章末过关检测(1) 第1章 化学反应与能量转化-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参（人教版·不定项）

该高中化学讲义通过知识框架图系统梳理了“化学反应与能量转化”单元体系，涵盖反应热计算、电化学原理等核心模块，并用键能对比表格、电化学装置示意图呈现重难点，如放热反应与吸热反应的判断、原电池与电解池的工作原理及内在联系。 讲义亮点在于“情境化综合应用”的练习设计，如第7题电解混合溶液分析培养科学思维的证据推理能力，第19题微生物燃料电池与电渗析法结合体现科学探究与实践素养。分层题型（单选基础、多选综合）帮助不同学生掌握方法，教师可据此实施精准化复习教学。

章末过关检测(一)　第1章　化学反应与能量转化 (满分：100分) 一、选择题(本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意) 1．放热反应可为人类的生产、生活提供能量，下列应用中涉及的反应不属于放热反应的是(　　) A.燃油汽车气缸中汽油的燃烧 B.用Fe2O3与Al反应焊接钢轨 C.自热米饭中氧化钙与水的反应 D.煤的气化过程发生的碳与水蒸气的反应 解析：选D。汽油燃烧是剧烈的氧化还原反应，释放大量热量，属于放热反应，A正确；Fe2O3与Al反应会剧烈放热，可用于焊接钢轨，属于放热反应，B正确；氧化钙与水反应生成氢氧化钙，放出大量热量，属于放热反应，C正确；煤的气化为C与H2O(g)在高温下反应生成CO和H2，需持续加热才能进行，属于吸热反应，D错误。 2．下列说法正确的是(　　) A.常温下能发生的反应一定是放热反应 B.C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1、C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH2，ΔH1＞ΔH2 C.CH4(g)的摩尔燃烧焓ΔH＝－890.3 kJ·mol-1，则298 K、101 kPa时，8 g CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时所放出的热量为445.15 kJ D.物质完全燃烧时，化学能全部转化为热能 解析：选C。反应是否放热与反应是否需要加热无关，A项错误；ΔH1＜0、ΔH2＞0，B项错误；燃烧时还存在化学能转化为光能等过程，D项错误。 3．关于中和反应的反应热的测定实验，下列叙述正确的是(　　) A.为防止溶液溅出导致实验失败，向盛有稀盐酸的量热计内筒中加入氢氧化钠溶液时应缓慢倾倒 B.当混合溶液的温度不再变化时，记录该温度进行计算 C.可选择50 mL 0.5 mol·L-1稀盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行实验 D.用NaOH固体代替稀氢氧化钠溶液进行测定，不会影响实验结果 解析：选C。向盛有稀盐酸的量热计内筒中加入氢氧化钠溶液时，需要一次性迅速加入，以减少热量损失，A错误；酸碱恰好反应完全时放热最多，所以混合溶液的温度要随时记录，取最高温度进行计算，B错误；为了保证盐酸完全被中和，氢氧化钠溶液浓度可略大于盐酸，C正确；因氢氧化钠固体溶于水放热，所以用NaOH固体代替稀氢氧化钠溶液进行测定会使实验结果不准确，D错误。 4．金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用，下列金属材料使用过程中的处理措施不属于电化学保护法的是(　　) A.锅炉的内壁安装若干镁合金 B.在钢铁制品表面喷涂油漆 C.海轮船体镶嵌锌块 D.海港、码头的钢制管桩外接合适电流强度的直流电源 解析：选B。在钢铁制品表面喷涂油漆属于物理隔离法，通过涂层形成屏障隔绝金属与腐蚀环境，不涉及电化学原理，不属于电化学保护法，B符合题意。 5．下列关于电化学应用原理的说法错误的是(　　) A.铁上镀铜时，可选用石墨电极作为阳极材料 B.铜的电解精炼时，需定期补充离子导体的溶质 C.电解法冶炼镁时，选用熔融氯化镁作为离子导体 D.在合适的电压下将铝制品与外接电源的正极相连，使其表面生成一层致密的氧化膜而钝化 解析：选A。电镀时，镀层金属为阳极，待镀金属为阴极，含有镀层金属离子的电解质溶液为电镀液，则在铁上镀铜时，铜作为阳极材料，铁作为阴极材料，铜盐溶液为电镀液，故A错误。 6．下列四个常用电化学装置的叙述错误的是(　　) A.图Ⅰ所示电池中，电子从锌片流出 B.图Ⅱ所示干电池中石墨为负极 C.图Ⅲ所示电池为一次电池 D.图Ⅳ所示电池中正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O 解析：选B。原电池工作时，电子从负极流出，图Ⅰ所示电池中，锌为负极，电子从锌片流出，A正确；图Ⅱ所示干电池中石墨为正极、锌为负极，B错误；银锌电池放电后无法再次充电，为一次电池，C正确；图Ⅳ所示电池为氢氧燃料电池，氧气在正极得到电子发生还原反应，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，D正确。 7．等物质的量的BaCl2、K2SO4和AgNO3溶于水形成混合溶液，用石墨电极电解此溶液，经过一段时间后，阴、阳两极收集到的气体物质的量之比为3∶2。下列说法正确的是(　　) A.两极共生成两种气体 B.向电解后溶液中通入适量的HCl可使溶液恢复到电解前的状态 C.电解过程中混合溶液的pH持续增大 D.阴极上因Ag＋放电，导致电极质量增加 解析：选C。等物质的量的BaCl2、K2SO4和AgNO3溶于水形成混合溶液时，发生反应SO＋Ba2+===BaSO4↓、Cl－＋Ag＋===AgCl↓，混合溶液中的溶质为等物质的量的氯化钾和硝酸钾。用石墨电极电解此溶液，阳极首先是氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，然后是水放电，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极发生还原反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，一段时间后，阴、阳两极产生的气体的物质的量之比为3∶2，结合电子转移守恒可知，阳极生成氯气和氧气，阴极生成氢气。该电解池电解的本质为电解氯化氢和水，仅向电解后的溶液中通入适量的HCl，不能使溶液恢复到电解前的状态。 8．一种水性二氧化锰电池工作原理如下图所示，部分微粒已略去。放电过程中，二氧化锰电极的质量变小。下列说法错误的是(　　) A.充电时，a电极外接电源的负极 B.充电时，b电极发生还原反应 C.放电时，负极总反应式为Cu2S－4e－===2Cu2＋＋S D.放电时，理论上正极、负极质量变化之比为87∶64 解析：选A。已知放电过程中，二氧化锰电极的质量变小，故放电时，a电极为正极，电极反应为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O，b电极为负极，Cu2S失去电子最终生成Cu2＋、S，电极反应为Cu2S－4e－===2Cu2＋＋S，则充电时，a电极为阳极，b电极为阴极。由分析可知，充电时，a电极为阳极，外接电源的正极，A错误；由分析可知，充电时，b电极为阴极，发生得电子的还原反应，B正确；由分析可知，放电时，负极总反应式为Cu2S－4e－===2Cu2＋＋S，C正确；由分析可知，放电时，当转移4 mol电子时，负极损失2 mol Cu2＋，质量为128 g，正极损失2 mol MnO2，质量为174 g，故理论上正极、负极质量变化之比为87∶64，D正确。 9．为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现，示意图如下。下列说法正确的是(　　) A.根据盖斯定律可知：a＋b＝4 B.根据各微粒的状态，可判断a>0，b>0 C.NaCl固体溶解是放热过程 D.溶解过程的能量变化，与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱无关 解析：选A。由盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝a＋b，所以a＋b＝4，A正确；第一步为NaCl固体变为Na＋(g)和Cl－(g)，此过程离子键发生断裂，为吸热过程，a>0，第二步为Na＋(g)和Cl－(g)与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程，此过程为成键过程，为放热过程，b<0，B错误；由题图可知，NaCl固体溶解过程的焓变ΔH3＝＋4 kJ·mol－1>0，为吸热过程，C错误；溶解过程的能量变化，与NaCl固体断键吸收的热量及Na＋(g)和Cl－(g)水合过程放出的热量有关，即与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关，D错误。 10．科学家报告了一种直接电化学合成H2O2的方法，装置如下图所示。下列叙述不正确的是(　　) A.该装置的工作原理是将化学能转化成电能 B.b极发生的电极反应为O2＋H2O＋2e－===HO＋OH－ C.电池工作时，内部发生反应：HO＋OH－＋2H＋===H2O2＋H2O D.电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况) 解析：选A。该装置是电解池，将电能转化为化学能，A错误；b极为阴极，发生还原反应，O2得电子生成HO，电极反应式为O2＋H2O＋2e－===HO＋OH－，B正确；装置中阴极生成HO、OH－，阳极生成H＋，所以电池工作时，内部生成的HO、OH－与H＋反应生成H2O2和H2O，C正确；b极为阴极，电极反应式为O2＋H2O＋2e－===HO＋OH－，电路中通过2 mol电子，消耗1 mol O2，在标准状况下的体积为22.4 L，D正确。 二、选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意) 11．某电源装置如下图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是(　　) A.正极电极反应为AgCl－e－===Ag＋Cl－ B.Pt电极为正极，发生还原反应 C.放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 D.当电路中转移0.01 mol 电子时，交换膜左侧溶液中约减少的H＋、Cl－共0.02 mol 解析：选BD。根据电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl可知，Ag失电子为负极，氯气在正极上得电子生成氯离子，负极电极反应为Ag－e－＋Cl－===AgCl，正极电极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，故A错误、B正确；放电时，交换膜左侧溶液中生成银离子，银离子与氯离子反应生成氯化银沉淀，所以交换膜左侧溶液中有大量白色沉淀生成，故C错误；放电时，当电路中转移0.01 mol 电子时，交换膜左侧会有0.01 mol H＋通过阳离子交换膜向正极移动，同时会有0.01 mol Ag失去0.01 mol电子生成Ag＋，Ag＋会与Cl－反应生成氯化银沉淀，所以Cl－会减少0.01 mol，则交换膜左侧溶液中约减少的H＋、Cl－共0.02 mol，故D正确。 12．水体中氨氮含量过高会造成水体富营养化。利用微生物燃料电池对废水中氨氮进行处理的装置如下图所示，两极材料均为石墨棒。下列说法错误的是(　　) A.a极表面发生还原反应 B.该装置不宜在高温下进行 C.正极的电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O D.标准状况下，反应过程中若转移3 mol e－，则理论上有5.6 L N2生成 解析：选AD。由题图可知，a极表面氮元素化合价升高失电子，a极为负极，电极反应式为2NH－6e－===N2↑＋8H＋；b极为正极，电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O。a极表面氮元素化合价升高，发生氧化反应，A错误；由于有微生物参与反应，故温度不宜太高，否则会导致微生物失去活性，B正确；由上述分析可知，C正确；该原电池总反应为3NO＋5NH===4N2↑＋2H＋＋9H2O，故当反应过程中转移3 mol e－时，生成 mol N2，在标准状况下的体积为17.92 L，D错误。 13．下列推论正确的是(　　) A.S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1、S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，ΔH1＜ΔH2 B.N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，密闭容器中1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应，放出的热量为92.4 kJ C.NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则含20 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全反应，吸收的热量为28.65 kJ D.碳在氧气或臭氧中燃烧的能量变化如右图所示，则将O2转化为O3后再与碳反应，可获得更多的能量 解析：选A。燃烧过程放热，等量的气态S比固态S的能量高，前者燃烧时放热多，所以ΔH1＜ΔH2，A正确；N2(g)和H2(g)的反应为可逆反应，不能完全转化，故1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应放出的热量小于92.4 kJ，B错误；20 g NaOH的物质的量n(NaOH)＝＝0.5 mol，故含20 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全反应，放出的热量为57.3 kJ·mol－1×0.5 mol＝28.65 kJ，C错误；根据盖斯定律可知，反应不论是一步完成，还是多步完成，反应热不变，D错误。 14．一种新型的利用双极膜电化学制备氨的装置如下图所示，已知在电场作用下，双极膜中间层的H2O解离为H＋和OH－，并分别向两极迁移，下列说法正确的是(　　) A.m极与电源正极相连 B.双极膜中的H＋移向n极 C.电解一段时间后，右池溶液pH减小 D.每生成0.1 mol NH3，双极膜中有14.4 g水解离 解析：选CD。由题图可知，酸性条件下NO在m极得到电子发生还原反应生成氨和水，m极为电解池的阴极，电极反应式为NO＋8e－＋9H＋===NH3↑＋3H2O；n极为阳极，OH－在n极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。m极为电解池的阴极，与直流电源负极相连，A错误；双极膜中的H＋移向m极，B错误；由上述分析可知，右池中c(OH－)减小，溶液pH减小，C正确；由得失电子数目守恒可知，生成0.1 mol NH3时，转移0.8 mol电子，因此有0.8 mol H＋移向左池，双极膜中解离0.8 mol水，质量为0.8 mol×18 g/mol＝14.4 g，D正确。 15．某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A.X电极的电极反应式：Pb－2e－＋SO===PbSO4 B.铅蓄电池工作时，每转移2 mol电子，消耗98 g H2SO4 C.电解池的反应仅有2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑ D.每消耗103.5 g Pb，理论上电解池阴极上有11.2 L H2(标准状况)生成 解析：选AD。由题图可知，电解池中，Al电极上发生氧化反应生成Al3＋和O2，Fe电极上H2O被还原生成H2，则Al电极是阳极，Fe电极是阴极，Y电极是正极，X电极是负极，X电极的电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，A正确；铅蓄电池工作时，电池总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，转移2 mol电子时消耗2 mol H2SO4，质量为196 g，B错误；由题图可知，Al电极上除生成Al3＋外，还生成O2，Fe电极上生成H2和OH－，故电解池中还发生反应2H2O2H2↑＋O2↑，C错误；消耗103.5 g(即0.5 mol)Pb时，电路中转移1 mol电子，理论上电解池阴极上逸出0.5 mol H2，标准状况下H2的体积为11.2 L，D正确。 三、非选择题(本题共4小题，共60分) 16．(13分)化学反应都会伴随能量变化，还可以进行化学能与热能、电能、光能等各种形式能量之间的转化。 (1)在催化剂表面和光照条件下，氮气和水发生置换反应生成氨气的反应原理如下图。下列有关说法正确的是________(填字母，下同)。 A.N2发生了氧化反应 B.该过程属于氮的固定 C.太阳能属于清洁能源 D.水分子形成H原子和O原子时会释放能量 (2)下列反应中，反应产物总能量高于反应物总能量的是________。 A.灼热的木炭与二氧化碳反应 B.电解水 C.生石灰与水反应 D.三氧化二铁粉末与铝粉在高温条件下发生反应生成铁单质和氧化铝 (3)键能是指断开或形成1 mol化学键的能量变化。氮氧化物是造成雾霾、光化学烟雾的重要原因， 其中NO产生的原因之一是汽车发动机工作时引发N2和O2反应，根据表中数据，写出生成NO的热化学方程式：_______________。 物质 N2(g) O2(g) NO(g) 键能/(kJ·mol－1) 945 498 630 (4)已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下： ⅰ.2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－2 600 kJ·mol－1 ⅱ.2C6H6(g)＋15O2(g)===12CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH2＝－6 590 kJ·mol－1 ①C2H2(g)的摩尔燃烧焓ΔH＝__________________kJ·mol－1。 ②2 mol C6H6(l)完全燃烧生成液态水时放出的热量__________(填“＞”“＜”或“＝”)|ΔH2|。 ③3C2H2(g)===C6H6(g)　ΔH＝_____________kJ·mol－1。 解析：(3)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的ΔH＝反应物中总键能－反应产物中总键能＝945 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×630 kJ·mol－1＝＋183 kJ·mol－1。(4)③根据盖斯定律，由×i－×ii可得3C2H2(g)===C6H6(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－605 kJ·mol－1。 答案：(1)BC　(2)AB (3)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋183 kJ·mol－1 (4)①－1 300　②＜　③－605 17．(13分)请回答下列问题： (1)反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)过程中的能量变化如下图所示，该反应ΔH ＝________kJ/mol(用含E1、E2的式子表示)；在反应体系中加入催化剂，该反应的ΔH__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： 反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋551 kJ/mol 反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－297 kJ/mol 反应Ⅱ的热化学方程式为_________________。 (3)100 mL 0.200 mol/L CuSO4溶液与1.95 g锌粉在量热计中充分反应、测得反应前温度为20.1 ℃，反应后最高温度为30.1 ℃。已知：反应前后，溶液的比热容均近似为4.18 J·g－1·℃－1、溶液的密度均近似为1.00 g·cm－3，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算： ①反应放出的热量Q＝__________J。 ②反应Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)的ΔH＝______kJ/mol。 解析：(1)由题图可知，该反应的反应物总能量大于反应产物总能量，为放热反应， ΔH＝(E1－E2) kJ/mol，在反应体系中加入催化剂，不能改变反应的ΔH。 (2)由题图可知，反应Ⅱ的反应物是SO2和H2O，反应产物是H2SO4和S，所以发生的反应为3SO2(g) ＋2H2O(g)===2H2SO4(l) ＋S(s)，根据盖斯定律，反应Ⅱ＝－(反应Ⅰ＋反应Ⅲ)，则该反应的反应热ΔH＝－(ΔH1＋ΔH2)＝－(551 kJ/mol－297 kJ/mol)＝－254 kJ/mol，反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH＝－254 kJ/mol。 (3)①100 mL 0.200 mol/L CuSO4溶液与1.95 g锌粉发生反应的化学方程式为CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu，忽略溶液体积、质量变化可知，溶液的质量m＝ρV＝1.00 g·cm－3×100 mL＝100 g，忽略金属吸收的热量可知，反应放出的热量Q＝cmΔT＝4.18 J·g－1·℃－1×100 g×(30.1－20.1)℃＝4.18×103 J。②上述反应中硫酸铜的物质的量n(CuSO4)＝0.200 mol/L×0.100 L＝0.020 mol，锌粉的物质的量n(Zn)＝＝ ＝0.030 mol，由此可知，锌粉过量。根据题干与第①问可知，转化0.020 mol硫酸铜所放出的热量为4.18×103 J，又因为该反应中焓变ΔH代表反应1 mol硫酸铜参加反应放出的热量，则ΔH＝－＝－209 kJ/mol。 答案：(1)E1－E2　不变 (2)3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH＝－254 kJ/mol (3)①4.18×103　②－209 18．(16分)化学能与电能的相互转化在生产、生活中应用广泛。 (1)高铁电池因具有众多的优点而成为电动汽车首选的动力电池，工作原理为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋4KOH＋2Fe(OH)3。放电时正极的电极反应式为_____________，充电时阴极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)某公司开发出一种以Pt为电极的高效甲醇燃料电池，以该电池电解CuSO4溶液的装置如图1所示： 　 ①工作时负极的电极反应式为_________________________。 ②若乙池中Fe电极质量增加12.8 g，则在相同时间内，甲池中理论上消耗________L(标准状况下)O2。 ③通电一段时间后，向所得溶液中加入0.3 mol Cu(OH)2后，恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移电子的物质的量为______________________。 (3)研究电化学腐蚀及防护的装置如图2所示。若电极d为石墨，则此电极的电极反应式为________________；若电极d为锌块，则铁片不易被腐蚀，该保护法的名称为____________。 解析：(1)根据高铁电池的总反应可知，放电时，正极的电极反应式为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－；充电时，阴极的电极反应式为Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－，故阴极附近溶液的pH增大。(2)①甲池为燃料电池，通入甲醇的电极为负极，电极反应式为CH3OH＋8OH－－6e－===CO＋6H2O，通入氧气的电极为正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。②乙池为电解池，石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，Fe电极为阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，当Fe电极质量增加12.8 g，即生成Cu的物质的量为 mol＝0.2 mol，转移0.4 mol电子，甲池中消耗氧气的物质的量为0.1 mol，在标准状况下的体积为0.1 mol×22.4 L·mol－1＝2.24 L。③加入0.3 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH，即加入0.3 mol CuO和0.3 mol H2O，生成0.3 mol Cu，转移电子的物质的量为0.6 mol，电解0.3 mol水，转移电子的物质的量为0.6 mol，共转移电子的物质的量为0.6 mol＋0.6 mol＝1.2 mol。(3)若电极d为石墨，则电极d为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；若电极d为锌块，锌比铁活泼，则锌被腐蚀，该保护法为牺牲阳极保护法。 答案：(1)FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－　增大　(2)①CH3OH＋8OH－－6e－===CO＋6H2O　②2.24　③1.2 mol (3)O2＋2H2O＋4e－===4OH－　牺牲阳极保护法 19．(18分)Ⅰ.微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种乙醇微生物燃料电池中，电解质溶液呈酸性，反应过程中忽略溶液体积变化，示意图如下： (1)该电池外电路电子的流动方向为__________(填“从A到B”或“从B到A”)。 (2)A电极附近乙醇发生的电极反应式为________________。 (3)工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将__________(填“增大”“减小”或“不变”)，结合化学用语说明原因：_________________________。 Ⅱ.通过电渗析法电解Na2SO4溶液制取硫酸和NaOH的原理如下图所示。电极M和电极N均为惰性电极，ab、cd均为离子交换膜 。回答下列问题： (1)电极电势：M________(填“＞”“＝”或“＜”，下同)N；物质的量浓度：Na2SO4溶液Ⅰ__________Na2SO4溶液Ⅱ。 (2)ab、cd分别为____________(填“阴”或“阳”，下同)离子交换膜和________离子交换膜。 (3)电解时，可将____________(填“M”或“N”)电极换成不锈钢。 (4)M电极的电极反应式为_________________。 (5)当电路中通过1 mol电子时，理论上N电极上产生气体的体积为__________(标准状况下)。 解析：Ⅰ.A电极乙醇失电子生成二氧化碳和氢离子，A是负极；B电极氧气得电子生成水，B是正极。(1)A是负极、B是正极，该电池外电路电子的流动方向为从A到B。(2)A电极乙醇失电子生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为C2H5OH－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋。(3)B电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O ，B电极消耗4 mol氢离子的同时，有4 mol氢离子通过离子交换膜从A迁移到B补充了消耗的氢离子，溶液总体积变化忽略不计，因此工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将不变。 Ⅱ.(1)电极电势：阳极＞阴极，所以电极电势：M＞N；电解过程中c(Na2SO4)逐渐减小，所以物质的量浓度：Na2SO4溶液Ⅰ＞Na2SO4溶液Ⅱ。(2)SO通过ab膜进入左侧，ab膜为阴离子交换膜；Na＋通过cd膜进入右侧，cd膜为阳离子交换膜。(3)若不锈钢为阳极，则Fe会失电子发生反应，所以可将N电极换成不锈钢。(4)M电极的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。(5)N电极上生成H2，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，当电路中通过1 mol电子时，理论上产生H2的物质的量是0.5 mol，在标准状况下的体积是0.5 mol×22.4 L/mol＝11.2 L。 答案：Ⅰ.(1)从A到B (2)C2H5OH－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋ (3)不变　B电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B电极消耗4 mol氢离子的同时，有4 mol氢离子通过离子交换膜从A迁移到B补充了消耗的氢离子，溶液总体积变化忽略不计，因此溶液pH不变 Ⅱ.(1)＞　＞　(2)阴　阳　(3)N (4)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋　(5)11.2 L 学科网（北京）股份有限公司 $