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 1．2019年诺贝尔化学奖授予古迪纳夫、惠廷汉姆和吉野彰三人，以表彰他们在锂电池研究方面的开创性工作和卓越贡献。一种钴酸锂电池的工作原理如图所示，已知总反应为：LixC6+Li1-xCoO2=LiCoO2+6C，下列说法错误的是 A．a电极为电池的负极 B．电池工作时，转移1mol电子，a电极质量减少7xg C．电池工作时，正极的电极反应式为： Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2 D．对废旧的该电池进行“放电处理”，让Li+从石墨烯中脱出有利于回收 2．某课题组设计并提出了一种基于时间解耦氨分解的新型可充电Zn－NH3电池，能实现NH3到H2的高效转化。已知Mo2C/NiCu@C电极上充放电循环的总反应为2NH3=3H2+N2，工作原理如图所示。下列叙述错误的是 A．放电时的Mo2C/NiCu@C电极电势大于锌箔电极 B．放电时，Mo2C/NiCu@C电极反应式：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O C．交换膜可用阴离子交换膜 D．充电时，锌箔接直流电源的负极 3．科学家开发出一种新型电池，该电池使用血红蛋白作为电化学反应的催化剂，工作原理如图所示。放电时，。下列叙述正确的是 A．电势：a电极＜b电极 B．b极反应式为 C．温度越高，该电池放电效率越大 D．发生还原反应时有0.4mol质子由交换膜右侧向左侧迁移 4．下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的是 实验目的 A．验证非金属性 B．分离甘油和水 实验装置 实验目的 C．比较和溶解度大小 D．探究铁的析氢腐蚀 实验装置 加入几滴溶液 A．A B．B C．C D．D 5．电解水制氢称为“绿氢”。我国科学家设计如图所示绿氢制备装置，图a中离子交换膜不允许通过。 下列叙述错误的是 A．图a和b装置电解产物完全相同 B．电解一段时间后，图a阳极区浓度不变 C．图a装置采用阴离子交换膜 D．图b阳极反应式为 6．某研究团队通过膜电解法制得纯碱，甘氨酸(H2NCH2COOH)和高浓度烧碱，其装置如图所示。其中膜a、b为离子交换膜，双极膜c在直流电的作用下，中间界面层水发生解离产生H+和OH-。下列说法正确的是 A．膜a为阴离子交换膜 B．制得7.5g甘氨酸，盐室1增重2.2g C．碱室2反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+ D．一段时间后，碱室1浓度变小，碱室2浓度变大 7．室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：，，，下列叙述正确的是 A．充电时从钠电极向硫电极迁移 B．理论上，当有的分子全部转化为离子时，外电路转移的电子数 C．充电时阳极反应为 D．的电子式为 8．下列反应的离子方程式正确的是 A．锅炉除垢中把转化为： B．硫酸酸化的淀粉碘化钾溶液久置后变蓝： C．用惰性电极电解饱和溶液： D．楁液中加入足量的溶液： 9．下列装置设计符合条件的是 A．甲图中，利用了外加电流法的原理保护钢闸门不被腐蚀 B．利用乙图装置可以实现在铁制品上镀铜 C．装置丙用于中和反应反应热的测定 D．装置丁电流稳定，可持续供电 10．近日，我国化学家通过对过渡金属基尖晶石氧化物进行氧化和还原性能优化，实现高性能长寿的锌-空气二次电池，其工作原理如下图所示。下列说法不正确的是 A．充电时，a极电极反应式为 B．充电时，b极与电源的正极相连 C．放电时，当电路中有通过时，b极消耗 D．放电过程中，a、b电极附近溶液均不变 11．乙醛酸(OHC－COOH)是一种重要的化工中间体。工业上以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如图所示，通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。已知乙醛酸的相对分子质量为74，下列说法正确的是 A．离子交换膜为阴离子交换膜 B．b极与外电源的正极相连 C．当外电路通过1mole-时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为37g D．此装置中乙二醛被氧化的化学方程式：2+O2→2 12．全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失，为了保护地下的钢铁输水管所采取的措施如图所示。下列说法不正确的是 A．钢铁发生腐蚀的负极反应为 B．导线与Zn块连接为牺牲阳极法 C．导线与Zn块连接时，电子从Zn块流向钢铁输水管 D．导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管 13．如下所示电解装置中，通电后石墨电极II上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断正确的是 A．a是电源的正极 B．通电一段时间后，向石墨电极II附近滴加石蕊溶液，出现蓝色 C．当1.6gFe2O3完全溶解时，至少产生气体0.336L(折合成标准状况下) D．M膜为阳离子交换膜，N膜为质子交换膜 14．假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①~⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是 A．当K闭合时，甲装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源 B．当K断开时，乙装置锌片溶解，有氢气产生 C．当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为③→②，①→⑧，⑦→⑥，⑤→④ D．当K闭合后，甲、乙装置中溶液pH变大，丙装置中溶液pH不变 二、非选择题 15．能源是现代文明的原动力，化学电池在生产生活中有着广泛的应用。 (1)根据构成原电池的本质判断，下列反应可以设计成原电池的是 (填标号)。 A．C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l) C．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) (2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如图所示两个实验。有关实验现象，下列说法正确的是_______(填标号)。 A．图Ⅰ和图Ⅱ的气泡均产生于锌棒表面 B．图Ⅱ中产生气体的速率比图Ⅰ快 C．图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数 D．图Ⅰ和图Ⅱ中温度计的示数相等，且均高于室温 (3)图Ⅱ中外电路中的电子是从 (填“Zn”或“Cu”)电极经导线流向 电极。若反应过程中有0.2 mol电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为 。若电池的总反应为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，则负极材料是 (填化学式)。 16．化学反应与能量变化是化学研究的重要问题，根据相关材料分析回答： (1)已知断开1mol下列物质中的化学键需要吸收的能量如表： 物质 N2 H2 NH3 吸收的能量 946kJ 436kJ 1173kJ 根据以上数据判断：2NH3=N2+3H2，属于 反应(填“放热”或“吸热”)。 (2)在一定相同条件下，金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示。    由图示可知：C(石墨)的摩尔燃烧焓△H= 。金刚石的稳定性 石墨(填“＞”、“=”或“＜”)。 (3)已知2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.0kJ∙mol−1，工业生产利用两步热循环制H2，第一步以太阳能为热源分解Fe3O4，第二步：FeO与水反应获得H2。 第一步：2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g) △H=+604.8kJ∙mol−1，请写出第二步反应的热化学方程式 。 (4)甲烷是常见的燃料，CO2加氢可制备甲烷，其反应为CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H=−164.7kJ∙mol−1。 ①对于CO2加氢制备甲烷的反应，有关说法正确的是 。 A．该反应理论上可以设计成原电池 B．该反应过程中既有极性共价键的断裂，又有非极性共价键的生成 C．干冰变为CO2时破坏了内部的化学键 D．反应结束，体系中物质的总能量降低 ②已知：△H=△HfH(生成物) −△HfH(反应物)，298K时，几种气态物质标准摩尔生成焓如表： 物质 CO2(g) H2O(g) CH4(g) H2(g) △HfH/kJ∙mol−1 −393.5 −241.5 x 0 则x= 。 17．某原电池装置如图所示，装置中盐桥的作用是使整个装置形成一个闭合回路，电解质溶液足量，闭合开关，观察到电流计指针发生偏转，回答下列问题。 (1)该原电池工作过程中，电池的负极上的电极反应式为 ，石墨电极上发生了 (填“氧化”或“还原”)反应。 (2)该原电池工作时，下列说法正确的是_______(填标号)。 A．电子移动的方向：铁电极石墨溶液 B．盐桥中的会向右侧烧杯移动 C．溶液的颜色会逐渐变浅 D．将盐桥换成盐桥，该装置不能长时间正常工作 (3)当铁电极减少时，外电路中转移的电子数目为 ，右侧烧杯中的物质的量改变了 。 (4)原电池工作时能量转化形式为 ，根据原电池形成条件，下列反应理论上可以设计成原电池的是 (填标号)。 A．与的反应         B．和的反应 C．和的反应         D．和的反应 18．回答下列问题： (1)微生物燃料电池()是一种现代化氨氮去除技术，碳氮联合同时去除氮的系统原理如图。 ①A极的电极反应式为 。 ②通过质子交换膜向 (填“A”或“B”)极区溶液移动。 ③在好氧微生物反应器中，转化，转移的电子数为 。 (2)下列关于该微生物燃料电池的工作原理说法不正确的是_______ A．电子移动方向是从A电极流向B电极，溶液中的移动方向从左到右 B．B电极反应式为： C．相同条件下，A极区生成的与B极区生成的的体积之比为5:4 D．该电池在高温情况下无法正常工作 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： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B B A B B D A A D 题号 11 12 13 14 答案 C D C A 1．B 【分析】由总反应式可知，放电时，石墨烯电极为原电池的负极，LixC6在负极失去电子发生氧化反应生成Li+和C，电极反应式为：LixC6-xe-=6C+xLi+，钴酸锂电极为正极，在锂离子作用下，Li1-xCoO2在正极得到电子发生还原反应生成LiCoO2，电极反应式为：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2；充电时，石墨烯电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，钴酸锂电极与正极相连，做阳极。 【详解】A．原电池放电时，阳离子向正极移动，结合图给信息，可知a极为负极，b极为正极，A项正确； B．电池工作时，转移1mol电子，通过膜转移了1mol Li+，则a电极质量减少7g，B项错误； C．电池工作时为原电池反应原理，正极发生还原反应，电极反应式为：Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，C项正确； D．当对废旧电池进行“放电处理”时，通过放电过程，锂离子从石墨烯中脱出，这有助于回收过程，因为脱出的锂离子更容易从废旧电池中分离和回收利用‌，D项正确； 答案选B。 2．B 【分析】放电时，锌箔电极为原电池的负极，电极反应式为，电极为正极，水分子在正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，氢氧根离子通过阴离子交换膜由正极移向负极；充电时，与直流电源负极相连的锌箔电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，电极反应式为，电极为阳极，碱性条件下氨分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为，氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极移向阳极。 【详解】A．由分析可知，放电时，锌箔电极为原电池的负极，电极为正极，则锌箔电极的电势小于电极，A正确； B．由分析可知，放电时，电极为正极，水分子在正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，B错误； C．由分析可知，放电时，氢氧根离子通过阴离子交换膜由正极移向负极，充电时，与直流电源负极相连的锌箔电极为阴极，氢氧根离子通过阴离子交换膜由阴极移向阳极，C正确； D．由分析可知，充电时，锌箔接直流电源的负极，D正确； 故选B。 3．B 【分析】由题干可知，放电时，Zn→[Zn(OH)4]2−，铝的化合价升高，发生氧化反应，则b电极为负极，a电极为正极。 【详解】A．由分析可知，电池中a极为正极，b极为负极，即电势：a>b，故A项错误， B．锌发生氧化反应，产物为四羟基合锌离子，故B项正确； C．Hb为血红蛋白，温度过高，血红蛋白(Hb)会变性，失去催化活性，导致被还原速率变小，放电效率降低，故C项错误； D．没有指明“标准状况”，不能根据体积计算的物质的量，也不能判断迁移质子数，故D项错误； 故本题选B。 4．A 【详解】A．利用强酸制弱酸，酸性：硫酸>碳酸>硅酸，最高价氧化物对应水化物酸性越强，非金属中性越强，A正确； B．分离甘油和水互溶无法用过滤分离，B错误； C．反应中硝酸银过量，不能比较AgCl和溶解度大小，C错误； D．探究铁的析氢腐蚀应该在酸性环境中，D错误； 故选A。 5．B 【分析】上述装置实质是电解水，分别在碱性条件下和酸性条件下进行，故电解产物都是氧气和氢气； 【详解】A．上述装置实质是电解水，故电解产物都是氧气和氢气，A项正确； B．在图a阳极区添加了，阳极反应式为，消耗，但阴极区的会迁移至阳极区，故物质的量不变，但生成了水，溶液变稀，浓度下降，B项错误； C．根据图a知，阴极区的会迁移至阳极区，采用阴离子交换膜，C项正确； D．图b阳极上水参与反应，阳极反应式为，D项正确； 答案选B。 6．B 【分析】由题干装置图可知，要通过膜电解法制得纯碱，甘氨酸(H2NCH2COOH)和高浓度烧碱，则盐室2中产生甘氨酸，即双极膜c中的H+向左移动，则电极A为阴极，电极反应为：2+2e-=H2↑+2，电极B为阳极，电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，盐室2中Na+经过膜a极阳离子交换膜进入盐室1，碱室2中Na+经膜b进入碱室1，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，膜a为阳离子交换膜，A错误； B．由H2NCH2COO-+H+=H2NCH2COOH可知，制得7.5g甘氨酸即=0.1mol，则电路上通过0.1mole-，即由0.1molNa+由盐室2进入盐室1，同时盐室1中产生0.05molH2，即盐室1增重0.1mol×23g/mol-0.05mol×2g/mol=2.2g，B正确； C．由分析可知，碱室2反应式：4OH--4e-=O2↑+2H2O，C错误； D．由分析可知，一段时间后，碱室1浓度变大，碱室2浓度变小，D错误； 故答案为：B。 7．D 【分析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极，充电时，硫电极为阳极，钠电极为阴极，据此分析； 【详解】A．充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，故充电时，由硫电极移至钠电极，A错误； B．理论上，当有的分子全部转化为离子时，外电路转移电子，则的分子为全部转化为离子时外电路转移电子，B错误； C．放电时正极的反应式为，充电时阳极反应为，C错误； D．的电子式为，D正确； 故选D。 8．A 【详解】A．碳酸钙的溶度积比硫酸钙的溶度积更小，故转化为的离子方程式为，A正确； B．电荷不守恒，硫酸酸化的淀粉碘化钾溶液久置后变蓝，即生成碘单质，离子方程式为，B错误； C．用惰性电极电解饱和溶液生成氢气、氯气、氢氧化镁沉淀，离子方程式为，C错误； D．溶液中加入足量的溶液，铵根、碳酸氢根离子都会与氢氧根离子反应，离子方程式为，D错误； 故选A。 9．A 【分析】甲图为外加电源的阴极保护法，钢闸门连接电源阴极，不被腐蚀；乙图为电镀，镀层金属连接阳极，待镀金属连接阴极；丙图为中和热测定，保温且要用玻璃搅拌器搅拌；丁图为双液原电池，工作原理图应左边烧杯盛放硫酸锌溶液，右边烧杯盛放硫酸铜溶液，通过中间的盐桥形成通路，稳定供电。 【详解】A．甲图为外加电源的阴极保护法，钢闸门连接电源阴极，不被腐蚀，A正确； B．乙图为电镀，镀层金属连接阳极失去电子不断补充电解质溶质，待镀金属连接阴极Cu2++2e-=Cu，生成的Cu覆盖在待镀金属表面，B错误； C．丙图为中和热测定，保温且要用玻璃搅拌器搅拌使反应充分，C错误； D．丁图为双液原电池，工作原理图应左边烧杯盛放硫酸锌溶液，右边烧杯盛放硫酸铜溶液，避免电极与电解质直接接触反应，通过中间的盐桥形成通路，稳定供电，D错误； 故答案选A。 10．D 【分析】根据工作原理可知，放电时，a极为负极，失电子，电极反应：，b极为正极，得电子，电极反应：，充电时，a极为阴极，电极反应式为，b极为阳极。 【详解】A．根据分析知，充电时，a极为阴极，电极反应式为，A正确； B．根据分析知，充电时，b极为阳极，b极与电源的正极相连，B正确； C．放电时，b极为正极，得电子，电极反应：，当电路中有通过时，b极消耗，C正确； D．放电过程中，a极电极反应：，则a电极附近溶液减小，b极电极反应：，则b电极附近溶液增大，D错误； 故选D。 11．C 【分析】由题中信息：通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸，结合题中装置图，可知阳极生成的Cl2通入盛放盐酸和乙二醛混合液一侧，Cl2与乙二醛发生氧化还原反应，生成Cl-移向与a电极相连的电极，与b电极相连的电极发生还原反应，生成H2，a为电源正极，b为电源负极。根据电解原理，可知阳极发生的电极反应式为，阴极发生还原反应，电极反应方程式为，据此分析解题。 【详解】A．根据题意氢离子由左侧经离子交换膜进入右侧，则离子交换膜为阳离子交换膜，A错误； B．a为电源正极，b为电源负极，B错误； C．根据得失电子守恒有，则当外电路通过1mole-时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为，故C正确； D．氯气将乙二醛氧化为乙醛酸，自身被还原为氯离子，化学方程式为：+H2O+Cl2+2HCl，D错误； 故选C。 12．D 【分析】钢铁发生吸氧腐蚀，正极为氧气得电子生成OH-，负极为铁失电子生成Fe2+； 【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀，负极为铁失电子生成Fe2+，电极反应式为，A正确； B．导线与Zn块连接时构成原电池，Zn的金属活泼性比Fe强，则Zn做负极，Fe做正极，为牺牲阳极的阴极保护法，B正确； C．导线与Zn块连接时，Zn做负极，原电池中电子由负极流出，经外电路流入正极，则电子从Zn块流向钢铁输水管，C正确； D．导线与Cu块连接，Fe比Cu活泼，Fe做负极，发生氧化反应生成Fe2+，被消耗，不能保护钢铁输水管，D错误； 故选D。 13．C 【分析】由题意可知，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，氧元素价态升高失电子，故石墨电极Ⅱ为阳极，电极反应式为2H2O−4e−＝O2↑+4H+，石墨电极Ⅰ为阴极，电极反应式为Cu2++2e−＝Cu，据此作答。 【详解】A．石墨电极Ⅰ为阴极，故a为负极，故A错误； B．石墨电极Ⅱ为阳极，电极反应式为2H2O−4e−＝O2↑＋4H+，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色，故B错误； C．当1.6gFe2O3完全溶解时，对应的物质的量为0.01mol,说明产生了0.6mol的氢离子，结合阳极电极反应式为2H2O−4e−＝O2↑＋4H+，产生的氧气的物质的量为0.15mol氧气，即0.336L （折合成标准状况下），故C正确； D．右侧为阳极，生成O2的同时产生H+，H+通过N膜使氧化铁溶解，右侧生成铜单质，中间溶液电中性，故氯离子经过阴离子交换膜进入中间溶液，故M膜为阴离子交换膜，N膜为质子交换膜，故D错误； 故答案选C。 14．A 【分析】 当K闭合时，形成闭合电路，乙中Zn–Cu形成的原电池比甲中Fe–C形成的原电池产生的电压大，则乙为原电池，甲、丙和丁为电解池，各电极如图。 【详解】A．由分析可知，甲为电解池，乙为原电池，乙在电路中作电源，甲装置中的铁与负极相连，做阴极，铁被保护，则甲为电解饱和氯化钠溶液，不发生吸氧腐蚀，故A错误； B．当K断开时，乙不能构成原电池，锌片和稀硫酸发生化学反应而溶解，有氢气产生，故B正确； C．当K闭合后，乙为原电池，甲、丙、丁为电解池，③为负极，④为正极，故整个电路中电子的流动方向为③→②，①→⑧，⑦→⑥，⑤→④，故C正确； D．当K闭合后，甲中有NaOH生成，溶液pH增大，乙中H+被消耗，溶液pH增大，丙装置相当于在银上镀铜，溶液pH不变，故D正确； 故选A。 15．(1)C (2)BC (3) Zn Cu 2.24 L Cu 【分析】原电池发生的是自发的氧化还原反应； 【详解】（1）A．C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)为氧化还原反应，但为吸热反应，不能设计为原电池，A错误； B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)是复分解反应，不是氧化还原反应，B错误； C．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)，该反应为氧化还原反应，且为放热反应，能设计为原电池，C正确； 故选C。 （2）A．图ⅠZn与稀硫酸反应，Zn表面产生气泡；图Ⅱ形成原电池，Cu作正极，电极反应为2H＋＋2e-=H2↑，Cu表面产生气泡，A错误； B．图Ⅱ中形成原电池，产生气体的速率比图Ⅰ快，B正确； C．图Ⅱ形成原电池，化学能主要转化为电能，散失热量少，故图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，C正确； D．图Ⅰ和图Ⅱ中发生反应均有热量产生，图Ⅰ产生热量更多，图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，且均高于室温，D错误； 故选BC。 （3）图Ⅱ中形成原电池，锌为负极、铜为正极，外电路中的电子是从Zn电极经导线流向Cu电极。若反应过程中有0.2 mol电子发生转移，根据电极反应2H＋＋2e-=H2↑，则生成的氢气0.1mol，在标准状况下的体积为0.1mol×22.4 L·mol-1=2.24 L；若电池的总反应为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，则铜失去电子发生氧化反应，故负极材料是Cu。 16．(1)吸热 (2) −393.5kJ∙mol−1 ＜ (3)H2O(l)+3FeO(s)=Fe3O4(s)+H2(g) △H=−16.9kJ∙mol−1 (4) AD −75.2 【详解】（1）根据以上数据判断：2NH3=N2+3H2，断开反应物中化学键吸收的热量为1173kJ×2＝2346kJ，形成生成物中的化学键放出的热量为946kJ+436kJ×3＝2254kJ，则吸收热量大于放出热量，因此该反应属于吸热反应；故答案为：吸热。 （2）由图示可知：C(石墨)的摩尔燃烧焓△H=−110.5kJ∙mol−1+(−283kJ∙mol−1)=−393.5kJ∙mol−1。根据能量图，石墨的能量比金刚石的能量低，根据能量越低越稳定，则金刚石的稳定性＜石墨；故答案为：−393.5kJ∙mol−1；＜。 （3）已知2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.0kJ∙mol−1，工业生产利用两步热循环制H2，第一步以太阳能为热源分解Fe3O4，第二步：FeO与水反应获得H2。 第一步：2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g) △H=+604.8kJ∙mol−1，根据2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.0kJ∙mol−1，总反应减去第一步反应，再除以2得到第二步反应的热化学方程式H2O(l)+3FeO(s)=Fe3O4(s)+H2(g) △H=−16.9kJ∙mol−1；故答案为：H2O(l)+3FeO(s)=Fe3O4(s)+H2(g) △H=−16.9kJ∙mol−1。 （4）甲烷是常见的燃料，CO2加氢可制备甲烷，其反应为CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H=−164.7kJ∙mol−1。 ①A．该反应是自发进行的放热的氧化还原反应，理论上可以设计成原电池，故A正确； B．该反应过程中没有非极性共价键的生成，故B错误； C．干冰变为CO2时破坏了分子间作用力，没有破坏化学键，故C错误； D．该反应是放热反应，因此反应结束，体系中物质的总能量降低，故D正确； 综上所述，答案为AD。 ②根据题意得到△H=xkJ∙mol−1+(-241.5kJ∙mol−1)×2−(−393.5kJ∙mol−1)=−164.7kJ∙mol−1，解得x=−75.2；故答案为：−75.2。 17．(1) 还原 (2)BD (3) 1 1 (4) 化学能转化为电能 CD 【详解】（1）铁属于活泼的金属，该原电池工作过程中，铁是负极，电池的负极上的电极反应式为，石墨电极是正极，正极上发生了得到电子的还原反应。 （2）A. 电子不能进入溶液，外电路的电子移动的方向：铁电极石墨，A错误； B. 原电池中阳离子移向正极，则盐桥中的会向右侧烧杯移动，B正确； C. 铁失去电子转化为亚铁离子，所以溶液的颜色会逐渐变深，C错误； D. 将盐桥换成盐桥，银离子进入右侧溶液中，与氯离子结合生成氯化银沉淀，因此该装置不能长时间正常工作，D正确； 答案选BD。 （3）当铁电极减少时，参加反应的铁的物质的量是0.5mol，失去1mol电子，所以外电路中转移的电子数目为，右侧烧杯中得到电子转化为亚铁离子，因此铁离子的物质的量改变了1。 （4）原电池工作时能量转化形式为化学能转化为电能； A. 与的反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A不符合； B. 和的反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，B不符合； C. 和的反应是自发进行的氧化还原反应，能设计成原电池，C符合； D. 和的反应是自发进行的氧化还原反应，能设计成原电池，D符合； 答案选CD。 18．(1) CH3COO--8e-+2H2O=2CO2+7H+ B 4NA (2)C 【分析】微生物燃料电池中，A极由CH3COO-转化为CO2，碳元素的化合价升高，则A极为负极，电极反应式是CH3COO--8e-+2H2O=2CO2+7H+；B电极作正极，电极反应式为；溶液中的H+通过质子交换膜向正极移动，即向B极区溶液移动，据此分析解答。 【详解】（1）①分析题中装置图，A极由CH3COO-转化为CO2，碳元素的化合价升高，则A极为燃料电池的负极，电极反应式是CH3COO--8e-+2H2O=2CO2+7H+； ②B极为正极，电极反应式是，溶液中的H+通过质子交换膜向正极移动，即向B极区溶液移动； ③在好氧微生物反应器中，发生反应+2O2= NO+H2O+2H+，转化1mol，转移的电子的物质的量是8mol，当转化时，转移的电子数为4NA。 （2）A．根据分析，A极为负极，B极作正极，电子由负极流向正极，即从A电极流向B电极，溶液中的H+通过质子交换膜向正极移动，即从左到右，A正确； B．B电极作正极，得电子发生还原反应，电极反应式为，B正确； C．根据分析，A极电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O=2CO2+7H+，转移40mol电子生成10mol，B极电极反应式为，转移40mol电子生成4mol，则相同条件下与的体积之比等于其物质的量之比为5:2，C错误； D．该电池是微生物燃料电池，微生物不能在高温条件下生存，故该电池在高温情况下无法正常工作，D正确； 故选C。 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 $$