人教版 高化 选择性必修1 4.1 原电池 第2课时 同步练习（含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版 高化 选择性必修1 4.1 原电池 第2课时 同步练习（含解析） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-16 00:00:00 | ||
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文档简介
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4.1 原电池 第2课时 同步练习（含解析）
一、单选题
1．我国成功研制出新型“海水电池”,电池反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。下列关于该电池的说法不正确的是（ ）
A．电池工作时,O2得到电子
B．电池工作时,实现了化学能向电能的转化
C．电池工作时,铝片发生氧化反应
D．电池工作时,电子在电解质溶液中移动
2．氢燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢燃料电池的内部结构如图，下列说法正确的是（ ）
A．a处通入氧气
B．电池每消耗11.2L氢气，电路中通过的电子数目为
C．右侧的电极反应式为：
D．右侧电极为电池的负极
3．科学家最近开发出电催化剂Mo2B2、Ti2B2、Cr2B2，在常温下通过电化学反应将N2和CO2转化为尿素。模拟装置如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．a极是负极
B．离子交换膜R为阴离子交换膜
C．理论上投料n(CO2)：n(N2)=1：2
D．每生成60gCO(NH2)2时阳极消耗3molH2O
4．电子表和电子计算器的电源通常用微型银—锌电池，其电极分别是和，电解质溶液为溶液，总反应式为。下列说法错误的是（ ）
A．是正极，是负极
B．工作时，电池负极区溶液减小
C．工作时，电极上反应式为
D．工作时，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极
5．锂一铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li＋+2OH－，下列说法错误的是（ ）
A．放电时，正极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e－=2OH－+2Cu
B．放电时，电子透过固体电解质向Li极移动
C．通空气时，铜电极被腐蚀，表面产生Cu2O
D．整个反应过程中，氧化剂为O2
6．用氟硼酸（HBF4，属于强酸）代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为：Pb＋PbO2＋4HBF4 2Pb（BF4）2＋2H2O；Pb（BF4）2为可溶于水的强电解质，下列说法正确的是（ ）
A．放电时的负极反应为：PbO2＋4H＋＋2e－＝Pb2＋＋2H2O
B．充电时，当阳极质量增加23.9 g时，溶液中有0.2 mol电子通过
C．放电时，正极区pH增大
D．充电时，Pb电极与电源的正极相连
7．某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性：，设计了盐桥式的原电池，如图所示。盐桥中装有琼脂与饱和溶液。下列叙述中正确的是 （ ）
A．甲烧杯的溶液中发生还原反应
B．乙烧杯中发生的电极反应为
C．外电路的电流方向为从到
D．电池工作时，盐桥中的移向乙烧杯
8．化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理示意图如图。下列说法错误的是（ ）
A．该传感器原理是利用化学能转化为电能
B．工作时，K+从电极a极区向电极b极区迁移
C．反应消耗的与O2的物质的量之比为2：3
D．电极a上的电极反应式为：
9．锌碘液流电池具有高电容量、对环境友好、不易燃等优点，可作为汽车的动力电源。该电池采用无毒ZnI2水溶液作电解质溶液，放电时将电解液储罐中的电解质溶液泵入电池，其装置如右图所示。下列说法错误的是
A．M是阳离子交换膜
B．充电时，多孔石墨接外电源的正极
C．充电时，储罐中的电解液导电性不断增强
D．放电时，每消耗1molI3－，有1 molZn2+生成
10．科学家利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池，结构如图所示，隔膜只允许通过。电池反应为。下列说法错误的是
A．3D-Zn具有较高的表面积，有利于沉积ZnO
B．放电时每沉积，有通过隔膜
C．充电时3D-Zn电极应与外接直流电源的负极相连
D．充电时阳极反应为
二、多选题
11．根据如图所示的电化学装置判断下列说法错误的是（ ）
A．b电极为阴极
B．若b极增重5.4g时，燃料电池负极消耗CH4的体积为140mL
C．燃料电池中正极反应为：O2＋4e-＋2H2O=4OH-
D．该装置用于在铜件上镀银时，a极为铜
12．电芬顿工艺被认为是一种很有应用前景的高级氧化技术，可用于降解去除废水中的持久性有机污染物，其工作原理如图a所示，工作时，、电极产生量与电流强度关系如图b所示：
下列说法错误的是（ ）
A．电流流动方向：电极→电解质→电极
B．是该电芬顿工艺的催化剂
C．根据图b可判断合适的电流强度范围为55-60mA
D．若处理苯酚，理论上消耗标准状况下
13．K－O2电池结构如图所示，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。下列说法正确的是（ ）
A．隔膜允许K+通过，不允许O2通过
B．有机电解质2可用水溶液代替
C．放电时，a极的电极反应式为：
D．放电时，电子由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极
14．直接煤—空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．电极X为负极，向Y极迁移
B．负极的电极反应式为：
C．随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少
D．直接煤—空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
15．燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，甲醇—氧气燃料电池示意图如图，下列说法正确的是（ ）
A．电极A处发生氧化反应
B．放电时，电子由电极A→外电路→电极B→内电路→电极A形成闭合电路
C．放电时，负极的电极反应式为
D．放电时，电路中每转移0.4mol ，消耗
三、综合题
16．近日，某科学家开发出自动式沸石纳米片催化剂高效催化丙烷脱氢生成丙烯和，如图所示。该过程发生的反应是。
回答下列问题：
（1）丙烷脱氢反应的能量变化如图所示。该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。催化剂 (填“能”或“不能”，下同)提高化学反应速率， 改变反应物和产物的相对能量之差。
（2）在恒温恒容密闭容器中充入丙烷，发生上述反应，下列情况不能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A．混合气体密度不随时间变化
B．气体总压强不随时间变化
C．气体平均相对分子质量不随时间变化
D．丙烷的消耗速率等于丙烯的消耗速率
（3）氢气是清洁能源，其优点是_______(填字母)。
A．燃烧产物对环境友好
B．与含碳燃料相比，单位质量燃料燃烧时放热多
C．贮存和运输困难
D．制备氢气的原料来源广泛
（4）在恒容密闭容器中充入丙烷，发生上述反应，改变下列一个条件，一定能使反应速率增大的是_______(填字母)。
A．升高温度 B．充入氩气
C．充入丙烷 D．增大固体催化剂的质量
（5）在恒容密闭容器中充入丙烷，发生上述反应，测得氢气物质的量与时间的关系如图所示。
①M点：正反应速率 (填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率。
②内生成丙烯的反应速率为 。
③N点时， 。
（6）丙烷-空气碱性燃料电池的能量转化率高。电极反应式如下：
①
②
其中，在负极上发生的反应是 (填“①”或“②”)。
17．合成氨是人工固氮的主要手段，对人类生存社会进步和经济发展都有着重大意义。该反应历程和能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
（1）合成氨反应的热化学方程式为 。
（2）下表为不同温度下合成氨反应的平衡常数。由此可推知，表中 572(填“>”“<”或“=”)。
572
K
（3）在一定温度和压强下，将和按体积比3∶1在密闭容器中混合，当该反应达到平衡时，测得平衡时体系的总压强为P，混合气体中的体积分数为3/7，该反应的压强平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)
（4）合成氨反应在工业生产中的大量运用，满足了人口的急剧增长对粮食的需求，也为有机合成提供了足够的原料-氨。合成氨反应是一个可逆反应：。在298K时，。从平衡常数来看，反应的限度已经很大，为什么还需要使用催化剂？ 。
（5）若工业生产中和按投料比1∶2.8的比例进入合成塔，采用此投料比的原因是 。若从合成塔出来的混合气体中氨的体积分数为15%，则和的转化率比值为 。(保留两位小数)
（6）利用反应构成电池，能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，装置如下图所示：
写出电极B的电极反应式： 。
18．某玉石由短周期主族元素W、X、Y、Z组成，且W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W与Y同主族，W与X同周期。W、Y、Z的最外层电子数之和与X的最外层电子数相等，Z的最外层电子数是X电子总数的一半。回答下列问题：
（1）Z在元素周期表中的位置是 。
（2）该玉石的成分是W2Y10Z12X30，若CaSO4的化学式可以写成CaO·SO3二元化合物组合的形式，则该玉石的成分用二元化合物组合的形式可以写成 。
（3）已知Z的单质可以溶于Y的氧化物对应的水化物溶液中，该过程发生反应的离子方程式是 。
（4）四种元素的单质及其化合物广泛应用于电池、通信等领域。
①Z的单质常用作 材料（填一种，下同）；X和Z组成的化合物常用作 材料。
②W离子电池比Y离子电池有更好的储能优势，其原因是 。在W离子电池
中，W离子嵌入石墨形成复合材料WC6，该材料是电池的负极材料，当电池部分放电释
放出x个W离子时，该电极反应式是 。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A.由分析可知，电池工作时，O2在正极发生得电子的还原反应，选项正确，A不符合题意；
B.原电池工作时，实现了化学能转换为电能，选项正确，B不符合题意；
C.由分析可知，电池工作时，铝片发生失电子的氧化反应，选项正确，C不符合题意；
D.电池工作时，负极失去电子，经导线流向正极，正极得到电子，因此电子只在电极和导线之间移动，不经过电解质溶液，选项错误，D符合题意；
故答案为：D
【分析】在该“海水电池”中，Al在负极发生失电子的氧化反应，O2在正极发生得电子的还原反应；据此结合选项进行分析。
2．【答案】C
【解析】【解答】A．电池左端是负极，即a通入的是氢气，A错误；
B．总反应方程式为：2H2+O2=2H2O，则电池每消耗1mol氢气，电路中通过的电子数目为2NA，B错误；
C．右端是正极，通入的是氧气，电极方程式为O2+4e- +4H+=2H2O，C正确；
D．由分析可知，右侧电极为电池的正极，D错误；
故答案为：C
【分析】由H+移动方向可知，电池左端是负极，通入的是氢气；右端是正极，通入的是氧气。
3．【答案】D
【解析】【解答】A．阳极上水失去电子被氧化为氧气：、发生氧化反应，则a极上是正极，A不符合题意；
B． 阳极产生的氢离子通过离子交换膜R进入阴极室，则R阳阴离子交换膜，B不符合题意；
C．阴极上电极反应为，则阴极反应理论上投料n(CO2)：n(N2)=1：1，C不符合题意；
D．阴极上每生成1molCO(NH2)2时转移电子6mol、按得失电子数守恒，阳极消耗3molH2O，即每生成60gCO(NH2)2时阳极消耗3molH2O，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连；
B．电解时，阴离子会由阴极区通过阴离子交换膜向阳极区移动，阳离子会由阳极区通过阳离子交换膜向阴极区移动；
C．依据电极反应式判断；
D．依据得失电子数守恒。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知锌是负极，氧化银是正极，A不符合题意；
B．负极上电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，由于氢氧根离子参加反应而导致负极附近氢氧根离子浓度降低，负极区溶液的pH减小，B不符合题意；
C．氧化银作正极，得电子，结合总反应可知正极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，C符合题意；
D．锌作负极，氧化银作正极，电子从负极锌沿导线流向正极氧化银，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．原电池，反应中元素化合价升高，做负极，元素化合价降低，为正极；
B．电池中，负极失电子发生氧化反应；
C．依据总反应及正极得电子，发生还原反应；
D．放电时，电子由负极经外电路流向正极。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-，正极上Cu2O反应，碱性条件下通空气时，铜被氧化表面产生Cu2O，故A不符合题意；
B．放电时，阳离子向正极移动，则Li+透过固体电解质向Cu极移动，但电子不能在电解质在流动，故B符合题意；
C．放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-，正极上Cu2O反应，碱性条件下通空气时，铜被氧化表面产生Cu2O，故C不符合题意；
D．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，放电时Cu2O转化为Cu，则整个反应过程中氧化剂为O2，故D不符合题意；
故答案为B。
【分析】明确原电池负极上得失电子及电极反应式是解本题关键，放电时，锂失电子作负极，Cu上O2得电子作正极，负极上电极反应式为Li-e-═Li+，正极上电极反应式为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，据此分析解答。
6．【答案】C
【解析】【解答】A、放电时负极发生氧化反应，A不符合题意；
B、阳极有PbO2生成，每生成1molPbO2转移2mol电子，质量增大23.9g则生成0.1molPbO2，转移0.2mol电子，但是电子只会从导线通过，不会从溶液通过，溶液中通过的是阴阳离子，B不符合题意；
C、放电时正极区发生还原反应，PbO2成为Pb（BF4）2，同时还有水生成，无疑降低了溶液中氢离子的浓度，增大了PH，C符合题意；
D、放电时铅电极是作为负极发生氧化反应，那么电解的时候必然是发生还原反应，所以与电源的负极相连，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.Pb在负极发生失电子的氧化反应；
B.电子只能在导线和电极间移动，不能通过溶液；
C.结合正极的电极反应式分析；
D.充电时，Pb电极做阴极；
7．【答案】C
【解析】【解答】由于氧化性 ，即 可以将 氧化为 ，故在原电池中， 失电子被氧化，故 极为负极； 得电子被还原，故 极为正极。
A.甲烧杯中 失电子被氧化，即甲池发生氧化反应，故A不符合题意；
B.乙烧杯中 得电子被还原： ，故B不符合题意；
C.外电路中电流由正极流向负极，即由 流向 ，故C符合题意；
D.原电池中，阴离子移向负极，即 移向甲烧杯，故 D不符合题意。
故答案为：C
【分析】原电池的角度进行分析，活泼金属作为负极，负极质量减少，正极质量增加或者生产气体，电子由负极经过导线流向正极，电流由正极经过导线流向负极；
阳离子移向正极，阳离子得到电子形成单质，阴离子移向负极，负极失去电子形成阳离子。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．该传感器原理是原电池原理，原电池将化学能转化为电能，A不符合题意；
B．原电池工作时阳离子向正极迁移，故工作时K+从电极a极区向电极b极区迁移，B不符合题意；
C．电极a的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，电极b的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，根据负极失去的电子与正极得到的电子相等，反应消耗的NH3与O2物质的量之比为4：3，C符合题意；
D．电极a上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．传感器原理是原电池原理；
B．原电池工作时阳离子向正极迁移
C．根据负极失去的电子与正极得到的电子相等；
D．负极失电子，发生氧化反应。
9．【答案】C
【解析】【解答】A、根据题知左侧金属锌作负极，放电时，Zn2＋通过离子交换膜移向正极移动，故M是阳离子交换膜，故不符合题意；
B、充电时，多孔石墨做阳极，发生氧化反应，才能使电池恢复原状，所以接外电源的正极，故不符合题意；
C、充电时，阳极发生的反应为：3I－－2e－=I3－，阴极发生的反应为：Zn2＋＋2e－=Zn，故储罐中的电解液导电性不断减弱，故符合题意；
D、放电时，正极发生还原反应：I3－＋2e－=3I－，故每消耗1molI3－，有1 molZn2+生成，故不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、依据离子与离子交换膜种类一致判断；
B、 充电时，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连；
C、 充电时，与电源正极相连的电极是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上得电子，发生还原反应；
D、依据得失电子守恒。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)为多孔结构，具有较高的表面积，有利于沉积ZnO，故A不符合题意；
B．放电时由负极反应，可知每沉积，有通过隔膜，故B符合题意；
C．充电时3D-Zn电极做阴极，应与外接直流电源的负极相连，故C不符合题意；
D．由分析知 充电时阳极反应为，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．多孔结构，表面积大，吸附性强；
B．闭合电路中，转移离子所带电荷总数等于转移的电子总数；
C．充电时，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连；
D．充电时，阳极失电子，发生氧化反应。
11．【答案】B,D
【解析】【解答】A．结合以上分析可知b电极为阴极，故A不符合题意；
B．未指明标准状况，无法计算气体体积，故B符合题意；
C．燃料电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，故C不符合题意；
D．此装置用于电镀银时，铜做阴极，应连接电池的负极，即b极为铜，故D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】燃料电池中，通入甲烷的电极为负极、通入氧气的电极为正极，与电源负极相连的为阴极，则b是阴极、与电源正极相连的为阳极，所以a是阳极。
12．【答案】C,D
【解析】【解答】根据图a，可知HMC-3上Fe3+转化为Fe2+，即HMC-3得到电子，为阴极，Pt为阳极；
A、电流由阴极经过电解质流向阳极，即 电极→电解质→电极，A错误；
B、根据图示，可知Fe3+和Fe2+之间相互转化，为该反应的催化剂，B错误；
C、Fe2+会和H2O2反应生成Fe3+，根据图a，可知H2O2产生的·OH会和肺水肿的有机物反应，则电流强度过高时，OH·减少不利于除去有机物，则根据图b可知合适的电流强度应为40mA作用，C正确；
D、总反应为14O2++11H2O→6CO2+14H2O2，9.4g苯酚的物质的量为0.1mol，则O2的物质的量为1.4mol，标准状况下体积为31.36L，D正确；
故答案为：CD
【分析】A、电流方向为阴极流向阳极；
B、第一个反应的反应物，第二个反应的生成物，为总反应的催化剂；
C、此类题型要结合图中的各类条件以及实际情况判断；
D、结合化学计量数之比等于物质的量之比判断。
13．【答案】A,C
【解析】【解答】A．金属性强的金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许K+通过，不允许О2通过，故A符合题意；
B．KO2能与水反应，故有机电解质2不可用水溶液代替，故B不符合题意；
C．由分析可知。A极反应式为，故C符合题意；
D．由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电子由a电极沿导线流向b电极，充电时，b电极应与直流电源的正极相连，做电解池的为阳极，故D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】电极b上发生反应K++O2+e-=KO2，则电极b为正极，电极a为负极，负极反应为。
14．【答案】A,C
【解析】【解答】A．C失电子，电极X为负极，原电池阴离子向负极移动，A符合题意；
B．X为负极，C失电子生成CO2，反应式为 ，B不符合题意；
C．随着反应的进行，氧化物电解质的量不会减少，C符合题意；
D．直接煤一空气燃料电池是把化学能直接转化为电能，效率高，D不符合题意；
故答案为：AC
【分析】A．原电池阴离子向负极移动；
B．负极失电子 ；
C．电解质的量的判断；
D．燃料电池是把化学能直接转化为电能。
15．【答案】A,C
【解析】【解答】A、甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，负极发生氧化反应，则电极A处发生氧化反应，故A正确；
B、放电时，电子不能通过电解质溶液，故B错误；
C、放电时，甲烷在负极发生氧化反应，电极反应式为 ，故C正确；
D、气体所处的状态未知，不能计算消耗氧气的体积，故D错误；
故答案为：AC。
【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，原电池工作时，阴离子向负极移动。
16．【答案】（1）吸热；能；不能
（2）A
（3）A；B；D
（4）A；C
（5）大于；0.5；8.0
（6）①
【解析】【解答】 (1)丙烷脱氢反应的反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应。催化剂能提高化学反应速率，不能改变反应物和产物的相对能量之差。故答案为：吸热 ； 能；不能；
(2)A．气体总质量不变，体积不变，故密度始终不变，密度不变不是达到平衡状态的标志，A选；
B．该反应为气体体积增大的反应，气体总压强不随时间变化，说明反应达到平衡，B不选；
C．该反应为气体体积增大的反应，气体平均相对分子质量不随时间变化，说明反应达到平衡，C不选；
D．丙烷的消耗速率等于丙烯的消耗速率，正逆反应速率相等，反应达到平衡，D不选；
故答案为：A。
(3)A．氢气燃烧生成水，燃烧产物对环境友好，A选；
B．氢气相对分子质量小，燃烧热高，与含碳燃料相比，单位质量燃料燃烧时放热多，B选；
C．气体的贮存和运输困难，C不选；
D．制备氢气的原料可以用水以及各种有机物，来源广泛，D选；
故答案为：ABD；
(4)A．升高温度，反应速率增大，A选；
B．充入氩气，不改变浓度，速率不变，B不选；
C．充入丙烷，增大反应物浓度，反应速率加快，C选；
D．增大固体催化剂质量，表面积不变，不改变速率，D不选；
故答案为：AC；
(5)①M点未平衡，氢气物质的量增大，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。故答案为：大于；
②氢气、丙烯的化学计量数相等，生成丙烯的反应速率为等于生成氢气的反应速率为，故答案为：0.5
③起始时c(C3H8)=2.5mol L 1，N点时c(C3H6)=c(H2)=2.0mol L 1，根据C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)，N点时c(C3H8)=(2.5 2)mol L 1=0.5mol L 1，
。故答案为：8.0 ；
(6)燃料电池中，燃料在负极失去电子，发生氧化反应，故负极反应为①。
故答案为：① ；
【分析】(1)吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；催化剂能降低反应的活化能，加快化学反应的速度；
(2)依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
(3)依据原料、比能量、产物的性质分析；
(4依据影响反应速率的因素分析；
(5)①依据图中曲线变化判断；
②利用v=Δc/Δt计算；
③依据题目的信息计算 ；
(6燃料在负极失去电子，发生氧化反应；
17．【答案】（1）
（2）>
（3）
（4）使用催化剂主要是为了(在不影响限度的情况下)加快反应速率，提高单位时间内的产量
（5）增加相对廉价原料的用量，提高相对贵重原料的转化率，降低生产成本；0.93
（6）
【解析】【解答】(1)由图可知，1molN2和3molH2反应放出热量为500-308-100=92kJ，故合成氨反应的热化学方程式为
；
(2)合成氨反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，
<
，故
>572；
(3)假设在一定温度和压强下，将1molN2和3molH2放在密闭容器中，设反应的N2的物质的量为x
达到平衡时，测得平衡时体系的总压强为P，混合气体中
的体积分数为3/7，则：
，x=0.6mol，故
相同条件下，气体压强比等于物质的量之比，则
；
(4)催化剂可以改变反应的速率，合成氨反应在工业生产中使用催化剂主要是为了(在不影响限度的情况下)加快反应速率，提高单位时间内的产量；
(5)若工业生产中
和
按投料比1∶2.8的比例进入合成塔，采用此投料比的原因是增加相对廉价原料
的用量，提高相对贵重原料
的转化率，降低生产成本。
假设在一定温度和压强下，将1molN2和2.8molH2放在密闭容器中，设反应的N2的物质的量为y
从合成塔出来的混合气体中氨的体积分数为15%，则
，y=0.25mol，则
和
的转化率比值为
；
(6)由总反应可知，电极B中二氧化氮中氮元素化合价降低，得到电子发生还原反应，生成氮气，电极反应为
。
【分析】（1）根据反应物和生成物即可写出方程式
（2）根据平衡常数的大小即可判断温度大小
（3）根据给出的条件结合数据计算出平衡时的浓度即可计算出常数
（4）催化剂主要是提高速率
（5）空气中氮气含量高，提高氢气的转化率降低成本，结合体积分数根据方程式即可计算出转化率
（6）根据物质的性质即可判断正负极即可写出电极式
18．【答案】（1）第三周期第IVA族
（2）5Na2O·Li2O·12SiO2 或Li2O·5Na2O·12SiO2
（3）Si +2OH- +H2O=SiO32- +2H2↑
（4）光伏电(池)板；光导纤维；等质量时，金属离子Li+物质的量较大，储存电量较多；
【解析】【解答】（1）由分析可知，Z为Si，其在元素周期表中的位置为第三周期第ⅣA族。
（2）由分析可知，W为Li、X为O、Y为Na、Z为Si。因此该玉石成分的化学式为Li2Na10Si12O30，用氧化物形式书写为：Li2O·5Na2O·12SiO2。
（3）Z的单质为Si，Y的氧化物对应的水化物为NaOH，二者可反应生成Na2SiO3和H2，该反应的离子方程式为：Si＋2OH－＋H20=SiO32－＋2H2↑。
（4）①Z的单质为Si，常用作光伏电池板；X和Z组成的化合物为SiO2，常用作光导纤维。
②W的离子为Li＋，Y的离子为Na＋，等质量的Li＋和Na＋，n(Li＋)>n(Na＋)，因此其储存的电量较多，具有更好的储能优势。
在该电池中，复合材料LiC6为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：LiC6－xe－=Li1－xC6＋xLi＋。
【分析】玉石为硅酸盐，因此含有O、Si两种元素。由题干信息可知，W、X为第二周期元素，Y、Z为第三周期元素。且X元素的原子序数为偶数，因此X为O，则Z为Si。令W、Y的最外层电子数为a，则可得a＋a＋4=6，解得 a=1。因此W为Li，Y为Na。
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4.1 原电池 第2课时 同步练习（含解析）
一、单选题
1．我国成功研制出新型“海水电池”,电池反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。下列关于该电池的说法不正确的是（ ）
A．电池工作时,O2得到电子
B．电池工作时,实现了化学能向电能的转化
C．电池工作时,铝片发生氧化反应
D．电池工作时,电子在电解质溶液中移动
2．氢燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢燃料电池的内部结构如图，下列说法正确的是（ ）
A．a处通入氧气
B．电池每消耗11.2L氢气，电路中通过的电子数目为
C．右侧的电极反应式为：
D．右侧电极为电池的负极
3．科学家最近开发出电催化剂Mo2B2、Ti2B2、Cr2B2，在常温下通过电化学反应将N2和CO2转化为尿素。模拟装置如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．a极是负极
B．离子交换膜R为阴离子交换膜
C．理论上投料n(CO2)：n(N2)=1：2
D．每生成60gCO(NH2)2时阳极消耗3molH2O
4．电子表和电子计算器的电源通常用微型银—锌电池，其电极分别是和，电解质溶液为溶液，总反应式为。下列说法错误的是（ ）
A．是正极，是负极
B．工作时，电池负极区溶液减小
C．工作时，电极上反应式为
D．工作时，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极
5．锂一铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li＋+2OH－，下列说法错误的是（ ）
A．放电时，正极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e－=2OH－+2Cu
B．放电时，电子透过固体电解质向Li极移动
C．通空气时，铜电极被腐蚀，表面产生Cu2O
D．整个反应过程中，氧化剂为O2
6．用氟硼酸（HBF4，属于强酸）代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为：Pb＋PbO2＋4HBF4 2Pb（BF4）2＋2H2O；Pb（BF4）2为可溶于水的强电解质，下列说法正确的是（ ）
A．放电时的负极反应为：PbO2＋4H＋＋2e－＝Pb2＋＋2H2O
B．充电时，当阳极质量增加23.9 g时，溶液中有0.2 mol电子通过
C．放电时，正极区pH增大
D．充电时，Pb电极与电源的正极相连
7．某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性：，设计了盐桥式的原电池，如图所示。盐桥中装有琼脂与饱和溶液。下列叙述中正确的是 （ ）
A．甲烧杯的溶液中发生还原反应
B．乙烧杯中发生的电极反应为
C．外电路的电流方向为从到
D．电池工作时，盐桥中的移向乙烧杯
8．化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理示意图如图。下列说法错误的是（ ）
A．该传感器原理是利用化学能转化为电能
B．工作时，K+从电极a极区向电极b极区迁移
C．反应消耗的与O2的物质的量之比为2：3
D．电极a上的电极反应式为：
9．锌碘液流电池具有高电容量、对环境友好、不易燃等优点，可作为汽车的动力电源。该电池采用无毒ZnI2水溶液作电解质溶液，放电时将电解液储罐中的电解质溶液泵入电池，其装置如右图所示。下列说法错误的是
A．M是阳离子交换膜
B．充电时，多孔石墨接外电源的正极
C．充电时，储罐中的电解液导电性不断增强
D．放电时，每消耗1molI3－，有1 molZn2+生成
10．科学家利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池，结构如图所示，隔膜只允许通过。电池反应为。下列说法错误的是
A．3D-Zn具有较高的表面积，有利于沉积ZnO
B．放电时每沉积，有通过隔膜
C．充电时3D-Zn电极应与外接直流电源的负极相连
D．充电时阳极反应为
二、多选题
11．根据如图所示的电化学装置判断下列说法错误的是（ ）
A．b电极为阴极
B．若b极增重5.4g时，燃料电池负极消耗CH4的体积为140mL
C．燃料电池中正极反应为：O2＋4e-＋2H2O=4OH-
D．该装置用于在铜件上镀银时，a极为铜
12．电芬顿工艺被认为是一种很有应用前景的高级氧化技术，可用于降解去除废水中的持久性有机污染物，其工作原理如图a所示，工作时，、电极产生量与电流强度关系如图b所示：
下列说法错误的是（ ）
A．电流流动方向：电极→电解质→电极
B．是该电芬顿工艺的催化剂
C．根据图b可判断合适的电流强度范围为55-60mA
D．若处理苯酚，理论上消耗标准状况下
13．K－O2电池结构如图所示，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。下列说法正确的是（ ）
A．隔膜允许K+通过，不允许O2通过
B．有机电解质2可用水溶液代替
C．放电时，a极的电极反应式为：
D．放电时，电子由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极
14．直接煤—空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．电极X为负极，向Y极迁移
B．负极的电极反应式为：
C．随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少
D．直接煤—空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
15．燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，甲醇—氧气燃料电池示意图如图，下列说法正确的是（ ）
A．电极A处发生氧化反应
B．放电时，电子由电极A→外电路→电极B→内电路→电极A形成闭合电路
C．放电时，负极的电极反应式为
D．放电时，电路中每转移0.4mol ，消耗
三、综合题
16．近日，某科学家开发出自动式沸石纳米片催化剂高效催化丙烷脱氢生成丙烯和，如图所示。该过程发生的反应是。
回答下列问题：
（1）丙烷脱氢反应的能量变化如图所示。该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。催化剂 (填“能”或“不能”，下同)提高化学反应速率， 改变反应物和产物的相对能量之差。
（2）在恒温恒容密闭容器中充入丙烷，发生上述反应，下列情况不能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A．混合气体密度不随时间变化
B．气体总压强不随时间变化
C．气体平均相对分子质量不随时间变化
D．丙烷的消耗速率等于丙烯的消耗速率
（3）氢气是清洁能源，其优点是_______(填字母)。
A．燃烧产物对环境友好
B．与含碳燃料相比，单位质量燃料燃烧时放热多
C．贮存和运输困难
D．制备氢气的原料来源广泛
（4）在恒容密闭容器中充入丙烷，发生上述反应，改变下列一个条件，一定能使反应速率增大的是_______(填字母)。
A．升高温度 B．充入氩气
C．充入丙烷 D．增大固体催化剂的质量
（5）在恒容密闭容器中充入丙烷，发生上述反应，测得氢气物质的量与时间的关系如图所示。
①M点：正反应速率 (填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率。
②内生成丙烯的反应速率为 。
③N点时， 。
（6）丙烷-空气碱性燃料电池的能量转化率高。电极反应式如下：
①
②
其中，在负极上发生的反应是 (填“①”或“②”)。
17．合成氨是人工固氮的主要手段，对人类生存社会进步和经济发展都有着重大意义。该反应历程和能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
（1）合成氨反应的热化学方程式为 。
（2）下表为不同温度下合成氨反应的平衡常数。由此可推知，表中 572(填“>”“<”或“=”)。
572
K
（3）在一定温度和压强下，将和按体积比3∶1在密闭容器中混合，当该反应达到平衡时，测得平衡时体系的总压强为P，混合气体中的体积分数为3/7，该反应的压强平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)
（4）合成氨反应在工业生产中的大量运用，满足了人口的急剧增长对粮食的需求，也为有机合成提供了足够的原料-氨。合成氨反应是一个可逆反应：。在298K时，。从平衡常数来看，反应的限度已经很大，为什么还需要使用催化剂？ 。
（5）若工业生产中和按投料比1∶2.8的比例进入合成塔，采用此投料比的原因是 。若从合成塔出来的混合气体中氨的体积分数为15%，则和的转化率比值为 。(保留两位小数)
（6）利用反应构成电池，能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，装置如下图所示：
写出电极B的电极反应式： 。
18．某玉石由短周期主族元素W、X、Y、Z组成，且W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W与Y同主族，W与X同周期。W、Y、Z的最外层电子数之和与X的最外层电子数相等，Z的最外层电子数是X电子总数的一半。回答下列问题：
（1）Z在元素周期表中的位置是 。
（2）该玉石的成分是W2Y10Z12X30，若CaSO4的化学式可以写成CaO·SO3二元化合物组合的形式，则该玉石的成分用二元化合物组合的形式可以写成 。
（3）已知Z的单质可以溶于Y的氧化物对应的水化物溶液中，该过程发生反应的离子方程式是 。
（4）四种元素的单质及其化合物广泛应用于电池、通信等领域。
①Z的单质常用作 材料（填一种，下同）；X和Z组成的化合物常用作 材料。
②W离子电池比Y离子电池有更好的储能优势，其原因是 。在W离子电池
中，W离子嵌入石墨形成复合材料WC6，该材料是电池的负极材料，当电池部分放电释
放出x个W离子时，该电极反应式是 。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A.由分析可知，电池工作时，O2在正极发生得电子的还原反应，选项正确，A不符合题意；
B.原电池工作时，实现了化学能转换为电能，选项正确，B不符合题意；
C.由分析可知，电池工作时，铝片发生失电子的氧化反应，选项正确，C不符合题意；
D.电池工作时，负极失去电子，经导线流向正极，正极得到电子，因此电子只在电极和导线之间移动，不经过电解质溶液，选项错误，D符合题意；
故答案为：D
【分析】在该“海水电池”中，Al在负极发生失电子的氧化反应，O2在正极发生得电子的还原反应；据此结合选项进行分析。
2．【答案】C
【解析】【解答】A．电池左端是负极，即a通入的是氢气，A错误；
B．总反应方程式为：2H2+O2=2H2O，则电池每消耗1mol氢气，电路中通过的电子数目为2NA，B错误；
C．右端是正极，通入的是氧气，电极方程式为O2+4e- +4H+=2H2O，C正确；
D．由分析可知，右侧电极为电池的正极，D错误；
故答案为：C
【分析】由H+移动方向可知，电池左端是负极，通入的是氢气；右端是正极，通入的是氧气。
3．【答案】D
【解析】【解答】A．阳极上水失去电子被氧化为氧气：、发生氧化反应，则a极上是正极，A不符合题意；
B． 阳极产生的氢离子通过离子交换膜R进入阴极室，则R阳阴离子交换膜，B不符合题意；
C．阴极上电极反应为，则阴极反应理论上投料n(CO2)：n(N2)=1：1，C不符合题意；
D．阴极上每生成1molCO(NH2)2时转移电子6mol、按得失电子数守恒，阳极消耗3molH2O，即每生成60gCO(NH2)2时阳极消耗3molH2O，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连；
B．电解时，阴离子会由阴极区通过阴离子交换膜向阳极区移动，阳离子会由阳极区通过阳离子交换膜向阴极区移动；
C．依据电极反应式判断；
D．依据得失电子数守恒。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知锌是负极，氧化银是正极，A不符合题意；
B．负极上电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，由于氢氧根离子参加反应而导致负极附近氢氧根离子浓度降低，负极区溶液的pH减小，B不符合题意；
C．氧化银作正极，得电子，结合总反应可知正极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，C符合题意；
D．锌作负极，氧化银作正极，电子从负极锌沿导线流向正极氧化银，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．原电池，反应中元素化合价升高，做负极，元素化合价降低，为正极；
B．电池中，负极失电子发生氧化反应；
C．依据总反应及正极得电子，发生还原反应；
D．放电时，电子由负极经外电路流向正极。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-，正极上Cu2O反应，碱性条件下通空气时，铜被氧化表面产生Cu2O，故A不符合题意；
B．放电时，阳离子向正极移动，则Li+透过固体电解质向Cu极移动，但电子不能在电解质在流动，故B符合题意；
C．放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-，正极上Cu2O反应，碱性条件下通空气时，铜被氧化表面产生Cu2O，故C不符合题意；
D．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，放电时Cu2O转化为Cu，则整个反应过程中氧化剂为O2，故D不符合题意；
故答案为B。
【分析】明确原电池负极上得失电子及电极反应式是解本题关键，放电时，锂失电子作负极，Cu上O2得电子作正极，负极上电极反应式为Li-e-═Li+，正极上电极反应式为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，据此分析解答。
6．【答案】C
【解析】【解答】A、放电时负极发生氧化反应，A不符合题意；
B、阳极有PbO2生成，每生成1molPbO2转移2mol电子，质量增大23.9g则生成0.1molPbO2，转移0.2mol电子，但是电子只会从导线通过，不会从溶液通过，溶液中通过的是阴阳离子，B不符合题意；
C、放电时正极区发生还原反应，PbO2成为Pb（BF4）2，同时还有水生成，无疑降低了溶液中氢离子的浓度，增大了PH，C符合题意；
D、放电时铅电极是作为负极发生氧化反应，那么电解的时候必然是发生还原反应，所以与电源的负极相连，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.Pb在负极发生失电子的氧化反应；
B.电子只能在导线和电极间移动，不能通过溶液；
C.结合正极的电极反应式分析；
D.充电时，Pb电极做阴极；
7．【答案】C
【解析】【解答】由于氧化性 ，即 可以将 氧化为 ，故在原电池中， 失电子被氧化，故 极为负极； 得电子被还原，故 极为正极。
A.甲烧杯中 失电子被氧化，即甲池发生氧化反应，故A不符合题意；
B.乙烧杯中 得电子被还原： ，故B不符合题意；
C.外电路中电流由正极流向负极，即由 流向 ，故C符合题意；
D.原电池中，阴离子移向负极，即 移向甲烧杯，故 D不符合题意。
故答案为：C
【分析】原电池的角度进行分析，活泼金属作为负极，负极质量减少，正极质量增加或者生产气体，电子由负极经过导线流向正极，电流由正极经过导线流向负极；
阳离子移向正极，阳离子得到电子形成单质，阴离子移向负极，负极失去电子形成阳离子。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．该传感器原理是原电池原理，原电池将化学能转化为电能，A不符合题意；
B．原电池工作时阳离子向正极迁移，故工作时K+从电极a极区向电极b极区迁移，B不符合题意；
C．电极a的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，电极b的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，根据负极失去的电子与正极得到的电子相等，反应消耗的NH3与O2物质的量之比为4：3，C符合题意；
D．电极a上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．传感器原理是原电池原理；
B．原电池工作时阳离子向正极迁移
C．根据负极失去的电子与正极得到的电子相等；
D．负极失电子，发生氧化反应。
9．【答案】C
【解析】【解答】A、根据题知左侧金属锌作负极，放电时，Zn2＋通过离子交换膜移向正极移动，故M是阳离子交换膜，故不符合题意；
B、充电时，多孔石墨做阳极，发生氧化反应，才能使电池恢复原状，所以接外电源的正极，故不符合题意；
C、充电时，阳极发生的反应为：3I－－2e－=I3－，阴极发生的反应为：Zn2＋＋2e－=Zn，故储罐中的电解液导电性不断减弱，故符合题意；
D、放电时，正极发生还原反应：I3－＋2e－=3I－，故每消耗1molI3－，有1 molZn2+生成，故不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、依据离子与离子交换膜种类一致判断；
B、 充电时，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连；
C、 充电时，与电源正极相连的电极是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上得电子，发生还原反应；
D、依据得失电子守恒。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)为多孔结构，具有较高的表面积，有利于沉积ZnO，故A不符合题意；
B．放电时由负极反应，可知每沉积，有通过隔膜，故B符合题意；
C．充电时3D-Zn电极做阴极，应与外接直流电源的负极相连，故C不符合题意；
D．由分析知 充电时阳极反应为，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．多孔结构，表面积大，吸附性强；
B．闭合电路中，转移离子所带电荷总数等于转移的电子总数；
C．充电时，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连；
D．充电时，阳极失电子，发生氧化反应。
11．【答案】B,D
【解析】【解答】A．结合以上分析可知b电极为阴极，故A不符合题意；
B．未指明标准状况，无法计算气体体积，故B符合题意；
C．燃料电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，故C不符合题意；
D．此装置用于电镀银时，铜做阴极，应连接电池的负极，即b极为铜，故D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】燃料电池中，通入甲烷的电极为负极、通入氧气的电极为正极，与电源负极相连的为阴极，则b是阴极、与电源正极相连的为阳极，所以a是阳极。
12．【答案】C,D
【解析】【解答】根据图a，可知HMC-3上Fe3+转化为Fe2+，即HMC-3得到电子，为阴极，Pt为阳极；
A、电流由阴极经过电解质流向阳极，即 电极→电解质→电极，A错误；
B、根据图示，可知Fe3+和Fe2+之间相互转化，为该反应的催化剂，B错误；
C、Fe2+会和H2O2反应生成Fe3+，根据图a，可知H2O2产生的·OH会和肺水肿的有机物反应，则电流强度过高时，OH·减少不利于除去有机物，则根据图b可知合适的电流强度应为40mA作用，C正确；
D、总反应为14O2++11H2O→6CO2+14H2O2，9.4g苯酚的物质的量为0.1mol，则O2的物质的量为1.4mol，标准状况下体积为31.36L，D正确；
故答案为：CD
【分析】A、电流方向为阴极流向阳极；
B、第一个反应的反应物，第二个反应的生成物，为总反应的催化剂；
C、此类题型要结合图中的各类条件以及实际情况判断；
D、结合化学计量数之比等于物质的量之比判断。
13．【答案】A,C
【解析】【解答】A．金属性强的金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许K+通过，不允许О2通过，故A符合题意；
B．KO2能与水反应，故有机电解质2不可用水溶液代替，故B不符合题意；
C．由分析可知。A极反应式为，故C符合题意；
D．由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电子由a电极沿导线流向b电极，充电时，b电极应与直流电源的正极相连，做电解池的为阳极，故D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】电极b上发生反应K++O2+e-=KO2，则电极b为正极，电极a为负极，负极反应为。
14．【答案】A,C
【解析】【解答】A．C失电子，电极X为负极，原电池阴离子向负极移动，A符合题意；
B．X为负极，C失电子生成CO2，反应式为 ，B不符合题意；
C．随着反应的进行，氧化物电解质的量不会减少，C符合题意；
D．直接煤一空气燃料电池是把化学能直接转化为电能，效率高，D不符合题意；
故答案为：AC
【分析】A．原电池阴离子向负极移动；
B．负极失电子 ；
C．电解质的量的判断；
D．燃料电池是把化学能直接转化为电能。
15．【答案】A,C
【解析】【解答】A、甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，负极发生氧化反应，则电极A处发生氧化反应，故A正确；
B、放电时，电子不能通过电解质溶液，故B错误；
C、放电时，甲烷在负极发生氧化反应，电极反应式为 ，故C正确；
D、气体所处的状态未知，不能计算消耗氧气的体积，故D错误；
故答案为：AC。
【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，原电池工作时，阴离子向负极移动。
16．【答案】（1）吸热；能；不能
（2）A
（3）A；B；D
（4）A；C
（5）大于；0.5；8.0
（6）①
【解析】【解答】 (1)丙烷脱氢反应的反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应。催化剂能提高化学反应速率，不能改变反应物和产物的相对能量之差。故答案为：吸热 ； 能；不能；
(2)A．气体总质量不变，体积不变，故密度始终不变，密度不变不是达到平衡状态的标志，A选；
B．该反应为气体体积增大的反应，气体总压强不随时间变化，说明反应达到平衡，B不选；
C．该反应为气体体积增大的反应，气体平均相对分子质量不随时间变化，说明反应达到平衡，C不选；
D．丙烷的消耗速率等于丙烯的消耗速率，正逆反应速率相等，反应达到平衡，D不选；
故答案为：A。
(3)A．氢气燃烧生成水，燃烧产物对环境友好，A选；
B．氢气相对分子质量小，燃烧热高，与含碳燃料相比，单位质量燃料燃烧时放热多，B选；
C．气体的贮存和运输困难，C不选；
D．制备氢气的原料可以用水以及各种有机物，来源广泛，D选；
故答案为：ABD；
(4)A．升高温度，反应速率增大，A选；
B．充入氩气，不改变浓度，速率不变，B不选；
C．充入丙烷，增大反应物浓度，反应速率加快，C选；
D．增大固体催化剂质量，表面积不变，不改变速率，D不选；
故答案为：AC；
(5)①M点未平衡，氢气物质的量增大，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。故答案为：大于；
②氢气、丙烯的化学计量数相等，生成丙烯的反应速率为等于生成氢气的反应速率为，故答案为：0.5
③起始时c(C3H8)=2.5mol L 1，N点时c(C3H6)=c(H2)=2.0mol L 1，根据C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)，N点时c(C3H8)=(2.5 2)mol L 1=0.5mol L 1，
。故答案为：8.0 ；
(6)燃料电池中，燃料在负极失去电子，发生氧化反应，故负极反应为①。
故答案为：① ；
【分析】(1)吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；催化剂能降低反应的活化能，加快化学反应的速度；
(2)依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
(3)依据原料、比能量、产物的性质分析；
(4依据影响反应速率的因素分析；
(5)①依据图中曲线变化判断；
②利用v=Δc/Δt计算；
③依据题目的信息计算 ；
(6燃料在负极失去电子，发生氧化反应；
17．【答案】（1）
（2）>
（3）
（4）使用催化剂主要是为了(在不影响限度的情况下)加快反应速率，提高单位时间内的产量
（5）增加相对廉价原料的用量，提高相对贵重原料的转化率，降低生产成本；0.93
（6）
【解析】【解答】(1)由图可知，1molN2和3molH2反应放出热量为500-308-100=92kJ，故合成氨反应的热化学方程式为
；
(2)合成氨反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，
<
，故
>572；
(3)假设在一定温度和压强下，将1molN2和3molH2放在密闭容器中，设反应的N2的物质的量为x
达到平衡时，测得平衡时体系的总压强为P，混合气体中
的体积分数为3/7，则：
，x=0.6mol，故
相同条件下，气体压强比等于物质的量之比，则
；
(4)催化剂可以改变反应的速率，合成氨反应在工业生产中使用催化剂主要是为了(在不影响限度的情况下)加快反应速率，提高单位时间内的产量；
(5)若工业生产中
和
按投料比1∶2.8的比例进入合成塔，采用此投料比的原因是增加相对廉价原料
的用量，提高相对贵重原料
的转化率，降低生产成本。
假设在一定温度和压强下，将1molN2和2.8molH2放在密闭容器中，设反应的N2的物质的量为y
从合成塔出来的混合气体中氨的体积分数为15%，则
，y=0.25mol，则
和
的转化率比值为
；
(6)由总反应可知，电极B中二氧化氮中氮元素化合价降低，得到电子发生还原反应，生成氮气，电极反应为
。
【分析】（1）根据反应物和生成物即可写出方程式
（2）根据平衡常数的大小即可判断温度大小
（3）根据给出的条件结合数据计算出平衡时的浓度即可计算出常数
（4）催化剂主要是提高速率
（5）空气中氮气含量高，提高氢气的转化率降低成本，结合体积分数根据方程式即可计算出转化率
（6）根据物质的性质即可判断正负极即可写出电极式
18．【答案】（1）第三周期第IVA族
（2）5Na2O·Li2O·12SiO2 或Li2O·5Na2O·12SiO2
（3）Si +2OH- +H2O=SiO32- +2H2↑
（4）光伏电(池)板；光导纤维；等质量时，金属离子Li+物质的量较大，储存电量较多；
【解析】【解答】（1）由分析可知，Z为Si，其在元素周期表中的位置为第三周期第ⅣA族。
（2）由分析可知，W为Li、X为O、Y为Na、Z为Si。因此该玉石成分的化学式为Li2Na10Si12O30，用氧化物形式书写为：Li2O·5Na2O·12SiO2。
（3）Z的单质为Si，Y的氧化物对应的水化物为NaOH，二者可反应生成Na2SiO3和H2，该反应的离子方程式为：Si＋2OH－＋H20=SiO32－＋2H2↑。
（4）①Z的单质为Si，常用作光伏电池板；X和Z组成的化合物为SiO2，常用作光导纤维。
②W的离子为Li＋，Y的离子为Na＋，等质量的Li＋和Na＋，n(Li＋)>n(Na＋)，因此其储存的电量较多，具有更好的储能优势。
在该电池中，复合材料LiC6为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：LiC6－xe－=Li1－xC6＋xLi＋。
【分析】玉石为硅酸盐，因此含有O、Si两种元素。由题干信息可知，W、X为第二周期元素，Y、Z为第三周期元素。且X元素的原子序数为偶数，因此X为O，则Z为Si。令W、Y的最外层电子数为a，则可得a＋a＋4=6，解得 a=1。因此W为Li，Y为Na。
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