第四章 化学反应与电能 同步测试（含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
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| 名称 | 第四章 化学反应与电能 同步测试（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 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-15 16:25:03 | ||
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文档简介
第四章 化学反应与电能 同步测试
2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
一、单选题
1．按下图装置实验，若x轴表示负极流出的电子的物质的量，则y轴应表示( )
①c(Ag＋) ②c(NO3-) ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的质量
A．①③ B．③④ C．①②④ D．②
2．工业上常用电解法冶炼的金属是（ ）
A．钠 B．铁 C．铜 D．银
3．下列不是氯碱工业的直接产品的是（ ）
A．氢气 B．氯气 C．氯化氢 D．氢氧化钠
4．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
5．下列事实中，与电化学腐蚀无关的是（ ）
A．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀
B．为保护海轮的船壳，常在船壳上镶入锌块
C．在空气中，金属银的表面生成一层黑色物质
D．镀银铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀
6．如图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说法正确的是
A．N极为负极，发生氧化反应
B．电池工作时，N极附近溶液pH减小
C．M极发生的电极反应为
D．处理0.1mol 时，有1.4mol 从交换膜左侧向右侧迁移
7．熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为 (x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是（ ）
A．Na2S4的电子式为
B．放电时正极反应为
C．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D．该电池是以 为隔膜的二次电池
8．汽车的启动电源常用铅蓄电池，该电池在放电时的总反应方程式为，根据此反应判断，下列叙述正确的是
A．是电池的负极
B．正极的电极反应式为
C．铅蓄电池放电时，每转移2mol电子消耗1mol
D．电池放电时，两电极质量均增加，且每转移2mol电子时正极质量增加64g
9．快速充放电铝离子电池与锂离子电池相比，其充电速度更快，寿命更长。其原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电池放电时，负极反应式为：
B．电池放电时，有机阳离子EM+向石墨电极移动
C．电池充电时，石墨电极表面发生反应：
D．电池充电时，Al与外电源的负极相连
10．下列有关说法错误的是（ ）
A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属
B．把铜片和铁片紧靠在起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面不会出现一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
11．科研人员发现利用低温固体质子导体作电解质，催化合成，与传统的热催化合成氨相比，催化效率较高。其合成原理如图甲所示，其他条件不变，电源电压改变与生成速率的关系如图乙所示，下列说法不正确的是（ ）
A．是该合成氨装置的阳极
B．电极出口混合气可能含有、、
C．若H2的进出口流量差为22.4 L/min(标准状况)，则固体质子导体中的流速为1 mol/min
D．当电压高于1.2V时，随电压升高，在阴极放电生成的速率加快
12．环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2，结构简式为 ]，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。下列说法正确的是（ ）
A．该电池工作是，镍连接的是电源的正极
B．可将该电池的DMF惰性有机溶剂更换为NaOH溶液
C．该反应的总反应方程式为Fe＋2 ＋H2↑
D．溶液中的Na+离子不断的向Fe附近移动
13．某充电宝锂离子电池的总反应为：xLi + Li1-xMn2O4 LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为：NiOOH + MH M+ Ni(OH)2（M为储氢金属或合金），有关上述两种电池的说法错误的是： （ ）
A．锂离子电池放电时Li+向正极迁移
B．镍氢电池放电时，正极电极反应式：NiOOH+H2O +e－=Ni(OH)2+OH－
C．上图表示用锂离子电池给镍氢电池充电
D．锂离子电池充电时，阴极的电极反应式： LiMn2O4—xe－= Li1-xMn2O4+ xLi+
14．一种新型钠硫电池结构示意图如图，下列有关该电池的说法正确的是（ ）
A．电池放电时，Na+向电极A极移动
B．电池放电时，A极电极反应为2Na++xS+2e-= Na2Sx
C．电池充电时，B接负极
D．电池充电时，每转移1mol电子将有1mol Na+被还原
15．碱性硼化钒(VB2)－空气电池工作时反应为：4VB2 ＋11O2=4B2O3 ＋2V2O5 。用该电池为电源，选用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图所示。当电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体（标况），则下列说法中正确的是（ ）
A．VB2电极发生的电极反应为： 2VB2＋11H2O – 22e =V2O5＋2B2O3＋22H+
B．外电路中电子由c电极流向VB2电极
C．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生
D．若B装置内的液体体积为200mL，则CuSO4溶液的浓度为0.05mol/L
16．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag，下列有关说法正确的是（ ）
A．测量原理示意图中，电子方向从Ag2O→Cu
B．反应中有0.5 NA个电子转移时，析出0.5mol Cu2O
C．正极的电极反应为Ag2O+2e- + H2O=2Ag+2OH-
D．电池工作时，OH-离子浓度增大
17．如图所示是一个燃料电池的示意图，当此燃料电池工作时，下列分析中正确的是（ ）
A．如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则通H2的电极上发生的反应为H2-2e-=2H＋
B．如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则通O2的电极上发生的反应为O2＋4e-＋2H2O=4OH-
C．如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则溶液中的H＋向b极移动
D．如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则溶液中的OH-向b极移动
18．下列对应现象的描述正确的是（ ）
A．铁片上有大量气泡
B．两电极都有气体产生
C．只有C棒上有气体产生
D．灯泡会发亮
19．利用电解法将转化为的原理如图所示，右池通入，上方有甲烷气体产生，下列有关说法错误的是（ ）
A．在Sn片上得电子，Sn片与电源的负极相连
B．Pt极的电极反应式为
C．电解过程中，由Pt极区向Sn极区迁移
D．同温同压下，外电路中转移1mol电子时，理论上产生和的体积比为1：4
20．关于下图所示原电池装置的说法错误的是（ ）
A．Zn为负极，反应为Zn-2e-=Zn2+
B．铜棒上发生还原反应
C．电子从锌片经导线流向铜片
D．溶液中氢离子浓度保持不变，溶液中SO42-向正极移动
二、综合题
21．化学反应与能量变化是化学家研究的永恒话题。回答下列问题：
（1）氢气是一种理想的绿色能源。在下，氢气完全燃烧生成液态水放出的热量。表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。
（2）一定温度、催化剂条件下，向容积为的恒容密闭容器中充入和，发生反应，起始压强为。末反应达到平衡，此时容器内压强变为起始时的。
①判断该反应达到平衡状态的标志是 (填标号)。
a.浓度之比为2∶2∶2∶1
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
e.的生成速率和的生成速率相等
②的平均反应速率为 。该反应的压强平衡常数 (用分压代替浓度计算，分压=总压×物质的量分数。用含的代数式表示)。
③若在相同时间内测得的转化率随温度的变化曲线如图甲所示，的转化率在之间下降由缓到急的原因是 。
（3）有机物的电化学合成是目前研究的热点之一。我国学者利用双膜三室电解法合成了，该方法的优点是能耗低、原料利用率高，同时能得到高利用价值的副产品，其工作原理如图乙所示。
①气体X为 ，膜Ⅰ适合选用 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
②稳定工作时溶液的浓度 (填“增大”“减小”“不变”“无法判断”)。
③若制得，饱和食盐水质量减小 g。
22．如图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O
请回答：
（1）甲池是 池，通入O2的电极作为 极，电极反应式为 。
（2）乙池是 池，A电极名称为 极，电极反应式为 。乙池中的总反应离子方程式为 ，溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2 mL(标准状况下)。
23．
（1）Ⅰ．双极膜(BP)是一种能将水分子解离为和的特殊离子交换膜。应用双极膜制取聚合硫酸铁净水剂(简称PFS)的电化学装置如图所示。
回答下列问题：
图中装置的能量转化形式为 ，a、b均为石墨电极，b极的电极反应式为 。
（2）M为 (填“阴离子”或“阳离子”)交换膜，图中甲是 (填“”或“”)
（3）电流过大，会使PFS产品的纯度降低，原因可能是 。
（4）Ⅱ．某化工厂用石灰乳—PFS法处理含砷废水的工艺流程如图所示：
已知：
a.常温下，难溶物、的均大于的，可溶；
b.常温下，溶液中含砷微粒的分布分数与pH的关系如图。
回答下列问题：
下列说法不正确的是 (填序号)。
a．溶液的
b．的为
c．溶液中，
（5）“一级沉降”中，石灰乳的作用是 。
（6）“二级沉降”中，溶液的pH在8~10之间，PFS形成的胶体粒子可以通过沉淀反应进一步减少溶液中的As含量。该沉淀反应的离子方程式为 。
24．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
（1）甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为 。
（2）乙池中A(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为 。
（3）当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况下)，丙池中 极(填C或D)析出 g铜。
（4）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
（5）一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质。负极反应式为 ；正极反应式为 。
25．化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产、科技及科研中应用广泛。
（1）制作冷敷袋可利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
（2）“即热饭盒”为生活带来便利，它可利用下面（ ）(填字母)反应放热加热食物。
A．浓硫酸和水 B．生石灰和水 C．纯碱和水 D．食盐和白醋
（3）已知：与足量充分燃烧生成液态水时放出热量。
①该反应的能量变化可用图中的 (填字母)表示。
②写出燃烧生成液态水的热化学反应方程式 。
（4）某反应过程中能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是（ ）。
A．该反应为放热反应
B．催化剂改变了化学反应的热效应
C．催化剂不改变化学反应过程
D．反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量
（5）计算化学反应中的能量变化有多种途径。
①通过化学键的键能计算。已知：
化学键
键能（） 436 247 434
计算可得：
②通过盖斯定律计算。已知：
写出与反应生成的热化学方程式： 。
（6）化学能与其他能量间的转换在生活中处处可见，比如某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上，该电池用溶液作电解质溶液，其简易装置如图所示。
在这个燃料电池中，正极的电极反应为 。若在标况下，消耗了33.6L的氢气，此时电路中转移的电子数目为 个(用阿伏加德罗常数表示)。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】在这个原电池中，负极：Fe－2e－=Fe2＋，使a棒质量减少；正极：Ag＋＋e－=Ag，使b棒增重，溶液中c(NO3-)不变。
【分析】在原电池中，负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应，所以电子在外电路的流向是负极到正极；在电解液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
2．【答案】A
【解析】【解答】电解法冶炼的是K～Al的活泼金属，故选项A正确。
故答案为：A
【分析】本题考查各金属的常用工业制法。金属的冶炼一般是依据金属的活泼性选择相应的方法：
（1）热分解法：适用于不活泼的金属；（2）热还原法：适用于利用还原剂制备一些比较活泼的金属；（3）电解法：适用于活泼金属，通常是通过电解活泼金属的盐或者氧化物制备。
3．【答案】C
【解析】【解答】电解饱和食盐水阳极氯离子失去电子，化合价从-1价变化为0价，发生氧化反应,电极反应为:2Cl--2e-═Cl2↑，阴极氢离子得到电子，氢元素化合价从+1价变化为0价，发生还原反应，电极反应为:2H++2e-═H2↑；总反应为:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2，所以氯化氢不是氯碱工业的直接产品，故C符合题意；
故答案为：C。
【分析】工业上制取氯气大多采用电解饱和食盐水的方法，以此为基础的工业称为“氯碱工业”，电解饱和食盐水可产生氯气、氢气和氢氧化钠，据此分析进行解答。
4．【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。
5．【答案】C
【解析】【解答】A.铁管在潮湿的环境下容易形成原电池，加快铁的腐蚀，与电化学腐蚀有关，故A不选；
B.在船壳上镶嵌锌块，在海水中构成原电池，船体做正极被保护从而能减缓腐蚀，和电化学腐蚀有关，故B不选；
C.银在空气中被氧气氧化发生化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故C可选；
D.镀银的铁制品铁破损后发生电化腐蚀，因Fe比Ag活泼，因而是铁被腐蚀，发生原电池反应而可用电化学知识解释，故D不选；
故答案为：C。
【分析】A、潮湿空气有电解质形成原电池；
B、锌比铁更活泼，锌为负极；
C、银表面变黑是化学腐蚀；
D、铁比银活泼，铁为负极。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知，M极为负极，发生氧化反应；N为正极，A不符合题意；
B．电池工作时，重铬酸根离子得到电子发生还原反应生成Cr3+，反应为，N极附近消耗氢离子，溶液pH变大，B不符合题意；
C．有机物失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，M极发生的电极反应为，C符合题意；
D．根据电子守恒可知，，则处理0.1mol 时，有0.6mol 从交换膜左侧向右侧迁移，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】新型电池的判断：
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。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．Na2S4属于离子化合物，4个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为 ，故A不符合题意；
B．放电时发生的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为： ，故B不符合题意；
C．放电时，Na为电池的负极，正极为硫单质，故C符合题意；
D．放电时，该电池是以钠作负极，硫作正极的原电池，充电时，是电解池， 为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电池为二次电池，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据电池反应： 可知，放电时，钠作负极，发生氧化反应，电极反应为：Na-e-= Na+，硫作正极，发生还原反应，电极反应为 ，据此分析。
8．【答案】D
【解析】【解答】A．PbO2是电池的正极，A不符合题意；
B．正极为氧化铅得电子生成硫酸铅，B不符合题意；
C．铅蓄电池放电时，每转移2mol电子消耗1molPb，从方程式可以看出消耗2mol H2SO4，C不符合题意；
D．电池放电时，负极铅失电子和硫酸根生成硫酸铅，正极氧化铅得电子与硫酸根生成硫酸铅，两电极质量均增加，每转移2mol电子时正极1molPbO2生成1molPbSO4，质量增加64g，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】该原电池中，Pb失电子生成PbSO4，则Pb作负极，电极反应式为：Pb-2e-+=PbSO4，PbO2是正极，电极反应式为：PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O。
9．【答案】C
【解析】【解答】电池放电时，铝电极为负极，石墨为正极；充电时，铝电极与电源负极相连，作电解池的阴极，石墨与电源的正极相连，作电解池的阳极。
A．电池放电时，负极Al失电子产物与 反应，生成 ，电极反应式为： ，A不符合题意；
B．电池放电时，石墨为正极，阳离子向正极移动，则有机阳离子EM+向石墨电极移动，B不符合题意；
C．电池充电时，铝电极为阴极，在其表面 得电子生成Al和 ，发生反应： ，C符合题意；
D．电池充电时，Al作阴极，与外电源的负极相连，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由装置图可知，放电时为原电池，铝是活泼的金属，铝作负极，被氧化生成Al2Cl7，电极反
应式为 ，则石墨为正极，原电池工作时，阳离子由负极向正极石墨移动；充电时为电解池，石墨为阳极，Al为阴极，阴阳极分别与电源的负正极相接，阴阳极反应分别与与原电池负正极反应相反，据此分析解答。
10．【答案】A
【解析】【解答】A．构成原电池正负极的材料不一定是两种金属，可能是金属和导电的非金属，如石墨，A符合题意；
B．铁比铜活泼，铁为负极，铜为正极，氢离子在正极放电，铜片表面出现气泡，B不符合题意；
C．把铜片插入三氯化铁溶液中发生反应Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2，在铜片表面不会出现一层铁，C不符合题意；
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，锌置换出铜，构成原电池，反应速率加快，即气泡放出速率加快，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】在原电池中，只要两极的活泼性是不同的即可，负极需要是活泼金属，但是正极可以是惰性电极。
11．【答案】C
【解析】【解答】A、由分析可知， 为阳极，故A正确；
B、 Pt-C3N4电极是阴极，阴极上氮气得电子生成氨气，当电压高于1.2V时，氢离子在阴极易得电子生成氢气，还可能存在未反应的N2， 故B正确；
C、 若H2的进出口流量差为22.4L/min（标准状况），即1mol/min ，根据电极反应式 H2-2e-=2H+可知，固体质子导体中H+的流速为2mol/min ，故C错误；
D、 当电压高于1.2V时，随电压升高，在阴极放电生成的速率加快，生成氨气的速率减小，故D正确；
故答案为：C。
【分析】该装置将氮气和氢气合成氨气， 则 为阳极，电极反应式为 H2-2e-=2H+， 为阴极，电极反应式为 N2+6e-+6H+=2NH3。
12．【答案】C
【解析】【解答】A. Fe失去电子生成Fe2+，阳极为Fe电极，Fe电极与电源的正极相连，A不符合题意；
B. 水会阻碍中间产物Na的生成，且OH-会与Fe2+反应生成Fe(OH)2，所以DMF惰性有机溶剂不能更换为NaOH溶液，B不符合题意；
C. Na是中间产物，不参与反应，反应物为Fe和C5H6，生成物为H2和Fe(C5H5)2，因此反应方程式为：Fe＋2 ＋H2↑，C符合题意；
D. 电解池中阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，溶液中的Na+离子不断的向Ni附近移动，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由制备流程可知，Fe失去电子生成Fe2+，Na+得到电子生成Na，所以阳极为Fe电极，Na是中间产物，不参与反应，反应物为Fe和C5H6，生成物为H2和Fe(C5H5)2，因此反应方程式为：Fe+2C5H6= Fe(C5H5)2+ H2↑。
13．【答案】D
【解析】【解答】A、放电时，相当于原电池，则阳离子向正极移动，不符合题意；
B、镍氢电池放电时，正极发生还原反应，元素的化合价降低，则NiOOH得到电子生成氢氧化镍，不符合题意；
C、根据装置图中的电极材料可知，左图是锂离子电池的放电反应，上图是镍氢电池的充电反应，所以表示用锂离子电池给镍氢电池充电，不符合题意；
D、锂离子电池充电时，阴极发生还原反应，所以锂离子得到电子生成Li单质，符合题意，
故答案为：D。
【分析】A、放电为原电池，阳离子朝正极移动；
B、正极发生还原反应，化合价降低；
C、锂电池为原电池，整套装置为电解池；
D、充电时，阴极应该得到电子。
14．【答案】D
【解析】【解答】根据图片知，放电时，Na失电子发生氧化反应，所以A作负极、B作正极，负极反应式为2Na-2e-═2Na+、正极反应式为xS+2e-═Sx2-，充电时A为阴极、B为阳极，阴极、阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，放电时，电解质中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动；
A．放电时，A为负极极、B为正极，Na+由A向B移动，故A不符合题意；
B．通过以上分析知，放电时，A为负极，反应式为2Na-2e-═2Na+；B为正极，发生的电极反应为xS+2e-═Sx2-，故B不符合题意；
C．放电时B极为正极，则充电时B极连接电源的正极，故C不符合题意；
D．电池充电时，阴极上Na++e-=Na，则每转移1mol电子将有1mol Na+被还原，故D符合题意；
故答案为D。
【分析】根据图片知，放电时，Na失电子发生氧化反应，所以A作负极、B作正极，负极反应式为2Na-2e-═2Na+、正极反应式为xS+2e-═Sx2-，充电时A为阴极、B为阳极，阴极、阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，放电时，电解质中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动。
15．【答案】D
【解析】【解答】A、负极上是VB2失电子发生氧化反应，则VB2极发生的电极反应为：2VB2+22OH--22e-=V2O5+2B2O3+11H2O，选项A不符合题意；
B、外电路中电子由VB2电极流向阴极c电极，选项B不符合题意；
C、电解过程中，与氧气相连的b为阳极，氢氧根失电子生成氧气，选项C不符合题意；
D、当外电路中通过0.04mol电子时，B装置内与氧气相连的b为阳极，氢氧根失电子生成氧气为0.01mol，又共收集到0.448L气体即 =0.02mol，则阴极也产生0.01moL的氢气，所以溶液中的铜离子为 =0.01mol，则CuSO4溶液的物质的量浓度为 =0.05mol/L，选项D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.碱性电池中的电极反应中不能生成氢离子；
B.外电路中的电子由负极流向正极；
C.b电极为阳极，不会有红色的铜析出；
D.首先分析气体的组成，再结合电子守恒计算硫酸铜溶液的浓度即可。
16．【答案】C
【解析】【解答】A. 测量原理示意图中，电流方向从正极流向负极，即Ag2O→Cu，电子流动方向相反，A不符合题意；
B. 根据电池反应2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag，反应中有0.5 NA个电子转移时，析出0.25mol Cu2O，B不符合题意；
C. 正极发生还原反应，电极方程式为Ag2O+2e- + H2O=2Ag+2OH-，C符合题意；
D. 从电池反应2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag可知，电池工作时，OH-离子浓度没变，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】A、分析总方程式，铜作负极，电子从铜流出；
B、根据总方程式分析，1mol铜原子失去两个电子，会生成0.5molCu2O；
C、因为铜作负极，则Ag2O为正极；
D、氢氧根离子不消耗；
17．【答案】C
【解析】【解答】A．如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则通H2的电极上发生的反应为 ，故A不符合题意；
B．如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则通O2的电极上发生的反应为 ，故B不符合题意；
C．如果a极通入H2为负极，b极通入O2为正极，H2SO4溶液作电解质溶液，则溶液中的阳离子H＋向正极b极移动，故C符合题意；
D．如果a极通入H2为负极，b极通入O2为正极，NaOH溶液作电解质溶液，则溶液中的OH-向负极a极移动，故D不符合题意。
故答案为：C
【分析】考查的是氢氧燃料电池，氢气做负极原料，失电子，发生氧化反应，聚集大量的阴离子，氧气做正极原料，得电子，发生还原反应，聚集大量的阳离子。
18．【答案】B
【解析】【解答】A. 铁可以盐酸反应，铁表面有气泡产生，同时碳、铁构成原电池，铁做负极，碳做正极，碳棒表面也有气泡产生，故A不符合题意；
B. 硫酸可与锌反应，锌表面有气泡产生，同时铜、锌构成原电池，锌做负极，铜做正极，铜表面也有气泡产生，故B符合题意；
C. 该装置为电解池，根据图示，碳棒做阴极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，铁为阳极，铁失去电子变为亚铁离子，并在铁电极附近生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，则现象描述不全，故C不符合题意；
D. 乙醇为非电解质，不能导电，灯泡不亮，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.构成原电池，铁做负极，碳做正极，在正极有气泡
B.锌的活动性强于氢，故锌表面有气泡，铜和锌在硫酸做电解质的情况下构成原电池，故铜的表面有气泡
C.铁做阳极，发生氧化反应，最终有红褐色沉淀出现，碳做阴极表面有气泡流出
D.不能形成原电池
19．【答案】D
【解析】【解答】A．在Sn片上得电子生成甲烷，发生还原反应，故Sn片与电源的负极相连，故A不符合题意；
B．a为正极，Pt片为阳极，水失电子生成氧气，电极反应式为，故B不符合题意；
C．电解池中，阳离子移向阴极，故由Pt极区向Sn极区迁移，故C不符合题意；
D.1mol转化为1mol过程中得8mol电子，水失电子生成1mol氧气失去4mol电子，故理论上产生和的体积比为1：2，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图可知，Sn片上CO2发生还原反应生成甲烷，则Sn片为阴极，Pt片为阳极，阳极发生氧化反应，电极反应式为，则电极a为正极，电极b为负极。
20．【答案】D
【解析】【解答】A．根据上述分析可知，锌作负极，失去电子发生氧化反应得到Zn2+，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，A选项不符合题意；
B．Cu作正极，正极上H+得到电子发生还原反应，B选项不符合题意；
C．原电池中，电子由负极经导线流向正极，所以该原电池中电子从锌片经导线流向铜片，C选项不符合题意；
D．正极上H+得到电子发生还原反应生成氢气，氢离子浓度降低，原电池中阴离子向负极移动，则SO42-向负极移动，D选项符合题意；
故答案为：D。
【分析】该原电池中，较活泼的金属锌作负极，失去电子发生氧化反应得到Zn2+，Cu作正极，正极上H+得到电子发生还原反应生成氢气，据此分析解答。
21．【答案】（1）
（2）bde；0.1；；400℃~700℃随温度升高，平衡向逆向移动，转化率逐渐减小；700以后，催化剂失去活性，反应速率急剧下降导致转化率迅速变小
（3）H2；阴离子；不变；234
【解析】【解答】（1）燃烧热是指在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做燃烧热，根据题意，在下，氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，则氢气燃烧热的热化学方程式为；
故答案为：；
（2）①在一定条件下，当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，即"化学平衡状态"。其中，正反应速率与逆反应速率相等是化学平衡状态的实质，而反应物的浓度与生成物的浓度不再改变是化学平衡状态的表现。正反应速率与逆反应速率是针对同一可逆反应而言，正与反只是相对而言，不是绝对概念；
a．该反应达平衡时，的浓度不一定成比例，故a不选；
b．该反应为气体分子数减少的反应，反应中压强在变，当混合气体的压强不随时间的变化而变化时，反应达平衡，故b选；
c．该反应在恒容密闭容器中进行，根据质量守恒，混合气体质量不变，根据，ρ在平衡前后始终不变，所以当密度不变时，反应不一定达平衡，故c不选；
d．该反应为分子数减少的反应，混合气体的物质的量为变量，根据质量守恒，混合气体质量不变，根据，M为变量，当平均摩尔质量不变时，反应达平衡，故d选；
e．的生成速率和的生成速率相等，即，反应达到平衡状态，故e选；
故答案为：bde；
②根据题意，可列三段式
恒温恒容下，压强与物质的量成正比，所以，解得，平衡时，；；，，的平均反应速率为，平衡时总的物质的量为，平衡时总压为，平衡时各分压；；；，；
故答案为：0.1；；
③如图，400℃时，达到平衡状态，NO转化率达到最大，400℃~700℃随温度升高，平衡向逆向移动，转化率逐渐减小；700以后，催化剂失去活性，反应速率急剧下降导致转化率迅速变小；
故答案为：400℃~700℃随温度升高，平衡向逆向移动，转化率逐渐减小；700以后，催化剂失去活性，反应速率急剧下降导致转化率迅速变小；
（3）①如图装置乙电解装置，CuCl在电解池左侧失电子生成，电解反应式为，左侧电极为阳极，与电源正极a相连；则b为电源负极，右侧为阴极，电极反应式为，则气体X为，如图，左侧反应为，需要引进，所以膜Ⅰ为阴离子交换膜；
故答案为：；阴离子；
②根据反应、，可得，所以稳定工作时溶液的浓度不变；
故答案为：不变；
③根据电子守恒，，转移4mol电子，饱和食盐水中减少的质量为；
故答案为：234。
【分析】（1）燃烧热是指在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做燃烧热；
（2）①依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
②根据三段式法计算；
③依据图像中曲线变化，根据影响化学平衡移动的因素分析；
（3）①电解时，阴离子会由阴极区通过阴离子交换膜向阳极区移动，阳离子会由阳极区通过阳离子交换膜向阴极区移动；
②根据电极反应判断；
③根据电子守恒。
22．【答案】（1）原电；正；O2＋2H2O＋4e－=4OH－
（2）电解；阳；4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；4Ag＋＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4H＋；减小
（3）280
【解析】【解答】(1)甲为原电池，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极方程式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，因此，本题正确答案是：原电；正； O2＋2H2O＋4e－=4OH－；
(2)乙为电解池，A与原电池正极相连，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，电解硝酸银溶液，阳极生成氧气，阴极生成银，电解总反应式为4Ag＋＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4H＋，生成H+，则溶液pH减小，因此，本题正确答案是：电解；阳； 4OH－－4e－=O2↑＋2H2O ； 4Ag＋＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4H＋；减小；
(3)乙池中B极发生还原反应，电极方程式为Ag++e-=Ag，n(Ag)= =0.05mol，则转移电子0.05mol，由电极方程式O2＋2H2O＋4e－=4OH－可以知道消耗 =0.0125mol氧气，则V(O2)=0.0125mol×22.4L/mol=0.28L=280mL，因此，本题正确答案是：280。
【分析】（1）根据电极物质能够发生反应判断甲为原电池，然后书写电极方程式；
（2）根据dm电解原理分析乙池de电极反应和溶液变化即可。
23．【答案】（1）电能转化为化学能；4OH--4e-=O2↑+2H2O
（2）阴离子；H+
（3）双极膜将水离解得到的OH—浓度过高，与Fe3+形成Fe(OH)3沉淀
（4）bc
（5）中和酸性溶液，调节溶液的pH，形成CaSO4、Ca3(AsO4)2等沉淀，去除部分SO和H3AsO4
（6）Fe(OH)3(胶体)+HAsO=FeAsO4↓+2OH—+ H2O
【解析】【解答】Ⅰ．由图可知，该装置为电能转化为化学能的电解池，a电极为阴极，双极膜将水离解得到的氢离子向阴极移动，并在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，离解得到的氢氧根离子移向左池与硫酸铁溶液反应生成，为维持溶液电荷守恒，溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜进入右池；b电极为阳极，双极膜将水离解得到的氢氧根离子向阳极移动，并在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，离解得到的氢离子移向右池；
Ⅱ．由题给流程可知，向酸性含砷废水中加入石灰乳调节溶液的pH，将溶液中的砷酸和硫酸根离子转化为硫酸钙、砷酸钙、砷酸氢钙沉淀，向一次沉降后的溶液中加入，溶液pH在8~10之间氢氧化铁胶体粒子将砷酸氢根离子转化为砷酸铁沉淀，得到含砷量不大于1mg/L的可排放废水。
（1）由分析可知，该装置为电能转化为化学能的电解池，b电极为阳极，双极膜将水离解得到的氢氧根离子向阳极移动，并在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，故答案为：电能转化为化学能；4OH--4e-=O2↑+2H2O；
（2）由分析可知，交换膜为允许硫酸根通过的阴离子交换膜，甲是双极膜将水离解得到的氢离子，故答案为：阴；H+；
（3）若电流过大，双极膜将水离解得到的OH—浓度过高，与Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，导致PFS产品的纯度降低，故答案为：双极膜将水离解得到的OH—浓度过高，与Fe3+形成Fe(OH)3沉淀；
（4）a．由图可知，溶液pH在8~10之间时，砷元素在溶液中存在形式为砷酸氢根离子，说明砷酸氢钠在溶液中呈碱性，溶液，故符合题意；
b．由图可知，砷酸根离子浓度和砷酸氢根离子离子浓度相等时，溶液pH为11.5，则砷酸的三级电离常数为Ka3==c(H+)=10-11.5，砷酸根离子的水解常数Ka3====10-2.5，故不符合题意；
c．由物料守恒可知，砷酸钠溶液中存在如下关系：，故不符合题意；
故答案为：bc；
（5）由分析可知，一级沉降时，向酸性含砷废水中加入石灰乳调节溶液的pH，将溶液中的砷酸和硫酸根离子转化为硫酸钙、砷酸钙、砷酸氢钙沉淀，故答案为：中和酸性溶液，调节溶液的pH，形成CaSO4、Ca3(AsO4)2等沉淀，去除部分SO和H3AsO4；
（6）由分析可知，二级沉降发生的反应为溶液pH在8~10之间，氢氧化铁胶体粒子与砷酸氢根离子反应生成砷酸铁沉淀、氢氧根离子和水，反应的离子方程式为Fe(OH)3(胶体)+HAsO=FeAsO4↓+2OH-+ H2O，故答案为：Fe(OH)3(胶体)+HAsO=FeAsO4↓+2OH-+ H2O。
【分析】（1）根据物质的转化即可判断能量转化方式，结合物质的性质即可邪乎电极反应式
（2）结合电极即可判断离子交换膜
（3）电流过大导致氢氧根离子浓度过大易形成氢氧化铁
（4）a.根据分布图即可判断pH
b.根据电离公式即可计算出水解常数
c.根据物料守恒即可判断
（5）主要是调节pH，除去酸
（6）根据反应物结合性质即可写出方程式
24．【答案】（1）原电池；CH3OH－6e-＋8OH-=CO32-＋6H2O
（2）阳极；4AgNO3＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4HNO3
（3）280；D；1.60
（4）减小；增大
（5）N2H4－4e-＋4OH-=N2↑＋4H2O；O2＋4e-＋2H2O=4OH-
【解析】【解答】(1)根据分析，甲池为原电池，通入CH3OH电极的电极反应式为CH3OH+8OH－-6e－＝CO32－+6H2O；(2)根据分析，乙池为电解池，A(石墨)电极的名称为阳极，阳极A的电极反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，阴极B的电极反应为Ag++e-=Ag，总反应式为4AgNO3＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4HNO3；(3)根据分析，乙池中阴极B的电极反应为Ag++e-=Ag，B极质量增加5.40 g时，即生成Ag单质的质量为5.40g，其物质的量= =0.05mol，甲池中正极电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，根据电子守恒计算4Ag~O2~4e－，甲池中理论上消耗O2的体积= mol×22.4L/mol =0.28L=280mL；丙为电解池，C为阳极，D为阴极，阴极D的电极反应为Cu2++2e-=Cu，结合电子守恒计算2Ag~Cu~2e－，析出铜质量= ×64g/mol =1.60g；(4)甲中发生的反应为甲醇与氧气、氢氧化钾的反应，反应消耗氢氧根离子，则pH减小，丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，则丙中电解NaCl溶液生成氢氧化钠，所以溶液pH增大；(5)燃料电池中，通入燃料的电极通常为负极，通入氧气的一极为正极，则通入液体燃料肼(N2H4)的一极为负极，负极发生氧化反应，由图可知负极上有N2生成，电极反应式为：N2H4－4e-＋4OH-=N2↑＋4H2O；通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，电极反应式为：O2＋4e-＋2H2O=4OH-。
【分析】由图示可知甲池为甲醇燃料电池，燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则通入甲醇的一极为负极，燃料在负极失电子发生氧化反应，在碱溶液中生成碳酸盐，电极反应为：CH3OH+8OH－-6e－＝CO32－+6H2O，通入氧气的一极为正极，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-；乙、丙二池为电解池，电解池中与电源正极相连的一极为阳极，与电源负极相连的一极为阴极，则A、C为两个电解池的阳极，B、D为两个电解池的阴极，乙池中电解质溶液为AgNO3，根据放电顺序，阳极A的电极反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，阴极B的电极反应为Ag++e-=Ag；丙池中电解质溶液为CuCl2，根据放电顺序，阳极C的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，阴极D的电极反应为Cu2++2e-=Cu，据此分析解答(1)~ (4)；(5)燃料电池中，通入燃料的电极通常为负极，通入氧气的一极为正极，结合图示分析书写电极反应。
25．【答案】（1）吸热
（2）B
（3）a；
（4）D
（5）—185；Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s) ΔH=-317kJ mol-1
（6）O2+4e—+4H+=2H2O；3NA
【解析】【解答】（1） 制作冷敷袋是通过化学变化或者物理变化使温度下降，采用的是吸热方式；
（2）A.浓硫酸具有很强腐蚀性，故A不符合题意；
B.生石灰和水反应放出热量较多，符合要求，故B符合题意；
C.纯碱溶于水时放出热量较少，不能满足要求，故C不符合题意；
D.食盐和白醋不会反应，故D不符合题意；
（3）①氢气和氧气反应放出热量，物质含有的能量降低，即反应物能量高于生成物能量，故a符合题意；
②与足量充分燃烧生成液态水时放出热量， 即可写出热化学方程式为： ；
（4）A.反应物能量高于生成物的能量，故反应为吸热反应，故A不符合题意；
B.催化剂只能改变活化能，不能改变热效应，故B不符合题意；
C.催化剂可以改变反应过程，故C不符合题意；
D.焓变=反应物键能-生成物的键能，属于吸热反应，故D符合题意；
（5）①焓变=反应物键能-生成物的键能=(436+247-2x434)= —185 ；
② ①， ②， Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)③，③=②x1-②，即可得到 Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)ΔH=-317kJ mol-1 ；
（6）正极是氧气得到电子结合氢离子形成水，即可写出电极方程式为： O2+4e—+4H+=2H2O ；负极为：H2-2e=2H+， 若在标况下，消耗了33.6L的氢气， 转移3mol电子；
【分析】（1）冷敷袋四利用吸热来进行；
（2）即热盒饭中利用的生石灰和水作用放出热量达到目的；
（3）根据反应物能量和生成物能量即可判断焓变，写出热化学方程式；
（4）根据图示即可判断焓变=生成物能量-反应物能量＞0，说明反应为吸热，催化剂可以改变反应途径但是不改变反应的热效应；
（5）①利用焓变=反应物键能-生成物键能②根据给出的反应利用盖斯定律写出方程式计算出焓变；
（6）根据正负极反应物写出电极反应式计算出电子数即可。
2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
一、单选题
1．按下图装置实验，若x轴表示负极流出的电子的物质的量，则y轴应表示( )
①c(Ag＋) ②c(NO3-) ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的质量
A．①③ B．③④ C．①②④ D．②
2．工业上常用电解法冶炼的金属是（ ）
A．钠 B．铁 C．铜 D．银
3．下列不是氯碱工业的直接产品的是（ ）
A．氢气 B．氯气 C．氯化氢 D．氢氧化钠
4．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
5．下列事实中，与电化学腐蚀无关的是（ ）
A．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀
B．为保护海轮的船壳，常在船壳上镶入锌块
C．在空气中，金属银的表面生成一层黑色物质
D．镀银铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀
6．如图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说法正确的是
A．N极为负极，发生氧化反应
B．电池工作时，N极附近溶液pH减小
C．M极发生的电极反应为
D．处理0.1mol 时，有1.4mol 从交换膜左侧向右侧迁移
7．熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为 (x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是（ ）
A．Na2S4的电子式为
B．放电时正极反应为
C．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D．该电池是以 为隔膜的二次电池
8．汽车的启动电源常用铅蓄电池，该电池在放电时的总反应方程式为，根据此反应判断，下列叙述正确的是
A．是电池的负极
B．正极的电极反应式为
C．铅蓄电池放电时，每转移2mol电子消耗1mol
D．电池放电时，两电极质量均增加，且每转移2mol电子时正极质量增加64g
9．快速充放电铝离子电池与锂离子电池相比，其充电速度更快，寿命更长。其原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电池放电时，负极反应式为：
B．电池放电时，有机阳离子EM+向石墨电极移动
C．电池充电时，石墨电极表面发生反应：
D．电池充电时，Al与外电源的负极相连
10．下列有关说法错误的是（ ）
A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属
B．把铜片和铁片紧靠在起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面不会出现一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
11．科研人员发现利用低温固体质子导体作电解质，催化合成，与传统的热催化合成氨相比，催化效率较高。其合成原理如图甲所示，其他条件不变，电源电压改变与生成速率的关系如图乙所示，下列说法不正确的是（ ）
A．是该合成氨装置的阳极
B．电极出口混合气可能含有、、
C．若H2的进出口流量差为22.4 L/min(标准状况)，则固体质子导体中的流速为1 mol/min
D．当电压高于1.2V时，随电压升高，在阴极放电生成的速率加快
12．环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2，结构简式为 ]，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。下列说法正确的是（ ）
A．该电池工作是，镍连接的是电源的正极
B．可将该电池的DMF惰性有机溶剂更换为NaOH溶液
C．该反应的总反应方程式为Fe＋2 ＋H2↑
D．溶液中的Na+离子不断的向Fe附近移动
13．某充电宝锂离子电池的总反应为：xLi + Li1-xMn2O4 LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为：NiOOH + MH M+ Ni(OH)2（M为储氢金属或合金），有关上述两种电池的说法错误的是： （ ）
A．锂离子电池放电时Li+向正极迁移
B．镍氢电池放电时，正极电极反应式：NiOOH+H2O +e－=Ni(OH)2+OH－
C．上图表示用锂离子电池给镍氢电池充电
D．锂离子电池充电时，阴极的电极反应式： LiMn2O4—xe－= Li1-xMn2O4+ xLi+
14．一种新型钠硫电池结构示意图如图，下列有关该电池的说法正确的是（ ）
A．电池放电时，Na+向电极A极移动
B．电池放电时，A极电极反应为2Na++xS+2e-= Na2Sx
C．电池充电时，B接负极
D．电池充电时，每转移1mol电子将有1mol Na+被还原
15．碱性硼化钒(VB2)－空气电池工作时反应为：4VB2 ＋11O2=4B2O3 ＋2V2O5 。用该电池为电源，选用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图所示。当电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体（标况），则下列说法中正确的是（ ）
A．VB2电极发生的电极反应为： 2VB2＋11H2O – 22e =V2O5＋2B2O3＋22H+
B．外电路中电子由c电极流向VB2电极
C．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生
D．若B装置内的液体体积为200mL，则CuSO4溶液的浓度为0.05mol/L
16．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag，下列有关说法正确的是（ ）
A．测量原理示意图中，电子方向从Ag2O→Cu
B．反应中有0.5 NA个电子转移时，析出0.5mol Cu2O
C．正极的电极反应为Ag2O+2e- + H2O=2Ag+2OH-
D．电池工作时，OH-离子浓度增大
17．如图所示是一个燃料电池的示意图，当此燃料电池工作时，下列分析中正确的是（ ）
A．如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则通H2的电极上发生的反应为H2-2e-=2H＋
B．如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则通O2的电极上发生的反应为O2＋4e-＋2H2O=4OH-
C．如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则溶液中的H＋向b极移动
D．如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则溶液中的OH-向b极移动
18．下列对应现象的描述正确的是（ ）
A．铁片上有大量气泡
B．两电极都有气体产生
C．只有C棒上有气体产生
D．灯泡会发亮
19．利用电解法将转化为的原理如图所示，右池通入，上方有甲烷气体产生，下列有关说法错误的是（ ）
A．在Sn片上得电子，Sn片与电源的负极相连
B．Pt极的电极反应式为
C．电解过程中，由Pt极区向Sn极区迁移
D．同温同压下，外电路中转移1mol电子时，理论上产生和的体积比为1：4
20．关于下图所示原电池装置的说法错误的是（ ）
A．Zn为负极，反应为Zn-2e-=Zn2+
B．铜棒上发生还原反应
C．电子从锌片经导线流向铜片
D．溶液中氢离子浓度保持不变，溶液中SO42-向正极移动
二、综合题
21．化学反应与能量变化是化学家研究的永恒话题。回答下列问题：
（1）氢气是一种理想的绿色能源。在下，氢气完全燃烧生成液态水放出的热量。表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。
（2）一定温度、催化剂条件下，向容积为的恒容密闭容器中充入和，发生反应，起始压强为。末反应达到平衡，此时容器内压强变为起始时的。
①判断该反应达到平衡状态的标志是 (填标号)。
a.浓度之比为2∶2∶2∶1
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
e.的生成速率和的生成速率相等
②的平均反应速率为 。该反应的压强平衡常数 (用分压代替浓度计算，分压=总压×物质的量分数。用含的代数式表示)。
③若在相同时间内测得的转化率随温度的变化曲线如图甲所示，的转化率在之间下降由缓到急的原因是 。
（3）有机物的电化学合成是目前研究的热点之一。我国学者利用双膜三室电解法合成了，该方法的优点是能耗低、原料利用率高，同时能得到高利用价值的副产品，其工作原理如图乙所示。
①气体X为 ，膜Ⅰ适合选用 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
②稳定工作时溶液的浓度 (填“增大”“减小”“不变”“无法判断”)。
③若制得，饱和食盐水质量减小 g。
22．如图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O
请回答：
（1）甲池是 池，通入O2的电极作为 极，电极反应式为 。
（2）乙池是 池，A电极名称为 极，电极反应式为 。乙池中的总反应离子方程式为 ，溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2 mL(标准状况下)。
23．
（1）Ⅰ．双极膜(BP)是一种能将水分子解离为和的特殊离子交换膜。应用双极膜制取聚合硫酸铁净水剂(简称PFS)的电化学装置如图所示。
回答下列问题：
图中装置的能量转化形式为 ，a、b均为石墨电极，b极的电极反应式为 。
（2）M为 (填“阴离子”或“阳离子”)交换膜，图中甲是 (填“”或“”)
（3）电流过大，会使PFS产品的纯度降低，原因可能是 。
（4）Ⅱ．某化工厂用石灰乳—PFS法处理含砷废水的工艺流程如图所示：
已知：
a.常温下，难溶物、的均大于的，可溶；
b.常温下，溶液中含砷微粒的分布分数与pH的关系如图。
回答下列问题：
下列说法不正确的是 (填序号)。
a．溶液的
b．的为
c．溶液中，
（5）“一级沉降”中，石灰乳的作用是 。
（6）“二级沉降”中，溶液的pH在8~10之间，PFS形成的胶体粒子可以通过沉淀反应进一步减少溶液中的As含量。该沉淀反应的离子方程式为 。
24．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
（1）甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为 。
（2）乙池中A(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为 。
（3）当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况下)，丙池中 极(填C或D)析出 g铜。
（4）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
（5）一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质。负极反应式为 ；正极反应式为 。
25．化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产、科技及科研中应用广泛。
（1）制作冷敷袋可利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
（2）“即热饭盒”为生活带来便利，它可利用下面（ ）(填字母)反应放热加热食物。
A．浓硫酸和水 B．生石灰和水 C．纯碱和水 D．食盐和白醋
（3）已知：与足量充分燃烧生成液态水时放出热量。
①该反应的能量变化可用图中的 (填字母)表示。
②写出燃烧生成液态水的热化学反应方程式 。
（4）某反应过程中能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是（ ）。
A．该反应为放热反应
B．催化剂改变了化学反应的热效应
C．催化剂不改变化学反应过程
D．反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量
（5）计算化学反应中的能量变化有多种途径。
①通过化学键的键能计算。已知：
化学键
键能（） 436 247 434
计算可得：
②通过盖斯定律计算。已知：
写出与反应生成的热化学方程式： 。
（6）化学能与其他能量间的转换在生活中处处可见，比如某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上，该电池用溶液作电解质溶液，其简易装置如图所示。
在这个燃料电池中，正极的电极反应为 。若在标况下，消耗了33.6L的氢气，此时电路中转移的电子数目为 个(用阿伏加德罗常数表示)。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】在这个原电池中，负极：Fe－2e－=Fe2＋，使a棒质量减少；正极：Ag＋＋e－=Ag，使b棒增重，溶液中c(NO3-)不变。
【分析】在原电池中，负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应，所以电子在外电路的流向是负极到正极；在电解液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
2．【答案】A
【解析】【解答】电解法冶炼的是K～Al的活泼金属，故选项A正确。
故答案为：A
【分析】本题考查各金属的常用工业制法。金属的冶炼一般是依据金属的活泼性选择相应的方法：
（1）热分解法：适用于不活泼的金属；（2）热还原法：适用于利用还原剂制备一些比较活泼的金属；（3）电解法：适用于活泼金属，通常是通过电解活泼金属的盐或者氧化物制备。
3．【答案】C
【解析】【解答】电解饱和食盐水阳极氯离子失去电子，化合价从-1价变化为0价，发生氧化反应,电极反应为:2Cl--2e-═Cl2↑，阴极氢离子得到电子，氢元素化合价从+1价变化为0价，发生还原反应，电极反应为:2H++2e-═H2↑；总反应为:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2，所以氯化氢不是氯碱工业的直接产品，故C符合题意；
故答案为：C。
【分析】工业上制取氯气大多采用电解饱和食盐水的方法，以此为基础的工业称为“氯碱工业”，电解饱和食盐水可产生氯气、氢气和氢氧化钠，据此分析进行解答。
4．【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。
5．【答案】C
【解析】【解答】A.铁管在潮湿的环境下容易形成原电池，加快铁的腐蚀，与电化学腐蚀有关，故A不选；
B.在船壳上镶嵌锌块，在海水中构成原电池，船体做正极被保护从而能减缓腐蚀，和电化学腐蚀有关，故B不选；
C.银在空气中被氧气氧化发生化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故C可选；
D.镀银的铁制品铁破损后发生电化腐蚀，因Fe比Ag活泼，因而是铁被腐蚀，发生原电池反应而可用电化学知识解释，故D不选；
故答案为：C。
【分析】A、潮湿空气有电解质形成原电池；
B、锌比铁更活泼，锌为负极；
C、银表面变黑是化学腐蚀；
D、铁比银活泼，铁为负极。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知，M极为负极，发生氧化反应；N为正极，A不符合题意；
B．电池工作时，重铬酸根离子得到电子发生还原反应生成Cr3+，反应为，N极附近消耗氢离子，溶液pH变大，B不符合题意；
C．有机物失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，M极发生的电极反应为，C符合题意；
D．根据电子守恒可知，，则处理0.1mol 时，有0.6mol 从交换膜左侧向右侧迁移，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】新型电池的判断：
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。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．Na2S4属于离子化合物，4个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为 ，故A不符合题意；
B．放电时发生的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为： ，故B不符合题意；
C．放电时，Na为电池的负极，正极为硫单质，故C符合题意；
D．放电时，该电池是以钠作负极，硫作正极的原电池，充电时，是电解池， 为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电池为二次电池，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据电池反应： 可知，放电时，钠作负极，发生氧化反应，电极反应为：Na-e-= Na+，硫作正极，发生还原反应，电极反应为 ，据此分析。
8．【答案】D
【解析】【解答】A．PbO2是电池的正极，A不符合题意；
B．正极为氧化铅得电子生成硫酸铅，B不符合题意；
C．铅蓄电池放电时，每转移2mol电子消耗1molPb，从方程式可以看出消耗2mol H2SO4，C不符合题意；
D．电池放电时，负极铅失电子和硫酸根生成硫酸铅，正极氧化铅得电子与硫酸根生成硫酸铅，两电极质量均增加，每转移2mol电子时正极1molPbO2生成1molPbSO4，质量增加64g，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】该原电池中，Pb失电子生成PbSO4，则Pb作负极，电极反应式为：Pb-2e-+=PbSO4，PbO2是正极，电极反应式为：PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O。
9．【答案】C
【解析】【解答】电池放电时，铝电极为负极，石墨为正极；充电时，铝电极与电源负极相连，作电解池的阴极，石墨与电源的正极相连，作电解池的阳极。
A．电池放电时，负极Al失电子产物与 反应，生成 ，电极反应式为： ，A不符合题意；
B．电池放电时，石墨为正极，阳离子向正极移动，则有机阳离子EM+向石墨电极移动，B不符合题意；
C．电池充电时，铝电极为阴极，在其表面 得电子生成Al和 ，发生反应： ，C符合题意；
D．电池充电时，Al作阴极，与外电源的负极相连，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由装置图可知，放电时为原电池，铝是活泼的金属，铝作负极，被氧化生成Al2Cl7，电极反
应式为 ，则石墨为正极，原电池工作时，阳离子由负极向正极石墨移动；充电时为电解池，石墨为阳极，Al为阴极，阴阳极分别与电源的负正极相接，阴阳极反应分别与与原电池负正极反应相反，据此分析解答。
10．【答案】A
【解析】【解答】A．构成原电池正负极的材料不一定是两种金属，可能是金属和导电的非金属，如石墨，A符合题意；
B．铁比铜活泼，铁为负极，铜为正极，氢离子在正极放电，铜片表面出现气泡，B不符合题意；
C．把铜片插入三氯化铁溶液中发生反应Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2，在铜片表面不会出现一层铁，C不符合题意；
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，锌置换出铜，构成原电池，反应速率加快，即气泡放出速率加快，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】在原电池中，只要两极的活泼性是不同的即可，负极需要是活泼金属，但是正极可以是惰性电极。
11．【答案】C
【解析】【解答】A、由分析可知， 为阳极，故A正确；
B、 Pt-C3N4电极是阴极，阴极上氮气得电子生成氨气，当电压高于1.2V时，氢离子在阴极易得电子生成氢气，还可能存在未反应的N2， 故B正确；
C、 若H2的进出口流量差为22.4L/min（标准状况），即1mol/min ，根据电极反应式 H2-2e-=2H+可知，固体质子导体中H+的流速为2mol/min ，故C错误；
D、 当电压高于1.2V时，随电压升高，在阴极放电生成的速率加快，生成氨气的速率减小，故D正确；
故答案为：C。
【分析】该装置将氮气和氢气合成氨气， 则 为阳极，电极反应式为 H2-2e-=2H+， 为阴极，电极反应式为 N2+6e-+6H+=2NH3。
12．【答案】C
【解析】【解答】A. Fe失去电子生成Fe2+，阳极为Fe电极，Fe电极与电源的正极相连，A不符合题意；
B. 水会阻碍中间产物Na的生成，且OH-会与Fe2+反应生成Fe(OH)2，所以DMF惰性有机溶剂不能更换为NaOH溶液，B不符合题意；
C. Na是中间产物，不参与反应，反应物为Fe和C5H6，生成物为H2和Fe(C5H5)2，因此反应方程式为：Fe＋2 ＋H2↑，C符合题意；
D. 电解池中阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，溶液中的Na+离子不断的向Ni附近移动，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由制备流程可知，Fe失去电子生成Fe2+，Na+得到电子生成Na，所以阳极为Fe电极，Na是中间产物，不参与反应，反应物为Fe和C5H6，生成物为H2和Fe(C5H5)2，因此反应方程式为：Fe+2C5H6= Fe(C5H5)2+ H2↑。
13．【答案】D
【解析】【解答】A、放电时，相当于原电池，则阳离子向正极移动，不符合题意；
B、镍氢电池放电时，正极发生还原反应，元素的化合价降低，则NiOOH得到电子生成氢氧化镍，不符合题意；
C、根据装置图中的电极材料可知，左图是锂离子电池的放电反应，上图是镍氢电池的充电反应，所以表示用锂离子电池给镍氢电池充电，不符合题意；
D、锂离子电池充电时，阴极发生还原反应，所以锂离子得到电子生成Li单质，符合题意，
故答案为：D。
【分析】A、放电为原电池，阳离子朝正极移动；
B、正极发生还原反应，化合价降低；
C、锂电池为原电池，整套装置为电解池；
D、充电时，阴极应该得到电子。
14．【答案】D
【解析】【解答】根据图片知，放电时，Na失电子发生氧化反应，所以A作负极、B作正极，负极反应式为2Na-2e-═2Na+、正极反应式为xS+2e-═Sx2-，充电时A为阴极、B为阳极，阴极、阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，放电时，电解质中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动；
A．放电时，A为负极极、B为正极，Na+由A向B移动，故A不符合题意；
B．通过以上分析知，放电时，A为负极，反应式为2Na-2e-═2Na+；B为正极，发生的电极反应为xS+2e-═Sx2-，故B不符合题意；
C．放电时B极为正极，则充电时B极连接电源的正极，故C不符合题意；
D．电池充电时，阴极上Na++e-=Na，则每转移1mol电子将有1mol Na+被还原，故D符合题意；
故答案为D。
【分析】根据图片知，放电时，Na失电子发生氧化反应，所以A作负极、B作正极，负极反应式为2Na-2e-═2Na+、正极反应式为xS+2e-═Sx2-，充电时A为阴极、B为阳极，阴极、阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，放电时，电解质中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动。
15．【答案】D
【解析】【解答】A、负极上是VB2失电子发生氧化反应，则VB2极发生的电极反应为：2VB2+22OH--22e-=V2O5+2B2O3+11H2O，选项A不符合题意；
B、外电路中电子由VB2电极流向阴极c电极，选项B不符合题意；
C、电解过程中，与氧气相连的b为阳极，氢氧根失电子生成氧气，选项C不符合题意；
D、当外电路中通过0.04mol电子时，B装置内与氧气相连的b为阳极，氢氧根失电子生成氧气为0.01mol，又共收集到0.448L气体即 =0.02mol，则阴极也产生0.01moL的氢气，所以溶液中的铜离子为 =0.01mol，则CuSO4溶液的物质的量浓度为 =0.05mol/L，选项D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.碱性电池中的电极反应中不能生成氢离子；
B.外电路中的电子由负极流向正极；
C.b电极为阳极，不会有红色的铜析出；
D.首先分析气体的组成，再结合电子守恒计算硫酸铜溶液的浓度即可。
16．【答案】C
【解析】【解答】A. 测量原理示意图中，电流方向从正极流向负极，即Ag2O→Cu，电子流动方向相反，A不符合题意；
B. 根据电池反应2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag，反应中有0.5 NA个电子转移时，析出0.25mol Cu2O，B不符合题意；
C. 正极发生还原反应，电极方程式为Ag2O+2e- + H2O=2Ag+2OH-，C符合题意；
D. 从电池反应2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag可知，电池工作时，OH-离子浓度没变，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】A、分析总方程式，铜作负极，电子从铜流出；
B、根据总方程式分析，1mol铜原子失去两个电子，会生成0.5molCu2O；
C、因为铜作负极，则Ag2O为正极；
D、氢氧根离子不消耗；
17．【答案】C
【解析】【解答】A．如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则通H2的电极上发生的反应为 ，故A不符合题意；
B．如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则通O2的电极上发生的反应为 ，故B不符合题意；
C．如果a极通入H2为负极，b极通入O2为正极，H2SO4溶液作电解质溶液，则溶液中的阳离子H＋向正极b极移动，故C符合题意；
D．如果a极通入H2为负极，b极通入O2为正极，NaOH溶液作电解质溶液，则溶液中的OH-向负极a极移动，故D不符合题意。
故答案为：C
【分析】考查的是氢氧燃料电池，氢气做负极原料，失电子，发生氧化反应，聚集大量的阴离子，氧气做正极原料，得电子，发生还原反应，聚集大量的阳离子。
18．【答案】B
【解析】【解答】A. 铁可以盐酸反应，铁表面有气泡产生，同时碳、铁构成原电池，铁做负极，碳做正极，碳棒表面也有气泡产生，故A不符合题意；
B. 硫酸可与锌反应，锌表面有气泡产生，同时铜、锌构成原电池，锌做负极，铜做正极，铜表面也有气泡产生，故B符合题意；
C. 该装置为电解池，根据图示，碳棒做阴极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，铁为阳极，铁失去电子变为亚铁离子，并在铁电极附近生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，则现象描述不全，故C不符合题意；
D. 乙醇为非电解质，不能导电，灯泡不亮，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.构成原电池，铁做负极，碳做正极，在正极有气泡
B.锌的活动性强于氢，故锌表面有气泡，铜和锌在硫酸做电解质的情况下构成原电池，故铜的表面有气泡
C.铁做阳极，发生氧化反应，最终有红褐色沉淀出现，碳做阴极表面有气泡流出
D.不能形成原电池
19．【答案】D
【解析】【解答】A．在Sn片上得电子生成甲烷，发生还原反应，故Sn片与电源的负极相连，故A不符合题意；
B．a为正极，Pt片为阳极，水失电子生成氧气，电极反应式为，故B不符合题意；
C．电解池中，阳离子移向阴极，故由Pt极区向Sn极区迁移，故C不符合题意；
D.1mol转化为1mol过程中得8mol电子，水失电子生成1mol氧气失去4mol电子，故理论上产生和的体积比为1：2，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图可知，Sn片上CO2发生还原反应生成甲烷，则Sn片为阴极，Pt片为阳极，阳极发生氧化反应，电极反应式为，则电极a为正极，电极b为负极。
20．【答案】D
【解析】【解答】A．根据上述分析可知，锌作负极，失去电子发生氧化反应得到Zn2+，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，A选项不符合题意；
B．Cu作正极，正极上H+得到电子发生还原反应，B选项不符合题意；
C．原电池中，电子由负极经导线流向正极，所以该原电池中电子从锌片经导线流向铜片，C选项不符合题意；
D．正极上H+得到电子发生还原反应生成氢气，氢离子浓度降低，原电池中阴离子向负极移动，则SO42-向负极移动，D选项符合题意；
故答案为：D。
【分析】该原电池中，较活泼的金属锌作负极，失去电子发生氧化反应得到Zn2+，Cu作正极，正极上H+得到电子发生还原反应生成氢气，据此分析解答。
21．【答案】（1）
（2）bde；0.1；；400℃~700℃随温度升高，平衡向逆向移动，转化率逐渐减小；700以后，催化剂失去活性，反应速率急剧下降导致转化率迅速变小
（3）H2；阴离子；不变；234
【解析】【解答】（1）燃烧热是指在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做燃烧热，根据题意，在下，氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，则氢气燃烧热的热化学方程式为；
故答案为：；
（2）①在一定条件下，当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，即"化学平衡状态"。其中，正反应速率与逆反应速率相等是化学平衡状态的实质，而反应物的浓度与生成物的浓度不再改变是化学平衡状态的表现。正反应速率与逆反应速率是针对同一可逆反应而言，正与反只是相对而言，不是绝对概念；
a．该反应达平衡时，的浓度不一定成比例，故a不选；
b．该反应为气体分子数减少的反应，反应中压强在变，当混合气体的压强不随时间的变化而变化时，反应达平衡，故b选；
c．该反应在恒容密闭容器中进行，根据质量守恒，混合气体质量不变，根据，ρ在平衡前后始终不变，所以当密度不变时，反应不一定达平衡，故c不选；
d．该反应为分子数减少的反应，混合气体的物质的量为变量，根据质量守恒，混合气体质量不变，根据，M为变量，当平均摩尔质量不变时，反应达平衡，故d选；
e．的生成速率和的生成速率相等，即，反应达到平衡状态，故e选；
故答案为：bde；
②根据题意，可列三段式
恒温恒容下，压强与物质的量成正比，所以，解得，平衡时，；；，，的平均反应速率为，平衡时总的物质的量为，平衡时总压为，平衡时各分压；；；，；
故答案为：0.1；；
③如图，400℃时，达到平衡状态，NO转化率达到最大，400℃~700℃随温度升高，平衡向逆向移动，转化率逐渐减小；700以后，催化剂失去活性，反应速率急剧下降导致转化率迅速变小；
故答案为：400℃~700℃随温度升高，平衡向逆向移动，转化率逐渐减小；700以后，催化剂失去活性，反应速率急剧下降导致转化率迅速变小；
（3）①如图装置乙电解装置，CuCl在电解池左侧失电子生成，电解反应式为，左侧电极为阳极，与电源正极a相连；则b为电源负极，右侧为阴极，电极反应式为，则气体X为，如图，左侧反应为，需要引进，所以膜Ⅰ为阴离子交换膜；
故答案为：；阴离子；
②根据反应、，可得，所以稳定工作时溶液的浓度不变；
故答案为：不变；
③根据电子守恒，，转移4mol电子，饱和食盐水中减少的质量为；
故答案为：234。
【分析】（1）燃烧热是指在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做燃烧热；
（2）①依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
②根据三段式法计算；
③依据图像中曲线变化，根据影响化学平衡移动的因素分析；
（3）①电解时，阴离子会由阴极区通过阴离子交换膜向阳极区移动，阳离子会由阳极区通过阳离子交换膜向阴极区移动；
②根据电极反应判断；
③根据电子守恒。
22．【答案】（1）原电；正；O2＋2H2O＋4e－=4OH－
（2）电解；阳；4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；4Ag＋＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4H＋；减小
（3）280
【解析】【解答】(1)甲为原电池，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极方程式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，因此，本题正确答案是：原电；正； O2＋2H2O＋4e－=4OH－；
(2)乙为电解池，A与原电池正极相连，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，电解硝酸银溶液，阳极生成氧气，阴极生成银，电解总反应式为4Ag＋＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4H＋，生成H+，则溶液pH减小，因此，本题正确答案是：电解；阳； 4OH－－4e－=O2↑＋2H2O ； 4Ag＋＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4H＋；减小；
(3)乙池中B极发生还原反应，电极方程式为Ag++e-=Ag，n(Ag)= =0.05mol，则转移电子0.05mol，由电极方程式O2＋2H2O＋4e－=4OH－可以知道消耗 =0.0125mol氧气，则V(O2)=0.0125mol×22.4L/mol=0.28L=280mL，因此，本题正确答案是：280。
【分析】（1）根据电极物质能够发生反应判断甲为原电池，然后书写电极方程式；
（2）根据dm电解原理分析乙池de电极反应和溶液变化即可。
23．【答案】（1）电能转化为化学能；4OH--4e-=O2↑+2H2O
（2）阴离子；H+
（3）双极膜将水离解得到的OH—浓度过高，与Fe3+形成Fe(OH)3沉淀
（4）bc
（5）中和酸性溶液，调节溶液的pH，形成CaSO4、Ca3(AsO4)2等沉淀，去除部分SO和H3AsO4
（6）Fe(OH)3(胶体)+HAsO=FeAsO4↓+2OH—+ H2O
【解析】【解答】Ⅰ．由图可知，该装置为电能转化为化学能的电解池，a电极为阴极，双极膜将水离解得到的氢离子向阴极移动，并在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，离解得到的氢氧根离子移向左池与硫酸铁溶液反应生成，为维持溶液电荷守恒，溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜进入右池；b电极为阳极，双极膜将水离解得到的氢氧根离子向阳极移动，并在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，离解得到的氢离子移向右池；
Ⅱ．由题给流程可知，向酸性含砷废水中加入石灰乳调节溶液的pH，将溶液中的砷酸和硫酸根离子转化为硫酸钙、砷酸钙、砷酸氢钙沉淀，向一次沉降后的溶液中加入，溶液pH在8~10之间氢氧化铁胶体粒子将砷酸氢根离子转化为砷酸铁沉淀，得到含砷量不大于1mg/L的可排放废水。
（1）由分析可知，该装置为电能转化为化学能的电解池，b电极为阳极，双极膜将水离解得到的氢氧根离子向阳极移动，并在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，故答案为：电能转化为化学能；4OH--4e-=O2↑+2H2O；
（2）由分析可知，交换膜为允许硫酸根通过的阴离子交换膜，甲是双极膜将水离解得到的氢离子，故答案为：阴；H+；
（3）若电流过大，双极膜将水离解得到的OH—浓度过高，与Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，导致PFS产品的纯度降低，故答案为：双极膜将水离解得到的OH—浓度过高，与Fe3+形成Fe(OH)3沉淀；
（4）a．由图可知，溶液pH在8~10之间时，砷元素在溶液中存在形式为砷酸氢根离子，说明砷酸氢钠在溶液中呈碱性，溶液，故符合题意；
b．由图可知，砷酸根离子浓度和砷酸氢根离子离子浓度相等时，溶液pH为11.5，则砷酸的三级电离常数为Ka3==c(H+)=10-11.5，砷酸根离子的水解常数Ka3====10-2.5，故不符合题意；
c．由物料守恒可知，砷酸钠溶液中存在如下关系：，故不符合题意；
故答案为：bc；
（5）由分析可知，一级沉降时，向酸性含砷废水中加入石灰乳调节溶液的pH，将溶液中的砷酸和硫酸根离子转化为硫酸钙、砷酸钙、砷酸氢钙沉淀，故答案为：中和酸性溶液，调节溶液的pH，形成CaSO4、Ca3(AsO4)2等沉淀，去除部分SO和H3AsO4；
（6）由分析可知，二级沉降发生的反应为溶液pH在8~10之间，氢氧化铁胶体粒子与砷酸氢根离子反应生成砷酸铁沉淀、氢氧根离子和水，反应的离子方程式为Fe(OH)3(胶体)+HAsO=FeAsO4↓+2OH-+ H2O，故答案为：Fe(OH)3(胶体)+HAsO=FeAsO4↓+2OH-+ H2O。
【分析】（1）根据物质的转化即可判断能量转化方式，结合物质的性质即可邪乎电极反应式
（2）结合电极即可判断离子交换膜
（3）电流过大导致氢氧根离子浓度过大易形成氢氧化铁
（4）a.根据分布图即可判断pH
b.根据电离公式即可计算出水解常数
c.根据物料守恒即可判断
（5）主要是调节pH，除去酸
（6）根据反应物结合性质即可写出方程式
24．【答案】（1）原电池；CH3OH－6e-＋8OH-=CO32-＋6H2O
（2）阳极；4AgNO3＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4HNO3
（3）280；D；1.60
（4）减小；增大
（5）N2H4－4e-＋4OH-=N2↑＋4H2O；O2＋4e-＋2H2O=4OH-
【解析】【解答】(1)根据分析，甲池为原电池，通入CH3OH电极的电极反应式为CH3OH+8OH－-6e－＝CO32－+6H2O；(2)根据分析，乙池为电解池，A(石墨)电极的名称为阳极，阳极A的电极反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，阴极B的电极反应为Ag++e-=Ag，总反应式为4AgNO3＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4HNO3；(3)根据分析，乙池中阴极B的电极反应为Ag++e-=Ag，B极质量增加5.40 g时，即生成Ag单质的质量为5.40g，其物质的量= =0.05mol，甲池中正极电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，根据电子守恒计算4Ag~O2~4e－，甲池中理论上消耗O2的体积= mol×22.4L/mol =0.28L=280mL；丙为电解池，C为阳极，D为阴极，阴极D的电极反应为Cu2++2e-=Cu，结合电子守恒计算2Ag~Cu~2e－，析出铜质量= ×64g/mol =1.60g；(4)甲中发生的反应为甲醇与氧气、氢氧化钾的反应，反应消耗氢氧根离子，则pH减小，丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，则丙中电解NaCl溶液生成氢氧化钠，所以溶液pH增大；(5)燃料电池中，通入燃料的电极通常为负极，通入氧气的一极为正极，则通入液体燃料肼(N2H4)的一极为负极，负极发生氧化反应，由图可知负极上有N2生成，电极反应式为：N2H4－4e-＋4OH-=N2↑＋4H2O；通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，电极反应式为：O2＋4e-＋2H2O=4OH-。
【分析】由图示可知甲池为甲醇燃料电池，燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则通入甲醇的一极为负极，燃料在负极失电子发生氧化反应，在碱溶液中生成碳酸盐，电极反应为：CH3OH+8OH－-6e－＝CO32－+6H2O，通入氧气的一极为正极，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-；乙、丙二池为电解池，电解池中与电源正极相连的一极为阳极，与电源负极相连的一极为阴极，则A、C为两个电解池的阳极，B、D为两个电解池的阴极，乙池中电解质溶液为AgNO3，根据放电顺序，阳极A的电极反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，阴极B的电极反应为Ag++e-=Ag；丙池中电解质溶液为CuCl2，根据放电顺序，阳极C的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，阴极D的电极反应为Cu2++2e-=Cu，据此分析解答(1)~ (4)；(5)燃料电池中，通入燃料的电极通常为负极，通入氧气的一极为正极，结合图示分析书写电极反应。
25．【答案】（1）吸热
（2）B
（3）a；
（4）D
（5）—185；Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s) ΔH=-317kJ mol-1
（6）O2+4e—+4H+=2H2O；3NA
【解析】【解答】（1） 制作冷敷袋是通过化学变化或者物理变化使温度下降，采用的是吸热方式；
（2）A.浓硫酸具有很强腐蚀性，故A不符合题意；
B.生石灰和水反应放出热量较多，符合要求，故B符合题意；
C.纯碱溶于水时放出热量较少，不能满足要求，故C不符合题意；
D.食盐和白醋不会反应，故D不符合题意；
（3）①氢气和氧气反应放出热量，物质含有的能量降低，即反应物能量高于生成物能量，故a符合题意；
②与足量充分燃烧生成液态水时放出热量， 即可写出热化学方程式为： ；
（4）A.反应物能量高于生成物的能量，故反应为吸热反应，故A不符合题意；
B.催化剂只能改变活化能，不能改变热效应，故B不符合题意；
C.催化剂可以改变反应过程，故C不符合题意；
D.焓变=反应物键能-生成物的键能，属于吸热反应，故D符合题意；
（5）①焓变=反应物键能-生成物的键能=(436+247-2x434)= —185 ；
② ①， ②， Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)③，③=②x1-②，即可得到 Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)ΔH=-317kJ mol-1 ；
（6）正极是氧气得到电子结合氢离子形成水，即可写出电极方程式为： O2+4e—+4H+=2H2O ；负极为：H2-2e=2H+， 若在标况下，消耗了33.6L的氢气， 转移3mol电子；
【分析】（1）冷敷袋四利用吸热来进行；
（2）即热盒饭中利用的生石灰和水作用放出热量达到目的；
（3）根据反应物能量和生成物能量即可判断焓变，写出热化学方程式；
（4）根据图示即可判断焓变=生成物能量-反应物能量＞0，说明反应为吸热，催化剂可以改变反应途径但是不改变反应的热效应；
（5）①利用焓变=反应物键能-生成物键能②根据给出的反应利用盖斯定律写出方程式计算出焓变；
（6）根据正负极反应物写出电极反应式计算出电子数即可。