第四章 化学反应与电能 单元同步训练题 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》单元同步训练题 一、单选题 1．常温下，在酸性介质中电解合成硝酸的原理如下图所示。下列叙述错误的是 A．电极X为阳极 B．H⁺从电极X移向电极Y C．Y极消耗最多可以生成0.4mol硝酸 D．电极Y附近发生的反应有： 2．利用电解原理，可将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。下列说法正确的是 A．a为电解池阳极 B．电解后左侧电极室KOH溶液增大 C．阴极电极反应式为 D．电解过程中阴离子通过交换膜从右向左迁移 3．下图是一种能将底物通过电化学转化为电能的微生物燃料电池，可以大大提高能量转化效率，以下说法不正确的是 A．理论上，每消耗1mol，就有4mol通过质子交换膜 B．两种微生物的存在保证了S元素循环的作用 C．负极电极反应式为： D．升高温度，可以有效提高该电池的放电效率通过交换膜 4．是一种新型二次电池，其装置的示意图如下(透过膜只允许通过)。下列说法正确的是 A．断开、闭合，左室的电极为阳极，发生还原反应 B．断开、闭合，右室的电极反应式： C．断开、闭合，外电路中通过电子时，左室溶液质量增加 D．该二次电池的总反应为 5．某课题组设计了一种新型可充放电的“生物质电池”，实现了在存储和释放电力的同时生产高附加值的化学品。电化学装置如图所示，电解质溶液为KOH溶液，实线代表放电，虚线代表充电，下列说法正确的是 A．放电时，M极电势高于N极 B．放电时，N极电极反应式为 C．充电时，电路中每转移1mol，理论上可生产糠醇49g D．充电时，M极附近溶液pH不断减小 6．我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置。闭合、断开时，制氢并储能；断开、闭合时，供能。已知与的性质相似。下列说法正确的是 A．该装置能直接将光能转化成化学能 B．连接时，X电极发生还原反应 C．连接时，溶液pH不变 D．连接时，Zn电极表面发生 7．可充电电池因其具有固定/利用和能量存储的双重功能而被认为是解决能源危机和温室效应的有效途径。我国科学家利用NaFSI基盐包水电解液建立了极佳的反应环境，改变了还原路径，使电池放电产物由固体转化为液体，显著提高了电池的性能，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，钠为负极，该电极反应式为 B．放电时，(标准状况)参与反应，理论上外电路转移1mol电子 C．充电时，阳极电极反应式为 D．充电时，由有机电解质迁移到NaFSI基盐包水电解液 8．中科院大连化物所储能技术研究部提出了一种基于辅助放电的混合型液流电池，装置如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，向电极A迁移 B．放电时，在该环境下的氧化性： C．充电时，电极B上还可能发生： D．放电过程中，可利用及时清除电极B上的“死锰”，提高充放电过程的可逆性 9．电解苯酚的乙腈()水溶液可在电极上直接合成扑热息痛()，电极材料均为石墨。已知：装置工作时，电极a上有生成且能逸出；双极膜中间层中的解离为和，并分别通过其中的阳离子交换膜、阴离子交换膜向两侧发生迁移。下列说法正确的是 A．该装置中双极膜左侧为阳离子交换膜 B．装置工作时，丙池中阴极区附近溶液的pH保持不变 C．电极c的电极反应式为 D．每合成1mol扑热息痛，理论上甲室中溶液的质量减少32g 10．我国学者以M为催化剂，在电解质溶液Ⅰ、Ⅱ中均实现了常温电催化合成氨，反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。下列说法错误的是 A．电催化装置中，催化剂M应附着在阴极上 B．在电解质溶液Ⅰ、Ⅱ中，等量的从M表面脱离吸附吸收的能量相同 C．M在电解质溶液Ⅱ中比在电解质溶液Ⅰ中催化活性强 D．反应达到平衡时，只升高温度，氨气的浓度减小 11．图1是一种居家天然气报警器成品装置，其工作原理如图2所示，其中可以在固体电解质ZnO2—Na2O中移动。当空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随之产生电信号并联动报警。当报警器触发工作时，下列说法不正确的是 A．电极a的电势比电极b高 B．在电解质中向电极a移动 C．电极a上发生的电极反应为： D．当电极a消耗时，电路中有0.8mol电子转移 12．研究表明许多疾病可能与NO的释放或调节不正常有关，用间接电化学法可对NO进行无害化处理，其原理如下图所示，下列相关判断正确的是 A．从电极移向电极Ⅱ B．电极的反应为 C．工作一段时间，电解池中电解液的减小 D．当电极生成时，吸收塔内最多可消耗 13．电解水制氢气是获取氢能的重要研究方向，一种耦合甲醛(HCHO)氧化的双极制氢新型电解水系统如图所示。下列说法正确的是 A．外接电源的a极为正极 B．K+从左向右穿过离子交换膜 C．阳极的电极反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O D．外电路中每转移2mol电子，理论上可获得氢气22.4L(标准状况) 14．科学家提出了一种基于电催化多硫化物循环的自供能产氢体系，如下图所示。通过将锌-多硫化物电池与电解制氢装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断的自供电的H2生产。下列说法正确的是 A．硅太阳能电池、锌-多硫化物电池均可实现化学能向电能的转化 B．夜间工作时，应将电极ac、bd分别连接 C．日间工作时，b极的电极反应式为+S2-+2e-= D．H2生产装置中可以使用阳离子交换膜 二、非选择题 15．填空 (1)写出漂白粉有效成分的化学式 。 (2)写出1，2-二溴乙烷的结构简式 。 (3)任写一个能得到SO2的化学反应方程式 。 (4)已知25℃和101KPa时，液态甲醇(CH₃OH)的燃烧热/请写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 。 (5)根据甲醇在酸性电解质中与氧气作用生成二氧化碳和水的反应，设计一种燃料电池。该燃料电池工作时，负极的电极反应式是 。 (6)以丙烯为原料来生产聚丙烯，请写出该反应的化学方程式为 。 (7)SOCl2是一种液态化合物。向盛有10ml水的锥形瓶中，小心滴加8~10滴SOCl2，可观察到剧烈反应，液面上有白雾形成，并有带刺激性气味的气体逸出。请写出SOCl2与水反应的化学方程式： 。 (8)海港、码头的钢管桩会受到海水的长期侵蚀，常用外加电流法对其进行保护，工作原理如图所示。钢管桩上主要发生的电极反应式为： (假设海水为氯化钠溶液，下同)。也可以在钢管桩上焊接锌块进行保护，钢管桩中的铁上主要发生的电极反应式为：    16．铜和铁是常见金属。但生铁易生锈，请讨论电化学实验中有关铁的性质    (1)①已知甲总反应为Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，右电极产生H2则甲池中右电极材料为 ，左电极材料为 。(填“Fe”或“C”) ②乙中的电解质为硫酸酸化的CuSO4溶液，现用来电解精炼铜，则左电极材料为 。(填“粗铜”或“纯铜”) ③装置丙中，易生锈的是 (填“a”或“b”)点，发生 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，其正极反应式为 。 (2)下图为保护钢闸门的两种方法，根据所学知识完成下列填空：    ①利用原电池原理保护钢闸门的是 (填“丁”或“戊”)，在此过程中 (填“Fe”“Zn”或“辅助阳极”)失电子。 ②戊装置中通电后，电子流向 (填“钢闸门”或“辅助阳极”) 17．2022年11月，“神舟十五号”载人飞船成功发射，创下了我国在超低温天气成功发射载人飞船的新纪录。肼(N2H4)是火箭常用高能燃料，可与O2发生反应：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)。请回答下列问题： (1)相关化学键的键能[常温常压下，断裂或形成1mol(理想)气体分子化学键所吸收或放出的能量]数据如表所示： 化学键 N－N H－N O=O N≡N H－O 键能E/(kJ•mol-1) 159 389 498 946 465 ①O(g)+O(g)→O2(g)，生成0.5molO2(g)会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。 ②1molN2H4(g)在O2中完全燃烧 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。 (2)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)可设计为燃料电池，装置如图所示。 ①气体Y为 (填化学式)，该装置工作时，SO移向电极 (填“Pt1”或“Pt2”)。 ②电极Pt1为 (填“负极”或“正极”)，发生的电极反应为 。 ③该装置工作一段时间后，电解质溶液的酸性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。 18．纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，采用肼(N2H4)燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中c(OH-)制备纳米Cu2O，其装置如图1、图2。      (1)①肼燃料电池中A极发生的电极反应为 。 ②上述装置中D电极应连接肼燃料电池的 极(填“A”或“B”)，该电解池的阳极反应式为 。 ③当反应生成14.4gCu2O时，停止电解，至少需要肼 mol，通过离子交换膜的阴离子的物质的量为 mol。(离子交换膜只允许OH-通过) (2)在加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2也可制备纳米级Cu2O，同时放出N2，该反应的化学方程式为 。 (3)发射火箭时以液态肼(N2H4)为燃料，双氧水作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。已知：①2H2O2(1)=2H2O(l)+O2(g) △H=-196kJmol-1；②H2O(l)=H2O(g) △H=43.98kJmol-1；③肼的燃烧热为-622.08kJmol-1。写出上述反应的热化学方程式 。 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．C 【分析】电极X有O2产生，电极X是阳极，Y为阴极，Y极发生的电极反应为，，，产物再发生反应：，生成的·OH与N2反应：，据此回答。 【详解】A．电极X有O2产生，则电极X是阳极，A正确； B．由分析可知，Y为阴极，则H+从阳极移向阴极，即从电极X移向电极Y，B正确； C．根据分析可知，Y电极发生三步反应，消耗1molO2最多生成硝酸0.2mol，C错误； D．根据分析可知，Y电极附近发生的反应有：，D正确； 故选C。 2．B 【分析】电解池中，右侧电极上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，则右侧电极b为阳极，阳极电极反应式为；左侧电极a为阴极，H2O在阴极上得电子生成H2，阴极反应式为；电解池工作时，OH-从左侧区向右侧区移动，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，左侧电极a为电解池阴极、与电源负极相接，故A错误； B．左侧电极a为阴极，H2O在阴极上得电子生成H2，阴极反应式为；因左侧生成的OH-和从左侧区向右侧区移动OH-一样多，KOH物质的量不变，但因左侧电极室水的减少使得KOH物质的量浓度增大溶液碱性增强，pH增大，故B正确； C．左侧电极a为阴极，H2O在阴极上得电子生成H2，阴极反应式为，故C错误； D．电解过程中阴离子移向阳极，故阴离子通过交换膜从左侧向右侧迁移，故D错误； 故答案为：B。 3．D 【分析】硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成、和，由的移动方向可知，a是负极，在硫氧化菌作用下转化为，失电子发生氧化反应，反应式为：；b是正极，氧气得电子发生还原反应，反应式为：，两种细菌存在，循环作用把有机物氧化成，放出电子。 【详解】A．正极的电极反应式为，1mol氧气参加时，有4mol电子转移，故有4mol通过质子交换膜，故A正确； B．硫氧化菌将氧化为，硫酸盐还原菌将还原为，恰好完成了S元素的循环，故B正确； C．由分析可知，a电极为负极，负极反应为：，故C正确； D．升高温度会把微生物杀死，导致该电池失活，故D不正确； 故选D。 4．C 【详解】A．断开K1、闭合K2，该装置为电解池，右室的电极与外接电源的正极相连作阳极，LiFePO4失去电子发生氧化反应生成Li1-xFePO4，A错误； B．断开K2、闭合K1，该装置为原电池，右室的电极为正极，Li1-xFePO4得电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为：Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4，B错误； C．断开K2、闭合K1，外电路中通过a mol电子时，左室有0.5a mol Mg溶解，同时有a mol Li+移向右室，因此左室溶液质量增加，C正确； D．该二次电池的总反应为：xMg+xLi2SO4+2Li1-xFePO4xMgSO4+2LiFePO4，D错误； 故选C。 5．C 【分析】由题意可知，放电时：N电极转化为Ni(OH)2，得到电子，N电极为正极，则M为负极，此时糠醛转化为糠酸；充电时：M电极糠醛转化为糠醇，发生还原反应，M为阴极，N电极Ni(OH)2转化为，N为阳极。 【详解】A．放电时，正极电势高于负极，则N极电势高于M极，A错误； B．放电时，N极电极反应式为，B错误； C．49g糠醇是0.5mol，充电时，当生产0.5mol糠醇时，有2.5mol的0价碳（平均价态）降低到-价（平均价态），转移1mole-，C正确； D．充电时，M极电极反应：+2H2O+2e-=2OH-+，则M极附近溶液pH不断增大，D错误； 故选C。 6．C 【分析】闭合K2、断开K1时，制氢并储能，构成电解池，Pt电极发生还原反应，为阴极，X电极发生氧化反应，为阳极；断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极。 【详解】A．制氢时，太阳能转化为电能，电能再转化为化学能，A错误； B．连接时，X电极发生反应，Ni元素化合价升高，发生氧化反应，B错误； C．连接时，Pt电极发生反应，电池反应为，溶液中浓度不变，pH不变，C正确； D．与的性质相似，因此在碱性条件下可以生成，连接时，为原电池，锌为负极，发生氧化反应，发生反应，D错误； 故答案选C。 7．D 【分析】该装置为可充电电池，放电过程为原电池原理，左侧钠为负极，右侧为正极；充电时为电解池，左侧与外接电源负极相连，为阴极，右侧与外接电源正极相连，为阳极。 【详解】A．放电时，钠为负极发生氧化反应，电池负极反应式为，A正确； B．电池放电时，正极反应为，转移2mol电子，故理论上(标准状况)转移1mol电子，B正确； C．电池充电时阳极反应式为，C正确； D．电池充电时，钠为阴极，阳离子向阴极移动，即由NaFSI基盐包水电解液迁移到有机电解质，D错误； 答案选D。 8．B 【详解】A：由装置图可知充电时电极A发生，发生还原反应，所以A电极为阴极，向阴极移动，故A说法正确； B：放电时总反应方程式为，所以氧化性，故B说法错误； C：充电时B电极发生氧化反应，所以B电极还可能发生，故C说法说法正确； D：沉积在B电极上，会影响充放电进行，具有还原性可将还原为，提高充放电过程的可逆性，故D说法说法正确； 故本题选B。 9．C 【分析】根据题意可知丙为电解池，则左侧为原电池，装置工作时，电极a上有生成且能逸出，则发生电极反应为：，则电极a为负极，电极b为正极，电极c为阳极，电极d为阴极，据此解答。 【详解】A．电极a为负极，结合电极反应，双极膜中的应向左侧移动，则左侧为阴离子交换膜，故A错误； B．丙中d为阴极，阴极反应为：，电极负极pH增大，故B错误； C．电极c为阳极，电极反应为：；故C正确； D．由C中电极反应可知，每合成1mol扑热息痛，电路中转移2mol电子，结合电子a反应可知甲室生成1mol氧气，同时有2mol转入，则甲室质量增加2g，故D错误； 故选：C。 10．B 【详解】A．由图已知，N2吸附在催化剂表面，合成氨反应中N2得电子在阴极上反应，故电催化装置中，催化剂M应该附着在阴极上，A正确； B．催化剂和电解质溶液不影响反应焓变，由图知NH3+NH3*在不同电解质溶液中相对能量 不同，故在I、Ⅱ中，等量的NH3*从M表面脱离吸附吸收的能量不同，B错误； C．由历程知，在电解质溶液Ⅱ中合成氨反应的决速步骤的能垒小于在电解质溶液I中合成氨反应的决速步骤的能垒，故M在电解质溶液Ⅱ比在电解质溶液I中催化活性强，C正确； D．由图知，合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氨气的浓度减小，D正确； 故选B。 11．A 【分析】由图可知，气体传感器为燃料电池装置，通入空气的多孔电极b极为燃料电池的正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为O2+2e−=O2−，通入甲烷的多孔电极a为负极，在氧离子作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4−8e−+4O2−=CO2+2H2O。 【详解】A．由分析可知，a为负极，b为正极，负极电势低于正极，A错误； B．由分析可知，电池工作时，阴离子氧离子向负极(电极a)移动，参与电极反应，B正确； C．由分析可知，通入甲烷的多孔电极a为负极，在氧离子作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4−8e−+4O2−=CO2+2H2O，C正确； D．根据CH4∼8e−的关系计算，当电极a消耗1.6gCH4，即0.1mol CH4时，电路中有0.8mol电子转移，D正确； 故选A。 12．D 【分析】从图中可以看出，电极Ⅱ中H2O失去电子生成O2和H+，连接电源正极，为阳极；电极Ⅰ得到电子，将转化为，连接电源负极为阴极； 【详解】A．电解池中从电极Ⅱ(阳极)向电极Ⅰ(阴极)作定向移动，A错误； B．在电极Ⅰ上获得电子生成，则电极Ⅰ为阴极，接电源负极，电极反应式为，B错误； C．电解池中阴极电极反应为，阳极电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，工作一段时间，电解池中电解液的不变，C错误； D．当电极生成时，根据电极反应，转移2mol电子，吸收塔内2NO→N2转移4mol电子，则若转移2mol电子最多可消耗，D正确； 答案选D。 13．C 【分析】与电源a极相连的催化电极发生还原反应是电解池阴极发生反应：，则a为电源负极；与电源b极相连的催化电极发生氧化反应是电解池阳极发生反应：，则b为电源正极；该离子交换膜为阴离子交换膜，在阴极产生氢氧根离子向右穿过阴离子交换膜进入阳极区。 【详解】A．与电源a极相连的催化电极发生还原反应是电解池阴极，外接电源a为负极，故A错误； B．离子交换膜为引力交换膜，因此K+不能穿过离子交换膜，故B错误； C．与电源b极相连的催化电极发生氧化反应是电解池阳极发生反应：，故C正确； D．据分析，阴极和阳极都有氢气生成，因此标准状况下2e-~44.8LH2，外电路中每转移2mol电子，理论上可获得氢气44.8L(标准状况)，故D错误； 故选C。 14．D 【分析】由图可知，白天可利用太阳光电池给左侧锌-多硫化物电池充电，实现电能向化学能的转化，锌-多硫化物电池处于充电状态，b极是阳极，发生+S2--2e-=，夜间做电池使右侧电解池电解制氢，右侧装置为电解池，d电极发生2H2O+2e-═2OH-+H2↑，据此分析解题。 【详解】A．硅太阳能电池将太阳能转化为电能，A错误； B．左侧锌-多硫化物电池夜间作电源，给H2生产装置通电，电解产生H2，分析可知，应将电极ad、bc分别连接，B错误； C．白天工作时，锌-多硫化物电池处于充电状态，b电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为+S2--2e-=，C错误； D．阴极d发生反应；2H2O+2e-=H2↑+2OH-，若使用阳离子交换膜，Na+向阴极区迁移，D正确； 故答案为：D。 15．(1)Ca(ClO)2 (2)BrCH2CH2Br (3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O、（其它正确答案也可） (4)CH₃OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) (5)CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ (6)   (7)SOCl2+H2O=2HCl+SO2 (8) 2H2O+2e-=H2↑+2OH- O2+4e-+2H2O=4OH- 【详解】（1）漂白粉的有效成分是次氯酸钙，化学式为Ca(ClO)2。 （2）1，2-二溴乙烷的结构简式为：BrCH2CH2Br。 （3）Cu和浓硫酸在加热的条件下反应生成SO2，化学方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；亚硫酸钠和硫酸反应生成SO2，化学方程式为：；只要能正确写出任意一个制取二氧化硫的制取方程式即可。 （4）已知25℃和101KPa时，液态甲醇(CH₃OH)的燃烧热为则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH₃OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) 。 （5）由题意可知，燃料电池工作时，通入甲醇的一极为负极，在水分子作用下，甲醇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：CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+。 （6）丙烯发生聚合反应得到聚丙烯，方程式为：  。 （7）SOCl2与水剧烈反应后，液面上有白雾形成，并有带刺激性气味的气体逸出，则生成了HCl和SO2，化学方程式为：SOCl2+H2O=2HCl+SO2。 （8）若为外加电流法，则钢管桩连接电源负极作阴极，此时H2O电离出的H+在其表面得电子产生H2，对应电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；若为焊接锌块，则为牺牲阳极的阴极保护法，此时钢管桩作正极被保护，O2在其表面得电子，对应电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-。 16．(1) C Fe 粗铜 a 吸氧 O2+2H2O+4e－=4OH－ (2) 丁 Zn 钢闸门 【详解】（1）①已知甲总反应为Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，右电极产生H2，则右边是正极，左边为负极，负极金属比正极金属活泼，因此甲池中右电极材料为碳电极(C)，左电极材料为铁电极；故答案为：C；Fe。 ②乙中的电解质为硫酸酸化的CuSO4溶液，现用来电解精炼铜，根据电解精炼铜中粗铜作阳极，纯铜作阴极，则左电极材料为粗铜；故答案为：粗铜。 ③装置丙中，易生锈的是a点，a点出有潮湿的环境，也有氧气，而b处缺少足够的氧气，由于环境是中性环境，因此a点易发生吸氧腐蚀，其正极反应式为O2+2H2O+4e－=4OH－；故答案为：a；吸氧；O2+2H2O+4e－=4OH－。 （2）①利用原电池原理保护钢闸门的是丁，锌为原电池负极，钢闸门(铁)为原电池正极，因此在此过程中活泼金属(Zn)失电子；故答案为：丁；Zn。 ②戊装置是外加电流的阴极保护法，通电后，电子从负极流向钢闸门；故答案为：钢闸门。 17．(1) 放出 249 放出 593 (2) O2 Pt1 负极 N2H4－4e－＝N2+4H＋ 减弱 【详解】（1）①断键吸热，形成化学键放热，则O(g)+O(g)→O2(g)，生成0.5molO2(g)会放出498kJ×0.5＝249kJ能量。 ②根据方程式可知断键吸收的能量是（4×389+159+498）kJ＝2213kJ，形成化学键放出的能量是（946+4×465）＝2806kJ，所以1molN2H4(g)在O2中完全燃烧放出2806kJ－2213kJ＝593kJ能量。 （2）①根据电子流向可知Pt1电极是负极，Pt2电极是正极，所以气体Y为O2，发生得到电子的还原反应，该装置工作时，SO移向电极的负极，即Pt1电极。 ②电极Pt1为负极，溶液显酸性，发生的电极反应为N2H4－4e－＝N2+4H＋。 ③根据反应式N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O可知反应过程中硫酸的物质的量不变，但溶液体积增加，硫酸浓度减小，所以该装置工作一段时间后，电解质溶液的酸性减弱。 18．(1) N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O B 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O 0.05 0.2 (2)4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+6H2O+N2↑ (3)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-642.16kJ·mol-1 【详解】（1）①肼燃料电池中A电极上肼失电子发生氧化反应，电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O； ②用离子交换膜控制电解液中c(OH-)制备纳米Cu2O，则电解池中D电极上Cu失电子和OH-反应生成Cu2O，所以D电极为阳极，则C电极为阴极，该燃料电池中A为负极、B为正极，阳极连接原电池正极、阴极连接原电池负极，所以D连接B；阳极D上Cu失电子和OH-反应生成Cu2O，电极反应式为2Cu-2e-+2OH-=H2O+Cu2O； ③串联电路中转移电子相等，根据转移电子守恒得肼和Cu2O的关系式为N2H4～2Cu2O，消耗n(N2H4)=n(Cu2O)=×=0.05mol；消耗0.05mol N2H4转移0.2mol电子，由2Cu-2e-+2OH-=H2O+Cu2O，通过离子交换膜的阴离子OH-的物质的量为0.2mol； （2）液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2，其反应的方程式为：4Cu(OH)2+N2H42Cu2O+6H2O+N2↑； （3）由肼的燃烧热为-622.08kJmol-1可得热化学方程式为③N2H4(l)+ O2(g)= N2(g)+2H2O(l) △H=-622.08kJ·mol-1，由盖斯定律，反应①+4×②+③可得N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-642.16kJ·mol-1。 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 $$