第四章 化学反应与电能 章节测试题 2024-2025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 章节测试题 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 2．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 3．我国首创的铝—空气—海水电池可为海上航标灯供电，是一种无污染、长效、稳定可靠的电源，下列说法不正确的是 A．作原电池负极 B．电池工作时，海水中的向正极移动 C．每消耗，电池最多向外提供电子的电量 D．正极反应式为： 4．如图是一种常见原电池的装置示意图，下列说法中正确的是 A．Zn片为负极，发生氧化反应 B．铜片表面有气泡产生 C．电子由铜片经导线流向锌片 D．该装置将电能转化为化学能 5．如图所示的装置中，M为金属活动性顺序表中位于氢之前的金属，N为石墨棒，下列关于此装置的叙述中不正确的是 A．N上有气体放出 B．M为负极，N为正极 C．是化学能转变为电能的装置 D．导线中有电流通过，电流方向是由M到N 6．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样的电池的发明是化学对人类的一项重要贡献。下列有关电池的叙述中正确的是（　　） A．锌锰干电池是一次电池，工作一段时间后正极碳棒变细 B．铅酸蓄电池是充电电池，充电时是使放电时的氧化还原反应逆向进行 C．燃料电池可将热能直接转化为电能，故能量转化率高 D．氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化 7．对如图所示的实验装置的判断错误的是 A．开关K置于A处时，可减缓铁的腐蚀 B．开关K置于A处时，铁棒表面有氢气产生 C．开关K置于B处时，铁棒一定为负极 D．开关K置于B处时，可通过牺牲阳极的阴极保护法减缓铁的腐蚀 8．锂海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其示意图如图所示。电池反应为2Li＋2H2O == 2LiOH＋H2↑。电池工作时，下列说法错误的是 A．金属锂作负极 B．镍电极上发生氧化反应 C．可将化学能转化为电能 D．电子从锂电极经导线流向镍电极 9．汽车尾气中含有CO和NOx(2≥x≥1)，通过设计如图所示电池装置可以利用汽车尾气给汽车蓄电瓶供电，下列说法错误的是 A．负极参与反应的物质至少有4种 B．正极发生的电极反应式为O2+4e-=2O2- C．NOx放电时两极消耗气体体积比在4：1~4：3之间 D．该电池可长期采用多孔石墨作为电极而不作更换 10．用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图如下图所示，下列有关说法正确的是 A．电极1是负极 B．电池工作时，向负极移动 C．电极2发生氧化反应 D．当电路中转移，消耗氧气的体积为11.2L 11．某同学用铜片、银片、 溶液、 溶液、导线和盐桥(装有琼胶 的U形管)设计成一个原电池，如图所示。下列判断正确的是（　　） A．在外电路中，电流由铜电极流向银电极 B．实验过程中取出盐桥，原电池能继续工作 C．实验过程中，左侧烧杯中 的浓度不变 D．将铜片浸入 溶液中发生的化学反应与该原电池的总反应相同 12．银锌纽扣电池广泛用于各种电子仪器，其原理如图所示，总反应方程式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2.下列说法错误的是 A．锌为负极发生氧化反应 B．OH-由氧化银正极移向锌负极 C．电子的移动方向：负极→用电器→正极 D．氧化银正极的电极反应式为：Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O 13．电解池的阳极电极材料一定（　　） A．发生氧化反应 B．与电源正极相连 C．是铂电极 D．失电子 14．研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示： 下列说法错误的是（　　） A．加入 降低了正极反应的活化能 B．电池工作时正极区溶液的pH减小 C． 被完全氧化时有 被还原 D．正极附近的溶液中会发生反应： 15．燃料电池是目前电池研究的热点之一，现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述正确的是 A．总反应方程式为2H2+O22H2O B．a极反应是H2－2e－＝2H＋ C．使用过程中电解质溶液的pH逐渐减小 D．b电极是正极，该电极上发生氧化反应 16．图(a)、(b)分别是二氧化碳氧化乙烷的电催化和光催化裂解。下列说法正确的是（　　） A．(a)中阴极的电极反应式为2H++2e-=H2、CO2+2H++2e-=CO+H2O B．当(a)的电路中转移2 mol电子时，阳极生成22.4 LC2H4 C．(b)中电子由导带向价带移动 D．图(a)、(b)中的电解质溶液均可能为NaOH溶液 17．下列示意图与化学用语表述内容不相符的是（水合离子用相应离子符号表示）（　　） A B C D NaCl溶于水 电解CuCl2溶液 CH3COOH在水中电离 H2与Cl2反应能量变化 NaCl=Na++Cl− CuCl2=Cu2++2Cl− CH3COOHCH3COO−+H+ H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=−183kJ·mol−1 A．A B．B C．C D．D 18．海水中锂资源非常丰富，但是海水中的锂浓度低，很难被提取出来。我国科学家设计了一种太阳能驱动下利用选择性固体陶瓷膜电解海水提取金属锂的装置(如图所示)。下列说法错误的是（　　） A．铜箔上的电势比催化电极上的高 B．导线中通过电子时，海水减重约 C．工作时的能量转化形式：太阳能→电能→化学能 D．选择性固体陶瓷膜不允许通过，只允许通过 19．已知高能锂离子电池的总反应式为2Li+FeS=Fe+Li2S，LiPF6·SO(CH3)2为电解质，用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni的实验装置如图所示(实验结束后，b中NaCl溶液浓度变大)。下列说法正确的是 A．外电路中，电子由FeS极流向Li极 B．当电路中转移1mol e-时，b室离子数增加NA个 C．离子交换膜m为阴离子交换膜 D．若将图中n膜去掉，将b、c两室合并，则电解反应总方程式不会改变 20．一般情况下，两种活泼性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活泼性强的金属首先被腐蚀。为了避免轮船的钢质外壳被腐蚀，通常在轮船外壳上镶嵌的金属是 A．锌板 B．银板 C．铜板 D．铅板 二、综合题 21．回答下列问题： （1）土壤中的微生物可将H2S经两步反应氧化成，两步反应的能量变化示意图如图： 1molH2S(g)全部氧化为(aq)的热化学方程式为　 　。 （2）标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa时，最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。已知25℃和101kPa时下列反应： ① ② ③ 写出乙烷(C2H6)标准摩尔生成焓的焓变=　 　(用含、、的式子表示)。 （3）全钒液流二次电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应，其电池结构如图1所示。已知酸性溶液中钒以VO(黄色)、V2+(紫色)、VO2+(蓝色)、V3+(绿色)的形式存在。放电过程中，电池的正极反应式为　 　，充电时右侧储液罐中溶液颜色由　 　色变成　 　色。 （4）我国某科研团队设计了一种电解装置，将CO2和NaCl高效转化为CO和NaClO，原理如图2所示： 通入CO2气体的一极为　 　(填“阴极”、“阳极”、“正极”或“负极”)，写出该极的电极反应式：　 　，若电解时电路中转移0.4mol电子，则理论上生成NaClO的物质的量为　 　mol。 22．电渗析法在物质制备过程中有广泛应用。以石墨为电极，利用三室式电渗析法制备高氯酸、亚氯酸的装置如图所示。 （1）I.利用三室式电渗析法制备高氯酸(HClO4)。M为高氯酸钠溶液。 出口B处得到的产品是　 　。 （2）电解过程中，阳极区附近pH　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）若C1极收集到11.2 L(标准状况)气体，则获得高氯酸　 　mol。 （4）II.利用三室式电渗析法制备亚氯酸(HClO2)。M为NaClO2溶液。 ClO 迁移方向是　 　。 （5）C2极的电极反应式为　 　。 （6）该过程制备的亚氯酸中含有少量氯酸杂质，其主要原因是　 　(用离子方程式表示)。(提示：HClO2是弱酸，HClO3是强酸) 23．2023年全国政府工作报告指出，推动重点领域节能降碳减污。一种太空生命保障系统利用电解水供氧，生成的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷，水可循环使用。 （1）已知与的燃烧热分别为，，，写出与反应生成和的热化学方程式　 　。 （2）一定温度下，在恒容密闭容器中与反应生成和。 ①能说明该反应达到平衡状态的是　 　(填字母)。 A．　　　B．容器内压强一定　　　C．气体平均相对分子质量一定 D．气体密度一定　　　　　E．的体积分数一定 ②已知容器的容积为5 L，初始加入和，反应平衡后测得的转化率为50%，则该反应的平衡常数为　 　。 ③温度不变，再加入、、、各，则　 　(填“>”“<”或“=”)。 （3）工业上在一定条件下利用与可直接合成有机中间体二甲醚：。当时，实验测得的平衡转化率随温度及压强变化如图所示。 ①该反应的　 　(填“>”或“<”)0。 ②图中压强(p)由大到小的顺序是　 　。 （4）科学家研发出一种新系统，通过“溶解”水中的二氧化碳，以触发电化学反应，有效减少碳的排放，其工作原理如图所示。 ①系统工作时，a极为　 　极，b极区的电极反应式为　 　。 ②系统工作时b极区有少量固体析出，可能的原因是　 　。 24． （1）I.我国是世界氯碱工业大国，氯碱工业即采用电解饱和食盐水的方法来制备工业原料H2、Cl2、NaOH，它广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。其电解装置原理图如图1。 n为直流电源的　 　(填“正”或“负”)极，离子交换膜a为　 　填“阴”或“阳”)离子交换膜。 （2）写出该电解装置的总反应方程式：　 　。 （3）II.一次化学实验课上，某兴趣小组组装了电化学装置(如图2)，其中A、B、C、D、E、F均为石墨电极，U形管中为滴有几滴酚酞的溶液，甲、乙烧杯中溶质电离出的离子均是、、、中的某两种，通电后甲、乙两烧杯中溶液随时间变化的曲线如图3所示，已知通电一段时间后，F极产生的气体体积比A极产生的少(标准状况下)。 甲、乙两烧杯中溶液的溶质分别为　 　(填化学式) （4）F极上的电极反应式为　 　。 （5）若要将U形管中的溶液恢复到电解前的状态，应加入　 　mol的　 　(填物质名称)。 25．完成下列各小题。 （1）在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2)，当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ的热量。写出该反应的热化学方程式　 　。 （2）金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生　 　腐蚀而生锈。请写出铁锅生锈过程的负极反应式：　 　。 （3）图中甲池的总反应式为N2H4+O2=N2+2H2O。 ①甲池中N2H4发生的是　 　(填“氧化反应”或“还原反应”)，乙池中SO向　 　移动(填“左”或“右”)。 ②乙池中总反应的离子方程式为　 　。 ③要使乙池恢复到反应前的状态，应向溶液中加入　 　(填化学式)。 答案解析部分 1．【答案】D 2．【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。 3．【答案】C 4．【答案】A 5．【答案】D 6．【答案】B 【解析】【解答】A.锌锰干电池是原电池，负极是锌放电，而正极是二氧化锰得到电子，不是碳棒放电，故A不符合题意 B.铅蓄电池充电时阴极和阳极的电极式是放电时负极和正极的逆反应，因此充电是放电时氧化还原反应的逆向进行，故B符合题意 C.燃料电池是将化学能转化为电能的装置，故C不符合题意 D.氢氧燃料电池工作时，氢气在负极失去电子发生氧化反应，故D不符合题意 故答案为：B 【分析】A.锌锰干电池的中的碳棒是导电作用 B.铅蓄电池是二次电池，可以多次进行充放电，充电时和放电时的反应是逆向进行的 C.燃料电池是原电池，是将化学能转化为电能的装置 D.氢氧燃料电池，氢气是在负极，氧气是在正极 7．【答案】C 【解析】【解答】A．开关K置于A处，则铁为阴极，可减缓铁的腐蚀，A不符合题意； B．开关K置于A处，铁为阴极，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，铁棒表面有氢气生成，B不符合题意； C．开关K置于B处，X电极的材料未知，无法确定铁棒一定为负极，C符合题意； D．开关K置于B处，X金属的活泼性若强于铁，则X为负极，铁为正极被保护，可通过牺牲阳极的阴极保护法减缓铁的腐蚀，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A、铁为阴极，为外接电源的阴极保护法； B、铁为阴极，氢气为氢离子放电，阳离子在阴极放电； C、判断电池正负极跟金属活动性强弱有关； D、铁为正极时，为牺牲阳极的阴极保护法。 8．【答案】B 9．【答案】D 【解析】【解答】A．根据上述分析，通汽车尾气一极为负极，汽车尾气中有CO、NOx，因为2≥x≥1，因此氮的氧化物可能为NO、NO2，熔融盐传导的阴离子在负极上参与反应，负极上参与反应的物质至少有CO、NO、NO2、熔融盐传导的阴离子，因此负极参与物质至少有4种，故A说法不符合题意； B．通空气一极为正极，正极上得电子，化合价降低，因此正极反应式为O2+4e-=2O2-，故B说法不符合题意； C．假设氮的氧化物是NO，负极反应式为NO-3e-+2O2-=NO，正极反应式为O2+4e-=2O2-，根据得失电子数目守恒，因此NO、氧气的体积比为4∶3，假设氮的氧化物为NO2，负极反应式反应式为NO2-e-+O2-=NO，根据得失电子数目守恒，NO2、氧气的体积比为4∶1，因此消耗两极体积比在4∶1～4∶3之间，故C说法不符合题意； D．石墨能与氧气在高温下反应，消耗石墨，因此该电池长期采用多孔石墨作电极需要定期更换，故D说法符合题意； 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。 10．【答案】A 11．【答案】D 【解析】【解答】A．铜是负极、银是正极，电流由银电极经过导线电流铜电极，故A不符合题意； B．当取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，不能继续工作，故B不符合题意； C．原电池工作时，阳离子移向正极、阴离子移向负极，盐桥中的 向铜电极移动，因此左侧烧杯中 的浓度将增大，故C不符合题意； D．铜片浸入 溶液中发生化学反应 ，与原电池总反应相同，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】该原电池中，Cu为负极，负极发生氧化反应，Ag为正极，正极发生还原反应，原电池中，电流由正极经导线流向负极，据此解答。 12．【答案】D 13．【答案】B 【解析】【解答】A．电解池中，阳极上失电子，发生反应类型是氧化反应，阳极是惰性电极时，则是电解质溶液中的离子失电子发生氧化反应，而不是电极材料，故A不符合题意； B．电解池中，阳极与电源正极相连，故B符合题意； C．阳极材料必须是导电的物质，可以是活性电极，也可以是惰性电极，不一定是Pt，故C不符合题意； D．电解池中，阳极材料若为活泼金属，则阳极材料将直接失去电子发生氧化，若为不活泼金属或碳棒，则由电解质溶液中阴离子失电子，而不是电极材料，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】电解池中，阳极上失电子发生氧化反应，阳极与电源正极相连，据此分析解答. 14．【答案】B 【解析】【解答】A．由分析知，HNO3在正极起催化作用，作催化剂，则加入HNO3降低了正极反应的活化能，故A不符合题意； B．电池工作时正极区的总反应为O2+4e-+4H+=2H2O，则溶液中氢离子浓度减小，pH增大，故B符合题意； C．根据得失电子守恒可知，1molCH3CH2OH被完全氧化时，转移12mol电子，则有3molO2被还原，故C不符合题意； D．由分析知，正极附近会发生反应，HNO3+3e-+3H+=NO↑+2H2O，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】乙醇燃料电池中，通入乙醇的为负极，电极反应式为CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+，通入氧气的一极为正极，由工作原理图可知，正极发生反应HNO3+3e-+3H+=NO↑+2H2O，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，二者加合可得O2+4e-+4H+=2H2O，则HNO3在正极起催化作用，据此分析解答。 15．【答案】C 16．【答案】A 【解析】【解答】A．由图示可知在(a)中阴极上，H+得到电子变为H2，同时还有CO2得到电子，与H+结合形成CO、H2O，故阴极的电极反应式为2H++2e-=H2； CO2+2H++2e-=CO+H2O，A符合题意； B．未指明气体所处的外界条件，因此不能根据物质的量确定气体体积的大小，B不符合题意； C．根据图示可知：(b)中电子由价带向导带移动，C不符合题意； D．根据图示可知：电解质溶液中有H+移动，H+大量存在的溶液不可能是碱性溶液，因此电解质不可能为NaOH溶液，D不符合题意； 【分析】A.根据物质的化合价变化即可判断阴极发生发生的反应 B.根据阳极的反应式结合转移的电子数即可计算出产生的标况下的气体体积 C.根据图示即可判断电子的转移方向 D.根据氢离子的存在即电解质不能是碱性溶液 17．【答案】B 【解析】【解答】A.NaCl为强电解质，NaCl溶于水，NaCl在水分子作用下，自发解离为Na+和Cl-，故电离方程式为NaCl=Na++Cl-，故A不符合题意； B.电解氯化铜溶液，铜离子向阴极移动，得电子，发生电极反应为：Cu2++2e-=Cu，氯离子向阳极移动，失电子，发生电极反应为：2Cl-+2e-=Cl2，所以电解总反应为：Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑，故B符合题意； C.CH3COOH为弱电解质，溶于水部分电离，因此电离方程式为CH3COOH CH3COO-+H+，故C不符合题意； D.由图可知，反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热等于断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量（436kJ/mol+243kJ/mol=679kJ/mol），与形成生成物分子中化学键放出的总能量（431kJ/mol×2=862kJ/mol）之差，即放热183kJ/mol，放热∆H为负值，所以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)∆H=-183kJ/mol，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A. NaCl为强电解质； B.氯化铜电解生成Cu和氯气； C.醋酸为弱酸； D.焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量。 18．【答案】A 【解析】【解答】 A．在电解池中，电子流入的电极为阴极，根据图示可知电子流入铜电极，故Cu电极为阴极，铜箔上的电势比催化电极上的低，A符合题意； B．电解时，阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应；阴极与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应；阴极电极反应式为：2Li++2e−=2Li，阴极电极反应式为：2Cl−-2e−=Cl2↑，因此导线中通过1mol电子时，海水减重约7g+35.5g=42.5g，B不符合题意； C．根据图示可知： 太阳能转化为电能，然后利用太阳能电解海水提取金属，实现了电能转化为化学能，因此该装置主要涉及的能量变化： 太阳能→电能→化学能，C不符合题意； D．在固体陶瓷膜上部区域是有机电解质，下部区域为海水，有机物与海水互不相溶，因此该选择性固体隔瓷膜不允许H2O通过，只允许Li+通过，D不符合题意； 故选A。 【分析】A．在电解池中，电子流入的电极为阴极； B．电解时，阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应；阴极与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应； C．根据图示能量转化判断； D．依据相似相溶原理分析。 19．【答案】D 20．【答案】A 【解析】【解答】一般情况下，两种活泼性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活泼性强的金属首先被腐蚀。为了避免轮船的钢质外壳被腐蚀，在轮船外壳上镶嵌的金属的活动性要比Fe强。在上述涉及的金属元素中，金属活动性：Zn>Fe>Pb>Cu，所以在轮船外壳上镶嵌的金属是Zn， 故答案为：A。 【分析】原电池中较活泼的金属作负极、较不活泼的金属或导电的非金属作正极，原电池中作负极的金属材料被腐蚀，作正极的导电的非金属材料或金属材料被保护，要想保护钢质外壳中的金属Fe，应该将钢质外壳中的Fe作原电池正极。 21．【答案】（1）H2S(g)+2O2(g)=SO(aq)+2H+(aq) △H=-806.39kJ·mol-1 （2）2∆H2+∆H3-∆H1 （3）2H++VO2++e-=VO2++H2O；绿；紫 （4）阴极；2H++CO2+2e-=CO+H2O；0.2 【解析】【解答】（1）根据盖斯定律，两步反应加和可得：H2S(g)+2O2(g)=SO(aq)+2H+(aq) △H=-806.39kJ·mol-1 ；故答案为： H2S(g)+2O2(g)=SO(aq)+2H+(aq) △H=-806.39kJ·mol-1 （2）根据定义可写出乙烷(C2H6)标准摩尔生成焓的反应为：，根据盖斯定律可由已知 可知乙烷(C2H6)标准摩尔生成焓的焓变=2∆H2+∆H3-∆H1；故答案为：=2∆H2+∆H3-∆H1； （3）)由电子流入的一极为正极，则X为正极，放电时正极上反应式：2H++VO2++e-=VO2++H2O；充电时，右罐为阴极，反应式：V3++ e-= V2+，则 溶液颜色逐渐由绿色变为紫色，故答案为： 2H++VO2++e-=VO2++H2O；绿；紫。 （4）该装置为电解池，CO2→CO，碳元素化合价降低，发生还原反应，则通入CO2气体的一极为阴极，电极反应式：2H++CO2+2e-=CO+H2O；阳极a上的反应式为：Cl--2e-+H2O=ClO-+2H+，若电解时电路中转移0.4mol电子，则理论上生成NaClO的物质的量为0.2mol，故答案为：阴极；2H++CO2+2e-=CO+H2O；0.2。 【分析】（1）热化学方程式的书写要注意，化学计量数即为反应的物质的量，根据题干提供的数据，如物质的量、质量以及给出的反应热进行对应，根据给出的物质的量和热量可以列出关系式，且要注意，热化学方程式的书写中，化学计量数即反应的物质的量，要注意，物质的量之比等于反应热之比； （2）盖斯定律的应用要注意，判断列出的热化学方程式的对应关系，左右两边相同的物质互相抵消则相加，在同一边相同的物质互相抵消则相减； （3）正极得到电子，元素化合价降低，根据图示可以知道X为正极； （4）二氧化碳转化为一氧化碳，碳元素化合价降低，得到电子，因此二氧化碳的一极为阴极。 22．【答案】（1）NaOH （2）减小 （3）2 （4）通过膜1向阳极区迁移 （5）2H2O+2e -=2OH- +H2↑ （6）O2 +2HClO2=2 +2H+ 【解析】【解答】I.(1)根据分析可知B处得到的产品是NaOH； (2)阳极区水电离出的氢氧根放电生成氧气，同时产生大量氢离子，所以阳极区附近的pH减小； (3)根据分析可知C1生成的气体为氧气，标准状况下11.2LO2的物质的量为0.5mol，阳极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，应生成2molH+，即生成的高氯酸为2mol； II.(4)电解池中阴离子向阳极移动，所以ClO 迁移方向是通过膜1向阳极区迁移； (5)C2极为阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生氢氧根，电极方程式为2H2O+2e -=2OH- +H2↑； (6)HClO2在阳极生成，同时阳极产生氧气，氧气可能会将HClO2氧化成HClO3，离子方程式为O2 +2HClO2=2 +2H+。 【分析】电解过程中，阳极的电极反应式为2H2O－4R－=O2↑＋4H＋；阴极的电极反应式为2H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－。NaClO4溶液中的Na＋通过阳离子交换膜(膜2)进入阴极区，在出口B处形成NaOH；NaClO4溶液中的ClO4－通过阴离子交换膜(膜1)进入阳极区，在出口A处形成HClO4。据此结合题干分析作答。 23．【答案】（1） （2）BCE；625；> （3）<； （4）负；；移向正极，遇到有可能形成的过饱和溶液，有固体析出 【解析】【解答】（1）已知与的燃烧热分别为，，故有热化学方程式，①，②，③，根据盖斯定律分析，由②×4-①+③×2可得热化学方程式 。 （2）反应 ： ①A．中没有说明反应速率的方向，不能确定到平衡；B．该反应前后气体的总物质的量不相等，故容器内压强一定说明反应到平衡；C．该反应前后气体的总物质的量不相等，气体平均相对分子质量一定能说明反应到平衡；D．该反应全是气体，且容器的体积不变，故气体密度始终不变，故密度一定不能说明反应到平衡；E．的体积分数一定能说明反应到平衡。故答案为：BCE。 ②，则该反应的平衡常数为。 ③温度不变，再加入、、、各，，说明反应正向进行，则>。 （3）①从图分析，随着温度升高，二氧化碳的平衡转化率减小，说明升温，平衡逆向移动，则该反应为放热反应，<0。 ②在相同温度下，结合方程式，压强增大，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，故图中压强(p)由大到小的顺序是。 （4）①系统工作时，a极为金属钠，钠只能失去电子，做负极，b极为正极，b极区二氧化碳和水反应转化为碳酸氢根离子和氢气，电极反应式为。 ②系统工作时钠离子作为阳离子向正极移动，遇到有可能形成的过饱和溶液，有固体析出。 【分析】（1）根据盖斯定律分析； （2）依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断； ②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； ③根据K与Q的关系，可判断平衡移动的方向； （3）依据影响化学平衡的因素分析； （4）放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 24．【答案】（1）负；阳 （2） （3）NaOH、CuSO4 （4）或 （5）0.2；氯化氢 【解析】【解答】电解饱和食盐水的方法来制备工业原料、、NaOH，电解装置原理图示，左槽加入饱和食盐水后产出淡盐水，则C电极发生反应：2Cl--2e-=Cl2↑，C电极为阳极，则m是直流电源的正极，n为直流电源的负极；D电极得电子，发生反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，左槽溶液总的Na+通过a膜进入右槽，右槽流出浓NaOH溶液。 （1）据分析，n为直流电源的负极；左槽溶液总的Na+通过a膜进入右槽，离子交换膜a为阳离子交换膜； （2）据分析，该电解装置阳极发生反应：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极发生反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，总反应方程式： 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑； （3）因与产生Cu(OH)2沉淀，则、、、中的某两种形成的溶液是NaOH或CuSO4。依题意，通电后甲、乙两烧杯中溶液pH随时间变化是甲升高碱性增强，乙降低酸性增强，电解NaOH溶液是电解水型，电解过程NaOH浓度增大碱性变强；电解CuSO4溶液是放氧生酸型，电解过程H+浓度增大酸性变强；故甲、乙两烧杯中溶液的溶质分别为NaOH、； （4）据小问3分析，乙烧杯是CuSO4溶液，根据图2所示，F电极电子流出，则F极上的电极反应式为：(或)； （5）根据图2所示，电子从F电极流出进入N极，从M极流出进入A极，则B流出电子C流入，D流出电子E流入，U型管中是KCl-酚酞溶液，则C极发生电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故①U形管中溶液先变红的一极为C极；D极发生电极反应：2Cl--2e-=Cl2↑，Cl-全部生成氯气后继续电解则D极发生电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。甲烧杯是NaOH溶液，A极发生电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，F极上的电极反应式为：；依题意，通电一段时间后，F极产生的气体体积比A极产生的少1.12L(标准状况下)，则有： 则该时间段体系内转移了0.2mol电子，则C极放出0.1molH2，U形管中为滴有几滴酚酞的溶液中Cl-物质的量>0.2mol，则D极放出0.1molCl2；故根据溶液恢复到电解前的状态的要求，应向U形管加入0.2mol的氯化氢。 【分析】（1）根据正负极的产物即可判断正负极和阳极 （2）根据反应物和生成物即可写出电极反应 （3）根据给出的离子的种类即可判断 （4）根据电极上的物质即可写出电极式 （5）根据电极反应即可计算出物质 25．【答案】（1）N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ∆H=-640kJ/mol （2）电化学；Fe-2e-=Fe2+ （3）氧化反应；左；2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；CuO 【解析】【解答】(1)N2H4和H2O2反应的化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)，0.4mol液态肼完全反应放热256kJ，则1mol液态肼完全反应放热256kJ×=640kJ/mol，所以热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ∆H=-640kJ/mol； (2)炒过菜的铁锅未及时清洗，为潮湿环境，且炒菜的铁锅为合金，所以会发生电化学腐蚀，负极为Fe被氧化为Fe2+，电极反应为Fe-2e-=Fe2+； (3)①甲池中N2H4转化为N2，N元素化合价升高，所以发生氧化反应；N2H4被氧化，所以甲池中左侧电极为负极，右侧电极为正极，乙池为电解池，石墨电极与电源正极相连，为阳极，Fe电极为阴极，电解池中阴离子流向阳极，所以乙池中SO 向左移动； ②乙池中石墨为阳极，溶液中水电离出的氢氧根被氧化生成氧气，Fe电极为阴极，铜离子被还原为铜单质，总反应为2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+； ③根据乙池总反应可知电解过程中从溶液中出来的为Cu和O2，所以应向溶液中加入CuO使之恢复反应前的状态。 【分析】(1)根据题给条件书写热化学方程式的原则写出； (2)生铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应； (3)①甲池能自发的发生氧化还原反应而作原电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-； ②乙池为电解池，阴极Ag反应为Cu2++2e-=Cu、阳极石墨反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑； ③根据析出什么加入什么原则使溶液恢复原状。 学科网（北京）股份有限公司 $$