第四章 阶段培优练(五) 原电池-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书word（人教版 单选）

阶段培优练(五)　原电池 (时间：90分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分；每小题只有一个选项符合题目要求) 1.分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　) A.①中Mg作正极 B.②中Mg作负极，电极反应式为Mg－2e－Mg2＋ C.③中Cu作负极时，电极反应式为Cu－2e－Cu2＋ D.④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－H2↑ 答案：C 解析：装置①中，Mg的金属活动性大于Al，则Mg作负极，A错误；装置②中，虽然Mg的金属活动性比Al强，但Mg与NaOH溶液不能发生反应，所以Mg作正极，Al作负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－[Al(OH)4]－，B错误；装置③中，由于Fe在浓HNO3中发生钝化，所以Cu作负极，电极反应式为Cu－2e－Cu2＋，C正确；装置④中，Fe发生吸氧腐蚀，Cu作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－4OH－，D错误。 2.以海水为电解质溶液的水激活电池结构如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.正极反应式是AgCl＋e－Ag＋Cl－ B.海水中的Cl－向镁电极移动 C.镁电极会发生副反应Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ D.电池总反应是2Ag＋＋Mg2Ag＋Mg2＋ 答案：D 解析：上述为原电池，镁作负极，发生失电子的氧化反应，氯化银在正极得电子发生还原反应生成银单质。正极反应式是AgCl＋e－Ag＋Cl－，A正确；海水中的Cl－向负极(镁电极)移动，B正确；镁为活泼金属，与水接触可能会发生副反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑，C正确；该电池总反应为Mg＋2AgCl2Ag＋MgCl2，D错误。 3.铁镍蓄电池放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2OFe(OH)2＋2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是(　　) A.电池负极为Fe B.电池放电时，正极反应为Ni2O3＋2e－＋3H2O2Ni(OH)2＋2OH－ C.电解质溶液可以是酸性介质 D.当转移2 mol电子时，负极增重34 g 答案：C 解析：铁镍蓄电池放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2OFe(OH)2＋2Ni(OH)2，Fe元素化合价从0价升至＋2价，发生氧化反应，则Fe作负极，电极反应式为Fe＋2OH－－2e－Fe(OH)2；Ni元素从＋3价降至＋2价，发生还原反应，则Ni2O3作正极，电极反应式为Ni2O3＋3H2O＋2e－2Ni(OH)2＋2OH－。由分析可知，Fe作负极，A正确；电池放电时，正极为Ni2O3，电极反应式为Ni2O3＋3H2O＋2e－2Ni(OH)2＋2OH－，B正确；反应后产物有氢氧化物，可知电解质溶液为碱性溶液，C错误；负极的电极反应式为Fe＋2OH－－2e－Fe(OH)2，当转移2 mol电子时，负极1 mol Fe转化为Fe(OH)2，质量增加34 g，D正确。 4.如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO(CH3)2是溶剂，反应原理是4Li＋FeS2Fe＋2Li2S。下列说法不正确的是(　　) A.该装置将化学能转化为电能 B.电子移动方向是由a极流向b极 C.不可以用水代替SO(CH3)2作溶剂 D.b极反应式是FeS2＋4Li＋－4e－Fe＋2Li2S 答案：D 解析：该装置是原电池，是将化学能转化为电能的装置，A正确；根据反应方程式，锂发生氧化反应，a极为负极、b极为正极，外电路中电子移动方向为由负极流向正极，即由a极流向b极，B正确；Li能与水反应，所以不能用水代替SO(CH3)2作溶剂，C正确；b极上FeS2得电子发生还原反应，电极反应式为FeS2＋4Li＋＋4e－Fe＋2Li2S，D错误。 5.一种用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是(　　)(　　) A.电极A为电池的正极 B.电池工作时，OH－向电极B移动 C.电极A上发生的电极反应为2NH3＋6OH－－6e－N2＋6H2O D.该电池工作时，每消耗标准状况下22.4 L NH3转移6 mol电子 答案：C 解析：电极A上氨气失电子产生氮气，电极A为负极，A错误；原电池中，阴离子向负极移动，则OH－向电极A移动，B错误；电极A上氨气失电子产生氮气，发生的电极反应为2NH3＋6OH－－6e－N2＋6H2O，C正确；根据电极反应式2NH3＋6OH－－6e－N2＋6H2O，该电池工作时，每消耗标准状况下22.4 L NH3转移3 mol电子，D错误。 6.银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag，其工作示意图如图。下列说法不正确的是(　　) A.Zn电极是电源的负极 B.电池工作一段时间后，Ag2O电极质量减轻 C.电解质溶液中的K＋移向Ag2O电极 D.Zn电极上发生的反应：Zn－2e－Zn2＋ 答案：D 解析：由总反应可知，锌发生氧化反应为负极，氧化银发生还原反应为正极，A正确；Ag2O电极反应为Ag2O＋2e－＋H2O2Ag＋2OH－，电池工作一段时间后，质量减轻，B正确；原电池中阳离子向正极移动，电解质溶液中的K＋移向Ag2O电极，C正确；锌电极上反应生成氢氧化锌：Zn－2e－＋2OH－Zn(OH)2，D错误。 7.某原电池装置如图所示，下列有关叙述中，不正确的是(　　) A.Fe作负极，发生氧化反应 B.工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大 C.正极反应：2H＋＋2e－H2↑ D.工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变 答案：D 解析：由图可知，铁电极为原电池的负极，电极反应式为Fe－2e－Fe2＋，石墨电极是正极，电极反应式为2H＋＋2e－H2↑，原电池工作时，盐桥中的钾离子向正极移动，氯离子向负极移动，则氯化钠溶液中氯离子浓度增大，A、B、C均正确；铁电极为原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，亚铁离子在溶液中水解使溶液呈酸性，溶液pH减小，石墨电极是正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，溶液pH增大，D错误。 8.由A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验，下列叙述中正确的是(　　) 实验装置 甲 乙 丙 现象 A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生 A.装置甲中的B金属是原电池的负极 B.装置乙中电流的流向为B→C C.装置丙中溶液里的S移向A D.四种金属的活动性顺序是D＞A＞B＞C 答案：D 解析：装置甲中，A金属不断溶解，所以A为负极，发生氧化反应，A错误；装置乙中，活泼金属与硫酸铜发生置换反应，置换出铜单质，吸附在正极上，C的质量增加，故C为正极，电流的流向为C→B，B错误；装置丙中，氢离子得电子，发生还原反应，所以产生氢气的一极为正极，A为正极，溶液中阴离子移向负极，C错误；在装置甲中，A为负极，B为正极，A的活动性强于B，在装置乙中，C为正极，B为负极，所以B的金属活动性强于C，在装置丙中，A为正极，D为负极，所以D的金属活动性强于A，故得出四者的金属活动性顺序为D＞A＞B＞C，D正确。 9.将相同的锌片和铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中，以下叙述不正确的是(　　) A.甲烧杯铜片上有气泡，乙烧杯中锌片上有气泡 B.两烧杯中溶液的H＋浓度都减小 C.产生气泡的速率甲比乙快 D.甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 答案：D 解析：甲中形成铜锌原电池，锌作负极，失电子，铜作正极，H＋在铜电极上得电子，生成H2，所以甲中铜片表面有气泡产生，乙装置中只是锌片与稀硫酸间发生了置换反应，方程式为Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑，乙烧杯中锌片上有气泡，A正确；由A可知两烧杯的溶液中氢离子浓度均减小，B正确；甲能形成原电池，乙不能构成原电池，所以产生气泡的速度甲比乙快，C正确，D错误。 10.下列关于如图所示装置的叙述，错误的是(　　) A.该装置将化学能转化为电能 B.电流从锌片经导线流向铜片 C.铜极发生的反应式为2H＋＋2e－H2↑ D.若电路通过0.2 mol电子，理论上负极溶解6.5 g锌 答案：B 解析：该装置是原电池，将化学能转化为电能，A正确；锌为负极，铜为正极，则电流从铜片经导线流向锌片，B错误；铜极氢离子得电子生成氢气，故电极反应式为2H＋＋2e－H2↑，C正确；根据负极发生反应Zn－2e－Zn2＋，电路通过0.2 mol电子，负极溶解0.1 mol Zn，质量为0.1 mol×65 g/mol＝6.5 g，D正确。 11.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是(　　) A.电流从锌极经过导线流向铜极 B.铜电极上发生反应Cu－2e－Cu2＋ C.电池工作一段时间后，乙池的c(Cu2＋)减小 D.电池工作一段时间后，甲池的c(Zn2＋)增加 答案：C 解析：Zn作负极失电子发生氧化反应，电子从锌极经过导线移向铜极，电流方向相反，A错误；铜离子在Cu表面得电子发生还原反应，电极上发生反应Cu2＋＋2e－Cu，B错误；铜电极上发生反应Cu2＋＋2e－Cu，电池工作一段时间后，乙池的c(Cu2＋)减小，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，甲池电极反应为Zn－2e－Zn2＋，甲中锌离子通过阳离子交换膜移向乙池，结合电荷守恒，c(Zn2＋)不变，D错误。 12.一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2＋以[Zn(OH)4]2－存在]。电池放电时，下列叙述错误的是(　　) A.Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移 B.Ⅰ区的S通过隔膜向Ⅱ区迁移 C.MnO2电极反应：MnO2＋2e－＋4H＋Mn2＋＋2H2O D.电池总反应：Zn＋MnO2＋2H2O[Zn(OH)4]2－＋Mn2＋ 答案：A 解析：根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn－2e－＋4OH－[Zn(OH)4]2－，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2＋2e－＋4H＋Mn2＋＋2H2O，K＋从Ⅲ区通过隔膜向Ⅱ区迁移，A错误；Ⅰ区的S通过隔膜向Ⅱ区移动，B正确；MnO2电极的电极反应式为MnO2＋2e－＋4H＋Mn2＋＋2H2O，C正确；电池的总反应为Zn＋MnO2＋2H2O[Zn(OH)4]2－＋Mn2＋，D正确。 13.某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质，以CH4、CH3OH为燃料时，该电池工作原理如图。下列说法正确的是(　　) A.a为CH4或CH3OH，b为CO2 B.Y电极的电极反应式为O2＋2CO2＋4e－2C C.电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用 D.C向正极移动 答案：B 解析：据图示工作原理及图示中的电子流向可知a处通入CH4、CH3OH，X作负极，b处通入空气，Y电极作正极，氧气在此处得电子，A错误；Y电极处空气中的O2得电子，与二氧化碳结合生成碳酸根，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－2C，B正确；电池工作时，熔融碳酸盐既能起导电的作用，也能为负极提供碳酸根离子参与负极反应，C错误；原电池中阴离子向负极移动，D错误。 14.某氢电池的工作原理如下图所示，下列说法正确的是(　　) A.该电池工作时，电子的流动方向为吸附层a→吸附层b→离子交换膜→吸附层a B.吸附层a发生的电极方程式为H2－2e－＋OH－H2O C.该电池的总反应不是氧化还原反应 D.该电池工作时，Na＋移向吸附层a 答案：C 解析：由图示可知，吸附层a中H2失电子生成H2O，故吸附层a为负极，吸附层b中H＋得电子生成H2，故吸附层b为正极。该电池工作时，电子的流动方向为吸附层a→导线→电流表→导线→吸附层b，A错误；吸附层a为负极，电极方程式为H2－2e－＋2OH－2H2O，B错误；电池的总反应为H＋＋OH－H2O，反应中没有化合价的改变，不是氧化还原反应，C正确；吸附层b是正极，该电池工作时，Na＋移向吸附层b，D错误。 15.一种双腔室H2O2燃料电池构造示意图如下，下列说法错误的是(　　) A.离子交换膜的作用是传导H＋ B.负极反应式为H2O2－2e－＋2OH－O2↑＋2H2O C.H2O2在电池反应中表现出氧化性和还原性 D.复合材料电极上每消耗1 mol H2O2，外电路中转移2 mol电子 答案：A 解析：由图可知，复合材料电极是燃料电池的正极，酸性条件下，过氧化氢在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为H2O2＋2e－＋2H＋2H2O，铂电极为负极，碱性条件下过氧化氢在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为H2O2－2e－＋2OH－O2↑＋2H2O，总反应为2H2O22H2O＋O2↑。由分析可知，电池工作时左侧正极消耗氢离子，钾离子通过阳离子交换膜由铂电极移向复合材料电极(或硫酸根离子通过阴离子交换膜移向右侧)，故A错误；由分析可知，铂电极为负极，碱性条件下过氧化氢在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为H2O2－2e－＋2OH－O2↑＋2H2O，故B正确；由分析可知，电池总反应为2H2O22H2O＋O2↑，反应中氧元素的化合价既升高被氧化又降低被还原，过氧化氢既是氧化剂又是还原剂，反应中表现出氧化性和还原性，故C正确；由分析可知，复合材料电极是燃料电池的正极，酸性条件下，过氧化氢在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为H2O2＋2e－＋2H＋2H2O，则复合材料电极上每消耗1 mol过氧化氢，外电路中转移2 mol电子，故D正确。 16.以熔融的碳酸盐(K2CO3)为电解液，泡沫镍为电极，氧化纤维布为隔膜(仅允许阴离子通过)可构成直接碳燃料电池，其结构如图所示，下列说法正确的是(　　) A.该电池工作时，C通过隔膜移动到a极 B.若a极通入空气，负载通过的电流将增大 C.b极的电极反应式为2CO2＋O2－4e－2C D.为使电池持续工作，理论上需要补充K2CO3 答案：A 解析：该电池的总反应方程式为C＋O2CO2，炭粉在负(a)极失电子发生氧化反应，空气中的氧气在正(b)极得电子，该电池工作时，阴离子C通过隔膜移动到a极，故A正确；a极通入Ar，可以使炭粉和熔融碳酸盐的混合物隔绝空气，防止炭粉被氧化，如果a极通入空气，炭粉将直接被氧化，负载上没有电流通过，故B错误；b极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为2CO2＋O2＋4e－2C，故C错误；该电池的总反应方程式为C＋O2CO2，从方程式可以看出钾离子和碳酸根离子都没有被消耗，因此理论上不需要补充K2CO3，故D错误。 二、非选择题(本题包括4小题，共52分) 17.(12分)随着工业的发展，如何高效处理污水成为人类亟待解决的问题。 (1)利用原电池原理，酸性废水中的N在水处理剂(主要成分为铁粉、炭粉)表面的变化如图所示。 ①图中，纳米铁粉作　　　　　(填“正极”或“负极”)，多孔炭粉的作用为　　　　　　　　　　　　　　　。 ②正极上的电极反应式为　　　　　　　。 (2)科研人员利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体，装置如图(a、b为离子交换膜)。 ①石墨电极M上的电极反应式为　　　　　　　。 ②a为　　　　　(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 ③在放电过程中，Na＋由中间室向　　　　　(填“M”或“N”)极室移动。 ④理论上M极每处理0.8 mol N，电路中通过的电子数为　　　　　NA。 答案：(1)①负极　作原电池的正极　②N＋8e－＋10H＋N＋3H2O (2)①2N－6e－N2↑＋8H＋　②阴离子　③N　④2.4 解析：(1)①Fe比C活泼，Fe作负极，C作正极，则纳米铁粉作负极，多孔炭粉的作用为作原电池的正极；②正极上硝酸根离子得电子生成铵根，电极反应式为N＋8e－＋10H＋N＋3H2O；(2)由图可知，该装置为原电池，N 发生失电子的氧化反应生成N2，则电极M是负极，负极反应式为2N－6e－N2↑＋8H＋，电极N是正极，正极上N发生得电子的还原反应生成N2，正极反应式为2N＋10e－＋12H＋6H2O＋N2↑，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。①由分析知，负极反应式为2N－6e－N2↑＋8H＋；②、③电极M是负极，电极N是正极，Na＋由中间室向N极室移动，Cl－向M极室移动，则a为阴离子交换膜；④M极反应式为2N－6e－N2↑＋8H＋，消耗2 mol铵根转移6 mol电子，则每处理0.8 mol N转移电子数为2.4NA。 18.(12分)碳元素可以形成数量丰富的化合物，如CO与CO2等氧化物，H2CO3、H2C2O4、HCN等弱酸及其盐。回答下列问题： (1)HCN的结构式为　　　　。 (2)氢氰酸的钾盐KCN在电镀工业中有重要应用，其水溶液呈碱性。用离子方程式解释KCN水溶液显碱性的原因是　　　　　　　。 (3)人体内草酸累积过多容易导致结石，其主要成分是草酸钙CaC2O4，草酸钙在水中的沉淀溶解平衡可表示为　　　　　　　。 (4)已知，H2CO3、H2C2O4、HCN的电离平衡常数如下表。 H2CO3 H2C2O4 HCN Ka1 4.5×10－7 5.6×10－2 6.2×10－10 Ka2 4.7×10－11 1.5×10－4 — ①25 ℃时，某Na2C2O4溶液的pH＝8，关于此溶液中的微粒浓度，下列说法正确的是 　　　　(填字母)。 A.c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HC2)＋c(C2)＋c(OH－) B.c(Na＋)＝2c(H2C2O4)＋2c(HC2)＋2c(C2) C.c(Na＋)＞c(C2)＞c(OH－)＞c(HC2) ②25 ℃时，将15 mL 0.1 mol/L NaOH溶液和10 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液混合并充分反应，所得溶液呈　　　　(选填“酸性”“中性”或“碱性”)。 ③将少量H2C2O4溶液加入KCN溶液中，发生反应的离子方程式为　　　　　 　 　　　　　　　。 (5)Na-CO2电池可以实现对CO2的利用，该类电池放电的反应方程式为4Na＋3CO22Na2CO3＋C。其工作原理如图所示(固体沉积物中含两种固体)。请写出正极的反应方程式：　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)H—C≡N　(2)CN－＋H2OHCN＋OH－　(3)CaC2O4(s)Ca2＋(aq)＋C2(aq)　(4)①BC　②酸性　③H2C2O4＋2CN－C2＋2HCN　(5)3CO2＋4Na＋＋4e－C＋2Na2CO3 解析：(1)氢原子最外层1个电子，碳原子最外层4个电子，氮原子最外层5个电子，为分别达到最外层2、8、8个电子的稳定结构，需以共价键的形式结合成分子，电子式为H︰C︙︙N︰，则结构式为H—C≡N；(2)KCN水溶液中CN－水解显碱性，离子方程式为CN－＋H2OHCN＋OH－ ；(3)草酸钙在水中是难溶物质，草酸钙在水中的沉淀溶解平衡可用离子方程式表示为CaC2O4(s)Ca2＋(aq)＋C2(aq)。(4)①25 ℃时，Na2C2O4溶液pH＝8，此溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HC2)＋2c(C2)＋c(OH－)，A错误；此溶液中存在元素守恒：c(Na＋)＝2c(H2C2O4)＋2c(HC2)＋2c(C2)，B正确；此溶液中主要存在的离子为Na＋和C2，且c(Na＋)＞c(C2)，C2水解生成HC2和OH－，水的电离也生成OH－，所以c(OH－)＞c(HC2)，综上所述：c(Na＋)＞c(C2)＞c(OH－)＞c(HC2)，C正确。②15 mL 0.1 mol/L NaOH溶液和10 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液混合并充分反应，得到的溶液中的溶质为NaHC2O4和Na2C2O4，且二者的物质的量之比为1∶1，由于该溶液中主要存在C2的水解和HC2的电离，Kh＝＝≈6.7×10－11＜1.5×10－4，所以HC2的电离程度大于C2的水解程度，所以溶液呈酸性；③由于各酸的电离平衡常数存在：H2C2O4＞HC2 ＞HCN，根据强酸制取弱酸原理，可以发生以下离子反应：H2C2O4＋2CN－C2＋2HCN；(5)由总反应方程式及工作原理图知：钠箔作电池负极，电极反应式为Na－e－Na＋，根据得失电子守恒，总反应式减去负极电极反应式，得正极电极反应式：3CO2＋4Na＋＋4e－C＋2Na2CO3。 19.(14分)丙烯是重要的有机化工原料，具有广泛用途。工业上常用以下两种方法制丙烯： Ⅰ.丙烷直接脱氢法：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋124.3 kJ·mol－1 Ⅱ.丙烷氧化脱氢法：C3H8(g)＋O2(g)C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH2 回答下列问题： (1)已知H2O(l)H2O(g)　ΔH3＝＋44.0 kJ·mol－1，H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则ΔH2＝　　　　kJ·mol－1。 (2)反应Ⅱ属于自由基反应，其反应历程如下： ①C3H8＋O2·C3H7＋HO2· ②…… ③H2O22HO· ④2HO·O2＋H2O 第②步反应的方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (3)下列关于反应Ⅰ、Ⅱ的说法正确的是　　　　(填标号)。 A.n(O2)与n(H2O)比值保持不变，表明反应Ⅱ达到平衡状态 B.对于反应Ⅰ，正反应活化能大于逆反应活化能 C.2v正(C3H8)＝v逆(C3H6)表明反应Ⅰ达到平衡状态 D.其他条件相同，反应Ⅰ分别在恒容和恒压时进行，前者丙烷的平衡转化率更高 (4)发生反应Ⅰ时，易发生副反应C3H8(g)CH4(g)＋C2H4(g)，将2 mol丙烷通入反应器，在T ℃、100 kPa条件下进行反应，测得平衡体系中C3H8与CH4的体积分数分别为40％和4％，则丙烷转化为丙烯的转化率为　　　　％(计算结果保留一位小数，下同)。反应Ⅰ的平衡常数Kp＝　　　　　　(用物质的平衡分压代替其物质的量浓度)。 (5)丙烷可用作如图所示的固态氧化物燃料电池，X、Y为惰性电极。电池工作时电子流动的方向为　　　　　　　　，负极的电极反应式为　　　　　　　。 答案：(1)－117.5　(2)·C3H7＋HO2·C3H6＋H2O2　(3)AB　(4)37.2％　16.9 kPa　(5)Y→负载→X　C3H8－20e－＋10O2－3CO2＋4H2O 解析：(1)根据题意，设Ⅲ.H2O(l)H2O(g)　ΔH3＝＋44.0 kJ·mol－1；H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，设Ⅳ.H2(g)＋O2(g)H2O(l) 　ΔH4＝－285.8 kJ/mol，由盖斯定律可知，Ⅱ＝Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅳ，则ΔH2＝ΔH1＋ΔH3＋ΔH4＝(＋124.3 kJ/mol)＋(＋44.0 kJ/mol)＋(－285.8 kJ/mol)＝－117.5 kJ/mol。(2)由盖斯定律可知，反应Ⅱ－①－③－④得到第②步反应的方程式为·C3H7＋HO2·C3H6＋H2O2。(3)n(O2)与n(H2O)比值保持不变说明正逆反应速率相等，表明反应Ⅱ达到平衡状态，故A正确；反应Ⅰ是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，所以反应Ⅰ的正反应活化能大于逆反应活化能，故B正确；由方程式可知，当v正(C3H8)＝v逆(C3H6)能说明正逆反应速率相等，反应Ⅰ达到平衡状态，故C错误；反应Ⅰ是气体体积增大的反应，与恒容时进行反应相比，恒压时进行反应相当于减小压强，平衡向正反应方向移动，丙烷的转化率增大，所以恒压进行反应时丙烷的平衡转化率更高，故D错误。(4)设平衡时，丙烯和甲烷的物质的量分别为a mol和b mol，由题意可建立如下三段式： 　　　　 C3H8(g)　　C3H6(g)＋H2(g) 起(mol) 　2 　 0 　 0 变(mol) 　a 　 a 　 a 平(mol) 2－a 　 a 　 a 　　　　 C3H8(g)　　CH4(g)＋C2H4(g) 起(mol) 2－a 　 0 　 0 变(mol) b 　 b 　 b 平(mol) 2－a－b 　b 　 b 由丙烷和甲烷的体积分数可得：×100％＝40％、×100％＝4％，联立两式解得a＝0.743、b＝0.114，则丙烷转化为丙烯的转化率为×100％≈37.2％，丙烷、丙烯和氢气的分压为40％×100 kPa＝40 kPa、×100 kPa≈26.0 kPa和×100 kPa≈26.0 kPa，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝≈16.9 kPa。(5)由图可知，通入丙烷的Y电极为燃料电池的负极，丙烷在负极失去电子发生氧化反应结合O2－生成二氧化碳和水，电极反应式为C3H8－20e－＋10O2－3CO2＋4H2O，通入氧气的X电极为正极，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＋4e－2O2－，则电池工作时电子流动的方向为Y→负载→X。 20.(14分)原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中。 (1)一种处理垃圾渗透液并用其发电的装置工作示意图如下。 ①在空气中，微生物将垃圾渗透液硝化，该反应的离子方程式为　　　　　 　 　　　　　　　。 ②Y电极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　。 ③盐桥中Cl－移向　　　　　(填“X”或“Y”)极；当转移0.15 mol电子时，生成标准状况下N2的体积为　　　　 L。 (2)用于检测酒驾的酸性燃料电池酒精检测仪工作原理如图所示。 ①电极X是该电池的　　　　(填“正”或“负”)极，电池总反应式为　　　　　　　。 ②电池工作时，质子通过交换膜　　　　(填“从左向右”或“从右向左”)迁移。 答案：(1)①N＋2O2N＋H2O＋2H＋　②2N＋12H＋＋10e－N2↑＋6H2O　③X　0.896 (2)①负　CH3CH2OH＋O2H2O＋CH3COOH　②从左向右 解析：(1)①在空气中，微生物将垃圾渗透液硝化，N被O2氧化为N，该反应的离子方程式为N＋2O2N＋H2O＋2H＋；②Y电极上N结合H＋转化为N2和H2O，发生了还原反应，为正极，其电极反应式为2N＋12H＋＋10e－N2↑＋6H2O；③原电池中阴离子向负极移动，所以Cl－向X极移动；负极反应式为2NH3－6e－N2＋6H＋，据正负两极电极反应式得出原电池总反应式为3N＋3H＋＋5NH34N2＋9H2O，转移0.15 mol e－生成n(N2)＝0.04 mol，标准状况下体积为0.896 L。(2)①X电极上乙醇发生氧化反应转化成醋酸，为负极，电池总反应式为CH3CH2OH＋O2CH3COOH＋H2O；②原电池工作时阳离子向正极移动，所以质子通过交换膜从左向右迁移。 学科网（北京）股份有限公司 $