电源，一段时间后，金属汞表面有细微气泡出现，该气泡为H2，加大电压电解足够长时间后，Na+在阴极得到电子，生成Na，与Hg混合在一起，分离出其中的金属Hg，取少量分离出的Hg投入滴有酚酞溶液的水中，Na与H2O反应，生成H2和NaOH，酚酞变红且有无色无味气体放出。 【详解】A．在b极，Cl-失电子生成Cl2，需用吸收液吸收，所以Q溶液可以是NaOH溶液，吸收氯气，用作尾气处理，故A正确； B．若铁丝暴露在NaCl溶液中，溶液中H2O得电子生成H2，无法得到金属Na，故B正确； C．钠汞齐在有机合成中常用于氢化醛酮等羰基化合物，加氢发生还原反应，钠汞齐做还原剂，表现出钠汞齐的强还原性，故C正确； D．Hg蒸汽有毒，实验时应该开启排风扇，汞蒸气密度比空气密度大，应打开向下抽气扇，故D错误； 故选D。 8．C 【分析】由图可知，该装置为电解池，电极A为与直流电源负极相连的阴极，酸性条件下，LiMn2O4在阴极得到电子发生还原反应生成锰离子，电极反应式为LiMn2O4+3e−+8H+=Li++2Mn2++4H2O，电极B为阳极，水分子作用下，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子，电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，则电解的总反应方程式为2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2。 【详解】A．由分析可知，电极A的电极反应式为：LiMn2O4+3e−+8H+=Li++2Mn2++4H2O，A正确； B．由分析可知，电极B的电极反应式为：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，附近溶液氢离子浓度增大，B正确； C．由分析可知，电解的总反应方程式为2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2，反应生成了锰离子，溶液中锰离子浓度增大，C错误； D．该装置为电解池，将电能转化为化学能，D正确； 故选C。 9．C 【分析】左边装置：由左图NaCl溶液的浓度变化可知Cl-穿过d膜由左向右移动，故b为电解池阳极，a为电解池阴极。 【详解】A．在光伏并网发电装置中，与a极连接的N型半导体为负极，A错误； B．均为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，钠离子透过离子交换膜向阴极区移动，B错误； C．制备物质的量为0.75mol，根据电极反应式知a极生成0.375mol氢气转移0.75mol电子，b电极方程式为：4OH--4e-=O2+2H2O，生成0.1875mol氧气，两极共产生0.5625mol气体，在标况下体积为0. 5625×22.4L/mol=12.6L， 两极共产生气体，C正确； D．制备四甲基氢氧化铵的电极反应式为，D错误； 故选C。 10．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。 11．B 【分析】由图可知，装置为原电池装置，右侧失去电子发生氧化反应生成，为负极，则左侧为正极； 【详解】A．装置是原电池装置，根据图中信息知道是将光能转化为电能和化学能的装置，A正确； B．原电池中阳离子移向正极，甲池中碳棒是正极，所以氢离子从乙池移向甲池，B错误； C．由图可知，甲池①处发生反应氧气和生成和过氧化氢，反应为：，C正确； D．乙池中硫化合价由-2变为0，失去2个电子转化为，由电子守恒可知~2e-~，则每转化1mol，有1mol发生氧化反应，D正确； 故选B。 12．B 【详解】A．碳棒与锌棒均不与酒精反应，且纯酒精不导电，不能构成原电池，故A项错误； B．铜棒与锌棒活泼性不同的电极，硫酸锌和硫酸铜作为电解液，导线盐桥形成闭合回路，可以形成原电池，故B项正确； C．放置锌棒与铜棒的两个烧杯之间缺少盐桥，溶液相互间不导电，不能构成原电池，故C项错误； D．两电极活动性一样，电极相同，不能构成原电池，故D项错误； 故本题选B。 13．D 【分析】c连接e时，装置为原电池，电极B为负极，嵌在石墨中的Na失电子变为Na+，进入右侧电极室后，通过隔膜迁移至左侧电极室形成磺酸盐；c连接d时，连接外电源给电池充电，是电解池，电极B接外电源负极作阴极，Na+得电子变为Na重新嵌入石墨得NaxCy，则电极A为阳极失电子，Na+通过隔膜迁移至右侧电极室； 【详解】A．由分析，c连接d时为电解池，Na+通过隔膜迁移至右侧电极室B，A错误； B．由分析，c连接d时为电解池，电极A为阳极连接外电源正极，a为外电源正极电势高于b，B错误； C．由分析，c连接e时为原电池，每转移1mole−，电极B有1mol Na失电子变为Na+并迁移至电极A，电极B失重23g，电极A增重23g，两电极质量变化相差46g，C错误； D．由分析，c连接e时为原电池，A为正极得电子，同时结合右侧电极室迁移过来的Na+，电极反应为，D正确； 本题选D。 14．C 【分析】电解池中催化电极a为阳极，发生反应： ；催化电极为阴极，发生反应：。 【详解】A．根据分析，催化电极a为阳极，与电源正极相连，则电势：催化电极催化电极b，A错误； B．电子不经过内电路，因此电子移动方向：催化电极电源催化电极，B错误； C．催化电极为阴极，发生反应：，C正确； D．由可知，催化电极上生成气体时，电解池转移电子的物质的量为14mol。催化电极a上发生主反应：（反应中2mol对应气体），催化电极上发生副反应：（副反应中对应气体），设主、副反应生成的气体分别为、，则①，②，解方程组可知，因此，电流效率，D错误。 答案选C。 15．(1) (2) 减小 (3) 溶液变红色 不变 (4) a 2a 【详解】（1）锌和铜相比，锌较活泼，发生氧化反应，作负极，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+； （2）①氧气得到电子，发生还原反应，作正极，结合图示可知，电极反应式为：； ②原电池原理确定a极为负极，电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO+7H2O；正极反应式为2O2+4H2O+8e-==8OH-；合并的原电池的总反应式为CH4+2OH-+2O2==3H2O+ CO；确定工作一段时间后溶液的pH会减小； （3）X电极上氢离子放电，同时该电极附近生成氢氧根离子，所以X极附近观察到的现象是溶液变红，有气泡产生；X为阴极，电极不参与反应，若将X电极材料换为Cu，则X电极上的电极反应式将不变； （4）根据电荷守恒可知，当电路中转移amol电子时，质子交换膜上通过amol离子；当电路中转移amole-时，左侧溶液中约减少amol氯离子，由电荷守恒可知，有amol氢离子透过交换膜进入右侧，故交换膜左侧溶液中约减少2amol离子。 16．(1) 0.1 增大 (2) (3) B (4) A 外加电源的阴极保护法 (5)BD 【分析】由图可知，甲池为原电池，Cu比Ag活泼，Cu作负极，Ag作正极，乙池为电解池，左侧Pt电极为阳极，右侧Pt电极为阴极。 【详解】（1）甲池中总反应为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，1molCu反应生成2molAg时转移2mol电子，反应前两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差14g，导线中通过电子的物质的量为×2mol=0.1mol，实验过程中，盐桥中向左池即负极迁移，甲池左侧烧杯中的浓度增大，故答案为：0.1；增大。 （2）用惰性电极电解溶液，阳极上失电子生成和，阴极上得电子生成Ag，总反应方程式为；若乙池中溶液为足量的硝酸银溶液，阴极生成Ag，阳极生成氧气，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，故答案为：，； （3）产生的电极反应方程式为，已知可与NaOH发生反应，防止移动至阳极，乙池中的交换膜是阳离子交换膜； （4）乙池为电解池，为保护金属或合金不被腐蚀，金属应做阴极被保护，与原电池中负极相连，此时生铁和Cu电极相连，为外加电源的阴极保护法。 （5）A．电解过程中，阳极为粗铜，Cu极比Cu活泼的多种金属放电，阴极为纯铜，只有铜离子得电子析出，故阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，A错误； B．乙池左侧电极为阳极，电极材料为粗铜，发生氧化反应，B正确； C．电解过程中，阳极为粗铜，Cu极比Cu泼的多种金属放电，阴极为纯铜，只有铜离子得电子析出，溶液的浓度减小，C错误； D．阳极为粗铜，Cu极比Cu活泼的多种金属如Zn、Fe等放电生成金属阳离子进入溶液比铜活泼性差的金属如Au、Ag等形成阳极泥，以单质的形式沉淀到池底，D正确； 故答案为：BD。 17．(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。 18．(1)正极 (2) (3) (4)增大 (5) AgNO3 Ag CuSO4 纯铜 Cu2++2e-=Cu (6)3.92 【分析】乙丙用盐桥相连组成原电池，其中丙池中的Pb作负极，乙池中的作正极，甲电解池中石墨为阳极、Cu电极为阴极，丁为惰性电极电解氯化钠溶液，戊电解池M电极为阴极、N电极为阳极。 【详解】（1）装置乙中电极的名称是正极； （2）装置丙中Pb为负极，其上发生氧化反应，电极反应方程式为：； （3）装置丁为惰性电极电解氯化钠溶液：，左边石墨电极为阴极，其电极反应方程式为； （4）装置甲中的反应为，所以其溶液的pH会增大； （5）若装置戊的目的是在Fe材料上镀银，则应待镀金属Fe作阴极、镀层金属银作阳极，AgNO3溶液作电解质溶液，所以X为AgNO3，极板N的材料为银；若装置戊的目的是精炼铜，则应粗铜作阳极、纯铜作阴极、Cu2+的盐如CuSO4作电解质，所以X为CuSO4，极板M的材料为纯铜，极板M电极反应方程式为：Cu2++2e-=Cu； （6）装置甲中的反应为，溶液中n(HCl)=0.1L×1mol/L=0.1mol，当电路中通过0.1mol电子时，HCl完全反应，生成0.2mol气体，此后发生2H2O2H2↑+O2↑，再通过0.1mol电子时，生成0.075mol气体，因此装置甲中产生的气体体积(标况下)为0.175mol×22.4L/mol=3.92L。 【点睛】电镀时一般以待镀金属作阴极、镀层金属作阳极，镀层金属可溶性盐溶液作电解质溶液。 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 $$