微项目 设计载人航天器用化学电源和氧气再生方案（分层作业）化学鲁科版选择性必修1

分层作业 微项目 设计载人航天器用化学电源和氧气再生方案 1．氢氧燃料电池已用于航天飞机，以30%KOH溶液为电解质溶液。电极反应如下：2H2+4OH--4e-=4H2O，O2+2H2O+4e-=4OH-。据此作出判断，下列说法中不正确的是（   ） A．O2在正极发生还原反应 B．反应时负极附近pH增大 C．电池总反应为2H2+O2=2H2O D．氢氧燃料电池属于环境友好电池 【答案】B 【详解】A.由电极反应式可知，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，故A正确；B. 根据负极反应：2H2+4OH--4e-=4H2O，消耗氢氧根离子，所以反应时负极附近pH减小，故B错误；C.电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致，总反应为2H2+O2=2H2O，故C正确；D.氢氧燃料电池产物是水，对环境无污染，属于环境友好电池，且能量转化率高，故D正确；答案选B。 2．氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30% KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2＋4OH-－4e-＝4H2O、O2＋2H2O＋4e-＝4OH-。据此作出判断，下列说法中正确的是 A．H2在正极发生氧化反应 B．供电时的总反应为：2H2＋O2＝2H2O C．燃料电池将H2燃烧放出的热能转化为电能 D．从电极反应式可知，反应后KOH溶液的浓度不变 【答案】B 【详解】试题分析：A、根据原电池工作原理，负极发生氧化反应，即氢气在负极上发生氧化反应，故错误；B、电池总反应式为2H2＋O2=2H2O，故正确；C、燃料电池不是燃烧，是把化学能转化成电能的装置，故错误；D、因为产生水，对KOH进行稀释，浓度减小，故错误。 3．（23-24高一下·江苏常州·期末）一种航天器能量储存系统原理示意图如图所示。下列说法正确的是 A．该系统中只存在3种形式的能量转化 B．装置X实现了电能与化学能的转化 C．装置Y中在负极发生反应的物质是O2 D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化 【答案】B 【详解】A．系统中存在光能→电能、电能→化学能、化学能→电能、电能→机械能等多种能量转化方式，A错误； B．根据装置图可知：在装置X中在太阳能电池可以将太阳能转化为电能，然后电解H2O分解产生H2、O2，从而实现了电能与化学能的转化，B正确； C．在装置Y中H2和O2发生原电池反应产生水，在负极上H2发生失去电子的氧化反应，在正极上O2发生得到电子的还原反应，C错误； D．装置X、Y形成的子系统不能实现电能与化学能的完全转化，存在能量的损耗，D错误； 故合理选项是B。 4．科研人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如图所示,下列说法不正确的是 A．图中能量转化方式有3种 B．向b极区移动 C．b极发生的电极反应式 D．a极上每产生流过电极的电子数为 【答案】D 【分析】由图可知，该装置为电解装置，其中风能和太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，a极电解池的阳极，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+，b极为阴极，酸性条件下，氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为N2+6e—+6H+=2NH3。 【详解】A．由分析可知，图中由风能转化为电能、太阳能转化为电能、电能转化为化学能，共有3种能量转化方式，故A正确； B．电解池工作时，氢离子向阴极b极区移动，故B正确； C．由分析可知，b极为阴极，酸性条件下，氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为N2+6e—+6H+=2NH3，故C正确； D．缺标准状况下，无法计算22.4L氧气的物质的量和转移的电子数目，故D错误； 故选D。 5．已知某锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2，锂硫电池的总反应为2Li+S Li2S。其装置图如图所示： 有关上述两种电池说法正确的是（    ） A．锂离子电池放电时，Li+向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．两种电池的负极材料相同 D．锂离子电池充电时，碳电极做阳极 【答案】B 【详解】A．锂离子电池放电时，Li+向正极迁移发生还原反应，故A错误； B．锂硫电池充电时，Li2S在锂电极被还原得到Li，故锂电极此时发生还原反应，故B正确； C．锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2，则LixC为负极，锂硫电池的总反应为2Li+SLi2S则Li为负极，所以两种电池的负极材料不同，故C错误； D．锂离子电池放电时，C电解为负极，充电时与负极相连做阴极，故D错误； 故选B。 6．我国科学家发明了制取H2O2的绿色方法，原理如图所示(已知：H2O2⇌H+ + HO，Y膜为HO选择性交换膜)。下列说法错误的是 A．b 极上的电极反应为O2 +H2O +2e- =HO+OH- B．X 膜为选择性阳离子交换膜 C．电池工作时，a极室的pH不变 D．理论上，每生成1 mol H2O2，电路中转移4 mol电子 【答案】D 【分析】据图所知，a极通入氢气为负极，发生H2-2e-=2H+，b极为负极，氧气得电子发生反应为O2 +H2O +2e- =HO+OH-，X膜为选择性阳离子交换膜，让进入中间，每生成1mol H2O2电极上流过2mol e-，据此分析。 【详解】A．b为正极，氧气得电子，b极上的电极反应为O2 +H2O +2e- =HO+OH-，故A项正确； B．a极发生H2-2e-=2H+，X膜为选择性阳离子交换膜，让H+进入中间，故B项正确； C．电池工作时，a极室产生的氢离子全部进入中间的产品室，所以pH不变，故C项正确； D．氧元素由0价变为-1价，每生成1mol H2O2电极上流过2mol e-，故D项错误； 故选D。 7．如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是（    ） A．放电过程中，H+从正极区移向负极区 B．正极每消耗1mol MnO2有2mol　OH-迁移至负极 C．微生物所在电极区放电时发生还原反应 D．左边电极反应式为：MnO2+4H++2e﹣=Mn2++2H2O 【答案】D 【详解】A．放电时，阳离子向正极区移动，故A错误； B．正极每消耗1mol MnO2转移2mol电子，两极间有质子交换膜，氢氧根离子不能穿过，B错误； C．微生物所在电极区放电时，碳元素化合价升高，发生氧化反应，C错误； D．左边电极为正极，锰元素化合价降低，发生还原反应，反应式为：MnO2+4H++2e﹣=Mn2++2H2O，D正确； 答案选D。 8．中科院科学家设计出一套利用和太阳能综合制氢的方案，其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．该电化学装置中，电极的电势高于电极的电势 B．该装置中的能量转化为光能→化学能→电能 C．电子流向：电极→外电路→电极 D．电极上的反应式为 【答案】B 【分析】该装置为原电池，由Pt电极上反应(可知，Pt电极为正极；电极上反应()可知电极为负极、发生氧化反应，原电池工作时，电子由负极经过导线进入正极Pt电极； 【详解】A. 据分析，该电化学装置中，电极为正极为负极，故Pt电势高于电极的电势，A正确； B. 该装置中的能量转化为化学能→电能，B错误； C. 据分析，电子流向：电极→外电路→电极，C正确； D. 为负极，电极上发生氧化反应，则电极反应式为：，D正确； 答案选B。 9．科技工作者利用催化剂和电化学原理还原，使其转化为可被利用的燃料。如图所示装置就可以将转化为燃料CO。下列有关判断正确的是 A．该装置的电化学原理为电解原理，M电极发生氧化反应 B．该装置工作时，N电极的电极反应为 C．质子由N电极区通过质子交换膜移向M电极区 D．外电路中流过10mol电子，理论上可收集70g燃料 【答案】B 【详解】A.该电化学装置为原电池装置，A项错误； B.发生氧化反应，发生还原反应，故M电极为负极，N电极为正极，N电极的电极反应为，B项正确； C.原电池工作时，阳离子从负极移向正极，即质子从M电极区通过质子交换膜移向N电极区，C项错误； D.由N电极的电极反应式可知，外电路中通过2mol电子时，生成1molCO，故外电路中通过10mol电子，理论上可生成5molCO，即140gCO，D项错误； 答案选B。 10．（24-25高二上·江苏苏州·阶段检测）发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的推进剂是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ① ② ③ ④ 则反应的反应热为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据盖斯定律，目标反应=① ② ​③ ④，则 ，因此反应 的反应热 为 ，故选D。 11．（20-21高二上·北京海淀·阶段检测）通过以下反应均可获取H2。 ① C(s)+H2O (g)=CO (g) + H2 (g)       ΔH1 = + 131.3 kJ·mol-1 ② CH4 (g)+ H2O (g)=CO (g) +3H2 (g)    ΔH2 = + 206.1 kJ·mol-1 ③ CO (g)+H2O(g)=CO2 (g) + H2 (g)    ΔH3 下列说法正确的是 A．①中反应物的总能量大于生成物的总能量 B．由②可知，反应物断键所吸收的能量比生成物成键所放出的能量小 C．由①、②计算反应CH4 (g)=C (s) + 2H2 (g) 的ΔH = － 74.8 kJ·mol-1 D．若知反应C(s)+CO2 (g) =2CO (g) 的ΔH，结合ΔH1可计算出ΔH3 【答案】D 【详解】A．①中ΔH1 = + 131.3 kJ·mol-1＞0，为吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量，故A错误； B．②中ΔH２= + 206.1 kJ·mol-1＞0，为吸热反应，反应物断键所吸收的能量比生成物成键所放出的能量大，故B错误； C．根据盖斯定律，由②-①可得CH4 (g)=C (s) + 2H2 (g) 的ΔH =＋74.8 kJ·mol-1，故C错误； D．若知反应C(s)+CO2 (g) =2CO (g) 的ΔH，根据盖斯定律，①-③=该式，则ΔH1-ΔH3=ΔH，则ΔH3=ΔH1-ΔH，故D正确； 故选D。 12．以、为原料合成涉及的主要反应如下： Ⅰ：     Ⅱ：     Ⅲ：     则反应的焓变为 A． B．-40.9 C．＋40.9 D．＋139.9 【答案】C 【详解】根据盖斯定律，反应Ⅲ=Ⅰ-Ⅱ，=，故C正确； 故选：C。 1．（25-26高二上·北京昌平·期中）下图是载人航天器舱内利用氢氧燃料电池进行二氧化碳浓缩富集的装置。下列说法不正确的是 A．该装置工作时将化学能转化成电能 B．a极为电池的负极 C．b极上得电子 D．生成高浓度的电极反应式： 【答案】C 【分析】氢氧燃料电池中通入氢气的为负极，通入空气的为正极，进行二氧化碳浓缩富集。据此分析解答。 【详解】A．氢氧燃料电池为原电池，工作时化学能转化成了电能，A正确； B．氢氧燃料电池中通入氢气的为负极，通入空气的为正极，因此a是负极，b是正极，B正确； C．b是正极，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为，而不是得电子，C错误； D．在原电池中，阴离子向负极移动，失电子后和碳酸根反应生成水和二氧化碳。因此，D正确； 故选C。 2．2013年以来，全国很多地区都曾陷入严重的雾霾和污染天气中，冬季取暖排放的CO2、汽车尾气等都是形成雾霾的因素。已知： ① N2(g) + O2(g)＝2NO(g)     △H＝+179．5 kJ/mol ②2NO(g) + O2(g)＝2NO2(g) △H＝－112．3 kJ/mol ③2NO(g) +2CO(g)＝N2(g) +2CO2(g) △H＝－759．8 kJ/mol 下图是在101kPa，298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中能量变化的示意图。则a的值为 A．368 B．100 C．602 D．334 【答案】A 【详解】根据盖斯定律分析，有（①+③-②）/2得热化学方程式为：NO2(g) +CO(g)＝NO(g) +CO2(g) △H＝=-234.0 kJ/mol=134-a，解a=368。 故选A。 3．（18-19高二上·陕西汉中·阶段检测）298K、1.01×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol/LNaOH溶液中充分反应，得反应放出xkJ的热量．已知在该条件下，1molCO2通入1L2mol/LNaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量．则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式是 A．CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)    ΔH＝-(2y-x)kJ/mol B．CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)    ΔH＝-(2x-y)kJ/mol C．CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)    ΔH＝-(4x-y)kJ/mol D．2CO2(g)+2NaOH(l)===2NaHCO3(l)   ΔH＝-(4x-y)kJ/mol 【答案】C 【详解】22g二氧化碳是0.5mol，750mL1mol/LNaOH溶液中含有0.75mol氢氧化钠，根据反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、CO2+NaOH=NaHCO3，则22gCO2通入750mL1molNaOH溶液中得到的产物是NaHCO3、Na2CO3，设生成NaHCO3的CO2物质的量为a，参加反应生成Na2CO3的CO2物质的量为b，则，解得。该反应的方程式为2CO2(g)+3NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+NaHCO3(aq)+H2O(1)△H=-4xkJ/mol，设该反应为①；已知在该条件下，1molCO2通入1L2mol/LNaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量，则CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l)△H=-yk/mol，设该反应为②，所以根据盖斯定律可知①-②即得到CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y)kJ/mol，故选C。 4．利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法正确的是 A．电极a表面发生反应2H2O－4e－＝O2 + 4H+ B．电极b为电源阴极，发生氧化反应 C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动 D．该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2 【答案】A 【分析】根据电子流向或电极上物质间转换关系可知，该装置中a是负极、b是正极，负极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，正极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子移向负极，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，a电极表面发生反应2H2O－4e－=O2 + 4H+，故A项说法正确； B．由分析可知，b是正极，即电源阴极，电极上发生还原反应，故B项说法错误； C．电解质溶液中阳离子向正极移动，即H+从a极区向b极区移动，故C项说法错误； D．该装置中每生成1 mol CO，转移2 mol e-，根据负极电极反应可知，同时会生成0.5 mol O2，故D项说法错误； 综上所述，说法正确的是A项，故答案为A。 5．“打赢蓝天保卫战”，就意味着对污染防治提出更高要求。实验室中尝试对垃圾渗透液再利用，实现发电、环保二位一体，当该装置工作时，下列说法错误的是（    ） A．该装置实现了将化学能转化为电能 B．盐桥中Cl-向A极移动 C．工作时，B极区溶液pH减小 D．电路中流过7.5mol电子时，共产生标况下44.8LN2 【答案】C 【分析】A极发生反应，N元素化合价升高，A是负极；B极发生反应，N元素化合价降低，B是正极； 【详解】A．该装置是原电池，因此该装置实现了将化学能转化为电能，故A正确； B．A是负极，原电池中阴离子移向负极，所以盐桥中Cl－向A极移动，故B正确； C．工作时，B是正极，B极区发生，因此溶液pH增大，故C错误； D．负极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O，正极反应为，电路中流过7.5mol电子时，产生N2物质的量为2mol，标况下的体积是44.8L，故D正确； 选C。 6．已知几种共价键的键能数据如下： 共价键 键能 391 945 243 432 193 366 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 下列说法正确的是 A． B． C．稳定性： D． 【答案】A 【详解】A.根据题目信息以及焓变与键能的关系可知，故A正确； B.根据题目信息以及焓变与键能的关系可知 ，所以，故B错误； C.由于氢氯键的键能大于氢溴键，所以稳定性，故C错误； D.根据盖斯定律由 可得，，故D错误。 故答案：A。 7．我国科学家已研制出一种可替代锂电池的“可充室温Na-CO2电池”，该电池结构如图所示。电极材料为钠金属片和碳纳米管，电解液为高氯酸钠－四甘醇二甲醚。下列说法错误的是（   ） A．放电时钠金属片发生氧化反应 B．电池工作时，负极材料减重0.23 g，则流经电解液的电子为0.01 mol C．碳纳米管的作用主要是导电及吸附CO2 D．充电时阳极反应为：C+ 2Na2CO3 - 4e− = 3CO2↑ + 4Na+ 【答案】B 【分析】根据原电池装置图可知，原电池中电子由负极流向正极，则钠为负极，负极发生失去电子的氧化反应，电极反应为：Na-e-=Na+，碳纳米管为正极，正极发生得电子的还原反应，电极反应为3CO2+4e-+4Na+=C+2Na2CO3，电池总反应为：4Na+3CO2 =2Na2CO3+C，据此分析解答。 【详解】A．根据原电池装置图可知，原电池中电子由负极流向正极，则钠为负极，钠金属片在负极发生氧化反应，故A正确； B．电子只能在导体中传导，不能在电解液中传递，故B错误； C．该原电池中，钠为负极，碳纳米管为正极，碳纳米管能导电并且具有吸附作用，即碳纳米管的作用主要是导电及吸附CO2，电池充电为放电的逆过程，电池充电时，正极变为阳极，应该与直流电源的正极相连，故C正确； D．充电为电解池，阳极与正极相连，阳极失去电子发生氧化反应，则阳极反应为C+2Na2CO3-4e-=3CO2↑+4Na+，故D正确。 答案选B。 8．已知： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)  ΔH=- Q1 ； 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)          ΔH= - Q2； H2O(g) =H2O(l)            ΔH=- Q3 常温下，取体积比为4：1的甲烷和H2的混合气体112L（标准状况下），经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为 A．－4Q1－0.5Q2 B．4Q1+Q2+10Q3 C．－4Q1－Q2－10Q3 D．4Q1+0.5Q2+9Q3 【答案】D 【详解】混合气体112L，即5mol 所以，CH4为4mol，H2为1mol 由给出的热化学方程式知：1molCH4完全燃烧后放出的热量为Q1，生成2molH2O（为气体）；2molH2完全燃烧后放出的热量为Q2，生成2molH2O（也为气体）； 1mol的水蒸气变成液态的水放出热量为 Q3 . 所以4molCH4完全燃烧后放出的热量为4Q1，生成的水蒸气为8mol；1molH2完全燃烧后放出的热量为0.5Q2，生成的水蒸气为1mol。则总共生成了9mol的水蒸气，恢复到常温时这些水蒸气就会放出热量9Q3。所以总共放出的热量为4Q1+0.5Q2+9Q3，故答案选：D。 9．微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中Cr2O72-离子浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是 A．M为电源负极，有机物被氧化 B．处理2 mol Cr2O时，从交换膜左侧向右侧迁移的H＋的物质的量大于12mol C．电池工作时，N极附近溶液pH不变 D．Cr2O离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活 【答案】C 【分析】该燃料电池有机物被氧化，在负极上反应，即M为负极；Cr2O72-被还原，N电极为正极。 【详解】A．由图可知，该电池中有机物在微生物作用下发生氧化反应生成二氧化碳，M电极为负极；氧气和Cr2O72-被还原，N电极为正极，所以M为电源负极，有机物被氧化，故A正确； B．处理1 mol Cr2O72-时需要6m电子，但是同时也会有定量的氧气得到电子，故从交换膜左侧向右迁移的氢离子的物质的量大于6mol，处理2 mol Cr2O时，从交换膜左侧向右侧迁移的H＋的物质的量大于12mol；故B正确； C．由图中信息可知，电池工作时，N极上氧气得到电子转化为水，氢离子浓度减小，故N附近溶液PH增大，故C错误； D．由图可知，Cr2O72-离子浓度较大时，其去除率几乎为0，因为其有强氧化性和毒性，可能会造成还原菌的蛋白质变性而失活，故D正确。 答案选C。 10．采用曝气一电解生物浮床法，可将河道水体中的NH、H2PO等离子转化为MgHPO4、Mg3(PO4)2等沉淀，以实现水体高营养化治理，原理如图。通电一段时间后，生物质碳中发现大量块状白色沉淀。下列说法错误的是（    ） A．电解过程中，NH向石墨电极区迁移 B．阳极发生的主要电极反应为Mg-2e-=Mg2+ C．电解过程中，水体的pH将会降低 D．当电路中通过1mole-时，理论上阴极产生11.2L(标准状况)气体 【答案】C 【分析】镁铝合金是阳极，电极反应为Mg-2e-=Mg2+，石墨是阴极，阴极反应为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，由此分析。 【详解】A．电解过程中，镁铝合金是阳极，石墨是阴极，阳离子向阴极移动，NH向石墨电极区迁移，故A正确； B．阳极发生氧化反应，主要电极反应为Mg-2e-=Mg2+，故B正确； C．电解过程中，阴极反应为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，水体的pH将会升高，故C错误； D．当电路中通过1mole-时，根据2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑生成0.5mol气体，理论上阴极产生11.2L(标准状况)气体，故D正确； 故选C。 11．我国科学家研发了一种二次电池。将溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为。下列说法中错误的是 A．放电时，向负极移动 B．充电时释放，放电时吸收 C．放电时，正极反应为 D．充电时，阳极反应为 【答案】D 【分析】由总反应可知，钠电极失去电子发生氧化反应，为负极，则镍电极为正极； 【详解】A．电池放电时，阴离子向负极移动，A项正确； B．放电时Na作负极、Ni作正极，充电时Na作阴极、Ni作阳极，则放电时电池反应为，充电时电池反应为，所以充电时释放，放电时吸收，B项正确； C．放电时，正极反应为得到电子被还原为C，结合质量守恒，反应为：，C项正确； D．充电时，电池的正极与外接电源的正极相连，即作阳极，发生失电子的氧化反应，应为碳失电子生成：，D项错误； 故选D。 12．（2025·河北邢台·二模）/石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子()和空穴()，其制氧效果优越，原理如图所示。下列叙述正确的是 A．放电时，电子流向：b→离子交换膜→a B．放电时，每消耗0.1 mol，负极区电解质溶液的质量增加13 g C．充电时，电势高低：a<b D．充电时，电池总反应： 【答案】D 【分析】放电时，该装置为原电池，Zn为负极，发生氧化反应；为正极，发生还原反应；充电时，该装置为电解池，在阴极(b极)得电子生成Zn，H2O在阳极(a极)失电子生成。 【详解】A．电子只在导线中移动，不进入电解质溶液，电子流向：b→导线→a，故A错误； B．放电时，负极区电解质溶液增加的质量为失电子的锌和离子交换膜电离出来的的质量和，根据电极反应式可知每消耗0.1 mol ，转移0.4 mol电子，有0.2 mol Zn失电子进入溶液，0.4 mol 由双极膜进入负极区，则质量增加(0.2×65+0.4×17)g=19.8 g，B错误； C．阳极电势高于阴极电势，由思路分析可知，充电时a电极电势高于b电极电势，C错误； D．充电时，阳极反应为，阴极反应为，总反应为，D正确； 选D。 1．依据图示关系，下列说法不正确的是 A．石墨燃烧是放热反应 B．1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多 C．C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2 D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 【答案】C 【详解】A．所有的燃烧都是放热反应，根据图示，C(石墨)+O2(g)= CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol，ΔH1＜0，则石墨燃烧是放热反应，故A正确； B．根据图示，C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol，CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol，根据反应可知都是放热反应，1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，1molC(石墨)放热多，故B正确； C．根据B项分析，①C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol，②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol，根据盖斯定律①-②ｘ2可得：C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2，故C错误； D．根据盖斯定律可知，化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，故D正确； 答案选C。 2．（25-26高二上·安徽·期中）某研究小组用甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水和在铜上电镀银的实验，装置如图所示，其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法错误的是 A．为阳离子交换膜 B．b的电极材料是Ag C．向乙池中Fe电极附近滴加酚酞，溶液变红 D．当甲池消耗0.1 mol 时，乙中电极上产生气体2.24 L(标准状况) 【答案】D 【分析】甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则乙装置中，Fe铁电极为阴极，石墨电极为阳极，丙装置中，a电极为阴极，b电极为阳极。 【详解】A．乙为电解氯化钠溶液装置，装置中钠离子透过交换膜向阴极即左侧迁移，阴极得到和氢气，为了防止生成的氯气和氢氧化钠接触，故X为阳离子交换膜，A正确； B．用丙装置给铜镀银，Ag作阳极，Cu作阴极，是，B正确； C．乙为电解氯化钠溶液装置，为阴极，，滴加酚酞，酚酞变红，C正确； D．乙中为阳极，放电生成氯气，当甲池消耗时，电路中通过0.4 mol e-，乙中C电极上产生氯气0.2 mol，为4.48 L(标准状况)，D错误； 故选D。 3．微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。下列说法不正确的是 A．好氧微生物反应器中反应为NH+2O2=NO+2H++H2O B．电子由A极沿导线流向B极 C．标准状况下，B极上每生成3. 36L气体时，理论上电路中有1mol电子通过 D．A极的电极反应式为CH3COO- -8e -+2H2O=2CO2↑+7H+ 【答案】C 【详解】A．NH4+在好氧微生物反应器中转化为NO3-，结合电子守恒、电荷守恒得到反应的离子方程式为NH4++2O2═NO3-+2H++H2O，故A正确； B．微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，所以电子由A(负)极沿导线流向B(正)极，故B正确； C．NO3-离子在B(正)极得到电子生成氮气，电极反应式为2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O，标准状况下，生成3. 36LN2时，即n(N2)==0.15mol，理论上电路中有1.5mol电子通过；故C错误； D．酸性介质中，CH3COO-在原电池A(负)极失电子，发生氧化反应生成CO2气体，则A极的电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O═2CO2↑+7H+，故D正确； 答案为C。 4．下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。    下列说法不正确的是（   ） A．通过计算，可知系统(Ⅰ)制备氢气的热化学方程式为：H2O(l)= H2(g)+1/2O2(g) ΔH = 286 kJ· mol-1 B．通过计算，可知系统(Ⅱ)制备氢气的热化学方程式为：H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH =20kJ·mol-1 C．若反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH = －a kJ · mol-1， 则a>286         D．制得等量H2所需能量较少的是热化学硫碘循环硫化氢分解法 【答案】C 【分析】此题考查盖斯定律的应用，根据盖斯定律可以求得总反应方程式中的焓变。 【详解】A. 根据盖斯定律进行方程式的加合，①式+②式+③式，得系统(Ⅰ)制备氢气的热化学方程式为：H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH = +286 kJ· mol-1，A正确，故A不符合题意。 B. 根据盖斯定律进行方程式的加合，②式+③式+④式，得系统(Ⅱ)制备氢气的热化学方程式为：H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH =+20kJ·mol-1，B正确，故B不符合题意。 C. 若反应H2(g)+O2(g)=H2O(g) 生成气体水，放出的热量小，故a<286，C不正确，故C符合题意。 D. 根据系统(Ⅰ)(Ⅱ)总的热化学方程式得出：放出的热量较少的是硫碘循环硫化氢分解法，D正确，故D不符合题意。 故答案选C。 5．高能锂离子电池总反应式为2Li+FeS=Fe+Li2S，LiPF6·SO(CH3)2为电解质，用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni的实验装置如图所示。下列说法正确的是    A．LiPF6·SO(CH3)2可用Li2SO4水溶液代替 B．当转移1mol e－时，b室离子数增加NA个 C．该电池充电时阳极反应式为Fe+Li2S－2e－=FeS+2Li+ D．若去除图阴离子膜，则电解反应总方程式发生改变 【答案】C 【详解】A. Li是活泼金属可与水反应，故A不正确； B. 当转移1mol e－时，b室中从a过来1molNa+，从b过来1molCl-，离子数应该增加2NA个，故B不正确； C.该电池充电时阳极反应式是正极反应的逆反应，故C正确； D.若去除图阴离子膜，则电解反应总方程式不会发生改变，依然是阳极氢氧根离子失电子，阴极镍离子得电子，故D不正确； 正确答案：C。 6．电化学在我们的工业生产、生活中发挥着越来越大的作用。根据题给信息，回答问题： （1）电化学降解法治理硝酸盐污染的工作原理如图所示。 ①A为直流电源的______极。 ②Ag-Pt电极发生的电极反应为______。 ③当阳极室溶液质量减少45g，则阴极室溶液质量减少__g。 （2）某工业废水中含有一定浓度的Ni2+和Cl－，现采用双膜三室电沉积法回收Ni2+。根据图甲、图乙所给信息回答下列问题： ①交换膜a是____（填“阴离子”“阳离子”）交换膜。 ②根据图乙分析，pH过高或过低，镍的回收率都低的原因：_____。 ③当浓缩室得到1L0.6mol/L盐酸时，转移电子____mol。 【答案】 正 2NO+10e-+12H+＝N2↑+6H2O 9 阳离子 pH过高，Ni2+可能转变为Ni（OH）2沉淀，pH过低，溶液中H+浓度较大，氢离子在阴极放电，Ni2+被还原的量减少，所以镍的回收率都低 0.5 【分析】（1）由题给示意图可知，硝酸根离子中氮元素化合价降低，说明硝酸根离子得电子发生还原反应生成氮气，则Ag-Pt电极为电解池的阴极，Pt电极为电解池的阳极； （2）阳极区域是稀硫酸，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，氢离子通过交换膜a进入浓缩室，所以交换膜a为阳离子交换膜，阴极发生还原反应，酸性强时主要氢离子发生还原反应生成氢气，酸性弱时主要Ni2+发生还原反应生成Ni。 【详解】（1）①由分析可知，Pt电极为电解池的阳极，则与Pt电极相连的直流电源的A电极为正极，故答案为：正； ②由分析可知，Ag-Pt电极为电解池的阴极，硝酸根离子在阴极得电子发生还原反应生成氮气，电极反应式为2+10e-+12H+＝N2↑+6H2O，故答案为：2+10e-+12H+＝N2↑+6H2O； ③阳极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，若阳极转移2mol电子，阳极消耗1mol水，同时生成2mol氢离子通过质子交换膜进入阴极区，减少质量为18g，阴极室放出0.2mol氮气，同时有2mol氢离子进入，阴极室质量减少为0.2mol28g/mol-2mol1g/mol=3.6g，则当阳极室溶液质量减少45g，则阴极室溶液质量减少g=9g，故答案为：9； （2）①由分析可知，交换膜a为阳离子交换膜，故答案为：阳离子； ②根据图乙可知，若溶液pH过高，Ni2+可能转变为Ni（OH）2沉淀，若pH过低，溶液中H+浓度较大，氢离子在阴极放电，Ni2+被还原的量减少，所以镍的回收率都低，故答案为：pH过高，Ni2+可能转变为Ni（OH）2沉淀，pH过低，溶液中H+浓度较大，氢离子在阴极放电，Ni2+被还原的量减少，所以镍的回收率都低； ③当浓缩室得到1L0.6mol/L盐酸时，溶液中氢离子增大的物质的量为0.5mol，则转移电子的物质的量0.5mol，故答案为：0.5。 7．“9.11”事件后，各国从国家安全出发，金属钒（V）已成为本世纪最重要的战略储备资源之一，V及其化合物有着广泛的用途，其地位和作用长期不可替代。 （1）V2O5可作为硫酸工业中2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）的催化剂，其催化原理如图所示。过程a、b的化学方程式如下： 过程a：V2O5+SO2V2O4+SO3 过程b：V2O4+O2+2SO2 2VOSO4 则过程c的化学方程式表示为：_________。 （2）已知下列气态分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下表： 化学键 S=O（SO2） S=O（SO3） O=O（O2） 能量/kJ 535 472 496 则反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）的△H=________。 （3）工业上采用高温（550℃左右）煅烧NH4VO3的方法制取V2O5，写出该制备反应的化学方程式：__。 （4）全钒液流电池（简称钒电池）是一种新型酸性硫酸盐电池。钒电池结构如图所示。已知：充电过程中，左槽溶液由绿色变为紫色。回答下列问题： VO黄色 VO2+蓝色 V3+绿色 V2+紫色 ①放电时，电极______（填“a”或“b”）为正极，发生的电极反应为：____； ②充电过程中，若质子交换膜右侧电解液中n（H+）的变化量为0.25mol。则转移电子的物质的量为____ mol。 ③VO2+离子可由钒同价态的简单阳离子完全水解得到，该水解反应的离子方程式为：_______。 【答案】 2VOSO4 V2O5+SO2+SO3 -196kJ•mol-1 2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O↑ b VO+e-+2H+＝VO2++H2O 0.25 V4++H2O＝VO2++2H+ 【分析】（1）由盖斯定律可知，过程a+过程b+过程c得到总反应方程式2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），由此得到过程c的方程式； （2）反应热△H=反应物的键能之和—生成物的键能之和； （3）由题意可知，NH4VO3在550℃左右时煅烧发生分解反应生成V2O5 、NH3和H2O； （4）由充电过程中，左槽溶液由绿色变为紫色可知，左侧电极为电解池的阴极，右侧为电解池的阳极，则放电时，左侧a电极为原电池的负极，右侧b电极为原电池的正极。 【详解】（1）由盖斯定律可知，过程a+过程b+过程c得到总反应方程式2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），过程a的方程式为V2O5+SO2V2O4+SO3、过程b的方程式为V2O4+O2+2SO2 2VOSO4，则过程c的方程式为2VOSO4 V2O5+SO2+SO3，故答案为：2VOSO4 V2O5+SO2+SO3； （2）反应热△H=反应物的键能之和—生成物的键能之和，由题给数据可得反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）的△H=(2×2×535kJ/mol+496kJ/mol)—472kJ/mol×3×2=—196 kJ/mol，故答案为：—196 kJ/mol； （3）由题意可知，NH4VO3在550℃左右时煅烧发生分解反应生成V2O5 、NH3和H2O，反应的化学方程式为2NH4VO3 V2O5 +2NH3↑+H2O↑，故答案为：2NH4VO3 V2O5 +2NH3↑+H2O↑； （4）①由充电过程中，左槽溶液由绿色变为紫色可知，左侧电极为电解池的阴极，右侧为电解池的阳极，则放电时，左侧a电极为原电池的负极，右侧b电极为原电池的正极，酸性条件下，VO2+在正极得到电子发生还原反应生成VO2+，电极反应式为VO2++e-+2H+＝VO2++H2O，故答案为：b；VO2++e-+2H+＝VO2++H2O； ②充电过程中，氢离子通过质子交换膜向左侧移动，若质子交换膜右侧电解液中n(H+)的变化量为0.25mol，说明放电时生成0.5mol氢离子，由电极反应式可知转移电子的物质的量为0.5mol×=0.25mol，故答案为：0.25； ③由信息可知，V4+在溶液中水解生成VO2+，使溶液呈酸性，水解的离子方程式为V4++H2O＝VO2++2H+，故答案为：V4++H2O＝VO2++2H+。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 分层作业 微项目 设计载人航天器用化学电源和氧气再生方案 1．氢氧燃料电池已用于航天飞机，以30%KOH溶液为电解质溶液。电极反应如下：2H2+4OH--4e-=4H2O，O2+2H2O+4e-=4OH-。据此作出判断，下列说法中不正确的是（   ） A．O2在正极发生还原反应 B．反应时负极附近pH增大 C．电池总反应为2H2+O2=2H2O D．氢氧燃料电池属于环境友好电池 2．氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30% KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2＋4OH-－4e-＝4H2O、O2＋2H2O＋4e-＝4OH-。据此作出判断，下列说法中正确的是 A．H2在正极发生氧化反应 B．供电时的总反应为：2H2＋O2＝2H2O C．燃料电池将H2燃烧放出的热能转化为电能 D．从电极反应式可知，反应后KOH溶液的浓度不变 3．（23-24高一下·江苏常州·期末）一种航天器能量储存系统原理示意图如图所示。下列说法正确的是 A．该系统中只存在3种形式的能量转化 B．装置X实现了电能与化学能的转化 C．装置Y中在负极发生反应的物质是O2 D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化 4．科研人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如图所示,下列说法不正确的是 A．图中能量转化方式有3种 B．向b极区移动 C．b极发生的电极反应式 D．a极上每产生流过电极的电子数为 5．已知某锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2，锂硫电池的总反应为2Li+S Li2S。其装置图如图所示： 有关上述两种电池说法正确的是（    ） A．锂离子电池放电时，Li+向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．两种电池的负极材料相同 D．锂离子电池充电时，碳电极做阳极 6．我国科学家发明了制取H2O2的绿色方法，原理如图所示(已知：H2O2⇌H+ + HO，Y膜为HO选择性交换膜)。下列说法错误的是 A．b 极上的电极反应为O2 +H2O +2e- =HO+OH- B．X 膜为选择性阳离子交换膜 C．电池工作时，a极室的pH不变 D．理论上，每生成1 mol H2O2，电路中转移4 mol电子 7．如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是（    ） A．放电过程中，H+从正极区移向负极区 B．正极每消耗1mol MnO2有2mol　OH-迁移至负极 C．微生物所在电极区放电时发生还原反应 D．左边电极反应式为：MnO2+4H++2e﹣=Mn2++2H2O 8．中科院科学家设计出一套利用和太阳能综合制氢的方案，其基本工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．该电化学装置中，电极的电势高于电极的电势 B．该装置中的能量转化为光能→化学能→电能 C．电子流向：电极→外电路→电极 D．电极上的反应式为 9．科技工作者利用催化剂和电化学原理还原，使其转化为可被利用的燃料。如图所示装置就可以将转化为燃料CO。下列有关判断正确的是 A．该装置的电化学原理为电解原理，M电极发生氧化反应 B．该装置工作时，N电极的电极反应为 C．质子由N电极区通过质子交换膜移向M电极区 D．外电路中流过10mol电子，理论上可收集70g燃料 10．（24-25高二上·江苏苏州·阶段检测）发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的推进剂是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ① ② ③ ④ 则反应的反应热为 A． B． C． D． 11．通过以下反应均可获取H2。 ① C(s)+H2O (g)=CO (g) + H2 (g)       ΔH1 = + 131.3 kJ·mol-1 ② CH4 (g)+ H2O (g)=CO (g) +3H2 (g)    ΔH2 = + 206.1 kJ·mol-1 ③ CO (g)+H2O(g)=CO2 (g) + H2 (g)    ΔH3 下列说法正确的是 A．①中反应物的总能量大于生成物的总能量 B．由②可知，反应物断键所吸收的能量比生成物成键所放出的能量小 C．由①、②计算反应CH4 (g)=C (s) + 2H2 (g) 的ΔH = － 74.8 kJ·mol-1 D．若知反应C(s)+CO2 (g) =2CO (g) 的ΔH，结合ΔH1可计算出ΔH3 12．以、为原料合成涉及的主要反应如下： Ⅰ：     Ⅱ：     Ⅲ：     则反应的焓变为 A． B．-40.9 C．＋40.9 D．＋139.9 1．（25-26高二上·北京昌平·期中）下图是载人航天器舱内利用氢氧燃料电池进行二氧化碳浓缩富集的装置。下列说法不正确的是 A．该装置工作时将化学能转化成电能 B．a极为电池的负极 C．b极上得电子 D．生成高浓度的电极反应式： 2．2013年以来，全国很多地区都曾陷入严重的雾霾和污染天气中，冬季取暖排放的CO2、汽车尾气等都是形成雾霾的因素。已知： ① N2(g) + O2(g)＝2NO(g)     △H＝+179．5 kJ/mol ②2NO(g) + O2(g)＝2NO2(g) △H＝－112．3 kJ/mol ③2NO(g) +2CO(g)＝N2(g) +2CO2(g) △H＝－759．8 kJ/mol 下图是在101kPa，298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中能量变化的示意图。则a的值为 A．368 B．100 C．602 D．334 3．298K、1.01×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol/LNaOH溶液中充分反应，得反应放出xkJ的热量．已知在该条件下，1molCO2通入1L2mol/LNaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量．则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式是 A．CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)    ΔH＝-(2y-x)kJ/mol B．CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)    ΔH＝-(2x-y)kJ/mol C．CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)    ΔH＝-(4x-y)kJ/mol D．2CO2(g)+2NaOH(l)===2NaHCO3(l)   ΔH＝-(4x-y)kJ/mol 4．利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法正确的是 A．电极a表面发生反应2H2O－4e－＝O2 + 4H+ B．电极b为电源阴极，发生氧化反应 C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动 D．该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2 5．“打赢蓝天保卫战”，就意味着对污染防治提出更高要求。实验室中尝试对垃圾渗透液再利用，实现发电、环保二位一体，当该装置工作时，下列说法错误的是（    ） A．该装置实现了将化学能转化为电能 B．盐桥中Cl-向A极移动 C．工作时，B极区溶液pH减小 D．电路中流过7.5mol电子时，共产生标况下44.8LN2 6．已知几种共价键的键能数据如下： 共价键 键能 391 945 243 432 193 366 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 下列说法正确的是 A． B． C．稳定性： D． 7．我国科学家已研制出一种可替代锂电池的“可充室温Na-CO2电池”，该电池结构如图所示。电极材料为钠金属片和碳纳米管，电解液为高氯酸钠－四甘醇二甲醚。下列说法错误的是（   ） A．放电时钠金属片发生氧化反应 B．电池工作时，负极材料减重0.23 g，则流经电解液的电子为0.01 mol C．碳纳米管的作用主要是导电及吸附CO2 D．充电时阳极反应为：C+ 2Na2CO3 - 4e− = 3CO2↑ + 4Na+ 8．已知： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)  ΔH=- Q1 ； 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)          ΔH= - Q2； H2O(g) =H2O(l)            ΔH=- Q3 常温下，取体积比为4：1的甲烷和H2的混合气体112L（标准状况下），经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为 A．－4Q1－0.5Q2 B．4Q1+Q2+10Q3 C．－4Q1－Q2－10Q3 D．4Q1+0.5Q2+9Q3 9．微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中Cr2O72-离子浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是 A．M为电源负极，有机物被氧化 B．处理2 mol Cr2O时，从交换膜左侧向右侧迁移的H＋的物质的量大于12mol C．电池工作时，N极附近溶液pH不变 D．Cr2O离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活 10．采用曝气一电解生物浮床法，可将河道水体中的NH、H2PO等离子转化为MgHPO4、Mg3(PO4)2等沉淀，以实现水体高营养化治理，原理如图。通电一段时间后，生物质碳中发现大量块状白色沉淀。下列说法错误的是（    ） A．电解过程中，NH向石墨电极区迁移 B．阳极发生的主要电极反应为Mg-2e-=Mg2+ C．电解过程中，水体的pH将会降低 D．当电路中通过1mole-时，理论上阴极产生11.2L(标准状况)气体 11．我国科学家研发了一种二次电池。将溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为。下列说法中错误的是 A．放电时，向负极移动 B．充电时释放，放电时吸收 C．放电时，正极反应为 D．充电时，阳极反应为 12．（2025·河北邢台·二模）/石墨烯电极材料可在光照条件下产生电子()和空穴()，其制氧效果优越，原理如图所示。下列叙述正确的是 A．放电时，电子流向：b→离子交换膜→a B．放电时，每消耗0.1 mol，负极区电解质溶液的质量增加13 g C．充电时，电势高低：a<b D．充电时，电池总反应： 1．依据图示关系，下列说法不正确的是 A．石墨燃烧是放热反应 B．1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多 C．C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2 D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 2．（25-26高二上·安徽·期中）某研究小组用甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水和在铜上电镀银的实验，装置如图所示，其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法错误的是 A．为阳离子交换膜 B．b的电极材料是Ag C．向乙池中Fe电极附近滴加酚酞，溶液变红 D．当甲池消耗0.1 mol 时，乙中电极上产生气体2.24 L(标准状况) 3．微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。下列说法不正确的是 A．好氧微生物反应器中反应为NH+2O2=NO+2H++H2O B．电子由A极沿导线流向B极 C．标准状况下，B极上每生成3. 36L气体时，理论上电路中有1mol电子通过 D．A极的电极反应式为CH3COO- -8e -+2H2O=2CO2↑+7H+ 4．下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。    下列说法不正确的是（   ） A．通过计算，可知系统(Ⅰ)制备氢气的热化学方程式为：H2O(l)= H2(g)+1/2O2(g) ΔH = 286 kJ· mol-1 B．通过计算，可知系统(Ⅱ)制备氢气的热化学方程式为：H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH =20kJ·mol-1 C．若反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH = －a kJ · mol-1， 则a>286         D．制得等量H2所需能量较少的是热化学硫碘循环硫化氢分解法 5．高能锂离子电池总反应式为2Li+FeS=Fe+Li2S，LiPF6·SO(CH3)2为电解质，用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni的实验装置如图所示。下列说法正确的是    A．LiPF6·SO(CH3)2可用Li2SO4水溶液代替 B．当转移1mol e－时，b室离子数增加NA个 C．该电池充电时阳极反应式为Fe+Li2S－2e－=FeS+2Li+ D．若去除图阴离子膜，则电解反应总方程式发生改变 6．电化学在我们的工业生产、生活中发挥着越来越大的作用。根据题给信息，回答问题： （1）电化学降解法治理硝酸盐污染的工作原理如图所示。 ①A为直流电源的______极。 ②Ag-Pt电极发生的电极反应为______。 ③当阳极室溶液质量减少45g，则阴极室溶液质量减少__g。 （2）某工业废水中含有一定浓度的Ni2+和Cl－，现采用双膜三室电沉积法回收Ni2+。根据图甲、图乙所给信息回答下列问题： ①交换膜a是____（填“阴离子”“阳离子”）交换膜。 ②根据图乙分析，pH过高或过低，镍的回收率都低的原因：_____。 ③当浓缩室得到1L0.6mol/L盐酸时，转移电子____mol。 7．“9.11”事件后，各国从国家安全出发，金属钒（V）已成为本世纪最重要的战略储备资源之一，V及其化合物有着广泛的用途，其地位和作用长期不可替代。 （1）V2O5可作为硫酸工业中2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）的催化剂，其催化原理如图所示。过程a、b的化学方程式如下： 过程a：V2O5+SO2V2O4+SO3 过程b：V2O4+O2+2SO2 2VOSO4 则过程c的化学方程式表示为：_________。 （2）已知下列气态分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下表： 化学键 S=O（SO2） S=O（SO3） O=O（O2） 能量/kJ 535 472 496 则反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）的△H=________。 （3）工业上采用高温（550℃左右）煅烧NH4VO3的方法制取V2O5，写出该制备反应的化学方程式：__。 （4）全钒液流电池（简称钒电池）是一种新型酸性硫酸盐电池。钒电池结构如图所示。已知：充电过程中，左槽溶液由绿色变为紫色。回答下列问题： VO黄色 VO2+蓝色 V3+绿色 V2+紫色 ①放电时，电极______（填“a”或“b”）为正极，发生的电极反应为：____； ②充电过程中，若质子交换膜右侧电解液中n（H+）的变化量为0.25mol。则转移电子的物质的量为____ mol。 ③VO2+离子可由钒同价态的简单阳离子完全水解得到，该水解反应的离子方程式为：_______。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 分层作业 微项目 设计载人航天器用化学电源和氧气再生方案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B B D B D D B B D 题号 11 12 答案 D C 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 C A C A C A B D C C D D 题号 1 2 3 4 5 答案 C D C C C 6. 正 2NO+10e-+12H+＝N2↑+6H2O 9 阳离子 pH过高，Ni2+可能转变为Ni（OH）2沉淀，pH过低，溶液中H+浓度较大，氢离子在阴极放电，Ni2+被还原的量减少，所以镍的回收率都低 0.5 7. 2VOSO4 V2O5+SO2+SO3 -196kJ•mol-1 2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O↑ b VO+e-+2H+＝VO2++H2O 0.25 V4++H2O＝VO2++2H+ 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $