4.1 原电池 课后练习（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 课后练习（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 | 794.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-08 22:09:20 | ||
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文档简介
4.1 原电池 课后练习
一、单选题
1．如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，其中正确的是（ ）
①Zn为正极，Cu为负极； ②H＋向负极移动；③电子是由Zn经外电路流向Cu；④Cu极上有H2产生；⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为0.5 mol；⑥正极的电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋
A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④
2．下列关于原电池的叙述正确的是（ ）
A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是正极
D．原电池工作时，电路中的电流是从负极到正极
3．下列装置可以组成原电池的是（ ）
A． B．
C． D．
4．下列反应中，在原理上可以设计成原电池的是（ ）
A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 B．氧化铝与硫酸的反应
C．甲烷与氧气的反应 D．石灰石的分解反应
5．下列有关电池的叙述正确的是（ ）
A．华为 Mate 系列手机采用的超大容量高密度电池是一种一次电池
B．原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成
C．原电池中发生氧化反应的电极是负极
D．太阳能电池主要材料为二氧化硅
6．下图是一种微生物燃料电池的工作原理示意图，工作过程中必须对某室进行严格密封。下列有关说法错误的是（ ）
A．a极的电极反应式为
B．若所用离子交换膜为质子交换膜，则 将由A室移向B室
C．根据图示，该电池也可以在碱性环境中工作
D．由于A室内存在细菌，所以对A室必须严格密封，以确保厌氧环境
7．如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，稀H2SO4溶液为电解质溶液。下列有关说法错误的是（ ）
A．a极为负极，电子由a极经外电路流向b极
B．a极的电极反应式：H2－2e－=2H＋
C．电池工作一段时间后，装置中c(H2SO4)增大
D．若将H2改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，O2的用量增多
8．某化学兴趣小组的同学设计了锌铜原电池装置如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时化学能转化为电能
B．电池工作时，铜电极上发生氧化反应
C．电池工作一段时间后，锌片质量减小
D．该装置能证明金属的活动性：Zn>Cu
9．如图所示的装置在工作时，下列说法正确的是（ ）
A．该装置的能量变化是电能转化为化学能
B．外电路电子从C棒电极流向Zn电极
C．反应一段时间后，C棒表面附上一层红色物质
D．当Zn溶解65g时，外电路转移的电子数为NA
10．搭载全气候电池的电动车在北京冬奥会零下30度的环境里亮相，成功地解决了锂离子电池不耐低温的问题，锂离子电池通常以碳材料(容纳锂离子)为负极，LiCoO2、LiMnPO4等锂的活性化合物为正极，放电时下列说法不正确的是（ ）
A．化学能转化为电能
B．正极上发生氧化反应
C．Li+向正极迁移
D．当电路中转移0.1mol电子时，负极重量减少0.7g
11．一种新型太阳光电化学电池贮能时电解质溶液中离子在两极发生如下图所示的转化。
下列说法正确的是（ ）
A．贮能时，电能转变为化学能和光能
B．贮能和放电时，电子在导线中流向相同
C．贮能时，氢离子由a极区迁移至b极区
D．放电时，b极发生：VO2++2H++e-=VO2++H2O
12．二茂铁[Fe（C5H5）2]可作为燃料的节能消烟剂、抗爆剂。二茂铁的电化学制备装置与原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a为电源的正极
B．电解质溶液是NaBr水溶液和DMF溶液的混合液
C．电解池的总反应化学方程式为Fe+2C5H6 [Fe（C5H5）2]+H2↑
D．混合液中Na+移向阳极
13．海泥细菌通过消耗海底沉积层中的有机物获得营养，同时产生电子。科学家利用这一原理设计了海泥细菌电池，该技术既可在海底加速石油污染物降解速率，又可产生电能，有很好的应用前景。其中海泥代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是 （ ）
A．A电极的电势高于B电极
B．质子通过海底沉积层和海水层交接面，A电极消耗氧气(标准状况)
C．负极的电极反应式为：
D．海水和海泥作为电解质的一部分，富含盐分，导电性高，有利于输出电能
14．有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来，浸入稀硫酸中，负极反应式为b-2e-=b2+；将a，d分别投入等浓度的盐酸中，a比d反应剧烈；又知一定条件下能发生离子反应：c2++d=d2++c，则四种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A．dcab B．dabc C．dbac D．badc
15．2022年2月4日晚，第24届冬奥会在北京国家体育场盛大开幕，下列有关说法错误的是（ ）
A．冬奥会使用了二氧化碳跨临界制冰机组，与传统制冷剂氟利昂相比更加环保
B．冬奥会火种灯采用的双层玻璃能够耐酸耐碱
C．冬奥会火炬“飞扬”以碳纤维复合材料为外壳，碳纤维是一种新型的无机非金属材料
D．冬奥会采用了氢燃料电池车，实现了零污染排放，体现了“绿色奥运”的理念
16．某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是（ ）
A．电池工作时OH-向负极迁移
B．正极反应式为2FeO42-+10H++6e-=Fe2O3+5H2O
C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D．电子由Zn电极流出，经KOH溶液流向正极
17．科学家预言，被称为“黑金”的“新材料之王”石墨烯将“彻底改变21世纪”。中国华为研发人员利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，已在世界上率先开发出石墨烯电池，电池反应式为LixC6+Li1－xCoO2 C6+LiCoO2，其工作原理如图。下列关于该电池的说法正确的是（ ）
A．有设计师建议该电池采用隔膜效果更好，可选用质子交换膜
B．放电时，LiCoO2极发生的电极反应为：LiCoO2－xe ＝Li1－xCoO2+xLi+
C．石墨烯电池通过提高储锂容量进而提高能量密度，废旧的该电池进行“放电处理”让Li+嵌入LiCoO2中而有利于回收
D．石墨烯电池充电时LiCoO2极与电源负极相连
18．我国科学家设计了一种利用废水中的将苯酚氧化为和的原电池—电解池组合装置(如图)，实现了发电、环保二位一体。已知：羟基自由基()的氧化性仅次于氟气。下列说法正确的是（ ）
A．电子转移方向：c电极→导线→b电极
B．d电极的电极反应为
C．右侧装置中，c、d两电极产生气体的体积比(相同条件下)为
D．若a电极上有参与反应，理论上溶液中有通过阴离子膜进入a电极区溶液
19．据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述错误的是（ ）
A．正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2O
D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移
20．三室膜电渗析分离硫酸锂并回收酸碱的装置示意图如图，下列说法正确的是
A．酸碱的浓度：进等于出
B．右侧电极的电极反应式为
C．装置工作一段时间后，
D．右侧离子交换膜为阴离子交换膜
二、综合题
21．甲醇的结构决定了其性质及其应用。请按要求回答下列问题。
（1）甲醇、乙烷沸点分别为65℃、-89℃，对比分析推测乙醇比丙烷沸点 (填“高很多”或“低很多”或“等于”)，你的推测依据是 。
（2）甲醇结构式如图，其分子中含a、b、c三种化学键。
①甲醇的官能团名称为 。
②甲醇分子中较易断裂的化学键是 (填字母)。从原子结构的视角分析得出此结论的依据是 。
③写出甲醇与钠反应的化学方程式 。
④在铜催化加热条件下，甲醇发生反应的化学方程式为 。
（3）甲醇燃料电池装置示意图如图所示：
它可将化学能转变为电能，可作为笔记本电脑等能量的来源。在催化剂作用下甲醇转化为H2O和CO2。写出该电池工作时负极电极反应式： 。
22．
（1）I.自从向国际社会作出碳达峰碳中和承诺的“3060”目标后，中国政府就在积极行动，并做出一系列政策安排。其中科技创新是实现“双碳”目标的关键。降碳的一种途径是在催化剂作用下，利用CO2和H2合成乙烯：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH已知各共价键键能如下表：
化学键 C-H C=O O-H C=C H-H
键能(kJ·mol-1) a b c d e
请利用表格内的字母表示该反应的反应热 ，ΔH=kJ·mol-1。
（2）在体积为2 L的恒容密闭容器中，加入2 mol CO2和6 mol H2，在一定条件下发生如下反应：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)，测得温度对CO2的平衡转化率影响如图所示。
①200℃，该反应在10 min时达到平衡状态。则0~10 min内用CO2表示的平均反应速率为 mol·L-1·min-1。
②在200℃时，向体积为2 L的恒容密闭容器中，加入2 mol CO2、2 mol H2、2 mol C2H4、2 mol H2O，判断v正 v逆(填“＜”、“＞”或“=”)。
③该反应的ΔH 0(填“＜”、“＞”或“=”)，请结合平衡移动原理简述理由 。
（3）对于上述反应，下列叙述正确的是____(填字母序号)。
A．恒容下达平衡状态时，再充入少量氦气，正逆反应速率增大
B．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态
C．当反应达平衡状态时，3v正(H2)=2v逆(H2O)
D．恒温下缩小容器体积，单位体积内反应物的活化分子数目增多
E．该反应在任何温度下均可自发进行
（4）II．电化学技术是有效解决CO、SO2、NOx等大气污染的重要方法，某兴趣小组以SO2为原料，采用电化学方法制取硫酸，装置如下：
写出负极的电极反应式： 。
（5）利用该电池电解一定浓度的CuSO4溶液，当得到32 g Cu时，会消耗标准状况下SO2的体积为 L。
23．Ⅰ、反应Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑的能量变化趋势，
如图所示：
（1）该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
（2）若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是 (填字母)。
A.改铁片为铁粉
B.改稀硫酸为98%的浓硫酸
C.升高温度
（3）若将上述反应设计成原电池，铜为原电池某一极材料，则铜为 极(填“正”或“负”)； 铜电极上发生的电极反应为 。
（4）Ⅱ、某温度时，在5 L的容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请通过计算回答下列问题：
反应开始至2 min，Y的平均反应速率 。
（5）分析有关数据，写出X、Y、Z的反应方程式 。
24．在煤化工领域主要涉及碳一化学，即研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成化工产品或液体燃料。回答下列问题：
（1）已知物质之间转化能量关系如图所示：
写出CO(g)和H2(g)生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式 。
（2）煤化工业上主要利用CO和H2反应制备甲醇(CH3OH)，反应热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H。已知CO的平衡转化率与温度的关系如图所示：
①该反应的 H (填“>”“<”或“=”)0。
②A、B、C三点平衡常数KA． KB、KC的大小关系为 。压强p1 (填“>”“<”或“=”，下同)p2，在T1和p2条件下，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系：v正 v逆。
③若容器容积不变，则下列措施可提高CO平衡转化率的是 (填字母)。
a.充入CO，使体系总压强增大 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He，使体系总压强增大 d.使用高效催化剂
④在2L恒容密闭容器中充人2molCO和4molH2，在p2和T1条件下经10min达到平衡状态。在该条件下，v(H2)= mol L-1 min-1；平衡常数K = (填数值)。
（3）用H2还原CO2可以合成CH3OH： CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) H. 恒压下，CO2和H2的起始物质的量之比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H2O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。P点甲醇产率高于T点的原因为 。
（4）CO2的再利用技术是促进可持续发展的措施之一，CO2电化法制甲酸的工艺原理如图所示。阴极电极反应式为 。
25．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
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu；负极反应为Zn－2e－=Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－=H2↑，故每转移1 mol电子时，产生0.5 mol H2；在溶液中H＋向正极移动，SO42-向负极移动。故①②⑥不符合题意，③④⑤符合题意，选B项。
故答案为：B
【分析】Zn-Cu原电池中，Zn做负极，发生电池反应，Zn+2H+=Zn2++H2↑，电子由负极流向正极，阳离子向正极移动；
2．【答案】B
【解析】【解答】A．构成原电池的电极可以是金属与金属，也可以是金属与非金属，A项不符合题意；
B．原电池是将化学能转化为电能的装置，B项符合题意；
C．原电池中电子流出的一极是负极，C项不符合题意；
D．原电池工作时，电流是从正极到负极，D项不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.非金属材料也可作电极材料；
C.原电池中电子由负极经导线流向正极；
D.原电池工作时电流由正极流向负极。
3．【答案】A
【解析】【解答】A．有正负极、电解质溶液并构成闭合电路，满足原电池的构成条件，能构成原电池，故A符合题意；
B．乙醇溶液不是电解质溶液，不满足原电池的构成条件，不能构成原电池，故B不符合题意；
C．没有形成闭合电路，不满足原电池的构成条件，不能构成原电池，故C不符合题意；
D．两金属不存在活性差异，无正、负极，不满足原电池的构成条件，不能构成原电池，故D不符合题意；
故答案为A。
【分析】组成原电池需要：活泼性不同的金属或导电非金属作电极、电解质溶液、形成闭合回路，据此进行判断即可。
4．【答案】C
【解析】【解答】原电池为将化学能转化为电能的装置，所涉及反应为自发进行的氧化反应，题中只有C为氧化还原反应，可设计成原电池反应，其中通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极，而A、B、D都不是氧化还原反应，不能设计成原电池，
故答案为：C。
【分析】设计原电池需要是能够自发进行的氧化还原反应，据此解答即可。
5．【答案】C
【解析】【解答】A.华为Mate系列手机的超大容量高密度电池能反复充放电，属于二次电池，A不符合题意；
B.原电池的电极可由两种不同的金属构成，也可由金属和能导电的非金属石墨构成，B不符合题意；
C.原电池负极上发生失电子的氧化反应，C符合题意；
D.太阳能电池的主要材料是高纯度硅，二氧化硅是光导纤维的主要材料，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.手机电池都属于二次电池；
B.原电池中的两电极，可以是金属和非金属；
C.原电池中，负极发生失电子的氧化反应；
D.太阳能电池的主要材料是硅；
6．【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知负极（a极）反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+，正极（b极）反应式为O2+4H++4e-=2H2O，故不选A；
B.根据图示和题中信息，A室产生 而B室消耗 ，氢离子将由负极移向正极，故不选B；
C.在负极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和负极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧化剂（一般为氧气）在正极得到电子被还原与质子结合成水，所以不可以碱性环境，故选C；
D.由于A室内存在细菌，所以对A室必须严格密封，以确保厌氧环境，故不选D;
故答案为：C
【分析】本题考查电化学原理，意在考查对电解池原理的理解和运用能力。
7．【答案】C
【解析】【解答】A.在氢氧燃料电池中，氢气在负极失电子，生成氢离子，则a极为负极，电子由a极流向b极，A不符合题意；
B．a极的电极反应式是：H2-2e-= 2H+，B不符合题意；
C.在氢氧燃料电池中，电池的总反应为2H2+O2=2H2O，则电池工作一段时间后，装置中c（H2SO4）减小，C符合题意；
D.1mol氢气消耗0.5mol氧气，1mol甲烷消耗2mol氧气，所以若将H2改为等物质的量CH4，O2的用量增多，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】在该酸性氢氧燃料电池中，H2在负极发生失电子的氧化反应，其电极反应式为2H2－4e－=4H＋；O2在正极发生得电子的还原反应，其电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O；据此结合选项进行分析。
8．【答案】B
【解析】【解答】A．原电池为化学能转化为电能的装置，故A不符合题意；
B．铜电极上发生Cu2++2e-=Cu，为还原反应，故B符合题意；
C．总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故锌片质量减小，故C不符合题意；
D．Zn能置换出Cu，故可以证明金属的活泼性Zn>Cu，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】Zn比Cu活泼，则该原电池中Zn为负极，负极发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，正极发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，原电池是将化学能转化为电能的装置，据此解答。
9．【答案】C
【解析】【解答】在如图的原电池中，发生反应Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu，Zn失去电子作负极，C电极上Cu2＋得电子，发生反应Cu2＋＋2e－=Cu，C电极作正极。
A．该装置是原电池，能将化学能转化为电能，A不符合题意；
B．电子从负极经外电路流向正极，则外电路电子从Zn电极流向C棒电极，B不符合题意；
C．C棒电极上，发生反应Cu2＋＋2e－=Cu，会有红色物质铜析出，C符合题意；
D．根据电极方程式，当Zn溶解65g，即1mol时，转移2mol电子，转移的电子数目为2NA，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.原电池是将化学能转化为电能的装置；
B.在原电池中，外电路的电子流向是从负极向正极流动，锌是负极，因此应该电子应从锌到C棒；
C.反应一段时间后会有铜单质在C棒上析出；故C正确；
D.根据电极反应式可知，当有1mol锌参与反应时，转移的电子数为2NA。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．原电池是化学能转化为电能的装置，A不符合题意；
B．正极得电子，是还原反应，B符合题意；
C．原电池中阳离子移向正极，C不符合题意；
D．当电路中转移0.1mol电子时，负极有0.1mol锂离子反应，重量减少0.7g，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A．原电池是化学能转化为电能的装置；
B．正极得电子，是还原反应；
C．原电池中阳离子移向正极；
D．转移电子数和物质的量的计算。
11．【答案】D
【解析】【解答】光照时贮能VO2+失电子转化为VO2+，b极为阳极，a极为阴极，放电时b极为正极，a极为负极，A. 贮能时，光能转变为化学能，选项A不符合题意；
B. 贮能时电子由b极流出，放电时电子由a极流出，在导线中流向不相同，选项B不符合题意；
C. 贮能时，氢离子由阳极b极区迁移至阴极a极区，选项C不符合题意；
D. 放电时，b极为正极，发生电极反应：VO2++2H++e-=VO2++H2O，选项D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据贮能是电解池、放电时是原电池，结合能量转化形式和电解池原理和原电池原理进行分析即可。
12．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知，a为电源的负极，b为电源的正极，故A不符合题意；
B．与电源负极a相连的镍为电解池的阴极，钠离子在阴极上得电子发生还原反应生成钠，钠能与水反应，则电解质溶液不可能为NaBr水溶液，故B不符合题意；
C．由分析可知，制备二茂铁的总反应方程式为Fe+2 +H2↑，故C符合题意；
D．二茂铁制备过程中阴极上钠离子得电子发生还原反应生成钠，电极反应式为 ，Na+移向阴极，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示，铁失去电子因此Fe做阳极，Ni做阴极，故a为负极，b为正极，根据反应流程得出有钠单质产生，在阴极生成，因此钠离子向阴极移动，因此电解质溶液不能存在水，根据反应物和生成物即可写出电解池反应式
13．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知，A极是正极，B 极是负极，所以A电极的电势高于B电极，故A不符合题意；
B．当有1mol质子穿过海底沉积层和海水交界面时，电路中转移1mol电子，正极电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，则A极消耗0.25molO2，标准状况下的体积为5.6L，故B不符合题意；
C．在微生物作用下与SO2反应生成CO2和HS-，并不是在负极的电极反应，故C符合题意；
D．海水和海泥作为电解质一部分，富含盐分，可增强水的导电性，减小导电阻力，有利于电池电能的输出，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A电极上氧气转化为水，氧元素的化合价降低，发生还原反应，则A电极为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，B电极为负极。
14．【答案】D
【解析】【解答】两种活泼性不同的金属和电解质溶液构成原电池，较活泼的金属做负极，负极上金属失电子发生氧化反应而被腐蚀，较不活泼的金属做正极；将a与b用导线连接起来，浸入稀硫酸中，负极反应式为b-2e-=b2+，所以活泼性：b>a；将a，d分别投入等浓度的盐酸中，a比d反应剧烈，故活泼性a>d；一定条件下能发生离子反应：c2++d=d2++c，d能够置换c，说明活泼性d>c；结合以上分析可知，四种金属的活动性由强到弱的顺序是badc；
故答案为：D。
【分析】原电池的负极的活动性强于正极的活动性。活动性越强的金属与同浓度酸反应越剧烈，活动性强的可以置换出活动性弱的金属
15．【答案】B
【解析】【解答】A．使用二氧化碳跨临界制冰机组，与传统制冷剂氟利昂相比更加环保，减少污染， A不符合题意；
B．玻璃中含有二氧化硅，是酸性氧化物，能与等强碱反应，所以玻璃不能耐碱侵蚀，B符合题意；
C．碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，主要成分是碳单质，是一种新型无机非金属材料， C不符合题意；
D．采用氢燃料电池车，排出物只有水，水也可以回收利用再次分解成氢，实现了CO2零排放，体现了“绿色奥运”的理念， D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.氟利昂会对臭氧层造成破坏，使用二氧化碳跨更加环保；
B.玻璃的成分与NaOH等强碱反应；
C. 碳纤维是一种新型的无机非金属材料；
D.氢燃料电池车的产物为水。
16．【答案】A
【解析】【解答】解：A.电池工作时阴离子OH-向负极迁移， A符合题意；
B.KOH溶液为电解质溶液，则正极电极方程式为2FeO42-+6e-+8H2O= Fe(OH)3↓+10OH-，B不符合题意；
C.根据总反应3Zn+2K2FeO4+8H2O 2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH可以知道该电池放电过程中电解质溶液浓度增大，C不符合题意；
D.根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，电子从负极流出经导线流向正极，电子不能流入电解质溶液， D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A 中原电池中国离子移动实质是异性相吸原理，判断方法是‘’正移正，负移负‘’。
17．【答案】C
【解析】【解答】A、隔膜只允许Li+通过，不选用质子交换膜，A不符合题意；
B、根据电池反应，放电时，LiCoO2上得到电子，LiCoO2发生电极反应式：Li1－xCoO2+xLi++xe =xLiCoO2，B不符合题意；
C、石墨烯电池的优点提高电池的储锂容量进而提高能量密度，根据工作原理，Li+嵌入LiCoO2中，C符合题意；
D、LiCoO2极是电池正极，充电时与电源正极相连，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.根据图示中离子移动确定离子交换膜；
B.放电时，LiCoO2发生得电子的还原反应；
C.石墨烯电池的优点提高电池的储锂容量进而提高能量密度；
D.LiCoO2极是电池正极，充电时与电源正极相连；
18．【答案】C
【解析】【解答】A．原电池中，a电极是正极，b电极式负极，电解池中，c电极是阴极，d电极是阳极，电子转移方向：b电极→导线→c电极，A不符合题意；
B．d电极的电极反应为 ，B不符合题意；
C．每转移2mol电子，c产生1mol气体，d电极上产生6/28x2=3/7mol气体，c、d两电极产生气体的体积比为7：3，C符合题意；
D． 若a电极上有参与反应 ，理论上有6molOH-从a电极区溶液通过阴离子膜进入 溶液，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A．原电池中，正负极的判断，电解池中，阴阳极的判断；
B.电极反应式的书写；
C．转移电子数和气体体积比的计算；
D．物质的量和转移电子数的计算，阴离子可透过膜。
19．【答案】D
【解析】【解答】
A.正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，所以A选项是正确的；
B.负极上氢气和氢氧根离子反应生成水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以溶液中钾离子没有参与反应，根据原子守恒知，KOH的物质的量不变，所以B选项是正确的；
C.负极电极反应式为H2+2OH--2e-==2H2O ，正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，反应的总方程式为2H2+O2=2H2O，所以C选项是正确的；
D.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2 (标准状况)，n(Cl2)=0.1mol，根据2Cl--2e-=Cl2↑，转移电子0.2mol，故D不符合题意。
故答案为：D。
【分析】在原电池中，负极失去电子，化合价升高，发生的是氧化反应，正极得到电子，化合价降低，发生的是还原反应，正极得到的电子和负极失去的电子是相等的，即电子得失守恒。
20．【答案】B
【解析】【解答】A．由分析可知，左室有生成氢离子和迁移过来的硫酸根离子，硫酸浓度变大；右室有生成的氢氧根离子和迁移过来的锂离子，氢氧化锂浓度变大，A不符合题意；
B．右侧电极水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，B符合题意；
C．由分析可知，a为生成的氧气、b为生成的氢气，根据电子守恒可知，生成气体，C不符合题意；
D．右侧离子交换膜可以让锂离子通过，为阳离子交换膜，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】 根据题意可知，该装置可回收硫酸和LiOH，则硫酸锂电离产生的硫酸根通过左侧离子交换膜进入左室，即左侧离子交换膜为阴离子交换膜，锂离子通过右侧离子交换膜进入右室，即右侧离子交换膜为阳离子交换膜，左侧电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，右侧电极反应式为：，则气体a为氧气，气体b为氢气。
21．【答案】（1）高很多；乙醇分子间存在氢键，而丙烷分子间不存在氢键
（2）羟基；bc；氧原子的吸引电子的能力比氢原子和碳原子的强；2CH3OH+2Na→2CH3ONa+H2↑；2CH3OH+O22HCHO+2H2O
（3）2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+
【解析】【解答】（1）乙醇、丙烷均为分子晶体，乙醇分子间存在氢键，而丙烷分子间不存在氢键，氢键的形成导致其沸点升高，故推测乙醇比丙烷沸点高很多；
（2）①由图可知，甲醇的官能团名称为羟基。
②同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；氧的电负性强，其原子的吸引电子的能力比氢原子和碳原子的强，导致甲醇分子中较易断裂的化学键是碳氧键、氢氧键。
③甲醇与钠反应生成甲醇钠和氢气，2CH3OH+2Na→2CH3ONa+H2↑。
④在铜催化加热条件下，甲醇中羟基被氧化为醛基生成甲醛，发生反应的化学方程式为2CH3OH+O22HCHO+2H2O；
（3）反应中氧气生成水，反应还原反应，为正极；甲醇发生氧化生成二氧化碳和水，为负极；在催化剂作用下甲醇失去电子发生氧化反应转化为H2O和CO2，反应为2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+。
【分析】（1）分子间氢键的形成导致沸点升高；
（2）①根据结构简式确定官能团；
②同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；
③甲醇与钠反应生成甲醇钠和氢气；
④在铜催化加热条件下，甲醇中羟基被氧化为醛基生成甲醛；
（3）燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应；氧气在正极得电子，发生还原反应。
22．【答案】（1）(4b+6e-d-4a-8c)
（2）0.05 mol/(L·min)；＜；＜；升高温度，CO2的平衡转化降低，说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应是放热反应
（3）B；D
（4）SO2-2e-+2H2O=+4H+
（5）11.2
【解析】【解答】（1）反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差，则根据题目各个化学键的键能大小可知反应热△H=(4b+6e-d-4a-8c)kJ/mol；
（2）①根据图像可知在200℃反应达到平衡时CO2的平衡转化率是50%，则反应消耗的CO2的物质的量为n(CO2)=2 mol×50%=1 mol，故用CO2浓度变化表示的化学反应速率v(CO2)=；
②在反应达到平衡时消耗CO2为1 mol，根据物质反应转化关系及开始加入的反应物的物质的量可知：平衡时n(CO2)=1 mol，n(H2)=6 mol-3mol=3 mol，n(C2H4)=0.5 mol，n(H2O)=2.0 mol，由于容器的容积是2 L，则各种气体的平衡浓度分别是c(CO2)=0.5 mol/L，c(H2)=1.5 mol/L，c(C2H4)=0.25 mol/L，c(H2O)=1.0 mol/L，该温度下该反应的化学平衡常数K==0.088。若在200℃时，向体积为2 L的恒容密闭容器中，加入2 mol CO2、2 mol H2、2 mol C2H4、2 mol H2O，此时各种气体的浓度分别是c(CO2)= c(H2)= c(C2H4)= c(H2O)=1.0 mol/L，则Qc=＞0.088，化学反应逆向进行，故此时的化学反应速率v正＜v逆；
③根据图像可知：升高温度，CO2的平衡转化降低，说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应，故反应热△H＜0；
（3）A．恒容下达平衡状态时，再充入少量氦气，反应混合物中各组分的浓度不变，因此正、逆反应速率不变，A不正确；
B．反应混合物都是气体，气体的质量不变。该反应的正反应是气体体积减小的反应，当反应达到平衡时，气体的物质的量不变，则混合气体的平均摩尔质量不变，反应达平衡状态，B正确；
C．在任何条件下都存在2v正(H2)=3v正(H2O)，若3v正(H2)=2v逆(H2O)，则9v正(H2O)=4v逆(H2O)，反应逆向进行，因此反应未达平衡状态，C不正确；
D．恒温下缩小容器体积，单位体积内反应物分子总数增加，单位体积内反应物中的活化分子数目增多，D正确；
E．反应的正反应是气体体积减小的放热反应，△S＜0，△H＜0，若反应能够自发进行，则△G=△H-T△S＜0，要使△G＜0，该反应在低温下可自发进行，E不正确；
故答案为：BD；
（4）负极发生氧化反应，由图可知，负极上是SO2被氧化生成H2SO4，则负极电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=+4H+；
（5）反应产生32 g Cu的物质的量是n(Cu)=，由于Cu是+2价金属，所以反应过程中转移电子的物质的量是n(e-)=2n(Cu)=1.0 mol，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，由电极反应式可知：每有1 mol SO2发生反应，转移2 mol电子，现在反应转移了1.0 mol电子，则反应消耗0.5 mol SO2，其在标准状况下的体积V(SO2)=0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L。
【分析】（1）反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差；
（2）①依据计算；
②通过计算Q与K的大小判断；
③升高温度，平衡向吸热反应方程移动；
（3）A．恒容下，再充入惰性气体，分析各组分的浓度是否变化；
B．依据“变者不变即平衡”分析；
C．平衡时，正逆反应速率相等；
D．浓度越大，单位体积内反应物中的活化分子数目增多；
E．依据△G=△H-T△S＜0判断条件；
（4）负极发生氧化反应；
（5）同一闭合回路中电子转移数目相等。
23．【答案】（1）放热
（2）A、C
（3）正；2H＋＋2e－=H2↑
（4）0.03 mol/(L·min)
（5）X(g)＋3Y(g)? ?2Z(g)
【解析】【解答】I.(1)从图象可知，反应物总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应；
(2)A.改铁片为铁粉，增大了接触面积，反应速率增大，A正确；
B.常温下铁在浓硫酸中钝化不能继续发生反应，B错误；
C.升高温度，反应速率增大，C正确；
(3)铜、铁、稀硫酸构成的原电池中，铁易失电子发生氧化反应而作负极，负极上电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；
Ⅱ.(1)反应开始至2 min时，Y的物质的量减少了1.0mol-0.7mol=0.3mol，所以反应速率是 =0.03 mol/(L min)；
(2)根据图象可知X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增加，则X和Y是反应物，Z是生成物，且分别是0.1mol、0.3mol、0.2mol，由于变化量之比是相应的化学计量数之比，所以其系数之比为0.1mol：0.3mol：0.2mol=1：3：2，所以其方程式为X(g)＋3Y(g) 2Z(g)。
【分析】I.(1)反应物能量大于生成物为放热反应，反应物能量小于生成物能量为吸热反应，据此判断；
（2） Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑是在溶液中进行的，可以通过增大接触面积、提高稀硫酸的浓度，升高温度我来加快反应速率；
（3）原电池中，活泼金属作负极，不活泼金属作正极；
（4）代入速率公式计算即可；
（5）根据物质的量变化量之比等于化学计量数之比，求得各物质的系数。
24．【答案】（1）
（2）<；KC>KA=KB；<；<；b；；25
（3）分子膜可以不断分离出H2O，有利于反应正向进行
（4）
【解析】【解答】(1)由图可知， ， ，则 ；
(2)①温度升高，CO平衡转化率下降，平衡逆向移动，即逆向反应为吸热反应，所以正向放热，即 ；
②K只与温度有关，且反应为放热反应，温度关系为C>A=B则KC>KA=KB；相同温度下，由p1到p2，CO的转化率增大，平衡正向移动，是气体系数减小的方向，即压强增大的方向，所以p2>p1；温度不变，由B点到D点，CO的平衡转化率降低，平衡逆向移动，则逆反应速率大于正反应速率；
③a.充入CO使H2转化率增大，但是CO转化率减小，b.将产物及时分离使平衡正向移动，有利于提高CO平衡转化率，c.充入He，三种气体的浓度不会改变，则平衡不移动，d.高效催化剂不能提高平衡转化率，
故选择b；
此时CO的转化率为0.8%，所以CO转化了0.016mol，
④
；
(3)分子膜可以不断分离出H2O，有利于反应正向进行；
(4)分析价态知，C元素由CO2中的+4价降低到HCOOH中的+2价，得到电子，发生还原反应，m电极是阴极，结合质子交换膜知电极反应式为：
【分析】
(1)根据图示即可写出热化学方程式
(2)①根据转化率确定正反应的放热和吸热反应②通过一氧化碳的转化率可以比较平衡常数的大小，通过相同温度下的平衡转化率即可确定压强的大小③考查的是平衡转化率的改变措施④根据给出条件，结合三行式计算速率和平衡常数
(3)考查的分子筛的作用
(4)阴极得电子，故是二氧化碳参加反应
25．【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。
一、单选题
1．如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，其中正确的是（ ）
①Zn为正极，Cu为负极； ②H＋向负极移动；③电子是由Zn经外电路流向Cu；④Cu极上有H2产生；⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为0.5 mol；⑥正极的电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋
A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④
2．下列关于原电池的叙述正确的是（ ）
A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是正极
D．原电池工作时，电路中的电流是从负极到正极
3．下列装置可以组成原电池的是（ ）
A． B．
C． D．
4．下列反应中，在原理上可以设计成原电池的是（ ）
A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 B．氧化铝与硫酸的反应
C．甲烷与氧气的反应 D．石灰石的分解反应
5．下列有关电池的叙述正确的是（ ）
A．华为 Mate 系列手机采用的超大容量高密度电池是一种一次电池
B．原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成
C．原电池中发生氧化反应的电极是负极
D．太阳能电池主要材料为二氧化硅
6．下图是一种微生物燃料电池的工作原理示意图，工作过程中必须对某室进行严格密封。下列有关说法错误的是（ ）
A．a极的电极反应式为
B．若所用离子交换膜为质子交换膜，则 将由A室移向B室
C．根据图示，该电池也可以在碱性环境中工作
D．由于A室内存在细菌，所以对A室必须严格密封，以确保厌氧环境
7．如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，稀H2SO4溶液为电解质溶液。下列有关说法错误的是（ ）
A．a极为负极，电子由a极经外电路流向b极
B．a极的电极反应式：H2－2e－=2H＋
C．电池工作一段时间后，装置中c(H2SO4)增大
D．若将H2改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，O2的用量增多
8．某化学兴趣小组的同学设计了锌铜原电池装置如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时化学能转化为电能
B．电池工作时，铜电极上发生氧化反应
C．电池工作一段时间后，锌片质量减小
D．该装置能证明金属的活动性：Zn>Cu
9．如图所示的装置在工作时，下列说法正确的是（ ）
A．该装置的能量变化是电能转化为化学能
B．外电路电子从C棒电极流向Zn电极
C．反应一段时间后，C棒表面附上一层红色物质
D．当Zn溶解65g时，外电路转移的电子数为NA
10．搭载全气候电池的电动车在北京冬奥会零下30度的环境里亮相，成功地解决了锂离子电池不耐低温的问题，锂离子电池通常以碳材料(容纳锂离子)为负极，LiCoO2、LiMnPO4等锂的活性化合物为正极，放电时下列说法不正确的是（ ）
A．化学能转化为电能
B．正极上发生氧化反应
C．Li+向正极迁移
D．当电路中转移0.1mol电子时，负极重量减少0.7g
11．一种新型太阳光电化学电池贮能时电解质溶液中离子在两极发生如下图所示的转化。
下列说法正确的是（ ）
A．贮能时，电能转变为化学能和光能
B．贮能和放电时，电子在导线中流向相同
C．贮能时，氢离子由a极区迁移至b极区
D．放电时，b极发生：VO2++2H++e-=VO2++H2O
12．二茂铁[Fe（C5H5）2]可作为燃料的节能消烟剂、抗爆剂。二茂铁的电化学制备装置与原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a为电源的正极
B．电解质溶液是NaBr水溶液和DMF溶液的混合液
C．电解池的总反应化学方程式为Fe+2C5H6 [Fe（C5H5）2]+H2↑
D．混合液中Na+移向阳极
13．海泥细菌通过消耗海底沉积层中的有机物获得营养，同时产生电子。科学家利用这一原理设计了海泥细菌电池，该技术既可在海底加速石油污染物降解速率，又可产生电能，有很好的应用前景。其中海泥代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是 （ ）
A．A电极的电势高于B电极
B．质子通过海底沉积层和海水层交接面，A电极消耗氧气(标准状况)
C．负极的电极反应式为：
D．海水和海泥作为电解质的一部分，富含盐分，导电性高，有利于输出电能
14．有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来，浸入稀硫酸中，负极反应式为b-2e-=b2+；将a，d分别投入等浓度的盐酸中，a比d反应剧烈；又知一定条件下能发生离子反应：c2++d=d2++c，则四种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A．dcab B．dabc C．dbac D．badc
15．2022年2月4日晚，第24届冬奥会在北京国家体育场盛大开幕，下列有关说法错误的是（ ）
A．冬奥会使用了二氧化碳跨临界制冰机组，与传统制冷剂氟利昂相比更加环保
B．冬奥会火种灯采用的双层玻璃能够耐酸耐碱
C．冬奥会火炬“飞扬”以碳纤维复合材料为外壳，碳纤维是一种新型的无机非金属材料
D．冬奥会采用了氢燃料电池车，实现了零污染排放，体现了“绿色奥运”的理念
16．某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是（ ）
A．电池工作时OH-向负极迁移
B．正极反应式为2FeO42-+10H++6e-=Fe2O3+5H2O
C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D．电子由Zn电极流出，经KOH溶液流向正极
17．科学家预言，被称为“黑金”的“新材料之王”石墨烯将“彻底改变21世纪”。中国华为研发人员利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，已在世界上率先开发出石墨烯电池，电池反应式为LixC6+Li1－xCoO2 C6+LiCoO2，其工作原理如图。下列关于该电池的说法正确的是（ ）
A．有设计师建议该电池采用隔膜效果更好，可选用质子交换膜
B．放电时，LiCoO2极发生的电极反应为：LiCoO2－xe ＝Li1－xCoO2+xLi+
C．石墨烯电池通过提高储锂容量进而提高能量密度，废旧的该电池进行“放电处理”让Li+嵌入LiCoO2中而有利于回收
D．石墨烯电池充电时LiCoO2极与电源负极相连
18．我国科学家设计了一种利用废水中的将苯酚氧化为和的原电池—电解池组合装置(如图)，实现了发电、环保二位一体。已知：羟基自由基()的氧化性仅次于氟气。下列说法正确的是（ ）
A．电子转移方向：c电极→导线→b电极
B．d电极的电极反应为
C．右侧装置中，c、d两电极产生气体的体积比(相同条件下)为
D．若a电极上有参与反应，理论上溶液中有通过阴离子膜进入a电极区溶液
19．据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述错误的是（ ）
A．正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2O
D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移
20．三室膜电渗析分离硫酸锂并回收酸碱的装置示意图如图，下列说法正确的是
A．酸碱的浓度：进等于出
B．右侧电极的电极反应式为
C．装置工作一段时间后，
D．右侧离子交换膜为阴离子交换膜
二、综合题
21．甲醇的结构决定了其性质及其应用。请按要求回答下列问题。
（1）甲醇、乙烷沸点分别为65℃、-89℃，对比分析推测乙醇比丙烷沸点 (填“高很多”或“低很多”或“等于”)，你的推测依据是 。
（2）甲醇结构式如图，其分子中含a、b、c三种化学键。
①甲醇的官能团名称为 。
②甲醇分子中较易断裂的化学键是 (填字母)。从原子结构的视角分析得出此结论的依据是 。
③写出甲醇与钠反应的化学方程式 。
④在铜催化加热条件下，甲醇发生反应的化学方程式为 。
（3）甲醇燃料电池装置示意图如图所示：
它可将化学能转变为电能，可作为笔记本电脑等能量的来源。在催化剂作用下甲醇转化为H2O和CO2。写出该电池工作时负极电极反应式： 。
22．
（1）I.自从向国际社会作出碳达峰碳中和承诺的“3060”目标后，中国政府就在积极行动，并做出一系列政策安排。其中科技创新是实现“双碳”目标的关键。降碳的一种途径是在催化剂作用下，利用CO2和H2合成乙烯：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH已知各共价键键能如下表：
化学键 C-H C=O O-H C=C H-H
键能(kJ·mol-1) a b c d e
请利用表格内的字母表示该反应的反应热 ，ΔH=kJ·mol-1。
（2）在体积为2 L的恒容密闭容器中，加入2 mol CO2和6 mol H2，在一定条件下发生如下反应：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)，测得温度对CO2的平衡转化率影响如图所示。
①200℃，该反应在10 min时达到平衡状态。则0~10 min内用CO2表示的平均反应速率为 mol·L-1·min-1。
②在200℃时，向体积为2 L的恒容密闭容器中，加入2 mol CO2、2 mol H2、2 mol C2H4、2 mol H2O，判断v正 v逆(填“＜”、“＞”或“=”)。
③该反应的ΔH 0(填“＜”、“＞”或“=”)，请结合平衡移动原理简述理由 。
（3）对于上述反应，下列叙述正确的是____(填字母序号)。
A．恒容下达平衡状态时，再充入少量氦气，正逆反应速率增大
B．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态
C．当反应达平衡状态时，3v正(H2)=2v逆(H2O)
D．恒温下缩小容器体积，单位体积内反应物的活化分子数目增多
E．该反应在任何温度下均可自发进行
（4）II．电化学技术是有效解决CO、SO2、NOx等大气污染的重要方法，某兴趣小组以SO2为原料，采用电化学方法制取硫酸，装置如下：
写出负极的电极反应式： 。
（5）利用该电池电解一定浓度的CuSO4溶液，当得到32 g Cu时，会消耗标准状况下SO2的体积为 L。
23．Ⅰ、反应Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑的能量变化趋势，
如图所示：
（1）该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
（2）若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是 (填字母)。
A.改铁片为铁粉
B.改稀硫酸为98%的浓硫酸
C.升高温度
（3）若将上述反应设计成原电池，铜为原电池某一极材料，则铜为 极(填“正”或“负”)； 铜电极上发生的电极反应为 。
（4）Ⅱ、某温度时，在5 L的容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请通过计算回答下列问题：
反应开始至2 min，Y的平均反应速率 。
（5）分析有关数据，写出X、Y、Z的反应方程式 。
24．在煤化工领域主要涉及碳一化学，即研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成化工产品或液体燃料。回答下列问题：
（1）已知物质之间转化能量关系如图所示：
写出CO(g)和H2(g)生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式 。
（2）煤化工业上主要利用CO和H2反应制备甲醇(CH3OH)，反应热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H。已知CO的平衡转化率与温度的关系如图所示：
①该反应的 H (填“>”“<”或“=”)0。
②A、B、C三点平衡常数KA． KB、KC的大小关系为 。压强p1 (填“>”“<”或“=”，下同)p2，在T1和p2条件下，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系：v正 v逆。
③若容器容积不变，则下列措施可提高CO平衡转化率的是 (填字母)。
a.充入CO，使体系总压强增大 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He，使体系总压强增大 d.使用高效催化剂
④在2L恒容密闭容器中充人2molCO和4molH2，在p2和T1条件下经10min达到平衡状态。在该条件下，v(H2)= mol L-1 min-1；平衡常数K = (填数值)。
（3）用H2还原CO2可以合成CH3OH： CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) H. 恒压下，CO2和H2的起始物质的量之比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H2O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。P点甲醇产率高于T点的原因为 。
（4）CO2的再利用技术是促进可持续发展的措施之一，CO2电化法制甲酸的工艺原理如图所示。阴极电极反应式为 。
25．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
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu；负极反应为Zn－2e－=Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－=H2↑，故每转移1 mol电子时，产生0.5 mol H2；在溶液中H＋向正极移动，SO42-向负极移动。故①②⑥不符合题意，③④⑤符合题意，选B项。
故答案为：B
【分析】Zn-Cu原电池中，Zn做负极，发生电池反应，Zn+2H+=Zn2++H2↑，电子由负极流向正极，阳离子向正极移动；
2．【答案】B
【解析】【解答】A．构成原电池的电极可以是金属与金属，也可以是金属与非金属，A项不符合题意；
B．原电池是将化学能转化为电能的装置，B项符合题意；
C．原电池中电子流出的一极是负极，C项不符合题意；
D．原电池工作时，电流是从正极到负极，D项不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.非金属材料也可作电极材料；
C.原电池中电子由负极经导线流向正极；
D.原电池工作时电流由正极流向负极。
3．【答案】A
【解析】【解答】A．有正负极、电解质溶液并构成闭合电路，满足原电池的构成条件，能构成原电池，故A符合题意；
B．乙醇溶液不是电解质溶液，不满足原电池的构成条件，不能构成原电池，故B不符合题意；
C．没有形成闭合电路，不满足原电池的构成条件，不能构成原电池，故C不符合题意；
D．两金属不存在活性差异，无正、负极，不满足原电池的构成条件，不能构成原电池，故D不符合题意；
故答案为A。
【分析】组成原电池需要：活泼性不同的金属或导电非金属作电极、电解质溶液、形成闭合回路，据此进行判断即可。
4．【答案】C
【解析】【解答】原电池为将化学能转化为电能的装置，所涉及反应为自发进行的氧化反应，题中只有C为氧化还原反应，可设计成原电池反应，其中通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极，而A、B、D都不是氧化还原反应，不能设计成原电池，
故答案为：C。
【分析】设计原电池需要是能够自发进行的氧化还原反应，据此解答即可。
5．【答案】C
【解析】【解答】A.华为Mate系列手机的超大容量高密度电池能反复充放电，属于二次电池，A不符合题意；
B.原电池的电极可由两种不同的金属构成，也可由金属和能导电的非金属石墨构成，B不符合题意；
C.原电池负极上发生失电子的氧化反应，C符合题意；
D.太阳能电池的主要材料是高纯度硅，二氧化硅是光导纤维的主要材料，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.手机电池都属于二次电池；
B.原电池中的两电极，可以是金属和非金属；
C.原电池中，负极发生失电子的氧化反应；
D.太阳能电池的主要材料是硅；
6．【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知负极（a极）反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+，正极（b极）反应式为O2+4H++4e-=2H2O，故不选A；
B.根据图示和题中信息，A室产生 而B室消耗 ，氢离子将由负极移向正极，故不选B；
C.在负极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和负极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧化剂（一般为氧气）在正极得到电子被还原与质子结合成水，所以不可以碱性环境，故选C；
D.由于A室内存在细菌，所以对A室必须严格密封，以确保厌氧环境，故不选D;
故答案为：C
【分析】本题考查电化学原理，意在考查对电解池原理的理解和运用能力。
7．【答案】C
【解析】【解答】A.在氢氧燃料电池中，氢气在负极失电子，生成氢离子，则a极为负极，电子由a极流向b极，A不符合题意；
B．a极的电极反应式是：H2-2e-= 2H+，B不符合题意；
C.在氢氧燃料电池中，电池的总反应为2H2+O2=2H2O，则电池工作一段时间后，装置中c（H2SO4）减小，C符合题意；
D.1mol氢气消耗0.5mol氧气，1mol甲烷消耗2mol氧气，所以若将H2改为等物质的量CH4，O2的用量增多，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】在该酸性氢氧燃料电池中，H2在负极发生失电子的氧化反应，其电极反应式为2H2－4e－=4H＋；O2在正极发生得电子的还原反应，其电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O；据此结合选项进行分析。
8．【答案】B
【解析】【解答】A．原电池为化学能转化为电能的装置，故A不符合题意；
B．铜电极上发生Cu2++2e-=Cu，为还原反应，故B符合题意；
C．总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故锌片质量减小，故C不符合题意；
D．Zn能置换出Cu，故可以证明金属的活泼性Zn>Cu，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】Zn比Cu活泼，则该原电池中Zn为负极，负极发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，正极发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，原电池是将化学能转化为电能的装置，据此解答。
9．【答案】C
【解析】【解答】在如图的原电池中，发生反应Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu，Zn失去电子作负极，C电极上Cu2＋得电子，发生反应Cu2＋＋2e－=Cu，C电极作正极。
A．该装置是原电池，能将化学能转化为电能，A不符合题意；
B．电子从负极经外电路流向正极，则外电路电子从Zn电极流向C棒电极，B不符合题意；
C．C棒电极上，发生反应Cu2＋＋2e－=Cu，会有红色物质铜析出，C符合题意；
D．根据电极方程式，当Zn溶解65g，即1mol时，转移2mol电子，转移的电子数目为2NA，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.原电池是将化学能转化为电能的装置；
B.在原电池中，外电路的电子流向是从负极向正极流动，锌是负极，因此应该电子应从锌到C棒；
C.反应一段时间后会有铜单质在C棒上析出；故C正确；
D.根据电极反应式可知，当有1mol锌参与反应时，转移的电子数为2NA。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．原电池是化学能转化为电能的装置，A不符合题意；
B．正极得电子，是还原反应，B符合题意；
C．原电池中阳离子移向正极，C不符合题意；
D．当电路中转移0.1mol电子时，负极有0.1mol锂离子反应，重量减少0.7g，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A．原电池是化学能转化为电能的装置；
B．正极得电子，是还原反应；
C．原电池中阳离子移向正极；
D．转移电子数和物质的量的计算。
11．【答案】D
【解析】【解答】光照时贮能VO2+失电子转化为VO2+，b极为阳极，a极为阴极，放电时b极为正极，a极为负极，A. 贮能时，光能转变为化学能，选项A不符合题意；
B. 贮能时电子由b极流出，放电时电子由a极流出，在导线中流向不相同，选项B不符合题意；
C. 贮能时，氢离子由阳极b极区迁移至阴极a极区，选项C不符合题意；
D. 放电时，b极为正极，发生电极反应：VO2++2H++e-=VO2++H2O，选项D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据贮能是电解池、放电时是原电池，结合能量转化形式和电解池原理和原电池原理进行分析即可。
12．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知，a为电源的负极，b为电源的正极，故A不符合题意；
B．与电源负极a相连的镍为电解池的阴极，钠离子在阴极上得电子发生还原反应生成钠，钠能与水反应，则电解质溶液不可能为NaBr水溶液，故B不符合题意；
C．由分析可知，制备二茂铁的总反应方程式为Fe+2 +H2↑，故C符合题意；
D．二茂铁制备过程中阴极上钠离子得电子发生还原反应生成钠，电极反应式为 ，Na+移向阴极，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据图示，铁失去电子因此Fe做阳极，Ni做阴极，故a为负极，b为正极，根据反应流程得出有钠单质产生，在阴极生成，因此钠离子向阴极移动，因此电解质溶液不能存在水，根据反应物和生成物即可写出电解池反应式
13．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知，A极是正极，B 极是负极，所以A电极的电势高于B电极，故A不符合题意；
B．当有1mol质子穿过海底沉积层和海水交界面时，电路中转移1mol电子，正极电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，则A极消耗0.25molO2，标准状况下的体积为5.6L，故B不符合题意；
C．在微生物作用下与SO2反应生成CO2和HS-，并不是在负极的电极反应，故C符合题意；
D．海水和海泥作为电解质一部分，富含盐分，可增强水的导电性，减小导电阻力，有利于电池电能的输出，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A电极上氧气转化为水，氧元素的化合价降低，发生还原反应，则A电极为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，B电极为负极。
14．【答案】D
【解析】【解答】两种活泼性不同的金属和电解质溶液构成原电池，较活泼的金属做负极，负极上金属失电子发生氧化反应而被腐蚀，较不活泼的金属做正极；将a与b用导线连接起来，浸入稀硫酸中，负极反应式为b-2e-=b2+，所以活泼性：b>a；将a，d分别投入等浓度的盐酸中，a比d反应剧烈，故活泼性a>d；一定条件下能发生离子反应：c2++d=d2++c，d能够置换c，说明活泼性d>c；结合以上分析可知，四种金属的活动性由强到弱的顺序是badc；
故答案为：D。
【分析】原电池的负极的活动性强于正极的活动性。活动性越强的金属与同浓度酸反应越剧烈，活动性强的可以置换出活动性弱的金属
15．【答案】B
【解析】【解答】A．使用二氧化碳跨临界制冰机组，与传统制冷剂氟利昂相比更加环保，减少污染， A不符合题意；
B．玻璃中含有二氧化硅，是酸性氧化物，能与等强碱反应，所以玻璃不能耐碱侵蚀，B符合题意；
C．碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，主要成分是碳单质，是一种新型无机非金属材料， C不符合题意；
D．采用氢燃料电池车，排出物只有水，水也可以回收利用再次分解成氢，实现了CO2零排放，体现了“绿色奥运”的理念， D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.氟利昂会对臭氧层造成破坏，使用二氧化碳跨更加环保；
B.玻璃的成分与NaOH等强碱反应；
C. 碳纤维是一种新型的无机非金属材料；
D.氢燃料电池车的产物为水。
16．【答案】A
【解析】【解答】解：A.电池工作时阴离子OH-向负极迁移， A符合题意；
B.KOH溶液为电解质溶液，则正极电极方程式为2FeO42-+6e-+8H2O= Fe(OH)3↓+10OH-，B不符合题意；
C.根据总反应3Zn+2K2FeO4+8H2O 2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH可以知道该电池放电过程中电解质溶液浓度增大，C不符合题意；
D.根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，电子从负极流出经导线流向正极，电子不能流入电解质溶液， D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A 中原电池中国离子移动实质是异性相吸原理，判断方法是‘’正移正，负移负‘’。
17．【答案】C
【解析】【解答】A、隔膜只允许Li+通过，不选用质子交换膜，A不符合题意；
B、根据电池反应，放电时，LiCoO2上得到电子，LiCoO2发生电极反应式：Li1－xCoO2+xLi++xe =xLiCoO2，B不符合题意；
C、石墨烯电池的优点提高电池的储锂容量进而提高能量密度，根据工作原理，Li+嵌入LiCoO2中，C符合题意；
D、LiCoO2极是电池正极，充电时与电源正极相连，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.根据图示中离子移动确定离子交换膜；
B.放电时，LiCoO2发生得电子的还原反应；
C.石墨烯电池的优点提高电池的储锂容量进而提高能量密度；
D.LiCoO2极是电池正极，充电时与电源正极相连；
18．【答案】C
【解析】【解答】A．原电池中，a电极是正极，b电极式负极，电解池中，c电极是阴极，d电极是阳极，电子转移方向：b电极→导线→c电极，A不符合题意；
B．d电极的电极反应为 ，B不符合题意；
C．每转移2mol电子，c产生1mol气体，d电极上产生6/28x2=3/7mol气体，c、d两电极产生气体的体积比为7：3，C符合题意；
D． 若a电极上有参与反应 ，理论上有6molOH-从a电极区溶液通过阴离子膜进入 溶液，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A．原电池中，正负极的判断，电解池中，阴阳极的判断；
B.电极反应式的书写；
C．转移电子数和气体体积比的计算；
D．物质的量和转移电子数的计算，阴离子可透过膜。
19．【答案】D
【解析】【解答】
A.正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，所以A选项是正确的；
B.负极上氢气和氢氧根离子反应生成水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以溶液中钾离子没有参与反应，根据原子守恒知，KOH的物质的量不变，所以B选项是正确的；
C.负极电极反应式为H2+2OH--2e-==2H2O ，正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，反应的总方程式为2H2+O2=2H2O，所以C选项是正确的；
D.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2 (标准状况)，n(Cl2)=0.1mol，根据2Cl--2e-=Cl2↑，转移电子0.2mol，故D不符合题意。
故答案为：D。
【分析】在原电池中，负极失去电子，化合价升高，发生的是氧化反应，正极得到电子，化合价降低，发生的是还原反应，正极得到的电子和负极失去的电子是相等的，即电子得失守恒。
20．【答案】B
【解析】【解答】A．由分析可知，左室有生成氢离子和迁移过来的硫酸根离子，硫酸浓度变大；右室有生成的氢氧根离子和迁移过来的锂离子，氢氧化锂浓度变大，A不符合题意；
B．右侧电极水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，B符合题意；
C．由分析可知，a为生成的氧气、b为生成的氢气，根据电子守恒可知，生成气体，C不符合题意；
D．右侧离子交换膜可以让锂离子通过，为阳离子交换膜，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】 根据题意可知，该装置可回收硫酸和LiOH，则硫酸锂电离产生的硫酸根通过左侧离子交换膜进入左室，即左侧离子交换膜为阴离子交换膜，锂离子通过右侧离子交换膜进入右室，即右侧离子交换膜为阳离子交换膜，左侧电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，右侧电极反应式为：，则气体a为氧气，气体b为氢气。
21．【答案】（1）高很多；乙醇分子间存在氢键，而丙烷分子间不存在氢键
（2）羟基；bc；氧原子的吸引电子的能力比氢原子和碳原子的强；2CH3OH+2Na→2CH3ONa+H2↑；2CH3OH+O22HCHO+2H2O
（3）2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+
【解析】【解答】（1）乙醇、丙烷均为分子晶体，乙醇分子间存在氢键，而丙烷分子间不存在氢键，氢键的形成导致其沸点升高，故推测乙醇比丙烷沸点高很多；
（2）①由图可知，甲醇的官能团名称为羟基。
②同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；氧的电负性强，其原子的吸引电子的能力比氢原子和碳原子的强，导致甲醇分子中较易断裂的化学键是碳氧键、氢氧键。
③甲醇与钠反应生成甲醇钠和氢气，2CH3OH+2Na→2CH3ONa+H2↑。
④在铜催化加热条件下，甲醇中羟基被氧化为醛基生成甲醛，发生反应的化学方程式为2CH3OH+O22HCHO+2H2O；
（3）反应中氧气生成水，反应还原反应，为正极；甲醇发生氧化生成二氧化碳和水，为负极；在催化剂作用下甲醇失去电子发生氧化反应转化为H2O和CO2，反应为2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+。
【分析】（1）分子间氢键的形成导致沸点升高；
（2）①根据结构简式确定官能团；
②同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；
③甲醇与钠反应生成甲醇钠和氢气；
④在铜催化加热条件下，甲醇中羟基被氧化为醛基生成甲醛；
（3）燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应；氧气在正极得电子，发生还原反应。
22．【答案】（1）(4b+6e-d-4a-8c)
（2）0.05 mol/(L·min)；＜；＜；升高温度，CO2的平衡转化降低，说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应是放热反应
（3）B；D
（4）SO2-2e-+2H2O=+4H+
（5）11.2
【解析】【解答】（1）反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差，则根据题目各个化学键的键能大小可知反应热△H=(4b+6e-d-4a-8c)kJ/mol；
（2）①根据图像可知在200℃反应达到平衡时CO2的平衡转化率是50%，则反应消耗的CO2的物质的量为n(CO2)=2 mol×50%=1 mol，故用CO2浓度变化表示的化学反应速率v(CO2)=；
②在反应达到平衡时消耗CO2为1 mol，根据物质反应转化关系及开始加入的反应物的物质的量可知：平衡时n(CO2)=1 mol，n(H2)=6 mol-3mol=3 mol，n(C2H4)=0.5 mol，n(H2O)=2.0 mol，由于容器的容积是2 L，则各种气体的平衡浓度分别是c(CO2)=0.5 mol/L，c(H2)=1.5 mol/L，c(C2H4)=0.25 mol/L，c(H2O)=1.0 mol/L，该温度下该反应的化学平衡常数K==0.088。若在200℃时，向体积为2 L的恒容密闭容器中，加入2 mol CO2、2 mol H2、2 mol C2H4、2 mol H2O，此时各种气体的浓度分别是c(CO2)= c(H2)= c(C2H4)= c(H2O)=1.0 mol/L，则Qc=＞0.088，化学反应逆向进行，故此时的化学反应速率v正＜v逆；
③根据图像可知：升高温度，CO2的平衡转化降低，说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应，故反应热△H＜0；
（3）A．恒容下达平衡状态时，再充入少量氦气，反应混合物中各组分的浓度不变，因此正、逆反应速率不变，A不正确；
B．反应混合物都是气体，气体的质量不变。该反应的正反应是气体体积减小的反应，当反应达到平衡时，气体的物质的量不变，则混合气体的平均摩尔质量不变，反应达平衡状态，B正确；
C．在任何条件下都存在2v正(H2)=3v正(H2O)，若3v正(H2)=2v逆(H2O)，则9v正(H2O)=4v逆(H2O)，反应逆向进行，因此反应未达平衡状态，C不正确；
D．恒温下缩小容器体积，单位体积内反应物分子总数增加，单位体积内反应物中的活化分子数目增多，D正确；
E．反应的正反应是气体体积减小的放热反应，△S＜0，△H＜0，若反应能够自发进行，则△G=△H-T△S＜0，要使△G＜0，该反应在低温下可自发进行，E不正确；
故答案为：BD；
（4）负极发生氧化反应，由图可知，负极上是SO2被氧化生成H2SO4，则负极电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=+4H+；
（5）反应产生32 g Cu的物质的量是n(Cu)=，由于Cu是+2价金属，所以反应过程中转移电子的物质的量是n(e-)=2n(Cu)=1.0 mol，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，由电极反应式可知：每有1 mol SO2发生反应，转移2 mol电子，现在反应转移了1.0 mol电子，则反应消耗0.5 mol SO2，其在标准状况下的体积V(SO2)=0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L。
【分析】（1）反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差；
（2）①依据计算；
②通过计算Q与K的大小判断；
③升高温度，平衡向吸热反应方程移动；
（3）A．恒容下，再充入惰性气体，分析各组分的浓度是否变化；
B．依据“变者不变即平衡”分析；
C．平衡时，正逆反应速率相等；
D．浓度越大，单位体积内反应物中的活化分子数目增多；
E．依据△G=△H-T△S＜0判断条件；
（4）负极发生氧化反应；
（5）同一闭合回路中电子转移数目相等。
23．【答案】（1）放热
（2）A、C
（3）正；2H＋＋2e－=H2↑
（4）0.03 mol/(L·min)
（5）X(g)＋3Y(g)? ?2Z(g)
【解析】【解答】I.(1)从图象可知，反应物总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应；
(2)A.改铁片为铁粉，增大了接触面积，反应速率增大，A正确；
B.常温下铁在浓硫酸中钝化不能继续发生反应，B错误；
C.升高温度，反应速率增大，C正确；
(3)铜、铁、稀硫酸构成的原电池中，铁易失电子发生氧化反应而作负极，负极上电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；
Ⅱ.(1)反应开始至2 min时，Y的物质的量减少了1.0mol-0.7mol=0.3mol，所以反应速率是 =0.03 mol/(L min)；
(2)根据图象可知X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增加，则X和Y是反应物，Z是生成物，且分别是0.1mol、0.3mol、0.2mol，由于变化量之比是相应的化学计量数之比，所以其系数之比为0.1mol：0.3mol：0.2mol=1：3：2，所以其方程式为X(g)＋3Y(g) 2Z(g)。
【分析】I.(1)反应物能量大于生成物为放热反应，反应物能量小于生成物能量为吸热反应，据此判断；
（2） Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑是在溶液中进行的，可以通过增大接触面积、提高稀硫酸的浓度，升高温度我来加快反应速率；
（3）原电池中，活泼金属作负极，不活泼金属作正极；
（4）代入速率公式计算即可；
（5）根据物质的量变化量之比等于化学计量数之比，求得各物质的系数。
24．【答案】（1）
（2）<；KC>KA=KB；<；<；b；；25
（3）分子膜可以不断分离出H2O，有利于反应正向进行
（4）
【解析】【解答】(1)由图可知， ， ，则 ；
(2)①温度升高，CO平衡转化率下降，平衡逆向移动，即逆向反应为吸热反应，所以正向放热，即 ；
②K只与温度有关，且反应为放热反应，温度关系为C>A=B则KC>KA=KB；相同温度下，由p1到p2，CO的转化率增大，平衡正向移动，是气体系数减小的方向，即压强增大的方向，所以p2>p1；温度不变，由B点到D点，CO的平衡转化率降低，平衡逆向移动，则逆反应速率大于正反应速率；
③a.充入CO使H2转化率增大，但是CO转化率减小，b.将产物及时分离使平衡正向移动，有利于提高CO平衡转化率，c.充入He，三种气体的浓度不会改变，则平衡不移动，d.高效催化剂不能提高平衡转化率，
故选择b；
此时CO的转化率为0.8%，所以CO转化了0.016mol，
④
；
(3)分子膜可以不断分离出H2O，有利于反应正向进行；
(4)分析价态知，C元素由CO2中的+4价降低到HCOOH中的+2价，得到电子，发生还原反应，m电极是阴极，结合质子交换膜知电极反应式为：
【分析】
(1)根据图示即可写出热化学方程式
(2)①根据转化率确定正反应的放热和吸热反应②通过一氧化碳的转化率可以比较平衡常数的大小，通过相同温度下的平衡转化率即可确定压强的大小③考查的是平衡转化率的改变措施④根据给出条件，结合三行式计算速率和平衡常数
(3)考查的分子筛的作用
(4)阴极得电子，故是二氧化碳参加反应
25．【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。 ，Q
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。