4.1 原电池 课后训练（ 含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.1 原电池 课后训练（ 含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 388.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-08 20:30:12 | ||
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文档简介
4.1 原电池 课后训练
一、单选题
1．为获得电能，某实验小组设计了如下装置，若向容器中加入 可以使装置中电流计的指针发生偏转。（ ）
A．汽油 B．食醋 C．蔗糖溶液 D．纯水
2．下列装置中，能构成原电池的是
A．只有甲 B．只有乙
C．只有丙 D．除乙之外均可以
3．人造地球卫星上使用的一种高能电池(银锌蓄电池)，其电池的电极反应式为：Zn+2OH--2e- =ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH-。据此判断氧化银是（ ）
A．正极，被还原 B．负极，被氧化
C．正极，被氧化 D．负极，被还原
4．对化学电源的叙述正确的是( )
A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高
B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位
C．化学电源均是安全、无污染的
D．化学电源即为可充电电池
5．下列说法中正确的是
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．盐桥可传递电子使原电池两极形成导电回路
C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生
D．燃料电池的活性物质储存在电池内
6．氨气与氧气构成的碱性燃料电池原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电解质溶液中电子移向正极
B．电池负极反应为：2NH3-6e-=N2+6H+
C．正负极通入的气体在相同条件下体积之比为15： 4 (假设空气中O2体积分数为20%)
D．该电池给铅蓄电池充电，燃料电池正极反应1molO2，铅蓄电池有2mol PbSO4被消耗
7．2020年3月29日，全球新能源汽车领导者比亚迪宣布正式推出“刀片电池”。“刀片电池”放电时结构如图，总反应为 ，下列说法错误的是（ ）
A．放电时 通过聚合物隔膜往正极迁移
B．放电时，负极反应式为
C．充电时，锂离子在阳极脱嵌；放电时，锂离子在正极脱嵌
D．充电时，装置将电能转化为化学能
8．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．正极反应式为
B．微生物所在电极区放电时发生还原反应
C．放电过程中，H+从正极区移向负极区
D．若用该电池给铅蓄电池充电，MnO2电极质量减少8.7g，则铅蓄电池负极增重9.6g
9．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，下列说法中错误的是（ ）
A．H2在负极发生氧化反应
B．供电时的总反应为：2H2+O2=2H2O
C．燃料电池的能量转化率可达100%
D．产物为无污染的水，属于环境友好电池
10．下列用于解释事实的方程式书写正确的是（ ）
A．葡萄糖提供人体所需的能量：C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)ΔH>0
B．用饱和Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的CaSO4：Ca2++CO=CaCO3↓
C．缠有铜丝的铁钉放入滴有酚酞的NaCl溶液，铜丝附近溶液变红：O2+4e +2H2O=4OH
D．惰性电极电解NaCl溶液，两极均产生气体：2Cl +2H+H2↑+Cl2↑
11．以锌锰废电池中的碳包为原料回收MnO2的过程中涉及如下反应：
①MnO2（s）+C（s）═MnO（s）+CO（g）△H1=+24.4kJ mol﹣1
②MnO2（s）+CO（g）═MnO（s）+CO2（g）△H2=﹣148.1kJ mol﹣1
③2MnO2（s）+C（s）═2MnO（s）+CO2（g）△H3
则下列判断正确的是（ ）
A．碱性锌锰干电池属于二次电池
B．△H3=△H1+△H2
C．反应①的活化能为24.4 kJ mol﹣1
D．△H1＜△H3
12．用H2消除酸性废水中的NO2-是一种常 用的电化学方法。其反应原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．Fe3O4在该反应中作催化剂
B．Pd上发生的反应为H2-2e-═2H+
C．总反应为3H2+2NO2-═N2+2OH-+2H2O
D．Fe（Ⅱ）与Fe（Ⅲ）之间相互转化起到了传递电子的作用
13．下图中甲和乙均是双液原电池装置。判断下列说法不正确的是（ ）
A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)+Co2+(aq)=Co(s)+Cd2+(aq)
B．反应2Ag(s)+Cd2+(aq)=Cd(s)+2Ag+(aq)能够发生
C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性
D．乙电池中有1 mol电子通过外电路时，正极有108g Ag析出
14．下列各项实验基本操作中，正确的是（ ）
A．为了加快锌和稀硫酸反应的速率，可以向稀硫酸中加入少量硫酸铜
B．在做中和滴定实验时清洗滴定管后，直接装液滴定
C．为了加快过滤速度，用玻璃棒搅拌过滤器中的液体
D．为了使配制的氯化铁溶液保持澄清，加入盐酸和铁片
15．钠熔融盐燃料电池拥有比锂电池高一倍的能量密度，在同等电池体积下，可让电动汽车行驶距离成倍提升。如图所示是某钠熔融盐燃料电池，其中生成物Y是一种氧化物。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，石墨电极Ⅰ上电极反应式为NO2 e +NO3 =N2O5
B．电池工作时，NO3-向石墨电极Ⅰ移动
C．该电池充电时，石墨电极Ⅱ连接电源的负极
D．电池工作时，外电路中流过1 mol电子，则消耗46 g NO2
16．锌铜原电池装置如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．锌电极发生氧化反应
B．盐桥的作用是传导电子
C．铜电极上发生的反应Cu2++2e-=Cu
D．该装置实现了氧化反应和还原反应分开进行
二、综合题
17．（1）I．图1是以NaOH溶液为电解质的原电池装置。图中铝为 极，铝极的电极反应方程式为 。
（2）Ⅱ．某温度下，在2L固定体积的密闭容器中，X、Y、Z三种气体随时间的变化如下图所示：
该反应的化学方程式为 。
（3）0~2min内用X表示的反应速率为 。
（4）2min时该反应达到平衡状态，下列可判断反应已达到平衡状态的是___________。
A．混合气体的密度不再改变的状态
B．混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
C．Y的体积分数不再发生改变的状态
D．(Y)=2(Z)
18．工业上可通过煤的液化合成甲醇，主反应为：
CO(g)+2H2(g) CH3OH(l) △H=x。
（1）已知常温下CH3OH、H2和CO 的燃烧热分别为726.5 kJ/mol、285.5 kJ/mol、283.0 k J/mol，则x= ；为提高合成甲醇反应的选择性，关键因素是 。
（2）TK下，在容积为1.00 L的某密闭容器中进行上述反应，相关数据如图一。
①该化学反应0~10 min的平均速率v(H2)= ；M和N点的逆反应速率较大的是 (填“v逆(M)”、“v逆(N)”或“不能确定”)。
②10 min时容器内CO的体积分数为 。
③对于气相反应，常用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)表示平衡常数(以KP表示)，其中，pB=p总×B的体积分数；若在TK 下平衡气体总压强为x atm，则该反应KP= (计算表达式)。实验测得不同温度下的lnK(化学平衡常数K 的自然对数)如图二，请分析1nK 随T呈现上述变化趋势的原因是 。
（3）干燥的甲醇可用于制造燃料电池。
①研究人员发现利用NaOH 干燥甲醇时，温度控制不当会有甲酸盐和H2生成，其反应方程式为 ；
②某高校提出用CH3OH-O2燃料电池作电源电解处理水泥厂产生的CO2(以熔融碳酸盐为介质)，产物为C 和O2。其阳极电极反应式为 。
19．我国太阳能燃料生产示范工程在兰州落地，太阳能燃料的生产和利用示意如下：
（1）图中能量转化形式中，产生电能的有：风能→机械能→电能、 等(举一例)。
（2）在恒温恒容密闭容器中进行的合成反应为CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)。
①该反应常用Cu/ZnO作催化剂。工业上由黄铜矿(CuFeS2)火法冶铜时，包含多步反应，其中Cu2S与Cu2O在高温下生成Cu并放出能使品红溶液褪色的气体，写出该步反应的化学方程式： 。
②能说明反应已达到化学平衡状态的是 (填标号)。
A．该容器中c(CH3OH)： c(H2O)=1：1 B．生成CO2的速率与生成H2O的相等
C．混合气体的密度不再随时间变化 D．混合气体中CH3OH的体积分数不再随时间而变化
③若在容器中起始时充入1molCO2和3mol H2 ，测得t1 min时容器中n(H2)= n(H2O)，此时容器中已生成CH3OH的物质的量为 。
20．研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
①已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ mol﹣1
C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ mol﹣1
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为 ．
②已知Fe与CO可形成五羰基铁[Fe（CO）5]，该化合物相当活泼易吸收H2生成氢化羰基铁．氢化羰基铁为二元弱酸，可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠．试写出五羰基铁吸收H2的反应方程式 ．
③利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），写出该电池的负极反应式 ．
（2）某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJ mol﹣1
测得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示，回答问题：
① 曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ（填“大于”、“等于”或“小于”）．
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡．
容 器 甲 乙
反应物投入量 1molCO2、3molH2 a molCO2、b molH2、c molCH3OH（g）、c molH2O（g）
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为 ．
21．以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烧，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C3H8+5O2═3CO2+4H2O．
（1）已知：2C3H8（g）+7O2（g）═6CO（g）+8H2O（l）△H1
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H2
2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H3
则 C3H8（g）+5O2（（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H= （用△H1、△H2、△H3表示）
（2）写出该电池正极的电极反应式：，电池工作时CO32﹣移向 （填“正极”或“负极”）；用该电池电解1000mL 1mol/L的AgNO3溶液（惰性电极），此电解池的反应方程式为 ．
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】原电池的构成必要条件有电解质溶液和能发生自发的氧化还原反应等，其中汽油是烃类等非电解质组成的混合物，蔗糖也是非电解质。纯水是极弱的电解质，导电能力极弱，电流计不会明显偏转。所以，只有食醋，即醋酸的水溶液是电解质溶液且能够发生自发的氧化还原反应，B符合题意。
故答案为：B
【分析】1.电极材料由两种金属活泼性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。
2.可以和电极反应的电解质溶液。
3.两电极之间有导线连接，形成闭合回路。
4.发生的反应是自发的氧化还原反应。
2．【答案】C
【解析】【解答】甲没有形成闭合回路，不能构成原电池；乙两个电极是相同的电极材料，且能与电解质溶液发生氧化还原反应，不能构成原电池；丙满足两个活泼性不同电极，两个电极间导线连接，形成了闭合回路，能构成原电池； 丁中酒精是非电解质，不能构成原电池；
故答案为：C
【分析】原电池构成条件：两根不同材料的导体作为电极，有电解质溶液，形成自发的氧化还原反应，有导线连接形成闭合回路。
3．【答案】A
【解析】【解答】根据化合价可知，电极反应Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH-中银元素的化合价由+1价降低为0价，被还原，所以氧化银为正极，
故答案为：A。
【分析】原电池，负极材料失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应
4．【答案】A
【解析】【解答】由于是化学能与电能的直接转化，节省了许多中间环节，所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多，但火力发电仍居世界耗电量的首位；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染；有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池)，有些是不可充电的(如干电池)。
故答案为：A
【分析】化学电源是利用氧还原反应原理将化学能转化为电能的装置，据此进行解答即可。
5．【答案】C
【解析】【解答】A、碱性锌锰电池是一次电池，A错误；
B、盐桥中阴阳离子可定向移动使原电池两极形成导电回路，B错误；
C、二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生，C正确；
D、燃料电池的活性物质在外界输入，如氢气、氧气、甲醇等，D错误；
故答案为：C
【分析】A、碱性锌锰电池是一次电池；
B、盐桥中阴阳离子可定向移动使原电池两极形成导电回路；
C、二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生；
D、燃料电池的活性物质在外界输入。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．电子只能在导体中转移，不能在溶液中转移，故A不符合题意；
B．氨气与氧气构成的碱性燃料电池，不可能产生氢离子，电池负极反应为： 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故B不符合题意；
C．根据分析，投入空气的一端为正极，通入氨气的一端为负极，相同条件下，气体体积之比等于物质的量之比，电池总反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O，当负极通入4mol氨气时，正极消耗3mol氧气，则需要空气的量为 =15mol，则正负极通入的气体在相同条件下体积之比为15 ： 4，故C符合题意；
D．该电池给铅蓄电池充电，燃料电池正极反应1molO2，转移4mol电子，充电时铅蓄电池阴极反应为：PbSO4+2e-=Pb+SO42-，阳极反应为：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-，铅蓄电池两极都消耗PbSO4，转移4mol电子时，铅蓄电池共消耗了4mol PbSO4，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】该电池为燃料电池，通入氧气的一端为正极，通入氨气的一端为负极，根据图示，电池总反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．阳离子向正极移动，则放电时 通过聚合物隔膜往正极迁移，A项不符合题意；
B．放电时，负极反应氧化反应，由总反应可知，负极反应式为 ，B项不符合题意；
C．脱嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂离子，则锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在阳极脱嵌，C项符合题意；
D．充电时，该装置将电能转化为化学能，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、放电时，阳离子移向正极；
B、放电时，负极失电子，化合价升高；
C、充电时，正极作为阳极，负极作为阴极，可以结合其放电过程判断；
D、充电时，电能转化为化学能。
8．【答案】A
【解析】【解答】解：A.MnO2被还原生成Mn2+，为原电池的正极，电极方程式为 ，A符合题意的；
B.微生物所在电极区发生氧化反应，Cm(H2O)n被氧化生成水和二氧化碳，B不符合题意；
C.原电池工作时，阳离子向正极移动，C不符合题意；
D.给铅蓄电池充电，阴极发生PbSO4+2e-=Pb+SO42-，电极质量减小，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A.根据装置内MnO2转化为Mn2+，确定正极的电极反应式；
B.微生物所在电极区为正极，正极发生还原反应；
C.在原电池中，阳离子移向正极；
D.根据电极反应式进行计算；
9．【答案】C
【解析】【解答】A.由电极反应式可知，通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，A不符合题意；
B.电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致，供电时的总反应为2H2+O2═2H2O，B不符合题意；
C.氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，还会伴有热能等能量的释放，能量转化率不会达100%，C符合题意；
D.氢氧燃料电池产物是水，对环境物污染，且能量转化率高，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】在实际生活中，能量的利用率达不到百分之百。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．因为此反应葡萄糖提供人体所需的能量，故应为放热反应，故A不符合题意；
B．水垢中的硫酸钙为微溶物，离子方程式中不能拆开写，故B不符合题意；
C．铁钉发生了吸氧腐蚀，铁钉作负极，铜丝作正极，故中性条件下发生反应O2+4e +2H2O=4OH ，故C符合题意；
D．惰性电极电解NaCl溶液，离子方程式应为2Cl +2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．此反应为放热反应；
B．硫酸钙为微溶物，不拆；
C．依据吸氧腐蚀正极反应判断；
D．不符合离子的放电顺序。
11．【答案】B
【解析】【解答】解：A、碱性锌锰干电池属于一次电池，而不是二次电池，故A错误；
B、由反应①MnO2（s）+C（s）═MnO（s）+CO（g）△H1=+24.4kJ mol﹣1；②MnO2（s）+CO（g）═MnO（s）+CO2（g）△H2=﹣148.1kJ mol﹣1，根据盖斯定律可知：△H3=△H1+△H2，故B正确；
C、由反应MnO2（s）+C（s）═MnO（s）+CO（g）△H1=+24.4kJ mol﹣1可知，24.4 kJ mol﹣1是反应热，而不是活化能，故C错误；
D、由B选项可知：△H3=△H1+△H2，所以△H3﹣△H1=△H2，而△H2=﹣148.1kJ mol﹣＜0，所以△H3﹣△H1＜0，则△H1＞△H3，故D错误；
故选B．
【分析】A、碱性锌锰干电池属于一次电池；
B、由反应①MnO2（s）+C（s）═MnO（s）+CO（g）△H1=+24.4kJ mol﹣1
②MnO2（s）+CO（g）═MnO（s）+CO2（g）△H2=﹣148.1kJ mol﹣1，根据盖斯定律可知：△H3=△H1+△H2；
C、由反应MnO2（s）+C（s）═MnO（s）+CO（g）△H1=+24.4kJ mol﹣1可知，24.4 kJ mol﹣1是反应热；
D、由B选项可知：△H3=△H1+△H2，所以△H3﹣△H1=△H2，而△H2=﹣148.1kJ mol﹣＜0，所以△H3﹣△H1＜0，由此分析解答．
12．【答案】C
【解析】【解答】A. 由以上分析可知，Fe3O4先消耗后生成，在反应中起催化剂作用，A不符合题意；
B. 由过程Ⅰ中的转化关系，可得出Pd上发生的反应为H2-2e-═2H+，B不符合题意；
C. 电解质溶液提供H+，总反应为3H2+2NO2-+2H+ N2+4H2O，C符合题意；
D. Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)通过得失电子发生相互转化，实际上起到传递电子作用，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】过程Ⅰ中，负极H2-2e-=2H+，正极2Fe3++2e-=2Fe2+；过程Ⅱ中，负极6Fe2+-6e-=6Fe3+，正极2NO2-+6e-+8H+=N2+4H2O。调整电子守恒，将电极反应式相加，即可得到3H2+2NO2-+2H+ N2+4H2O，由此进行解答。
13．【答案】B
【解析】【解答】A.由图可知Cd作负极，则Cd能置换出Co，A不符合题意
B.由甲池可知活泼性Cd＞Co，乙池中Co＞Ag，则Ag不能置换出Cd，故B符合题意
C.盐桥两个作用：形成闭合回路，平衡电荷使溶液呈电中性，故C不符合题意
D.Ag~e-，1mol电子有108gAg析出，故D不符合题意
故答案为：B
【分析】本题为原电池原理的应用，根据原电池正负极可判断金属的活泼性。
14．【答案】A
【解析】【解答】A.用锌和稀硫酸反应制氢气时，起初速率很慢，为了加快反应速率，常采用加入少量硫酸铜的方法，发生的反应为： 铜附在锌的表面上，形成原电池，从而加快反应速率；A符合题意；
B.中和滴定实验时，滴定管需要润洗，润洗后才能装溶液，如果直接装液，会造成所盛装的溶液浓度降低，带来实验误差，B不符合题意；
C.漏斗内的滤纸在接触硬物时，很容易被损坏，过滤时不能用玻璃棒搅拌。C不符合题意；
D.氯化铁溶液容易发生水解生成难溶性碱 而使溶液变浑浊，所以应在溶液中加入一定浓度的盐酸，以抑制氯化铁的水解，加入铁片，发生2Fe3++Fe=3Fe2+，氯化铁溶液变质，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、铜附在锌的表面上，形成原电池，从而加快反应速率；
B、中和滴定实验时，滴定管需要润洗，润洗后才能装溶液，目的是减少实验误差；
C、要想提高过滤速率，通常采用负压操作；
D、配制的氯化铁溶液要加入一定浓度的盐酸，以抑制氯化铁的水解；
15．【答案】C
【解析】【解答】A、生成物Y是氧化物且为NO2被氧化后生成，即为N2O5，电极反应式为2NO2 -2e-+O2-═N2O5或NO2 -e-+NO3-═N2O5，故A不符合题意；
B、电池工作时，石墨电极Ⅰ为负极，故NO3-向石墨电极Ⅰ移动，故B不符合题意；
C、石墨电极Ⅱ为原电池的正极，所以充电时应连接电源的正极，故C符合题意；
D、根据N原子守恒关系2NO2→N2O5 ～2e-可知，转移1mol电子，消耗1molNO2即46 g，故D不符合题意；
故答案为C。
【分析】考查原电池，把握图中物质的性质、电极判断、电极反应为解答的关键，由图可知，石墨Ⅱ上氧气得到电子、发生还原反应，则石墨Ⅱ为正极，石墨I上NO2失去电子、发生氧化反应，石墨I为负极，电极反应式为2NO2 -2e-+O2-═N2O5，内电路中阳离子移向正极、阴离子移向负极，特别注意充电时：原电池正极与外加电源正极相接、负极与外加电源负极相接。
16．【答案】B
【解析】【解答】A．锌电极失电子，化合价升高，发生氧化反应，A说法不符合题意；
B．盐桥的作用是传导盐桥中的阴阳离子，B说法符合题意；
C．铜作正极，电极上发生的反应Cu2++2e-=Cu，C说法不符合题意；
D．该装置为原电池装置，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，实现了氧化反应和还原反应分开进行，D说法不符合题意；
故答案为：B。
【分析】此装置为铜锌双液原电池，锌比铜活泼，则锌作负极，失电子生成锌离子，铜作正极，铜离子得电子生成单质铜；内电路中，盐桥中的阳离子向正极移动。
17．【答案】（1）负极；Al-3e-+4OH-=+2H2O
（2）
（3）0.075mol/(L·min)
（4）B；C
【解析】【解答】 I．(1)图1是以NaOH溶液为电解质的原电池装置。因为镁与NaOH溶液不反应，铝可以与NaOH溶液反应，所以铝为负极，发生氧化反应，铝极的电极反应方程式为Al-3e-+4OH-=+2H2O ，故答案为：负极；Al-3e-+4OH-=+2H2O；
Ⅱ．(2)、在反应中，X、Y的物质的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，则X、Y为反应物，Z为生成物，相同时间内物质的量的变化比值为：c（X）：c（Y）：c（Z）=（1.0-0.9）：（1.0-0.7）：0.2=1：3：2，化学反应中物质的量变化之比等于化学剂量数之比，则化学方程式为；故答案为：
(3)、0~2min内，气体Z的平均反应速率为，
故答案为：0.075mol/（L．min）；
(4)、A.容器的体积和混合气体的质量始终不变，所以混合气体的密度不再改变不能说明达到平衡状态，故A错误；
B.混合气体的质量始终不变，物质的量在变化，则混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态是化学平衡状态，故B正确；
C.Y的体积分数不再发生改变，说明正逆反应速率相等，能判断达到平衡状态，故C正确；
D.(Y)=2(Z)，正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故D错误。
故答案为：BC。
【分析】
I．(1)原电池是能自发的进行氧化还原反应；放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；
Ⅱ．(2)化学反应中物质的量变化之比等于化学剂量数之比；
(3)、利用v=Δc/Δt计算；
(4)、依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
18．【答案】（1）-127.5 kJ/mol；催化剂(或提高催化剂的选择性)
（2）0.12 mol/（L·min)；不能确定；2/9(或22.22%)； atm-2；该反应正反应为放热反应，当温度升高平衡逆向移动，平衡常数(Kp或lnKp)减小
（3）CH3OH+ NaOH HCOONa+ 2H2 ↑；2CO32--4e-==2CO2↑+O2↑
【解析】【解答】(1)已知常温下CH3OH、H2和CO 的燃烧热分别为726.5 kJ/mol、285.5 kJ/mol、283.0 k J/mol，则有①CH3OH(l)+O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) △H1=-726.5 kJ/mol，②H2(g)+ O2(g)= H2O(l) △H2=-285.5 kJ/mol，③CO(g)+ O2(g)= CO2(g) △H3=-283.0 k J/mol， 根据盖斯定律，由③+②×2-①得反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(l) △H=-283.0 k J/mol+（-285.5 kJ/mol）×2-（-726.5 kJ/mol）= -127.5 kJ/mol，即x= -127.5 kJ/mol；为提高合成甲醇反应的选择性，关键因素是催化剂或提高催化剂的选择性；(2)①该化学反应0~10 min的平均速率v(H2)= =0.12 mol/（L·min）；N点改变的条件未知，无法确定浓度变化是增大还是减小，M和N点的逆反应速率大小不能确定；②10 min时容器内CH3OH、H2和CO的物质的量浓度分别为0.6mol/L、0.4mol/L、0.8mol/L，故CO的体积分数为 ；③温度不变，平衡常数不变，故TK下10 min时，反应达平衡时CH3OH、H2和CO的物质的量浓度分别为0.6mol/L、0.4mol/L、0.8mol/L，体积分数分别为 、 、 ，KP= = atm-2；实验测得不同温度下的lnK(化学平衡常数K 的自然对数)如图二，请分析1nK 随T呈现上述变化趋势的原因是该反应正反应为放热反应，当温度升高平衡逆向移动，平衡常数(Kp或lnKp)减小；(3) ①利用NaOH 干燥甲醇时，温度控制不当会有甲酸盐和H2生成，其反应方程式为CH3OH+ NaOH HCOONa+ 2H2 ↑；②阳极CO32-失电子产生氧气，电极反应式为2CO32--4e-=2CO2↑+O2↑。
【分析】（1） 根据盖斯定律计算反应热；（2）①反应速率的计算；③根据lnK随T呈现的变化趋势分析；（3）考查甲醇燃料电池；
19．【答案】（1）光能→电能 或 化学能→电能
（2）Cu2S+2Cu2O 6Cu+SO2↑；BD；0.75 mol
【解析】【解答】(1)根据图示，图中产生电能的有：风能→机械能→电能、光能→电能 、 化学能→电能；(2)①Cu2S与Cu2O在高温下生成Cu和SO2气体，反应的化学方程式是Cu2S+2Cu2O 6Cu+SO2↑；②A．CH3OH、H2O都是生成物，c(CH3OH)和c(H2O)的比始终都是1:1，所以容器中c(CH3OH)： c(H2O)=1：1，不一定平衡，故不选A；
B．生成CO2的速率与生成H2O的相等，说明正逆反应速率相等，反应一定达到化学平衡状态，
故答案为：B；
C．反应前后气体质量不变、容器体积不变，根据 ，密度的恒量，混合气体的密度不再随时间变化，不一定平衡，故不选C；
D．混合气体中CH3OH的体积分数不再随时间而变化，说明甲醇的浓度不变，反应一定达到化学平衡状态，
故答案为：D；
选BD；③
测得t1 min时容器中n(H2)= n(H2O)，即 ，x=0.75mol，此时容器中已生成CH3OH的物质的量为0.75mol。
【分析】(1)根据图示分析图中能量转化形式；(2) ①能使品红溶液褪色的气体是二氧化硫；②根据平衡标志分析；③根据“三段式”计算t1 min时CH3OH的物质的量；
20．【答案】（1）3CO（g）+Fe2O3（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H=﹣28.5kJ mol﹣1；Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO；CO﹣2e﹣+4OH﹣=CO32﹣+2H2O
（2）大于；0.4＜c≤1
【解析】【解答】解：（1）①已知：a、Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ mol﹣1b、C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ mol﹣1
依据盖斯定律a﹣b×3得到：3CO（g）+Fe2O3（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H=﹣28.5kJ mol﹣1，故答案为：3CO（g）+Fe2O3（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H=﹣28.5kJ mol﹣1；②Fe与CO可形成五羰基铁[Fe（CO）5]，该化合物相当活泼，易于吸收H2生成氢化羰基铁，氢化羰基铁为二元弱酸，可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠，依据题干信息推知，反应的化学方程式为：Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO，
故答案为：Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO；③CO﹣O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），一氧化碳在负极失电子发生氧化反应生成二氧化碳在溶液中生成碳酸钾，原电池负极电极反应为：CO﹣2e﹣+4OH﹣=CO32﹣+2H2O，故答案为：CO﹣2e﹣+4OH﹣=CO32﹣+2H2O；（2）①图象分析可知先拐先平，Ⅱ温度高，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小，所以KⅠ＞KⅡ，
故答案为：大于；②设二氧化碳反应量为x
CO2（g）+ 3H2（g） H3OH（g）+ H2O（g）
起始（mol） 1 3 0 0
转化（mol） x 3x x x
平衡（mol） 1-x 3-3x x x
甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，即（4﹣2x）/4=0.8，解得x=0.4mol，依题意：甲、乙为等同平衡，且起始时维持反应逆向进行，所以全部由生成物投料，c的物质的量为1mol，c 的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol，所以c的物质的量为：0.4＜n（c）≤1mol，故答案为：0.4＜n（c）≤1．
【分析】（1）①依据热化学方程式和盖斯定律计算得到热化学方程式；②氢化羰基铁为二元弱酸，结合原子守恒分析书写化学方程式；③CO﹣O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），依据原电池原理，负极失电子发生氧化反应，燃料在负极失电子发生氧化反应；（2）①依据图象分析可知先拐先平，温度高，反应是放热反应，升温平衡逆向进行；②根据平衡三段式求出甲中平衡时各气体的物质的量，然后根据平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行来判断范围．
21．【答案】（1） △H1+3△H2﹣ △H3
（2）负极；4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3
【解析】【解答】解：（1）已知：①2C3H8（g）+7O2（g）═6CO（g）+8H2O（l）△H1
②C（s）+O2（g）═CO2（g）△H2
③2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H3
依据盖斯定律：①× +②×3﹣③× 得到：C3H8（g）+5O2（（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=（ △H1+3△H2﹣ △H3）
故答案为： △H1+3△H2﹣ △H3；（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融的碳酸盐．电池反应方程式为C3H8+5O2=3CO2+4H2O；正极发生还原反应，反应式为：O2+2CO2+4e﹣=2 CO32﹣；原电池中的阴离子向负极移动，放电时CO32﹣移向电池的负极，惰性电极电解1000mL1mol/L的AgNO3溶液，阳极电极反应为4OH﹣4e﹣=2H2O+O2↑，阴极电极反应为：4Ag++4e﹣=4Ag，电解池的总反应方程式为：4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3，
故答案为：O2+2CO2+4e﹣=2 CO32﹣；负极；4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3．
【分析】（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式，反应的热化学方程式改变系数，焓变随之改变，通过热化学方程式之间的加减计算得到；（2）负极通入丙烷，碳元素的化合价升高，电池的正极通入O2，氧元素的化合价降低，丙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，以此来书写电池反应方程式；原电池中阴离子向负极移动；惰性电极电解1000mL1mol/L的AgNO3溶液，反应生成氧气和银，硝酸，据此书写反应方程式．
一、单选题
1．为获得电能，某实验小组设计了如下装置，若向容器中加入 可以使装置中电流计的指针发生偏转。（ ）
A．汽油 B．食醋 C．蔗糖溶液 D．纯水
2．下列装置中，能构成原电池的是
A．只有甲 B．只有乙
C．只有丙 D．除乙之外均可以
3．人造地球卫星上使用的一种高能电池(银锌蓄电池)，其电池的电极反应式为：Zn+2OH--2e- =ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH-。据此判断氧化银是（ ）
A．正极，被还原 B．负极，被氧化
C．正极，被氧化 D．负极，被还原
4．对化学电源的叙述正确的是( )
A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高
B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位
C．化学电源均是安全、无污染的
D．化学电源即为可充电电池
5．下列说法中正确的是
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．盐桥可传递电子使原电池两极形成导电回路
C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生
D．燃料电池的活性物质储存在电池内
6．氨气与氧气构成的碱性燃料电池原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电解质溶液中电子移向正极
B．电池负极反应为：2NH3-6e-=N2+6H+
C．正负极通入的气体在相同条件下体积之比为15： 4 (假设空气中O2体积分数为20%)
D．该电池给铅蓄电池充电，燃料电池正极反应1molO2，铅蓄电池有2mol PbSO4被消耗
7．2020年3月29日，全球新能源汽车领导者比亚迪宣布正式推出“刀片电池”。“刀片电池”放电时结构如图，总反应为 ，下列说法错误的是（ ）
A．放电时 通过聚合物隔膜往正极迁移
B．放电时，负极反应式为
C．充电时，锂离子在阳极脱嵌；放电时，锂离子在正极脱嵌
D．充电时，装置将电能转化为化学能
8．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．正极反应式为
B．微生物所在电极区放电时发生还原反应
C．放电过程中，H+从正极区移向负极区
D．若用该电池给铅蓄电池充电，MnO2电极质量减少8.7g，则铅蓄电池负极增重9.6g
9．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，下列说法中错误的是（ ）
A．H2在负极发生氧化反应
B．供电时的总反应为：2H2+O2=2H2O
C．燃料电池的能量转化率可达100%
D．产物为无污染的水，属于环境友好电池
10．下列用于解释事实的方程式书写正确的是（ ）
A．葡萄糖提供人体所需的能量：C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)ΔH>0
B．用饱和Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的CaSO4：Ca2++CO=CaCO3↓
C．缠有铜丝的铁钉放入滴有酚酞的NaCl溶液，铜丝附近溶液变红：O2+4e +2H2O=4OH
D．惰性电极电解NaCl溶液，两极均产生气体：2Cl +2H+H2↑+Cl2↑
11．以锌锰废电池中的碳包为原料回收MnO2的过程中涉及如下反应：
①MnO2（s）+C（s）═MnO（s）+CO（g）△H1=+24.4kJ mol﹣1
②MnO2（s）+CO（g）═MnO（s）+CO2（g）△H2=﹣148.1kJ mol﹣1
③2MnO2（s）+C（s）═2MnO（s）+CO2（g）△H3
则下列判断正确的是（ ）
A．碱性锌锰干电池属于二次电池
B．△H3=△H1+△H2
C．反应①的活化能为24.4 kJ mol﹣1
D．△H1＜△H3
12．用H2消除酸性废水中的NO2-是一种常 用的电化学方法。其反应原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．Fe3O4在该反应中作催化剂
B．Pd上发生的反应为H2-2e-═2H+
C．总反应为3H2+2NO2-═N2+2OH-+2H2O
D．Fe（Ⅱ）与Fe（Ⅲ）之间相互转化起到了传递电子的作用
13．下图中甲和乙均是双液原电池装置。判断下列说法不正确的是（ ）
A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)+Co2+(aq)=Co(s)+Cd2+(aq)
B．反应2Ag(s)+Cd2+(aq)=Cd(s)+2Ag+(aq)能够发生
C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性
D．乙电池中有1 mol电子通过外电路时，正极有108g Ag析出
14．下列各项实验基本操作中，正确的是（ ）
A．为了加快锌和稀硫酸反应的速率，可以向稀硫酸中加入少量硫酸铜
B．在做中和滴定实验时清洗滴定管后，直接装液滴定
C．为了加快过滤速度，用玻璃棒搅拌过滤器中的液体
D．为了使配制的氯化铁溶液保持澄清，加入盐酸和铁片
15．钠熔融盐燃料电池拥有比锂电池高一倍的能量密度，在同等电池体积下，可让电动汽车行驶距离成倍提升。如图所示是某钠熔融盐燃料电池，其中生成物Y是一种氧化物。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，石墨电极Ⅰ上电极反应式为NO2 e +NO3 =N2O5
B．电池工作时，NO3-向石墨电极Ⅰ移动
C．该电池充电时，石墨电极Ⅱ连接电源的负极
D．电池工作时，外电路中流过1 mol电子，则消耗46 g NO2
16．锌铜原电池装置如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．锌电极发生氧化反应
B．盐桥的作用是传导电子
C．铜电极上发生的反应Cu2++2e-=Cu
D．该装置实现了氧化反应和还原反应分开进行
二、综合题
17．（1）I．图1是以NaOH溶液为电解质的原电池装置。图中铝为 极，铝极的电极反应方程式为 。
（2）Ⅱ．某温度下，在2L固定体积的密闭容器中，X、Y、Z三种气体随时间的变化如下图所示：
该反应的化学方程式为 。
（3）0~2min内用X表示的反应速率为 。
（4）2min时该反应达到平衡状态，下列可判断反应已达到平衡状态的是___________。
A．混合气体的密度不再改变的状态
B．混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
C．Y的体积分数不再发生改变的状态
D．(Y)=2(Z)
18．工业上可通过煤的液化合成甲醇，主反应为：
CO(g)+2H2(g) CH3OH(l) △H=x。
（1）已知常温下CH3OH、H2和CO 的燃烧热分别为726.5 kJ/mol、285.5 kJ/mol、283.0 k J/mol，则x= ；为提高合成甲醇反应的选择性，关键因素是 。
（2）TK下，在容积为1.00 L的某密闭容器中进行上述反应，相关数据如图一。
①该化学反应0~10 min的平均速率v(H2)= ；M和N点的逆反应速率较大的是 (填“v逆(M)”、“v逆(N)”或“不能确定”)。
②10 min时容器内CO的体积分数为 。
③对于气相反应，常用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)表示平衡常数(以KP表示)，其中，pB=p总×B的体积分数；若在TK 下平衡气体总压强为x atm，则该反应KP= (计算表达式)。实验测得不同温度下的lnK(化学平衡常数K 的自然对数)如图二，请分析1nK 随T呈现上述变化趋势的原因是 。
（3）干燥的甲醇可用于制造燃料电池。
①研究人员发现利用NaOH 干燥甲醇时，温度控制不当会有甲酸盐和H2生成，其反应方程式为 ；
②某高校提出用CH3OH-O2燃料电池作电源电解处理水泥厂产生的CO2(以熔融碳酸盐为介质)，产物为C 和O2。其阳极电极反应式为 。
19．我国太阳能燃料生产示范工程在兰州落地，太阳能燃料的生产和利用示意如下：
（1）图中能量转化形式中，产生电能的有：风能→机械能→电能、 等(举一例)。
（2）在恒温恒容密闭容器中进行的合成反应为CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)。
①该反应常用Cu/ZnO作催化剂。工业上由黄铜矿(CuFeS2)火法冶铜时，包含多步反应，其中Cu2S与Cu2O在高温下生成Cu并放出能使品红溶液褪色的气体，写出该步反应的化学方程式： 。
②能说明反应已达到化学平衡状态的是 (填标号)。
A．该容器中c(CH3OH)： c(H2O)=1：1 B．生成CO2的速率与生成H2O的相等
C．混合气体的密度不再随时间变化 D．混合气体中CH3OH的体积分数不再随时间而变化
③若在容器中起始时充入1molCO2和3mol H2 ，测得t1 min时容器中n(H2)= n(H2O)，此时容器中已生成CH3OH的物质的量为 。
20．研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
①已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ mol﹣1
C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ mol﹣1
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为 ．
②已知Fe与CO可形成五羰基铁[Fe（CO）5]，该化合物相当活泼易吸收H2生成氢化羰基铁．氢化羰基铁为二元弱酸，可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠．试写出五羰基铁吸收H2的反应方程式 ．
③利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），写出该电池的负极反应式 ．
（2）某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJ mol﹣1
测得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示，回答问题：
① 曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ（填“大于”、“等于”或“小于”）．
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡．
容 器 甲 乙
反应物投入量 1molCO2、3molH2 a molCO2、b molH2、c molCH3OH（g）、c molH2O（g）
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为 ．
21．以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烧，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C3H8+5O2═3CO2+4H2O．
（1）已知：2C3H8（g）+7O2（g）═6CO（g）+8H2O（l）△H1
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H2
2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H3
则 C3H8（g）+5O2（（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H= （用△H1、△H2、△H3表示）
（2）写出该电池正极的电极反应式：，电池工作时CO32﹣移向 （填“正极”或“负极”）；用该电池电解1000mL 1mol/L的AgNO3溶液（惰性电极），此电解池的反应方程式为 ．
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】原电池的构成必要条件有电解质溶液和能发生自发的氧化还原反应等，其中汽油是烃类等非电解质组成的混合物，蔗糖也是非电解质。纯水是极弱的电解质，导电能力极弱，电流计不会明显偏转。所以，只有食醋，即醋酸的水溶液是电解质溶液且能够发生自发的氧化还原反应，B符合题意。
故答案为：B
【分析】1.电极材料由两种金属活泼性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。
2.可以和电极反应的电解质溶液。
3.两电极之间有导线连接，形成闭合回路。
4.发生的反应是自发的氧化还原反应。
2．【答案】C
【解析】【解答】甲没有形成闭合回路，不能构成原电池；乙两个电极是相同的电极材料，且能与电解质溶液发生氧化还原反应，不能构成原电池；丙满足两个活泼性不同电极，两个电极间导线连接，形成了闭合回路，能构成原电池； 丁中酒精是非电解质，不能构成原电池；
故答案为：C
【分析】原电池构成条件：两根不同材料的导体作为电极，有电解质溶液，形成自发的氧化还原反应，有导线连接形成闭合回路。
3．【答案】A
【解析】【解答】根据化合价可知，电极反应Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH-中银元素的化合价由+1价降低为0价，被还原，所以氧化银为正极，
故答案为：A。
【分析】原电池，负极材料失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应
4．【答案】A
【解析】【解答】由于是化学能与电能的直接转化，节省了许多中间环节，所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多，但火力发电仍居世界耗电量的首位；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染；有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池)，有些是不可充电的(如干电池)。
故答案为：A
【分析】化学电源是利用氧还原反应原理将化学能转化为电能的装置，据此进行解答即可。
5．【答案】C
【解析】【解答】A、碱性锌锰电池是一次电池，A错误；
B、盐桥中阴阳离子可定向移动使原电池两极形成导电回路，B错误；
C、二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生，C正确；
D、燃料电池的活性物质在外界输入，如氢气、氧气、甲醇等，D错误；
故答案为：C
【分析】A、碱性锌锰电池是一次电池；
B、盐桥中阴阳离子可定向移动使原电池两极形成导电回路；
C、二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生；
D、燃料电池的活性物质在外界输入。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．电子只能在导体中转移，不能在溶液中转移，故A不符合题意；
B．氨气与氧气构成的碱性燃料电池，不可能产生氢离子，电池负极反应为： 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故B不符合题意；
C．根据分析，投入空气的一端为正极，通入氨气的一端为负极，相同条件下，气体体积之比等于物质的量之比，电池总反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O，当负极通入4mol氨气时，正极消耗3mol氧气，则需要空气的量为 =15mol，则正负极通入的气体在相同条件下体积之比为15 ： 4，故C符合题意；
D．该电池给铅蓄电池充电，燃料电池正极反应1molO2，转移4mol电子，充电时铅蓄电池阴极反应为：PbSO4+2e-=Pb+SO42-，阳极反应为：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-，铅蓄电池两极都消耗PbSO4，转移4mol电子时，铅蓄电池共消耗了4mol PbSO4，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】该电池为燃料电池，通入氧气的一端为正极，通入氨气的一端为负极，根据图示，电池总反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．阳离子向正极移动，则放电时 通过聚合物隔膜往正极迁移，A项不符合题意；
B．放电时，负极反应氧化反应，由总反应可知，负极反应式为 ，B项不符合题意；
C．脱嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂离子，则锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在阳极脱嵌，C项符合题意；
D．充电时，该装置将电能转化为化学能，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、放电时，阳离子移向正极；
B、放电时，负极失电子，化合价升高；
C、充电时，正极作为阳极，负极作为阴极，可以结合其放电过程判断；
D、充电时，电能转化为化学能。
8．【答案】A
【解析】【解答】解：A.MnO2被还原生成Mn2+，为原电池的正极，电极方程式为 ，A符合题意的；
B.微生物所在电极区发生氧化反应，Cm(H2O)n被氧化生成水和二氧化碳，B不符合题意；
C.原电池工作时，阳离子向正极移动，C不符合题意；
D.给铅蓄电池充电，阴极发生PbSO4+2e-=Pb+SO42-，电极质量减小，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A.根据装置内MnO2转化为Mn2+，确定正极的电极反应式；
B.微生物所在电极区为正极，正极发生还原反应；
C.在原电池中，阳离子移向正极；
D.根据电极反应式进行计算；
9．【答案】C
【解析】【解答】A.由电极反应式可知，通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，A不符合题意；
B.电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致，供电时的总反应为2H2+O2═2H2O，B不符合题意；
C.氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，还会伴有热能等能量的释放，能量转化率不会达100%，C符合题意；
D.氢氧燃料电池产物是水，对环境物污染，且能量转化率高，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】在实际生活中，能量的利用率达不到百分之百。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．因为此反应葡萄糖提供人体所需的能量，故应为放热反应，故A不符合题意；
B．水垢中的硫酸钙为微溶物，离子方程式中不能拆开写，故B不符合题意；
C．铁钉发生了吸氧腐蚀，铁钉作负极，铜丝作正极，故中性条件下发生反应O2+4e +2H2O=4OH ，故C符合题意；
D．惰性电极电解NaCl溶液，离子方程式应为2Cl +2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．此反应为放热反应；
B．硫酸钙为微溶物，不拆；
C．依据吸氧腐蚀正极反应判断；
D．不符合离子的放电顺序。
11．【答案】B
【解析】【解答】解：A、碱性锌锰干电池属于一次电池，而不是二次电池，故A错误；
B、由反应①MnO2（s）+C（s）═MnO（s）+CO（g）△H1=+24.4kJ mol﹣1；②MnO2（s）+CO（g）═MnO（s）+CO2（g）△H2=﹣148.1kJ mol﹣1，根据盖斯定律可知：△H3=△H1+△H2，故B正确；
C、由反应MnO2（s）+C（s）═MnO（s）+CO（g）△H1=+24.4kJ mol﹣1可知，24.4 kJ mol﹣1是反应热，而不是活化能，故C错误；
D、由B选项可知：△H3=△H1+△H2，所以△H3﹣△H1=△H2，而△H2=﹣148.1kJ mol﹣＜0，所以△H3﹣△H1＜0，则△H1＞△H3，故D错误；
故选B．
【分析】A、碱性锌锰干电池属于一次电池；
B、由反应①MnO2（s）+C（s）═MnO（s）+CO（g）△H1=+24.4kJ mol﹣1
②MnO2（s）+CO（g）═MnO（s）+CO2（g）△H2=﹣148.1kJ mol﹣1，根据盖斯定律可知：△H3=△H1+△H2；
C、由反应MnO2（s）+C（s）═MnO（s）+CO（g）△H1=+24.4kJ mol﹣1可知，24.4 kJ mol﹣1是反应热；
D、由B选项可知：△H3=△H1+△H2，所以△H3﹣△H1=△H2，而△H2=﹣148.1kJ mol﹣＜0，所以△H3﹣△H1＜0，由此分析解答．
12．【答案】C
【解析】【解答】A. 由以上分析可知，Fe3O4先消耗后生成，在反应中起催化剂作用，A不符合题意；
B. 由过程Ⅰ中的转化关系，可得出Pd上发生的反应为H2-2e-═2H+，B不符合题意；
C. 电解质溶液提供H+，总反应为3H2+2NO2-+2H+ N2+4H2O，C符合题意；
D. Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)通过得失电子发生相互转化，实际上起到传递电子作用，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】过程Ⅰ中，负极H2-2e-=2H+，正极2Fe3++2e-=2Fe2+；过程Ⅱ中，负极6Fe2+-6e-=6Fe3+，正极2NO2-+6e-+8H+=N2+4H2O。调整电子守恒，将电极反应式相加，即可得到3H2+2NO2-+2H+ N2+4H2O，由此进行解答。
13．【答案】B
【解析】【解答】A.由图可知Cd作负极，则Cd能置换出Co，A不符合题意
B.由甲池可知活泼性Cd＞Co，乙池中Co＞Ag，则Ag不能置换出Cd，故B符合题意
C.盐桥两个作用：形成闭合回路，平衡电荷使溶液呈电中性，故C不符合题意
D.Ag~e-，1mol电子有108gAg析出，故D不符合题意
故答案为：B
【分析】本题为原电池原理的应用，根据原电池正负极可判断金属的活泼性。
14．【答案】A
【解析】【解答】A.用锌和稀硫酸反应制氢气时，起初速率很慢，为了加快反应速率，常采用加入少量硫酸铜的方法，发生的反应为： 铜附在锌的表面上，形成原电池，从而加快反应速率；A符合题意；
B.中和滴定实验时，滴定管需要润洗，润洗后才能装溶液，如果直接装液，会造成所盛装的溶液浓度降低，带来实验误差，B不符合题意；
C.漏斗内的滤纸在接触硬物时，很容易被损坏，过滤时不能用玻璃棒搅拌。C不符合题意；
D.氯化铁溶液容易发生水解生成难溶性碱 而使溶液变浑浊，所以应在溶液中加入一定浓度的盐酸，以抑制氯化铁的水解，加入铁片，发生2Fe3++Fe=3Fe2+，氯化铁溶液变质，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、铜附在锌的表面上，形成原电池，从而加快反应速率；
B、中和滴定实验时，滴定管需要润洗，润洗后才能装溶液，目的是减少实验误差；
C、要想提高过滤速率，通常采用负压操作；
D、配制的氯化铁溶液要加入一定浓度的盐酸，以抑制氯化铁的水解；
15．【答案】C
【解析】【解答】A、生成物Y是氧化物且为NO2被氧化后生成，即为N2O5，电极反应式为2NO2 -2e-+O2-═N2O5或NO2 -e-+NO3-═N2O5，故A不符合题意；
B、电池工作时，石墨电极Ⅰ为负极，故NO3-向石墨电极Ⅰ移动，故B不符合题意；
C、石墨电极Ⅱ为原电池的正极，所以充电时应连接电源的正极，故C符合题意；
D、根据N原子守恒关系2NO2→N2O5 ～2e-可知，转移1mol电子，消耗1molNO2即46 g，故D不符合题意；
故答案为C。
【分析】考查原电池，把握图中物质的性质、电极判断、电极反应为解答的关键，由图可知，石墨Ⅱ上氧气得到电子、发生还原反应，则石墨Ⅱ为正极，石墨I上NO2失去电子、发生氧化反应，石墨I为负极，电极反应式为2NO2 -2e-+O2-═N2O5，内电路中阳离子移向正极、阴离子移向负极，特别注意充电时：原电池正极与外加电源正极相接、负极与外加电源负极相接。
16．【答案】B
【解析】【解答】A．锌电极失电子，化合价升高，发生氧化反应，A说法不符合题意；
B．盐桥的作用是传导盐桥中的阴阳离子，B说法符合题意；
C．铜作正极，电极上发生的反应Cu2++2e-=Cu，C说法不符合题意；
D．该装置为原电池装置，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，实现了氧化反应和还原反应分开进行，D说法不符合题意；
故答案为：B。
【分析】此装置为铜锌双液原电池，锌比铜活泼，则锌作负极，失电子生成锌离子，铜作正极，铜离子得电子生成单质铜；内电路中，盐桥中的阳离子向正极移动。
17．【答案】（1）负极；Al-3e-+4OH-=+2H2O
（2）
（3）0.075mol/(L·min)
（4）B；C
【解析】【解答】 I．(1)图1是以NaOH溶液为电解质的原电池装置。因为镁与NaOH溶液不反应，铝可以与NaOH溶液反应，所以铝为负极，发生氧化反应，铝极的电极反应方程式为Al-3e-+4OH-=+2H2O ，故答案为：负极；Al-3e-+4OH-=+2H2O；
Ⅱ．(2)、在反应中，X、Y的物质的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，则X、Y为反应物，Z为生成物，相同时间内物质的量的变化比值为：c（X）：c（Y）：c（Z）=（1.0-0.9）：（1.0-0.7）：0.2=1：3：2，化学反应中物质的量变化之比等于化学剂量数之比，则化学方程式为；故答案为：
(3)、0~2min内，气体Z的平均反应速率为，
故答案为：0.075mol/（L．min）；
(4)、A.容器的体积和混合气体的质量始终不变，所以混合气体的密度不再改变不能说明达到平衡状态，故A错误；
B.混合气体的质量始终不变，物质的量在变化，则混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态是化学平衡状态，故B正确；
C.Y的体积分数不再发生改变，说明正逆反应速率相等，能判断达到平衡状态，故C正确；
D.(Y)=2(Z)，正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故D错误。
故答案为：BC。
【分析】
I．(1)原电池是能自发的进行氧化还原反应；放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；
Ⅱ．(2)化学反应中物质的量变化之比等于化学剂量数之比；
(3)、利用v=Δc/Δt计算；
(4)、依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
18．【答案】（1）-127.5 kJ/mol；催化剂(或提高催化剂的选择性)
（2）0.12 mol/（L·min)；不能确定；2/9(或22.22%)； atm-2；该反应正反应为放热反应，当温度升高平衡逆向移动，平衡常数(Kp或lnKp)减小
（3）CH3OH+ NaOH HCOONa+ 2H2 ↑；2CO32--4e-==2CO2↑+O2↑
【解析】【解答】(1)已知常温下CH3OH、H2和CO 的燃烧热分别为726.5 kJ/mol、285.5 kJ/mol、283.0 k J/mol，则有①CH3OH(l)+O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) △H1=-726.5 kJ/mol，②H2(g)+ O2(g)= H2O(l) △H2=-285.5 kJ/mol，③CO(g)+ O2(g)= CO2(g) △H3=-283.0 k J/mol， 根据盖斯定律，由③+②×2-①得反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(l) △H=-283.0 k J/mol+（-285.5 kJ/mol）×2-（-726.5 kJ/mol）= -127.5 kJ/mol，即x= -127.5 kJ/mol；为提高合成甲醇反应的选择性，关键因素是催化剂或提高催化剂的选择性；(2)①该化学反应0~10 min的平均速率v(H2)= =0.12 mol/（L·min）；N点改变的条件未知，无法确定浓度变化是增大还是减小，M和N点的逆反应速率大小不能确定；②10 min时容器内CH3OH、H2和CO的物质的量浓度分别为0.6mol/L、0.4mol/L、0.8mol/L，故CO的体积分数为 ；③温度不变，平衡常数不变，故TK下10 min时，反应达平衡时CH3OH、H2和CO的物质的量浓度分别为0.6mol/L、0.4mol/L、0.8mol/L，体积分数分别为 、 、 ，KP= = atm-2；实验测得不同温度下的lnK(化学平衡常数K 的自然对数)如图二，请分析1nK 随T呈现上述变化趋势的原因是该反应正反应为放热反应，当温度升高平衡逆向移动，平衡常数(Kp或lnKp)减小；(3) ①利用NaOH 干燥甲醇时，温度控制不当会有甲酸盐和H2生成，其反应方程式为CH3OH+ NaOH HCOONa+ 2H2 ↑；②阳极CO32-失电子产生氧气，电极反应式为2CO32--4e-=2CO2↑+O2↑。
【分析】（1） 根据盖斯定律计算反应热；（2）①反应速率的计算；③根据lnK随T呈现的变化趋势分析；（3）考查甲醇燃料电池；
19．【答案】（1）光能→电能 或 化学能→电能
（2）Cu2S+2Cu2O 6Cu+SO2↑；BD；0.75 mol
【解析】【解答】(1)根据图示，图中产生电能的有：风能→机械能→电能、光能→电能 、 化学能→电能；(2)①Cu2S与Cu2O在高温下生成Cu和SO2气体，反应的化学方程式是Cu2S+2Cu2O 6Cu+SO2↑；②A．CH3OH、H2O都是生成物，c(CH3OH)和c(H2O)的比始终都是1:1，所以容器中c(CH3OH)： c(H2O)=1：1，不一定平衡，故不选A；
B．生成CO2的速率与生成H2O的相等，说明正逆反应速率相等，反应一定达到化学平衡状态，
故答案为：B；
C．反应前后气体质量不变、容器体积不变，根据 ，密度的恒量，混合气体的密度不再随时间变化，不一定平衡，故不选C；
D．混合气体中CH3OH的体积分数不再随时间而变化，说明甲醇的浓度不变，反应一定达到化学平衡状态，
故答案为：D；
选BD；③
测得t1 min时容器中n(H2)= n(H2O)，即 ，x=0.75mol，此时容器中已生成CH3OH的物质的量为0.75mol。
【分析】(1)根据图示分析图中能量转化形式；(2) ①能使品红溶液褪色的气体是二氧化硫；②根据平衡标志分析；③根据“三段式”计算t1 min时CH3OH的物质的量；
20．【答案】（1）3CO（g）+Fe2O3（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H=﹣28.5kJ mol﹣1；Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO；CO﹣2e﹣+4OH﹣=CO32﹣+2H2O
（2）大于；0.4＜c≤1
【解析】【解答】解：（1）①已知：a、Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ mol﹣1b、C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ mol﹣1
依据盖斯定律a﹣b×3得到：3CO（g）+Fe2O3（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H=﹣28.5kJ mol﹣1，故答案为：3CO（g）+Fe2O3（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H=﹣28.5kJ mol﹣1；②Fe与CO可形成五羰基铁[Fe（CO）5]，该化合物相当活泼，易于吸收H2生成氢化羰基铁，氢化羰基铁为二元弱酸，可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠，依据题干信息推知，反应的化学方程式为：Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO，
故答案为：Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO；③CO﹣O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），一氧化碳在负极失电子发生氧化反应生成二氧化碳在溶液中生成碳酸钾，原电池负极电极反应为：CO﹣2e﹣+4OH﹣=CO32﹣+2H2O，故答案为：CO﹣2e﹣+4OH﹣=CO32﹣+2H2O；（2）①图象分析可知先拐先平，Ⅱ温度高，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小，所以KⅠ＞KⅡ，
故答案为：大于；②设二氧化碳反应量为x
CO2（g）+ 3H2（g） H3OH（g）+ H2O（g）
起始（mol） 1 3 0 0
转化（mol） x 3x x x
平衡（mol） 1-x 3-3x x x
甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，即（4﹣2x）/4=0.8，解得x=0.4mol，依题意：甲、乙为等同平衡，且起始时维持反应逆向进行，所以全部由生成物投料，c的物质的量为1mol，c 的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol，所以c的物质的量为：0.4＜n（c）≤1mol，故答案为：0.4＜n（c）≤1．
【分析】（1）①依据热化学方程式和盖斯定律计算得到热化学方程式；②氢化羰基铁为二元弱酸，结合原子守恒分析书写化学方程式；③CO﹣O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），依据原电池原理，负极失电子发生氧化反应，燃料在负极失电子发生氧化反应；（2）①依据图象分析可知先拐先平，温度高，反应是放热反应，升温平衡逆向进行；②根据平衡三段式求出甲中平衡时各气体的物质的量，然后根据平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行来判断范围．
21．【答案】（1） △H1+3△H2﹣ △H3
（2）负极；4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3
【解析】【解答】解：（1）已知：①2C3H8（g）+7O2（g）═6CO（g）+8H2O（l）△H1
②C（s）+O2（g）═CO2（g）△H2
③2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H3
依据盖斯定律：①× +②×3﹣③× 得到：C3H8（g）+5O2（（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=（ △H1+3△H2﹣ △H3）
故答案为： △H1+3△H2﹣ △H3；（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融的碳酸盐．电池反应方程式为C3H8+5O2=3CO2+4H2O；正极发生还原反应，反应式为：O2+2CO2+4e﹣=2 CO32﹣；原电池中的阴离子向负极移动，放电时CO32﹣移向电池的负极，惰性电极电解1000mL1mol/L的AgNO3溶液，阳极电极反应为4OH﹣4e﹣=2H2O+O2↑，阴极电极反应为：4Ag++4e﹣=4Ag，电解池的总反应方程式为：4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3，
故答案为：O2+2CO2+4e﹣=2 CO32﹣；负极；4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3．
【分析】（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式，反应的热化学方程式改变系数，焓变随之改变，通过热化学方程式之间的加减计算得到；（2）负极通入丙烷，碳元素的化合价升高，电池的正极通入O2，氧元素的化合价降低，丙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，以此来书写电池反应方程式；原电池中阴离子向负极移动；惰性电极电解1000mL1mol/L的AgNO3溶液，反应生成氧气和银，硝酸，据此书写反应方程式．