题型02 化学电源（江苏专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期中真题分类汇编

题型02 化学电源 1．(22-23高一下·江苏淮安、宿迁七校·期中)普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一特点，科学家们发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的化学方程式为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag，下列有关说法正确的是 A．该装置将电能转化为化学能 B．原理示意图中，电流从Cu流向Ag2O C．Ag2O/Ag电极为正极 D．电池工作时，OH-向正极移动 2．(22-23高一下·江苏响水中学·期中)某科研小组设计如图所示的原电池装置制取硫酸并处理含氯废水 []。下列有关说法正确的是 A．电极A为原电池负极，电极材料可以选用Fe B．I区溶液中升高，II区溶液中降低 C．电极的电极反应式为 D．每消耗气体，理论上可以处理含氯废水 3．(22-23高一下·江苏镇江中学·期中)采用惰性电极，以氮气和水为原料通过电解法制备氨的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电解时，溶液中K+向a极移动 B．电解时，电子由电源负极经导线流向a极 C．电解时，a极上发生反应：N2+6e-+6H+=2NH3 D．电解一段时间后，b极附近溶液的pH减小 4．(22-23高一下·江苏扬州广陵区红桥高级中学·期中)锌—空气电池可用作电动车的动力电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该装置将电能转变为化学能 B．石墨为负极 C．电子经外电路由Zn流向石墨 D．氧气在石墨电极上发生氧化反应 5．(22-23高一下·江苏连云港高级中学·期中)以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是 A．该电池工作时能量由电能转化为化学能 B．A极为电池正极，发生还原反应 C．负极的电极反应式为CH4＋4O2ˉ-8eˉ=CO2＋2H2O D．该电池的总反应为CH4＋2O2 = CO2＋2H2O 6．(23-24高一下·江苏徐州铜山区·期中)《中国碳中和与清洁空气协同路径(2022)》报告指出，我国要在2030年实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研小组用电化学方法将转化为CO实现再利用，转化的基本原理如图所示。下列说法不正确的是    A．该装置能将化学能转化为电能 B．N极电极反应方程式为 C．工作一段时间后，M电极室中的溶液pH下降 D．外电路中，电流由N极经负载流向M极 7．(22-23高一下·江苏扬州高邮·期中)碳中和可有效解决全球变暖，在稀硫酸中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其转化为乙醛(CH3CHO)原理如图所示，下列说法正确的是 A．铜电极上产生CH3CHO的电极反应式为：2CO2-10e−+10H+=CH3CHO+3H2O B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．每产生22.4LO2电路中要通过4mol电子 D．电解时，Pt电极附近的pH减小 8．(22-23高一下·江苏镇江第一中学镇江第二中学等·期中)下列说法正确的是 A．镀铜铁器表面破损后仍不易腐蚀 B．盐酸与锌粉反应时，若加入少量CuSO4溶液，能加快H2产生速率 C．装置①的总反应式：3Cu+2Fe3+=3Cu2++2Fe D．装置②中Cu电极上有大量气体产生 9．(23-24高一下·江苏扬州扬大附中·期中)某原电池装置如图所示，下列说法正确的是 A．棒作原电池的正极 B．棒处的电极反应式： C．电子从棒流向棒 D．该装置能将电能转化为化学能 10．(22-23高一下·江苏镇江第一中学镇江第二中学等·期中)利用如图所示装置，当 X、Y 选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业 生产。下列说法中正确的是 A．铜的精炼中，X 是纯铜，Y 是粗铜，Z 是 CuSO4 B．电镀工业中，X 是待镀金属，Y 是镀层金属 C．外加电流的阴极保护法中，X 是待保护金属 D．氯碱工业中，X、Y 均为石墨，Y 附近能得到氢氧化钠 11．(22-23高一下·江苏灌云县·期中)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是 A．电子通过外电路从b极流向a极 B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e--=4OH-- C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2 D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极 12．(22-23高一下·江苏镇江第一中学镇江第二中学等·期中)如图所示电池装置可将HCOOH转化为KHCO3。下列说法正确的是 A．每消耗1molO2，可将2molFe2+转化为Fe3+ B．放电过程中需补充的物质X为KOH C．左室电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-=HCO+H2O D．放电时，K+由右室通过阳离子膜移向左室 13．(23-24高一下·江苏徐州铜山区·期中)化学反应都伴随着能量的变化，请根据有关知识回答下列问题： (1)已知完全燃烧生成液态水放出热量，  ，则a 726.5(填“>”“<”或“=”)。 (2)已知断裂键、键、键需要吸收的能量分别为、、。则在中燃烧生成气态水的热化学方程式为 。 铅蓄电池是常见的二次电池，其工作原理如图所示。放电时总反应为：，负极电极反应式为。 (3)写出放电时正极的电极反应式： 。 (4)铅蓄电池放电时一段时间，当转移电子时，负极质量将增大 g。 金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为。 已知：①电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。 ②阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。 (5)比较、、三种金属一空气电池，则、、分别作为电极时“理论比能量”由大到小的顺序为 ，该电池正极的电极反应式为 ，若为-空气电池，为防止负极区沉积，宜采用 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 14．(22-23高一下·江苏扬州高邮·期中)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 。 15．．(23-24高一下·江苏连云港七校·期中)原电池原理的发现改变了人们的生活方式。某学习小组用如图所示装置A、B分别探究金属锌与稀硫酸的反应，请回答以下问题。 (1)B中Zn板是 极(填“正”或“负”)，发生的电极反应是 ，向Zn板移动的离子有 。 (2)B中电子由 极(填“正”或“负”)流出，Cu板上的现象是 。 (3)从能量转化的角度来看，B中主要是将化学能转变为 。 16．(23-24高一下·江苏东海县·期中)和等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 (1)碱液吸收。将硝酸工业的尾气（主要为和）通入溶液中充分吸收，所得溶液经浓缩、结晶、过滤，可以得到晶体。 ①和混合气体与溶液反应生成的离子方程式为 ． ②若使用溶液代替溶液，所得晶体中除含有外，还有 （填化学式）。 (2)催化还原。汽车的尾气净化装置如图所示，在催化剂表面上与反应生成，若尾气的温度过高导致最终排放出的气体中氮氧化物浓度偏高，原因可能是 ． (3)电化学还原。利用如图所示原电池的装置使与均转化为，既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能。 ①电极A上发生的电极反应为 。 ②为使电池持续放电，离子交换膜应为 离子交换膜（填“阳”或“阴”）。 (4)的氧化。已知。室温下，固定进入反应器的物质的量，改变加入的物质的量，反应一段时间后体系中随反应前的变化如图所示。当时，反应后的物质的量减少，其原因是 ． 17．(22-23高一下·江苏扬州中学·期中)化学反应原理在指导实验和生产实际具有重要作用，请结合所学知识完成下列问题： (1)在2L的密闭绝热容器中，通入等物质的量的NO和O2气体，n(NO)随时间的变化如下表： t/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.012 0.008 0.005 0.004 0.004 ①反应开始至第2s时，NO的平均反应速率为 。 ②在第5s时，O2的转化率为 。 ③下列能说明反应已达平衡的是 。 a．单位时间内，每生成一定物质的量浓度的NO，同时有相同物质的量浓度的NO2生成 b．气体混合物物质的量不再改变 c．气体混合物平均相对分子质量不再改变 d．容器内温度不再发生变化 e．密闭容器内气体颜色不再改变 f．混合气的密度不再改变 (2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为 。 A．铝片、铜片      B．铜片、铝片      C．铝片、铝片 (3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题： ①氢氧燃料电池的正极电极反应式为： 。 ②当有5mol电子通过外电路时，负极消耗的气体体积(标准状况下)为 。 18．(22-23高一下·江苏徐州第一中学·期中)甲醇()的合成与应用具有广阔的发展前景。 (1)工业上通过和化合来制备：，若将和混合后充分反应，放出的热量 (填“大于”、“等于”或“小于”)。 (2)工业上还可以通过与反应制备：。 ①保持温度不变，向恒容密闭容器中充入和，能说明该反应已达平衡状态的是 (填字母)。 a.b.c.容器内压强保持不变 ②在恒容密闭容器中，反应过程中反应物和生成物的物质的量数据见下表： 反应时间 2 6 0 1 1.5 1.5 内的平均反应速率 。反应达平衡时， 。 ③向恒容密闭容器中充入一定量CO2和，在不同催化剂作用下合成甲醇，反应进行相同时间后(均未达到化学平衡状态)，CO2的转化率随反应温度的变化如图所示。其中a点CO2的转化率高于b点的原因是 。 (3)“甲醇-氧气”燃料电池装置示意图如图所示。 ①燃料电池工作时，H+向 (填“A”或“B”)极区移动。 ②线路中通过1mol电子时，B区生成水的质量为 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 题型02 化学电源 1．(22-23高一下·江苏淮安、宿迁七校·期中)普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一特点，科学家们发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的化学方程式为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag，下列有关说法正确的是 A．该装置将电能转化为化学能 B．原理示意图中，电流从Cu流向Ag2O C．Ag2O/Ag电极为正极 D．电池工作时，OH-向正极移动 【答案】C 【分析】根据总反应2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag，铜失电子发生氧化反应，铜是负极、Ag2O是正极。 【详解】A．该装置为原电池，将化学能转化为电能，故A错误；     B．铜是负极、Ag2O是正极，原理示意图中，电流从Ag2O流向Cu，故B错误； C．Ag2O 得电子生成银单质，Ag2O/Ag电极为正极，故C正确；     D. 原电池中，阴离子移向负极，电池工作时，OH-向负极移动，故D错误； 选C。 2．(22-23高一下·江苏响水中学·期中)某科研小组设计如图所示的原电池装置制取硫酸并处理含氯废水 []。下列有关说法正确的是 A．电极A为原电池负极，电极材料可以选用Fe B．I区溶液中升高，II区溶液中降低 C．电极的电极反应式为 D．每消耗气体，理论上可以处理含氯废水 【答案】D 【详解】A．Fe会在负极失去电子，无法制取硫酸，负极是SO2失去电子生成较浓的硫酸，故A错误； B．I区SO2失去电子生成较浓的硫酸，溶液中升高，B电极Fe3++e-=Fe2+，有H+穿过质子交换膜进入II区，II区溶液中升高，故B错误； C．电荷不守恒，电极的电极反应式为，故C错误； D．根据电极方程式每消耗气体，转移电子数为1mol，B极Fe3++e-=Fe2+，转移1mol电子产生1molFe2+，，可以反应0.25mol ，，故D正确； 故答案为D。 3．(22-23高一下·江苏镇江中学·期中)采用惰性电极，以氮气和水为原料通过电解法制备氨的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电解时，溶液中K+向a极移动 B．电解时，电子由电源负极经导线流向a极 C．电解时，a极上发生反应：N2+6e-+6H+=2NH3 D．电解一段时间后，b极附近溶液的pH减小 【答案】C 【分析】a电极上N2转化为NH3，N元素化合价降低，发生还原反应，a电极为阴极；b电极上OH-转化为O2，O元素化合价升高，发生氧化反应，b电极为阳极。 【详解】A．电解时，溶液中K+向阴极移动，即向A极移动，A项正确； B．电解时，电流经导线由a极移向电源负极，电流与电子流向相反，所以电子由电源负极经导线流向a极，B项正确； C．电解质溶液为KOH溶液，电解时，a极上N2和水反应生成NH3和OH-，电极反应式为：，C项错误； D．b极的电极反应为：，电解过程中消耗OH-，pH减小，D项正确； 答案选C。 4．(22-23高一下·江苏扬州广陵区红桥高级中学·期中)锌—空气电池可用作电动车的动力电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．该装置将电能转变为化学能 B．石墨为负极 C．电子经外电路由Zn流向石墨 D．氧气在石墨电极上发生氧化反应 【答案】C 【分析】该电池中Zn电极失电子做负极，空气中氧气得电子，石墨做正极。 【详解】A．原电池是化学能转化为电能的装置，故A错误； B．空气中氧气得电子，石墨做正极，故B错误； C．电子经过导线由负极流向正极，故由Zn流向石墨，故C正确； D．空气中氧气得电子，发生还原反应，故D错误； 故选C。 5．(22-23高一下·江苏连云港高级中学·期中)以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是 A．该电池工作时能量由电能转化为化学能 B．A极为电池正极，发生还原反应 C．负极的电极反应式为CH4＋4O2ˉ-8eˉ=CO2＋2H2O D．该电池的总反应为CH4＋2O2 = CO2＋2H2O 【答案】A 【详解】A．该装置为原电池，工作时能量由化学能转化为电能，A错误； B．A电极通入氧气，化合价降低，发生还原反应，A电极为电池正极， B正确； C．甲烷燃料电池中甲烷为负极，甲烷失去电子和氧离子结合生成二氧化碳和水，电极反应式为：CH4＋4O2ˉ-8eˉ=CO2＋2H2O，C正确； D．甲烷燃烧生成二氧化碳和水，该电池的总反应为：CH4＋2O2 = CO2＋2H2O，D正确； 答案选A。 6．(23-24高一下·江苏徐州铜山区·期中)《中国碳中和与清洁空气协同路径(2022)》报告指出，我国要在2030年实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研小组用电化学方法将转化为CO实现再利用，转化的基本原理如图所示。下列说法不正确的是    A．该装置能将化学能转化为电能 B．N极电极反应方程式为 C．工作一段时间后，M电极室中的溶液pH下降 D．外电路中，电流由N极经负载流向M极 【答案】B 【分析】由图可知，M极发生氧化反应生成氧气，为负极；N极发生还原反应生成CO，为正极； 【详解】A．该装置为原电池装置，能将化学能转化为电能，A正确； B．N极二氧化碳得到电子发生还原反应生成CO，电极反应方程式为，B错误； C．M极发生氧化反应生成氧气，工作一段时间后，M电极室中生成氢离子迁移到N极，氢离子个数不变，但由于消耗了水，导致溶液酸性增强，pH下降，C正确； D．外电路中，电流由正极流向负极，故由N极经负载流向M极，D正确； 故选B。 7．(22-23高一下·江苏扬州高邮·期中)碳中和可有效解决全球变暖，在稀硫酸中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其转化为乙醛(CH3CHO)原理如图所示，下列说法正确的是 A．铜电极上产生CH3CHO的电极反应式为：2CO2-10e−+10H+=CH3CHO+3H2O B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．每产生22.4LO2电路中要通过4mol电子 D．电解时，Pt电极附近的pH减小 【答案】D 【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛和水，电极反应式为2CO2+10e−+10H+=CH3CHO+3H2O，电解池工作时，氢离子通过阳离子交换膜由阳极室进入阴极室。 【详解】A．由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛和水，电极反应式为2CO2+10e−+10H+=CH3CHO+3H2O，故A错误； B．由分析可知，电解池工作时，氢离子通过阳离子交换膜由阳极室进入阴极室，故B错误； C．缺标准状况下，无法计算22.4L氧气的物质的量和电路中要通过电子的物质的量，故C错误； D．由分析可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+，则电解时，Pt电极附近溶液的pH减小，故D正确； 故选D。 8．(22-23高一下·江苏镇江第一中学镇江第二中学等·期中)下列说法正确的是 A．镀铜铁器表面破损后仍不易腐蚀 B．盐酸与锌粉反应时，若加入少量CuSO4溶液，能加快H2产生速率 C．装置①的总反应式：3Cu+2Fe3+=3Cu2++2Fe D．装置②中Cu电极上有大量气体产生 【答案】B 【详解】A．镀铜铁器表面破损后，铁和铜构成原电池，加速铁腐蚀，A错误； B．盐酸与锌粉反应时，若加入少量CuSO4溶液，生成单质铜，形成铜、锌、盐酸原电池，能加快H2产生速率，B正确； C．装置①为原电池，铜做负极，石墨做正极，铜和铁离子发生氧化还原反应，生成铜离子和亚铁离子，总反应式：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，C错误； D．装置②为电解池，Cu电极为阳极，发生氧化反应，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，无气体产生，D错误； 故答案为：B。 9．(23-24高一下·江苏扬州扬大附中·期中)某原电池装置如图所示，下列说法正确的是 A．棒作原电池的正极 B．棒处的电极反应式： C．电子从棒流向棒 D．该装置能将电能转化为化学能 【答案】B 【详解】A．锌比铜活泼， Zn棒作原电池的负极，A错误； B．Zn棒为负极，电极反应式：Zn - 2e- = Zn2+，B正确； C．电子从负极流向正极，即棒流向棒，C错误； D．该装置是原电池，将化学能转化为电能，D错误； 故选B。 10．(22-23高一下·江苏镇江第一中学镇江第二中学等·期中)利用如图所示装置，当 X、Y 选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业 生产。下列说法中正确的是 A．铜的精炼中，X 是纯铜，Y 是粗铜，Z 是 CuSO4 B．电镀工业中，X 是待镀金属，Y 是镀层金属 C．外加电流的阴极保护法中，X 是待保护金属 D．氯碱工业中，X、Y 均为石墨，Y 附近能得到氢氧化钠 【答案】D 【详解】A. 铜的精炼中，粗铜作阳极X，纯铜作阴极Y，硫酸铜溶液作电解质溶液，故A错误； B. 电镀工业上，Y是待镀金属，X是镀层金属，故B错误； C. 外加电流的阴极保护法中，阴极是待保护金属，即Y是待保护金属，故C错误； D. 氯碱工业上，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阴极附近得到氢氧化钠，即Y附近能得到氢氧化钠，故D正确； 故选D。 11．(22-23高一下·江苏灌云县·期中)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是 A．电子通过外电路从b极流向a极 B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e--=4OH-- C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2 D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极 【答案】D 【详解】A．燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极，则a是负极，通入氧化剂的电极b是正极，电子从负极a沿导线流向正极b，A错误； B．b是正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，B错误； C．温度和压强未知，导致气体摩尔体积未知，所以无法计算氢气体积，C错误； D．放电时，a是负极、b是正极，阳离子氢离子从负极a通过固体酸电解质传递到b极，D正确，答案选选D。 12．(22-23高一下·江苏镇江第一中学镇江第二中学等·期中)如图所示电池装置可将HCOOH转化为KHCO3。下列说法正确的是 A．每消耗1molO2，可将2molFe2+转化为Fe3+ B．放电过程中需补充的物质X为KOH C．左室电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-=HCO+H2O D．放电时，K+由右室通过阳离子膜移向左室 【答案】C 【分析】要在右侧产生硫酸钾，钾离子由左侧移向右侧，需要不断补充硫酸根离子，故放电过程中需补充的物质X为H2SO4，HCOOH燃料电池中，通入氧气的一极是正极，左侧投入KOH，为负极，右侧产生硫酸钾，以此解题。 【详解】A．每消耗1 mol O2，转移4mol电子，根据得失电子守恒，可知可将4 mol Fe2＋转化为Fe3＋，A错误； B．要在右侧产生硫酸钾，钾离子由左侧移向右侧，需要不断补充硫酸根离子，故放电过程中需补充的物质X为H2SO4，B错误； C．由分析可知左侧为负极，负极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为，C正确； D．HCOOH燃料电池中，通入氧气的一极是正极，左侧投入KOH，右侧产生硫酸钾，则钾离子由左侧移向右侧，即K+通过离子交换膜向右迁移，D错误； 故选C。 13．(23-24高一下·江苏徐州铜山区·期中)化学反应都伴随着能量的变化，请根据有关知识回答下列问题： (1)已知完全燃烧生成液态水放出热量，  ，则a 726.5(填“>”“<”或“=”)。 (2)已知断裂键、键、键需要吸收的能量分别为、、。则在中燃烧生成气态水的热化学方程式为 。 铅蓄电池是常见的二次电池，其工作原理如图所示。放电时总反应为：，负极电极反应式为。 (3)写出放电时正极的电极反应式： 。 (4)铅蓄电池放电时一段时间，当转移电子时，负极质量将增大 g。 金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为。 已知：①电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。 ②阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。 (5)比较、、三种金属一空气电池，则、、分别作为电极时“理论比能量”由大到小的顺序为 ，该电池正极的电极反应式为 ，若为-空气电池，为防止负极区沉积，宜采用 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 【答案】(1)< (2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  △H=(2a+b-4c)kJ/mol (3) (4)9.6 (5) 阳离子 【详解】（1）液态水变成气态水要吸收一部分热量，则a＜726.5， （2）△H=反应物的总键能－生成物的总键能，在中燃烧生成气态水的反应热为(2a+b-4c)kJ，则该反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  △H=(2a+b-4c)kJ/mol； （3）正极的反应为总反应减去负极的反应，其为； （4）铅蓄电池放电时一段时间，当转移0.2mol电子时，根据Pb～2e-～PbSO4，负极质量增大的为硫酸根的质量，故为96g/mol×0.1mol=9.6g； （5）假设三种金属质量都是1g时，这三种金属转移电子物质的量分别为：Mg：、Al：，Zn：，所以则Mg、Al、Zn分别作为电极时“理论比能量”由大到小的顺序为：Al>Mg>Zn；根据电池的总反应可知，正极上氧气得电子和水反应生成OH−，电极反应为；负极上Mg失电子生成Mg2+，为防止负极区沉积Mg(OH)2，则正极区生成的OH−不能向负极移动，故为阳离子交换膜。 14．(22-23高一下·江苏扬州高邮·期中)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 。 【答案】(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。 15．．(23-24高一下·江苏连云港七校·期中)原电池原理的发现改变了人们的生活方式。某学习小组用如图所示装置A、B分别探究金属锌与稀硫酸的反应，请回答以下问题。 (1)B中Zn板是 极(填“正”或“负”)，发生的电极反应是 ，向Zn板移动的离子有 。 (2)B中电子由 极(填“正”或“负”)流出，Cu板上的现象是 。 (3)从能量转化的角度来看，B中主要是将化学能转变为 。 【答案】(1) 负 Zn-2e—=Zn2+ (2) 负 有气泡产生 (3)电能 【分析】B装置为原电池，B中负极为Zn，正极为Cu；据此分析 【详解】（1）锌铜稀硫酸原电池中，活泼金属锌作负极，锌失电子，发生氧化反应，Zn-2e—=Zn2+；向Zn板移动 （2）B中负极失电子，电子由负极流出，氢离子在正极铜上得电子发生还原反应，Cu板上的现象是：有气泡产生； （3）将化学能转变为电能 16．．(23-24高一下·江苏东海县·期中)和等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 (1)碱液吸收。将硝酸工业的尾气（主要为和）通入溶液中充分吸收，所得溶液经浓缩、结晶、过滤，可以得到晶体。 ①和混合气体与溶液反应生成的离子方程式为 ． ②若使用溶液代替溶液，所得晶体中除含有外，还有 （填化学式）。 (2)催化还原。汽车的尾气净化装置如图所示，在催化剂表面上与反应生成，若尾气的温度过高导致最终排放出的气体中氮氧化物浓度偏高，原因可能是 ． (3)电化学还原。利用如图所示原电池的装置使与均转化为，既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能。 ①电极A上发生的电极反应为 。 ②为使电池持续放电，离子交换膜应为 离子交换膜（填“阳”或“阴”）。 (4)的氧化。已知。室温下，固定进入反应器的物质的量，改变加入的物质的量，反应一段时间后体系中随反应前的变化如图所示。当时，反应后的物质的量减少，其原因是 ． 【答案】(1) (2)温度过高导致催化剂的活性下降，与的反应速率变小 (3) 阴 (4)过多的将氧化为更高价态氮氧化物 【详解】（1）①和混合气体与溶液反应生成的离子方程式为：； ②若使用溶液代替溶液，反应过程中，会被氧化为，所得晶体中除含有外，还有； （2）尾气的温度过导致催化剂的活性下降，与的反应速率变小； （3）①与均转化为，通入氨气的一极为负极，通入二氧化氮的一极为正极，所以负极的电极反应式为：； ②正极的电极反应式为：2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-，为使电池持续放电，离子交换膜应允许OH通过，所以离子交换膜为阴离子交换膜； （4）O3的氧化性较强，把二氧化氮氧化为价态更高的氮的氧化物（或生成了N2O5）。 17．(22-23高一下·江苏扬州中学·期中)化学反应原理在指导实验和生产实际具有重要作用，请结合所学知识完成下列问题： (1)在2L的密闭绝热容器中，通入等物质的量的NO和O2气体，n(NO)随时间的变化如下表： t/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.012 0.008 0.005 0.004 0.004 ①反应开始至第2s时，NO的平均反应速率为 。 ②在第5s时，O2的转化率为 。 ③下列能说明反应已达平衡的是 。 a．单位时间内，每生成一定物质的量浓度的NO，同时有相同物质的量浓度的NO2生成 b．气体混合物物质的量不再改变 c．气体混合物平均相对分子质量不再改变 d．容器内温度不再发生变化 e．密闭容器内气体颜色不再改变 f．混合气的密度不再改变 (2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为 。 A．铝片、铜片      B．铜片、铝片      C．铝片、铝片 (3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题： ①氢氧燃料电池的正极电极反应式为： 。 ②当有5mol电子通过外电路时，负极消耗的气体体积(标准状况下)为 。 【答案】(1) 0.003mol·L−1·s−1 40% abcde (2)B (3) 56L 【详解】（1）①由表可知，反应开始至第2s时，NO的平均反应速率为。 ②反应为，则在第5s时，反应氧气，O2的转化率为。 ③a．单位时间内，每生成一定物质的量浓度的NO，同时有相同物质的量浓度的NO2生成，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，a符合题意； b．反应为气体分子数改变的反应，气体混合物物质的量不再改变，反应达到平衡状态，b符合题意； c．混合气体的平均摩尔质量为M=，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，反应达到平衡状态，c符合题意； d．反应为绝热容器，反应过程伴随能量的改变，容器内温度不再发生变化，反应达到平衡状态，d符合题意； e．生成的二氧化氮为红棕色气体，密闭容器内气体颜色不再改变，反应达到平衡状态，e符合题意； f．容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，f不符合题意； 故选abcde。 （2）铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，浓硝酸使铝片钝化后，反应中铜失去电子发生氧化反应，和稀硝酸生成硝酸铜，铜极为负极；一组插入烧碱溶液中，反应中铝失去电子发生氧化反应，和氢氧化钠生成偏铝酸根离子，铝极为负极；故选B。 （3）①氢氧燃料电池中，氧气得到电子发生还原反应生产水，为正极，正极电极反应式为：。 ②负极氢气失去电子生成氢离子，，当有5mol电子通过外电路时，负极消耗的2.5mol氢气，气体体积(标准状况下)为56L。 18．(22-23高一下·江苏徐州第一中学·期中)甲醇()的合成与应用具有广阔的发展前景。 (1)工业上通过和化合来制备：，若将和混合后充分反应，放出的热量 (填“大于”、“等于”或“小于”)。 (2)工业上还可以通过与反应制备：。 ①保持温度不变，向恒容密闭容器中充入和，能说明该反应已达平衡状态的是 (填字母)。 a.b.c.容器内压强保持不变 ②在恒容密闭容器中，反应过程中反应物和生成物的物质的量数据见下表： 反应时间 2 6 0 1 1.5 1.5 内的平均反应速率 。反应达平衡时， 。 ③向恒容密闭容器中充入一定量CO2和，在不同催化剂作用下合成甲醇，反应进行相同时间后(均未达到化学平衡状态)，CO2的转化率随反应温度的变化如图所示。其中a点CO2的转化率高于b点的原因是 。 (3)“甲醇-氧气”燃料电池装置示意图如图所示。 ①燃料电池工作时，H+向 (填“A”或“B”)极区移动。 ②线路中通过1mol电子时，B区生成水的质量为 。 【答案】 小于 c 1：1 a和b点均未达到平衡，b点比a点反应温度高，速率快，a点催化剂Ⅰ的效率比催化剂Ⅲ的高，化学反应速率更快(a点催化剂对速率的影响大于b点温度对速率的影响，所以a点CO2的转化率高) B 9 【详解】(1)由于是可逆反应，转化率达不到100%，因此若将和混合后充分反应，放出的热量小于。 (2)①a.甲醇和水蒸气均是生成物，根据方程式可知二者的浓度始终相等，则不能说明该反应已达平衡状态，a错误； b.说明正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，b错误； c.正反应体积减小，则容器内压强保持不变能说明该反应已达平衡状态，c正确； 答案选c； ②内消耗二氧化碳是1mol，结合方程式可知消耗氢气是3mol，浓度是1.5mol/L，则平均反应速率1.5mol/L÷5min＝。15min时消耗氢气是4.5mol，生成甲醇是1.5mol，20min时甲醇仍然是1.5mol，说明反应已经达到平衡状态，剩余氢气是1.5mol，则反应达平衡时，1：1。 ③由于a和b点均未达到平衡，b点比a点反应温度高，速率快，a点催化剂Ⅰ的效率比催化剂Ⅲ的高，化学反应速率更快(a点催化剂对速率的影响大于b点温度对速率的影响)，所以a点CO2的转化率高于b点； (3)①通入氧气的电极是正极，原电池中阳离子移向正极，则燃料电池工作时，H+向B极区移动。 ②正极反应式为O2+4e－+4H＋＝2H2O，线路中通过1mol电子时，B区生成水的质量为0.5mol×18g/mol＝9g。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$