第4講高一化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)能力競賽專題訓(xùn)練-化學(xué)反應(yīng)與能量變化

第4講高一化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)能力競賽專題訓(xùn)練——化學(xué)反應(yīng)與能量變化【題型目錄】模塊一：易錯試題精選模塊二：培優(yōu)試題精選模塊三：名校競賽試題精選【典型例題】模塊一：易錯試題精選1．下圖是一種熔融碳酸鹽燃料電池工作原理示意圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是A．反應(yīng)，每消耗轉(zhuǎn)移電子B．電極A上參與的電極反應(yīng)為：C．電池工作時，向電極B移動D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為：【答案】D【分析】甲烷和水經(jīng)催化重整生成CO和H2，反應(yīng)中C元素化合價由-4價升高到+2價，H元素化合價由+1價降低到0價。原電池工作時，CO和H2失電子在負(fù)極反應(yīng)，CO和H2被氧化生成二氧化碳和水，則A為負(fù)極、B為正極，正極上氧氣得電子生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-=2，以此解答該題?！驹斀狻緼．在反應(yīng)中，甲烷中的碳為-4價，反應(yīng)后升高到CO中的+2價，消耗1mol甲烷轉(zhuǎn)移6mol電子，故A錯誤；B．A是負(fù)極，負(fù)極上CO和H2被氧化生成二氧化碳和水，電解質(zhì)不是堿溶液，而是熔融的碳酸鹽，H2參與的電極反應(yīng)為：H2+-2e-=H2O+CO2，故B錯誤；C．放電時，電解質(zhì)中陰離子向負(fù)極移動，即碳酸根離子向A極移動，故C錯誤；D．B為正極，正極為氧氣得電子生成碳酸根離子，同時需要有CO2的參加，電極反應(yīng)正確，故D正確；故答案為：D。2．科學(xué)家近年來研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機酸轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池中發(fā)電，電池負(fù)極反應(yīng)式為A．H2＋2OH--2e-=2H2O B．O2＋4H＋＋4e-=2H2OC．H2-2e-=2H＋ D．O2＋2H2O＋4e-=4OH-【答案】C【詳解】根據(jù)題給信息，該燃料電池的總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O。A．電解液為酸性溶液，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH-，選項A錯誤；B．因為燃料電池中負(fù)極通入氫氣，正極通入氧氣，選項B錯誤；C．燃料電池中負(fù)極通入氫氣，氫氣失電子產(chǎn)生H+，電極反應(yīng)式為H2-2e-=2H＋，選項C正確；D．電解液為酸性溶液，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH-，選項D錯誤；答案選C。3．直接燃料電池是一種新型化學(xué)電源，其工作原理如圖所示。電池放電時，下列說法不正確的是A．電極Ⅰ為負(fù)極B．電極Ⅱ的反應(yīng)式為：C．電池總反應(yīng)為：D．該電池的設(shè)計利用了在酸堿性不同條件下氧化性、還原性的差異【答案】B【分析】由K+向電極Ⅱ所在區(qū)域遷移可知，電極Ⅱ為正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極Ⅰ為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；正極電極反應(yīng)式：，負(fù)極電極反應(yīng)式：?！驹斀狻緼．電極Ⅰ為負(fù)極，A正確；B．電極Ⅱ為正極發(fā)生還原反應(yīng)：，B錯誤；C．電池總反應(yīng)為：，C正確；D．該電池的設(shè)計利用了在酸堿性不同條件下氧化性、還原性的差異，D正確；故選B。4．根據(jù)下圖判斷，下列說法正確的是A．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe-2e-=Fe2+B．放電過程中，裝置Ⅰ左側(cè)燒杯和裝置Ⅱ右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大C．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2+2H2O+4e-=4OH-D．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動【答案】B【分析】圖中裝置Ⅰ、Ⅱ都是原電池裝置，裝置Ⅰ中，Zn比Fe活潑，Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)Zn?2e?=Zn2＋，F(xiàn)e為正極，發(fā)生還原反應(yīng)O2＋2H2O＋4e?=4OH?；裝置Ⅱ中，F(xiàn)e比Cu活潑，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)Fe?2e?=Fe2＋，Cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)2H＋＋2e?=H2↑，原電池工作時，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．圖中裝置Ⅰ、Ⅱ都是原電池裝置，裝置Ⅰ中，Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)Zn?2e?=Zn2＋，裝置Ⅱ中，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)Fe?2e?=Fe2＋，故A錯誤；B．放電過程中，裝置Ⅰ左側(cè)燒杯，發(fā)生還原反應(yīng)O2＋2H2O＋4e?=4OH?，生成堿，裝置II右側(cè)燒杯中，發(fā)生還原反應(yīng)2H＋＋2e?=H2↑，消耗鹽酸，故溶液的pH均增大，故B正確；C．裝置Ⅰ中，F(xiàn)e為正極，發(fā)生還原反應(yīng)O2＋2H2O＋4e?=4OH?，故B正確；裝置Ⅱ中，F(xiàn)e比Cu活潑，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)Fe?2e?=Fe2＋，Cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)2H＋＋2e?=H2↑，故C錯誤D．原電池工作時，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，裝置Ⅰ中，Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，鹽橋中的陽離子均向左燒杯移動，裝置Ⅱ中，F(xiàn)e為負(fù)極，Cu為正極，鹽橋中的陽離子向右側(cè)燒杯移動，故D錯誤；故答案選B。【點睛】本題考查原電池的工作原理，題目難度中等，注意電極的判斷和電極方程式的書寫，把握原電池的工作原理，裝置Ⅰ借助吸氧腐蝕理解，學(xué)習(xí)中注意相關(guān)知識的把握。5．下列敘述不正確的是A．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程實際上就是電解的過程B．NO2、O2和熔融KNO3可作燃料電池，其負(fù)極反應(yīng)為NO2+-e-=N2O5C．，可將此反應(yīng)設(shè)計為原電池D．比能量和比功率是判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)【答案】C【詳解】A．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是在水溶液中或者熔融狀態(tài)下電解的過程，A正確；B．、和熔融可作燃料電池，NO2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，其負(fù)極反應(yīng)為，B正確；C．為非氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計成原電池，C錯誤；D．比能量和比功率是指單位質(zhì)量的電極材料放電量的多少以及功率的大小，可以用于判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)，D正確；故選C。6．習(xí)近平總書記提出我國要在2030年實現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060年前實現(xiàn)“碳中和"。某科研小組用電化學(xué)方法將CO2轉(zhuǎn)化為CO實現(xiàn)再利用，轉(zhuǎn)化的基本原理如圖所示。下列說法不正確的是A．該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．M上的電極反應(yīng)方程式為2H2O-4e-=O2↑+4H+C．工作一段時間后，N電極室中的溶液pH減小D．當(dāng)轉(zhuǎn)化2molCO2時，有4molH+從左室穿過交換膜到達(dá)右室【答案】C【分析】由圖可知，該裝置為原電池，右側(cè)二氧化碳中的+4價碳得到電子變?yōu)?2價碳，為正極，則左側(cè)為負(fù)極，以此解題?！驹斀狻緼．由圖可知，該裝置為原電池，能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；B．M為電池的負(fù)極，在紫外光的作用下，水失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2，電極反應(yīng)方程式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，B正確；C．N為電池正極，電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-═CO+H2O，當(dāng)外電路轉(zhuǎn)移4mol電子時，有4molH+從左室穿過交換膜到達(dá)右室，然后被CO2消耗，但溶液中水的量增加，因此N電極室的溶液pH增大，C錯誤；D．電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-═CO+H2O，當(dāng)轉(zhuǎn)化2molCO2時，外電路轉(zhuǎn)移4mol電子，有4molH+從左室穿過交換膜到達(dá)右室，D正確；答案選C。7．下圖為H2與Cl2在一定條件下反應(yīng)生成HCl的微觀示意圖。注：示意圖中的能量表示斷裂或形成1mol共價鍵吸收或放出的熱量,下列說法不正確的是A．反應(yīng)的化學(xué)方程式是H2+Cl2=2HClB．由圖可知有假想中間物質(zhì)H、Cl原子形成1molH-Cl非極性鍵放出431kJ的能量C．由圖中能量數(shù)據(jù)可知，H-H鍵比Cl-Cl鍵更難斷裂2與過量Cl2反應(yīng)放出的熱量是183kJ【答案】D【詳解】A．氫氣和氯氣反應(yīng)的方程式為：H2+Cl2=2HCl，A正確；B．由圖可知，H、Cl原子形成1molH-Cl非極性鍵放出431kJ的能量，B正確；C．由圖中能量數(shù)據(jù)可知，H-H鍵436kJ·mol-1,比Cl-Cl鍵243kJ·mol-1更大，更難斷裂，C正確；D．反應(yīng)焓變=斷鍵能量-成鍵能量；H2+Cl2=2HCl反應(yīng)的焓變△H=436kJ·mol-1+243kJ·mol-1-2×431kJ·mol-1=-183kJ·mol-1，則1molH22的物質(zhì)的量為0.5mol，與過量Cl2反應(yīng)放出的熱量是91.5kJ，D錯誤；故答案為：D。8．NO2、O2、熔融鹽NaNO3組成的燃料電池如圖所示，在使用過程中石墨I(xiàn)電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，下列有關(guān)說法正確的是A．石墨I(xiàn)極為正極，石墨I(xiàn)I極為負(fù)極B．Y的化學(xué)式可能為NOC．石墨I(xiàn)I極上的O2被氧化D．石墨I(xiàn)極的電極反應(yīng)式為NO2+NO﹣e﹣═N2O5【答案】D【分析】在燃料電池中通入氧氣的為正極，通入燃料的為負(fù)極，由圖可知，石墨Ⅱ上氧氣得到電子，則石墨Ⅱ為正極，石墨I(xiàn)上NO2失去電子，石墨I(xiàn)為負(fù)極，結(jié)合負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)、正極發(fā)生還原反應(yīng)分析解答?！驹斀狻緼．根據(jù)上述分析，石墨Ⅱ為正極，石墨I(xiàn)為負(fù)極，故A錯誤；B．石墨I(xiàn)為負(fù)極，石墨I(xiàn)上NO2失去電子，N元素的化合價應(yīng)從+4價升高，Y不可能為NO，故B錯誤；C．石墨Ⅱ上氧氣得到電子，則O2被還原，故C錯誤；D．石墨I(xiàn)上NO2失去電子，N元素的化合價升高，因此Y為N2O5，負(fù)極反應(yīng)為NO2+NO-e-═N2O5，故D正確；答案選D。9．298K時，部分物質(zhì)的相對能量如圖所示。該溫度下有關(guān)能量變化的說法正確的是

A．熱穩(wěn)定性：C2H4(g)>C2H6(g)B．CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g)+QkJ，Q<0C．H2O(g)→H2O(l)是吸熱過程D．CO完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)+566kJ【答案】D【詳解】A．能量越低越穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性C2H4(g)<C2H6(g)，故A錯誤；B．CO(g)、H2O(g)的總能量為-352kJ，CO2(g)、H2(g)的總能量為-393kJ，所以CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g)+QkJ，Q>0，故B錯誤；C．H2O(g)的能量大于H2O(l)，H2O(g)→H2O(l)是放熱過程，故C錯誤；D．2molCO(g)的能量為-220kJ，1molO2的能量是0，2molCO2(g)的能量為-786kJ，CO完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)+566kJ，故D正確；選D。10．關(guān)于反應(yīng)，下列說法正確的是A．生成，轉(zhuǎn)移電子 B．是還原產(chǎn)物C．既是氧化劑又是還原劑 D．若設(shè)計成原電池，為負(fù)極產(chǎn)物【答案】A【詳解】A．由方程式可知，反應(yīng)生成1mol一氧化二氮，轉(zhuǎn)移4mol電子，故A正確；B．由方程式可知，反應(yīng)中氮元素的化合價升高被氧化，NH2OH是反應(yīng)的還原劑，故B錯誤；C．由方程式可知，反應(yīng)中氮元素的化合價升高被氧化，NH2OH是反應(yīng)的還原劑，鐵元素的化合價降低被還原，鐵離子是反應(yīng)的氧化劑，故C錯誤；D．由方程式可知，反應(yīng)中鐵元素的化合價降低被還原，鐵離子是反應(yīng)的氧化劑，若設(shè)計成原電池，鐵離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成亞鐵離子，亞鐵離子為正極產(chǎn)物，故D錯誤；故選A。11．已知1molH2完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量242kJ，且氧氣中1molO=O鍵完全斷裂時吸收熱量496kJ，水蒸氣中1molH－O鍵形成時放出熱量463kJ，則氫氣中1molH－H鍵斷裂時吸收熱量為A．188kJ B．436kJ C．557kJ D．920kJ【答案】B【詳解】1molH2完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量242kJ，則2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484kJ/mol，焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，設(shè)1molH－H鍵斷裂時吸收熱量為xkJ，2x+496kJ-463kJ×4=-484kJ，x=436kJ，故選B。12．（多選題）某Al－電池原理如圖所示，電池總反應(yīng)為，下列說法正確的是A．多孔Ni電極作負(fù)極B．Al電極發(fā)生還原反應(yīng)C．正極的電極反應(yīng)式為D．電池工作時，K+向正極區(qū)移動【答案】CD【詳解】A．該裝置為原電池，活動性比較強的Al在反應(yīng)中為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，活動性比較弱的Ni電極為正極，正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；B．根據(jù)選項A分析可知Al為原電池的分解，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯誤；C．該電池的電解質(zhì)溶液呈堿性，在正極上發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生MnO2，則正極的電極反應(yīng)式為：，C正確；D．根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則可知：該原電池工作時，陽離子向負(fù)電荷較多的正極移動，即K+向正極區(qū)移動，D正確；故合理選項是CD。13．某校興趣小組對氫氧化鈉溶液和稀鹽酸混合后的有關(guān)問題，進行了如下探究：(1)①甲同學(xué)為了證明氫氧化鈉溶液與稀鹽酸能夠發(fā)生反應(yīng)，設(shè)計并完成了如圖所示實驗。X溶液是_______，滴入的量一般為_______。②乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實驗不能充分證明氫氧化鈉溶液與稀鹽酸能夠發(fā)生反應(yīng)，乙同學(xué)的理由是_______。(2)丙同學(xué)利用“保溫瓶式量熱計”(圖略)，測出10mL10%氫氧化鈉溶液和不同體積的10%鹽酸混合過程中，溶液的溫度變化見下表(假設(shè)兩溶液密度相同)。加入鹽酸的體積(V)/mL24681012141618溶液溫度變化(Δt)/℃就此實驗回答下列問題：①鹽酸和氫氧化鈉的反應(yīng)是_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。②請在下圖中繪制出溶液的溫度變化與加入鹽酸體積之間的變化關(guān)系圖_______?！敬鸢浮?1)

酚酞

1～2滴

甲同學(xué)的實驗不能說明是鹽酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應(yīng)還是鹽酸與紅色物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)(2)

放熱

【詳解】（1）①由題圖知加入的指示劑在氫氧化鈉溶液中呈紅色，在酸性溶液中呈無色，故該試劑為酚酞；故X溶液是酚酞，滴入的量一般為1～2滴；②甲同學(xué)的實驗不能充分說明是鹽酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應(yīng)還是鹽酸與紅色物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)；（2）①結(jié)合表格中的數(shù)據(jù)可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；②溫度變化與加入鹽酸體積之間的關(guān)系圖為。14．化學(xué)電源分為一次電池、二次電池和燃料電池，它們在生產(chǎn)生活中具有廣泛的應(yīng)用及發(fā)展前景。(1)一種可充電的“鋰—空氣電池”的工作原理如圖1所示。①電池放電過程中，金屬鋰發(fā)生______(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。②電池正極的反應(yīng)式為_______。(2)鎳鎘電池是二次電池，其工作原理如圖2所示(L為小燈泡，K1、K2為開關(guān)，a、b為直流電源的兩極)。①斷開K2、閉合K1，此時鎳鎘電池的能量轉(zhuǎn)化形式為______。②電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中KOH濃度______(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖3所示，兩電極之間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。①電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為______；放電過程中需補充的物質(zhì)A為______(填化學(xué)式)。2，電路中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為______NA。【答案】(1)

氧化

O2+4e-+2H2O=4OH-(2)

化學(xué)能→電能

減小(3)

HCOO-+2OH--2e-=HCO+H2O

H2SO4

4【詳解】（1）金屬鋰做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，空氣中的氧氣在正極反應(yīng)，正極電極反應(yīng)式O2+4e-+2H2O=4OH-，答案：氧化；O2+4e-+2H2O=4OH-；（2）斷開K2、閉合K1，是原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A做負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，B做正極，發(fā)生還原反應(yīng)。當(dāng)斷開K1、閉合K2，是電解池，B做陽極，總方程式Cd（OH）2+2Ni（OH）2+2OH-=Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中KOH濃度減小，答案：化學(xué)能→電能；減?。唬?）①HCOOH燃料電池，左側(cè)做負(fù)極，右側(cè)做正極，由圖示可知，電池負(fù)極上的HCOO-被氧化為CO2，負(fù)極電極反應(yīng)式為HCOO-+2OH--2e-=HCO+H2O，正極反應(yīng)式Fe3++e-=Fe2+，加入物質(zhì)A發(fā)生的離子反應(yīng)為4Fe2++4H++O?=4Fe3++2H2O，消耗H+，K2SO4從裝置中流出，故加入物質(zhì)A為H2SO4，電池總反應(yīng)為：2HCOOH+2OH-+O2=2HCO+2H22，即1mol氧氣,轉(zhuǎn)移4mol電子，即電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為4NA。故答案：HCOO-+2OH--2e-=HCO+H2O；H2SO4；4。15．人們常常利用化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、電能等其他形式的能量，用于生產(chǎn)、生活和科研。請回答下列問題：(1)下圖表示氫氣燃燒生成水蒸氣的物質(zhì)及能量變化。已知1mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量245kJ。則圖中x為_______。(2)為實現(xiàn)低碳環(huán)保的目標(biāo)，北京冬奧會各賽區(qū)推廣使用氫氧燃料電池汽車。某種氫氧燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如下。①a處通入_______，右側(cè)的電極反應(yīng)式為_______。②若電路中通過3mol電子，則負(fù)極消耗物質(zhì)的質(zhì)量為_______g?！敬鸢浮?1)930(2)

3【詳解】（1）斷鍵吸熱、成鍵放熱，1mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量245kJ，則斷裂1mol氫氣和0.5mol氧氣中的化學(xué)鍵吸收的能量比生成1mol水中的化學(xué)鍵放出的能量小245kJ，則x=436+249+245=930kJ。（2）①由圖示可知，電子由a經(jīng)導(dǎo)線向b移動，a是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，a處通入H2，右側(cè)為正極，正極氧氣得電子生成水，電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O。②負(fù)極發(fā)生反應(yīng)H2-2e-=H+，若電路中通過3mol電子，則負(fù)極消耗1.5mol氫氣，質(zhì)量為3g。16．Ⅰ．為了研究化學(xué)反應(yīng)A+B=C+D的能量變化情況，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置。當(dāng)向盛有A的試管中滴加試劑B時，看到U形管中甲處液面下降乙處液面上升。試回答下列問題：(1)該反應(yīng)為_____反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。(2)A和B的總能量比C和D的總能量_____(填“高”或“低”)。(3)該反應(yīng)的物質(zhì)中的化學(xué)能通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成_____釋放出來。(4)該反應(yīng)的反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的能量____(填“高”或“低”)于生成物化學(xué)鍵形成放出的能量。Ⅱ．在一個小燒杯里加入約20g已研磨成粉末的氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2?8H2O]，將小燒杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上，然后向燒杯內(nèi)加入約10g氯化銨晶體，并立即用玻璃棒迅速攪拌。試回答下列問題：(5)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____。(6)實驗中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是_____。(7)如果沒有看到“結(jié)冰”現(xiàn)象，我們還可以采取哪些方式來說明該反應(yīng)吸熱?_____(答出兩種方案)。(8)“結(jié)冰”現(xiàn)象說明該反應(yīng)是一個_____(填“放出”或“吸收”)能量的反應(yīng)。(9)該反應(yīng)在常溫下就可進行，說明_____?！敬鸢浮?1)放熱(2)高(3)熱能(4)低(5)Ba(OH)2?8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O(6)使反應(yīng)物充分混合，迅速發(fā)生反應(yīng)，使實驗現(xiàn)象更加明顯(7)在燒杯內(nèi)的反應(yīng)物中插入溫度計，通過測量，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后溫度計的示數(shù)下降，說明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；用皮膚感受，感覺燒杯外壁很涼，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；用手觸摸燒杯外壁，感覺燒杯外壁很涼，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；(8)吸熱(9)有的吸熱反應(yīng)不需要加熱也能發(fā)生(或反應(yīng)放熱還是吸熱，與反應(yīng)條件無關(guān))。【分析】斷裂反應(yīng)物的化學(xué)鍵吸收能量，形成生成物是化學(xué)鍵釋放能量，反應(yīng)熱等于斷鍵吸收能量與形成生成物化學(xué)鍵釋放的能量差。放熱反應(yīng)導(dǎo)致反應(yīng)體系溫度升高，吸熱反應(yīng)導(dǎo)致體系溫度降低?！驹斀狻浚?）由題意可知：U形管中甲處液面下降，乙處液面上升，說明化學(xué)反應(yīng)A+B=C+D為放熱反應(yīng)，反應(yīng)放出熱量導(dǎo)致廣口瓶中氣體受熱體積膨脹，導(dǎo)致U形管中甲處液面下降，乙處液面上升；（2）該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，說明反應(yīng)物A和B的總能量比生成物C和D的總能量高；（3）該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，說明反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的能量低于生成物化學(xué)鍵形成放出的能量。即該反應(yīng)的物質(zhì)中的化學(xué)能通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成熱能釋放出來；（4）由于反應(yīng)熱等于斷裂反應(yīng)物化學(xué)鍵吸收的能量與形成生成物化學(xué)鍵釋放的總能量的差。該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，說明該反應(yīng)的反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的能量小于生成物化學(xué)鍵形成放出的能量；（5）氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2?8H2O]與NH4Cl混合反應(yīng)產(chǎn)生BaCl2、NH3、H2O，反應(yīng)方程式為：Ba(OH)2?8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O；（6）實驗中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是使反應(yīng)物充分混臺，迅速發(fā)生反應(yīng)，使實驗現(xiàn)象更加明顯；（7）如果沒有看到“結(jié)冰”現(xiàn)象，可以采取如下措施證明反應(yīng)是放熱反應(yīng)：在燒杯內(nèi)的反應(yīng)物中插入溫度計，反應(yīng)后溫度計示數(shù)下降，說明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；或用手觸摸燒杯外壁，感覺燒杯外壁很涼，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；（8）舊化學(xué)鍵斷裂吸收能量，新化學(xué)鍵形成放出能量，“結(jié)冰”現(xiàn)象說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；（9）該反應(yīng)在常溫下就可以進行，說明有的吸熱反應(yīng)不需要加熱也可發(fā)生，或反應(yīng)放熱還是吸熱，與反應(yīng)條件無關(guān)。模塊二：培優(yōu)試題精選1．利用垃圾假單胞菌株分解有機物的電化學(xué)原理如圖所示。下列說法正確的是A．電子流向：電極B→負(fù)載→電極AB．電極A上的反應(yīng)式為：C．若有機物為葡萄糖，處理0.25mol有機物，電路中轉(zhuǎn)移電子6molD．若B電極上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣22.4L，B電極區(qū)域溶液增重32g【答案】C【詳解】A．由題中信息可知該裝置為原電池，A為負(fù)極，B為正極，電子由負(fù)極流出沿導(dǎo)線流入正極，所以電子流向：電極A→負(fù)載→電極B，A錯誤；B．觀察圖中信息知X生成Y少了2個氫原子，化合價升高2，A電極的反應(yīng)式為：，B錯誤；C．葡萄糖分子式C6H12O6，反應(yīng)后生成CO2，C元素由0價升高到+4價，處理0.25mol有機物，電路中轉(zhuǎn)移電子，C正確；D．B電極上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣22.4L，即消耗1molO2，質(zhì)量為32g，O2+4e-+4H+=2H2O，為維持電荷守恒，有4molH+由左側(cè)移向右側(cè)，所以B電極區(qū)域溶液增重32g+4g=36g，D錯誤；故答案選C。2．閱讀材料回答問題：鋰—銅空氣燃料電池容量高、成本低。該電池通過一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電能，放電時發(fā)生反應(yīng)：2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列說法不正確的是A．通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2OB．放電時，正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．放電時，Li＋透過固體電解質(zhì)向Cu極移動D．整個反應(yīng)過程中，總反應(yīng)為：4Li+O2+2H2O=4LiOH【答案】B【分析】根據(jù)放電過程中總反應(yīng)：2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－可知，Li元素化合價由0價變?yōu)椋?價、Cu元素化合價由＋1價變?yōu)?價，則Li為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Li-e-=Li+、Cu電極為正極，反應(yīng)式為：，放電時電解質(zhì)中陽離子向正極移動，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O，方程式為：，A正確；B．根據(jù)放電時發(fā)生反應(yīng)：2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，可知正極反應(yīng)式為：，B錯誤；C．，Li＋帶正電荷，應(yīng)向電源的正極移動，銅電極為電源正極，C正確；D．根據(jù)反應(yīng)的方程式：，2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，可得總的方程式為4Li+O2+2H2O=4LiOH，D正確；故本題選B。3．現(xiàn)用如圖所示裝置來測定某原電池工作時在一段時間內(nèi)通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量。量筒的規(guī)格為1000mL，電極材料是鎂片和鋁片。下列有關(guān)說法正確的是A．b電極材料是鎂片B．電流經(jīng)a流向bC．若用NaOH溶液代替稀硫酸，溶液中的OH-移向鋁片一極【答案】C【分析】根據(jù)原電池的工作原理，由裝置圖知，電極b產(chǎn)生氣體，則b為正極，電極b為鋁片，電極反應(yīng)式為：2H++2e-=H2↑；電極a為鎂片，作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Mg-2e-=Mg2+，電流經(jīng)正極流向負(fù)極，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，據(jù)此分析作答?！驹斀狻緼．由分析知，b電極材料為鋁片，A項錯誤；B．由分析知，電極a為負(fù)極，電極b為正極，電流由正極流向負(fù)極，即電流經(jīng)b流向a，B項錯誤；C．用NaOH溶液代替稀硫酸，則鋁作負(fù)極，陰離子移向負(fù)極，則溶液中的OH-移向鋁片一極，C項正確；D．未說明標(biāo)況，無法計算量筒中收集氣體的物質(zhì)的量，無法計算通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量，D項錯誤；答案選C。4．利用下列原電池，既能實現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放，減輕環(huán)境污染，又能充分利用化學(xué)能，裝置如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是A．電極A為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電流從電極B經(jīng)導(dǎo)線流向電極A，再經(jīng)電解質(zhì)溶液回到電極BC．為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜【答案】D【分析】由題干裝置圖可知，左池通入NH3生成N2，失去電子，電極A為原電池的負(fù)極，反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，右池通入NO2生成N2，得到電子，電極B為原電池的正極，反應(yīng)式為2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-，據(jù)此分析解題?！驹斀狻緼．由分析可知，電極A為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；B．由分析可知，電極A為負(fù)極，電極B為正極，電子有負(fù)極A經(jīng)導(dǎo)線流向正極B，但電子不能經(jīng)過電解質(zhì)溶液，B正確；C．為使電池持續(xù)放電，正極區(qū)生成的不斷通過陰離子交換膜進入負(fù)極區(qū)，C正確；D．當(dāng)有(標(biāo)準(zhǔn)狀況)被處理時，由分析中反應(yīng)可知，轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為0.8mol，D錯誤；故答案為D。5．“太陽水”電池裝置如圖所示，該電池由三個電極組成，其中a為TiO2電極，b為Pt電極，c為WO3電極，電解質(zhì)溶液為pH=3的Li2SO4-H2SO4溶液。鋰離子交換膜將電池分為A、B兩個區(qū)，A區(qū)與大氣相通，B區(qū)為封閉體系并有N2保護。下列關(guān)于該電池的說法正確的是A．若將a、c用導(dǎo)線連接，a為正極且電極附近溶液pH減小B．若將a、c用導(dǎo)線連接，Li+透過鋰離子交換膜向左側(cè)遷移C．若將b、c用導(dǎo)線連接，可實現(xiàn)太陽能向電能轉(zhuǎn)化D．若將b、c用導(dǎo)線連接，c電極的電極反應(yīng)式為HxWO3-xe-=WO3+xH+【答案】D【分析】a極為H2O→O2發(fā)生了氧化反應(yīng)，在原電池中應(yīng)該為負(fù)極。b極為空氣→H2O，發(fā)生了還原反應(yīng)，在原電池中應(yīng)該為正極。【詳解】A．若a、c相連，a極反應(yīng)為為H2O-4e-=O2↑+4H+，該極產(chǎn)生了H+pH降低，A項錯誤；B．若a、c相連，a極為負(fù)極c為正極，Li+通過離子交換膜移向右側(cè)移動，B項錯誤；C．b、c連接，b為正極，c為負(fù)極。沒有涉及到太陽能的轉(zhuǎn)化問題，C項錯誤；D．b、c連接，b為正極，c為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)即HXWO3→WO3，反應(yīng)方程式為HxWO3-xe-=WO3+xH+，D項正確；故選D。6．一種新型無隔膜可充電電池，水系電池以鋅箔、石墨氈為集流體，和的混合液作電解質(zhì)溶液，工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．過程I為充電過程，a接電源的正極B．為增強電池效率，可向電解液中加入硫酸以增強溶液的導(dǎo)電性C．過程II為放電過程，石墨氈極的電極反應(yīng)式為D．放電時，當(dāng)外電路轉(zhuǎn)移2mol時，兩電極質(zhì)量變化的差值為22g【答案】D【詳解】由圖可知，水系可充電電池放電時即過程Ⅱ，鋅箔作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e=Zn2+，石墨為正極，電極反應(yīng)式為MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，充電時即過程Ⅰ，鋅箔作陰極，電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn，石墨為陽極，電極反應(yīng)式為，據(jù)此作答。A．過程Ⅰ為充電過程，a接電源的負(fù)極，A項錯誤；B．向電解液中加入硫酸﹐硫酸與二氧化錳反應(yīng)，電池效率降低，B項錯誤；C．過程Ⅱ為放電過程，石墨為正極，電極反應(yīng)式為MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，C項錯誤；D．放電時即過程Ⅱ，鋅箔作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e=Zn2+，石墨為正極，電極反應(yīng)式為MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，當(dāng)外電路有2mol電子轉(zhuǎn)移時，負(fù)極減少65克，正極減少88克，兩極質(zhì)量差為88-65=22克，D項正確。故選D。7．（多選題）一種微生物燃料電池如圖所示，下列關(guān)于該電池說法正確的是A．a(chǎn)電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)B．H+由左室通過質(zhì)子交換膜進入右室C．當(dāng)b電極上產(chǎn)生lmolN2時，溶液中將有l(wèi)0mole-通過D．b電極反應(yīng)式為：2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O【答案】BD【分析】由圖可知，電極a為燃料電池的負(fù)極，葡萄糖在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為C6H12O6—24e—+6H2O=6CO2↑+24H＋，電極b為正極，硝酸根離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氮氣和水，電極反應(yīng)式為2＋10e—＋12H＋=N2↑＋6H2O?！驹斀狻緼．由分析可知，電極a為燃料電池的負(fù)極，故A錯誤；B．燃料電池工作時，氫離子向正極移動，由左室通過質(zhì)子交換膜進入右室，故B正確；C．由分析可知，電極b為正極，硝酸根離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氮氣和水，則當(dāng)b電極上產(chǎn)生lmolN2時，導(dǎo)線中將有l(wèi)mol×5×2=l0mole—通過，故C錯誤；D．由分析可知，電極b為正極，硝酸根離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氮氣和水，電極反應(yīng)式為2＋10e—＋12H＋=N2↑＋6H2O，故D正確；故選BD。8．電化學(xué)技術(shù)在處理污染氣體領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛。(1)利用反應(yīng)構(gòu)成電池的方法，既能實現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放，又能提供電能，裝置如圖所示。①A電極的電極反應(yīng)式為___________。②下列關(guān)于該電池的說法正確的是___________。A．電子從右側(cè)電極經(jīng)過負(fù)載后流向左側(cè)電極B．為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜C．電池工作一段時間，溶液的不變D．當(dāng)有被處理時，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為(2)以含廢氣為原料，用電化學(xué)方法制取硫酸。裝置如圖。寫出負(fù)極電極反應(yīng)式___________。若發(fā)電廠利用上述裝置處理含廢氣，電池輸出電壓為，每天處理廢氣約為(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，廢氣中體積分?jǐn)?shù)為2.24％。則該電池每天提供___________電能。(的電量為)【答案】(1)

B(2)

804【詳解】（1）①根據(jù)總反應(yīng)知NH3中N元素從-3價升高到0價，失去電子，因此A電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：。②A．電極A為負(fù)極，電子從左側(cè)電極經(jīng)負(fù)載流向右側(cè)電極，A錯誤；B．B極為正極，電極反應(yīng)式為，而負(fù)極則消耗，為使電池持續(xù)供電，正極生成的必須通過離子交換膜轉(zhuǎn)移到負(fù)極區(qū)，故選用陰離子交換膜，B正確；C．根據(jù)總反應(yīng)知，反應(yīng)生成水，會稀釋電解質(zhì)溶液，因此溶液pH會改變，C錯誤；D．利用摩爾體積計算時，必須指明溫度與壓強，D錯誤；故選B。（2）以制取，S元素化合價升高，失去電子，因此A電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：，依題意，每天處理的體積為（標(biāo)準(zhǔn)狀況），轉(zhuǎn)移電子的總電量為，根據(jù)電能公式、電流公式，該電池每天提供的電能為：，按轉(zhuǎn)換后得：。9．回答下列問題：(1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)：Cu(s)+2Ag+(aq)=Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計原電池，若用銅、銀做兩個電極，開始兩電極質(zhì)量相等，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mol電子時兩電極的質(zhì)量差為____g。(2)某種燃料電池的工作原理示意如圖所示，a、b均為惰性電極。①假設(shè)使用的“燃料”是氫氣(H2)，則a極的電極反應(yīng)式為____。若電池中氫氣(H2)通入量為224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上通過電流表的電量為____C。(已知一個電子所帶電量為1.6×10?19C，NA約為6.02×1023mol?1)。②假設(shè)使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，則a極的電極反應(yīng)式為____，如果消耗甲醇160g，假設(shè)化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為____(用NA表示)。(3)一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如圖所示，電池總反應(yīng)為4VB2+11O2+20OH－+6H2O=8B(OH)+4VO。VB2電極發(fā)生的電極反應(yīng)為____。(2)

H2?2e－+2OH－=2H2O

1.93×103

CH3OH?6e－+8OH－=CO+6H2O

30NA(3)VB2+16OH－?11e－=VO+2B(OH)+4H2O【解析】（1）Cu(s)+2Ag+(aq)=Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計原電池，若用銅、銀做兩個電極，開始兩電極質(zhì)量相等，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mol電子時，則負(fù)極有0.005mol銅溶解，正極有0.01mol銀生成，因此兩電極的質(zhì)量差為0.01mol×108g?mol?1+0.005mol×64g?mol?1＝1.4g；故答案為：1.4；（2）①假設(shè)使用的“燃料”是氫氣(H2)，根據(jù)圖中電子轉(zhuǎn)移方向得到a為負(fù)極，b為正極，則a極的電極反應(yīng)式為H2?2e－+2OH－=2H2O。若電池中氫氣(H2)通入量為224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)即物質(zhì)的量為0.01mol，且反應(yīng)完全，電子轉(zhuǎn)移為0.02mol，則理論上通過電流表的電量為0.02mol×6.02×1023mol?1×1.6×10?19C≈1.93×103C；故答案為：H2?2e－+2OH－=2H2O；1.93×103；②假設(shè)使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，甲醇失去電子變?yōu)樘妓岣?，則a極的電極反應(yīng)式為CH3OH?6e－+8OH－=CO+6H2O，如果消耗甲醇160g即物質(zhì)的量為5mol，假設(shè)化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為5mol×6×NAmol?1=30NA；故答案為：CH3OH?6e－+8OH－=CO+6H2O；30NA；（3）根據(jù)電池總反應(yīng)為4VB2+11O2+20OH－+6H2O=8B(OH)+4VO，則VB2電極為負(fù)極，反應(yīng)生成B(OH)、VO，則該電極發(fā)生的電極反應(yīng)為VB2+16OH－?11e－=VO+2B(OH)+4H2O；故答案為：VB2+16OH－?11e－=VO+2B(OH)+4H2O。10．通過電解、的混合溶液得到普通干電池中的鋅與，某研究小組設(shè)計了如下圖所示的實驗探究裝置?；卮鹣铝袉栴}：(1)燃料電池的優(yōu)點是_______，圖中是將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，負(fù)極的電極反應(yīng)為_______。(2)閉合開關(guān)后，鋁電極上的產(chǎn)物是_______，一段時間后陽極附近溶液的pH_______(填“增大”、“不變”或“減小”)，電解、的混合溶液的陽極反應(yīng)式為_______(3)假定燃料電池中的化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能，負(fù)極每消耗2.24L(標(biāo)況)，電解池中回收制得單質(zhì)，電解池的能量利用率為_______?！敬鸢浮?1)

能量轉(zhuǎn)化率高，環(huán)境友好

(2)

Zn(或鋅)

減小

(3)75%【解析】（1）燃料電池的優(yōu)點是能量轉(zhuǎn)化率高，環(huán)境友好；燃料電池中，通入燃料的一極為原電池的負(fù)極，則甲烷燃料電池中，通入甲烷的一極為原電池的負(fù)極，甲烷在堿性溶液中失電子最終變成碳酸根離子，負(fù)極的電極反應(yīng)為。（2）由裝置圖可知，鋁極連接著燃料電池的負(fù)極，鋁極為電解池的陰極，陰極上發(fā)生得到電子的反應(yīng)，由電解池中的溶質(zhì)可知，鋁電極上的產(chǎn)物是Zn(或鋅)；陽極放電的物質(zhì)是水電離產(chǎn)生的氫氧根離子，氫氧根離子濃度減小，促進水的電離，氫離子濃度增加，則一段時間后陽極附近溶液的減小，電解、的混合溶液的陽極反應(yīng)式為。（3）根據(jù)上述分析可知電解池鋁電極析出鋅單質(zhì)，其電極方程式為Zn2++2e-=Zn，燃料電池中負(fù)極每消耗（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CH4，電路中轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為，根據(jù)串聯(lián)電路上得失電子數(shù)守恒可知理論上能得到的鋅的質(zhì)量為65g/mol×=26g，則電解池的能量利用率為。11．Ⅰ．為驗證不同化合價鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進行實驗?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗室用FeSO4·7H2O固體和蒸餾水配制FeSO4溶液時，還需要加入少量鐵粉和___________(寫物質(zhì)名稱)。(2)電池反應(yīng)一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增大，石墨電極上未見Fe析出。則石墨電極的電極反應(yīng)式為___________，因此，驗證了Fe2+氧化性小于___________(寫化學(xué)符號，下同)，還原性小于___________。Ⅱ．工業(yè)廢水中常含有一定量有毒的和，必須進行處理。常用的處理方法有兩種。方法一：還原沉淀法該法的工藝流程為：↓(3)第①步存在平衡：2(黃色)+2H+(橙色)+H2O。若平衡體系的pH=2，則溶液顯___________色。(4)第②步中，還原1mol離子，需要___________molFeSO4·7H2O。方法二：電解法該法用Fe做電極電解含的酸性廢水，隨著電解進行，陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。(5)用Fe做電極的原因為___________。(6)溶液中同時生成的沉淀還有___________(寫化學(xué)式)。【答案】(1)硫酸(2)

Fe3++e-=Fe2+

Fe3+

Fe(3)橙色(4)6(5)陽極反應(yīng)為Fe-2e-═Fe2+，以提供還原劑Fe2+(6)Cr（OH）3【解析】（1）FeSO4溶液易被氧化為硫酸鐵，加入鐵可以防止Fe2+被氧化；Fe2+離子在水溶液中水解使配制的溶液變渾濁，加入少量硫酸可以抑制二價鐵離子的水解。（2）電池反應(yīng)一段時間后，測得鐵電極溶液中c（Fe2+）增加，石墨電極上未見Fe析出，這是因為石墨電極上Fe3+得到電子被還原為Fe2+，故石墨電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為Fe3++e-=Fe2+，總反應(yīng)方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+，F(xiàn)e3+為氧化劑，F(xiàn)e2+為氧化產(chǎn)物，由于氧化劑的氧化性比氧化產(chǎn)物的強，所以氧化性：Fe2+＜Fe3+，F(xiàn)e2+還原性小于Fe。（3）第①步存在平衡：2(黃色)+2H+(橙色)+H2O，若平衡體系的pH=2，溶液呈酸性，平衡正向移動，則溶液顯橙色。（4）第②步中，離子中的Cr由+6價降低為+3價，亞鐵離子由+2價升高為+3價，根據(jù)得失電子守恒，還原1mol離子，需要mol=6molFeSO4·7H2O。（5）在電解法除鉻中，鐵作陽極，陽極反應(yīng)為Fe-2e-═Fe2+，以提供還原劑Fe2+。（6）在陰極附近溶液pH升高的原因是水電離產(chǎn)生的H+放電生成H2：2H++2e-═H2↑；同時大量產(chǎn)生了OH-，產(chǎn)生Cr（OH）3沉淀。12．為了解決能源的可再生及將變廢為寶等問題科學(xué)家借鑒自然界的光合作用原理通過“人工”光合作用合成了甲醇等液態(tài)燃料，因此甲醇又被稱為液態(tài)太陽燃料。液態(tài)太陽燃料的合成及應(yīng)用如圖甲所示。請回答：(1)聯(lián)系自然界的光合作用原理，并結(jié)合圖甲，寫出“人工”光合作用的化學(xué)方程式：___________；在圖示轉(zhuǎn)化過程中，太陽能除了儲存在甲醇中，還儲存在___________(填化學(xué)式)中。(2)圖中熱催化過程的反應(yīng)原理為。已知：2H2+O2(g)=2H2O(g)△H1=-483.6kJ/mol；2CH3OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)△H2=-1352.86kJ/mol，則可求得___________。(3)已知H﹣H鍵能為436KJ/mol，H﹣N鍵能為391KJ/mol，根據(jù)化學(xué)方程式：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=﹣92KJ/mol，則N≡N鍵的鍵能是___________。(4)已知反應(yīng)：HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)△H=+92.3kJ?mol﹣1，則反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的△H為___________?！敬鸢浮?1)

2CO?+4H?O2CH3OH+3O?或2H?O2H?+O2、CO?+3H?CH3OH+H?O

H?(3)946kJ/mol(4)+184.6kJ/mol【詳解】（1）由液態(tài)陽光燃料的合成示意圖分析可知，排放在空氣中的CO?與H?O電解產(chǎn)生的H?在太陽能的條件下發(fā)生反應(yīng)生成CH3OH，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO?+4H?O2CH3OH+3O?或2H?O2H?+O2、CO?+3H?CH3OH+H?O；由圖示可知太陽能除了儲存在甲醇中，還儲存在H?中。（2）。根據(jù)反應(yīng)①2H2+O2(g)=2H2O(g)△H1=-483.6kJ/mol；②2CH3OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)△H2=-1352.86kJ/mol，由蓋斯定律可得,代入數(shù)值可得△H=-48.97KJ/mol。（3）反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，故x+3×436kJ/mol-2×3×391kJ/mol=-92kJ/mol，解得：x=946kJ/mol。（4）根據(jù)反應(yīng)：HCl(g)=H2(g)+

Cl2(g)△H=+92.3kJ/mol，則反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的△H為2×(+92.3kJ/mol)=+184.6kJ/mol。13．二甲醚()是重要的化工原料，也是一種清潔的能源，可用和制得，由合成氣制備二甲醚的主要原理如下：①

②

③

(1)反應(yīng)的_______；該反應(yīng)的平衡常數(shù)_______(用、、表示)。(2)下列措施中，能提高①中產(chǎn)率的有_______。A．使用過量的 B．升高溫度 C．增大壓強 D．使用催化劑(3)將合成氣以通入的反應(yīng)器中，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：

，其中的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是_______(填字母)。A．B．C．若在和316℃時，起始時，則平衡時，小于50%(4)采用一種新型的催化劑(主要成分是的合金)，利用和制備二甲醚(DME)。觀察圖，當(dāng)約為_______時最有利于二甲醚的合成。(5)下圖為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖，a極生成的氣體是_______，b電極的電極反應(yīng)式為_______。(6)甲醇液相脫水法制二甲醚的原理是：，。與合成氣制備二甲醚比較，該工藝的優(yōu)點是反應(yīng)溫度低，轉(zhuǎn)化率高，其缺點是_______?！敬鸢浮?1)

?246.1

(2)AC(3)AB(4)2~3(5)

二氧化碳

(6)H2SO4腐蝕設(shè)備或有硫酸廢液產(chǎn)生【分析】(1)據(jù)蓋斯定律由已知的熱化學(xué)方程式乘以相應(yīng)的數(shù)值進行加減，來構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，從而計算反應(yīng)熱和反應(yīng)平衡常數(shù)；(2)提高反應(yīng)①中的產(chǎn)率，使平衡正向移動即可；(3)由圖可知升高溫度CO轉(zhuǎn)化率減小，可知升高溫度平衡逆向移動；為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強平衡正向移動，CO轉(zhuǎn)化率增大；(4)由圖可知，最高點時對應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性較大，有利于二甲醚的合成；(5)酸性條件下，二甲醚失電子生成二氧化碳；(6)根據(jù)硫酸的性質(zhì)分析?！驹斀狻浚?）已知①

；②

；③

；根據(jù)蓋斯定律，①×2＋②＋③得△H＝(?90.7×2?23.5?41.2)kJ?mol?1＝?246.1kJ?mol?1；該反應(yīng)平衡常數(shù)為；故答案為?246.1，；（2）提高反應(yīng)①中的產(chǎn)率，使平衡正向移動即可；A．使用過量的，增加反應(yīng)物，可使平衡正向移動，故A符合題意；B．該反應(yīng)焓變?yōu)樨?fù)，升高溫度平衡逆向移動，故B不符合題意；C．該反應(yīng)為氣體體積減少，增大壓強反應(yīng)正向移動，故C符合題意；D．催化劑影響反應(yīng)速率，不影響反應(yīng)平衡，故D不符合題意；故答案選AC；（3）A．由圖可知升高溫度CO轉(zhuǎn)化率減小，可知升高溫度平衡逆向移動，，故A正確；B．該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強平衡正向移動，CO轉(zhuǎn)化率增大，則，故B正確；C．若在和316℃時，起始時>2，增大氫氣的量可促進CO的轉(zhuǎn)化，則平衡時，大于50%，故C錯誤；故答案選AB；（4）由圖可知，最高點時對應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性較大，有利于二甲醚的合成，即催化劑中約為2~3時最有利于二甲醚的合成；故答案為2~3；（5）酸性條件下，二甲醚在負(fù)極失電子生成二氧化碳，其電極反應(yīng)式為：；b極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，方程式為；故答案為二氧化碳；；（6）該反應(yīng)有硫酸參加，因為硫酸是強酸，具有較強的腐蝕性，能腐蝕設(shè)備；故答案為H2SO4腐蝕設(shè)備或有硫酸廢液產(chǎn)生。【點睛】本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算，等效平衡，化學(xué)平衡的計算，化學(xué)電源新型電池等，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，難度較大，注意化學(xué)平衡的計算是關(guān)鍵。14．I.如圖所示，A、B、C、D為惰性電極，回答下列問題：(1)乙裝置為_______(填“原電池”或“電解池”)。(2)工作一段時間后，甲中出現(xiàn)渾濁，甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(3)丁裝置欲在鐵上鍍銀，則極板M的材料為_______。(4)工作一段時間后，丙中C、D兩極上都產(chǎn)生2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，C極氣體為_______(填化學(xué)式)，欲使溶液恢復(fù)到起始狀態(tài)，可向溶液中加入_______(填序號)。A．CuOB．Cu2(OH)2CO3C．Cu(OH)2D．CuCO3(5)當(dāng)A電極產(chǎn)生22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，理論上乙中PbO2電極質(zhì)量改變_______g。II.全釩液流電池的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鉛酸蓄電池，圖為其基本工作原理示意圖，兩電極可為惰性電極，為保證電池穩(wěn)定運行，“隔膜”選用質(zhì)子交換膜，釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同種類的釩離子(V2+、V3+、VO2+、)為正極和負(fù)極電極反應(yīng)的活性物質(zhì)，電池總反應(yīng)為VO2++V3++H2OV2+++2H+，放電時，H+由B區(qū)通過隔膜移動到A區(qū)。回答下列問題：(6)放電時，A為電池的_______區(qū)(填“正極”或“負(fù)極”)，B區(qū)電解液含有的釩離子為_______。(7)充電時，B區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______。【答案】(1)原電池(2)(3)鐵(4)

H2

C(5)64(6)

正極

VO2+、(7)【分析】A、B、C、D全部為惰性電極，丁裝置為電鍍裝置，故乙裝置為原電池裝置，Pb為負(fù)極，PbO2為正極，甲、丙、丁池均為電解池裝置，從左向右電極依次為：A陰極、B陽極、C陰極、D陽極、M陰極、N陽極。（1）根據(jù)分析，乙為原電池裝置；（2）甲為電解池裝置，電解氯化鎂溶液，產(chǎn)生的渾濁為氫氧化鎂沉淀，電池的總反應(yīng)式為：；（3）欲在鐵上鍍銀，則銀在陽極，鐵在陰極，根據(jù)分析M為陰極，故極板M的材料為鐵；（4）丙裝置為電解硫酸銅溶液，C為陰極，電極反應(yīng)為，銅離子反應(yīng)完后，故C極產(chǎn)生的氣體為H2；D為陽極，電極反應(yīng)為，當(dāng)兩電極均產(chǎn)生標(biāo)況下2.24L氣體時，氣體的物質(zhì)的量均為0.1mol，此時生成0.1molCu，0.1molH2，0.1molO2，欲使溶液恢復(fù)到起始狀態(tài)，需要補充Cu(OH)20.1mol，故選C；（5）A陰極，電極反應(yīng)為：，產(chǎn)生22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)即1molH2時，電路中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為2mol，在乙池中PbO2電極發(fā)生的電極反應(yīng)為：，生成硫酸鉛的物質(zhì)的量為1mol，質(zhì)量變化為1molPbO2和1molPbSO4的質(zhì)量差值，為64g；（6）放電時陽離子移向正極，而H+由B區(qū)通過隔膜移動到A區(qū)，故A極為正極；B極為負(fù)極，根據(jù)電池總反應(yīng)，負(fù)極VO2+發(fā)生氧化反應(yīng)得到，故B極區(qū)所含的釩離子為：VO2+、；（7）充電時B極為陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：。15．以菱鐵礦(主要成分是碳酸亞鐵)為原料制取鐵的流程如圖：(1)“浸取”時通常將菱鐵礦石進行粉碎，其目的_______；(2)“氧化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______；(3)“沉淀”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______；(4)現(xiàn)有如下兩個反應(yīng)：①②。根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能設(shè)計成原電池的反應(yīng)是_______(填序號)。該電池的正極材料是_______。(5)鋅錳干電池是最早使用的化學(xué)電池，其基本構(gòu)造如圖1所示：電路中每通過，負(fù)極質(zhì)量減少_______g；工作時在正極放電產(chǎn)生兩種氣體，其中一種氣體分子是的微粒，正極的電極反應(yīng)式是_______。(6)圖2為氫氧燃料電池原理示意圖。該燃料電池正極的電極反應(yīng)式_______。若導(dǎo)線中通過個電子，負(fù)極消耗氣體的體積為_______(標(biāo)況下)。(7)直接乙醇燃料電池()具有很多優(yōu)點。現(xiàn)有以下三種乙醇燃料電池。①堿性乙醇燃料電池中，電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______。②酸性乙醇燃料電池中，電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______。③熔融碳酸鹽乙醇燃料電池中，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______?！敬鸢浮?1)增大接觸面積，加快反應(yīng)速率(2)(3)(4)

②

石墨或惰性電極(5)

13.0

(6)

(7)

【分析】菱鐵礦的主要成分為FeCO3在浸取過程中與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，氧化過程時H2O2與FeSO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2(SO4)3，氧化后溶液中加入氨水可發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成氫氧化鐵的紅褐色沉淀，F(xiàn)e(OH)3經(jīng)過高溫灼燒變成Fe2O3，F(xiàn)e2O3在高溫下與還原性物質(zhì)（CO、H2、C）發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵單質(zhì)，據(jù)此答題。（1）菱鐵礦與稀硫酸發(fā)生浸取時通常將礦石進行粉碎其目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；（2）浸取時FeCO3與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，加入強氧化性物質(zhì)H2O2與FeSO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為：；（3）氧化時將亞鐵離子變?yōu)殍F離子，加入氨水產(chǎn)生氫氧化鐵的紅褐色沉淀，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：；（4）反應(yīng)①為復(fù)分解反應(yīng)，化合價不變，反應(yīng)②為氧化還原反應(yīng)，化合價變化，原電池的反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移，則氧化還原反應(yīng)②可設(shè)計為原電池反應(yīng)；原電池正極得到電子，化合價降低，分析化合價可知Cu化合價升高失去電子為原電池的負(fù)極材料，則正極材料為石墨或惰性電極；（5）①由圖可知，鋅錳電池中，負(fù)極材料為Zn，正極材料為石墨，在原電池中整個電路轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目等于負(fù)極失去的電子數(shù)目，則負(fù)極失去的電子數(shù)目為，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：，參加反應(yīng)的Zn的物質(zhì)的量為0.2mol，則負(fù)極質(zhì)量減輕；②電池工作時離子在正極上產(chǎn)生2種氣體，其中一種是的微粒為NH3，另一種為氫氣，則正極反應(yīng)為：；（6）①由圖可知氫氧燃料電池中，負(fù)極失去電子，正極得到電子，燃料H2通入極為負(fù)極，O2通入極為正極，氫離子向正極移動，該燃料電池的正極電極反應(yīng)式為：；②導(dǎo)線中通過個電子，則負(fù)極失去的電子數(shù)為，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：，參加反應(yīng)的H2的物質(zhì)的量為2mol，在標(biāo)況下負(fù)極消耗氣體的體積為；（7）①堿性乙醇燃料電池中，電解質(zhì)溶液為KOH，電解質(zhì)溶液中傳導(dǎo)的離子為，向負(fù)極移動，通入乙醇燃料的電極a為負(fù)極，則a電極的電極反應(yīng)式為：；②酸性乙醇燃料電池中，電解質(zhì)溶液中傳導(dǎo)的離子為，通入乙醇燃料的電極a為負(fù)極，則a電極的電極反應(yīng)式為：；③熔融碳酸鹽乙醇燃料電池中，電解質(zhì)傳導(dǎo)的離子為，向負(fù)極移動，通入乙醇燃料的電極a為負(fù)極，由圖可知通入乙醇可生成CO2和H2O，則a電極的電極反應(yīng)式為：；模塊三：名校競賽試題精選1．（2016·廣東·高二競賽）以CH4(g)為燃料可以設(shè)計甲烷燃料電池，該電池以稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，其負(fù)極電極反應(yīng)方程式為A．2H++2e-=H2 B．CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+C．2OH--2e-=O2+H+ D．CH4+4e-=C+H+【答案】B【解析】略2．（2017·廣東·高二競賽）一個容器被多孔隔板分隔成a、b兩部分，a中盛放的是質(zhì)量相等的兩種金屬氯化物混合物溶液、底部放一薄石墨片，b中盛放ZnCl2溶液、底部放一薄Zn片，這兩個薄片可以與其上析出的沉淀一起稱量。將溶液進行攪拌，用導(dǎo)線連接兩薄片，兩電極片質(zhì)量變化與時間的關(guān)系如下表(按稱量序號增大的次序，鋅和水的反應(yīng)可忽略不計)：稱量編號電極片質(zhì)量的變化Δm/g石墨Zn片實驗前123456789B．初期，石墨增量為0的原因是，兩種金屬氯化物中的一種被還原，且產(chǎn)物溶于水C．編號3~5的實驗過程中發(fā)生了反應(yīng)：Cu2++Cl-+e-=CuCl↓D．Cl-濃度在整個實驗過程中的變化情況是：不變→減小→增加→不變【答案】A【解析】略3．（2018·廣東·高二競賽）二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點，其總反應(yīng)為：C2H6O+3O2=2CO2+3H2O。下列說法正確的是A．電解質(zhì)為酸性時二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2OB．一個二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生4個電子的電量C．電池在放電過程中，負(fù)極周圍溶液的pH變小D．堿性條件下，正極反應(yīng)與酸性條件一致，負(fù)極反應(yīng)不同【答案】C【詳解】A．電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為二甲醚失電子生成二氧化碳，結(jié)合原子守恒和電荷守恒寫出電極反應(yīng)為：CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+，A錯誤；B．由負(fù)極電極反應(yīng)式：CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+，1個二甲醚分子反應(yīng)可產(chǎn)生12個電子的電量，B錯誤；C．負(fù)極電極反應(yīng)式：CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+，產(chǎn)生H+，pH變小，C正確；D．正極為氧氣得電子，酸性電極反應(yīng)式：O2+4e-+4H+=2H2O，堿性的為O2+4e-+2H2O=4OH-，D錯誤；故選：C。4．（2017·湖南·高二競賽）將用導(dǎo)線連接的兩根鉑電極放置在KOH溶液中，然后分別向兩極通入H2和O2，即可產(chǎn)生電流，形成燃料電池，其電池反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O。下列敘述正確的是A．通入H2的電極為正極，通入O2的電極為負(fù)極B．正極的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH-C．電池工作時溶液中的陽離子向負(fù)極移動，陰離子向正極移動D．電池工作時電流由負(fù)極通過導(dǎo)線流向正極【答案】B【分析】氫氧燃料堿性電池中，氫氣在負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，氧氣在正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，據(jù)此結(jié)合原電池的工作原理分析解答。【詳解】A．根據(jù)上述分析可知，通入氫氣的電極為負(fù)極，通入氧氣的電極為正極，A錯誤；B．正極氧氣得電子轉(zhuǎn)化為氫氧根離子，其電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH-，B正確；C．電池工作時溶液中的陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，C錯誤；D．電池工作時電子由負(fù)極通過導(dǎo)線流向正極，而電流則是由正極通過導(dǎo)線流向負(fù)極，D錯誤；故選B。5．（2015·浙江·高二競賽）硼化釩(VB2)-空氣電池是目前儲電能力最高的電池，電池示意圖如下。該電池反應(yīng)產(chǎn)物分別是B和V最高價氧化物。下列說法正確的是A．反應(yīng)過程中溶液的pH升高B．電池持續(xù)反應(yīng)過程中，選擇性透過膜只能用陽離子選擇性膜C．硼化釩屬于原子晶體，電路通過1mole-D．VB2極的電極反應(yīng)式為：2VB2+2OH--22e-=2VO+4B(OH)+6H2O【答案】C【解析】略6．（2020秋·甘肅武威·高二?？几傎悾┮阎磻?yīng)X+Y=M+N為吸熱反應(yīng)，下列說法中正確的是A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的B．因為該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故一定要加熱，反應(yīng)才能進行C．?dāng)嚅_反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所放出的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵所吸收的能量D．X和Y的總能量低于M和N的總能量【答案】D【詳解】A．反應(yīng)X+Y=M+N為吸熱反應(yīng)，表示反應(yīng)物X、Y的能量總和比生成物M、N的能量總和小，但不能確定具體哪種物質(zhì)能量的高低，A錯誤；B．反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)與反應(yīng)條件是否需加熱條件無關(guān)，B錯誤；C．?dāng)嗔逊磻?yīng)物化學(xué)鍵需吸收能量，形成生成物化學(xué)鍵會釋放能量。該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，說明斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量比形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量高，C錯誤；D．反應(yīng)X+Y=M+N為吸熱反應(yīng)，表示反應(yīng)物X、Y的能量總和比生成物M、N的能量總和小，D正確；故合理選項是D。7．（2019·上?！じ叨傎悾┪⑸锶剂想姵厥侵冈谖⑸锏淖饔孟聦⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如下圖所示(a、b為電極)。下列說法正確的是A．a(chǎn)是正極，b是負(fù)極B．b電極發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e→2H2OC．電子從a流出，經(jīng)質(zhì)子交換膜流向bD．該電池在高溫下進行效率更高【答案】B【分析】根據(jù)圖示可知，電極b發(fā)生電極反應(yīng)：，電極b得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，電極a為負(fù)極，再根據(jù)原電池反應(yīng)原理解答?！驹斀狻緼．電極b發(fā)生電極反應(yīng)：，電極b得電子，為正極，電極a為負(fù)極，故A錯誤；B．b電極發(fā)生的電極反應(yīng)：，B正確；C．電子從負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流入正極，故C錯誤；D．在高溫下微生物被殺死，效率更低，故D錯誤；答案選B。8．（2022春·甘肅武威·高二校考競賽）下列有關(guān)說法不正確的是（

）A．鉛蓄電池放電時的負(fù)極和正極的質(zhì)量均增加B．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在室溫下不能自發(fā)進行，說明該反應(yīng)的△H>0C．對于發(fā)應(yīng)2H2O22H2O+O2↑，加入MnO2或升高溫度都能加快O2的生成速率D．H2O與金屬Na反應(yīng)生成1molH2，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×1023【答案】D【詳解】A．鉛蓄電池在放電過程中，負(fù)極電極反應(yīng)式：Pb+SO42--2e-=PbSO4，負(fù)極生成PbSO4質(zhì)量增加，正極電極反應(yīng)式為PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，正極生成PbSO4質(zhì)量也增加，故A正確；B．該反應(yīng)為氣體增多的反應(yīng)，所以△S＞0，△H-T△S＜0的反應(yīng)可自發(fā)進行，則在室溫下不能自發(fā)進行，則該反應(yīng)的△H＞0，故B正確；C．二氧化錳做過氧化氫分解的催化劑，加入二氧化錳能夠加快反應(yīng)速率，升溫能夠加快任何反應(yīng)的反應(yīng)速率，故C正確；D．H2O

與金屬Na反應(yīng)生成1molH2，氫元素化合價由+1價變?yōu)?價，轉(zhuǎn)移2mol電子，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為2×6.02×1023，故D錯誤；故答案為D。9．（2020秋·陜西渭南·高二統(tǒng)考競賽）某實驗小組依據(jù)反應(yīng)?設(shè)計如圖1電池，探究pH對氧化性的影響，測得輸出電壓與pH的關(guān)系如圖2。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)圖1

圖2A．c點時，正極的電極反應(yīng)為=B．b點時，反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)C．a(chǎn)點時，鹽橋中K+向左移動D．時，氧化性【答案】A【詳解】A．pH＞0.68時，電壓小于0，反應(yīng)逆向進行，AsO33－在負(fù)極失電子，則負(fù)極電極反應(yīng)式為AsO33－-2e-+H2O=AsO43-+2H+，A選項錯誤；B．pH=0.68時，電壓為零，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，B選項正確；C．乙中碘離子失電子，則乙中石墨電極為負(fù)極，甲中石墨為正極，原電池中陽離子向正極移動，所以鹽橋中K+向左移動，C選項正確；D．pH＞0.68時，電壓小于0，反應(yīng)逆向進行，碘作氧化劑，所以氧化性I2＞AsO43－，D選項正確；答案選A。10．（2018·安徽·高二競賽）利用微生物可將廢水中苯酚的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，裝置如圖所示。電池工作時，下列說法正確的是()A．a(chǎn)極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．b極的電極反應(yīng)式為：2NO＋12H＋－10e－=N2↑＋6H2OC．中間室的Cl－向左室移動D．左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4g時，用電器流過2.4mol電子【答案】C【詳解】A．由題圖可知，在b極上NO轉(zhuǎn)化為N2，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故b極為正極，a極為負(fù)極，A項錯誤；B．b極的電極反應(yīng)式為2NO＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O，B項錯誤；C．原電池中陰離子向負(fù)極移動，故C項正確；D．左室消耗苯酚的電極反應(yīng)式為C6H5OH－28e－＋11H2O=6CO2↑＋28H＋，9.4g苯酚的物質(zhì)的量為0.1mol，故用電器應(yīng)流過2.8mol電子，D項錯誤。故選C?！军c睛】對于原電池，不管是一般的原電池、干電池還是燃料電池，都是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。負(fù)極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。電子由負(fù)極沿導(dǎo)線流入正極，電流由正極沿導(dǎo)線流入負(fù)極；陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動。這些模式是相同的，所以只要我們記住了一般原電池中電極發(fā)生的變化、電子流動及離子遷移方向，就可類推其它類型的原電池。11．（2019春·河南鶴壁·高一鶴壁高中?？几傎悾┤鐖D所示，裝置在常溫下工作（溶液體積變化忽略不計）。閉合K，燈泡發(fā)光。下列敘述中不正確的是A．當(dāng)電路中有1.204×1022個電子轉(zhuǎn)移時，乙燒杯中溶液的c(H+)約為0.1mol?L-1B．電池工作時，鹽橋中的K+移向甲燒杯C．電池工作時，外電路的電子方向是從a到bD．乙池中的氧化產(chǎn)物為SO42-【答案】C【分析】圖中裝置為雙液原電池，反應(yīng)中高錳酸鉀被還原，在酸性條件下生成Mn2+，甲中電極為原電池的正極，乙中亞氫硫酸鈉被氧化，為原電池的負(fù)極，被氧化生成SO42-，結(jié)合電極方程式解答該題；3--2e-+H2O=SO42-+3H+，則當(dāng)電路中有1.204×1022+，c(H+)=0.03mol/0.3L=0.1mol/L，故不選A；B.甲為正極，電池工作時，陽離子移向正極，故不選B；C.電池工作時，外電路的電子方向應(yīng)該從負(fù)極到正極，即從b到a，故選C；3--2e-+H2O=SO42-+3H+，氧化產(chǎn)物為SO42-，故不選D；答案：C?！军c睛】雙液原電池的理解是關(guān)鍵，負(fù)極：HSO3--2e-+H2O=SO42-+3H+；正極：MnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2O。12．（2013·湖北·高二競賽）人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學(xué)原料。下圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說法不正確的是A．該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強D．催化劑b表面的反應(yīng)是CO2+2H++2e一=HCOOH【答案】C【分析】根據(jù)裝置圖中電子的流向，判斷催化劑a為負(fù)極電極反應(yīng)：2H2O-4e-═O2+4H+，酸性增強；催化劑b為正極，電極反應(yīng)：CO2+2H++2e-═HCOOH，酸性減弱，總的電池反應(yīng)為2H2O+2CO2═2HCOOH+O2，該過程把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【詳解】A、過程中是光合作用，太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A正確；B、催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生，故B正確；C、催化劑a附近酸性增強，催化劑b附近酸性條件下生成弱酸，酸性減弱，故C錯誤；D、催化劑b表面的反應(yīng)是通入二氧化碳，酸性條件下生成HCOOH，電極反應(yīng)為：CO2+2H++2e一═HCOOH，故D正確；故選C。13．（2011·河北·高二競賽）Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為：2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe；有關(guān)該電池的下列說法中，正確的是A．Li-Al在電池中作為負(fù)極材料，該材料中Li的化合價為+1價B．該電池的電池反應(yīng)式為：2Li+FeS=Li2S+FeC．負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e-=Al3+D．充電時，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Li2S+Fe-2e-=2Li++FeS【答案】B【詳解】A.Li—Al在電池中作為負(fù)極材料，該材料中Li的化合價為0價，A錯誤；-=Li+，正極的電極反應(yīng)式為：2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe，電池正反應(yīng)為2Li+FeS=Li2S+Fe，B正確；C.負(fù)極反應(yīng)式為Li-e-=Li+，C錯誤；2S+Fe=2Li+FeS，陰極電極反應(yīng)式為Li++e-=Li，D錯誤；答案選B。14．（2020秋·甘肅武威·高二校考競賽）在下列反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量的是A．2H2+O22H2O B．CaCO3CaO+CO2↑C．CaO+CO2=CaCO3 D．C2H5OH+3O22CO2+3H2O【答案】B2+O22H2O反應(yīng)放熱，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故A錯誤；3CaO+CO2↑反應(yīng)吸熱，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，故B正確；C.CaO+CO2=CaCO3反應(yīng)放熱，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故C錯誤；2H5OH+3O22CO2+3H2O反應(yīng)放熱，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故D錯誤?！军c睛】吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量；放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量。15．（2021·浙江·高三競賽）化學(xué)鍍銅廢液中含有一定量的CuSO4，任意排放會污染環(huán)境，利用電化學(xué)原理可對廢液進行回收處理，裝置如圖，其中質(zhì)子交換膜只允許H+通過。已知：①Cu2++HCHO+3OH－=Cu+HCOO－+2H2O；②還原性：HCHO>M(—種金屬）>Cu。下列說法正確的是A．反應(yīng)之前，應(yīng)將含OH－的HCHO溶液加入到裝置的左側(cè)B．右側(cè)發(fā)生的電極反應(yīng)式：HCHO-2e－+H2O=HCOO－+3H+C．若將質(zhì)子交換膜換成陰離子交換膜，放電過程中，大量的OH－將向左側(cè)遷移D．放電一段時間后打開開關(guān)，移去質(zhì)子交換膜，裝置中可能會有紅色固體、藍(lán)色絮狀物出現(xiàn)【答案】D【分析】該裝置為原電池，M為負(fù)極，石墨為正極。【詳解】A、根據(jù)②HCHO>M(—種金屬）>Cu可知，為防止M與鍍銅廢液中的Cu2+發(fā)生反應(yīng)生成新的金屬離子污染環(huán)境，應(yīng)將鍍銅廢液加入到裝置的左側(cè)，則將含OH－的HCHO溶液加入到裝置的右側(cè)，A錯誤；B、右側(cè)發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為HCHO＋2OH－－2e－=HCOO－＋H2O，B錯誤；C、若將質(zhì)子交換膜換成陰離子交換膜，則放電過程中，大量的OH－將向原電池的負(fù)極遷移，即向右側(cè)遷移，C錯誤；D、若移去質(zhì)子交換膜，Cu2++HCHO+3OH－=Cu+HCOO－+2H2O有紅色沉淀，Cu2＋和OH－結(jié)合生成Cu(OH)2藍(lán)色絮狀沉淀，D正確。故選D。16．（2015秋·河南三門峽·高三競賽）下列說法正確的是A．氫氣的燃燒熱為285.5KJ/mol，則電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)2H2(g)+O2(g)△B．已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol，則稀H2SO4溶液和稀Ba(OH)2溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=2×(-57.3)kJ/molC．在CO2中，Mg燃燒生成MgO和C，該反應(yīng)中化學(xué)能全都轉(zhuǎn)化為熱能D．