4.1 原电池 课时作业（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.1 原电池 课时作业
一、单选题
1．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的放电过程可以表示为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，电池放电时，负极发生反应的物质是（　　）
A．Ag B．Zn(OH)2 C．Ag2O D．Zn
2．下图为番茄电池装置示意图，下列说法正确的是（　　）
A．铜片上发生氧化反应 B．锌片质量减小，发生还原反应
C．电子由锌片通过导线流向铜片 D．该装置可将电能转化为化学能
3．有关电化学知识的描述正确的是（　　）
A．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
B．一般地说，能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池
C．CaO＋H2O＝Ca(OH)2可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
D．某原电池反应为Cu＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液
4．根据下图，下列判断中正确的是（　　）
A．烧杯a中的溶液pH升高
B．烧杯a中发生的反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－
C．烧杯b中发生还原反应
D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－=Cl2↑
5．铅蓄电池的充放电总反应为：PbO2 + 2H2SO4 + Pb 2 PbSO4 + 2H2O 下列说法正确的是（　　）
A．在放电时，该电池正极上的金属铅被还原
B．在放电时，负极发生的反应是 Pb + SO42--2e-=PbSO4
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4 + 2e-=Pb + SO42-
6．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样的电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是（　　）
A．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C．铅蓄电池充电时也发生了氧化还原反应
D．氢氧燃料电池工作时，H2在负极上得到电子
7．催化剂TAPP-Mn的应用，使Li-CO2电池的研究取得了新的进展。Li-CO2电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。
下列说法正确的是（　　）
A．Li-CO2电池可使用水溶液作电解液
B．充电时，Li+由I极向II极迁移
C．放电时，正极反应为
D．*LiCO2、*CO、*LiC2O3和C都是正极反应的中间产物
8．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是（　　）
A． Zn2+向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B． 正极的电极反应式为Ag2O＋2e ＋H2O 2Ag＋2OH
C． 锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D． 使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
9．Li-FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2=Fe＋2Li2S。下列说法正确的是 （　　）
A．Li为电池的正极
B．电池工作时，Li＋向负极移动
C．正极的电极反应式为FeS2＋4e－=Fe＋2S2－
D．将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好
10．某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是（　　）
A．铜作负极被还原
B．银为正极被还原
C．电子从铜片经外电路流向银片
D．NO3-向正极移动
11．锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质的有机溶液迁移入MnO2晶格中，生成 LiMnO2。下列说法正确的是（）
A．外电路的电流方向是由 a 极流向 b 极。
B．电池b 极反应式为 MnO2+e-+Li+=LiMnO2
C．可用水代替电池中的混合有机溶剂
D．a极发生还原反应
12．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（　　）
A．反应CH4+H2O 3H2+CO，每消耗1molCH4转移8mol电子
B．电池工作时，CO32-向电极A移动
C．电极A上只有H2参与电极反应，反应式为H2+2OH--2e-=2H2O
D．电极B上发生的电极反应为O2+4e-=2O2-
13．研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。有关说法正确的是（　　）
A．锌片发生氧化反应作阴极
B．电子从铁片经过导线流向锌片
C．铁片上电极反应为：2H+ + 2e→H2↑
D．该装置可用于研究牺牲阳极的阴极保护法
14．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（　　）
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均减小
D．产生气泡的速度甲比乙快
15．用单质铁去除酸性水体中NO3-的原理如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．能量转化形式主要为化学能转化为电能
B．电极材料分别为Fe和Fe3O4
C．负极反应为NO3-＋8e－＋10H＋=NH4+＋3H2O
D．该原理的总反应可表示为NO3-＋3Fe＋2H＋＋H2O=NH4+＋Fe3O4
16．科学家研制的新型氯流储能电池(如图)，电极a是//钛电极，下列说法不正确的是（　　）
A．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极
B．充电时电极a上发生的反应是：
C．充电过程中，NaCl溶液的浓度不断减小
D．放电时电路中转移1mol电子则有1mol 透过多孔活性炭电极向电极a移动
二、综合题
17．根据要求填空
（1）打火机、运动会中的火炬一般采用丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。已知一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O(l)过程中的能量变化如右图，请写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：　 　。
（2）CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：
①电池总反应为2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，则c电极是　 　(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为　 　。
②用该燃料电池电解1L饱和食盐水（足量），当燃料电池消耗0.56L（标准状况下）氧气时，溶液pH=　 　(不考虑溶液体积变化）。
（3）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是　 　，该反应能设计成原电池的原因是　 　。A是　 　（填物质名称）。
18．汽车尾气净化中的一个反应如下：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，请回答下列问题：
（1）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH＝+180.5kJ·mol 1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol 1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol 1
则2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH＝　 　kJ·mol 1。
（2）一定温度下，向容积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。在t1时刻达到平衡状态，此时n(CO)＝0.1mol，n(NO)＝0.2mol，n(N2)＝a
mol，且平衡时混合气体压强为初始气体压强的0.8。
①则该反应的平衡常数K＝　 　。若保持温度及容器容积不变，平衡后在此基础上再向容器中充入2a
mol的N2、0.2mol的NO，平衡将　 　(填“向左”“向右”或“不”)移动。
②下列各种情况，可说明该反应已经达到平衡状态的是　 　(填字母)。
A．v(CO2)生成＝v(CO)消耗
B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.NO、CO、N2、CO2的浓度均不再变化
E．单位时间内生成2n mol碳氧双键的同时消耗n
mol N≡N
③在t2时刻，改变某一外界条件，正反应速率的变化曲线如图所示：可能改变的条件是　 　
（3）有人提出可以用如图所示的电解原理的方法消除汽车尾气，写出阳极发生的电极反应式：　 　。
（4）如果要净化汽车尾气同时提高该反应的速率和NO的转化率，采用的措施是____。
A．降低温度
B．增大压强同时加催化剂
C．升高温度同时充入N2
D．及时将CO2和N2从反应体系中移走
19．能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务．阅读下列有关能源的材料，回答有关问题：
（1）从能量的角度看，旧键断裂，新键形成必然有能量变化．已知拆开1molH﹣H键、1mol I﹣I、1mol H﹣I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ．则由氢气和碘反应生成1mol HI需要　 　（填“放出”或“吸收”）　 　kJ的热量．
（2）在生产和生活中经常遇到化学能与电能的相互转化．
在如图甲、乙两装置中，甲中负极电极反应式为　 　，溶液中的阴离子向　 　极移动（填“Zn”或“Pt”）；乙中铜电极作　 　极，发生　 　反应（填“氧化”或“还原”）
20．图为CH4燃料电池的装置(A、B为多孔碳棒)：
（1）　 　(填A或B)处电极入口通甲烷，其电极反应式为　 　。
（2）该燃料电池工作时溶液中的K＋向　 　(填A或B)极移动。
（3）现有500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，其中c(NO3－)＝6.0mol·L－1，若以CH4燃料电池作为外接电源，且两极均用石墨作电极电解此混合溶液，工作一段时间后，电解池中两极均收集到22.4 L气体(标准状况，下同)，则燃料电池消耗CH4体积为　 　L；假定电解后溶液体积仍为500 mL，原混合溶液中c(K＋)为　 　mol·L－1。
21．我国提出2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”，的再利用成为热门话题。回答下列问题：
（1）Ⅰ．光热化学循环分解为CO和的反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
已知：，根据数据计算，分解需吸收　 　kJ的能量。
（2）Ⅱ．工业上可用来生产燃料甲醇，实验室模拟该过程，在体积为2L的密闭容器中，充入和，一定条件下发生反应：，测得和的浓度随时间变化如图所示：
时刻，正、逆反应速率大小：v(正)　 　v(逆)(填“＞”“=”或“＜”)，在0min到4min时间段，　 　。
（3）下列措施能增大反应速率的是　 　(填字母)。
a．升高温度 b．扩大容器体积
c．充入一定量氦气 d．加入催化剂
（4）能说明上述反应达到平衡状态的是　 　(填字母)。
a．
b．的物质的量不再变化
c．容器内气体的总质量保持不变
d．单位时间内，每生成，同时生成
e．
（5）可以作燃料电池，工作原理如图。电池放电时，应从　 　(填“B”或“D”)通入，该电极发生　 　反应(填“氧化”或“还原”)，理论上每消耗转移　 　mol电子。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】原电池中正极发生还原反应，负极发生氧化反应，Zn从0价升高到+2价，失去电子，发生氧化反应，因此负极为Zn；
故答案为：D。
【分析】银锌电池放电的反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，反应中Ag化合价从+1价降低到0价，得到电子，发生还原反应，Zn从0价升高到+2价，失去电子，发生氧化反应。
2．【答案】C
【解析】【解答】铜为正极发生还原反应，锌为负极发生氧化反应，电子从负极锌片通过导线流向正极铜片，故A、B处不符合题意，C符合题意；该装置是将化学能转化为电能的装置，故D不符合题意。
【分析】关于原电池的题目，核心在于判断正负极，掌握正向正、负向负的电荷移动原理，结合核心产物与溶液环境，书写电极反应式，根据电极反应式进行计算。
3．【答案】B
【解析】【解答】A. 原电池的两极可能是由活动性不同的两种金属或金属和石墨等组成，A不符合题意；
B. 一般地说，能自发进行的氧化还原反应有电子转移，可设计成原电池，B符合题意；
C. CaO＋H2O＝Ca(OH)2可以放出大量的热，但该反应不是氧化还原反应，没有电子转移，不能把该反应设计成原电池，C不符合题意；
D. 某原电池反应为Cu＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2Ag，若装置中的盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液，则会与硝酸银反应生成氯化银沉淀，会造成银离子减少，故不能装氯化钾。D不符合题意。
故答案为：B
【分析】原电池形成条件：能进行自发的氧化还原反应；两个活泼型不同的金属或者金属和非金属；电极插入电解质溶液中；构成闭合回路。
4．【答案】A
【解析】【解答】根据图中电子移动的方向判断，烧杯a为正极区，电极反应为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，烧杯a中c(OH－)增大，pH升高，故A正确，B错误；烧杯b为负极区，电极反应为：Zn－2e－=Zn2＋，为氧化反应，故C、D错误。
故答案为：A
【分析】在原电池中，根据电子的流向来判断正负极，再根据正极得电子发生还原反应，负极失电子发生氧化反应，正确书写方程式即可。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．在放电时，该电池正极上的氧化铅得电子，被还原，A不符合题意；
B．放电时，Pb为负极，发生氧化反应，电极方程式为Pb+SO42－－2e－＝PbSO4，B符合题意；
C．由充电的总反应方程式：2PbSO4+2H2O=PbO2+2H2SO4+Pb，可知充电时，硫酸的浓度增大，C不符合题意；
D．充电时，阳极反应为PbSO4-2e－+2H2O＝PbO2+SO42－+4H＋，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由总方程式可知，为原电池时，Pb为负极，发生氧化反应，电极方程式为Pb+SO42－-2e－＝PbSO4，PbO2为正极，发生还原反应，电极方程式为PbO2+4H＋+SO42－+2e－＝2H2O+PbSO4。在充电时，阴极发生的反应是PbSO4+2e－＝Pb+SO42－，阳极反应为PbSO4-2e－+2H2O＝PbO2+SO42－+4H＋，放电时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．太阳能电池的主要材料是高纯度的硅，A不符合题意；
B．氢氧燃料电池可将化学能直接转变为电能，B不符合题意；
C．铅蓄电池在充电、放电时发生的反应中都有元素化合价的变化，因此发生的反应为氧化还原反应，C符合题意；
D．氢氧燃料电池工作时，H2在负极上失去电子发生氧化反应，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.二氧化硅是制备光导纤维的材料，而硅单质是制备太阳能电池板和芯片的成分
B.氢氧燃料电池是通过氢气和氧气的的电子转移将化学能转为电能
C.铅蓄电池在充电和放电时电极材料有电子的得失，发生了氧化还原反应
D.氢氧燃料电池在工作时，氢气在负极失去电子发生的是氧化反应，正极是氧气得到电子发生的还原反应
7．【答案】C
【解析】【解答】A．Li是活泼金属能与水发生反应，因此不能采用水溶液作为电解质，A不符合题意；
B．由分析知，电极I为负极，充电时连接电源负极作阴极，电极Ⅱ为正极，充电时作阳极，Li+由阳极（电极Ⅱ）移向阴极（电极I），B不符合题意；
C．由分析知C符合题意；
D．由正极的反应历程图示可知，C为最终的产物，不是中间产物，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由图可知，放电时，Li作负极，电极反应式为Li e ＝Li＋，C作正极，电极反应式为3CO2＋4Li＋＋4e ═2Li2CO3＋C，电池总反应为4Li＋3CO2═2Li2CO3＋C，充电时，Li作阴极，C作阳极，据此作答。
8．【答案】A
【解析】【解答】A.Zn较Cu活泼，做负极，Zn失电子变Zn2+，电子经导线转移到铜电极，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离子，因而Zn2+和H+迁移至铜电极，H+氧化性较强，得电子变H2，因而c(H+)减小，A项符合题意；
B. Ag2O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成Ag，结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag2O＋2e ＋H2O 2Ag＋2OH ，B项不符合题意；
C.Zn为较活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，锌溶解，因而锌筒会变薄，C项不符合题意；
D.铅蓄电池总反应式为PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O，可知放电一段时间后，H2SO4不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A.根据原电池中离子移动是正移正，负移负，及电极反应进行判断。
9．【答案】C
【解析】【解答】A.根据总反应得到，Li为还原剂，在反应中失电子，所以Li是负极，选项A不符合题意。
B.原电池的电解质溶液内阳离子应该向正极移动，选项B不符合题意。
C.正极为FeS2得电子，生成物为单质铁，考虑到电解质为熔融的盐，可以认为生成的Li2S熔融电离为S2-，所以方程式中写成S2-，选项C符合题意。
D.单质Li与水反应，所以不可以用任何水溶液作为电解质，选项D不符合题意。
【分析】根据电池反应式知，放电时Li失电子发生氧化反应，则Li是负极，电极反应式为Li-e-=Li+，FeS2为正极，电极反应为FeS2+4e-=Fe+2S2-，放电时电解质中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，据此解答。
10．【答案】C
【解析】【解答】A. 铜的金属性弱于银，铜作负极被氧化，A不符合题意；
B. 银为正极，溶液中的银离子得到电子，被还原，B不符合题意；
C. 铜是负极，电子从铜片经外电路流向银片，C符合题意；
D. NO3-向负极移动，D不符合题意，
故答案为：C。
【分析】对于原电池来说：相对活泼金属做负极，化合价升高，失电子，发生氧化反应，做还原剂；化合价降低，得电子，发生还原反应，做氧化剂；电子由负极流向正极。
11．【答案】B
【解析】【解答】A．外电路中电流应由正极流向负极，即b极流向a极，故A不符合题意；
B.MnO2为正极，被还原，电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2，故B符合题意；
C.因负极材料为Li，可与水反应，则不能用水代替电池中的混合有机溶剂，故C不符合题意；
D.a极为负极，发生氧化反应，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】本题考查的是锂锰电池的结构和性质，掌握反应原理以及原电池的结构特点是解题的关键。
12．【答案】B
【解析】【解答】A．CH4→CO，化合价由-4价→+2价，上升6价，则1molCH4参加反应共转移6mol电子，A不符合题意；
B．通氧气的一极为正极，则B为正极，A为负极，原电池中阴离子向负极移动，A为负极，所以CO32-向电极A移动，B符合题意；
C．通氧气的一极为正极，则B为正极，A为负极，负极上CO和H2被氧化生成二氧化碳和水，电极A反应为：H2+CO+2CO32--4e-=H2O+3CO2，C不符合题意；
D．B电极上氧气得电子发生还原反应O2+2CO2+4e-＝2CO32-，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】通过氧化还原反应而产生电流的装置称为原电池，也可以说是把化学能转变成电能的装置。有的原电池可以构成可逆电池，有的原电池则不属于可逆电池。原电池放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
13．【答案】D
【解析】【解答】A、锌片比铁片活泼，根据原电池工作原理，锌片作负极，发生氧化反应，故A不符合题意；
B、根据原电池工作原理，电子从负极经外电路流向正极，即从锌片经外电路流向铁片，故B不符合题意；
C、因为环境时弱碱性，因此发生吸氧腐蚀，正极反应式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故C不符合题意；
D、此装置保护铁不被腐蚀，根据原理，该装置课用于研究牺牲阳极的阴极保护法，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】A、负极为较活泼的金属；
B、电子从负极流向正极；
C、吸氧腐蚀是指金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化学腐蚀；
D、根据阴极铁不被腐蚀；
14．【答案】D
【解析】【解答】解：A．甲中形成铜锌原电池，锌作负极，失电子，铜作正极，H+在铜极上得电子，生成H2，所以甲中铜片表面有气泡产生，故A错误；
B．乙中不构成原电池，铜片不是电极，故B错误；
C．甲中铜片上氢离子得电子生成氢气，乙中锌和稀硫酸发生置换反应生成氢气，所以两烧杯的溶液中氢离子浓度均减小，溶液的pH值都增大，故C错误；
D．甲能形成原电池，乙不能构成原电池，所以产生气泡的速度甲比乙快，故D正确；
故选D．
【分析】甲中形成铜锌原电池，锌作负极，失电子，铜作正极，H+在铜极上得电子，生成H2，总反应式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑．乙装置中只是锌片与稀硫酸间发生了置换反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，以此进行分析．
15．【答案】C
【解析】【解答】A．此为原电池，其能量转化形式主要为化学能转化为电能，故A符合题意；
B．由图示可知负极为Fe，正极材料Fe3O4，故B符合题意；
C．负极发生的反应为失电子的氧化反应，故C不符合题意；
D．该原电池的总反应可表示为NO3-+3Fe+2H++H2O= NH4+ +Fe3O4，故D符合题意；
故答案为：C。
【分析】构成的原电池中，铁失电子作负极生成亚铁离子；硝酸根离子在正极上得电子生成铵根离子，结合原电池原理来解答。
16．【答案】B
【解析】【解答】放电时，Cl2/CCl4为正极，反应为Cl2+2e-=2Cl-， NaTi2(PO4)3/Na3Ti2(PO4)3/钛电极为负极，反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+ ， 则充电时，Cl2/CCl4为阳极，连接N型半导体为正极，NaTi2(PO4)3/Na3Ti2(PO4)3/钛电极为阴极，连接P型半导体为负极；
A.结合分析，可以知道N型半导体为正极，P型半导体为负极，A错误；
B.充电时，a电极的反应为其放电时的逆反应，即NaTi2(PO4)3+2Na+ +2e-=Na3Ti2(PO4)3，B正确；
C.充电过程中，反应为2Cl--2e-=Cl2，NaTi2(PO4)3+2Na+ +2e-=Na3Ti2(PO4)3，Cl-和Na+消耗，NaCl溶液浓度减小，C错误；
D.Cl2+2e-=2Cl-，则每转移1mol电子有1mol Cl-移向a电极，D错误。
故答案为：B
【分析】A、电池的负极在充电时作为阴极，正极作为阳极，分别连接外接电源的负极和正极；
B、充电和放电的反应互为逆反应，可以利用放电时的反应判断；
C、溶液浓度的变化可以根据其溶质或者溶剂的物质的量变化判断；
D、结合化学计量数之比等于物质的量之比判断电荷和离子的物质的量。
17．【答案】（1）C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) OH=-2215.0kJ/mol
（2）负极；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；13
（3）N2+8H++6e-=2NH4+；合成氨是放热的氧化还原反应；氯化铵
【解析】【解答】（1）丙烷燃烧的化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)，由图像可知，当反应生成1molH2O(l)时放出的热量为553.75kJ/mol，因此反应生成4molH2O(l)时放出的热量为553.75kJ/mol×4=2215.0kJ/mol，因此该反应的热化学方程式为：C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH=-2215.0kJ/mol；
（2）①由图可知，电子由电极c移动电极b，而在原电池中，电子由负极流向正极，因此c电极为负极；CH3OH在负极发生失电子的氧化反应，生成CO2，反应过程中，碳元素由－2价变为＋4价，失去6个电子，电解质溶液中使用质子交换膜，只允许H＋通过，因此c电极的电极反应式为：CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋；
②0.56L氧气的物质的量，反应过程中转移电子数为0.025mol×4=0.1mol；电解饱和NaCl溶液时，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，因此反应生成n(OH－)=0.1mol，则溶液中，因此溶液的pH=13；
（3）利用N2和H2进行的固氮反应为N2＋3H2=2NH3，正极发生的是得电子的还原反应，因此正极的电极反应式为N2＋8H＋＋6e－=2NH4＋，负极的电极反应式为3H2－6e－=6H＋；因此可得A为NH4Cl；该反应能设计成原电池是由于合成氨的过程为放热的氧化还原反应；
【分析】（1）根据丙烷燃烧生成H2O和CO2，书写反应的化学方程式，结合生成H2O的量计算反应热；
（2）①根据电子移动方向确定正负极；根据化合价变化确定电极反应式；
②根据得失电子守恒进行计算；
（3）酸性条件下，利用N2和H2进行的固氮反应为N2＋3H2＋2H＋=2NH4＋，据此结合氧化还原反应和电化学知识进行分析；
18．【答案】（1）－746.5
（2）270；向右；CD；增大反应物浓度；增大压强
（3）CO－2e +4OH =CO32-+2H2O
（4）B
【解析】【解答】(1) 所求反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，用盖斯定律知其等于②×2－①－③，ΔH=ΔH2-ΔH1-ΔH3，可得ΔH＝－746.5 kJ·mol 1，答案ΔH＝－746.5 kJ·mol 1。(2)列出“三段式”：
　 2NO(g)+ 2CO(g) N2(g)+ 2CO2(g)
起始（mol） 2a+0.2 2a+0.1 0 0
转化（mol） 2a 2a a 2a
平衡（mol） 0.2 0.1 a 2a
依题意得：0.2+0.1+a+2a＝0.8(2a+0.2+2a+0.1)，解得：a＝0.3
平衡时 0.2 0.2 0.3 0.6
①该反应的平衡常数 。平衡后在此基础上再向容器中充入2a mol的N2、0.2 mol的NO时，各物质的浓度变成了0.4、0.2、0.9、0.6。 ，Q②A项，v(CO2)消耗是向正反应方向，v(CO)生成也是向正反应方向，不能说明达到平衡状态；B项，由ρ(混合气体)＝m(混合气体)/V知，密闭容器中m(混合气体)和V都不变，比值不变，即ρ(混合气体)不变，故密度不再改变不能说明达到平衡状态；C项，由M(混合气体)＝m(混合气体)/n(混合气体)知，密闭容器中m(混合气体)不变，n(混合气体)向正反应方向移动时减小，向逆反应方向移动时增大，故平均相对分子质量不再改变，平衡不移动，能说明达到平衡状态；D项，NO、CO、N2、CO2的浓度不再变化是各物质的浓度保持不变，能说明达到平衡状态；E项，单位时间内生成2n mol碳氧双键即生成n mol的CO2，反应向正反应方向，同时消耗n mol N≡N即消耗n mol N2，反应向逆反应方向，但不与物质计量数成正比，故不能说明达到平衡状态。答案为CD；③根据图像知，改变某一外界条件，平衡向正反应方向移动，可增大反应物的浓度，也可增大压强。答案为增大反应物浓度 增大压强；(3)阳极是失电子的一极为CO，CO失电子后成为CO2，在KOH电解质溶液中最终生成CO ，电极反应式：CO－2e +4OH ＝CO +2H2O。答案为CO－2e +4OH =CO32-+2H2O；(4)A.降低温度，不能提高反应的速率，A项错误；
B.增大压强加入催化剂，可以加快化学反应速率，增大压强使平衡向着气体体积减小的方向移动，正向移动，NO的转化率增大，B项正确；
C.升高温度可以加快反应速率，但是该反应为放热反应，会减小NO的转化率，加入N2，反应逆向移动，NO转化率降低，C项错误；
D.及时将产物移走，可以增加NO的转化率，但是不能增加反应速率。答案为B。
【分析】（1）盖斯定律的主要内容是：反应热只与反应的始终态有关，而与反应经过的途径无关；
（2）①向容器中充入2a mol的N2、0.2mol的NO相当于增大了反应物的浓度，反应会向正方向进行；
②判断正逆反应达到平衡的标志是正反应和逆反应的速率达到相等；
（3）阳极失去电子，发生的是氧化反应，即一氧化碳失去电子结合氢氧根生成碳酸根和水；
（4）改变反应速率的方法有：温度、催化剂和反应物的浓度等。
19．【答案】（1）放出；5.5
（2）Zn﹣2e﹣=Zn2+；Zn；负；氧化
【解析】【解答】解：（1）氢气和碘反应生成2molHI时，旧键断裂吸收能量的值为：436kJ+151kJ=587kJ，新键生成释放能量为：299kJ×2=598kJ，旧键断裂吸收的能量小于新键生成释放的能量，反应为放热反应，放出的热量为：598KJ﹣587kJ=11kJ，生成1molHI放出5.5kJ，故答案为：放出；5.5；（2）甲中锌失电子作负极，则负极的电极反应为：Zn﹣2e﹣=Zn2+；溶液中阴离子向负极移动；乙中Al发生钝化，铜易与浓硝酸反应，铜在负极失电子被氧化，
故答案为：Zn﹣2e﹣=Zn2+；Zn；负；氧化．
【分析】（1）旧键断裂要吸收能量，新键生成要释放能量，当旧键断裂吸收的能量大于新键生成释放的能量时，反应为吸热反应，反之则为放热反应；（2）甲中锌失电子作负极；溶液中阴离子向负极移动；乙中Al发生钝化，铜易与浓硝酸反应，铜在负极失电子被氧化．
20．【答案】（1）B；CH4＋10OH－－8e－= CO32－＋7H2O
（2）A
（3）11.2；2.0
【解析】【解答】(1) 根据电子流向知，B为负极、A为正极，燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极，所以B处通入甲烷，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O，
故答案为：B；CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O；(2)原电池中，阳离子通常向正极移动，所以K+向A极移动，
故答案为：A；(3) KNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中，阳极上的电极反应式：4OH--4e-=2H2O+O2↑，当产生22.4L即1mol（标准状况）氧气时，转移电子是4mol，根据转移电子数守恒，可知原电池中甲烷转移4mol电子，根据电极反应式可知，甲烷中的碳元素的化合价由-4升高到+4，则n(CH4)=0.5mol，即标况下为11.2L；阴极上先发生电极反应：Cu2++2e-=Cu，然后是：2H++2e-=H2↑，在阴极上生成1mol的氢气时，转移电子是2mol，所以铜离子共得到电子是2mol，根据电子得失守恒：n（Cu2＋）=1mol；再根据溶液中电荷守恒，在500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中存在关系：2c(Cu2＋)+c(K＋)=c(NO3-)，可以求出c(K＋)=2 mol·L－1 。
【分析】（1）根据原电池的工作原理及电极反应方程式书写分析解答；
（2）原电池中阳离子向正极方向移动；
（3）根据电解原理、电子守恒进行计算。
21．【答案】（1）556
（2）＞；0.375
（3）ad
（4）bd
（5）B；氧化；1.2
【解析】【解答】(1)该反应△H=1598kJ/mol×2-1072kJ/mol-496kJ/mol=+556kJ/mol，则分解需吸收556kJ的能量，故答案为：556；
(2)t1时刻之后CO2的浓度继续降低，CH3OH的浓度继续增大，说明t1时刻反应未达到平衡状态，则此时v(正)> v(逆)；在0min到4min时间段，CO2的浓度变化为1.00mol/L-0.50mol/L=0.50mol/L，则，故答案为：＞；0.375；
(3)a．升高温度，反应速率加快，a项正确；
b．扩大容器体积，各物质的浓度减小，反应速率减小，b项不正确；
c．充入一定量氦气，体积不变，各物质的浓度也不变，反应速率不变，c项不正确；
d．加入催化剂能够增大反应速率，d项正确；
故答案为：ad；
(4)a．反应速率之比等于化学计量数之比，当v正(H2)=3v逆(CH3OH)时，反应才达到平衡状态，a项不正确；
b．H2的物质的量不再变化，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，b项正确；
c．该反应中容器内气体的总质量一直保持不变，不能说明反应达到平衡状态，c项不正确；
d．单位时间内，每生成1mol CH3OH，同时生成3mol H2，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，d项正确；
e．c(CO2)：c(H2)：c(CH3OH)：c(H2O)=1：3：1：1任何时候均成立，因此c(CO2)：c(H2)：c(CH3OH)：c(H2O)=1：3：1：1不能判断反应是否达到平衡状态，e项不正确；
故答案为：bd；
(5)根据甲醇燃料电池的工作原理图可知，电子是从左边沿外接导线流向右边，CH3OH在反应中是还原剂，故可判断该电池工作时，CH3OH从B通入，为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+5H2O；根据负极反应式，当有32gCH3OH反应时，转移电子为6mol，所以当有6.4 g CH3OH完全反应时，转移电子物质的量应是1.2 mol，故答案为：B；氧化；1.2。
【分析】（1）△H=反应物总键能-生成物总键能；
（2）反应未达到平衡，此时正反应速率大于逆反应速率；
（3）增大化学反应速率的方法：升高温度，增大反应物的浓度，加入催化剂，增大接触面积，气体的反应压缩体积；
（4）化学平衡判断：1、同种物质正逆反应速率相等，2、不同物质速率满足：同侧异，异侧同，成比例，3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变，4、左右两边化学计量数不相等，总物质的量、总压强（恒容）、总体积（恒压）不变，5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算，6、体系温度、颜色不变；
（5）燃料电池中，燃料由负极进入，发生氧化反应。