2.2 化学反应与能量转化 （含解析）课时练习 2023-2024学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册

2.2 化学反应与能量转化 课时练习
一、单选题
1．2022年北京冬奥会和冬残奥会通过科技助力“碳中和”，体现绿色环保理念。下列说法错误的是（　　）
A．火炬“飞扬”采用氢能为燃料，体现“绿色低碳”的发展理念
B．火炬“飞扬”外壳由有机高分子材料碳纤维制成
C．奥运场馆使用的碲化镉发电玻璃，实现了太阳能向电能的转化
D．冬奥会使用的餐具均由可降解聚乳酸生物新材料制成，能有效减少白色污染
2．“中国名片”中航天，军事、天文等领城的发展受到世界瞩目，它们与化学有着密切联系。下列说法错误的是（　　）
A．“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，其属于黑色金属材料
B．“歼—20” 飞机上大量使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
C．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料
D．“天宫二号”空间实验室的硅电池板将光能直接转换为电能
3．下列化学反应中，属于吸热反应的是（　　）
A．木炭燃烧反应 B．稀硫酸与烧碱反应
C．生石灰与水反应 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体
4．“阳光救世生，照耀亮无声。转作能源发，普天灯火明。”描述的是对哪种能量的利用
A．风能 B．水能 C．太阳能 D．地热能
5．下列说法正确的是（　　）
A．需要加热的反应一定是吸热反应
B．所有的化学反应都有能量变化
C．所有的放热反应都可以在常温常压下自发进行
D．核能作为一种反应热，是理想的新能源
6．下列图示过程，由太阳能直接转变为化学能的是（　　）
A B C D
光伏发电 风力发电 水力发电 光合作用
A．A B．B C．C D．D
7．研究小组进行如下表所示的原电池实验：
实验编号 ① ②
实验装置
实验现象 连接装置5 分钟后，灵敏电流计指针向左偏转，两侧铜片表面均无明显现象 左侧铁片表面持续产生气泡，连接装置5 分钟后，灵敏电流计指针向右偏转，右侧铁片表面无明显现象
下列关于该实验的叙述中，正确的是（　　）
A．两装置的盐桥中，阳离子均向右侧移动
B．实验①中，左侧的铜被腐蚀
C．实验②中，左侧电极的电极反应式为2H++ 2e-=H2↑
D．实验① 和实验②中，均有O2 得电子的反应发生
8．已知反应A＋B＝C＋D的能量变化如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．反应物的总能量高于生成物的总能量
B．该反应只有在加热条件下才能进行
C．该反应为放热反应
D．该反应为吸热反应
9．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图：
下列说法正确的是（　　）
A．该能量图也可以表示碳酸氢钠与盐酸的反应过程
B．CO2所具有的能量比CO和O要高
C．状态Ⅰ→Ⅱ的过程可以说明，形成化学键会向环境放出能量
D．状态Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的过程中，反应体系经历了向环境吸收和放出能量的过程
10．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，电池反应方程式为： ，下列有关说法正确的是（）
A．外电路的电子由正极向负极移动
B．若电路中有 电子转移，消耗2.24L的氧气
C．电池正极的反应为
D．电池负极的反应为
11．下列有关化学反应与能量变化的说法正确的是（　　）
A．如图所示的化学反应，反应物的键能之和大于生成物的键能之和
B．相同条件下，氢气和氧气反应生成液态水比生成等量的气态水放出的热量少
C．金刚石在一定条件下转化成石墨能量变化如图所示，热反应方程式可表示为：C(s，金刚石)=C(s，石墨) ΔH=(E1-E3)kJ/mol
D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)能量变化如图所示，在光照和点燃条件下的ΔH相同
12．如图为氟利昂()破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是（　　）
A．过程Ⅰ需要吸收能量
B．过程Ⅱ可用方程式表示为
C．过程Ⅲ可用方程式表示为
D．上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏的催化剂
13．下列反应过程中体系的能量变化如图所示的是（　　）
A．酒精燃烧 B．食醋与烧碱混合
C．焦炭和反应 D．双氧水中加少量二氧化锰
14．某实验小组自制如下图所示的水果电池。下列有关说法不正确的是（　　）
A．柠檬的作用是提供电解质溶液
B．电子由铜流出经外电路流回铝
C．负极的电极反应式为
D．电极有产生，且发生还原反应
15．造地球卫星用的一种高能电池——银锌电池，该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．负极，并被氧化 B．正极，并被还原
C．负极，并被还原 D．正极，并被氧化
16．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，下列叙述不正确的是（　　）
A．放电时负极反应为：Zn﹣2e+2OH=Zn（OH）2
B．充电时阳极反应为：Fe（OH）3﹣3e+5OH﹣=FeO42﹣+4H2O
C．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化
D．放电时正极附近溶液的碱性增强
17．工业上可采用 的方法来制取高纯度的 和 。我国学者采用量子力学方法，通过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
甲醇( )脱氢反应的第一步历程，有两种可能方式：
方式A：
方式B： (其中 、 为活化能)。
图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
下列说法错误的是（　　）
A．总反应的焓变( )大于0
B．甲醇脱氢反应的第一步历程的方式应为
C．该历程中最小能垒(活化能)为
D．该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为
18．镍镉（Ni﹣Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用．已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2O Cd（OH）2+2Ni（OH）2．有关该电池的说法正确的是（　　）
A．充电时阳极反应：Ni（OH）2﹣e﹣+OH﹣═NiOOH+H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH﹣向正极移动
19．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（　　）
A．钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式：Fe﹣2e﹣=Fe2+
B．碱性氢氧燃料电池的正极反应式：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu﹣2e﹣=Cu2+
D．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式为：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑
20．某NH3传感器工作原理如图所示(其中固体电解质允许 O2-发生迁移)，下列说法正确的是（　　）
A．传感器的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的
B．传感器工作时，O2参与的电极反应式为：
C．传感器工作时，负极上 NH3 被消耗，pH 会降低
D．传感器工作时，每消耗 3mol O2，生成 2mol N2
二、综合题
21．指出下列变化能量是怎样转化的：
（1）电热水壶烧开水　 　，
（2）给电动汽车充电　 　，
（3）接打手机时　 　．
22．A、B、C、D、E、F六种短周期元素，它们的原子序数依次增大，A与D同主族；C与E同主族；B、C同周期；B原子最外层电子数比其次外层电子数多2；A是周期表中半径最小的元素，C的最外层电子数是内层电子的3倍；F元素是同周期元素中原子半径最小的主族元素。A、B、C、D、E形成的化合物甲、乙、丙、丁的组成如表所示：
化合物 甲 乙 丙 丁
化学式 A2C A2C2 D2C2 D2E
回答下列问题：
（1）指出元素F在周期表中的位置　 　。
（2）化合物丙的电子式为　 　，用电子式表示形成化合物丁的过程　 　。
（3）向丁的溶液中加入硫酸酸化的乙溶液，写出相应的离子方程式：　 　。
（4）固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆一氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许O2-在其间通过，该电池的工作原理如图所示，其中多孔Pt电极a、b分别是气体C2、A2的载体。该电池的正极为　 　 (填a或b)；O2-流向　 　极（填“正”或“负”）；该电池的负极反应为 　 　 。
23．汽车尾气中含有、等有害气体。
（1）能形成酸雨，写出转化为的化学方程式：　 　。
（2）通过传感器可监测汽车尾气中的含量，其工作原理如图所示：
①电极上发生的是反应　 　(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中，电子的流动方向是从　 　电极流出(填或)；电极上的电极反应式为　 　。
24．微型纽扣电池在现代生活中应用广泛。有一种银锌电池，其电极分别是 和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为 。回答下列问题：
（1）Zn是　 　极，发生　 　反应，该电池的正极反应式为　 　。
（2）电池内部电流方向是从　 　(填“ ”或“Zn”，下同)极流向　 　极，当外电路中有1mol 通过时，负极消耗的物质的质量是　 　g。
（3）在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
25．在铜、锌、稀硫酸构成的原电池中（如图所示）。
（1）负极是　 　（填“铜”或“锌”），　 　电子（填“失去”或“得到”），发生　 　反应（填“氧化”或“还原”），电极反应方程式　 　；正极是　 　（填“铜”或“锌”）　 　电子（填“失去”或“得到”），发生　 　反应（填“氧化”或“还原”），电极反应方程式　 　。
（2）电流由　 　流向　 　（填“铜”或“锌），铜片上观察到的现象是　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．采用氢能为燃料，燃烧产物是水，不会产生二氧化碳且无污染，体现“绿色低碳”的发展理念，故A不符合题意；
B．有机高分子材料属于有机物，碳纤维属于无机非金属材料，故B符合题意；
C．碲化镉发电玻璃，将太阳能转化为电能，故C不符合题意；
D．使用可降解聚乳酸生物新材料制成餐具，能有效减少白色污染，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.氢能燃烧的热值高，产物为水；
C.碲化镉发电玻璃可将太阳能转化为电能；
D.使用可降解聚乳酸生物新材料制成餐具可减少白色污染。
2．【答案】B
【解析】【解答】A.钢铁是铁的合金，属于黑色金属材料，故A不符合题意；
B.碳纤维为碳的单质，不是有机物，属于新型无机非金属材料，故B符合题意；
C.宇宙飞船返回舱外表面主要是用的高温结构陶瓷，属于耐高温的新型无机非金属材料，故C不符合题意；
D.天宫二号的太阳能电池板是为空间实验室提供电能的装置，可以将光能转化为电能，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据碳纤维的名称判断主要成分是碳，碳是无机物而不是有机物，据此分析即可。
3．【答案】D
【解析】【解答】A．木炭燃烧反应是放热反应，故A不符合题意；
B.稀硫酸与烧碱反应属于中和反应，反应为放热反应，故B不符合题意；
C.生石灰变成熟石灰的反应是放热反应，故C不符合题意；
D.Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】常见的吸热反应有：绝大数分解反应，个别的化合反应(如C和CO2)，少数分解置换以及某些复分解(如铵盐和强碱)，据此进行判断即可。
4．【答案】C
【解析】【解答】由题意可知，诗中能量转化形式为太阳能转化为电能、电能转化为光能的过程，描述了对太阳能的利用，
故答案为：C。
【分析】“阳光救世生，照耀亮无声。转作能源发，普天灯火明。”描述的是对太阳能的利用。
5．【答案】B
【解析】【解答】解：A．需要加热才能进行的反应，不一定是吸热反应，如铝热反应是放热反应，但需在加热条件下以保证足够的热量引发氧化铁和铝粉反应，故A错误；
B．化学反应中通常伴随有能量的变化，故B正确；
C．放热反应不一定在常温常压下自发进行，如铝热反应，故C错误；
D．核反应不是化学反应，核能不是反应热，故D错误．
故选B．
【分析】A．需要加热才能进行的反应，不一定是吸热反应；
B．化学反应中一定伴随着能量变化；
C．放热反应不一定在常温常压下自发进行；
D．核反应不是化学反应．
6．【答案】D
【解析】【解答】 A.光伏发电是太阳能转化为电能，A错误；
B.风力发电是风能转化为电能，B错误；
C.水力发电是动能转化为电能，C错误；
D.太阳能转化为化学能，D正确；
故答案为：D
【分析】根据能量转化分析。
7．【答案】D
【解析】【解答】A、①电子移动的方向从负极流向正极，即左侧铜为正极，右侧铜为负极，根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，即向左侧移动，②5min前左侧铁片有气泡产生，说明左侧铁作正极，右侧铁作负极，根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即向左侧移动，故A不符合题意；
B、根据A选项分析，实验①中左侧铜没有被腐蚀，右侧铜被腐蚀，故B不符合题意；
C、实验②，前5min，左侧铁片上有气泡产生，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，5min后，灵敏电流表指针发生偏转，说明正负极发生偏转，即左侧为负极，右侧为正极，即左侧电极反应式为H2－2e－=2H＋，故C不符合题意；
D、实验①左侧电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，5min后，右侧铁片电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据原电池原理判断原电池的电极和电极方程式即可，注意电子的流向可判断原电池的正负极。
8．【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量，故A不符合题意
B.由图只能看出为吸热反应，放热吸热与是否需要加热无关，故B不符合题意
C.由于反应物的总能量低于生成物的总能量，故为吸热反应，故C不符合题意
D.反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，故D符合题意
故答案为：D
【分析】反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，放热吸热与是否需要加热无关。
9．【答案】D
【解析】【解答】A．如图可知，此反应为放热反应，碳酸氢钠与盐酸反应为吸热反应，A不符合题意；
B．由能量图状态Ⅰ和状态Ⅲ可知，CO2所具有的能量比CO和O要低，B不符合题意；
C．由图可知，状态Ⅰ→Ⅱ的过程中能量升高可以说明，形成化学键会从环境吸收能量，C不符合题意；
D．由图可知，状态Ⅰ→Ⅱ能量升高，吸收热量，Ⅱ→Ⅲ的过程中能量降低放出热量，反应体系经历了向环境吸收和放出能量的过程，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A. 碳酸氢钠与盐酸的反应 是吸热反应；
B.从能量-过程图可知，CO2的能量要低些；
C. 状态Ⅰ→Ⅱ的过程断裂化学键吸热；
D.化学键的断裂吸热，化学键的形成放热。
10．【答案】D
【解析】【解答】A、根据原电池工作原理，电子从负极经外电路流向正极，故A不符合题意；
B、若电路中有0.4mol电子转移，消耗O2r 物质的量为0.1mol，没有指明是否是标准状况，无法直接用22.4L·mol－1计算氧气的体积，故B不符合题意；
C、根据电池总反应，生成醋酸，因此正极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，故C不符合题意；
D、根据电池总反应，负极反应式为CH3CH2OH＋H2O－4e－=CH3COOH＋4H＋，故D符合题意；
故答案为：D
【分析】原电池放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。根据氧化还原反应的氧化和还原两部分，可将原电池的反应分为两极的反应。
11．【答案】D
【解析】【解答】A．该反应为放热反应，反应物的键能之和小于生成物的键能之和，故A不符合题意；
B．相同条件下，水蒸气液化成液态水时放热，故氢气和氧气反应生成液态水比生成等量的气态水放出的热量要多，故B不符合题意；
C．从图中可以看出，石墨比金刚石稳定，金刚石转化成石墨时放热，热化学方程式为 ，故C不符合题意；
D．反应热与反应条件无关，与物质的状态、性质、键能大小、系数有关，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】
A.由图像可知反应物能量总和较大，键能就较小；
B.水蒸气液化放热；
C.反应应放热，反应热应是E3-E1；
D.反应热与反应物和生成物的状态键能有关，与反应条件无关。
12．【答案】B
【解析】【解答】A、过程Ⅰ断裂化学键，需要吸收能量，故A正确；
B、过程Ⅱ中，氯原子和臭氧反应生成ClO和氧气，反应的化学方程式为：，故B错误；
C、由图可知，过程Ⅲ中，O原子和ClO反应生成Cl原子和氧气，反应的化学方程式为 ，故C正确；
D、由图可知，过程Ⅱ、过程Ⅲ破坏O3，说明氟利昂中氯原子是破坏的催化剂，故D正确；
故答案为：B。
【分析】A、断裂化学键吸收能量；
B、过程Ⅱ中，氯原子和臭氧反应生成ClO和氧气；
C、过程Ⅲ为O和ClO反应生成Cl和氧气；
D、结合图示分析。
13．【答案】C
【解析】【解答】A．酒精燃烧，放热反应，A不符合题意；
B．食醋与烧碱混合是酸碱中和反应，放热反应，B不符合题意；
C．焦炭和反应是吸热反应，C符合题意；
D．双氧水中加少量二氧化锰是分解反应，放热反应，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A．酒精燃烧是放热反应；
B．酸碱中和反应是放热反应；
C．焦炭和反应是吸热反应；
D．分解反应是放热反应。
14．【答案】B
【解析】【解答】A.柠檬汁中含有电解质，可以提供电解质溶液，A选项是正确的；
B.电子是从负极出发，流经导线去往正极的，铝应是负极，B选项是错误的；
C. 负极 是铝一极，失去电子： ，C选项是正确的；
D.铜是正极，发生还原反应，得到氢气。D选项是正确的
故答案为：B。
【分析】在该原电池中，铝更活泼来作负极，失去电子，铜作正极，得到电子。正极反应为：2H++2e-=H2；负极反应为：。
15．【答案】B
【解析】【解答】在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应。所以根据化合价可知，电极反应中银的化合价降低，被还原；原电池中较活泼的金属做负极，另一电极作正极，发生还原反应，所以氧化银为正极，得电子被还原。
故答案为：B。
【分析】在原电池中，负极失去电子，化合价升高，发生氧化反应，正极得到电子，化合价降低，发生还原反应；电子的转移方向是由负极到正极，在电解液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
16．【答案】C
【解析】【解答】解：A、根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2，故A正确；
B、充电时阳极发生Fe（OH）3失电子的氧化反应，即反应为：Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣=FeO42﹣+4H2O，故B正确；
C、放电时正极反应为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3+5OH﹣，每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原，故C错误；
D、放电时正极反应为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3+5OH﹣，生成氢氧根离子，碱性要增强，故D正确．
故选C．
【分析】根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2，高铁酸钠在正极得到电子，电极反应式为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3+5OH﹣，根据电极反应式可判断电子转移的物质的量与反应物之间的关系，充电时，阳极上氢氧化铁转化成高铁酸钠，电极反应式为Fe（OH）3+5OH﹣=FeO42+4H2O+3e﹣，阳极消耗OH﹣离子，碱性要减弱．
17．【答案】C
【解析】【解答】A．由图可知， 的能量低于CO和2H2的总能量，反应 为吸热反应， 大于0，故A不符合题意；
B．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，方式A的活化能低，说明甲醇裂解过程主要历经的方式应为A ，故B不符合题意；
C．由图可知，该历程中最小能垒(活化能)为(116.1-62.5) kJ·mol -1=53.6 kJ·mol-1，故C符合题意；
D．由图可知，反应CHO* + 3H* = CO* + 4H*反应物的能量高于生成物的能量，且差别最大，是放热最多的步骤，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．根据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；
B．催化剂能降低反应的活化能；
C．能垒即活化能；
D．根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量。
18．【答案】A
【解析】【解答】解：A．充电时，该装置是电解池，阳极上电极反应式为：Ni（OH）2﹣e﹣+OH﹣═NiOOH+H2O，故A正确；
B．充电过程实际上是把电能转变为化学能的过程，故B错误；
C．放电时，负极上电极反应式为：Cd﹣2e﹣+2OH﹣=Cd（OH）2，所以碱性减弱，故C错误；
D，放电时，电解质溶液中氢氧根离子向负极移动，故D错误；
故选A．
【分析】放电时负极上发生的电极反应式为：Cd﹣2e﹣+2OH﹣=Cd（OH）2，正极上发生的电极反应式为：NiOOH+e﹣+H2O═Ni（OH）2+OH﹣，充电时阳极上发生的电极反应式为：Ni（OH）2+OH﹣﹣e﹣→NiOOH+H2O，阴极上发生的电极反应式为：Cd（OH）2+2e﹣═Cd+2OH﹣，放电时，溶液中氢氧根离子向负极移动，电解池是把电能转变为化学能的装置．
19．【答案】B
【解析】【解答】解：A．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，负极上Fe失电子发生氧化反应，正极反应式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，负极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2+，故A错误；
B．碱性氢氧燃料电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，负极反应式为2OH﹣+H2﹣2e﹣=2H2O，正极反应式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，故B正确；
C．精炼粗铜时，粗铜与电源正极相连、纯铜与电源负极相连，阳极上Cu失电子、阴极上铜离子得电子，阴极反应式为Cu2++2e﹣=Cu、阳极反应式为Cu﹣2e﹣=Cu2+，故C错误；
D．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上氯离子放电生成氯气2H++2e﹣=H2↑，阴极反应式、阳极反应式为2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑，故D错误；
故选B．
【分析】A．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，负极上Fe失电子发生氧化反应；
B．碱性氢氧燃料电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水；
C．精炼粗铜时，粗铜与电源正极相连、纯铜与电源负极相连，阳极上Cu失电子、阴极上铜离子得电子；
D．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上氯离子放电生成氯气．
20．【答案】D
【解析】【解答】A．传感器内部，固体电解质体系是靠离子自由移动导电的，即电流此时是由离子定向移动形成的，A不符合题意；
B．由分析知，O2得电子转化为O2-，电极反应为：O2+4e- = 2O2-，B不符合题意；
C．该装置使用的是固体电解质，除了O2-，其他离子、分子均不进入电解质体系，且O2-不影响pH，故pH不变，C符合题意；
D．消耗3 mol O2，电路中转移电子3 mol×4=12 mol，由电极反应2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O，得：N2~6e-，故生成N2的物质的量= ，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图示知，Pt1电极上NH3失电子被氧化为N2，故Pt1电极为负极，Pt2电极为正极，O2在正极得电子转化为O2-。
21．【答案】（1）电能变热能
（2）电能变化学能
（3）化学能变电能
【解析】【解答】解：（1）电热水壶烧开水是利用电能转化为热能使水烧开，
故答案为：电能变热能；（2）给电动汽车充电是蓄电池连接电源风扇电解反应，将电能转化为化学能，故答案为：电能变化学能；（3）接打手机时，收集电池放电属于原电池反应，是化学能转化为了电能，故答案为：化学能变电能．
【分析】根据化学与热能、光能、电能、太阳能等之间相互转化分析，原电池是一种将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置．
22．【答案】（1）第三周期第ⅦA族
（2）；
（3）S2-+2H++H2O2=S↓+2 H2O
（4）a；负；H2 -2e-+O2-=H2O
【解析】【解答】原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种短周期元素，B原子最外层电子数比其次外层电子数多2，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，则B为碳元素；A是周期表中半径最小的元素，则A为H元素；C的最外层电子数是内层电子的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故C为O元素；C与E同主族，则E为S元素；A与D同主族，D的原子序数大于氧，故D为Na；F的原子序数最大，且F元素是同周期元素中原子半径最小的主族元素，故F为Cl．可推知甲为H2O、乙为H2O2、丙为Na2O2、丁为Na2S，
（1）元素F为Cl，在周期表中的位置：第三周期第ⅦA族；
（2）丙为Na2O2，电子式为 ，用电子式表示形成化合物Na2S的过程： ；
（3）丁与乙反应的离子方程式为：S2-+2H++H2O2=S↓+2 H2O ；
（4）固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆﹣氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许O2﹣在其间通过，该电池的工作原理如图所示，其中多孔Pt电极a、b分别是气体O2、H2的载体，负极发生氧化反应，氢气在负极失去电子，该电池的正极为a，O2﹣流向负极，负极发生氧化反应，氢气在负极失去电子与O2﹣生成水，该电池的负极反应式为：H2 -2e-+O2-=H2O。
【分析】根据元素周期表的结构及性质，及某些物质的特性可推出题目中几种元素。
易错点：（1）看清楚题目，写位置注意格式
（3）硫离子具有还原性，因此跟过氧化氢发生的是氧化还原反应
（4）注意电解质是固体电解质，电荷守恒加的是氧离子而不是氢氧根。
23．【答案】（1）
（2）氧化；；
【解析】【解答】(1) 和 H2O 反应生成 HNO3 和 NO，反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应生成的 NO 再遇到空气中的 O2 发生反应：2NO+O2=2NO2，多次循环后能完全转化为 HNO3，可得到总反应的化学方程式为：4+O2+2H2O=4HNO3，则 转化为 HNO3 的化学方程式为：3+H2O=2HNO3+NO
(2) ①根据图示可知 NiO 电极上 NO 失电子和 O2 离子反应生成 NO2，其中 NO 发生氧化反应。故答案为：氧化
②该装置为原电池装置，NiO 电极上 NO 失电子和 O2 离子反应生成 NO2，发生氧化反应，则 NiO 电极为负极，Pt 电极上 O2 得到电子，发生还原则 Pt 电极是正极，在外电路中，电子是从负极 NiO 电极流出，经外电路回到极 Pt 电极上， NiO 电极的电极反应式为：。故答案为：NiO、
【分析】（1）注意化学方程式的配平，反应物中有气体，所以生成物中的气体不需箭头标注。
（2）该装置属于原电池，根据元素化合价的变化可知，NiO电极上NO失电子形成NO2，则NiO电极为负极，其电极反应式为NO+ O2--2e-=NO2，Pt电极上O2得电子形成O2-，其电极反应式为O2+4e-=2O2-。电子是从负极流出，沿着导线流向正极。
24．【答案】（1）负；氧化；
（2）Zn；；32.5
（3）不变
【解析】【解答】（1）从总反应式 看，Ag由+1价降为0价，Zn由0价升高到+2价，所以Zn是负极，失去电子，发生氧化反应，该电池的正极为Ag2O得电子产物与电解质中的水反应，生成Ag和OH-，反应式为 。答案为：负；氧化； ；
（2）电池内部电流方向为由负极流向正极，所以是从Zn极流向 极，当外电路中有1mol 通过时，由关系式Zn——2e-可得，负极消耗的Zn的质量是 =32.5g。答案为：Zn； ；32.5；
（3）从总反应式 看，在使用过程中，没有消耗KOH，所以电解质溶液中KOH的物质的量不变。答案为：不变。
【分析】（1）依据总反应方程式中元素化合价的变化判断电机类型，书写电极反应；
（2）电池内部电流方向为由负极流向正极，利用电路中得失电子守恒进行计算；
（3）依据总反应式中物质的变化判断。
25．【答案】（1）锌；失去；氧化；Zn－2e－＝Zn2＋；铜；得到；还原；2H＋＋2e－＝H2↑
（2）铜；锌；有气泡产生
【解析】【解答】（1）金属性锌强于铜，因此负极是锌，失去电子，发生氧化反应，电极反应方程式为Zn－2e－＝Zn2＋；正极是铜得到电子，发生还原反应，电极反应方程式为2H＋＋2e－＝H2↑；
（2）电流由正极流向负极，即由铜流向锌，铜片上氢离子放电，观察到的现象是有气泡产生。
【分析】（1）铜-锌-稀硫酸构成的原电池中，锌是负极，负极上锌失电子、发生氧化反应，铜为正极，正极上氢离子得电子、发生还原反应；
（2）原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，电流由正极Cu沿导线流向负极Zn，据此分析解答。