第四章 化学反应与电能 （含解析）同步练习2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能 同步练习
一、单选题
1．下列能量的转化过程中，由化学能转化为电能的是（）
A B C D
铅蓄电池放电 风力发电 水力发电 太阳能发电
A．A B．B C．C D．D
2．锌铜原电池装置如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．铜电极上发生氧化反应
B．电流从锌片流向铜片
C．盐桥中K+向负极移动
D．锌电极上发生的反应：Zn 2e- == Zn2＋
3．铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述错误的是（　　）
A．正极反应为：Cu2++2e–= Cu
B．电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu
C．在外电路中，电子从负极流向正极
D．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
4．美好生活离不开化学。下列人类活动中，运用了相应的化学原理的是（　　）
选项 人类活动 化学原理
A NH4Cl溶液除铁锈 NH水解呈酸性
B 游轮底部定期更换锌块 利用电解原理可防止腐蚀
C 铝罐贮运浓硝酸 铝具有良好导热性
D NH4HCO3可用作氮肥 NH4HCO3受热易分解
A．A B．B C．C D．D
5．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法不正确的是（　　）
A．原电池中失去电子的一极为负极
B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C．原电池中相对活泼的一极为正极
D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极
6．如图表示钢铁在海水中的锈蚀过程的模型，以下有关说法正确的是 （　　）
A．该金属腐蚀过程为析氢腐蚀
B．正极为 C，发生的反应为氧化反应
C．在强酸性条件下发生的是吸氧腐蚀
D．正极反应为： 2H2O+O2+4e-=4OH-
7．水系锌-碘二次电池具安全高效、价廉环保等特点，是一种潜在的新型储能体系，其工作原理如图所示。该电池以ZnI2溶液为电解质，中间是阳离子交换膜，下列说法正确的是（　　）
A．放电时，b极的电极反应式为：3I--2e-=I
B．放电时，电路中转移的电子数等于N区增加的离子数
C．充电时，a极为阴极，接电源的负极
D．若将a极的Zn换成Li，电池可正常工作，且比能量更高
8．利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯，进行水体修复的过程如图所示，、、等共存物会影响修复效果。下列说法错误的是
A．反应①②③④均为还原反应
B．有效腐蚀过程中，1mol三氯乙烯完全脱氯，消耗铁1.5mol
C．④的电极反应式为
D．修复过程中可能产生Fe(OH)3
9．铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极板是惰性材料，分别吸附着PbO2和Pb，工作时该电池电池总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，下列说法错误的是（　　）
A．放电时：正极的电极反应式是 PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
B．该电池工作时电解液的pH变小
C．当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加48g
D．该电池工作时铅电极发生氧化反应
10．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH，下列叙述错误的是（　　）
A．放电时正极附近溶液的碱性增强
B．放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被还原
C．充电时锌极与外电源负极相连
D．充电时阳极反应为：Fe（OH）3﹣3e﹣+H2O=FeO42﹣+5H+
11．下列说法不正确的是（　　）
A．反应MgO(s)+C(s)=Mg(s)+CO(g)在室温下不能自发进行，则该反应的△H＞0
B．原电池输出电能的能力取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力
C．0.1 mol·L－1CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中 的值减小
D．锅炉中沉积的CaSO4可用饱和Na2CO3溶液浸泡，再将不溶物用稀盐酸溶解除去
12．下列说法不正确的是（　　）
A．铅蓄电池充电时阴极反应式为
B．常温下，pH为a的醋酸钠溶液中水电离出的为
C．对平衡体系缩小体积，再次平衡变大
D． 、 ，则
13．二次电池具有高稳定性，其工作原理如图所示，其中电解质中只能传导。下列说法错误的是（　　）
A．放电时电极上电势：钾电极＜碳电极
B．充电时阳极电极反应式：
C．当电路中有电子转移时，有通过电解质
D．当有被还原时，就会有被氧化
14．下图原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法中正确的是（　　）
A．锌片是正极，铜片上有气泡产生
B．电流方向是从锌片流向铜片
C．溶液中H+的物质的量浓度减小
D．铜片溶解
15．微生物燃料电池在净化废水(主要去除Cr2O72-)的同时能获得能源或得到有价值的化学产品。如图为其工作原理，如图为废水中Cr2O72-离子浓度与去除率的关系。下列说法正确的是（　　）
A．M为电池正极，CH3COOH被还原
B．外电路转移4mol电子时，M极产生22.4LCO2(忽略CO2溶解)
C．反应一段时间后，N极附近pH下降
D．Cr2O72-离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活
16．下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是（　　）
A．水中的钢闸门连接电源的负极 B．金属护拦表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．地下钢管连接镁块
二、综合题
17．依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
（1）电极X的材料是　 　(化学式)；电解质溶液Y是　 　；
（2）银电极为电池的　 　极，发生的电极反应为　 　；X电极上发生的电极反应为　 　；
（3）外电路中的电子是从　 　电极流向　 　电极。
18．
（1）已知下列两个热化学方程式：
C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l） ΔH=－2220.0 kJ·mol-1
H2O（l）=H2O（g） ΔH=+44.0 kJ·mol-1
则0.5 mol丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为　 　。
（2）已知：TiO2（s）＋2Cl2（g） TiCl4（l）＋O2（g） ΔH＝＋140 kJ·mol－1
2C（s）＋O2（g） 2CO（g）
ΔH＝－221
kJ·mol－1
写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式：　 　
（3）科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如右图所示 ），与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molN N键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为2molN2时要放出　 　kJ能量。
（4）阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：
2H2+O2→2H2O，电解质溶液为稀H2SO4溶液，电池放电时是将　 　能转化为　 　能。其电极反应式分别为：负极　 　，正极　 　。
19．氢能是理想的清洁能源。科学家通过化学方法使能量按人们所期望的形式转化，从而提高能源的利用率。
（1）氢气在燃烧时，放出大量热量，说明该反应是　 　反应（填“放热”或“吸热”）；这是由于反应物的总能量　 　生成物的总能量（填“大于”或“小于”）；从化学反应的本质角度来看，是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量　 　形成产物的化学键放出的总能量（填“大于”或“小于”）。
（2）通过氢气的燃烧反应，可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能，如果将该氧化还原反应设计成原电池装置，就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能，如图就是能够实现该转化的装置，被称为氢氧燃料电池。
该电池的正极是　 　(填“a电极”或“b电极”)，在负极发生的电极反应式是　 　。电池反应的总方程式　 　。
20．二甲醚(DME)(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H1= -90.7kJ·mol-1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O △H2=
-23.5kJ·mol-1
③CO(g) + H2O(g) CO2 (g)+H2(g) △H3=
-41.2kJ·mol-1
回答下列问题：
（1）则反应3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2 (g) △H=
　 　kJ/mol。
（2）以下说法能说明反应3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) +CO2 (g)达到平衡状态的有___________。
A． 和 的浓度之比为3︰1
B．单位时间内断裂3个H—H同时断裂1个C=O
C．恒温恒容条件下，气体的密度保持不变
D．恒温恒压条件下，气体的平均摩尔质量保持不变
E．绝热体系中，体系的温度保持不变
（3）如图所示装置，装置A是二甲醚燃料电池，已知该装置工作时电子从b极流出，a极流入。
①A池中a电极反应式为　 　
②当装置A中消耗0.25mol二甲醚时，此时转移的电子数为　 　；装置A中溶液的pH会　 　(填写“增大”“减小”或“不变”)。
（4）一定量的 与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(S)+CO2(g) 2CO(g)平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：
(已知气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数)
①该反应 　 　(填“>”“<”或“=”)0，550 ℃ 时，平衡后若充入惰性气体，平衡　 　(填“正移”“逆移”或“不移动”)。
②650 ℃ 时，反应达平衡后 的转化率为　 　(保留2位有效数字)。
③T ℃ 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 　 　 P总。
21．全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题，研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
（1）利用“Na﹣CO
2”电池将CO 2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na﹣CO 2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管（MWCNT）为电极材料，总反应为4Na+3CO2 2Na2CO3+C．放电时该电池“吸入”CO 2，其工作原理如图一所示：
①放电时，正极产物全部以固体形式沉积在电极表面，正极的电极反应式为　 　。
②放电时，当转移0.1mol e-时，负极质量减少　 　 g。
（2）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图二所示：
①上述生产过程的能量转化方式是　 　。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极放电的电极反应式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A、蓄电池放电，利用化学反应产生能量，将化学能转化为电能，故A、符合题意；
B、风力发电，将风能转化为电能，故B不符合题意；
C、水力发电，将重力势能转化为电能，故C不符合题意；
D、太阳能发电，将太阳能转化为电能，故D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】化学能转化为电能的装置是原电池。
2．【答案】D
【解析】【解答】A、Cu电极作正极，发生还原反应，A不符合题意；
B、Cu电极作正极，Zn电极作负极，则电流由铜片流向锌片，B不符合题意；
C、电流在外电路中由正极流向负极，则盐桥中K+向正极移动，C不符合题意；
D、Zn电极作负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、正极失电子，发生还原反应；
B、电流由正极沿导线流向负极；
C、盐桥中阳离子流向正极；
D、负极失电子发生氧化反应。
3．【答案】D
【解析】【解答】A.铜为正极，发生还原反应：Cu2++2e–= Cu，A项符合题意；
B.电池总反应为Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，改写成离子方程式为：Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu，B项符合题意；
C.在外电路中，电子从负极流出，流入正极，C项符合题意；
D.盐桥所在的电路为内电路，内电路中阳离子K+移向正极(CuSO4溶液)，D项不符合题意；
故答案为：D
【分析】从题图中可以看出锌、铜为电极，电解质溶液分别为ZnSO4溶液、CuSO4溶液，自发的氧化还原反应是：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+。锌为负极，铜为正极。
4．【答案】A
【解析】【解答】A．NH4Cl溶液由于NH水解呈酸性NH+H2ONH3 H2O+H+，H+可以和铁锈反应，故NH4Cl溶液常用于除铁锈，A符合题意；
B．在游轮底部连接一块锌块，这样锌、铁和海水中的电解质溶液能够形成原电池，由于锌比铁活泼，锌作负极，只需定期更换锌块就能达到保护船体的作用，故利用的是原电池原理而不是电解原理，B不合题意；
C．铝在常温下被浓硝酸钝化后，在表面形成了一层致密的氧化物保护膜后，阻止金属铝继续与浓硝酸反应，故常温下用铝罐贮运浓硝酸，与金属铝的导热性无关，C不合题意；
D．NH4HCO3可用作氮肥是由于其中含有N元素，与其受热易分解无关，D不合题意；
故答案为：A。
【分析】A.铵根水解生成氢离子，氢离子与氧化铁反应；
B.锌、铁和电解质溶液形成原电池，锌为负极被腐蚀，铁为正极被保护；
C.常温下铝在浓硝酸中钝化；
D.易溶性的含氮元素的化合物可以用作氮肥。
5．【答案】C
【解析】【解答】A.在原电池中较活泼的电极失去电子，为负极 ，A符合题意；
B.电解池中电极的名称与外接电源的连接有关，与直流电源负极相连的一极为阴极，B符合题意；
C.原电池中相对活泼的一极为负极，不活泼的一极为正极，C不符合题意；
D.电解池中发生氧化反应的一极为阳极，D符合题意；
故答案为：C。
【分析】判断原电池的正负极方法：失电子的一极；相对活泼的一极。
6．【答案】D
【解析】【解答】钢铁中含有铁和碳，在潮湿的环境中构成原电池，铁作负极，碳作正极；
A．从图中看出，空气中的氧气参加反应，所以发生了吸氧腐蚀，A不符合题意；
B．碳作正极，发生的反应为还原反应，B不符合题意；
C．在酸性环境下，原电池的正极发生氢离子得电子的还原反应，析出氢气，即在酸性条件下发生的是析氢腐蚀，C不符合题意；
D．吸氧腐蚀时，氧气在正极发生得电子的还原反应：O2+2H2O+4e =4OH-，D符合题意；
故答案为：D
【分析】由图示可知，钢铁在海水中腐蚀过程中，铁发生失电子的氧化反应，生成Fe2+，发生氧化反应，为负极，其电极反应式为：Fe－2e－=Fe2＋；O2在C上发生得电子的还原反应，生成OH－，因此C为正极，其电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；据此结合选项进行分析。
7．【答案】C
【解析】【解答】A． 放电时，b极的电极反应式为：I +2e-=3I- ，A不符合题意；
B． 放电时，负极 ，则电路中转移的电子数等于N区增加的锌离子数的2倍，B不符合题意；
C． 充电时，a极发生反应为 、则a极为阴极，接电源的负极，C符合题意；
D．该电池为水系锌-碘二次电池，若将a极的Zn换成Li，Li与水反应、电池不可正常工作，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】放电过程为原电池，a极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；b极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为I3-+2e-=3I-。充电过程为电解池，a极做阴极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为Zn2++2e-=Zn；b极做阳极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为3I-2e-=I3-。据此结合选项进行分析。
8．【答案】B
【解析】【解答】A．由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为化合价降低得电子的反应，所以均为还原反应，A说法不符合题意；
B．三氯乙烯C2HCl3中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合价为 2价，对应的Fe元素从0价变为+2价，则1mol三氯乙烯完全脱Cl时，即转化为1molC2H4时，得到6mol电子，则消耗铁3mol，B说法符合题意；
C．由示意图及N元素的化合价变化可写出如下转化+8e-=，生成物中有生成，则应用H+和H2O来配平该反应，所以④的电极反应式为+10H++8e-=+3H2O，C说法不符合题意；
D．由修复过程示意图可知，生成的二价铁、氧气与氢氧根离子反应，能生成Fe(OH)3，D说法不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．依据反应前后元素化合价降低，发生还原反应判断；
B．依据反应中化合价变化分析；
C．依据示意图及N元素的化合价变化分析；
D．依据修复过程示意图分析。
9．【答案】B
【解析】【解答】A．放电时，二氧化铅为正极，发生还原反应，电极反应式为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，A不符合题意；
B．从所给的总电池反应式可以明显看出，放电过程中消耗了硫酸，所以硫酸的量变少，酸性减弱，溶液pH要变大，B符合题意；
C．外电路通过1mol电子时，负极板增加的质量为0.5mol×96g/mol=48g，C不符合题意；
D．该电池工作时，铅电极为负极，发生氧化反应，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】在该原电池中，Pb做负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：Pb－2e－＋SO42－=PbSO4；PbO2做正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为：PbO2＋2e－＋SO42－＋4H＋=PaSO4＋2H2O；据此结合选项进行分析。
10．【答案】D
【解析】【解答】解析：A．放电时正极附近有OH﹣生成，所以正极附近碱性增强，故A正确；
【分析】A．放电时正极附近有OH﹣生成；
B．放电时正极转化为：FeO42﹣→Fe（OH）3，1mol K2FeO4被还原要得到31mol电子；
C．充电时锌极与外电源负极相连；
D．充电时阳极反应为：Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣=FeO42﹣+4H2O．
B．放电时正极转化为：FeO42﹣→Fe（OH）3，1mol K2FeO4被还原要得到31mol电子，故B正确；
C．充电时锌极与外电源负极相连，故C正确；
D．充电时阳极反应为：Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣=FeO42﹣+4H2O，该电池环境为碱性环境，电极方程中不能有H+，故D错误；
故选D．
11．【答案】C
【解析】【解答】A. 由反应MgO(s)+C(s)=Mg(s)+CO(g)可知，△S＞0，如反应能自发进行，则应满足△H-T△S<0，而常温下不能进行，则该反应的△H＞0，A不符合题意；
B. 原电池输出电能的能力与组成原电池的反应物的氧化还原能力和装置的设计的和理性等因素有关，发生氧化还原反应能力越强，输电能力越强，B不符合题意；
C. 醋酸是弱电解质，加水稀释促进电离，则n(CH3COOH)减小，n(CH3COO-)增大，故溶液中 的值增大，C符合题意；
D. 锅炉长期使用，需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率，水垢中含有CaSO4，可先用饱和Na2CO3溶液浸泡，使CO32-与CaSO4转化为CaCO3，再将不溶物用稀盐酸溶解除去，D不符合题意。
答案选C。
【分析】A，△H-T△S<0，反应能自发进行；
B，原电池是化学能转化为电能：
C，物质为弱电解质，加水稀释促进电离；
D，生活中CaSO4转化为CaCO3的应用是除水垢，溶解CaSO4的硬水在锅炉中结垢，造成危害，用Na2CO3使CaSO4转化为更溶的CaCO3沉淀而除去（使硬水软化）。
12．【答案】A
【解析】【解答】A.铅蓄电池充电时阴极反应为二氧化铅氧化铅发生还原反应生成硫酸铅，A错误；
B.醋酸钠溶液中的OH-均来自水的电离，当其pH为a时，溶液中的OH-，醋酸根离子水解促进水的电离且使得溶液显碱性，则水电离出的，B正确；
C.对平衡体系缩小体积，平衡正向移动使四氧化二氮变大，根据平衡常数不变，再次平衡二氧化氮浓度也变大，C正确；
D.固体硫单质的能量低于气态硫单质，故反应放热更多，焓变负的数值更多，故，D正确。
故答案为：A。
【分析】易错分析：A书写电极反应方程式时要注意电解质溶液环境，看生成的离子能否共存。
13．【答案】D
【解析】【解答】A．放电时是原电池，K电极为负极，K失电子生成K+，碳电极为正极，正极的电势比负极的高，则电势：钾电极＜碳电极，A不符合题意；
B．充电时碳电极接电源正极，作阳极，阳极上KO2失去电子后转化为K+与O2，电极反应式为，B不符合题意；
C．电路中转移电子的物质的量与通过电解质的离子所带电荷的物质的量相同，故当电路中有0.2 mol电子转移时，有0.2 mol K+通过电解质，C不符合题意；
D．由图知，电池总反应为，当有被还原时，就会有被氧化，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】新型二次电池的判断：
1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子；
2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒；若是充电过程，则负极作为阴极，正极作为阳极，阴极电极反应式为负极的逆反应，阳极的电极反应式为正极的逆反应。
14．【答案】C
【解析】【解答】由图中信息可知，该原电池为铜锌原电池，其中锌是负极、铜是正极，电池工作时，锌失去电子被氧化，锌逐渐溶解；电子经导线从锌片流向铜片，电流的方向与电子的运动方向相反；溶液中的H+在正极上被还原为氢气，故正极上有气泡产生，溶液中H+的物质的量浓度减小。综上所述，C符合题意，
故答案为：C。
【分析】根据原电池是能够自发进行的氧化还原反应制成的；锌铜原电池中，锌的还原性比铜强，作为原电池的负极，铜为正极；
反应时，负极锌失电子，被氧化，电子通过导线，转移给正极铜；溶液中H+氧化性比铜强，得电子被还原为氢气，有气泡产生；
在外电路中，电流的方向与电子移动的方向相反；
15．【答案】D
【解析】【解答】A.由图中信息可知，电子由M极流向N极，则M为电池负极，CH3COOH被氧化，选项A不符合题意观点；
B. 根据负极电极反应式CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2↑+8H+可知，外电路转移4mol电子时， 标准状况下M极产生22.4LCO2(忽略CO2溶解)，但题干中没有说明标准状况，选项B不符合题意；
C.根据图中信息可知， N极消耗氢离子，反应一段时间后，氢离子浓度降低，N极附近pH增大，选项C不符合题意；
D. 强氧化剂能使蛋白质变性，故Cr2O72-离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活，选项D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据原电池中电极反应和电解质溶液的变化进行分析即可。
16．【答案】A
【解析】【解答】解：A．水中的钢闸门连接电源负极，阴极上得电子被保护，所以属于使用外加电流的阴极保护法，故A正确；
B．对健身器材涂油漆使金属和空气、水等物质隔离而防止生锈，没有连接外加电源，故B错误；
C．汽车底盘喷涂高分子膜阻止了铁与空气、水的接触，从而防止金属铁防锈，没有连接外加电源，故C错误；
D．镁的活泼性大于铁，用牺牲镁块的方法来保护船身而防止铁被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，故D错误；
故选A．
【分析】使用外加电流的阴极保护法说明该该金属防腐的措施中连接外加电源，且阴极连接电源负极．
17．【答案】（1）Cu；AgNO3溶液
（2）正；Ag＋＋e－ = Ag；Cu－2e－ = Cu2＋
（3）负(Cu)；正(Ag)
【解析】【解答】（1）由反应“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3 。
（2）正极为活泼性比Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag++e=Ag，X电极为原电池的负极，Cu失去电子发生氧化还原反应： Cu-2e-=Cu2+。
（3）原电池中，电子从负极经外电路流向正极，本题中由Cu极经外电路流向Ag极。
【分析】（1）根据反应的离子方程式判断原电池的电极和电解质溶液；
（2）根据原电池原理判断电极、书写电极方程式；
（3）原电池的外电路中，电子流向由负极流向正极。
18．【答案】（1）1022kJ
（2）TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）==TiCl4（l）+2CO（g）△H=-81kJ·mol－1
（3）724kJ
（4）化学能；电能；2H2-2e－=4H+；O2+4e－+4H+=2H2O
【解析】【解答】（1）①C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l），
②H2O（l）=H2O（g），①＋4×②，得出：
C3H8（g）＋5O2（g）=3CO2（g）＋4H2O（l）
△H=（－2220. 0＋4×44）kJ·mol－1=－2044kJ·mol－1，
因此消耗0.5mol丙烷放出的热量为0.5×2044kJ=1022kJ；
（2）TiO2和焦炭、氯气反应的方程式为TiO2＋2C＋2Cl2=TiCl4＋2CO，
TiO2（s）＋2Cl2（g）=TiCl4（l）＋O2（g），
②2C（s）＋O2（g）=2CO（g），①＋②得出：
TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（l）+2CO（g） △H= - 81 kJ·mol－1；
（3）根据焓变和键能的关系，△H=（6×193－2×941）kJ·mol－1=724kJ·mol－1，放出热量为724kJ；
（4）电池是化学能转化成电能，负极是化合价升高，氢气在负极上反应，其反应式为H2－2e－=2H＋，氧气在正极上得电子，其电子式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O。
【分析】（1）根据盖斯定律计算反应热；
（2）根据盖斯定律构造出目标方程式，然后计算焓变，书写热化学方程式即可；
（3）根据键能之差等于焓变计算放出的热量；
（4）氢氧燃料电池中氢气发生氧化反应，做原电池的负极，氧气在正极上发生还原反应。
19．【答案】（1）放热；大于；小于
（2）b电极；H2 2e = 2H+；2H2+O2 =2H2O
【解析】【解答】（1）氢气在燃烧时，放出大量热量，说明该反应是放热反应；这是由于反应物的总能量大于生成物的总能量；由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键放出的总能量。
（2）氢氧燃料电池，通入氢气的一极失电子发生氧化反应，通入氧气的一极得电子发生还原反应，b电极是该电池的正极，a是负极，酸性条件下，负极发生的电极反应式是H2 2e =2H+。电池反应的总方程式是2H2+O2 =2H2O。
【分析】（1）燃烧反应都是放热反应；根据放热反应的能量变化确定物质能量大小和化学键键能大小；
（2）氢氧燃料电池中，H2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，据此作答；
20．【答案】（1） 246.1
（2）D；E
（3）O2+4e-+2H2O=4OH-；3mol；减小
（4）>；正移；25%；0.5
【解析】【解答】(1)已知①CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H1= -90.7kJ·mol-1 ②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O △H2= -23.5kJ·mol-1 ③CO(g) + H2O(g) CO2 (g)+H2(g) △H3= -41.2kJ·mol-1，
根据盖斯定律，①×2+②+③得3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) △H= 246.1kJ mol 1，故答案为： 246.1；(2)3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)为气体体积缩小的放热反应，
A．H2和CO2的浓度之比为3:1，无法判断二者浓度是否继续变化，则无法判断平衡状态，故A不正确；
B．二氧化碳分子中含有2个碳氧双键，单位时间内断裂3个H H同时断裂1个C=O，表示的是正逆反应速率，但是不满足化学计量数关系，说明没有达到平衡状态，故B不正确；
C．恒温恒容条件下，混合气体的密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，故C不正确；
D．混合气体的质量不变，混合气体的物质的量为变量，则气体的平均摩尔质量为变量，当气体的平均摩尔质量保持不变时，表明该反应达到平衡状态，故D正确；
E．该反应为放热反应，绝热体系中，体系的温度为变量，当体系的温度保持不变时，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故E正确；
故答案为：DE；(3)装置A是二甲醚燃料电池，已知该装置工作时电子从b极流出，a极流入，则b为负极，a为正极，负极上二甲醚失电子生成碳酸根，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，Fe为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，C为阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，结合电子守恒计算，
①a为正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，A池中a电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
②装置A中负极电极方程式为：CH3OCH3+16OH--12e-=2CO +11H2O，消耗0.25molCH3OCH3时，则转移电子为0.25 12=3mol；装置A中总方程式为：CH3OCH3+3O2+4OH-=2CO +5H2O，氢氧根浓度减小，pH减小，故答案为：3mol；减小；(4)①根据图象可知，温度升高，产物CO的体积分数增大，说明该反应的正反应为吸热反应，△H>0；该反应在体积可变的恒压密闭容器中进行，550℃时若充入惰性气体，相当于减小压强，则v正、v逆都减小，而该反应是气体体积增大的反应，则减小压强平衡正向移动，故答案为：>；正移；
②由图可知，650℃时，反应达平衡后CO的体积分数为40%，设开始加入的二氧化碳为1mol，转化的CO为xmol，则有
则： ×100%=40%，解得：x=0.25mol，则CO2的转化率为： ×100%=25%，故答案为：25%；
④根据图示可知，T℃时，CO和CO2的体积分数均为50%，则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K= = =0.5P总，故答案为：0.5。
【分析】装置A是二甲醚燃料电池，已知该装置工作时电子从b极流出，a极流入，则b为负极，a为正极，负极上二甲醚失电子生成碳酸根，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，Fe为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，C为阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，结合电子守恒计算，以此解答。
21．【答案】（1）3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C；2.3
（2）太阳能和电能转化为化学能；2CO32-－4e-＝2CO2↑+ O2↑
【解析】【解答】(1)①由示意图可知，正极上CO2得电子发生还原反应上生成C，故电极方程式为3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C，故答案为：3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C；②负极上发生的电极反应4Na-4e-=4Na+，则负极质量减少为0.1mol×23g/mol=2.3g，故答案为：2.3；（2）①据图示可知是太阳能和电能转化为化学能的变化过程，故答案为：太阳能和电能转化为化学能；②在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程，电极反应式为：2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑，故答案为：2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑。
【分析】(1)①由示意图可知，正极上CO2得电子发生还原反应上生成C；②负极上发生的电极反应4Na-4e-=4Na+；（2）①据图示可知是太阳能和电能转化为化学能的变化过程；②在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程。