1.2 化学能转化为电能——电池 课时练习（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

1.2 化学能转化为电能——电池 课时练习
一、单选题
1．液流电池是一种将正负极的电解质溶液分开，各自循环的高性能蓄电池，由于存放电解质溶液的液罐和反应场所分离，液流电池能够突破传统电池的体积限制，具有电池容量高、循环使用寿命长的特点。下列有关液流电池的说法错误的是（　　）
A．放电时，电子由负极经外电路流向正极
B．放电时，正极发生还原反应
C．正负极电解质溶液的成分可能不同
D．液流电池能将化学能全部转化成电能
2．被称之为“软电池”的纸质电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O=ZnO＋2MnOOH。下列说法正确的是（　　）
A．该电池中Zn作负极，发生还原反应
B．该电池反应中MnO2起催化作用
C．该电池工作时电流由Zn经导线流向MnO2
D．该电池正极反应式为：MnO2＋e－＋H2O=MnOOH＋OH－
3．将锌片和铜片用导线连接后放入硫酸铜溶液中发生原电池反应，下列叙述正确的是（　　）
A．正极质量增加
B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．铜片上有H2逸出
D．正极附近的SO浓度逐渐增大
4．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
5．下图是原电池示意图。当该电池工作时，下列描述错误的是（　　）
A．溶液由无色逐渐变为蓝色 B．铜片表面有气泡
C．电流计指针发生偏转 D．锌是负极，其质量逐渐减小
6．生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是2PbSO4＋2H2OPbO2＋Pb＋2H2SO4下列对铅蓄电池的说法错误的是（　　）
A．需要定期补充硫酸
B．工作时铅是负极，PbO2是正极
C．工作时负极上发生的反应是Pb－2e－＋SO42－=PbSO4
D．工作时电解质的密度减小
7．关于下图所示装置的叙述，正确的是（　　）
A．氢离子在铜片表面被还原 B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片 D．铜是负极，铜片上有气泡产生
8．电化学法处理是目前研究的热点。利用双氧水氧化吸收可消除污染，并制备硫酸。设计装置如图所示(已知电极为石墨电极只起导电作用，质子交换膜只允许通过)。下列叙述中错误的是（　　）
A．通入的一极为电池负极
B．导线上箭头方向表示电流方向
C．B池中的反应为
D．若 (标准状况) 参与反应，则A池中增加
9．根据氧化还原反应，设计原电池，下列有关说法中正确的是（　　）
A．在电池的正极发生氧化反应
B．电流方向是从锌极流出并经过用电器流向二氧化锰电极
C．Zn极上发生的电极反应为
D．电解质溶液可能是稀硫酸
10．以铅蓄电池为电源，石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如图。若一段时间后Y电极上有6.4 g红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是 （　　）
A．a为铅蓄电池的负极
B．电解过程中SO42－向右侧移动
C．电解结束时，左侧溶液质量增重8g
D．铅蓄电池工作时正极电极反应式为：PbSO4+2e－＝Pb+SO42－
11．未成熟的年桔果汁显酸性，用牙签往年桔内部戳几下，使果汁流通，平行地插入铜片和锌片形成一个原电池，如图所示。以下叙述错误的是（　　）
A．铜片为正极，锌片为负极
B．H+向Zn电极移动
C．铜片上电极反应式：2H++2e-=H2↑
D．Cu电极上有气泡产生，发生还原反应
12．选用下列试剂和电极：稀H2SO4、Fe2（SO4）3溶液、铁棒、铜棒、铂棒，组成如图所示的原电池装置（只有两个电极），观察到电流计G的指针均明显偏转（指针偏转程度大），则其可能的组合共有（　　）
A．6种 B．5种 C．4种 D．3种
13．普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为： ，下列说法正确的是（　　）
A．石墨作负极
B．锌发生还原反应
C．电池工作时，电子从石墨经导线流向锌
D．正极的电极反应为：
14．将表面发黑(黑色物质为Ag2S)的银器浸入盛有食盐水的铝制容器中(如图)，一段时间后黑色褪去。有关说法正确的是 （　　）
A．该处理过程中电能转化为化学能
B．铝质容器为阳极，其质量变轻
C．Ag2S溶解于食盐水生成了AgCl
D．银器为正极，Ag2S被还原为单质银
15．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
16．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)＝ Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。下列说法错误的是（　　）
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池工作时，电子由Zn 极通过外电路流向MnO2极
C．电池正极为MnO2 ，发生氧化反应
D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
二、综合题
17．请将氧化还原反应2Fe3++2I﹣ 2Fe2++I2设计成带盐桥（无需指明盐桥构成）的原电池．试剂：FeCl3溶液，KI溶液；其它用品任选．请回答下列问题．
（1）请画出设计的原电池装置图，正负电极材料均用石墨，标出电极名称及电解质溶液．
（2）发生还原反应的电极为电池的　 　极，其电极反应式为　 　．
（3）反应达到平衡时，外电路导线中　 　（填“有”或“无”）电流通过．
18．如图所示的过程是目前直接利用太阳能的研究热点．人们把通过人工光化学手段合成燃料的过程叫做人工光合作用．
（1）在上图构想的物质和能量循环中太阳能最终转化为　 　能．
（2）人工光合作用的途径之一就是在催化剂和光照条件下，将CO2和H2O转化为CH3OH，该反应的化学方程式为：2CO2（g）+4H2O（g） 2CH3OH（g）+3O2（g）．
一定条件下，在2L密闭容器中进行上述反应，测得n（CH3OH）随时间的变化如下表所示：
时间/min 0 1 2 3 4 5 6
n（CH3OH）/mol 0.000 0.040 0.070 0.090 0.100 0.100 0.100
①用CH3OH表示0～3min内该反应的平均反应速率为　 　．
②能说明该反应已达到平衡状态的是　 　．
a．v正（H2O）=2v逆（CO2）
b．n（CH3OH）：n（O2）=2：3
c．容器内密度保持不变
d．容器内压强保持不变
（3）用人工光合作用得到的甲醇、氧气和稀硫酸制作燃料电池，则甲醇应通入该燃料电池的　 　极（填“正”或“负”），通入氧气的一极的电极反应式为　 　．
19．双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂。它在NCP疫情控制中发挥重要作用。
（1）工业生产双氧水常采用催化剂-乙基蒽醌法，其反应过程如图所示：
写出工业制备H2O2(l)反应的热化学方程式　 　。
（2）过氧化氢还可以通过电解-水解法制得。工业上用Pt作电极材料，电解硫酸氢铵饱和溶液得到过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]，然后加入适量硫酸以水解过二硫酸铵即得到过氧化氢。写出阳极的电极反应式　 　；整个过程的总化学方程式是　 　。
（3）某课题组在298K时研究H2O2+2HI=2H2O+I2反应速率的影响因素，实验结果如下表：
实验编号 1 2 3 4 5
c(HI) /mol·L-1 0.100 0.200 0.300 0.100 0.100
c(H2O2) /mol·L-1 0.100 0.100 0.100 0.200 0.300
v/mol·L-1·s-1 0.00760 0.0153 0.0227 0.0151 0.0228
分析上述数据，写出反应速率与物质浓度的关系式　 　；该反应的速率常数(k)的值为　 　。
（4）过氧化氢是强氧化剂，在许多反应中有重要的应用。在一定温度下， 将0.4molN2H4(g) 和0.6molH2O2(g)装入2L固定容积的容器中，发生反应N2H4(g)+2H2O2(g) N2(g)+4H2O(g) △H<0，当N2H4(g)的转化率为50%时反应达到平衡，该反应的化学平衡常数的值为　 　。
实验测得反应中N2H4(g)的转化率(α)与温度(T)的关系如图所示，分析说明温度高于T0时，N2H4(g)的转化率下降的原因是　 　。
20．反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑的能量变化趋势如图甲所示：
（1）该反应为　 　(填”吸热”或“放热”)反应。
（2）该反应　 　(填“是”或“否”)氧化还原反应；若将上述反应设计成原电池，装置如图乙，该装置工作时，电子沿导线流入　 　(填“Cu”或“Fe”)电极，该电极为　 　(填“正”或“负”)极，电极反应式为　 　；若反应产生11.2L气体(标准状况下)，则电路中应该有　 　mol电子发生了转移。
21．化学变化中既有物质变化，也伴随着能量变化。
（1）在一定的温度下，XY两种气体在一个2L的密闭容器中发生反应生成气体Z，各物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①该物质变化的化学方程式为　 　 。
②2min内Z的平均反应速率为　 　mol·L-1·min-1．
③该反应进行到2min后，　 　 ．(填标号)
a．反应已停止
b．X的消耗速率大于Y的生成速率
c．Y的正反应速率等于逆反应速率
d．反应物总物质的量与生成物总物质的量相等
（2）下图所示装置能将化学反应中的能量转化为电能。
① 电解质溶液为稀H2SO4时，Mg是该电池的 　 　（填“正”或“负”）极。
② 电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极上的电极反应式为 　 　 。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A．原电池放电时，电子由负极经外电路流向正极，故A不符合题意；
B．原电池放电时，正极发生得电子的还原反应，故B不符合题意；
C．由题给信息可知，液流电池是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，则正负极电解质溶液的成分可能不同，故C不符合题意；
D．液流电池能将化学能部分转化成电能，部分转化为热能，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．原电池放电时，电子由负极经外电路流向正极；
B．原电池放电时，正极发生得电子的还原反应；
C．由题给信息可知，液流电池是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池；
D．电池能将化学能部分转化成电能，部分转化为热能。
2．【答案】D
【解析】【解答】解：A．该原电池中，锌元素化合价由0价变为+2价，锌失电子作负极，发生氧化反应，A不符合题意；
B.该原电池中，锰元素化合价由+4价变为+3价，所以二氧化锰作正极，发生还原反应，B不符合题意；
C.电子从负极Zn沿导线流向MnO2，而不是电流，C不符合题意；
D.正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O=MnOOH＋OH－，D符合题意。
故答案为：D
【分析】原电池原理A．活泼金属（反应物中的金属）作负极B.参与反应的氧化剂作阳极C.电子流向为负极到正极D项为电极反应方程式的书写
3．【答案】A
【解析】【解答】A． 正极铜离子得电子生成铜，质量增加，故A符合题意；
B． 铜、锌、硫酸铜组成的原电池中，较活泼金属锌作负极，较不活泼的金属铜作正极，电子从负极沿导线流向正极，电子通过导线由锌片流向铜片，故B不符合题意；
C． 正极铜离子得电子生成铜，铜片上没有H2逸出，故C不符合题意；
D． 溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，正极附近的SO浓度逐渐减少，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】该原电池中，锌片为负极，铜片为正极，负极发生氧化反应，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，正极发生还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，原电池中电子由负极流向正极，阴离子向负极移动，据此解答。
4．【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
5．【答案】A
【解析】【解答】A.因Zn的活泼性大于Cu，则Zn为负极，Cu为正极，Cu不能反应生成Cu2+，所以溶液不会变为蓝色，故A符合题意；
B.Cu为正极，H+在Cu电极上得电子生成氢气，所以铜片表面有气泡产生，故B不符合题意；
C.在该原电池中，Zn失去电子，电子由Zn片经导线流向Cu片，电流计指针发生偏转，故C不符合题意；
D.Zn为负极，Zn失去电子生成Zn2+，其质量逐渐减小，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】注意正负极的准确判断方法是哪一极先与电解液发生自发的氧化还原反应，则该级为负极。
6．【答案】A
【解析】【解答】铅蓄电池放电时相当于原电池，Pb是负极，PbO2是正极，负极发生的反应是Pb失去电子生成Pb2＋，Pb2＋与溶液中的SO42－生成PbSO4沉淀，放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等，在电池制备时，PbSO4的量是一定的，制成膏状，干燥后再安装，说明H2SO4不用补充；放电时，H2SO4被消耗，溶液中的H2SO4的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。
故答案为：A
【分析】A.根据充放电过程中的反应确定H2SO4的量是否发生变化；
B.由化合价变化确定正负极的电极反应物；
C.电池工作时为原电池，负极发生失电子的氧化反应，结合电池总反应得出负极反应式；
D.工作时电解质溶液中的H2SO4减小，溶液的密度减小；
7．【答案】A
【解析】【解答】A．正极发生还原反应，氢离子在铜片表面被还原生成氢气，故A符合题意；
B．铜为正极，氢离子在正极得到电子被还原，则铜片质量不变，故B不符合题意；
C．铜为正极，锌为负极，则电流从铜片经导线流向锌片，故C不符合题意；
D．铜为正极，铜极上生成氢气，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】本题中为铜锌原电池，铜为正极，发生还原反应，铜极上生成氢气，锌为负极，发生氧化反应，逐渐溶解。
8．【答案】D
【解析】【解答】A．由图示可知，SO2在A池发生氧化反应得到硫酸，通入的一极为电池负极，故A不符合题意；
B．通入的一极为电池负极，原电池中，电流从正极流向负极，所以导线上箭头方向表示电流方向，故B不符合题意；
C．B池中电极为正极，H2O2在B池发生还原反应得到水，电极反应式为，故C不符合题意；
D．A池中，SO2失电子发生氧化反应，电极反应式为SO2 + 2H2O- 2e -=+ 4H+，若标况下11.2 L SO2参与反应，生成氢离子2mol，转移1mol电子，1mol氢离子转移到B池中，所以A池中增加的H+的物质的量为1mol，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】利用双氧水氧化吸收SO2可消除SO2污染，并制备硫酸，由图可知，左侧硫元素价态升高失电子，发生氧化反应，故左侧电极为负极，右侧电极为正极，正极上过氧化氢得电子发生还原反应，原电池中电流由正极经导线流向负极，据此分析解答。
9．【答案】C
【解析】【解答】A．Mn的化合价降低，被还原，在电池的正极发生还原反应，故A不符合题意；
B．锌为负极，二氧化锰电极为正极，电子方向是从锌极流出并经过用电器流向二氧化锰电极，则电流方向是从二氧化锰电极流出并经过用电器流向锌极，故B不符合题意；
C．锌为负极，Zn极上发生的电极反应为，故C符合题意；
D．锌能够与稀硫酸反应，不能用作该原电池的电解质溶液，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.分析化合价可知Mn被还原；
B.电子从Zn电极流向二氧化锰电极，电流的流向和电子的流向相反；
C.根据电荷守恒和得失电子守恒结合化学环境判断；
D.电解质溶液呈碱性，氢氧化氧锰才会存在。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．电解池的Y极有Cu析出，则Y为阴极，b为铅蓄电池的负极，A不符合题意；
B．电解过程中SO42－向电解池的阳极X极移动，即左侧移动，B不符合题意；
C．电解过程中，阴极析出6.4g铜的物质的量为0.1mol，转移电子为0.2mol，则同时有0.2mol÷2=0.1mol的SO42-进入左侧，其质量为0.1mol×96g/mol=9.6 g，且阳极上有0.2mol÷4=0.05 molO2生成，其质量为0.05mol×32g/mol=1.6 g，故结束时，左侧溶液质量增重9.6 g-1.6 g=8 g ，C符合题意；
D．铅蓄电池工作时正极电极反应式为：4H++PbO2+2e－+SO42－＝PbSO4 ↓+2H2O，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】本题是对原电池、电解池的综合考查。解答此题时应结合原电池、电解池的工作原理、电极反应、离子流向进行分析。
11．【答案】B
【解析】【解答】A．年桔汁、铜片和锌片可以形成原电池，正极为Cu，负极为Zn，电池总反应式为 。锌比铜活泼，故铜片为正极，锌片为负极，A不符合题意；
B．原电池中阳离子移向正极，故H+向Cu电极移动，B符合题意；
C．铜为正极，H+得电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为 ，
D．铜为正极，H+得电子发生还原反应生成氢气，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】 橘子汁、铜片和锌片可以形成原电池，Zn比Cu活泼，Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2+，作负极，Cu作正极，正极上H+发生得电子的还原反应生成H2，正极反应式为，负极反应式为，原电池工作时，阳离子移向正极、阴离子移向负极。
12．【答案】B
【解析】【解答】该装置是原电池，根据原电池的构成条件选择电极和电解质溶液，有相对活泼的金属和不活泼的金属或导电的非金属作电极，且较活泼的金属能自发的和电解质溶液进行氧化还原反应，据此分析解答．
【解答】解：该装置是原电池，根据原电池的构成条件选取电极和电解质溶液．
当电解质溶液为稀硫酸时，只有铁能作负极，则正极可以是铜，也可以是铂，所以有两种组合；
当电解质溶液为硫酸铁时，负极可以是铁，则正极可以是铜，也可以是铂；若负极为铜时，正极只能是铂，所以有三种组合；
所以通过以上分析知，能构成原电池的组合有5种，
故选：B．
13．【答案】D
【解析】【解答】A．原电池中负极失电子，元素化合价升高，根据电池反应 可知，锌元素化合价升高，则锌作负极，石墨作正极，A不符合题意；
B．锌作负极失电子，被氧化，发生氧化反应，B不符合题意；
C．电池工作时，电子从负极经导线流向正极，即电子从锌经导线流向石墨，C不符合题意；
D．正极得电子，元素化合价降低，由总反应可知，正极的电极反应为： ，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、负极失电子，正极得电子，从图可知石墨作为正极；
B、锌发生氧化反应；
C、电子从锌经导线流向石墨；
D、正极得电子，元素化合价降低。
14．【答案】D
【解析】【解答】 一段时间后黑色褪去，则Ag由Ag2S转化为Ag，化合价由+1价降低为0价，发生还原反应，有氧化还原反应发生则证明形成了原电池，银器表面析出银，则银器端为正极；
A.原电池是将化学能转化为电能的装置 ，故A不符合题意；
B.铝制容器为负极，故B不符合题意；
C.Ag2S发生氧化还原反应生成Ag，故C不符合题意；
D.银器为正极，Ag2S被还原为单质银 ，故D符合题意；
故答案为：D
【分析】原电池是将化学能转化为电能的装置 ，工作时负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
15．【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。
16．【答案】C
【解析】【解答】A.电池工作时，负极材料是Zn，Zn发生氧化反应生成Zn（OH）2，故A不符合题意；
B.电池工作时，电子由负极流向正极，电流由正极通过外电路流向负极，故B不符合题意；
C.原电池工作时，正极材料为MnO2，MnO2发生还原反应，故C符合题意；
D.由电池总反应式可知，65gZn反应转移电子为2mol，则6.5gZn反应转移0.2mol电子，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电池总反应式Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）=Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）可知，电池工作时，负极材料是Zn，Zn发生氧化反应生成Zn（OH）2，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2，正极材料为MnO2，MnO2发生还原反应，电极反应式为2MnO2（s）+H2O（l）+2e-=Mn2O3（s）+2OH-，电子从负极沿导线流向正极。
17．【答案】（1）
（2）正；Fe3++e﹣=Fe2+
（3）无
【解析】【解答】解：（1）依据原电池反应原理分析，氧化还原反应中铁离子在正极得到电子发生还原反应，碘离子再负极失电子发生氧化反应，负极所在电解质溶液为KI溶液，正极所在电解质溶液为FeCl3溶液，原电池装置为： ；
故答案为： ；（2）原电池中发生还原反应的为正极，是铁离子得到电子生成亚铁离子，电极反应为：Fe3++e﹣=Fe2+；
故答案为：正；Fe3++e﹣=Fe2+；（3）反应达到平衡后，无电子转移，无电流形成，故答案为：无．
【分析】（1）依据原电池反应原理分析，氧化还原反应中铁离子在正极得到电子发生还原反应，碘离子再负极失电子发生氧化反应，负极所在电解质溶液为KI溶液，正极所在电解质溶液为FeCl3溶液，据分析填写图中内容；（2）原电池中发生还原反应的为正极，是铁离子得到电子生成亚铁离子；（3）反应达到平衡后，无电子转移，无电流形成．
18．【答案】（1）热
（2）0.015mol L﹣1 min﹣1；ad
（3）负；O2+4H++4e﹣=2H2O
【解析】【解答】解：（1）由据图可知，太阳能首先转化为化学能，其次化学能转化为热能，故答案为：热；（2）①0～3min内甲醇的物质的量变化0.090mol，则v= =0.015mol L﹣1 min﹣1，
故答案为：0.015mol L﹣1 min﹣1；
②a．v正（H2O）=2v逆（CO2），可说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故a正确；
b．无论是否达到平衡状态，生成物的物质的量之比都等于化学计量数之比，即n（CH3OH）：n（O2）=2：3，故b错误；
c．因气体的体积以及质量不变，则容器内密度保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故c错误；
d．反应前后气体的体积不等，容器内压强保持不变，可说明达到平衡状态，故d正确．
故答案为：ad；（3）反应中甲醇被氧化，应为电池的负极，正极发生还原反应，氧气被还原生成水，电极方程式为O2+4H++4e﹣=2H2O，
故答案为：负；O2+4H++4e﹣=2H2O．
【分析】（1）光合作用下生成燃料，燃料燃烧释放出能量；（2）①根据v= 计算；
②达到平衡时正逆反应速率相等，各物质的浓度、含量不变；（3）该原电池中，通入甲醇的电极是负极、通入氧气的电极是正极．
19．【答案】（1）H2(g)+O2(g)=H2O2(l) △H=(a+b)kJ·mol-1
（2）2SO -2e-=S2O 或2HSO -2e-=S2O +2H+；2H2O H2O2+H2↑
（3）v=kc(H2O2)c(HI)；0.76
（4）2.56；温度高于T0，化学平衡逆向移动；温度高，过氧化氢分解，浓度降低，平衡逆向移动。
【解析】【解答】（1）由反应过程可知，工业制备H2O2的反应物为H2和O2，该反应的化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O2(l)，由盖斯定律可得，该反应的反应热ΔH=+(a+b)kJ/mol，因此该反应的热化学方程式为：H2(g)+O2(g)=H2O2(l) ΔH=+(a+b)kJ/mol；
（2）电解NH4HSO4溶液时，溶液中的SO42－在阳极发生失电子的氧化反应，生成S2O82－，其电极反应式为：2SO42－－2e－=S2O82－；电解过程中，阴极由溶液中的H＋发生得电子的还原反应，生成H2。加入适量硫酸以水解过二硫酸铵，得到过氧化氢，因此整个过程的总化学方程式为：2H2OH2O2＋H2↑；
（3）由表格数据可知，当c(HI)·c(H2O2)的值逐渐增大时，反应速率v的值逐渐增大，因此反应速率与物质浓度的关系式为：v=kc(HI)·c(H2O2)；
当c(HI)=c(H2O2)=0.100mol/L，v=0.00760mol/(L·s)，因此可得k=0.76；
（4）当N2H4(g)的转化率为50%时达到平衡状态，此时可得平衡三段式如下：
所以该温度下反应的平衡常数
由图可知，当温度为T0时，N2H4的转化率达到最大值，反应处于平衡状态，继续升高温度，由于该反应为放热反应，因此平衡逆向移动，N2H4的转化率降低；同时，由于温度过高，反应物H2O2分解，浓度降低，导致平衡逆向移动，N2H4的转化率降低；
【分析】（1）根据过程中发生的反应，结合盖斯定律计算反应热，从而得出反应的热化学方程式；
（2）阳极是由溶液中的SO42－发生失电子的氧化反应，生成S2O82－，据此写出电极反应式；根据过程中发生的反应确定整个过程的总化学方程式；
（3）根据表格中反应速率v随c(HI)、c(H2O2)的变化确定关系式和k的值；
（4）根据平衡三段式进行计算；结合温度对平衡移动和H2O2分解的影响分析；
20．【答案】（1）放热
（2）是；Cu；正；2H++2e-=H2↑；1
【解析】【解答】(1)反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应；(2)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑属于置换反应，有化合价的变化，是氧化还原反应，铁与铜稀硫酸组成的原电池中，铁的化合价升高，失去电子，作负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，铜作正极，电子从铁流出，流入铜，氢离子在铜电极上发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，反应产生标准状况下11.2L气体，物质的量为
，生成1mol气体时转移2mol电子，当产生0.5mol气体时，转移的电子的物质的量为1mol。
【分析】判断原电池的电极反应时，根据化合价升高失去电子的一极作负极，电子从负极流向正极，为易错点。
21．【答案】（1）3X+Y 2Z；0.05；bc
（2）负；Al-3e-+4OH-= AlO2- +2H2O
【解析】【解答】（1）①由图可知，参与反应的物质X、Y的物质的量分别为0.3mol、0.1mol；反应生成的Z的物质的量为0.2mol；故参与反应的X、Y、Z的物质的量之比为：3:1:2，因此该反应的化学方程式为： 3X+Y 2Z；
②2min内，Z的浓度变化量为：，因此用Z表示的反应速率；
③反应进行到2min后， 反应达到平衡状态；
a、反应达到平衡状态后，反应仍在进行，并未停止，a不符合题意；
b、反应速率之比等于化学计量系数之比，因此当反应达到平衡状态时，X的消耗速率等于Y的生成速率的3倍，故X的消耗速率大于Y的生成速率，b符合题意；
c、当反应达到平衡状态时，用同一种物质表示时，正逆反应速率相等，c符合题意；
d、当反应达到平衡状态时，反应物和生成物的物质的量保持不变，但不一定相等，d不符合题意；
故答案为：bc
（2）①若电解质溶液为稀硫酸，由于金属活动性Mg>Al，因此Mg是电池的负极；
②当电解质溶液是NaOH溶液时，电池的总反应式为：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑，因此Al电极为该电池的负极，其电极反应式为：Al－3e－＋4OH－=AlO2=＋2H2O；
【分析】（1）①根据参与反应的物质的物质的量之比确定反应配平系数，从而确定反应的化学方程式；
②根据公式计算反应速率；
③反应进行到2min后，达到平衡状态，结合平衡状态的特点分析；
（2）①根据金属活动性确定正负极；
②根据总反应确定电极反应式；