内容正文:
专题6
化学反应与能量转化
过去考什么
山东新高考全练
w答案:P416
1.(2025山东,12,不定项,4分;考点3)全铁
3.(2023山东,11,不定项,4分;考点2)利用
液流电池工作原理如图所示,两电极分别为
热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓
石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法
缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均
正确的是(
预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室加入足
量氨水后电池开始工作。下列说法正确的
是(
NH3
Fe3+/Fe2
Fe3+/Fe2
CuS04
低温
隔膜
溶液
热解
隔膜
A隔膜为阳离子交换膜
A.甲室Cu电极为正极
B.放电时,a极为负极
B.隔膜为阳离子膜
C.充电时,隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小
C.电池总反应为Cu2++4NH
D.理论上,Fe3+每减少1mol,Fe+总量相
[Cu(NH3)4]2+
应增加2mol
D.NH扩散到乙室将对电池电动势产生
2.(2024山东,13,不定项,4分;考点2)以不
影响
同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的NaBr
4.(2022山东,13,不定项,4分;考,点2)设计如
溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循
图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH
环方式,可实现高效制H2和O2,装置如图
稳定,借助其降解乙酸盐生成CO2,将废旧锂离
所示。下列说法错误的是(
子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2+,工
电源
作时保持厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至
甲室。已知电极材料均为石墨材质,右侧装置
催化剂
为原电池。下列说法正确的是(
BrO
A.电极a连接电源负极
B.加入Y的目的是补充NaBr
细菌
细菌
LiCoO2
C,电解总反应式为Br十3H,0通电BrO
乙酸盐阳膜CoCL,
乙酸盐阳膜盐酸
+3H2个
溶液
溶液
溶液
D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z):
A.装置工作时,甲室溶液pH逐渐增大
n(Br)=3:2
B.装置工作一段时间后,乙室应补充盐酸
73
实战
实战高考·化学】
C.乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e
C.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移
—Lit+Co2++40H
D.电解一段时间后,a极生成的O2与b极
D.若甲室Co+减少200mg,乙室Co2+增加
反应的O2等量
300mg,则此时已进行过溶液转移
7.(2020山东,14,不定项,4分;考,点1)1,3-丁
5.(2021山东,10,2分,考点2)以KOH溶液
二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步
为离子导体,分别组成CH3OH一O2、
H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子
N2H4一O2、(CH3)2NNH2一O2清洁燃料电
((CLC供H);第二步Br进攻碳正离子
池。下列说法正确的是()
完成1,2-加成或1,4-加成。反应进程中的
A.放电过程中,K+均向负极移动
能量变化如图所示。已知在0℃和40℃
B.放电过程中,KOH物质的量均减小
时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分
C.消耗等质量燃料,(CH3)2NNH2一O2燃
别为70:30和15:85。下列说法正确的
料电池的理论放电量最大
是(
D.消耗1molO2时,理论上N2H4一O2燃料电
池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
6.(2020山东,10,2分;考点3)采用惰性电
CH
量
极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制
CH,CH本CH,
+Br
(1,2-加成产物)
CH2=CH一CH=CH
CH,CHBrCH-CH,
+HBr
备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化
-CH.CH=CHCH2Br
(1,4-加成产物)
的影响,下列说法错误的是()
反应进程
A.1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定
02↑
电源为0,
B.与0℃相比,40℃时1,3-丁二烯的转化
H,02
率增大
a极
b极
C.从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率
换
增大,1,4加成正反应速率减小
D.从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率
A.阳极反应为2H2O-4e一4H++O2个
的增大程度小于其逆反应速率的增大
B.电解一段时间后,阳极室的pH未变
程度
将来考什公
山东模拟专练
w答案:P417
考点闯关
考点①化学反应的热效应
关系如图所示。
1.(2025山东聊城二模)在体积相等的多个恒
lg k
H
温恒容密闭容器中,分别充入1 mol CO2和
增
4
大
1molH2,发生反应CO2(g)+4H2(g)=
20
化
CH4(g)+2H2O(g)。在不同温度下反应相
o
%
同时间,测得1g正、lgk逆、H2转化率与温度
增大
/K-
74
O专题6化学反应与能量转化
已知:=k正c(CO2)·c4(H2),逆=
反应ⅡC3H(g)=C2H4(g)+CH4(g)
k逆·c(CH4)·c2(H2O),k正、k逆为速率常
回答下列问题:
数。下列说法正确的是(
已知氢气的摩尔燃烧焓△H=一285.8kJ/mol,
A.该反应的△H>0
HO(g)=HO(I)△=-44kJ/mol,则
B.代表lg正曲线的是MH
2Cs Hs(g)+O(g)2CH6(g)+2HO(g)
C.当2w(H2)=(H2O)时反应达到平衡
△H=
k/mol。
状态
4.(2025山东济宁一模,不定项)科学家研究
D.a、b、c三点中达到平衡状态的是a、b
的新型电化学装置实现了在常温常压下,
2.(2025山东青岛二模,不定项)某密闭容器
KOH电解质加速羰基中间体缩合高效
中发生以下两个反应:①X(g)十Y(g)=
合成。
M(g)十Q(g)K1;②X(g)十Y(g)=
直流电源
N(g)十Q(g)K2。反应①的正反应速率
OH
离子交换膜
(正=1·c(X)·c(Y),反应②的正反应
速率2(正)=k2·c(X)·c(Y),其中b1、k2为
反应①
速率常数。某温度下,体系中生成物浓度随
时间变化的关系如图所示。下列说法正确
KOH溶液
KOH溶液
的是(
)
下列说法正确的是(
↑c/mol·L-)
A阳极的电极反应之一为了OH
7
c(Q)
6
c(N)
2e+20H
0+2H,0
B.过程中两极室电解质溶液pH不变
2
c(M)
012345678910t/s
C.每生成1mol
阴极
A.反应①的活化能大于反应②
B.10s时,正反应速率(正)>2(逆)
至少有3molH2生成
C.0~6s内,X的平均反应速率0(X)=
D.反应①的反应类型为取代反应
0.5mol·L-1·s-1
5.(2025山东菏泽一模,不定项)双阴极微生
D该湿度时冬音
物燃料电池可进行硝化和反硝化脱氨,装置
如图。下列说法错误的是(
考点②反应焓变的计算
盖斯定律的应用
R
R
出水
出水
3.(2025山东日照二模节选)丙烯是制作医用
生物膜
口罩的原料之一。在一定温度,丙烷在
NO
Rhln/沸石催化剂表面发生化学反应:
NO.
NH
反应IC3H(g)=C3H(g)+H2(g)
缺氧阴极
厌氧阳极
好氧阴极
质子交换膜个个
质子交换膜
个
△H1=+124kJ/mol
进水:NO
进水:葡萄糖
进水:NH
75
实战
实战高考·化学】
A.H+的迁移方向:厌氧阳极→缺氧阴极,
B.充电时,M极电极反应式为
厌氧阳极→好氧阴极
B.装置工作时,“缺氧阴极”电极附近的溶
液pH增大
88
C.“好氧阴极”电极反应式为NH丈一6e
C.放电时,若起始两电极的质量相等,转移
+2H2 O-NO2+8H
1mol电子,两电极质量相差14g
D.放电过程中若有1 mol NH完全转化为
D.Li1-zCoO2结构如图所示,n(Co3+):
NO3,“好氧阴极”区内理论上消耗O2
n(Co4+)=5:7
(STP)44.8L
8.(2024山东德州一模)水系锌锰二次电池放
考点3化学能转化为电能—电池
电时存在电极MnO2剥落现象,造成电池容
6.(2024山东青岛一模,不定项)我国科学家
量衰减。研究发现,加入少量KI固体能很
研发了一种在废水处理中实现碳中和的绿
大程度恢复“损失”的容量,原理如图。已知
色化学装置,同时获得乙酰胺,其原理如图。
PBS膜只允许Zn+通过。下列说法错误的
下列说法错误的是(
是(
)
负载
催化剂
直流电源
NO:
Mn2+
NH,OH、
CH,CHO
CHCH=NOH>CHC=N-CH,CNH
NaOH溶液
含NO2废水与NaOH溶液
CO.
ZnSO
石墨电极a
阳离子交换膜
石墨电极!
溶液
剥落的MnO,
稀H,S04
A.石墨电极b为阳极,Na+由Ⅱ室移向
Zn
PBS膜
MnO2
I室
A.放电时,0.6molI参加反应,理论上负
B.电解一段时间后,I、Ⅱ室溶液的pH均
极减少13g
逐渐增大
B.充电时,电路中每通过2mole,阳极区
C.NO2发生还原反应:NO2+4e+
溶液减少87g
4H2O-NH2OH+5 OH
C.放电时的总反应:Zn十MnO2+4H+一
D.理论上,每产生0.1mol乙酰胺的同时电
Zn2++Mn2+++2H2O
极b有15.68L(标准状况下)O2生成
D.PBS膜的优点是能有效抑制电池的自
7.(2024山东济宁三模,不定项)采用有机电
放电
极材料制备的水系锂离子电池,工作原理如
9.(2024山东聊城三模)一种双阴极微生物燃
图所示。下列说法错误的是(
料电池的装置如图所示(燃料为CH3OH)。
&
下列说法正确的是(
出水
出水
出水
生物膜
HO
8
CH,OH
CH,OH
.●
缺氧阴极
厌氧阳极
好氧阴极
质子交换膜1
质子交换膜2
A.放电时,电极电势:M<N
进水:含NO
进水:含CH,OH
76
O专题6化学反应与能量转化
A.电池工作时,H+从左向右迁移
电源或用电器
B.电池工作时,好氧阴极每消耗32gO2就
Bi(OTf)a
Bi203
有0.8 mol NO3被还原
C.“出水”与“进水”相比,“缺氧阴极”区域
Bi
B
0
Bi203
溶液pH增大
Bi
D.“厌氧阳极”若流出1.2mol电子,该区域
阴离子交换膜
“出水”比“进水”减轻了8.8g(假设气体
A.充电时,X为阴极
全部逸出)
B.放电时,正极附近pH升高
10.(2024山东淄博一模)基于Br辅助MnO2
C.充电时,阳极电极反应式为2Bi2O3一
放电的液流电池装置如图所示。下列说法
12e—4Bi3++3O2个
错误的是()
D.放电时,电路中每转移0.3mol电子,负
电极A
电极B
极区电解质溶液增重20.9g
12.(2024山东青岛二模,不定项)一种非金属
充电
H
Mn2
一有机物液流电池放电时的工作原理如图
Cd
充
石
电
Br放
墨
示。下列说法正确的是(
放电
H
MnO2(s)
负载
泵)
H
质子交换膜
甲
A.充电时,H+向电极A迁移
、CHO
B.放电时,在该环境下的氧化性:Cd+
、CO0H
<Mn3+
质子交换膜泵
C.放电时,电极B上还可能发生:2Br
A放电时,负极电极反应为0+
2e-Br2
H20-2e—
0c00H+2H
D.可利用Br及时清除电极B上的“死锰”
(MnO2),提高充放电过程的可逆性
B.充电时,H+通过质子交换膜向电极甲
11.(2024山东潍坊一模)复旦大学设计了一
移动
种可充电的铋一空气电池,有较强稳定性。
C.可将储液罐做大以增大液流电池的储
该电池使用了三氟甲磺酸铋
能容量
D.以此电源电解硫酸铜溶液,若加98g
Cu(OH)2使溶液复原,理论上消耗
FC-SO
B非碱性水系电解质溶
160 g Br2
13.(2025山东淄博一模,不定项)热再生乙腈
液,简写为Bi(OTf)3(M=656g·mol-1),工
(CH3CN)电池将CO2还原为CO,利用工
作原理如图所示。已知:B+水解方程式为
业废热热解甲池左室溶液可实现CHCN
2B3++3H2O→Bi2O3+6H+。下列说法
再生,其工作原理如图所示。下列说法错
错误的是()
误的是()
实战
实战高考·化学
续表
序号
电解液
实验结果
Cu
Cu(CH.CNaT
[Cu(CH CN)T
阴极表面有致密
CH CN
CHCN
热解
50mL0.1mol·L1
红色固体,未观察
KHCO,溶液
甲池
乙池
iii
CuSO4溶液和50mL
到气体产生,经测
A.甲池Cu电极为负极
过量的浓氨水
定阴极区域的电
B.甲池隔膜为阴离子交换膜
解液中无Fe元素
C.乙池c极电极反应式为3CO2+2e+
已知:[Cu(NH3)4]2+=Cu2++4NH3,
H2O-CO++2HCO
忽略NH的挥发。下列说法正确的
D.若d极生成1.12L(标准状况)O2,则理
是(
)
论上b极质量减少6.4g
A.根据实验i、ⅱ可知,在一定条件下,H
考点④电解原理金属的腐蚀与防护
优先于Cu+放电
14.(2024山东济南一模)利用如图所示装置
B.实验ⅱ中,Cu覆盖在铁电极表面或溶液
探究铁上电镀铜的实验。
中c(H+)减小均可能是气体量减少的
原因
C.实验ⅱ中工作一段时间后,需要定期更
换铜电极和补充浓氨水
电解液
D.结合上述实验可知,当电解液pH增大
序号
实验结果
时,有利于得到致密、细腻的镀层
电解液
15.(2024山东临沂二模)山梨醇(C6H14O6)和
阴极表面有红色
葡萄糖酸(C6H12O,)均是重要的化工产
50mL0.1mol·L-1
固体析出,还有少
品,其制备原理如图所示。图中双极膜中
CuS0u溶液和50mL量气体产生,经测
的H2O解离为H+和OH,并在电场作用
蒸馏水
定阴极区的电解
液中有Fe2+
下分别向两极迁移。
电源
阴极表面刚开始
山梨醇
葡萄糖
B
墨
产生无色气体,一
极
段时间后有红色
葡萄糖
葡萄糖酸Br
极
固体析出,气体量
50 mL 0.1 mol .L-1
减少,经测定阴极
葡萄糖+硫酸钠溶液
双极膜葡萄糖+溴化钠溶液
ii
CuSO4溶液和50mL
区域的电解液中
下列说法正确的是(
)
稀硫酸
有Fe+,当覆盖
A.石墨电极电势低于镍电极电势
一层红色固体后,
B.Na2SO4在上述过程中只起电解质的
电极表面仍然有
作用
气体生成
C.阴极电极反应式为C6H2O6十2e+
78
O专题6化学反应与能量转化
2H+=C6H4O6
1 mol KOH
D.制备1mol葡萄糖酸,理论上双极膜中
C.双极膜中消耗8mol水时,b电极生成
有1molH2O被解离
2mol气体
16.(2024山东德州二模)(NH4)2S2O8电化学
D.电解一段时间后,KOH溶液的浓度保
循环氧化法将酸性废水中的苯酚降解为
持不变
CO2,加入Fe2+可加快苯酚的降解,原理如
18.(2023山东名校联考一模)一种原位电化
图。已知:SOg+Fe+=
SO2-+
学沉淀技术制备纳米碳酸钙的方法是向
SO4·+Fe3+,SO4·有强氧化性。下列
Ca(OH)2过饱和溶液中通入CO2,实验室
说法错误的是(
模拟该方法制备纳米碳酸钙的装置如图所
)
稀硫酸
S,0
示。下列说法错误的是(
电源
-Fe2
气体Y
离
丑稀硫酸
铂
子交换
苯酚
电极a中
电极b
墨
处理器
较浓
NH)SO
S02
硫酸
溶液
CaCl
固体X
溶液
溶液Z
A.铂连接电源负极,发生还原反应
稀NaOH溶液离子交换膜
B.石墨上的电极反应:2SO一2e
A.电流方向为电极a→外电路→电极b→
S20
电解质溶液→电极a
C.苯酚降解时发生反应:CHO十
B.X、Y、Z对应的物质依次是块状大理石、
28S04·+11H2O
=6C02个
十
H2、NaOH
28SO2-+28H
C.离子交换膜为阳离子交换膜
D.处理1mol苯酚,有14 mol SO从左
D.理论上外电路每通过2mol电子,则内
向右通过离子交换膜
电路有1mol离子通过交换膜
19.(2024山东日照二模)以“全氢电池”为电
17.(2024山东济宁二模,不定项)科学家在利
源直接电解氯化钠溶液制备H2和HCIO
用双极膜反应器电化学合成氨领域取得重
要成果,装置如图所示。下列说法错误的
的装置如图所示(工作时,H2O在双极膜
界面处被催化解离成H+和OH)。下列
是(
说法错误的是()》
●●
KNO.
性电极
情性电极b
Pt(I)
P(Ⅱ
H2
KOH
溶液
a
溶液
双极膜
/NaOH+NaC1O HC1O+NaClO
阳离子交换膜
H,0
吸附层
双极膜
吸附层
NaCl溶液
A.d为阴离子交换膜
A.“全氢电池”的总反应为H中十OH
B.若转移4mol电子,在a电极生成
H2O
79
实战
实战高考·化学
B.“全氢电池”的双极膜中产生的H中向右
D.制备1mol乙酰胺,电路中至少转移
移动,OH向左移动
12 mol e
C.阳极区发生的电极反应为2C1-一2e=
21.(2025山东淄博一模节选)为推动生产方
Cl2个
式的绿色化转型,工业上以软锰矿(主要成
D.理论上负极消耗1molH2,电解池阳极
分为MnO2,含PbSO4、CaSO4、SiO2)制Mn
区减少1mol阳离子(忽略HClO的电
并协同回收Pb、Ca,以实现绿色化生产的
离)
流程如下:
20.(2025山东烟台一模)电催化共还原C02
SO,HSO CH,COONH
(NH)2C03(NH)2C0
与NO2制备乙酰胺(CH CONH2)是一种
秋装广a
→盐浸→沉铅
沉钙
碳中和与废水处理有机结合的绿色电化学
Mn电解
滤渣1
PbCO,
CaCO
策略,其装置如图所示。已知:酸性条件下
试剂X
PbSO
极易发生严重的析氢竞争反应。下列说法
净化液←一精制ⅡⅢ←精制工
错误的是(
)
BaSOa
滤渣2
电源
催化剂
电解制锰如图所示,则b极的电极反应式
C02
为
。
电解时需保持阴极室溶液
CH,CH=N-0H-8
CH,CH
CH.C=N
NH,OH
pH不宜过低的原因是
CH,CNH2
NO
电源
离子交换膜
L a
b
A.电极M的电势比电极N低
爸
极
B.电极N附近pH降低
MnSO,溶液
H,S0溶液
C.M极存在电极反应:2CO2十10e十
交换膜
7H2O-100H-+CH3 CHO
题型闯关
题型①串联电路
A,c电极的电势比d电极的电势低
1.(2025山东泰安一模)一种新型Zn-NO2电
B.电解池的总反应式为2NO2+4H2O—
池通过自供电实现NO2转化为NH3,装置
2NH3+302+20H
如图所示。下列说法错误的是(
C.装置工作时d极区溶液的pH减小
N02
102
D.当电路中转移2mole时,d极区溶液质
量减少16g
--ZnCl2
↑NO2
NO.
H
石墨
水溶液
89
石墨
NH
2.(2024山东菏泽一模,不定项)以浓差电池
H20
-NO
(电解质溶液浓度不同造成电势差)为电源,
NH3-H2O+
Zn
质子交换膜H,0
用石墨作电极将NH3转化为高纯H2的装
80答案
实战高考·化学
电子数的2倍,则W为C元素;每个周期的ⅡA和VA族
素既可以形成金刚石又可以形成石墨,石墨的熔,点最高,
元素的第一电离能都比相邻元素的高,由于配合物
A项错误;X的简单氢化物是NH3,其中N原子轨道杂化
Y3[Z(WX)6]2中Y在外界,Y可形成简单阳离子,则Y
类型为sp3,B项正确;Y的氢氧化物是Mg(OH)2,属于中
属于金属元素,故X和Y分别为N和Mg;Z的M层未成
强碱,难溶于NaCl溶液,但是,由于NH4Cl电离产生的
对电子数为4,则其3d轨道上有4个未成对电子,则其价
NH时可以破坏Mg(OH)2的沉淀溶解平衡,因此
电子排布式为3d64s2,Z为Fe元素,Y3[Z(WX)6]2为
Mg(OH)2可以溶于NH4Cl溶液,C项正确;
Mg3[Fe(CN)6]2。W、X、Y,Z四种元素的单质中,N元
Mg[Fe(CN)6]2中CN-提供电子对与Fe3+形成配位键,
素的单质形成分子晶体,Mg和Fe均形成金属晶体,C元
D项正确。
专题6。化学反应与能量转化
山东新高考全练
①BC解析全铁液流电池原理为2Fe3+十Fe
电极溶解生成的铜离子要向右侧移动,通入氨要消耗铜
3Fe2+,a极发生Fe-2e—Fe2+,a为负载铁的石墨电
离子,显然左侧阳离子不断减小,明显不利于电池反应正
极,发生氧化反应,做负极,b极发生Fe3+十e
常进行,故B错误;左侧负极:Cu一2e-十4NH3
Fe2+,发生还原反应,b为石墨电极,做正极,依次解题。
[Cu(NH3)4]2+,右侧正极:Cu2++2e一Cu,则电池
两极通过阴离子平衡电荷,隔膜允许阴离子通过,为阴离
总反应为Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+,故C正
子交换膜,A错误;根据分析,放电时,a极为负极,b极为
确;NH扩散到乙室会与铜离子反应生成
正极,B正确;充电时,a接电源负极,为阴极,电极反应式
[Cu(NH3)4]2+,铜离子浓度降低,铜离子得电子能力
为Fe2+十2e—Fe,b接电源正极,为阳极,发生的电极
减弱,因此将对电池电动势产生影响,故D正确。
反应式为Fe2+一e—Fe3+,两极的Fe2+均减少,C正
④BD解析左侧装置为电解池,工作时阳极发生反应:
确;根据总反应方程式2Fe3+十Fe一3Fe2+可知,Fe3+
CH3CO0-+2H20-8e-—2CO2个+7H+,阴极发生
减少1mol,Fe2+增加1.5mol,D错误。故选BC。
反应:Co2+十2e—Co,H+通过阳膜移至甲室,甲室中
2B解析电极b上Br失电子转化成BrO3,电极b为
c(H+)增大,乙室为正极发生反应:LiCoO2十4H+十e
阳极,电极反应为Br--6e-+3H2OBrO3+6H+;
—Li计+Co2++2H2O,负极反应:CH3CO0+2H2O
则电极a为阴极,电极a的电极反应为6H+十6e一一
-8e=2CO2个+7H+,总反应为8 LiCoO2+25H++
3H2+,电解总反应式为Br十3H20电解BrO5十
CH3C00—8Li计+8Co2++2C02个+14H20,故电
3H2个;催化循环阶段BrO5被还原成Br一循环使用、同
池工作一段时间后乙室应补充盐酸,B项正确、C项错误;
时生成○2,实现高效制H2和O2,则Z为O2。电极a为
甲室Co2+~2e,乙室e-~Co+,根据得失电子守恒,若
阴极,连接电源负极,A项正确;电解过程中消耗H2O和
没有进行溶液转移,甲、乙两室(Co2+)的改变量之比为
Br,而催化阶段BrOg被还原成Br-循环使用,故加入
1:2,而实际上为2:3,说明此时已进行过溶液转移,D
Y的目的是补充H2O,维持NaBr溶液在一定浓度,B项
项正确。
错误;C项正确;催化阶段,Br元素的化合价由十5价降至
【点睛】解答电池串联问题的关键是分清电池类型(电解
一1价,生成1 nol Br一得到6mol电子,O元素的化合价
池和原电池),明确电极反应,再根据得失电子守恒进行
由一2价升至0价,生成1molO2失去4mol电子,根据得
分析、计算。
失电子守恒,反应产物物质的量之比n(O2):n(Br一)=
⑤C解析碱性环境下,甲醇燃料电池总反应为2CHOH
6:4=3:2,D项正确。
+3O2十4KOH-2K2CO3+6H2O:N2H4-O2清洁燃
3CD解析向甲室中加入足量氨水后电池开始工作,则
料电池总反应为N2H4十O2一N2十2H2O;偏二甲肼
甲室C汕电极溶解,变为铜离子与氨形成
[(CH3)2NNH2]电池的总反应为(CH3)2NNH2+4O2+
[Cu(NH3)4]2+,因此甲室Cu电极为负极,故A错误;
4KOH—2K2CO3十N2十6H2O,据此结合原电池的工
在原电池内电路阳离子向正极移动,若隔膜为阳离子膜,
作原理分析解答。放电过程为原电池工作原理,所以钾
416
O实战册参考答案及解析
离子均向正极移动,A错误;N2H4一O2清洁燃料电池的
题意;电解时,阴极的反应为O2十2e-十2H+一H2O2,
产物为氨气和水,其总反应中未消耗KOH,所以KOH的
总反应为O2+2H2O—2H2O2,需消耗氧气,即a极生
物质的量不变,其他两种燃料电池根据总反应可知,KOH
成的氧气小于b极消耗的氧气,故D符合题意。
的物质的量减小,B错误;理论放电量与燃料的物质的量
⑦AD解析根据题图分析可知,该加成反应为放热反
和转移电子数有关,设消耗燃料的质量均为g,则甲醇、
应,且生成的1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物的能
N2H4和(CH3)2NNH2放电量(物质的量表达式)分别是
量低。能量越低越稳定,根据题图可看出,1,4-加成产物
32n×6-32nX4a0na×16,通过比较可
mg
的能量比1,2-加成产物的能量低,即1,4-加成产物比1,
2加成产物稳定,故A正确;该加成反应不管生成1,4
知,(CH3)2NNH2理论放电量最大,C正确;根据转移电
加成产物还是1,2-加成产物,均为放热反应,则升高温
子数守恒和总反应式可知,消耗1molO2生成的氨气的
度,不利于1,3-丁二烯的转化,即在40℃时其转化率也
物质的量为1mol,在标准状况下为22.4L,D错误。
会减小,故B错误;从0℃升至40℃,正化学反应速率
⑥D解析a极析出氧气,氧元素的化合价升高,为电解
均增大,即1,4-加成和1,2-加成反应的正速率均会增
池的阳极,b极通入氧气,生成过氧化氢,氧元素的化合价
大,故C错误;从0℃升至40℃,对于1,2-加成反应来
降低,被还原,为电解池的阴极。a极是阳极,阳极的反应
说,化学平衡向逆反应方向移动,即1,2-加成正反应速
式是2H20-4e一4H++O2个,故A不符合题意;电
率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度,故D
解时阳极产生氢离子,氢离子通过质子交换膜移向阴极,
正确。
所以电解一段时间后,阳极室的PH不变,故B、C不符合
山东模拟专练
考点闯关)
c·c、K2-c·c(Q
错误;K1=cM0·c(Q)
cX.cY,则s
①D解析由题图中信息可知,温度越高,六则越小,曲
c(M)
C,由图可知,平衡时刻M,N的浓度分别为2 mol/L、
线MH和曲线NG是lgk与温度关系,曲线abc是H2转
化率与温度关系,从右往左看,温度升高,曲线abc中从最
5mL,剥--号
D正确。
高,点到a点,氢气转化率降低,说明升高温度,平衡逆向
3-235.6解析①C3H3(g)=C3H6(g)+H2(g)
移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应。则升高温
1
度时,逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度,即
△H=+124kW/mol,②H2(g)+202(g)-H20I)
lgk递大于lgk正,则lgk正代表曲线的是NG,lgk递代表曲
△H=-285.8kJ/mol,③H2O(g)-H2O(1)
线的是MH。根据分析,逆反应是吸热反应,正反应是放
△H2=一44kJ/mol,由盖斯定律可知,反应①×2十反应
热反应,A错误;lgk正代表曲线的是NG,lgk递代表曲线
②×2-反应③X2得到反应2C3H3(g)十O2(g)一
的是MH,B错误;达到化学平衡时,各物质的反应速率之
2C3H6(g)+2H2O(g),则△H3=(+124kJ/mol)×2+
比华于化学计量数之北,所以一是,即
(-285.8kJ/mol)×2-(-44kJ/mol)×2=
-235.6kJ/mol。
V正(H2)=2递(H2O),C错误;观察题图可知,随着T
OH
增大,一则越小,氢气转化率先增大后减小,由于反应是
④AC解析由题图可知,左侧
OH均
发生氧化反应,则左侧为阳极,右侧为阴极:阳极的反应
放热反应,说明转化率达到最大时,反应才达到平衡,所
以a、b达到化学平衡,c还没达到化学平衡,D正确。
包含
OH
-2e-+20H-
2BD解析由图可知,初始生成M的速率大于N,则反
OH
0
应①的活化能小于反应②,A错误;由图可知,初始生成
+2H2O
-2e-+20H-
+2H20两个
M的速率大于N,则1>k2,10s时两个反应均达到平衡
反应,阴极的反应为2H2O十2e-—H2个+2OH-。左
状态,由于1(正)=k1·c(X)·c(Y)、2(正)=k2·c(X)·
侧为阳极,
OH被氧化为0,A正确;当
c(Y),则正反应速率1(正)>2(递),B正确;反应①、②中
X、Q的系数均为1,则06s内,X的平均反应速率为
转移2mol电子时,有2 mol OH-在阳极参与电极反应,
同时有2 mol OH一通过离子交换膜向阳极移动,但阳极
(X=0(Q=X-6molL 1=1mol.L-1.s-1,C
△t
生成水,pH减小,阴极消耗水生成氢氧根离子,pH增大,
417
答案册
实战高考·化学
ne
+2nLi计,则N极为正极。由
B错误;每生成1mol
,则需要1mol
人、2m0l0,根据电极反应可知,共转移
分析可知,放电时,M极为负极、N极为正极,则电极电
势:M<N,A正确;充电时,M极为阴极,得到电子发生
6mol电子,则阴极至少有3molH2生成,C正确;反应①
先发生醛基的加成反应形成羟基,再发生羟基的消去反
还原反应,反应
2nLi++2ne
应形成碳碳双键,不是取代反应,D错误。故选AC。
⑤CD解析“厌氧阳极”上,C6H12O6失去电子生成CO2
和H+,电极反应式为C6H12O:十6H20-24e
,B错误;放电时,若起始两电极的质
6CO2十24H+。“缺氧阴极”上,NOs得到电子生成NO2,
NO2再转化为N2,电极反应式分别为NO3十2H++e
-NO2+H2O、2NO2+8H++8e-—N2+4H2O。
量相等,转移1mol电子,则M极减少1 mol Li汁,而N极增
“好氧阴极”上,O2得到电子生成H2O,电极反应式为O2
加1 mol Li,故两电极质量相差为14g,C正确;LiCoO2的结
+4H++4e一2H2O,同时O2还能氧化NHt生成
构中Li,C0处于晶胞中位置根据“均摊法”,晶胞中含8X
NO2,NO2还可以被O2氧化为NOs,离子方程式分别
是+2X号-3个Li,结合化学式可知,也含有3个∞且
为2NHt+3O2—2NO2+4H++2H2O、2NO2+O2
C0化合价为十3,当转化为Li1-xCoO2时,结构中含有6
—2NO3,据此回答。该电池中厌氧阳极是负极,缺氧
阴极和好氧阴极是正极,所以H十的迁移方向是厌氧阳极
×号+1×分=1.75个,减少1.25个Li,则LCo0中
→缺氧阴极,厌氧阳极→好氧阴极,A正确;由分析可知,
会有1.25个三价钻转化为四价钻,故n(C03+):
电池工作时,“缺氧阴极”上消耗的H十多于从“厌氧阳极”
n(Co4+)=(3-1.25):1.25=7:5,D错误。
迁移过来的H十,且反应生成水,其附近溶液的pH增大,
⑧B解析Zn电极为负极,发生氧化反应Zn-2e-
B正确;“好氧阴极”应该发生得电子的还原反应,C错
Zn2+,MnO2为正极,发生还原反应MnO2+2e-+4H+
误;1 mol NH丈完全转化为NO3,N元素的化合价从一3
一Mn2+十2H2O,产生的锰离子和剥落的正极材料发
价升高到+5价,失去8mol电子,需要消耗的O2为
生反应,加入KI后,发生反应MnO2十3I-+4H+
2mol,根据“好氧阴极”的电极反应式O2十4H+十4e
Mn2++l5+2H2O,I3+2e=3I-,碘离子为催化剂。
一2H2O,转移8mol电子时,消耗2molO2,共消耗的
加入KI后,如有0.6molI-参加反应,需得到电子
O2为4mol,在标准状况下的体积为89.6L,D错误。故
0.4mol,理论上负极Zn减少0.2mol,质量为13g,A正
选CD。
确;充电时阳极电极反应式为3I-一2e一5、Mn2+十
⑥BD解析石墨电极a上CO2得电子生成CH3CHO,
2H2O-2e一MnO2+4H+,电路中每通过2mole,
NO2得电子生成NHOH,则石墨电极a为阴极,石墨电
阳极区溶液减少的质量小于1 mol MnO2的质量,小于
极b为阳极。石墨电极b为阳极,电解池中阳离子移向阴
极,则Na+由Ⅱ室移向I室,选项A正确;电解一段时间
87g,B错误;放电时的总反应为MnO2十Zn十4H+
Zn2+十Mn2+十2H2O,C正确;PBS膜能够防止脱落的
后,I室发生电极反应NOz+4e+4H2O一NH2OH
二氧化锰与锌接触构成微电池,减少锌的损耗,能有效抑
十5OH,溶液的pH逐渐增大,Ⅱ室发生电极反应
4OH-一4e-—2H2O十O2个,溶液的pH逐渐减小,选
制电池的自放电,D正确。
项B不正确,选项C正确;产生乙酰胺的反应为NO2十
⑨C解析该装置为双阴极微生物燃料电池,中间“厌氧
2CO2→CH3CONH2,共转移电子数为14,理论上,每产
阳极”为原电池的负极,电极反应式为CH3OH一6e
生0.1mol乙酰胺的同时电极b有0.1molX14X22.4L/
十H2O一CO2个十6H+,左侧“缺氧阴极”发生硝酸根
4
转化为氨气的反应,电极反应式为2NOs十10e
mol=7.84L(标准状况)O2生成,选项D错误。
十12H+一2个十6H2O,该电极为原电池正极,右侧
7BD解析由图可知,放电时M极物质失去电子发生
“好氧阴极”氧气得电子生成水,化合价降低,电极反应式
为O2十4e-+4H+一2H20。电池工作时,中间的H+
氧化反应,为负极,电极反应为
通过质子交换膜1从右向左迁移,通过质子交换膜2从左
向右迁移,A错误;电池工作时,好氧阴极每消耗32gO2,
418
○实战册参考答案及解析
转移的电子数为4NA,0.8 mol NO3中N由十5价降低
2e
一2Br一,电极乙为负极,负极电极反应式为
到0价,转移的电子数为4NA,但是由于两极都是正极,
0cH0+H20-2e
0C00H+2H。
失去的电子数并不一定相等,B错误;由电荷守恒,生成
1mol氮气时得到10mole,则有10molH+从右侧移向
放电时,电极乙为负极,故A正确;放电时,电极乙为负
左侧,但是却要消耗12molH+,“出水”与“进水”相比,
极,则充电时电极乙为阴极,H十通过质子交换膜向阴极
“缺氧阴极”区域溶液pH增大,C正确;“厌氧阳极”若流
移动,即H+向电极乙移动,故B错误;储液罐做大,可增
出1.2mol电子,则生成的二氧化碳为0.2mol,同时有
加储存的反应物的量,增大液流电池的储能容量,故C正
1.2molH+移向负极,故该区域“出水”比“进水”减轻了
确;以此电源电解硫酸铜溶液,若加98gCu(OH)2使溶
8.8g十1.2g=10g(假设气体全部逸出),D错误。
液复原,则阳极生成n(O2)=1mol,阴极生成n(Cu)=
0C解析由题千图示信息可知,充电时,电极A中
1mol,n(H2)=1mol,由电子得失守恒,理论上转移4mol
Cd+转化为Cr,发生还原反应,电极反应为Cd+十2e
电子消耗2 mol Br2,即320gBr2,故D错误。
-Cd,B电极上为Mn2+转化为Mn3+,电极反应为
3BD解析由装置图可知b电极上发生反应:
Mn2+一e-Mn3+,B为阳极,还可能为溴离子失去电
Cu+4CH3CN-e-[Cu(CH3CN)4]+,Cu作负极,a
子发生氧化反应,电极反应为2Br--2e—Br2;放电
电极为正极,正极发生反应:Cu2++4CH3CN+e一
时,A电极为Cd转化为Cd+,电极反应为Cd-2e
[Cu(CH3CN)4]+,则c电极为阴极,d电极为阳极,据此
Cd2+,发生氧化反应,A为负极,B电极为Mn3+转化为
分析解答。由以上分析可知甲池Cu电极为负极,故A正
M+,发生还原反应。充电时,阳离子向阴极迁移,故
确;由图示信息可知,甲池中两极产物均为
H+向电极A迁移,A正确;由放电时的总反应:2Mn3+
[Cu(CH3CN)4]+,且最终从左侧电极导出,则b电极
+Cd—Cd++2Mn2+可知,氧化性Mn3+>Cr2+,B正
生成的[Cu(CH3CN)4]十应通过隔膜进入左侧,该隔膜
确;充电时,电极B上还可能发生:2Br一2e-一Br2,放
应为阳离子交换膜,故B错误;C电极为阴极,该电极上
电时,电极B为正极,应该发生还原反应,C错误;MnO2
CO2还原为C0,电极反应为3CO2+2e-+H20一C0
沉积在电极B上,可能会影响充放电的进行,B一具有一
十2HCO3,故C正确;若d极生成1.12L(标准状况)O2,
定的还原性,可将MnO2还原为Mn2+,从而提高充放电
即0.05mol氧气,转移电子0.2mol,结合上述电极反应
过程的可逆性,D正确。
可知b电极消耗0.2 mol Cu,质量减少12.8g,故D错误。
们D解析放电时,X电极为原电池的负极,铋在负极失
故选BD。
去电子发生氧化反应生成敏离子,Y电极为正极,在铋离
☑AB解析实验i电解液为硫酸铜和蒸馏水,阴极先析
子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化
出红色固体,说明铜离子放电;实验ⅱ电解液为硫酸铜和
二铋。充电时,X电极为电解池的阴极,铋离子在阴极得
稀硫酸,阴极先产生无色气体,可知为氢离子得电子生成
到电子发生还原反应生成缺,Y电极为阳极,三氧化二缺
的氢气,一段时间后观察到有CU生成,由此可知,在一定
在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和铋离子。由分
条件下,H+优先于Cu+放电,且酸性越强,氢离子放电
析可知,充电时,与直流电源负极相连的X电极为电解池
能力越强,故A正确;由实验ⅱ现象可知,气体量减少,可
的阴极,故A正确;放电时,Y电极为正极,铋离子作用下
能是因为氢离子浓度下降,或者生成的铜将电极覆盖,对
氧气在正极得到电子发生还原反应生成三氧化二铋,溶
反应有阻碍作用,故B正确;实验ⅲ中,发生电极反应:
液中铋离子浓度减小,水解平衡向逆反应方向移动,溶液
[Cu(NH3)4]2++2e=Cu+4NH3,过程中氨气的量
中氢离子浓度减小,溶液pH增大,故B正确;充电时,Y
不变,不需要更换,故C错误;致密镀层与铜氨配合物有
电极为阳极,电极反应式为2Bi2O3一12e-一4B的+十
关,与溶液pH关系不大,故D错误。
3○2个,故C正确;放电时,X电极为负极,电极反应式为
⑤B解析由题千信息可知,镍电极上葡萄糖转化为山
Bi一3e—B3+,则电路中转移0.3mol电子时,负极区
梨醇,电极反应为C6H12O6+2e-十2H2O=C6H14O6
溶液中增加铋离子的质量为0.1mol×209g/mol=
十2OH一,镍电极为阴极,石墨电极为阳极,电极反应为
20.9g,同时还有OH一通过阴离子交换膜由正极区进入
2Br-一2e-一Br2,然后葡萄糖被Br2氧化为葡萄糖酸,
负极区,所以负极区电解质溶液增重大于20.9g,故D
即反应为C6H12O6+H2O+Br2—C6H12O,+2H++
错误。
2B,据此分析解题。镍电极为阴极,石墨电极为阳极,
2AC解析由题图可知,放电时溴元素化合价降低,发
故石墨电极电势高于镍电极,A错误;Na2SO4在上述过程
生还原反应,即电极甲为正极,正极电极反应式为B2十
中未参与电极反应,只起电解质的作用,B正确,C错误;
419
答案
实战高考·化学
制备1mol葡萄糖酸,转移2mol电子,则理论上双极膜
于C○2的生成,B错误;根据题意,离子交换膜应为阳离子
中有2molH2O被解离,2molH+进入阴极区,2mol
交换膜,C正确;由以上分析可知钙离子通过离子交换膜,
OH一进入阳极区,D错误。
理论上外电路每通过2ol电子,转移钙离子的物质的量
16D解析由图可知石墨电极SO转化为S2O哈,化
为1mol,D正确。
合价升高,发生氧化反应,是电解池的阳极区,则铂电极
⑨C解析由题意知,左图为原电池,其中左边吸附层为
为阴极,连接电源负极,发生还原反应,据此作答。A正
负极,发生氧化反应:H2十20H-2e—2H20,右边
确;石墨电极,SO转化为S2O,化合价升高,发生氧
吸附层为正极,发生还原反应:2H+十2e一H2个;右
化反应,2SO-2e-—S2O,故B正确;SOm·有强
图为电解池,因为电解氯化钠溶液制备H2和HCO,则阳
氧化性,氧化苯酚时自身被还原为硫酸根离子,苯酚转化
极反应式为C1-+H2O-2e-一HClO+H+,阴极反应
为二氧化碳,离子方程式是C6H60十28S04·+11H20
式为2H+十2e一一H2个。根据分析知,“全氢电池”的
总反应为H十十OH—H2O,A正确;所以“全氢电池”
=6CO2个十28SO十28H+,故C正确;处理1mol苯
的双极膜中产生的H+向右(正极)移动,OH一向左(负
酚,消耗28 mol SO4·,同时产生28 mol SO,而28mol
极)移动,B正确;因为电解氯化钠溶液制备H2和HCIO,
SOm·是由28molS2O反应生成的,转移的电子为
则阳极反应式C1-+H2O-2e一HCIO+H+,C错
56mol,铂电极为阴极,连接电源负极,发生还原反应:
误;理论上负极消耗1molH2,即转移2mol电子,则有
2H++2e一H2个,为保持溶液呈电中性,处理1mol
2mol阳离子(钠离子或者氢离子)通过阳离子交换膜进入
苯酚,有28 mol SO子从左向右通过离子交换膜,故D
阴极区,转移2mol电子根据C1-+H2O-2e—HClO
错误。
十H+,可知又得到1mol氢离子,则阳极区减少1mol阳
⑦BD解析由题图可知,a电极为电解池的阴极,电极
离子(忽略HCO的电离),D正确。
反应式为NOs+8e+6H2O=NH3个+9OH,水电
20D解析在碱性条件下,根据图示可知,M极发生反
离出的氢离子通过阳离子交换膜c进入阴极室,b电极为
应:2CO2+10e-+7H2O0-10OH-+CH3CHO,NO2
阳极,电极反应式为4OH-4e—O2个十2H20,水电
+4e-+4H2O5OH-+NH2OH,则N极发生反应:
离出的氢氧根离子通过阴离子交换膜d进入阳极室。水
2H2O-4e=O2个十4H+,据此分析。电极M上得电
电离出的氢氧根离子通过阴离子交换膜d进入阳极室,
子,为阴极,N为阳极,M的电势比电极N低,A正确;根
故A正确;根据电极反应式可知,转移4mol电子时,a电
据分析,电极N产生氢离子,附近pH降低,B正确;根据
极生成4.5 mol OH-,双极膜中消耗4mol水,4mol氢离
分析,C正确;制备1mol乙酰胺,需要1 mol CH3CHO,
子通过阳离子交换膜c进入阴极室,在a电极生成
1 mol NH2OH,电路中至少转移14mole-,D错误。
0.5mol氢氧化钾,故B错误;由得失电子数目守恒可知,
2M2H2O-4e一O2个+4H+pH过低,电解液中
双极膜中消耗8mol水,转移8mol电子,b电极生成
c(H+)大,氧化性增强,H+优先在阴极放电
2mol氧气,故C正确;由分析可知,b电极为阳极,氢氧根
解析电解制锰过程中,Mn+在阴极得到电子生成Mn,
离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,水电
则a为阴极,b为阳极,阳极水失去电子生成氧气,则b极
离出的氢氧根离子通过阴离子交换膜d进入阳极室,则
的电极反应式为2H2O一4e一O2个+4H+。电解时
电解一段时间后,阳极室中的氢氧化钾的物质的量不变,
需保持阴极室溶液pH不宜过低的原因是pH过低,电解
水的质量增大,则氢氧化钾的浓度减小,故D错误。
液中c(H十)大,氧化性增强,H+优先在阴极放电。
8B解析该技术是采用电解原理实现制备纳米碳酸
题型闯关)
钙,结合图示可知左侧圆底烧瓶中制取二氧化碳,二氧化
①D解析新型Zn-NO2电池中,Zn失电子转化为
碳通入电解池左侧,用于生成碳酸钙,则电解池中右侧的
Zn2+,则a电极(Zn)作负极,b电极作正极,与a电极相连
钙离子应通过离子交换膜进入左侧,由此可知离子交换
的C电极作阴极,d电极作阳极。由分析可知,右侧电池
膜为阳离子交换膜,且电极a为阴极,电极b为阳极,电极
为电解池,对于电解池,阳极的电势高于阴极,则℃电极的电
a上反应为2H2O+2e一H2个+2OH,电极b上氯
势比d电极的电势低,A正确;在阴极,N○2、NH·H2O能
离子放电生成氯气,氯气进入溶液Z中被吸收,Z可以为
稳定存在,则阴极电解质呈碱性,电极反应式为O2十
NaOH,据此分析解答。电极a为阴极,电极b为阳极,则
6e-十5H2O一NH3十7OH-,阳极电极反应式为
电流方向为电极a→外电路→电极b→电解质溶液→电极
2H2O一4e一O2个十4H+,将两电极反应式调整得失
a,A正确;X如果是块状大理石,则会生成CaSO4,不利
电子守恒,然后相加,可得出电解池的总反应式为2NO2
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