精品解析：江苏省苏州市园区南京航空航天大学苏州附属中学（星湖街校区）2026-2027学年高二上学期10月月考化学试题

南航苏州附中2026-2027学年第一学期高二年级10月限时练习 化学 考试时间：75分钟 一、选择题(每题3分，共39分) 1. 电饭锅是现代家庭必不可少的日用电器，其工作时将电能转化为 A. 光能 B. 势能 C. 动能 D. 热能 2. 石墨转化为金刚石反应过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A. 金刚石比石墨稳定 B. 石墨转化为金刚石的活化能为1.9kJ C. 石墨断裂化学键吸收的能量小于金刚石形成化学键释放的能量 D. 反应的热化学方程式为C(s，石墨)=C(s，金刚石)   3. 下列有关如图所示原电池（盐桥中吸附有KNO3饱和溶液）的叙述不正确的是 A. 盐桥中的K+向铜电极移动 B. 电子沿导线由铜电极流向银电极 C. 正极的电极反应为Ag++e-=Ag D. 铜电极发生氧化反应 4. 利用如下图装置完成电化学实验。下列说法不正确的是 A. 若X为锌棒，Y为溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 B. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜 C. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加 D. 若X为碳棒，Y为溶液，开关K置于M处，可观察到X极处冒气泡 5. 最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列说法不正确的是 A. 该电池Zn为负极，MnO2为正极 B. 该电池的正极反应为：MnO2+e－+H2O=MnOOH+OH－ C. 导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn D. 电池工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片 6. 铅酸蓄电池工作时的反应为。某状态下测得两电极的质量都增加，下列有关该状态下的说法不正确的是 A. 铅酸蓄电池正在放电 B. b电极反应式为 C. 该状态下由极向极移动 D. 一段时间后，溶液的增大 阅读下列材料，完成下面小题。 周期表中ⅠA族元素及其化合物应用广泛。可由甲烷(燃烧热：)与水蒸气在800～900℃下催化重整制得，用于工业合成，但在进入合成塔前需经过铜氨液处理，除去其中的，其反应为：  ；钴酸锂电池放电时总反应是 ；用于工业冶炼和氯碱工业等； 溶液遇亚铁盐生成深蓝色沉淀 ，可用于检验。 7. 下列有关说法不正确的是 A. 的浓度越大生成越快 B. 对于  ，升高温度活化分子数增加 C. 恒容密闭容器，通入He，工业合成氨反应速率加快 D. 锂离子电池放电时，化学能转化为电能 8. 下列化学反应表示正确的是 A. 甲烷燃烧的热化学方程式：   B. 放电时，钴酸锂电池正极反应： C. 电解饱和溶液： D. 检验浸泡在饱和食盐水中的缠有铜丝的铁钉已经被腐蚀： 9. 甲烷催化重整反应为  。下列关于该反应的说法正确的是 A. 反应物的能量大于生成物的能量 B. 恒压容器，通入甲烷催化重整反应速率升高 C. 利用部分甲烷燃烧产生的热量实现体系能量自给，降低能耗 D. 使用高效催化剂可以降低反应的焓变 10. 对于反应：，下列为四种不同情况下测得的反应速率，其中能表明该反应进行最快的是 A.   B. C.   D. 11. MoC(Ⅲ)催化甲醇脱氢的部分历程如图所示，表示过渡态，未标明状态的物质均吸附在催化剂表面，下列说法错误的是 A. 催化剂能提高单位时间内有效碰撞次数 B. 该历程决速步骤的反应为 C. 同等条件下，CO(g)的稳定性强于 D. 图示整体为放热过程 12. 下列各装置能够达到相应实验目的的是 A. 用甲装置在铁件表面镀铜 B. 用乙装置定量测定中和反应热效应 C. 用丙装置研究催化剂对化学反应速率的影响 D. 用丁装置减缓水体中钢铁设施的腐蚀 13. 一种光电催化装置如图，可以将空气中捕获的转化为。下列说法正确的是 A. 电极a上发生还原反应生成 B. 通过质子交换膜从右室移向左室 C. 制备时，电极b发生反应： D. 外电路每通过0.04 mol电子，电极a上产生 二、填空题(共61分) 14. 生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题： （1）冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用________（填“放热”或“吸热”）的化学变化或物理变化。 （2）丙烷（）常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成和过程中的能量变化图。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：________。 （3）盖斯定律：不管化学过程是一步完成或分多步完成，整个过程的总热效应相同。 ①反应（）分两步进行：（ⅰ）（）；（ⅱ）（）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是________（填字母）。 ②已知：         若将46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程的________（用含、、的代数式表示）。 （4）已知：1 mol Si含2 mol Si—Si键。 化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 键能（） 460 360 436 431 176 347 则：的反应热________。 15. 纳米铁、高铁酸钾可用于处理废水。 Ⅰ.纳米铁处理废水中的 （1）无机炭作还原剂，高温下制纳米铁，涉及的反应有： 无机炭还原制纳米铁的热化学方程式为________________________。 （2）纳米铁处理废水中的 ①相同条件下，纳米铁去除不同水样中的速率有较大差异，如图所示，产生该差异的可能原因是________________。 ②纳米铁去除酸性废水中的大致可分为2个过程，原理如图所示。过程Ⅱ反应的离子方程式为________________________；纳米铁总量一定，水中溶解氧过少不利于去除的原因是________________。 Ⅱ.高铁酸钾处理废水 （3）电解法制备的原理如图所示。 ①Fe电极上的反应为________________________。 ②简述阴极区KOH浓度增大的过程：________________。 ③净水时，水中缓慢产生红褐色沉淀和一种气体，写出该反应的离子方程式：________________________。 16. 利用电化学反应可以实现能量和物质的转化。 （1）设计某种电化学装置，要求实现反应 ，且反应后的溶液中不含其他溶质。选择合适的试剂和用品的序号填在下面电化学装置图的相应位置，实验可以选用的试剂和用品有____________。 A. 稀硫酸  B. 溶液  C. 阳离子交换膜  D. 阴离子交换膜 （2）一种以二甲醚 燃料电池为电源，进行、的电解转化装置如图所示。 ①装置Ⅰ放电时的负极反应式为________________。 ②装置Ⅱ电极B处生成的电极反应式为________________。 ③装置Ⅱ电极A处有沉淀X生成，X为________(填化学式)。装置Ⅰ消耗标准状况下22.4L，装置Ⅱ电极B处共生成标准状况下16.8L与，则的物质的量为________mol。 ④实验发现，电极B处生成的气体种类与电压有关。若电压较小，不发生转化，装置Ⅱ出口处收集到和Y的混合气体，则Y为________(填化学式)。 17. 资源的利用和循环有利于人类的可持续发展。 （1）硼氢化钠()是一种固体储氢材料。 ①向溶液中加入催化剂/ 后，制氢速率与浓度关系如图所示，由A~B段可知，随反应物浓度增大，反应速率加快，但B~C段随着浓度的增加，制氢速率反而下降的原因是________。 ②已知，是反应的自由能变化量，其计算方法遵循盖斯定律：当时，反应能自发进行从而用于的再生。 ⅰ. ⅱ.   ⅲ.   通过计算，使用数据说明此法是否可用于的再生________。 ③氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。以熔融碳酸盐为电解质，为燃料，空气为氧化剂时负极上的电极反应式为________。 （2）的资源化利用。 一种有机多孔电极材料电催化还原的装置如图所示。控制其他条件相同，将一定量的通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压有关。 ①转化为的电极反应式为________________。 ②控制电压为1.0V，电解时生成0.3mol、0.1mol、0.1mol，阳极理论上生成在标况下的体积为________。 （3）的资源化利用。电解法以作为氮源制备的原理如图所示。 ①a电极上转化为的电极反应式为________________。 ②研究发现：电极表面发生了某个副反应(该副反应的转化路径图中未标出)，且有利于的制备，结合电极反应式说明原因________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南航苏州附中2026-2027学年第一学期高二年级10月限时练习 化学 考试时间：75分钟 一、选择题(每题3分，共39分) 1. 电饭锅是现代家庭必不可少的日用电器，其工作时将电能转化为 A. 光能 B. 势能 C. 动能 D. 热能 【答案】D 【解析】 【详解】电饭锅是现代家庭必不可少的日用电器，其工作时将电能转化为热能，用来蒸煮米饭等。 答案选D。 2. 石墨转化为金刚石反应过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A. 金刚石比石墨稳定 B. 石墨转化为金刚石的活化能为1.9kJ C. 石墨断裂化学键吸收的能量小于金刚石形成化学键释放的能量 D. 反应的热化学方程式为C(s，石墨)=C(s，金刚石)   【答案】D 【解析】 【详解】A．物质能量越低越稳定，由图可知石墨能量低于金刚石，因此石墨比金刚石稳定，A错误； B．是石墨与金刚石的能量差，即该反应的焓变，不是活化能，且活化能单位应为，B错误； C．该反应为吸热反应，反应物断裂化学键吸收的总能量生成物形成化学键释放的总能量，因此石墨断裂化学键吸收的能量大于金刚石形成化学键释放的能量，C错误； D．1mol石墨转化为1mol金刚石吸收1.9kJ能量，热化学方程式标注了物质聚集状态，焓变符号、数值、单位均正确，D正确； 故选D。 3. 下列有关如图所示原电池（盐桥中吸附有KNO3饱和溶液）的叙述不正确的是 A. 盐桥中的K+向铜电极移动 B. 电子沿导线由铜电极流向银电极 C. 正极的电极反应为Ag++e-=Ag D. 铜电极发生氧化反应 【答案】A 【解析】 【分析】该原电池中，Cu为负极，失去电子，发生氧化反应，Cu-2e-=Cu2+；Ag为正极，得到电子，发生还原反应，Ag+e-=Ag+，电子沿导线由铜电极流向银电极，盐桥中阳离子向Ag极移动，据此分析回答问题。 【详解】A．盐桥中阳离子向正极移动，银电极为正极，故K⁺应向银电极移动，而非铜电极，A错误； B．铜为负极，电子从负极（铜电极）沿导线流向正极（银电极），B正确； C．银电极为正极，Ag⁺在正极得电子发生还原反应，电极反应式为Ag⁺+e⁻=Ag，C正确； D．铜电极为负极，负极发生氧化反应，D正确； 故选A。 4. 利用如下图装置完成电化学实验。下列说法不正确的是 A. 若X为锌棒，Y为溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 B. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜 C. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加 D. 若X为碳棒，Y为溶液，开关K置于M处，可观察到X极处冒气泡 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关K置于M处时形成原电池，活泼性强于，作负极被腐蚀，作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，可减缓铁的腐蚀，A正确； B．开关K置于N处时形成电解池，铁与负极相连作阴极，铜为阳极失去电子发生氧化反应生成铜离子，Y为硫酸铜溶液，铜离子在铁极得到电子发生还原反应生成铜，可用于铁表面镀铜，B正确； C．开关K置于M处，为原电池，铁比铜活泼，铁作负极，电子由铁经导线流向铜，铜棒上铜离子得电子生成铜单质，质量增加，C正确； D．开关K置于M处，X为碳棒，Y为氯化钠溶液，形成原电池，发生铁的吸氧腐蚀，X极为正极，电极反应为，无气泡生成，D错误； 故选D。 5. 最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列说法不正确的是 A. 该电池Zn为负极，MnO2为正极 B. 该电池的正极反应为：MnO2+e－+H2O=MnOOH+OH－ C. 导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn D. 电池工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片 【答案】C 【解析】 【详解】A. 根据方程式分析，锌化合价升高，失去电子，因此该电池Zn为负极，MnO2为正极，故A正确； B. 该电池MnO2为正极，由电池总反应式减去负极反应式Zn－2e－+2OH－=ZnO+H2O，即得正极反应式MnO2+e－+H2O=MnOOH+OH－，故B正确； C. 导电时外电路电子由负极(Zn)流向正极(MnO2)，电子不在内电路中移动，故C错误； D. 科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，则说明电池工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片，故D正确； 答案为C。 6. 铅酸蓄电池工作时的反应为。某状态下测得两电极的质量都增加，下列有关该状态下的说法不正确的是 A. 铅酸蓄电池正在放电 B. b电极反应式为 C. 该状态下由极向极移动 D. 一段时间后，溶液的增大 【答案】C 【解析】 【分析】铅蓄电池的电极材料分别为Pb和PbO2，放电时负极电极反应为Pb-2e-+=PbSO4，正极电极反应为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，放电时两电极的质量都增加，则a为负极，b为正极，放电总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，以此来解答。 【详解】A．放电时，负极转化为、正极转化为，两电极质量均增加，因此该铅酸蓄电池正在放电，A正确； B．为正极，放电时正极发生还原反应，电极反应式为，B正确； C．原电池中阴离子向负极移动，为负极，因此由极向极移动，C错误； D．放电过程消耗且生成，溶液中浓度减小，增大，D正确； 故选C。 阅读下列材料，完成下面小题。 周期表中ⅠA族元素及其化合物应用广泛。可由甲烷(燃烧热：)与水蒸气在800～900℃下催化重整制得，用于工业合成，但在进入合成塔前需经过铜氨液处理，除去其中的，其反应为：  ；钴酸锂电池放电时总反应是 ；用于工业冶炼和氯碱工业等； 溶液遇亚铁盐生成深蓝色沉淀 ，可用于检验。 7. 下列有关说法不正确的是 A. 的浓度越大生成越快 B. 对于  ，升高温度活化分子数增加 C. 恒容密闭容器，通入He，工业合成氨反应速率加快 D. 锂离子电池放电时，化学能转化为电能 8. 下列化学反应表示正确的是 A. 甲烷燃烧的热化学方程式：   B. 放电时，钴酸锂电池正极反应： C. 电解饱和溶液： D. 检验浸泡在饱和食盐水中的缠有铜丝的铁钉已经被腐蚀： 9. 甲烷催化重整反应为  。下列关于该反应的说法正确的是 A. 反应物的能量大于生成物的能量 B. 恒压容器，通入甲烷催化重整反应速率升高 C. 利用部分甲烷燃烧产生的热量实现体系能量自给，降低能耗 D. 使用高效催化剂可以降低反应的焓变 【答案】7. C 8. B 9. C 【解析】 【7题详解】 A．反应物浓度越大，单位体积内活化分子数越多，反应速率越快，A正确； B．升高温度，分子获得能量，活化分子数增加，与反应的热效应无关，B正确； C．恒容密闭容器中通入，反应体系中各物质的浓度不变，合成氨反应速率不变，C错误； D．锂离子电池放电时为原电池装置，将化学能转化为电能，D正确； 故选C。 【8题详解】 A．燃烧热要求1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物，元素对应稳定氧化物为液态，选项中为气态，A错误； B．钴酸锂电池放电时正极发生还原反应，得到结合生成，电极反应式书写正确，B正确； C．电解饱和溶液生成、和，正确的为：，电解熔融才生成和，C错误； D．与反应生成深蓝色沉淀，方程式缺少，产物错误，正确的为： ，D错误； 故选B。 【9题详解】 A．该反应为吸热反应，反应物总能量小于生成物总能量，A错误； B．恒压容器中通入，容器体积扩大，反应物浓度减小，反应速率降低，B错误； C．甲烷燃烧为放热反应，放出的热量可供给该吸热反应使用，实现体系能量自给，降低能耗，C正确； D．催化剂只能降低反应活化能，不能改变反应物和生成物的总能量差，即不改变焓变，D错误； 故选C。 10. 对于反应：，下列为四种不同情况下测得的反应速率，其中能表明该反应进行最快的是 A.   B. C.   D. 【答案】A 【解析】 【详解】反应速率比等于化学计量数之比； A．； B．； C．； D．； 故A选项中反应速率最大，故选A。 11. MoC(Ⅲ)催化甲醇脱氢的部分历程如图所示，表示过渡态，未标明状态的物质均吸附在催化剂表面，下列说法错误的是 A. 催化剂能提高单位时间内有效碰撞次数 B. 该历程决速步骤的反应为 C. 同等条件下，CO(g)的稳定性强于 D. 图示整体为放热过程 【答案】B 【解析】 【详解】A．催化剂可降低反应活化能，提高活化分子百分数，从而提高单位时间内有效碰撞次数，A正确； B．反应决速步骤为活化能（能垒）最大的步骤，计算可得TS2对应步骤能垒最大，为-1.58-(-2.90)=1.32 eV，对应反应为，不是反应，B错误； C．物质能量越低则稳定性越强，由图可知，CH3OH(g)的相对能量为0 eV，最终生成物相对能量为-2.49 eV，总能量降低，则能量低于，稳定性更强，C正确； D．图示起始反应物相对能量为0 eV，最终生成物相对能量为-2.49 eV，总能量降低，整体为放热过程，D正确； 答案选B。 12. 下列各装置能够达到相应实验目的的是 A. 用甲装置在铁件表面镀铜 B. 用乙装置定量测定中和反应热效应 C. 用丙装置研究催化剂对化学反应速率的影响 D. 用丁装置减缓水体中钢铁设施的腐蚀 【答案】D 【解析】 【详解】A．电镀铜时，镀层金属应接外接直流电源正极作阳极，待镀铁件接电源负极作阴极，甲装置中铜接直流电源的负极作阴极，无法实现在铁件表面镀铜，A错误； B．定量测定中和反应热效应时，需用玻璃搅拌器搅拌，且要尽可能减少热量散失，乙装置缺少玻璃搅拌器，会导致测定误差较大，无法完成定量测定，B错误； C．研究催化剂对化学反应速率的影响需控制温度等其他无关变量相同，丙装置中两组实验温度不同（一组常温、一组热水浴），存在温度和催化剂两个变量，无法得出催化剂对反应速率的影响，C错误； D．的活泼性强于，丁装置中作负极被腐蚀，钢铁设施作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀，D正确； 答案选D。 13. 一种光电催化装置如图，可以将空气中捕获的转化为。下列说法正确的是 A. 电极a上发生还原反应生成 B. 通过质子交换膜从右室移向左室 C. 制备时，电极b发生反应： D. 外电路每通过0.04 mol电子，电极a上产生 【答案】D 【解析】 【分析】该装置为电解池装置，左侧电极a为阳极，发生的电极反应为，右侧电极b为阴极，发生的电极反应为； 【详解】A．电极a上转化为，元素化合价升高，失电子发生氧化反应，A错误； B．电解池中阳离子向阴极移动，电极b为阴极，应从左室移向右室，B错误； C．电极b为阴极，得电子发生还原反应，反应式应为，选项中反应式为失电子的氧化反应，C错误； D．电极a反应为，每生成1mol 转移4mol电子，外电路通过0.04mol电子时，生成的物质的量为，D正确； 故答案为D。 二、填空题(共61分) 14. 生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题： （1）冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用________（填“放热”或“吸热”）的化学变化或物理变化。 （2）丙烷（）常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成和过程中的能量变化图。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：________。 （3）盖斯定律：不管化学过程是一步完成或分多步完成，整个过程的总热效应相同。 ①反应（）分两步进行：（ⅰ）（）；（ⅱ）（）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是________（填字母）。 ②已知：         若将46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程的________（用含、、的代数式表示）。 （4）已知：1 mol Si含2 mol Si—Si键。 化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 键能（） 460 360 436 431 176 347 则：的反应热________。 【答案】（1）吸热 （2） （3） ①. C ②. （4）+236 【解析】 【小问1详解】 冷敷袋要使接触的物体温度降低，其内部发生的变化应从周围环境吸收热量，因此应利用吸热的化学变化或物理变化； 【小问2详解】 燃烧热以1 mol可燃物完全燃烧生成指定的稳定产物为计量标准，丙烷完全燃烧时碳元素转化为，氢元素转化为。根据原子守恒，1 mol丙烷完全燃烧生成4 mol水，而图示过程生成1 mol水，因此表示丙烷燃烧热时，反应的化学计量数及相应焓变均应扩大为图示过程的4倍。图中生成物的能量低于反应物，反应放热，故。所求热化学方程式为： ； 【小问3详解】 ①第一步反应的，说明A和B的总能量高于X的能量；第二步反应的，说明X的能量高于C的能量。因此，能量应由高到低依次为A和B的总能量、X的能量、C的能量，C图符合这一关系，故选C； ②46 g乙醇的物质的量为。乙醇起始为液态，完全燃烧并恢复到室温后，生成的水为液态。将乙醇液化的反应逆向，将水蒸气液化的反应乘以3，再与气态乙醇的燃烧反应相加，所组合的反应为：；；；相加后，气态乙醇和水蒸气抵消，得到目标反应：；根据盖斯定律，反应逆向时焓变变号，化学计量数扩大几倍时焓变也扩大几倍，反应相加时焓变相加，因此整个过程的； 【小问4详解】 断开化学键吸收能量，形成化学键释放能量。以消耗1 mol 为计量基准，需要断开4 mol Si—Cl键和2 mol H—H键，吸收的能量为：；生成1 mol Si时形成2 mol Si—Si键，生成4 mol HCl时形成4 mol H—Cl键，释放的能量为：；；反应热等于断键吸收的能量与成键释放的能量之差，并按所写方程式的反应计量表示，因此。 15. 纳米铁、高铁酸钾可用于处理废水。 Ⅰ.纳米铁处理废水中的 （1）无机炭作还原剂，高温下制纳米铁，涉及的反应有： 无机炭还原制纳米铁的热化学方程式为________________________。 （2）纳米铁处理废水中的 ①相同条件下，纳米铁去除不同水样中的速率有较大差异，如图所示，产生该差异的可能原因是________________。 ②纳米铁去除酸性废水中的大致可分为2个过程，原理如图所示。过程Ⅱ反应的离子方程式为________________________；纳米铁总量一定，水中溶解氧过少不利于去除的原因是________________。 Ⅱ.高铁酸钾处理废水 （3）电解法制备的原理如图所示。 ①Fe电极上的反应为________________________。 ②简述阴极区KOH浓度增大的过程：________________。 ③净水时，水中缓慢产生红褐色沉淀和一种气体，写出该反应的离子方程式：________________________。 【答案】（1） （2） ①. 形成的原电池加快了纳米铁粉去除的反应速率 ②. ③. 水中溶解氧过少，过程Ⅰ生成的浓度低，还原的速率慢 （3） ①. ②. 阴极区发生反应：，溶液中浓度增大；透过阳离子交换膜进入阴极区，溶液中浓度增大 ③. 【解析】 【小问1详解】 设为反应①，设为反应②，目标反应为：，由盖斯定律可得目标反应为：； 【小问2详解】 ①Ⅱ中含有Cu2+，纳米铁将Cu2+还原为Cu单质，形成Fe-Cu原电池，进而可加快反应速率； ②过程Ⅰ为氧气氧化纳米铁生成Fe2+，过程Ⅱ为Fe2+在酸性条件下将还原为N2，其离子方程式为：；当水中溶解氧过少，则过程Ⅰ生成的Fe2+浓度低，还原的速率慢； 【小问3详解】 ①由图可知，Fe电极与电源正极相连，为阳极，Fe在碱性条件下失去电子生成，其电极反应式为：； ②Pt电极与电源负极相连，为阴极，水中H+得到电子生成H2，其电极反应式为：，溶液中浓度增大；K+透过阳离子交换膜进入阴极区，溶液中浓度增大； ③红褐色沉淀为，说明净水时发生还原反应生成，根据氧化还原反应化合价升降守恒可知气体为O2，因此其离子方程式为：。 16. 利用电化学反应可以实现能量和物质的转化。 （1）设计某种电化学装置，要求实现反应 ，且反应后的溶液中不含其他溶质。选择合适的试剂和用品的序号填在下面电化学装置图的相应位置，实验可以选用的试剂和用品有____________。 A. 稀硫酸  B. 溶液  C. 阳离子交换膜  D. 阴离子交换膜 （2）一种以二甲醚 燃料电池为电源，进行、的电解转化装置如图所示。 ①装置Ⅰ放电时的负极反应式为________________。 ②装置Ⅱ电极B处生成的电极反应式为________________。 ③装置Ⅱ电极A处有沉淀X生成，X为________(填化学式)。装置Ⅰ消耗标准状况下22.4L，装置Ⅱ电极B处共生成标准状况下16.8L与，则的物质的量为________mol。 ④实验发现，电极B处生成的气体种类与电压有关。若电压较小，不发生转化，装置Ⅱ出口处收集到和Y的混合气体，则Y为________(填化学式)。 【答案】（1）ABD （2） ①. CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O ②. 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O ③. S ④. 0.5 ⑤. H2 【解析】 【分析】因为反应Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑不能自发发生，所以需设计电解池；再确定电极，Cu失电子发生氧化反应，所以Cu作阳极，选不参与反应的惰性电极为阴极，阴极区电解质选稀硫酸，为防止阳极生成的Cu2+移向阴极放电且避免引入其他杂质，选用阴离子交换膜分隔两极区，连接直流电源；先判断装置Ⅰ为燃料电池，通入二甲醚的电极发生氧化反应为负极，通入O2的电极发生还原反应是正极；装置Ⅱ为电解池，电极B连接通入二甲醚的电极（负极），所以电极B为阴极，电极A为阳极。 【小问1详解】 由分析知，设计的电解池阳极接直流电源正极，选用Cu电极；阴极接直流电源负极，可选用碳棒（或其他惰性电极）；阳极区盛放硫酸铜溶液，阴极区盛放稀硫酸，中间用阴离子交换膜隔开；故选ABD； 【小问2详解】 ①装置Ⅰ为碱性二甲醚燃料电池，负极上二甲醚失电子，在碱性环境下生成​，配平电荷和原子得到装置Ⅰ放电时的负极反应式CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O； ②由分析知，电极B为电解池阴极，CO2得电子，结合质子交换膜迁移来的H+，还原生成C2H4，配平得到电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O； ③电极A为电解池阳极，H2S失电子发生氧化反应，生成不溶于酸的S单质沉淀；标准状况下22.4L​ O2的物质的量为1 mol，燃料电池正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，消耗1 mol O2共转移4 mol电子；电极B生成标准状况下16.8L（0.75mol）C2H4与CO ​，设C2H4为x mol，CO为y mol：则x+y=0.75mol、12x+2y=4（生成1 mol C2H4转移12e⁻、CO2​→CO 每个C得2e⁻），解得y=0.5mol，即CO的物质的量为0.5mol； ④当电压不足以把CO2还原时，溶液中大量存在的H+（来自阳极迁移）会在阴极得电子生成H2，故混合气体Y为H2。 17. 资源的利用和循环有利于人类的可持续发展。 （1）硼氢化钠()是一种固体储氢材料。 ①向溶液中加入催化剂/ 后，制氢速率与浓度关系如图所示，由A~B段可知，随反应物浓度增大，反应速率加快，但B~C段随着浓度的增加，制氢速率反而下降的原因是________。 ②已知，是反应的自由能变化量，其计算方法遵循盖斯定律：当时，反应能自发进行从而用于的再生。 ⅰ. ⅱ.   ⅲ.   通过计算，使用数据说明此法是否可用于的再生________。 ③氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。以熔融碳酸盐为电解质，为燃料，空气为氧化剂时负极上的电极反应式为________。 （2）的资源化利用。 一种有机多孔电极材料电催化还原的装置如图所示。控制其他条件相同，将一定量的通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压有关。 ①转化为的电极反应式为________________。 ②控制电压为1.0V，电解时生成0.3mol、0.1mol、0.1mol，阳极理论上生成在标况下的体积为________。 （3）的资源化利用。电解法以作为氮源制备的原理如图所示。 ①a电极上转化为的电极反应式为________________。 ②研究发现：电极表面发生了某个副反应(该副反应的转化路径图中未标出)，且有利于的制备，结合电极反应式说明原因________________。 【答案】（1） ①. 浓度过大导致催化活性下降 ②. ，此法可行。 ③. （2） ①. ②. （3） ①. ②. 副反应为，生成的将NO氧化为，与水反应生成硝酸，且生成的可与形成 【解析】 【小问1详解】 ①该反应使用固体催化剂催化，反应的发生需要反应物分子在催化剂表面吸附并完成反应。当浓度过高时，过高浓度的反应物会在催化剂表面大量聚集，占据催化剂的活性位点，阻碍反应物与催化活性中心的有效接触，同时也会影响生成的从催化剂表面脱附离开，最终导致制氢速率随反应物浓度升高反而下降。 ②根据盖斯定律，目标反应可由得到。 计算该反应的：代入数据： ，故此法可行，因此此法可用于的再生。 ③该燃料电池以为燃料，熔融碳酸盐为电解质，负极上发生失电子的氧化反应；电解质中的会参与反应，最终生成和，因此负极电极反应式为：。 【小问2详解】 ①该过程为酸性环境（体系中存在自由移动的），作为反应物得到电子被还原为，先确定变价元素的电子转移：中为价，中为价，每个原子得到6个电子，结合电荷守恒，用平衡反应两侧电荷，再通过H原子守恒配平的系数，最终得到电极反应式：。 ②利用电子守恒计算阳极生成的体积，电解池的阳极总反应为失电子生成，对应电极反应为：，阴极所有产物的得电子总物质的量等于阳极失电子的总物质的量，分别计算各阴极产物的得电子数：生成时，中+4价C转化为中价C，含，总共得到，则得到的电子为，生成时，中价转化为中价C，得到，则得到的电子为，生成时，得到，则得到的电子为，阴极总得电子物质的量为，结合阳极反应，每生成转移，则转移电子时生成的物质的量为，标准状况下体积为。 【小问3详解】 ①a电极为阳极，被氧化为，N元素化合价从+2升高到+5，每个失去3个电子，酸性条件下用水配平氧原子，平衡电荷，电极反应式： 。 ②a电极上发生副反应：，生成的将氧化为，与水反应生成硝酸，且生成的可与形成。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $