4.1 原电池 同步练习题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.1 原电池 同步练习题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．下列化学反应的原理不能设计成原电池的是（　　） A． B． C． D． 2．甲酸燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是 A．物质A是 B．半透膜是阳离子交换膜 C．a极电极反应为式： D．可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 3．下列叙述正确的是 A．反应可以设计成原电池 B．和稀硫酸构成原电池时，电子由负极经电解质溶液流入正极 C．Fe、Cu、原电池中，Cu片上产生大量气泡，说明Cu与能发生反应而Fe被钝化 D．和稀硫酸构成原电池工作过程中，溶液中向正极作定向移动 4．2022年北京冬奥会使用氢燃料电池车有利于实现碳达峰和碳中和，下列说法错误的是（　　） A．电能属于二次能源 B．氢燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源 C．氢燃料电池能量的利用率比氢气直接燃烧高 D．氢燃料电池工作时，氢气在正极发生还原反应 5．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是 A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2++2e－=Cu C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色直接变成黄色 D．a和b用导线连接后，Fe片上发生氧化反应，溶液中的Cu2+向铜电极移动 6．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag，下列有关说法正确的是（　　） A．装置中电流方向由Cu经导线到Ag2O B．测量原理示意图中，Ag2O为负极 C．负极的电极反应式为：2Cu+2OH–-2e–=Cu2O+H2O D．电池工作时，OH–向正极移动 7．据报道，以硼氢化合物NaBH4（B元素的化合价为+3价）和H2O2做原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，可用做空军通信卫星电源，其工作原理如图所示。下列说法中不正确的是（　　） A．电池放电时Na+从a极区移向b极区 B．燃料电池是一类能量转化效率高、环境友好的发电装置 C．该电池的负极反应为BH+ 8OH－一8e－═BO+ 6H2O D．在电池反应中，每消耗3molH2O2，转移电子数为3NA 8．某原电池装置的总反应为 ，下列说法正确的是（　　） A．正极上发生氧化反应 B．装置工作时，溶液中的 向负极移动 C．可改用Fe做电极材料 D．装置工作时每转移1mol电子，将消耗64gCu 9．钒电池是目前发展势头强劲的绿色环保储能电池之一，其工作原理如图所示，放电时电子由B极一侧向A极移动，电解质溶液含硫酸。常见的含钒阳离子颜色如下表所示。 离子种类 颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色 下列说法错误的是（　　） A．放电时，负极上发生反应的电极反应是： B．放电时，通过离子交换膜由B极一侧向A极移动 C．充电时，电池总反应为 D．当充电完毕后，右侧的储液罐内溶液颜色为紫色 10．微生物燃料电池(MFC)以厌氧微生物催化氧化有机物(如葡萄糖)，同时处理含Cu2+废水，装置如图所示，下列说法正确的是（　　） A．N极为电池的正极，发生氧化反应 B．温度越高，反应速率越快，电池工作效率越高 C．原电池中电子的移动方向是：M→导线→N→电解质溶液→M，阴离子移向M极 D．N极的电极反应式：Cu2++2e-=Cu 11．图为2021年新研发的车载双电极镍氢电池，该电池相当于两电池用铜箔串联在一起，放电时a、c电极的反应物为吸附了氢气的稀土合金，可表示为MH；充电时b、d电极的反应物为吸附的Ni(OH)2，下列叙述正确的是（　　） A．a、b为电池负极，c、d为电池正极 B．充电时，c极上的反应可表示为H2O+M+e-=MH+OH- C．图示显示的是电池放电的过程，放电时电池正极质量减小 D．充电时电子流动路径为外接电源负极→a、d→外接电源正极，而a→b、b→c、c→d的导电过程均借助离子迁移完成 12．某小组同学在实验室利用下图装置制备水处理剂高铁酸钾（K2FeO4），反应的化学方程式为：2FeCl3 + 3Cl2 + 16KOH 2K2FeO4 + 12KCl + 8H2O。 已知：参与原电池反应的氧化剂（还原剂）氧化性（还原性）越强，原电池的电压越大。 下列说法不正确的是（　　） A．右侧的电极反应式为：Fe3+-3e－ + 8OH－= FeO42－+ 4H2O B．再向右侧烧杯中加入KOH固体，电压表示数会变大 C．盐桥中的阴离子向左侧烧杯中移动 D．其他条件相同时，选用Fe(NO3)3代替FeCl3，也可以制备K2FeO4 13．汽车的启动电源常用铅蓄电池放电时的电池反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。其结构如图所示： 根据此反应判断，下列叙述中正确的是（　　） A．PbO2是电池的负极 B．电池放电时，SO 离子移向电池的负极 C．PbO2得电子，被氧化 D．电池放电时，溶液酸性增强 14．纽扣电池可作计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，用KOH溶液作电解质溶液，电池的总反应为Zn＋Ag2O=2Ag＋ZnO。关于该电池下列叙述不正确的是（　　） A．正极的电极反应为Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－ B．Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应 C．使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，Zn是负极 D．使用时溶液中电流的方向是由Ag2O极流向Zn极 15．我国科学家借助于氨氧化反应和析氢反应的双功能催化剂/NiCu@C，制备了可再充电的电池，实现高效、连续的由到的转化，装置如图所示，下列叙述错误的是 A．放电时，电极电势：a＞b B．充电时，a极反应式为 C．放电时，收集11.2L（标准状况）有2mol向b极迁移 D．充电时，b极净增重39g时a极上有0.4mol氨气发生氧化反应 16．一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是（　　） A．a电极为正极，发生还原反应 B．由右室通过质子交换膜进入左室 C．该电池的工作温度页可以是高温 D．b电极反应式为： 17．天然气净化工艺的核心是H2S脱除。我国科学家设计了一种转化装置用以去除天然气中H2S.示意图如图所示，装置中可发生反应：H2S+O2=H2O2+S↓。下列说法正确的是（　　） A．该装置中光能直接转化为化学能 B．碳棒上的电极反应为AQ+ 2H++ 2e- = H2AQ C．乙池溶液中H2S与I-反应，被氧化成单质S D．若有1molH2S脱除，将有2molH+从甲池移向乙池 18．在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO)以达到消除污染的目的。其工作原理的示意图如图所示。下列说法正确的是 A．Ir的表面发生反应：H2+N2O=N2+H2O B．导电基体上的负极反应：H2+2e-=2H+ C．若导电基体上只有单原子铜，也能消除含氮污染物 D．若导电基体上的Pt颗粒增多，有利于降低溶液中的含氮量 19．下列有关电池的说法不正确的是 A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 C．铜锌原电池工作时，电流沿外电路从锌电极流向铜电极 D．锌锰干电池中，锌电极是负极 20．科学家最近发明了一种Al－PbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4、KOH，通过x(阳离子交换膜)和y(阴离子交换膜)将电解质溶液隔开，形成M、R、N三个电解质溶液区域，结构示意图如图所示。下列说法正确的是（　　） A．放电时，K+通过x膜移向M区 B．放电时，正极反应式为PbO2+2e-+4H+=Pb2++2H2O C．与Zn－PbO2电池相比较，Al－PbO2电池的比能量更高 D．消耗1.8gAl时N区域电解质溶液减少19.2g 二、综合题 21．工业上制硫酸的主要反应之一为：，反应过程中能量的变化如图所示。 （1）向反应体系中加入催化剂后，图中　 　(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，　 　。 （2）已知： 若与反应产生和，则反应的热化学方程式为　 　。 （3）某温度下，反应的起始浓度，，达到平衡后，的转化率为50％，则此温度下该反应的平衡常数K的数值为　 　。 （4）在温度时，该反应的平衡常数，若在此温度下，向的恒容密闭容器中，充入、和，则反应开始时正反应速率　 　(填“>”、“=”或“<”)逆反应速率。 （5）恒温恒容条件下，下列叙述能证明该反应已达化学平衡状态的是____。(填字母) A．的体积分数不再发生变化 B．恒容时，容器内压强不再发生变化 C．容器内，气体原子总数不再发生变化 D．相同时间内消耗的同时生成 （6）若以如图所示装置生产硫酸，将、以一定压强喷到活性电极上反应。负极的电极反应式为　 　。 22．丙烷作为奥运火炬的燃料，价格低廉，燃烧后只生成二氧化碳和水，不会对环境造成污染．丙烷燃烧产生的火焰呈亮黄色，比较醒目． 已知：①某些常见化学键的键能数据如下． 化学键 键能/ 803 463 348 413 497 ②． （1）写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：　 　；该反应中反应物的总能量　 　（填“>”“<”或“=”）生成物的总能量． （2）丙烷的爆炸极限窄，故其为比较理想的便携式燃料电池的燃料．以丙烷为燃料的固体氧化物（能传导）燃料电池的结构示意图如图．该电池利用催化剂对正、负极气体选择催化性的差异而产生电势差进行工作． ①电池工作时，丙烷在　 　（填“正”或“负”）极上发生　 　（填“氧化”或“还原”）反应，电极反应式为　 　． ②电池工作时，丙烷会与氧气反应转化成合成气（成分为和）而造成电能损失．若丙烷先完全转化成合成气后再发生电极反应，则电能损失率为　 　%，总反应消耗氧气的物质的量　 　（填“增大“减小”或“不变”）． 23． （1）Ⅰ．某研究性学习小组，为了探究电极与原电池的电解质之间关系，设计了下列实验方案：用铝片、铜片、镁片作电极，分别与下列溶液构成原电池，并接电流表。 若电解质溶液为0.5mol/L硫酸，电极为铜片和铝片，铝片上的电极的反应式为　 　。 （2）若用浓硝酸作电解质溶液，电极为铜片和铝片，铝片为　 　极(填“正”或“负”)。正极上发生的电极反应式为　 　。 （3）若电解质溶液为0.5mol/L氢氧化钠溶液，电极为镁片和铝片，则正极发生的电极反应为　 　。 （4）Ⅱ．肼( )又称联氨，在常温下是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。 肼-空气燃料电池放电时：正极的电极反应式是　 　。 24．在国家“双碳”战略目标的背景下，如何实现碳资源有效利用，成为研究前沿问题。 （1）一碳化学的研究为实际转化提供理论依据和指导。其中关于CO2的催化氢化涉及到的热化学反应方程式如下： 已知：CO2（g）+H2（g）⇌H2O（g）+CO（g） ΔH1＝+41.1kJ⋅mol﹣1 CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g） ΔH2＝﹣48.9kJ⋅mol﹣1 CO的催化氢化对应的热化学方程式为 　 　。 （2）L、M可分别表示温度或压强，进行CO的催化氢化时，根据检测数据绘制CO的平衡转化率关系如图所示： ①L为 　 　。 ②比较M1和M2的大小，并解释做出判断的原因：　 　。 （3）工业上生产新能源二甲醚（CH3OCH3）的制备原理之一为： 2CO2（g）+6H2（g）⇌CH3OCH3（g）+3H2O（g）。 ①相同温度下，在两个容器中进行上述反应，某时刻测得各组分浓度及容器内反应状态如下表汇总（表中所以数据均为mol/L） 容器 c（CO2） c（H2） c（CH3OCH3） c（H2O） 反应状态 Ⅰ 1.0×10﹣2 1.0×10﹣2 1.0×10﹣4 1.0×10﹣4 达到平衡 Ⅱ 2.0×10﹣2 1.0×10﹣2 1.0×10﹣4 2.0×10﹣4 　 填写表中空白处反应状态：　 　。（填“正向进行”、“达到平衡”或“逆向进行”），结合必要数据写出判断过程：　 　。 ②二甲醚（CH3OCH3）中O为﹣2价，二甲醚可被设计为空气燃料电池，如图所示。写出酸性环境下负极的电极反应式 　 　。 25．2021年国务院政府工作报告明确提出要制定2030年前碳排放达峰行动方案。如何实现碳的氧化物的资源化利用解决温室效应问题是当前科学家亟待解决的问题。请回答下列问题： （1）一定温度下，测得、和的燃烧热分别为、和，由 可知　 　。 （2）在恒温恒容条件下，下列不能说明反应达到平衡状态的是　 　(填序号)。 a． b．混合气体的密度不变 c．混合气体的平均摩尔质量不变 d．化学平衡常数不变 e．混合气体的压强不变 （3）在2 L恒容密闭容器中分别加入和，测得反应容器中平衡转化率、选择性、CO选择性随温度的变化关系如下图所示[已知：] ①试分析选择性在240 ℃后显著降低的可能原因是　 　。 ②240 ℃时，10 min后上述反应达到平衡，测得平衡转化率为25%，选择性为60%，则用表示的化学反应速率为　 　，反应的平衡常数为　 　(用浓度列出表达式)。 （4）利用电化学转化法，如图所示，在微生物的作用下，二氧化碳可自发地转化为甲醇，则电极A的名称为　 　，N为　 　(填“阴”或“阳”离子交换膜，一段时间后，电极B附近溶液的pH　 　(填“变大”“基本不变”或“变小”。) 答案解析部分 1．【答案】C 【解析】【解答】A．H2与Cl2反应产生HCl的反应是放热反应，反应过程中元素化合价发生了变化，因此反应属于氧化还原反应，该反应可以设计为原电池，A不符合题意； B．C完全燃烧的反应是放热反应，反应过程中元素化合价发生了变化，因此反应属于氧化还原反应，故该反应可以设计为原电池，B不符合题意； C．酸、碱中和反应是放热反应，但反应过程中元素化合价不变，因此该反应不能设计为原电池，C符合题意； D．FeCl3与Cu反应产生FeCl2和CuCl2，该反应是氧化还原反应，反应发生放出热量，因此可以设计为原电池，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】原电池必须是能自发进行的氧化还原反应。 2．【答案】C 3．【答案】D 4．【答案】D 【解析】【解答】A．电能需要依靠一次能源产生，故属于二次能源，A项不符合题意； B．氢燃料电池能量转化率高，产物为水，是一种具有广阔应用前景的绿色电源，B项不符合题意； C．氢燃料电池直接将化学能转化为电能，能量的利用率比氢气直接燃烧高，C项不符合题意； D．氢燃料电池工作时，氢气在负极发生氧化反应，D项符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.电能由其他能量转化而来，为二次能源； B.氢燃料电池产物为水，不会对环境产生污染，是一种具有广阔应用前景的绿色电源； C.氢燃料电池能量损失少，能量利用率比氢气直接燃烧高； D.氢燃料电池中，通入氢气的一极为负极，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。 5．【答案】C 6．【答案】C 【解析】【解答】A．装置中Cu作负极，电流方向由Ag2O经导线到Cu，故A不符合题意； B．测量原理示意图中，Ag2O被还原为正极，故B不符合题意； C．负极的电极反应式为：2Cu+2OH–-2e–=Cu2O+H2O，故C符合题意； D．电池工作时，OH–向负极(也是阳极)移动，故D不符合题意。 故答案为：C。 【分析】在原电池中，电子由负极流向正极，而在电解质溶液中，阴离子移向负极、阳离子移向正极。 7．【答案】D 【解析】【解答】根据图示，可知电极a中，BH4-转化为BO2-，B化合价由-5转化为+3，失去电子，电极b中，H2O2转化为OH-，O化合价由-1转化为-2，得到电子，则电极a为负极，电极b为正极； A、Na+为阳离子，移向正极，即移向电极b，A错误； B、根据图示，可知最终产物物污染性物质产生，B错误； C、负极为BH4-和OH-转化为BO2-，过程中，每个B升高8个价态，失去8个电子，则电极反应式为 BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，C错误； D、正极为H2O2生成OH-，每个O降低1个价态，得到1个电子，则正极电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，则每消耗3mol H2O2，转移电子数为6NA，D正确； 故答案为：D 【分析】新型电池的判断： 1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子； 2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒。 8．【答案】B 【解析】【解答】A．正极发生还原反应，A项不符合题意； B．装置工作时，阴离子向负极移动，B项符合题意； C．若Fe做电极材料，负极发生反应为 ，C项不符合题意； D．由总反应可推测出负极的电极反应式为 ，转移1mol电子，消耗0.5molCu，其质量为32g，D项不符合题意； 故答案为：B。 【分析】原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应，原电池工作时，阴离子向负极移动。 9．【答案】C 【解析】【解答】A．放电时，负极失电子，发生氧化反应，电极反应式为：，故A不符合题意； B．放电时，阳离子向正极移动，电解质溶液含硫酸，所以通过离子交换膜由B极一侧向A极移动，故B不符合题意； C．放电时，V2+转化为V3+，则充电时，V3+转化为V2+，即V3+和VO2+发生反应生成V2+和，电池总反应为：，故C符合题意； D．充电时，右侧发生的反应为V3++e-=V2+，则充电完毕后，右侧的储液罐内溶液颜色为紫色，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】该电池工作时为原电池，其负极的电极反应式为：V2＋－e－=V3＋；正极的电极反应式为：VO2＋＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O。据此结合选项进行分析。 10．【答案】D 【解析】【解答】A．由分析可知，N极为电池的正极，发生还原反应，A不符合题意； B．高温环境能使蛋白质凝固变性，导致电池不能正常工作，B不符合题意； C．电子由负极经导线移向正极，所以原电池中电子的移动方向是：M→导线→N，C不符合题意； D．由分析可知，N极作正极，其电极反应式为Cu2++2e-═Cu，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】该装置为原电池，根据题干信息，厌氧微生物催化氧化葡萄糖，同时处理含Cu2+废水，则M极发生氧化反应，作负极，其电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-═6CO2↑+24H+，所以N极作正极，其电极反应式为Cu2++2e-═Cu。注意电解质溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 11．【答案】B 【解析】【解答】A．由OH-离子的移动方向可知，a为负极，c为负极，d为正极，A不符合题意； B．放电时c电极的反应物为吸附了氢气的稀土合金，即放电时，反应物为MH→生成物为M(s)和H2O，充电时为放电的逆过程，电极反应式为：H2O+M+e-=MH+OH-，B符合题意； C．正极： NiO(OH)+e-+H2O= Ni (OH)2+ OH-，固体由NiO(OH) →Ni (OH)2质量增加，C不符合题意； D．充电时为电解池：电子的流动方向：电源负极→a；d→电源正极；b→c的导电过程为铜箔中的电子移动完成，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A．原电池中阴离子的移向负极； B．充电时为放电的逆过程； C．依据正极的电极反应方程式判断； D．金属导电是电子定向移动完成。 12．【答案】C 【解析】【解答】A、由分析可知，右侧电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe3+-3e－ + 8OH－= FeO42－+ 4H2O ，故A不符合题意； B、溶液碱性较强，增强+3价铁的还原性，向右侧烧杯中加入KOH固体，增强右侧溶液的碱性，电压表示数会变大，故B不符合题意； C、盐桥中的阴离子移向负极，右侧电极为负极，则阴离子向右侧烧杯中移动，故C符合题意； D、 酸性条件下，硝酸根也具有强氧化性，铁离子具有还原性，则其他条件相同时，选用Fe（NO3）3代替FeCl3，也可以制备K2FeO4，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】根据总反应可知，铁元素化合价升高，发生氧化反应，则右侧电极为负极，电极反应式为 Fe3+-3e－ + 8OH－= FeO42－+ 4H2O ，左侧电极为正极。 13．【答案】B 【解析】【解答】A．原电池中负极失去电子发生氧化反应，根据电池放电时的反应：PbO2 + Pb+2H2SO4 = 2PbSO4＋2H2O可知，负极Pb失去电子，即Pb为负极，PbO2为正极，故A不符合题意； B．Pb在反应中失去电子生成PbSO4，所以Pb为电池的负极，二氧化铅为正极，硫酸根离子带负电荷，其移动方向与电流方向相反，电解质溶液中电流从负极流向正极，则SO 向负极(Pb极)移动，故B符合题意； C．PbO2在放电过程中化合价降低，得到电子被还原，所以PbO2为原电池的正极，反应中被还原，故C不符合题意； D．由于原电池放电的过程中消耗硫酸，电解质溶液中氢离子浓度逐渐减小，所以溶液的酸性减弱，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】 放电时为原电池反应，由电池总反应PbO2 + Pb+2H2SO4 = 2PbSO4＋2H2O可知，Pb化合价升高、在反应中失去电子，Pb为电池的负极，PbO2中Pb的化合价降低、在放电过程中发生得电子的还原反应，则PbO2是原电池的正极，放电时阳离子移向正极、阴离子移向负极，放电的过程中消耗硫酸，溶液的酸性减弱。 14．【答案】D 【解析】【解答】由题意知，纽扣电池的总反应为Zn+Ag2O=2Ag+ZnO，故Zn为负极、Ag2O为正极。 A. 正极发生还原反应，电极反应为Ag2O+2e‾+H2O=2Ag+2OH‾，A不符合题意； B. Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应，B不符合题意； C. 使用时Zn是负极，电子由Zn极经外电路流向正极，C不符合题意； D. 溶液中是由离子导电的，溶液不能传递电流或电子，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】溶液不能传递电流或电子。 15．【答案】C 16．【答案】D 【解析】【解答】A．由上述分析可知，b电极是正极，a电极是负极，故A不符合题意； B．原电池工作时，阳离子移向正极，即H＋由左室通过质子交换膜进入右室，故B不符合题意； C．该电池是微生物燃料电池，高温能使蛋白质变性，所以该电池不能在高温下工作，故C不符合题意； D．b电极是正极，b上NO→N2，则正极反应式为2NO＋10e−＋12H＋═N2↑＋6H2O，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】思路：(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。 17．【答案】B 【解析】【解答】A.该装置中光能通过N型半导体后转化为化学能，而不是直接将光能转化为化学能，故A不符合题意； B.碳棒上发生得电子的还原反应，AQ结合H+后生成H2AQ，电板反应式为AQ+ 2H++ 2e- = H2AQ，故B符合题意； C.乙池溶液中， H2S进入乙池与I 结合后转化为S负和I-，电极反应式为：H2S+I =3I-+S+2H+，故C不符合题意； D.如C选项中的反应式，该反应生成H+，从乙池移向甲池，故D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】A.根据图示即可看出，光能不是直接转化为化学能 B.碳棒上发生的得电子的反应即AQ得到电子结合氢离子变为H2AQ的反应 C.根据图示硫化氢是与I3-反应 D.根据方程式即可计算出氢离子的量，结合图示，氢离子右乙池向甲池转移 18．【答案】A 【解析】【解答】A．根据图示可知，氢气与一氧化二氮在铱(Ir)的催化作用下发生氧化还原反应生成氮气：H2+N2O=N2+H2O，A符合题意； B．根据图示可知导电基体上的负极是氢气失电子，发生氧化反应，导电基体上的负极反应：H2-2e-=2H+，B不符合题意； C．若导电基体上只有单原子铜，则不能形成原电池，故不能消除含氮污染物，C不符合题意； D．根据图示可知，若导电基体上的Pt颗粒增多，硝酸根离子得电子变为铵根离子，不利于降低溶液中的含氮量，D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A.Ir表面，氢气与一氧化二氮发生氧化还原反应生成氮气和水； B.导电基体上，氢气失去电子生成氢离子； C.只有单原子铜不能形成原电池； D.导电基体上的Pt颗粒增多，硝酸根会更多的转化成铵根。 19．【答案】C 20．【答案】C 【解析】【解答】A．由分析可知，Al为负极， M区为负极区，阳离子流向正极区，故K+通过x膜移向R区，A项不符合题意； B．放电时，正极反应为PbO2++2e-+4H+=PbSO4+2H2O，B项不符合题意； C．比能量是指参加电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，Zn与Al相比质量更重，且每一个Zn转移2个电子，1个Al转移3个电子，故Al－PbO2电池的比能量更高，C项符合题意； D．消耗1.8g Al时电路上转移的电子数目为0.20mol，则由N区溶液减少0.4mol氢离子和0.1mol硫酸根离子，同时有0.1mol硫酸根离子移向R区，相当于减小0.2mol硫酸，同时生成0.2mol水，N极区实际减少质量为0.2mol×98g/mol-0.2mol×19g/mol=16g，D项不符合题意； 故答案为：C。 【分析】该原电池工作时，Al为负极，被氧化生成[Al(OH)4]-，负极反应式为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，PbO2为正极，发生还原反应，电极反应式为PbO2++2e-+4H+=PbSO4+2H2O，电解质溶液M为KOH，R为K2SO4，C为H2SO4，正极消耗氢离子，阴离子向负极移动，则y是阳离子交换膜，x是阴离子交换膜。 21．【答案】（1）减小；不变 （2） （3） （4）＜ （5）A；B （6） 【解析】【解答】(1)使用催化剂，降低反应活化能，但不影响ΔH，因此E1减小，E3不变；故答案为减小；不变； (2)H2S与O2反应生成SO2和H2O的反应方程式为2H2S＋3O2=2SO2＋2H2O，2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(g) ΔH=－442.4kJ·mol－1……①，S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH=－297.0kJ·mol－1……②，利用盖斯定律，①＋2×②得出ΔH=－1036.4kJ·mol－1，热化学反应方程式为2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g) ΔH=－1036.4kJ·mol－1；故答案为2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g) ΔH=－1036.4kJ·mol－1； (3)SO2的转化率为50%，消耗c(SO2)=1.0mol·L－1×50%=0.5mol·L－1，此时消耗c(O2)=0.25mol·L－1，生成c(SO3)=0.5mol·L－1，平衡常数K==0.8；故答案为0.8； (4)此时Q=＞K，说明反应向逆反应方向进行，即v(正)＜v(逆)；故答案为＜； (5)A．根据化学平衡状态的定义，当组分的体积分数不再改变，说明反应达到平衡，故A正确； B．该反应为气体物质的量减少的反应，相同条件下，压强之比等于气体物质的量之比，因此当容器内压强不再变化，说明反应达到平衡，故B正确； C．化学反应遵循原子守恒，因此原子总数不再变化，不能说明反应达到平衡，故C不正确； D．消耗SO2，生成SO3，反应方向都是向正反应方向进行，因此相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成2nmolSO3，不能说明反应达到平衡，故D不正确； 答案为AB； (6)SO2、O2反应生成硫酸，S的化合价升高，根据原电池工作原理，负极上失去电子，化合价升高，SO2在负极上反应，其电极反应式为SO2＋2H2O－2e－=4H＋＋SO；故答案为SO2＋2H2O－2e－=4H＋＋SO。 【分析】(1)使用催化剂，降低反应活化能，但不影响焓变； (2)利用盖斯定律计算； (3)利用“三段式”法计算； (4)通过计算比较Qc与K的大小判断； (5)利用“变者不变即平衡”； (6)根据原电池工作原理，负极上失去电子，化合价升高。 22．【答案】（1）；> （2）负；氧化；；30；不变 【解析】【解答】（1） 丙烷燃烧热的热化学方程式 ： ，该反应为放热反应，所以反应为总能量大于生成物总能量， （2）①对于燃料电池，燃料为负极，所以丙烷为负极，发生氧化反应，电极反应为： ，②丙烷会与氧气反应转化成合成气（成分为和） ，燃烧消耗的氧气物质的量不变。 【分析】（1）在书写 燃烧热的热化学方程式时要注意反应物为1mol，生成稳定产物，即为液态水， （2）①一般来说，燃料电池，燃料为负极，失电子，发生氧化反应，氧气为正极，发生还原反应，②丙烷转换为CO和氢气，然后在然后，消耗的氧气不变。 23．【答案】（1） （2）正； （3） （4） 【解析】【解答】（1）该原电池中，铝易失电子作负极，铜作正极，负极上铝失电子发生氧化反应，电极反应式为： ，故答案为： 。 （2）该原电池中，铝和浓硫酸发生钝化而阻止进一步反应，铜易与浓硫酸反应，所以铜易失电子而作负极，铝作正极，正极上硝酸根离子得到电子生成二氧化氮，电极反应式为： ，故答案为：正、 。 （3）该原电池中，铝易失电子而作负极，镁作正极，正极上水得到电子生成氢氧根和氢气，电极反应式为： ，故答案为： 。 （4）碱性条件下，负极上甲醇失电子和水反应生成碳酸根离子，正极氧气得到电子结合水生成氢氧根离子，正极电极反应式为： ，故答案为： 。 【分析】 (1)该原电池中，铝易失电子作负极，铜作正极，电子从铝沿导线流向铜，电流计指针偏向失电子的电极，以此分析； (2)在浓硝酸中，铝被钝化，铜溶解，所以铜易失电子为负极，铝是正极，电流计指针偏向失电子的电极，以此分析； (3)在氢氧化钠溶液中镁不失去电子，而铝失去电子而作负极，镁作正极，以此分析； (4) 燃料电池中，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，负极上肼失电子生成氮气，发生氧化还原反应，据此写出正极电极反应式. 24．【答案】（1）2H2（g）+CO（g）⇌CH3OH（g）ΔH＝﹣90kJ/mol （2）压强；M1＞M2，压强一定时，升高温度，CO的平衡转化率减小 （3）逆向进行；平衡常数K＝＝1.0，浓度熵Q＝＝2＞K，所以反应逆向进行；CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O＝2CO2+12H+ 【解析】【解答】（1）①CO2（g）+H2（g）⇌H2O（g）+CO（g） ΔH1＝+41.1kJ⋅mol﹣1 ②CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g） ΔH2＝﹣48.9kJ⋅mol﹣1 ③2H2（g）+CO（g）⇌CH3OH（g） ΔH3 已知③=②-①，则ΔH3= ΔH2- ΔH1=﹣90kJ/mol ； （2）根据图像可知：L增大，CO的转化率增大，即平衡正移，则L代表的是压强； ②M代表的是温度， 压强一定时，升高温度，CO的平衡转化率减小 ，所以 M1＞M2 ； （3）①先根据Ⅰ=计算K值，K=1，则 Ⅱ 中Qc= ==2，Qc>K，所以空白处反应状态 为 逆向进行 ； ②二甲醚所在的一极为负极： CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O＝2CO2+12H+ 。 【分析】（1）根据盖斯定律求出目标方程式的热化学方程式； （2）该反应是放热反应，因此升高温度，平衡逆移；该反应是气体计量数和减小的反应，因此增大压强，平衡正移； （3）①浓度商大于化学平衡常数时，平衡逆移；浓度商小于化学平衡常数时，平衡正移；当二者相等时，处于平衡状态。 ②原电池的工作原理：在外电路中，由负极失去电子，经过导线到达正极；在内电路中，是阴阳离子实现导电的作用，形成闭合回路，阴离子在电解质溶液中靠近负极，阳离子在电解质溶液中靠近正极。 25．【答案】（1）﹣87.6 （2）bd （3）催化剂活性降低(合成甲醇为放热反应，温度升高，平衡逆向移动等合理答案都行)；0.015； （4）正极；阴；变小 【解析】【解答】(1)一定温度下，测得、和的燃烧热分别为、和， 则① ② ③ ④ 根据盖斯定律①+②×2+④-③得-283-285.8×2+40.9+726.1=-87.6； (2)a．，正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故不选a； b．反应前后气体总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，混合气体的密度不变，反应不一定平衡， 故答案为：b； c．反应前后气体物质的量改变，气体总质量不变，所以平均摩尔质量是变量，混合气体的平均摩尔质量不变，反应一定达到平衡状态，故不选c； d．恒温条件下，平衡常数是恒量，化学平衡常数不变，反应不一定平衡， 故答案为：d； e．反应前后气体物质的量改变，容器体积不变，压强是变量，混合气体的压强不变，反应一定达到平衡状态，故不选e； 选bd； (3)①催化剂能够改变反应的活化能，但催化剂受温度影响较大，温度升高，催化剂活性可能降低，造成选择性降低；或者根据两个反应，第一个反应生成CO为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，而合成甲醇为放热反应，温度升高，转化率降低；所以选择性在240 ℃后显著降低。 ②240 ℃时，10 min后上述反应达到平衡，测得平衡转化率为25%，选择性为60%，则生成甲醇的物质的量是2mol×25%×60%=0.3mol；反应消耗二氧化碳2mol×25%-0.3mol=0.2mol，消耗氢气0.2mol，生成水0.2mol；反应消耗二氧化碳0.3mol、消耗氢气0.9mol、生成水0.3mol，则容器中二氧化碳的物质的量是1.5mol、氢气的物质的量是6mol-0.2mol-0.9mol=4.9mol、甲醇的物质的量是0.3mol、水的物质的量是0.5mol， 用表示的化学反应速率为，反应的平衡常数为。 (4)根据图示可知，二氧化碳在电极A得电子发生还原反应生成甲醇，A为正极；负极氢气失电子变成氢离子，中间的硫酸根离子经过阴离子交换膜N进入右侧形成硫酸，故离子交换膜N为阴离子交换膜，电极B附近溶液的pH降低。 【分析】(1)根据盖斯定律计算； (2)依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断； (3)①催化剂有高效性和选择性； ②利用“三段式”法计算。 (4)根据正极得电子发生还原反应；负极失电子，阴离子经过阴离子交换膜分析。 学科网（北京）股份有限公司 $$