2023年高考真题变式分类汇编：化学电源新型电池2

2023年高考真题变式分类汇编：化学电源新型电池2
一、选择题
1．（2013·海南）Mg﹣AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl+Mg═Mg2++2Ag+2Cl﹣．有关该电池的说法正确的是（　　）
A．Mg为电池的正极 B．负极反应为AgCl+e﹣═Ag+Cl﹣
C．不能被KCl 溶液激活 D．可用于海上应急照明供电
【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】解：A、由电池反应方程式看出，Mg是还原剂、AgCl是氧化剂，故金属Mg作负极，故A错误；
B、金属Mg作负极，其电极反应式为：Mg﹣2e﹣=Mg2+，故B错误；
C、因为该电池能被海水激活，故KCl溶液也可以激活电池，故C错误；
D、电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池工作时 将化学能转化为电能，电能的产生可用于海上应急照明供电，故D正确．
故选D．
【分析】A、原电池中，发生失电子的氧化反应的极是负极，发生得电子的还原反应的极是正极；
B、在原电池的负极上发生失电子的氧化反应；
C、根据信息：电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池来回答判断；
D、原电池是将化学能转化为电能的装置．
2．（2016·江苏）下列说法正确的是（　　）
A．氢氧燃料电池工作时，H2在负极上失去电子
B．0.1mol L﹣1Na2CO3溶液加热后，溶液的pH减小
C．常温常压下，22.4LCl2中含有的分子数为6.02×1023个
D．室温下，稀释0.1mol L﹣1CH3COOH溶液，溶液的导电能力增强
【答案】A
【知识点】化学电源新型电池；电解质溶液的导电性；盐类水解的原理
【解析】【解答】A、氢氧燃料电池中，H2在负极上失去电子被氧化，故A正确；
B、Na2CO3溶液加热，促进碳酸根离子的水解，使得氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，故B错误；
C、常温常压，不是标准状况，22.4LCl2中，不能用公式计算气体的物质的量，故C错误；
D、电解质的导电能力与溶液中自由移动阴阳离子的浓度有关，稀释0.1mol L﹣1CH3COOH溶液，使得离子浓度减小，导电能力减弱，故D错误．
故选A．
【分析】A、氢氧燃料电池中，H2在负极上失去电子；B、加热促进碳酸根离子的水解，使得氢氧根离子浓度增大；C、不是标准状况，不能用公式计算气体的物质的量；D、电解质的导电能力与溶液中自由移动阴阳离子的浓度有关．本题考查了原电池基本原理、盐类水解的影响因素、NA的计算和导电能力强弱的判断等知识，综合性强，但是较为基础，掌握基本原理是解题的关键，难度不大．
3．（2023·来宾模拟）一种NO-空气燃料电池的工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法正确的是
A．电子的流动方向：负极→电解质溶液→正极
B．H+通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动
C．若产生1molHNO3，则通入O2的体积应大于16.8L
D．放电过程中负极的电极反应式为NO-3e-+2H2O=+4H+
【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．-空气燃料电池，通入的电级为原电池的负极，通入的电级为原电池的正极，电子从负极经导线流向正极，A不符合题意；
B．在原电池中，阳离子向正极移动，所以 通过质子交换膜从左侧向右侧多孔石墨棒移动，B不符合题意；
C．计算的体积，需要在标准状况下才能用摩尔体积计算，C不符合题意；
D．根据题目信息，在负极放电，电极反应式为：，D符合题意；
故答案为：D。
【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。
4．（2023·石家庄模拟）电化学合成具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点，利用下图所示装置可合成己二腈。充电时生成己二睛，放电时生成，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和向两极移动。下列说法正确的是
A．N极的电势高于M极的电势
B．放电时，双极膜中向M极移动
C．充电时，阴极的电极反应式为
D．若充电时制得，则放电时需生成，才能使左室溶液恢复至初始状态
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．当放电时，N极发生氧化反应，为负极，电势低于正极M极，A不符合题意；
B．放电时，阴离子向负极运动，则双极膜中向N极移动，B不符合题意；
C．充电时，N极为阴极，阴极发生还原反应生成己二腈，电极反应式为，C符合题意；
D．若充电时制得转移2mol电子，放电时反应为，根据电子守恒可知，需生成，才能使左室溶液恢复至初始状态，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】新型二次电池的判断：
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；若是充电过程，则负极作为阴极，正极作为阳极，阴极电极反应式为负极的逆反应，阳极的电极反应式为正极的逆反应。
5．（2023·济宁模拟）化学与科技、生产、生活密切相关，下列说法正确的是
A．天然气属于新能源
B．运载火箭壳体中的碳纤维属于无机非金属材料
C．液氧在工业上可通过分解氯酸钾制得
D．“深海勇士”号潜水艇使用的锂离子电池是一次电池
【答案】B
【知识点】化学电源新型电池；使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】A．天然气属于常规能源，A不符合题意；
B．碳纤维是碳单质，属于无机非金属材料，B符合题意；
C．工业上制备氧气一般是通过分离空气，C不符合题意；
D．锂离子电池主要依靠锂离子在两极之间移动来工作，可以反复充放电，是一种二次电池，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．天然气属于常规能源；
B．碳纤维是碳单质；
C．工业上通过分离空气制备氧气；
D．锂离子电池是一种二次电池。
6．（2023·临汾模拟）某HCOOH-空气燃料电池工作原理如图所示(离子交换膜只允许K+离子通过)。下列说法错误的是
A．该电池工作时K+离子从Pt1电极迁移至Pt2电极
B．Pt1的电极反应式为：HCOOH+3OH--2e- =+2H2O
C．Pt2的电极反应式为：O2+2e-+2H2O=4OH-
D．该电池实现了物质制备和发电的结合
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．原电池工作中，阳离子从负极会移向正极，则上述装置中，工作时K+离子从Pt1电极迁移至Pt2电极，A不符合题意；
B．根据上述分析可知，Pt1的电极反应式为：HCOOH+3OH--2e- =+2H2O，B不符合题意；
C．根据上述分析可知，Pt2的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，C符合题意；
D．该装置实现了化学能到电能的转化，也制备得到了KHCO3，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极；
BC．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
D．原电池是将化学能转化为电能的装置。
7．（2023·山西模拟）高电压水系锌-有机混合液流电池的装置及充、放电原理如图所示。下列说法正确的是
A．锌元素位于元素周期表的d区
B．充电时，每转移，阴极增重
C．放电时，负极的电极反应式为
D．放电时，化学能全部转化为电能
【答案】B
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．锌的价层电子排布式为3d104s2，该元素位于元素周期表的ds区，A不符合题意；
B．因为放电时负极反应式为Zn-2e-+4OH-=，每转移2mol电子，理论上负极减小1molZn，质量为m=n M=1mol×65g/mol=65g，所以充电时，每转移，阴极增重，B符合题意；
C．放电时为原电池，金属Zn为负极，负极反应式为，C不符合题意；
D．放电过程，化学能转化为电能，但同时会有热量散失，一部分能量以热能的形式转化，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】新型二次电池的判断：
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；若是充电过程，则负极作为阴极，正极作为阳极，阴极电极反应式为负极的逆反应，阳极的电极反应式为正极的逆反应。
8．（2023·乌鲁木齐模拟）镁锂双盐电池是结合镁离子电池和锂离子电池而设计的新型二次离子电池。其工作原理如图所示，已知放电时，b极转化关系为：。下列说法正确的是
A．充电或放电时，a极电势均高于b极
B．放电过程中正极质量减少，负极质量增加
C．充电时阳极的电极反应式为
D．该电池工作时，若通过电路转移电子的物质的量为，则负极质量变化2.4g
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．Mg为负极，VS2为正极，所以充电或放电时，b极电势均高于a极，选项A不符合题意；
B．放电过程中正极质量增加，负极质量减少，选项B不符合题意；
C．充电时，阳极的电极反应式为LixVS2- xe- =VS2+xLi+ ，选项C符合题意；
D．该电池负极为Mg电极，通过电路转移电子的物质的量为时，负极质量变化为0.05mol×24g/mol=1.2g，选项D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连；阳极电势比阴极高，正极电势比负极高；
B．依据电极反应判断；
C．充电时，阳极失电子，发生氧化反应；
D．依据得失电子守恒。
9．（2023·吉林模拟）下列生产活动中涉及的化学原理正确的是
选项 生产活动 化学原理
A 使用碳纳米管、石墨烯制作新型电池 碳纳米管、石墨烯均可燃烧生成
B 侯氏制碱法得到沉淀 溶解度较小
C 利用溶液刻蚀印刷电路板 Fe的活动性比Cu强
D 常温下，可以利用钢瓶储存浓 常温下浓与Fe不反应
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【知识点】纯碱工业（侯氏制碱法）；化学电源新型电池
【解析】【解答】A．使用碳纳米管、石墨烯制作新型电池，利用的是其具有良好的导电能力，不是利用其可燃烧生成CO2的性质，故A不符合题意；
B．侯氏制碱法得到NaHCO3沉淀，利用NaHCO3溶解度较小，故B符合题意；
C．反应中Cu是还原剂，Fe2+是还原产物，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，不能说明Fe的活动性比Cu强，故C不符合题意；
D．钢瓶的主要成分为铁，其中浓H2SO4使铁钝化，钝化也是化学反应，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．利用石墨具有良好的导电能力；
B．利用NaHCO3溶解度较小；
C．不能说明Fe的活动性比Cu强；
D．常温下，浓H2SO4使铁钝化，钝化也是化学反应。
10．（2023·茂名模拟）一款低成本高能效的新型无隔膜铈铅单液流电池装置如图所示，该电池用石墨毡做电极，可溶性铈盐和铅盐的混合酸性溶液作电解液。已知电池反应为：。下列相关说法正确的是
A．放电时，在b电极发生还原反应
B．该电池可用稀硫酸酸化电解质溶液
C．充电过程中，a电极发生的反应为
D．放电过程中，电解质溶液中的向a电极移动
【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．由题中方程式可知放电过程是，发生在a电极氧化反应 ，A不符合题意；
B．硫酸根离子会与铅离子反应生成硫酸铅沉淀，所以不能用稀硫酸酸化电解质溶液，B不符合题意；
C．充电过程中，a电极发生的反应为，C不符合题意；
D．放电过程中，内电路电流的方向是a-b，所以电解质溶液中的向a电极移动，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．反应中元素化合价升高，发生氧化反应，元素化合价降低，发生还原反应；
B．硫酸根离子会与铅离子反应生成硫酸铅沉淀；
C．充电时，阳极失电子，发生氧化反应；
D．放电时，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极。
11．（2023·济南模拟）以硝酸盐为离子导体的电池装置与其某一电极M附近的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．镍电极上发生还原反应
B．是该过程中的中间产物
C．固体电解质能起到隔绝空气的作用
D．M的电极反应为
【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．根据活泼性，液态钠为原电池的负极，镍电极为正极，发生还原反应，A不符合题意；
B．由图可知， ，是该过程中的中间产物，B不符合题意；
C．液态钠和空气中的水蒸气发生反应，所以需要隔绝空气，固体电解质能起到隔绝空气的作用，C不符合题意；
D．M的电极反应为，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．根据活泼性，一般活泼金属作负极，不活泼金属或碳棒用正极；电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，负极失电子，发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应。
B．根据中间体反应前和反应后均没有，只在过程中出现；
C．液态钠和空气中的水蒸气发生反应，所以需要隔绝空气；
D．由A分析书写。
12．（2023·天河模拟）电池实现了对的高效利用，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．多孔纳米片为正极，电极上发生还原反应
B．电极反应式为：
C．a为，b为
D．当外电路通过时，双极膜中离解水的物质的量为
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，多孔纳米片为正极，电极上发生还原反应，A不符合题意；
B．电极锌失去电子生成，反应式为：，B不符合题意；
C．原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，故b为，a为，C符合题意；
D．当外电路通过时，由电荷守恒可知，双极膜中离解水的物质的量为，产生1mol氢离子、1mol氢氧根离子，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】AB．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
C．原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动；
D．依据电荷守恒分析。
13．（2023·郑州模拟）钠离子电池以其低成本、高安全性等成为锂离子电池的首选“备胎”，其工作原理为：。下列说法正确的是
A．放电时，嵌入铝箔电极上，Mn元素被氧化
B．放电时，外电路中每转移，理论上碳基材料质量增加4.6g
C．充电时，b极为阴极，其电极反应为
D．该电池在充放电过程中，依靠钠离子在两极反复脱嵌和嵌入，未发生氧化还原反应
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．通过分析可知，放电时嵌入铝箔电极上，此时锰元素化合价降低，被还原，A不符合题意；
B．放时，钠元素由碳基材料转移到铝箔电极上，此时碳基材料质量减轻，B不符合题意；
C．由分析可知，充电时，b与电源负极相连为阴极，电极反应为：Cn+mNa+ +me-= NamCn，C符合题意；
D．由分析可知，放电过程中，钠元素和锰元素的化合价都在变，发生了氧化还原反应，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．依据元素化合价降低，被还原；元素化合价升高，被升高；
B．依据得失电子守恒；
C．充电时，与电源正极相连的电极是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上得电子，发生还原反应；
D．利用氧化还原反应中有元素化合价发生变化判断。
14．（2023·南通）一种将催化转化为的电化学装置如图所示。下列说法正确的是
A．该装置工作过程中化学能转化为电能
B．铂电极发生的反应为
C．工作过程中玻碳电极区溶液的pH增大
D．每产生标准状况下11.2L 时，理论上有2mol 通过质子交换膜
【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．由分析可知，反应中电能转化为化学能，A不符合题意；
B．铂电极二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙烯，发生的反应为，B不符合题意；
C．工作过程中玻碳电极反应为，反应生成氢离子，溶液的pH减小，C不符合题意；
D．每产生标准状况下11.2L （为0.5mol）时，则玻碳电极生成2mol氢离子，故理论上有2mol 通过质子交换膜，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．原电池是将化学能转化为电能的装置；
B．反应中元素化合价升高，做负极，失电子发生氧化反应；元素化合价降低，为正极，得电子，发生还原反应；
C．依据电极反应式判断；
D．利用得失电子守恒。
15．（2023·淮安模拟）CO2通过电催化法可生成C2H5OH，c-NC、i-NC是可用于阴极电极的两种电催化剂，其表面发生转化原理如图所示。下列有关说法正确的是
A．i-NC 电极发生氧化反应
B．合成过程中CO2作为还原剂
C．合成过程中用i-NC作电极催化剂更利于生成C2H5OH
D．c-NC 电极上发生反应： 2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O
【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．根据分析，i-NC电极中，C的化合价由+4价降低到+2价，发生还原反应，A不符合题意；
B．合成过程中CO2中的C由+4价降低到+2价，作氧化剂，B不符合题意；
C．根据分析在i-NC中CO2得电子生成C2H5OH和CO，不利于C2H5OH，C不符合题意；
D．根据分析，c-NC端CO2得到电子生成C2H5OH， 2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．反应中元素化合价升高，做负极，失电子发生氧化反应；元素化合价降低，为正极，得电子，发生还原反应；
B．氧化剂元素化合价降低， 还原剂元素化合价升高
C．根据分析在i-NC中CO2得电子生成C2H5OH和CO；
D．电池工作时，负极失电子，发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应。
16．（2023·沈阳模拟）电子科技大学和德国明斯特大学共同研发一种用于可充电空气电池的低成本非碱性醋酸锌[简写为]电解质，与传统的碱性相比，具有优异的循环性能和在空气中的稳定性，放电时最终产物是，工作原理如图。下列说法正确的是
A．放电时电子通过导线移向甲电极
B．若使用碱性电解质，会造成负极锌的不可逆转化，影响充电效果
C．放电时，每转移，理论上会产生
D．充电时，向电极甲移动
【答案】B
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．放电时电子通过导线移向正极乙电极，故A不符合题意；
B．若使用碱性电解质，负极电极反应为：，不溶会造成负极锌的不可逆转化，影响充电效果，故B符合题意；
C．放电时，根据守恒关系每摩尔转化为，需要电极产生4mol，则需要转移，所以每转移，理论上会产生，故C不符合题意；
D．充电时，向电极的阳极乙移动，故D不符合题意；
故答案为：B。
【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。
17．（2023·菏泽模拟）磷酸亚铁锂()为近年来新开发的锂离子电池电极材料，目前主要的制备方法有两种。
方法①：将、、C按一定比例混合，在高温下煅烧制得产品；
方法②：将、、按一定比例混合，在高温下煅烧制得产品。
下列说法正确的是
A．上述两种方法涉及到的反应均为氧化还原反应
B．方法①中C作还原剂，理论上制得1 mol 至少需要0.5 mol C
C．方法②所得产品中可能会混有，导致纯度降低
D．上述两种方法制备过程均需在隔绝空气条件下进行
【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．方法①中碳元素化合价升高，焦炭起到还原剂的作用；方法②中反应前后元素化合价均没有改变，不设计氧化还原反应，故A不符合题意；
B．方法①中C作还原剂，化合价由0变为+4；氧化铁中铁元素化合价由+3变为+2，根据电子守恒可知，理论上制得1 mol 至少需要0.25 mol C，故B不符合题意；
C．碳酸铵受热分解不稳定，故方法②所得产品中不会混有，故C不符合题意；
D．由于产品中Fe是+2价具有还原性，所以制备过程均应在隔绝空气条件下进行，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、化合价发生变化为氧化还原反应；
B、电子的数目=元素的价态变化数目×该元素原子的个数；
C、铵盐受热易分解；
D、亚铁离子容易被氧化，需要隔绝空气。
18．（2023·潍坊模拟）铝—石墨双离子电池是一种全新的高效、低成本储能电池，电池反应为，电池装置如图所示。下列说法正确的是
A．AlLi合金作原电池的正极
B．放电时移向正极
C．充电时，电路中转移1 mol电子，阴极质量增加9 g
D．充电时，阳极反应为
【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．根据前面分析AlLi合金作原电池的负极，故A不符合题意；
B．原电池“同性相吸”，因此放电时移向负极，故B不符合题意；
C．充电时，阴极反应式为，电路中转移1 mol电子，阴极生成1mol AlLi，其质量增加7 g，故C不符合题意；
D．放电时正极反应为，则充电时，阳极反应为，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
B．原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极；
C．利用得失电子守恒；
D．阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应，为正极反应的逆反应；
二、多选题
19．（2022·淄博模拟）为适应不同发电形式产生的波动性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如图所示。当闭合K1和K3、打开K2时，装置处于蓄电状态；当打开K1和K3、闭合K2时，装置处于放电状态。放电时，双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-并分别向两侧迁移。下列说法错误的是（　　）
A．蓄电时，碳锰电极的电极反应式为
B．蓄电时，右侧电解池发生的总反应为
C．放电时，每消耗1 mol MnO2，理论上有2 mol H+由双极膜向碳锰电极迁移
D．理论上，该电化学装置运行过程中需要补充H2SO4和KOH
【答案】C,D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．蓄电时，左侧为电解池，碳锰电极为电解池的阳极，电极反应式为，A不符合题意；
B．右侧装置也是电解池，电解池发生的总反应为，B不符合题意；
C．放电时，装置组合成原电池，碳锰电极为原电池的正极，电极反应为，每有 1 mol MnO2消耗，理论上有4 mol H+由双极膜向碳锰电极迁移，C符合题意；
D．该电化学装置运行过程中、K+均没有参与反应，只需要补充H2O，无需要补充H2SO4和KOH，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A、左侧电解池中，碳锰电极为电解池的阳极，电解质溶液为酸性，即；
B、右侧电解池中，氧化性转化为锌，氢氧根转化为氧气，电解质为碱性，根据阳极反应式+阴极反应式=总方程式，可以得出 总反应为；
C、原电池中，，根据化学计量数之比等于物质的量之比，可知二氧化锰和氢离子的物质的量之比为1：2；
D、要注意观察补充物质的时候是根据消耗物质补充的，过程、K+均没有参与反应。
20．（2022·临沂模拟）无膜氯液流电池是一种先进的低成本高储能电池，可广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，工作原理如图所示，M为多孔碳电极，N为Na3Ti2( PO4)3和NaTi2(PO4)3电极。下列说法正确的是（　　）
A．放电时，M极电势高于N极
B．放电时，N极的电极反应式为 NaTi2(PO4)3+2Na+ +2e- =Na3Ti2(PO4)3
C．充电时，左侧储液器中Cl2的浓度减小
D．充电时，电路中每转移1mole-，两电极质量变化的差值为23g
【答案】A,D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．由分析可知，放电时，M极为正极，N极为负极，则M极电势高于N极，A符合题意；
B．由分析可知，放电时，N极为负极，电极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，B不符合题意；
C．充电时，M极为阳极，电极反应为2Cl--2e-=Cl2，左侧储液器中Cl2的浓度增大，C不符合题意；
D．充电时，M极的质量不变，N极上的电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3，则电路中每转移1mol e-，N极上有1mol Na+参与反应，N极的质量增加23g，故两电极质量变化的差值为23g，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A．正极电势高于负极；
B．负极失电子发生氧化反应；
C．阳极失电子发生氧化反应；
D．利用得失电子守恒计算。
21．（2017高二上·西安期末）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O {#mathmL#}{#/mathmL#} 3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH，下列叙述不正确的是（　　）
A．放电时负极反应为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2
B．充电时阳极反应为：Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣=FeO42﹣+4H2O
C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化
D．放电时正极附近溶液的碱性减弱
【答案】C,D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】解：A、根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2，故A正确；
B、充电时阳极发生Fe（OH）3失电子的氧化反应，即反应为：Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣=FeO42﹣+4H2O，故B正确；
C、放电时正极反应为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3+5OH﹣，每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原，故C错误；
D、放电时，高铁酸钾在正极得到电子，电极反应式为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3+5OH﹣，所以正极附近溶液的碱性增强，故D错误．
故选CD．
【分析】根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2，高铁酸钾在正极得到电子，电极反应式为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3+5OH﹣，根据电极反应式可判断电子转移的物质的量与反应物之间的关系，充电时，阳极上氢氧化铁转化成高铁酸钠，电极反应式为Fe（OH）3+5OH﹣=FeO42+4H2O+3e﹣，阳极消耗OH﹣离子，碱性要减弱，阴极上电极反应式为Zn（OH）2+2e﹣=Zn+2OH﹣，生成氢氧根离子，所以阴极附近碱性增强．
22．（2022高一下·章丘期中）根据原电池原理，可利用乙醇()的燃烧反应，以KOH溶液为电解质溶液，铂作电极设计出燃料电池。下列关于该燃料电池的说法中正确的是
A．负极上是获得电子，电极反应式为
B．电池放电过程中，溶液的pH不发生改变
C．负极发生氧化反应，正极发生还原反应
D．电池总反应为
【答案】C,D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．燃料电池中，燃料作负极，氧气作正极，得电子生成氢氧根离子，正极电极反应式为：，A不符合题意；
B．根据上述分析可知该反应总方程式为：CH3CH2OH+3O2+4OH-=2CO+5H2O，反应消耗OH-，同时产生H2O，使溶液中c(OH-)减小，则溶液pH减小，B不符合题意；
C．在原电池工作时，负极上CH3CH2OH失去电子发生氧化反应，正极上O2得到电子发生还原反应，C符合题意；
D．根据上述分析可知该反应离子方程式为：CH3CH2OH+3O2+4OH-=2CO+5H2O，由于碱为KOH，则该反应的化学方程式为：，D符合题意；
故答案为：CD。
【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；若是充电过程，则负极作为阴极，正极作为阳极，阴极电极反应式为负极的逆反应，阳极的电极反应式为正极的逆反应。
23．（2022高一下·河北期中）我国科学家开发的碳聚四氟乙烯催化剂可提高锌-空气碱性电池的放电性能，工作原理如图所示。
电池放电时，下列说法正确的是
A．电子由a极经KOH溶液流入b极
B．放电时，向b极移动
C．正极上的电极反应式为
D．a极净增1.6g时，b极有1.12L(标准状况)参与反应
【答案】C,D
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电子不能通过溶液，A不符合题意；
B．放电时，OH-向负极a极移动，B不符合题意；
C．正极氧气得到电子生成OH-，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，C符合题意；
D．a极净增1.6g时，增重的是O元素的质量，物质的量为0.1mol，Zn变成ZnO，失去0.2mol电子，根据C中电极反应式，消耗氧气的物质的量为0.05mol，体积为 ，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A．电子从负极经外电路流向正极，电子不能通过溶液；
B．放电时，溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极定向移动；
C．负极失电子发生氧化反应；正极得电子，发生还原反应；
D．依据得失电子守恒计算。
24．（2022高一下·章丘期中）铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极格板都是惰性材料，电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4 +2H2O。下列说法正确的是
A．电解液中H2SO4的浓度始终保持不变
B．放电时正极上的电极反应式为PbO2 +2e— +4H+ +=PbSO4 +2H2O
C．放电时，当外电路通过1mol电子时，理论上负极质量增加48g
D．充电时，溶液的酸性增强，溶液中的向阴极移动
【答案】B,C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．由电池总反应式可知，放电时消耗硫酸，所以硫酸浓度降低，故A不符合题意；
B．由电池总反应式可知，放电时二氧化铅为电池的正极，酸性条件下二氧化铅在硫酸根离子的作用下得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为PbO2 +2e- +4H+ +=PbSO4 +2H2O，故B符合题意；
C．由电池总反应式可知，放电时铅为电池的负极，铅在硫酸根离子的作用下失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb+-2e-=PbSO4，当外电路通过1mol电子时，负极质量增加1mol××96g/mol=48g，故C符合题意；
D．充电时为电解池，由电解池原理可知，溶液中的阴离子硫酸根离子向阳极移动，故D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】新型二次电池的判断：
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；若是充电过程，则负极作为阴极，正极作为阳极，阴极电极反应式为负极的逆反应，阳极的电极反应式为正极的逆反应。
三、非选择题
25．（2012·海南）新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液．某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示．
回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为　 　、　 　．
（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是　 　，电解氯化钠溶液的总反应方程式为　 　；
（3）若每个电池甲烷通如量为1L（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为　 　（法拉第常数F=9.65×104C mol﹣1列式计算），最多能产生的氯气体积为　 　L（标准状况）．
【答案】（1）2O2+4H2O+8e﹣=8OH﹣；CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O
（2）H2；2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
（3） ×8×9.65×104C/mol=3.45×104C；4
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】解：（1）在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为：CH4+2O2+2OH﹣=CO32﹣+3H2O，正极是：2O2+4H2O+8e﹣═8OH﹣，负极是：CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O．故答案为：2O2+4H2O+8e﹣=8OH﹣；CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O；（2）b电极与通入甲烷的电极相连，作阴极，是H+放电，生成H2；电解氯化钠溶液的总反应方程式为：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑故答案为：H2；2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑；（3）根据得失电子守恒，可得：1 mol CH4～8 mol e﹣～4 mol Cl2，故若每个电池甲烷通入量为1 L（标准状况），生成4L Cl2；电解池通过的电量为 ×8×9.65×104C mol﹣1=3.45×104C（题中虽然有两个燃料电池，但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算）．故答案为： ×8×9.65×104C/mol=3.45×104C；4．
【分析】（1）甲烷碱性燃料电池中正极氧气得电子被还原，负极甲烷失电子被氧化；（2）b连接电源的负极，应为阴极，生成氢气；电解氯化钠溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠；（3）根据关系式1 mol CH4～8 mol e﹣～4 mol Cl2计算．
26．（2017·南开模拟）2013年初天津连续出现了严重的雾霾天气，给人们的出行及身体造成了极大的危害．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2．
①在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是　 　．
②吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO32﹣）：n（HSO3﹣）变化关系如下表：
n（SO32﹣）：n（HSO3﹣） 91：9 1：l 9：91
pH 8.2 7.2 6.2
由上表判断，NaHSO3溶液显　 　性（填“酸”、“碱”或“中”），用化学平衡原理解释：　 　．
③当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生．再生示意图如下：
写出HSO3﹣在阳极放电的电极反应式：　 　，当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用．
（2）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣574kJ mol﹣1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣1160kJ mol﹣1
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为　 　（阿伏加德罗常数的值用NA表示），放出的热量为　 　kJ．
（3）工业上合成氮所需氢气的制备过程中，其中的一步反应为：CO（g）+H2O（g） {#mathmL#}{#/mathmL#} CO2（g）+H2（g）；△H＜0
一定条件下，将CO（g）与H2O（g）以体积比为1：2置于密闭容器中发生上述反应，达到平衡时测得CO（g）与H2O（g）体积比为1：6，则平衡常数K=　 　．
【答案】（1）2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；酸；HSO3﹣存在HSO3﹣ H++SO32﹣和HSO3﹣+H2O H2SO3+OH﹣，HSO3﹣的电离程度大于水解程度；HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+
（2）1.60NA（或1.6NA）；173.4
（3）{#mathmL#}{#/mathmL#}
【知识点】化学电源新型电池；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算；氧化还原反应的电子转移数目计算；有关反应热的计算
【解析】【解答】解：（1）①酸性氧化物和碱反应生成盐和水，所以二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，反应方程式为2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O，
故答案为：2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；②在溶液中主要以HSO3﹣存在，HSO3﹣的电离很微弱，所以n（SO32﹣）：n（HSO3﹣）＜1：1，根据表格知，当亚硫酸氢根离子的物质的量大于亚硫酸根离子的物质的量时，亚硫酸氢钠溶液呈酸性，亚硫酸氢根离子既能水解又能电离，亚硫酸氢钠溶液呈酸性同时说明HSO3﹣的电离程度大于水解程度，故答案为：酸性；HSO3﹣存在HSO3﹣ H++SO32﹣和HSO3﹣+H2O H2SO3+OH﹣，HSO3﹣的电离程度大于水解程度；③阳极上亚硫酸氢根离子失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为：HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+，故答案为：HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+；（2）已知：①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣574kJ/mol②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣1160kJ/mol利用盖斯定律将 {#mathmL#}{#/mathmL#} 得CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣867kJ/moln（CH4）= {#mathmL#}{#/mathmL#} ，整个过程中转移的电子总数为：0.20mol×8NA=1.60NA，放出的热量为：0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ，故答案为：1.60NA（或1.6NA）；173.4；（3）同一容器中各气体的物质的量之比等于其体积之比，设容器的体积为1L，加入的一氧化碳的物质的量为1mol，则水的物质的量为2mol，假设平衡时一氧化碳的物质的量为x，
CO（g）+ H2O（g） {#mathmL#}{#/mathmL#} CO2（g）+ H2（g）； △H＜0
起始 1mol 2mol 0 0
转化 1﹣x 1﹣x 1﹣x
平衡 x 6x 1﹣x 1﹣x
（1﹣x）：（2﹣6x）=1：1，x=0.2mol，所以平衡时，c（CO）=0.2mol/L，c（H2O）=1.2mol/L，c（H2）=C（CO2）=0.8mol/L，k= {#mathmL#}{#/mathmL#} = {#mathmL#}{#/mathmL#} ，故答案为： {#mathmL#}{#/mathmL#} ．
【分析】（1）①二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，注意弱电解质写化学式；②根据溶液中亚硫酸氢根离子浓度和亚硫酸根离子浓度的相对大小确定溶液的酸碱性；③阳极上阴离子失电子发生氧化反应；（2）利用盖斯定律计算反应热；（3）根据反应前和反应后一氧化碳和水之间的体积比结合反应方程式计算出平衡时各种物质的物质的量浓度，再根据平衡常数公式进行计算．
27．甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH（g）+H2O(g) ΔH＝－58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH＝＋41 kJ/mol
回答下列问题：
（1）已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键 H－H C－O C O H－O C－H
E/（kJ·mol-1） 436 343 1076 465 x
则x＝　 　。
（2）若将1mol CO2和2mol H2充入容积为2L的恒容密闭容器中，在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI　 　KⅡ(填“＞”或“＝”或“＜”)；
②一定温度下，能判断该反应达到化学平衡状态的是　 　。
a．容器中压强不变 b．甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c．v正（H2）＝3v逆（CH3OH） d.2个C＝O断裂的同时有6个H—H断裂
③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，则用CO2表示的平均反应速率为　 　，该温度下的平衡常数为　 　；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是　 　。
a．缩小反应容器的容积 b．使用合适的催化剂
c．充入He d．按原比例再充入CO2和H2
（3）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池。以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程（装置如图所示）。其中物质b是　 　，阳极电极反应为　 　。
【答案】（1）413
（2）＞；ac；0.06mol/（L·min）；450；ad
（3）甲醇（CH3OH）；2Al-6e- +3H2O=Al2O3+6H+
【知识点】反应热和焓变；化学电源新型电池；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】解：（1）已知：
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH（g）+H2O(g) ΔH＝－58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH＝＋41 kJ/mol
根据盖斯定律可知②一③即得到反应①的△H1=-99 kJ/mol。根据表中键能可知1076+2×436-3x-343-465=-99，解得x=413。（2）①曲线Ⅱ首先达到平衡状态，说明曲线Ⅱ的温度高于曲线Ⅰ。由于正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，所以对应的平衡常数大小关系为KⅠ>KⅡ；②a.正反应体积减小，则容器中压强不变说明达到平衡状态，a正确，b根据方程式可知甲醇和水蒸气的体积比始终是1：1，不能说明达到平衡状态，b错误v正（H2）＝3v逆（CH3OH）表示正逆反应速率相等，达到平衡状态，c正确，d.根据方程式可知2个C=O断裂的同时一定有6个H-H断裂，不能说明达到平衡状态，d错误，答案选ac。
③
CO2（g）+ 3H2（g） CH3OH（g）+ H2O（g）
起始浓度（mol/L） 0.5 1 0 0
变化浓度（mol/L） 0.3 0.9 0.3 0.3
平衡浓度（0mol/L） 0.2 0.1 0.3 0.3
则用CO2表示的平均反应速率为：0.3mol/L÷5min=0.06mol/（L·min）；该温度下的平衡常数为0.3×0.3/0.2×0.13=450
a.正反应体积减小，缩小反应容器的容积平衡向正反应方向进行，甲醇的产率升高，a正确，
b.使用合适的催化剂平衡不移动，产率不变，b错；c容器容积不变，充入He，各物质浓度不变，平衡不移动，对产率无影响，c错误；d.按原比例再充入CO2和H2相当于增大压强，平衡向正反应方向进行，甲醇的产率升高，d正确；答案选a。（3）模拟铝制品表面“钝化”处理，则电极铝是阳极，与电源的正极相连，所以a物质是氧气，b物质是甲醇。铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，所以电极反应式为2Al-6e- +3H2O=Al2O3+6H+
28．（2017·白山模拟）雾霾天气多次肆虐我国中东部地区．其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一．
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）+2CO（g） 2CO2（g）+N2（g）．在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如图1所示．
据此判断：
①该反应的△Η　 　 0（填“＞”或“＜”），△S　 　0（填“＞”或“＜”）
②在T1温度下，0～2s内的平均反应速率v（N2）=　 　．
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率．若增大催化剂的表面积，则CO转化率　 　（填“增大”，“减少”或“不变”）
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是　 　（填字母）．
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题．
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．
例如：CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣867.0kJ mol﹣1
2NO2（g） N2O4（g）△H=﹣56.9kJ mol﹣1
写出CH4催化还原N2O4（g）生成N2和H2O（g）的热化学方程式　 　．
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的．图2是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图．电极a、b表面发生的电极反应式分别为
a：　 　，
b：　 　．
【答案】（1）＜；＜；0.05mol/（L s）；不变；bd
（2）CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=﹣810.1kJ/mol；2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+；2CO2+4H++4e﹣=2HCOOH
【知识点】盖斯定律及其应用；化学电源新型电池；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断
【解析】【解答】解：（1）①由图1可知，温度T1先到达平衡，故温度T1＞T2，温度越高平衡时，二氧化碳的浓度越低，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，即△H＜0，2NO（g）+2CO（g） 2CO2（g）+N2（g），反应前后气体体积减小，反应熵变△S＜0，
故答案为：＜；＜；②由图可知，T2温度时2s到达平衡，平衡时二氧化碳的浓度变化量为0.2mol/L，故v（CO2）= =0.1mol/（L s），速率之比等于化学计量数之比，故v（N2）= v（CO2）= ×0.1mol/（L s）=0.05mol/（L s），
故答案为：0.05mol/（L s）；③接触面积越大反应速率越快，到达平衡的时间越短，催化剂的表面积S1＞S2，S2条件下达到平衡所用时间更长，但催化剂不影响平衡移动，一氧化碳的转化率不变，故答案为：不变；④a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t1时刻V正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，故a错误；
b、该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，达最高，平衡常数不变，为最小，图象与实际符合，故b正确，
c、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t1时刻未到达平衡状态，故c错误；
d、NO的质量分数为定值，t1时刻处于平衡状态，故d正确；
故答案为：bd；（2）①已知：Ⅰ、CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=﹣867kJ/mol
Ⅱ、2NO2（g） N2O4（g）△H2=﹣56.9kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅰ﹣Ⅱ得CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），故△H=﹣867kJ/mol﹣（﹣56.9kJ/mol）=﹣810.1kJ/mol，
即CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=﹣810.1kJ/mol，
故答案为：CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=﹣810.1kJ/mol；②由图可知，左室投入水，生成氧气与氢离子，电极a表面发生氧化反应，为负极，电极反应式为2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+，右室通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，电极b表面发生还原反应，为正极，电极反应式为2CO2+4e﹣+4H+═2HCOOH，
故答案为：2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+；2CO2+4H++4e﹣=2HCOOH．
【分析】（1）①根据到达平衡的时间判断温度高低，根据平衡时二氧化碳的浓度判断温度对平衡的影响，进而判断△H；②由图可知，T2温度平衡时，二氧化碳的浓度变化量为0.1mol/L，根据v= 计算v（CO2），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（N2）；③接触面积越大反应速率越快，到达平衡的时间越短，催化剂的表面积S1＞S2，S2条件下达到平衡所用时间更长，但催化剂不影响平衡移动；④a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化；
b、到达平衡后，温度为定值，平衡常数不变，结合反应热判断随反应进行容器内温度变化，判断温度对化学平衡常数的影响；
c、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，最后不再变化；
d、到达平衡后各组分的含量不发生变化；（2）①根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式；②由图可知，左室投入水，生成氧气与氢离子，电极a表面发生氧化反应，为负极，右室通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，电极b表面发生还原反应，为正极．
29．（2015·腾冲模拟）某化学小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4 7H2O．已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）．
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下：
沉淀物 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
Al（OH）3 3.8 5.2
Fe（OH）3 2.7 3.2
Fe（OH）2 7.6 9.7
Ni（OH）2 7.1 9.2
（1）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是　 　
（2）“酸浸”时所加入的酸是　 　（填化学式）．
（3）加入H2O2时发生反应的离子方程式为　 　
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的调控范围是　 　
（5）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4 7H2O），其原因可能是　 　（写出一点即可）．
（6）NiSO4 7H2O可用于制备镍氢电池（NiMH），镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型．NiMH中的M表示储氢金属或合金．该电池在充电过程中总反应的化学方程式是Ni（OH）2+M=NiOOH+MH，则NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为　 　．
【答案】（1）2Al+2OH﹣+2H2O═2AlO +3H2↑、Al2O3+2OH﹣═2AlO +H2O
（2）H2SO4
（3）H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
（4）3.2﹣7.1
（5）H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的
（6）NiOOH+H2O+e﹣=Ni（OH）2+OH﹣
【知识点】化学电源新型电池；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；制备实验方案的设计
【解析】【解答】解：由流程可知，某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）．碱浸过滤得到固体加入酸浸过滤加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液pH使铁离子和铝离子全部沉淀，镍离子不沉淀，过滤后调节溶液PH2﹣3防止镍离子水解，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到NiSO4 7H2O晶体；（1）“碱浸”过程中是为了除去铝及其氧化物，铝是两性元素和强碱反应，氧化铝是两性氧化物和强碱反应，镍单质和铁及其氧化物不和碱反应达到除去铝元素的目的；反应的两种方程式为：2Al+2OH﹣+2H2O═2AlO +3H2↑、Al2O3+2OH﹣═2AlO +3H2O，
故答案为：2Al+2OH﹣+2H2O═2AlO +3H2↑、Al2O3+2OH﹣═2AlO +H2O；（2）“酸浸”时主要是溶解镍金属和铁单质及其氧化物，依据制备目的是得到NiSO4 7H2O，加入的酸不能引入新的杂质，所以需要加入硫酸进行酸浸；
故答案为：H2SO4；（3）铁离子易转化为沉淀除去，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，其反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；故答案为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；（4）依据图表中沉淀需要的溶液pH，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子后，调节溶液pH使铁离子全部沉淀，镍离子不沉淀得到较纯净的硫酸镍溶液，pH应在3.2﹣7.1间，故答案为：3.2﹣7.1；（5）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4 7H2O），说明在加入过氧化氢氧化剂氧化亚铁离子时未把亚铁离子全部氧化，氢氧化亚铁沉淀的pH大于镍离子沉淀的pH，保温目的是把亚铁离子完全氧化，故答案为：H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的；（6）NiMH电池放电过程中，正极上NiOOH得电子生成Ni（OH）2，则正极的电极方程式为：NiOOH+H2O+e﹣=Ni（OH）2+OH﹣，故答案为：NiOOH+H2O+e﹣=Ni（OH）2+OH﹣．
【分析】由流程可知，某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）．碱浸过滤得到固体加入酸浸过滤加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液pH使铁离子和铝离子全部沉淀，镍离子不沉淀，过滤后调节溶液PH2﹣3防止镍离子水解，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到NiSO4 7H2O晶体；（1）含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）的单质及氧化物，铝和氧化铝都可以和强碱反应溶解得到溶液含有偏铝酸盐；（2）依据最后制备NiSO4 7H2O，防止引入其他杂志离子需要加入硫酸进行溶解；（3）加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，铁离子易转化为沉淀除去；（4）依据氢氧化物沉淀的pH分析判断，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子后，调节溶液pH使铁离子全部沉淀，镍离子不沉淀得到较纯净的硫酸镍溶液；（5）含有绿矾晶体说明在加入过氧化氢保温过程中，过氧化氢未把亚铁离子全部氧化．（6）正极上NiOOH得电子生成Ni（OH）2．
30．（2015·腾冲模拟）某硫酸厂以含有SO2的尾气、氨水等为原料，合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质．合成路线如下：
（1）写出反应Ⅲ的化学方程式：　 　
（2）下列有关说法正确的是 （填字母）．
A．反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙
B．反应Ⅱ和反应Ⅲ的基本反应类型相同
C．反应Ⅳ需控制在60﹣70℃，目的之一是减少碳酸氢铵的分解
D．反应Ⅴ中的副产物氯化铵可用作氮肥
（3）（NH4 ）2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统．写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式：　 　．
（4）很多硫酸厂为回收利用SO2，直接用氨水吸收法处理尾气．
①用15.0mL2.0mol L﹣1氨水吸收标准状况下448mLSO2，吸收液中的溶质为　 　
②某同学用酸性KMnO4溶液滴定上述吸收液，当达到滴定终点时，消耗KMnO4溶液25.00mL，则酸性KMnO4溶液中，c（KMnO4）=　 　
（5）氨气用途广泛，可以直接用于燃料电池，如图是用氨水作燃料的燃料电池的工作原理．
氨气燃料电池的电解质溶液最好选择　 　（填“酸性”“碱性”或“中性”）溶液，氮气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池总反应的化学方程式是　 　，负极的电极反应式是　 　．
【答案】（1）CaSO4+4C CaS+4CO↑
（2）A；C；D
（3）4（NH4）2SO3+2NO2=N2+4（NH4）2SO4
（4）NH4HSO3、（NH4）2SO3；0.32mol/L
（5）碱性；4NH3+3O2=2N2+6H2O；2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O
【知识点】化学电源新型电池；氨的性质及用途；二氧化硫的性质；制备实验方案的设计
【解析】【解答】解：（1）根据题中的流程可知，反应Ⅲ是硫酸钙与焦炭高温条件下反应生成硫化钙和一氧化碳，反应方程式为CaSO4+4C CaS+4CO↑，故答案为：CaSO4+4C CaS+4CO↑；（2）A．过量的空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙，故A正确；
B．反应Ⅲ化学方程式为：CaSO4+4C=CaS+4CO↑，是氧化还原反应，反应Ⅱ为二氧化硫与氨水的反应，是复分解反应，所以反应类型不同，故B错误；C．防止碳酸氢铵在温度过高时分解得不到需要的目标产物，故C正确；D、氯化铵含N元素，是一种氮肥，故D正确；
故答案为：ACD；（3）（NH4）2SO3与氮氧化物生成氮气，根据电子得失守恒可知，同时生成一种氮肥应为硫酸铵，所以二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式为4（NH4 ）2SO3+2NO2=N2+4（NH4）2SO4，故答案为：4（NH4）2SO3+2NO2=N2+4（NH4）2SO4；（4）①氨气与二氧化硫按1：1反应生成NH4HSO3，按2：1反应生成（NH4）2SO3，15.0mL2.0mol L﹣1氨水的物质的量为0.03mol，标准状况下448mLSO2，SO2的物质的量为0.02mol，它们的物质的量之比为3：2，介于1：1与2：1之间，所以吸收液中的溶质为NH4HSO3、（NH4）2SO3，故答案为：NH4HSO3、（NH4）2SO3；②根据电子得失守恒有关系式5SO2～2KMnO4，根据①可知SO2的物质的量为0.02mol，则KMnO4的物质的量为 ×0.02mol=0.008mol，所以c（KMnO4）= =0.32mol/L，故答案为：0.32mol/L；（5）氨气是碱性气体，所以电解液最好选择碱性的；生成的无毒气体时N2，据此书写化学方程式为：4NH3+3O2=2N2+6H2O，负极发生还原反应，氨气在负极反应，注意时碱性环境，所以，正极的电极反应式为：2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O，
故答案为：碱性；4NH3+3O2=2N2+6H2O；2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O．
【分析】（1）根据题中的流程可知，反应Ⅲ是硫酸钙与焦炭高温条件下反应生成硫化钙和一氧化碳；（2）A．依据流程图结合反应生成物分析，过量的空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙；
B．反应Ⅲ化学方程式为：CaSO4+4C=CaS+4CO↑，是氧化还原反应，反应Ⅱ为二氧化硫与氨水的反应，是复分解反应；C．防止碳酸氢铵在温度过高时分解；D．氯化铵是一种氮肥；（3）（NH4 ）2SO3与氮氧化物生成氮气，根据电子得失守恒可知，同时生成一种氮肥应为硫酸铵，据此书写化学方程式；（4）①氨气与二氧化硫按1：1反应生成亚硫酸氢铵，按2：1反应生成亚硫酸铵，据此判断；②根据电子得失守恒有关系式5SO2～2KMnO4，根据SO2的物质的量计算KMnO4的物质的量，进而计算c（KMnO4）；（5）氨气是碱性气体；生成的无毒气体时N2，据此书写化学方程式；负极发生还原反应，氨气在负极反应，注意时碱性环境．
31．（2015·潮州模拟）臭氧可用于净化空气、饮用水的消毒、处理工业废物和作氧化剂．
（1）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应．如：
6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s）△H=﹣235.8kJ/mol．
已知2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g）△H=+62.2kJ/mol，
则常温下反应：2O3（g）═3O2（g）的△H=　 　．
（2）科学家首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧．臭氧在阳极周围的水中产生，电极反应式为3H2O﹣6e﹣=O3↑+6H+，阴极附近溶解在水中的氧气生成过氧化氢，其电极反应式为　 　．
（3）O3在碱性条件下可将Na2SO4氧化成Na2S2O8并生成氧气．写出该反应的化学方程式：　 　
（4）所得的Na2S2O8溶液可降解有机污染物4﹣CP．原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基（SO4﹣ ）．通过测定4﹣CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生SO4﹣ 的量．某研究小组设计实验探究了溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生SO4﹣ 的影响．
①溶液酸碱性的影响：其他条件相同，将4﹣CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中，结果如图a所示．由此可知：溶液酸性增强，　 　（填“有利于”或“不利于”）Na2S2O8产生SO4﹣．
②Fe2+浓度的影响：相同条件下，将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c（4﹣CP）=1.56×10﹣4mol L﹣1、c（Na2S2O8）=3.12×10﹣3 mol L﹣1的混合溶液中．反应240min后测得实验结果如图b所示．已知 S2O82﹣+Fe2+═SO4﹣ +SO42﹣+Fe3+．则由图示可知下列说法正确的是：　 　（填序号）
A．反应开始一段时间内4﹣CP降解率随Fe2+浓度的增大而增大，原因是Fe2+能使Na2S2O8产生更多的SO4ˉ ．
B．Fe2+是4﹣CP降解反应的催化剂
C．当c（Fe2+）过大时，4﹣CP降解率反而下降，原因可能是Fe2+会与SO4﹣ 发生反应，消耗部分SO4﹣ ．
D.4﹣CP降解率反而下降，原因可能是生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强，不利于4﹣CP的降解．
③当c（Fe2+）=3.2×10ˉ3mol L﹣1时，4﹣CP降解的平均反应速率的计算表达式为　 　．
【答案】（1）﹣285.0kJ mol﹣1
（2）3O2+6H++6e﹣=3H2O2（或O2+2H++2e﹣=H2O2）
（3）2Na2SO4+O3+H2O=Na2S2O8+2NaOH+O2
（4）有利于；AC；
【知识点】盖斯定律及其应用；化学电源新型电池；化学平衡中反应条件的控制
【解析】【解答】解：（1）①6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s），△H=﹣235.8kJ mol﹣1，
②2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g），△H=+62.2kJ mol﹣1，
根据盖斯定律可知①×2+②×3可得到，2O3（g）═3O2（g），则反应热△H=（﹣235.8kJ mol﹣1）×2+（+62.2kJ mol﹣1）×3=﹣285kJ/mol，
故答案为：﹣285kJ/mol；（2）酸性条件下电解水的方法制得臭氧，臭氧在阳极周围的水中产生，其电极反应式为3H2O﹣6e﹣═O3↑+6H+，阴极附近的氧气得电子生成过氧化氢，其电极反应式为3O2+6H++6e﹣═3H2O2，
故答案为：3O2+6H++6e﹣═3H2O2（或O2+2H++2e﹣=H2O2）；（3）O3在碱性条件下可将Na2SO4氧化成Na2S2O8并生成氧气的方程式为：2Na2SO4+O3+H2O=Na2S2O8+2NaOH+O2，故答案为：2Na2SO4+O3+H2O=Na2S2O8+2NaOH+O2；（4）①根据溶液的pH和4﹣CP的降解率可以知道溶液酸性增强，有利于Na2S2O8产生SO4﹣，故答案为：有利于；
②A．根据溶液的pH和4﹣CP的降解率可以知道溶液酸性增强，有利于Na2S2O8产生SO4﹣，故A正确；
B．酸性环境是4﹣CP降解反应的催化剂，故B错误；
C．Fe2+会与SO4﹣发生反应，消耗部分SO4﹣，即当c（Fe2+）过大时，4﹣CP降解率反而下降，故C错误；
D．生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强，会更加有利于4﹣CP的降解，故D错误．
故选AC；
③当c（Fe2+）=3.2×10ˉ3mol L﹣1时，4﹣CP降解率为52.4%，4﹣CP降解的平均反应速率的计算表达式为 ，故答案为： ．
【分析】（1）①6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s），△H=﹣235.8kJ mol﹣1，
②2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g），△H=+62.2kJ mol﹣1，
根据盖斯定律可知①×2+②×3可得到，2O3（g）═3O2（g），以此计算反应热；（2）阴极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为3O2+6H++6e﹣═3H2O2；（3）根据反应物和产物书写方程式；（4）根据溶液的pH和4﹣CP的降解率图象来回答，当c（Fe2+）=3.2×10ˉ3mol L﹣1时，4﹣CP降解率为52.4%．
32．（2015·福建模拟）U、V、W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，U、Y在周期表中的相对位置如图1；U元素与氧元素能形成两种无色气体；W是地壳中含量最多的金属元素．
（1）元素Z在周期表中位于第　 　族．我国首创以W组成的金属﹣海水﹣空气电池作为能源的新型海水标志灯，它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使W组成的金属不断氧化而产生电流．只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光．
则该电源负极反应为　 　．
（2）YO2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体VO，有关反应的离子方程式为　 　，由此可知YO2和VO还原性较强的是（写化学式）　 　．
（3）V的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性．
①在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为　 　．
②一定条件下，甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应（△H＞0）并达平衡后，仅改变如表中反应条件x，该平衡体系中随x递增y递增的是　 　（选填序号）．
选项 a b c d
x 温度 温度 加入H2的物质的量 加入甲的物质的量
y 混合气体的平均相对分子质量 平衡常数K 混合气体的密度 达平衡时的甲的转化率
③向含4molV 的最高价含氧酸的稀溶液中，逐渐加入Fe粉至过量．假设生成的气体只有一种，请在图2坐标系中画出n（Fe2+）随n（Fe）变化的示意图　 　．
（4）相同温度下，等体积、物质的量浓度都为0.1mol/L的KZ和CH3COOK溶液的两种溶液中，离子总数相比较 ．
A．前者多 B．一样多 C．后者多 D．无法判断．
【答案】（1）VIIA；Al﹣3e﹣=Al3+
（2）3SO2+2NO3﹣+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+；SO2
（3）2NH3+3H2O2=N2+6H2O；bc；
（4）A
【知识点】化学电源新型电池；化学平衡中反应条件的控制；元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】解：U、V、W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，W是地壳中含量最多的金属元素，则W是Al元素，U、Y在周期表中的相对位置如图1，根据图知，U为第二周期元素，U元素与氧元素能形成两种无色气体，则U是C元素，Y是S元素，Z的原子序数大于S元素且为短周期主族元素，所以Z是Cl元素，V的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性，则V是N元素，甲是氨气，（1）Z是Cl元素，其原子最外层有7个电子，主族元素原子最外层电子数与其族序数相等，所以Cl元素位于第VIIA族；Al、氧气和电解质溶液构成原电池，Al易失电子作负极，电极反应式为Al﹣3e﹣=Al3+，
故答案为：第VIIA族；Al﹣3e﹣=Al3+；（2）SO2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体NO，发生氧化还原反应生成硫酸根离子和NO，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀，反应方程式为3SO2+2NO3﹣+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+，同一氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，该反应中二氧化硫是还原剂、NO是还原产物，所以二氧化硫的还原性较强，故答案为：3SO2+2NO3﹣+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+；SO2；（3）①氨气和双氧水发生氧化还原反应生成氮气和水，反应方程式为2NH3+3H2O2=N2+6H2O，故答案为：2NH3+3H2O2=N2+6H2O；
②a．该分解反应是吸热反应，升高温度促进分解，混合物的物质的量增大，所以混合气体的平均分子质量减小，故错误；
b．升高温度，促进氨气分解，所以化学平衡常数增大，故正确；
c．加入氢气，抑制氨气分解，混合气体质量增大，容器体积不变，根据ρ= 知，其密度增大，故正确；
d．加入氨气，氨气浓度增大，平衡向右移动，但氨气转化率减小，故错误；
故选bc；
③含有4mol硝酸的稀硝酸溶液中，逐渐加入Fe粉至过量，发生的反应为Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O、2Fe（NO3）3+Fe=3Fe（NO3）2，4mol硝酸氧化铁生成硝酸铁时需要1molFe，硝酸铁氧化铁生成硝酸亚铁时需要0.5mol铁，最终生成亚铁离子的物质的量是1.5mol，其图象为
，
故答案为： ；（4）相同温度下，等体积、物质的量浓度都为0.1mol/L的KCl和CH3COOK溶液的两种溶液中，KCl中存在 c（K+）+c（OH﹣）=c（H+）+c（Cl﹣），CH3COOK溶液中存在C（CH3COO﹣）+c（OH﹣）=c（H+）+c（K+），醋酸钾溶液呈碱性、氯化钾溶液呈中性，两种溶液中钾离子浓度相等，c（H+）：KCl＞CH3COOK，所以CH3COOK溶液中总离子浓度小，故选A．
【分析】U、V、W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，W是地壳中含量最多的金属元素，则W是Al元素，
U、Y在周期表中的相对位置如图1，根据图知，U为第二周期元素，U元素与氧元素能形成两种无色气体，则U是C元素，Y是S元素，Z的原子序数大于S元素且为短周期主族元素，所以Z是Cl元素，V的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性，则V是N元素，甲是氨气，（1）Z是Cl元素，其原子最外层有7个电子，主族元素原子最外层电子数与其族序数相等；Al、氧气和电解质溶液构成原电池，Al易失电子作负极；（2）SO2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体NO，发生氧化还原反应生成硫酸根离子和NO，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀，同一氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性；（3）V是N元素，甲是氨气，①氨气和双氧水发生氧化还原反应生成氮气和水；②一定条件下，甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应（△H＞0）并达平衡后，
a．该分解反应是吸热反应，升高温度促进分解，混合物的物质的量增大；
b．升高温度，促进氨气分解；
c．加入氢气，抑制氨气分解，混合气体质量增大，容器体积不变，根据ρ= 判断；
d．加入氨气，氨气浓度增大，平衡向右移动，但氨气转化率减小；③含有4mol硝酸的稀硝酸溶液中，逐渐加入Fe粉至过量，发生的反应为Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O、2Fe（NO3）3+Fe=3Fe（NO3）2，4mol硝酸氧化铁生成硝酸铁时需要1molFe，硝酸铁氧化铁生成硝酸亚铁时需要0.5mol铁，最终生成亚铁离子的物质的量是1.5mol；（4）相同温度下，等体积、物质的量浓度都为0.1mol/L的KCl和CH3COOK溶液的两种溶液中，KCl中存在c（K+）+c（OH﹣）=c（H+）+c（Cl﹣），CH3COOK溶液中存在C（CH3COO﹣）+c（OH﹣）=c（H+）+c（K+），醋酸钾溶液呈碱性、氯化钾溶液呈中性，据此判断．
33．（2015·自贡模拟）以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图．回答下列问题：
（1）B极上的电极反应式为　 　
（2）若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为　 　（标况下）．
【答案】（1）CH4+4O2﹣﹣8e﹣=CO2+2H2O
（2）1.12L
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】解：（1）由阴离子移动方向可知B为负极，负极发生氧化反应，甲烷被氧化生成二氧化碳和水，电极方程式为CH4+4O2﹣﹣8e﹣=CO2+2H2O，
故答案为：CH4+4O2﹣﹣8e﹣=CO2+2H2O；（2）硫酸铜的物质的量=0.1L×2mol/L=0.2mol，开始阶段发生反应：2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+，铜离子完全放电后，发生反应2H2O 2H2↑+O2↑，当两极收集到的气体体积相等时，即氢气与氧气的体积相等，令是氢气为xmol，根据电子转移守恒，则：0.1mol×2+2x=4x，解得x=0.1，根据电子转移守恒，可知消耗的甲烷物质的量= =0.05mol，故消耗甲烷的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故答案为：1.12 L．
【分析】（1）由阴离子移动方向可知B为负极，负极发生氧化反应，甲烷被氧化生成二氧化碳和水；（2）开始阶段发生反应：2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+，铜离子完全放电后，发生反应2H2O 2H2↑+O2↑，当两极收集到的气体体积相等时，即氢气与氧气的体积相等，令是氢气为xmol，根据电子转移守恒列方程计算，再根据电子转移守恒计算消耗的甲烷；根据电池中的能量转化率分析．
34．（2015·和顺模拟）汽车尾气中的主要污染物是NO和CO2．为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气．
（1）2NO（g）+2CO（g）═2CO2（g）+N2（g）△H1=﹣746.5kJ mol﹣1
已知：2C（s）+O2（g）═2CO（G）△H2=﹣221kJ mol﹣1
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣393.5kJ mol﹣1
则N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=　 　kJ mol﹣1
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表：
时间/s 0 2 3 4 5
c（NO）/10﹣4mol L﹣1 10.0 c1 1.50 1.00 1.00
c（CO）10﹣3mol L﹣1 3.60 c2 2.75 2.70 2.70
①c1合理的数值为　 　（填字母） A.4.20 B.4.00 C.3.50 D.2.50
②前2s内的平均反应速率 v（CO2 ）=　 　
③不能作为判断该反应达到平衡状态的标志是　 　．（填字母标号）
a.2v正（CO）=v逆（N2）
b．容器中混合气体的密度保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．CO2的体积分数不变
（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率．根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如图所示：
实验 序号 T/℃ NO初始浓 度/10﹣3mol L﹣1 CO初始浓 度/10﹣3mol L﹣1 催化剂的比表面积/㎡ g﹣1
① 350 1.20 5.80 124
② 280 1.20 5.80 124
③ 280 1.20 5.80 82
则曲线I、Ⅱ、Ⅲ对应的实验编号依次为　 　
（4）已知：CO通入新制的银氨溶液可生成银镜，同时释放一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体．某温度下，向1L密闭容器中充入1molNO和1molCO，反应达到平衡后，将平衡混合气通入足量新制的银氨溶液中．生成43.2g Ag，则该温度下，反应：2NO（g）+2CO（g） 2CO2（g）+N2（g）的化学平衡常数K=　 　
（5）CO可作燃料电池的烯气．用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得650℃下工作的燃料电池．该电池总反应为2CO+O2═2CO2，则负极反应式为　 　．
【答案】（1）+180.5
（2）D；3.75×10﹣4 mol/（L．s）；ab
（3）③②①
（4）160
（5）2CO+2CO32﹣﹣4e﹣═4CO2
【知识点】热化学方程式；化学电源新型电池；化学平衡状态的判断
【解析】【解答】解：（1）已知：①2 NO（g）+2CO（g） 2CO2（g）+N2（g）△H=﹣746.5KJ/mol,②2C （s）+O2（g） 2CO（g）△H=﹣221.0KJ/mol③C （s）+O2（g） CO2（g）△H=﹣393.5KJ/mol则依据盖斯定律，③×2﹣②﹣①得到：N2（g）+O2（g）=2NO（g）则△H=（﹣393.5KJ/mol）×2﹣（﹣220KJ/mol）﹣（﹣746.5KJ/mol）=+180.5KJ/mol，
故答案为：+180.5；（2）①由表中数据可知4s时反应到达平衡，1﹣3s内NO浓度变化量为4.5×10﹣4 mol/L﹣1.5×10﹣4 mol/L=3×10﹣4 mol/L，该2s内平均每秒内变化量为1.5×10﹣4 mol/L，随反应进行，反应速率减小，该2s中前1s内NO浓度变化量应大于1.5×10﹣4 mol/L，则2s时NO的浓度小于4.5×10﹣4 mol/L﹣1.5×10﹣4 mol/L=3×10﹣4 mol/L，故2s时NO的浓度应介于1.5×10﹣4 mol/L～3×10﹣4 mol/L之间，选项中只有2.5×10﹣4 mol/L符合，
故选：D；②2s内NO的浓度变化量为10×10﹣4 mol/L﹣2.5×10﹣4 mol/L=7.5×10﹣4 mol/L，故2s内v（NO）= =3.75×10﹣4 mol/（L．s），速率之比等于其化学计量数之比，则v（CO2）=v（NO）=3.75×10﹣4 mol/（L．s），故答案为：3.75×10﹣4 mol/（L．s）；③a．若2v正（CO）=v逆（N2），速率之比不等于计量数之比，反应为到达平衡，故a错误；b．容器中混合气体的密度始终保持不变，密度不变，不能说明反应到达平衡，故b错误；c．随反应进行，混合气体总物质的量进行，容器中气体的压强减小，容器中气体的压强不变，说明到达平衡，故c正确；d．CO2的体积分数不变，说明二氧化碳的量不变，故d正确；
故选：ab；（3）由于②、③温度相同，催化剂对平衡移动无影响，化学平衡不移动，达到相同的平衡状态，但②的起始浓度较大，催化剂的比表面积较大，则反应的速率大，所以②先达到化学平衡；由于①、②浓度、催化剂的比面积大相同，而①的温度较高，反应速率较快，先到达平衡，且平衡向逆反应移动，平衡时NO的浓度增大，所以曲线Ⅰ对应实验③，曲线Ⅱ对应实验②，曲线Ⅲ对应实验①，故答案为：③②①；（4）设平衡时混合气体中CO的物质的量为x，则
CO～～～～2 Ag
1mol 2×108g
x 43.2g
解得：x= =0.2mol
2NO（g）+2CO（g） 2CO2（g）+N2（g）
初始量（mol）：1 1 0 0
变化量（mol）：0.8 0.8 0.8 0.4
平衡量（mol）：0.2 0.2 0.8 0.4
由于容器体积为1L，故用物质的量代替浓度计算平衡常数，则平衡常数K= = =160，故答案为：160；（5）该熔融盐燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为：O2+2CO2+4e﹣═2 CO32﹣，电池总反应方程式为2CO+O2=2CO2，减去正极反应式可得负极电极反应式为：2CO+2CO32﹣﹣4e﹣═4CO2，故答案为：2CO+2CO32﹣﹣4e﹣═4CO2．
【分析】（1）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也进行相应的计算；（2）①由表中数据可知4s时反应到达平衡，1﹣3s内NO浓度变化量为4.5×10﹣4 mol/L﹣1.5×10﹣4 mol/L=3×10﹣4 mol/L，该2s内平均每秒内变化量为1.5×10﹣4 mol/L，随反应进行，反应速率减小，该2s中前1s内NO浓度变化量应大于1.5×10﹣4 mol/L，则2s时NO的浓度小于4.5×10﹣4 mol/L﹣1.5×10﹣4 mol/L=3×10﹣4 mol/L，故2s时NO的浓度应介于1.5×10﹣4 mol/L～3×10﹣4 mol/L之间；②根据v= 计算v（NO），再利用速率之比等于其化学计量数之比计算v（CO2）；③可逆反应到达平衡时，同一物质的正逆反应速率相等，各组分的浓度、含量不变，由此衍生的一些其它量不变，判断平衡状态的物理量应随反应进行发生变化，当该物理量由变化到不变化，说明到达平衡；（3）由图可知，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ相比，平衡没有移动，反应速率Ⅱ比Ⅰ快，故曲线Ⅱ中催化剂比比表面积大于Ⅰ，而其它条件相同；而曲线Ⅲ和曲线Ⅱ相比，反应速率变快且平衡逆向移动，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动；（4）由电子转移守恒，可得关系式CO～2Ag，据此计算平衡时一氧化碳的量，结合化学平衡三段式计算各组分的物质的量，由于容器体积为1L，用物质的量代替浓度计算平衡常数，代入化学平衡常数表达式K= 计算；（5）该燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，总电极反应式减去正极反应式可得负极电极反应式．
35．（2015·梁山模拟）能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）△H1
反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是　 　（填“I”或“Ⅱ”）．
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）．
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
由表中数据判断△H1　 　0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
③某温度下，将2mol CO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为　 　，此时的温度为　 　（从上表中选择）．
（2）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H=﹣44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：　 　
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置．
①该电池正极的电极反应为　 　．
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为　 　．
【答案】（1）Ⅰ；＜；80%；250℃
（2）CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8kJ∕mol
（3）O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32﹣+6H2O
【知识点】盖斯定律及其应用；化学电源新型电池；化学平衡常数；化学平衡的计算
【解析】【解答】解：（1）①原子经济性原则指的是原子利用率高的反应，Ⅰ是化合反应，原子利用率高达100%，故答案为：Ⅰ；
②根据表中数据可以看出，温度越高则平衡常数越小，可以确定该反应是放热反应，故答案为：＜；
③设一氧化碳的变化量为x，则
CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）
初始浓度（mol/L） 1 3 0
变化浓度（mol/L） 0.8 1.6 0.8
平衡浓度（mol/L） 0.2 2.4 0.8
则CO的转化率= ×100%=80%，平衡常数K= = =2.041，所以该反应的温度为250℃，
故答案为：80%；250℃；（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的反应CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）和反应①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣1275.6kJ/mol，②2CO （g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566.0kJ/mol，③H2O（g）=H2O（l）△H=﹣44.0kJ/mol之间的关系为：①× ﹣②× +2×③=﹣442.8 kJ∕mol，
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8kJ∕mol；（3）①在燃料电池中，正极是氧气发生得电子的还原反应，即O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，故答案为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，说明氢氧根离子被消耗，在在燃料电池中，总反应是燃料燃烧的反应，
故答案为：2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32﹣+6H2O．
【分析】（1）①原子经济性原则指的是原子利用率高的反应；
②对于放热反应，温度越高则平衡常数越小；
③根据化学方程式计算平衡转化率和化学平衡常数进而确定反应的温度；（2）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变，书写热化学方程式；（3）极是氧气发生得电子的还原反应，总反应是燃料燃烧的反应．
2023年高考真题变式分类汇编：化学电源新型电池2
一、选择题
1．（2013·海南）Mg﹣AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl+Mg═Mg2++2Ag+2Cl﹣．有关该电池的说法正确的是（　　）
A．Mg为电池的正极 B．负极反应为AgCl+e﹣═Ag+Cl﹣
C．不能被KCl 溶液激活 D．可用于海上应急照明供电
2．（2016·江苏）下列说法正确的是（　　）
A．氢氧燃料电池工作时，H2在负极上失去电子
B．0.1mol L﹣1Na2CO3溶液加热后，溶液的pH减小
C．常温常压下，22.4LCl2中含有的分子数为6.02×1023个
D．室温下，稀释0.1mol L﹣1CH3COOH溶液，溶液的导电能力增强
3．（2023·来宾模拟）一种NO-空气燃料电池的工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法正确的是
A．电子的流动方向：负极→电解质溶液→正极
B．H+通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动
C．若产生1molHNO3，则通入O2的体积应大于16.8L
D．放电过程中负极的电极反应式为NO-3e-+2H2O=+4H+
4．（2023·石家庄模拟）电化学合成具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点，利用下图所示装置可合成己二腈。充电时生成己二睛，放电时生成，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和向两极移动。下列说法正确的是
A．N极的电势高于M极的电势
B．放电时，双极膜中向M极移动
C．充电时，阴极的电极反应式为
D．若充电时制得，则放电时需生成，才能使左室溶液恢复至初始状态
5．（2023·济宁模拟）化学与科技、生产、生活密切相关，下列说法正确的是
A．天然气属于新能源
B．运载火箭壳体中的碳纤维属于无机非金属材料
C．液氧在工业上可通过分解氯酸钾制得
D．“深海勇士”号潜水艇使用的锂离子电池是一次电池
6．（2023·临汾模拟）某HCOOH-空气燃料电池工作原理如图所示(离子交换膜只允许K+离子通过)。下列说法错误的是
A．该电池工作时K+离子从Pt1电极迁移至Pt2电极
B．Pt1的电极反应式为：HCOOH+3OH--2e- =+2H2O
C．Pt2的电极反应式为：O2+2e-+2H2O=4OH-
D．该电池实现了物质制备和发电的结合
7．（2023·山西模拟）高电压水系锌-有机混合液流电池的装置及充、放电原理如图所示。下列说法正确的是
A．锌元素位于元素周期表的d区
B．充电时，每转移，阴极增重
C．放电时，负极的电极反应式为
D．放电时，化学能全部转化为电能
8．（2023·乌鲁木齐模拟）镁锂双盐电池是结合镁离子电池和锂离子电池而设计的新型二次离子电池。其工作原理如图所示，已知放电时，b极转化关系为：。下列说法正确的是
A．充电或放电时，a极电势均高于b极
B．放电过程中正极质量减少，负极质量增加
C．充电时阳极的电极反应式为
D．该电池工作时，若通过电路转移电子的物质的量为，则负极质量变化2.4g
9．（2023·吉林模拟）下列生产活动中涉及的化学原理正确的是
选项 生产活动 化学原理
A 使用碳纳米管、石墨烯制作新型电池 碳纳米管、石墨烯均可燃烧生成
B 侯氏制碱法得到沉淀 溶解度较小
C 利用溶液刻蚀印刷电路板 Fe的活动性比Cu强
D 常温下，可以利用钢瓶储存浓 常温下浓与Fe不反应
A．A B．B C．C D．D
10．（2023·茂名模拟）一款低成本高能效的新型无隔膜铈铅单液流电池装置如图所示，该电池用石墨毡做电极，可溶性铈盐和铅盐的混合酸性溶液作电解液。已知电池反应为：。下列相关说法正确的是
A．放电时，在b电极发生还原反应
B．该电池可用稀硫酸酸化电解质溶液
C．充电过程中，a电极发生的反应为
D．放电过程中，电解质溶液中的向a电极移动
11．（2023·济南模拟）以硝酸盐为离子导体的电池装置与其某一电极M附近的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．镍电极上发生还原反应
B．是该过程中的中间产物
C．固体电解质能起到隔绝空气的作用
D．M的电极反应为
12．（2023·天河模拟）电池实现了对的高效利用，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．多孔纳米片为正极，电极上发生还原反应
B．电极反应式为：
C．a为，b为
D．当外电路通过时，双极膜中离解水的物质的量为
13．（2023·郑州模拟）钠离子电池以其低成本、高安全性等成为锂离子电池的首选“备胎”，其工作原理为：。下列说法正确的是
A．放电时，嵌入铝箔电极上，Mn元素被氧化
B．放电时，外电路中每转移，理论上碳基材料质量增加4.6g
C．充电时，b极为阴极，其电极反应为
D．该电池在充放电过程中，依靠钠离子在两极反复脱嵌和嵌入，未发生氧化还原反应
14．（2023·南通）一种将催化转化为的电化学装置如图所示。下列说法正确的是
A．该装置工作过程中化学能转化为电能
B．铂电极发生的反应为
C．工作过程中玻碳电极区溶液的pH增大
D．每产生标准状况下11.2L 时，理论上有2mol 通过质子交换膜
15．（2023·淮安模拟）CO2通过电催化法可生成C2H5OH，c-NC、i-NC是可用于阴极电极的两种电催化剂，其表面发生转化原理如图所示。下列有关说法正确的是
A．i-NC 电极发生氧化反应
B．合成过程中CO2作为还原剂
C．合成过程中用i-NC作电极催化剂更利于生成C2H5OH
D．c-NC 电极上发生反应： 2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O
16．（2023·沈阳模拟）电子科技大学和德国明斯特大学共同研发一种用于可充电空气电池的低成本非碱性醋酸锌[简写为]电解质，与传统的碱性相比，具有优异的循环性能和在空气中的稳定性，放电时最终产物是，工作原理如图。下列说法正确的是
A．放电时电子通过导线移向甲电极
B．若使用碱性电解质，会造成负极锌的不可逆转化，影响充电效果
C．放电时，每转移，理论上会产生
D．充电时，向电极甲移动
17．（2023·菏泽模拟）磷酸亚铁锂()为近年来新开发的锂离子电池电极材料，目前主要的制备方法有两种。
方法①：将、、C按一定比例混合，在高温下煅烧制得产品；
方法②：将、、按一定比例混合，在高温下煅烧制得产品。
下列说法正确的是
A．上述两种方法涉及到的反应均为氧化还原反应
B．方法①中C作还原剂，理论上制得1 mol 至少需要0.5 mol C
C．方法②所得产品中可能会混有，导致纯度降低
D．上述两种方法制备过程均需在隔绝空气条件下进行
18．（2023·潍坊模拟）铝—石墨双离子电池是一种全新的高效、低成本储能电池，电池反应为，电池装置如图所示。下列说法正确的是
A．AlLi合金作原电池的正极
B．放电时移向正极
C．充电时，电路中转移1 mol电子，阴极质量增加9 g
D．充电时，阳极反应为
二、多选题
19．（2022·淄博模拟）为适应不同发电形式产生的波动性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如图所示。当闭合K1和K3、打开K2时，装置处于蓄电状态；当打开K1和K3、闭合K2时，装置处于放电状态。放电时，双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-并分别向两侧迁移。下列说法错误的是（　　）
A．蓄电时，碳锰电极的电极反应式为
B．蓄电时，右侧电解池发生的总反应为
C．放电时，每消耗1 mol MnO2，理论上有2 mol H+由双极膜向碳锰电极迁移
D．理论上，该电化学装置运行过程中需要补充H2SO4和KOH
20．（2022·临沂模拟）无膜氯液流电池是一种先进的低成本高储能电池，可广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，工作原理如图所示，M为多孔碳电极，N为Na3Ti2( PO4)3和NaTi2(PO4)3电极。下列说法正确的是（　　）
A．放电时，M极电势高于N极
B．放电时，N极的电极反应式为 NaTi2(PO4)3+2Na+ +2e- =Na3Ti2(PO4)3
C．充电时，左侧储液器中Cl2的浓度减小
D．充电时，电路中每转移1mole-，两电极质量变化的差值为23g
21．（2017高二上·西安期末）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O {#mathmL#}{#/mathmL#} 3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH，下列叙述不正确的是（　　）
A．放电时负极反应为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2
B．充电时阳极反应为：Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣=FeO42﹣+4H2O
C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化
D．放电时正极附近溶液的碱性减弱
22．（2022高一下·章丘期中）根据原电池原理，可利用乙醇()的燃烧反应，以KOH溶液为电解质溶液，铂作电极设计出燃料电池。下列关于该燃料电池的说法中正确的是
A．负极上是获得电子，电极反应式为
B．电池放电过程中，溶液的pH不发生改变
C．负极发生氧化反应，正极发生还原反应
D．电池总反应为
23．（2022高一下·河北期中）我国科学家开发的碳聚四氟乙烯催化剂可提高锌-空气碱性电池的放电性能，工作原理如图所示。
电池放电时，下列说法正确的是
A．电子由a极经KOH溶液流入b极
B．放电时，向b极移动
C．正极上的电极反应式为
D．a极净增1.6g时，b极有1.12L(标准状况)参与反应
24．（2022高一下·章丘期中）铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极格板都是惰性材料，电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4 +2H2O。下列说法正确的是
A．电解液中H2SO4的浓度始终保持不变
B．放电时正极上的电极反应式为PbO2 +2e— +4H+ +=PbSO4 +2H2O
C．放电时，当外电路通过1mol电子时，理论上负极质量增加48g
D．充电时，溶液的酸性增强，溶液中的向阴极移动
三、非选择题
25．（2012·海南）新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液．某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示．
回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为　 　、　 　．
（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是　 　，电解氯化钠溶液的总反应方程式为　 　；
（3）若每个电池甲烷通如量为1L（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为　 　（法拉第常数F=9.65×104C mol﹣1列式计算），最多能产生的氯气体积为　 　L（标准状况）．
26．（2017·南开模拟）2013年初天津连续出现了严重的雾霾天气，给人们的出行及身体造成了极大的危害．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2．
①在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是　 　．
②吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO32﹣）：n（HSO3﹣）变化关系如下表：
n（SO32﹣）：n（HSO3﹣） 91：9 1：l 9：91
pH 8.2 7.2 6.2
由上表判断，NaHSO3溶液显　 　性（填“酸”、“碱”或“中”），用化学平衡原理解释：　 　．
③当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生．再生示意图如下：
写出HSO3﹣在阳极放电的电极反应式：　 　，当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用．
（2）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣574kJ mol﹣1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣1160kJ mol﹣1
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为　 　（阿伏加德罗常数的值用NA表示），放出的热量为　 　kJ．
（3）工业上合成氮所需氢气的制备过程中，其中的一步反应为：CO（g）+H2O（g） {#mathmL#}{#/mathmL#} CO2（g）+H2（g）；△H＜0
一定条件下，将CO（g）与H2O（g）以体积比为1：2置于密闭容器中发生上述反应，达到平衡时测得CO（g）与H2O（g）体积比为1：6，则平衡常数K=　 　．
27．甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH（g）+H2O(g) ΔH＝－58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH＝＋41 kJ/mol
回答下列问题：
（1）已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键 H－H C－O C O H－O C－H
E/（kJ·mol-1） 436 343 1076 465 x
则x＝　 　。
（2）若将1mol CO2和2mol H2充入容积为2L的恒容密闭容器中，在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI　 　KⅡ(填“＞”或“＝”或“＜”)；
②一定温度下，能判断该反应达到化学平衡状态的是　 　。
a．容器中压强不变 b．甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c．v正（H2）＝3v逆（CH3OH） d.2个C＝O断裂的同时有6个H—H断裂
③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，则用CO2表示的平均反应速率为　 　，该温度下的平衡常数为　 　；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是　 　。
a．缩小反应容器的容积 b．使用合适的催化剂
c．充入He d．按原比例再充入CO2和H2
（3）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池。以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程（装置如图所示）。其中物质b是　 　，阳极电极反应为　 　。
28．（2017·白山模拟）雾霾天气多次肆虐我国中东部地区．其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一．
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）+2CO（g） 2CO2（g）+N2（g）．在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如图1所示．
据此判断：
①该反应的△Η　 　 0（填“＞”或“＜”），△S　 　0（填“＞”或“＜”）
②在T1温度下，0～2s内的平均反应速率v（N2）=　 　．
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率．若增大催化剂的表面积，则CO转化率　 　（填“增大”，“减少”或“不变”）
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是　 　（填字母）．
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题．
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．
例如：CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣867.0kJ mol﹣1
2NO2（g） N2O4（g）△H=﹣56.9kJ mol﹣1
写出CH4催化还原N2O4（g）生成N2和H2O（g）的热化学方程式　 　．
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的．图2是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图．电极a、b表面发生的电极反应式分别为
a：　 　，
b：　 　．
29．（2015·腾冲模拟）某化学小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4 7H2O．已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）．
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下：
沉淀物 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
Al（OH）3 3.8 5.2
Fe（OH）3 2.7 3.2
Fe（OH）2 7.6 9.7
Ni（OH）2 7.1 9.2
（1）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是　 　
（2）“酸浸”时所加入的酸是　 　（填化学式）．
（3）加入H2O2时发生反应的离子方程式为　 　
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的调控范围是　 　
（5）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4 7H2O），其原因可能是　 　（写出一点即可）．
（6）NiSO4 7H2O可用于制备镍氢电池（NiMH），镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型．NiMH中的M表示储氢金属或合金．该电池在充电过程中总反应的化学方程式是Ni（OH）2+M=NiOOH+MH，则NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为　 　．
30．（2015·腾冲模拟）某硫酸厂以含有SO2的尾气、氨水等为原料，合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质．合成路线如下：
（1）写出反应Ⅲ的化学方程式：　 　
（2）下列有关说法正确的是 （填字母）．
A．反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙
B．反应Ⅱ和反应Ⅲ的基本反应类型相同
C．反应Ⅳ需控制在60﹣70℃，目的之一是减少碳酸氢铵的分解
D．反应Ⅴ中的副产物氯化铵可用作氮肥
（3）（NH4 ）2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统．写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式：　 　．
（4）很多硫酸厂为回收利用SO2，直接用氨水吸收法处理尾气．
①用15.0mL2.0mol L﹣1氨水吸收标准状况下448mLSO2，吸收液中的溶质为　 　
②某同学用酸性KMnO4溶液滴定上述吸收液，当达到滴定终点时，消耗KMnO4溶液25.00mL，则酸性KMnO4溶液中，c（KMnO4）=　 　
（5）氨气用途广泛，可以直接用于燃料电池，如图是用氨水作燃料的燃料电池的工作原理．
氨气燃料电池的电解质溶液最好选择　 　（填“酸性”“碱性”或“中性”）溶液，氮气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池总反应的化学方程式是　 　，负极的电极反应式是　 　．
31．（2015·潮州模拟）臭氧可用于净化空气、饮用水的消毒、处理工业废物和作氧化剂．
（1）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应．如：
6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s）△H=﹣235.8kJ/mol．
已知2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g）△H=+62.2kJ/mol，
则常温下反应：2O3（g）═3O2（g）的△H=　 　．
（2）科学家首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧．臭氧在阳极周围的水中产生，电极反应式为3H2O﹣6e﹣=O3↑+6H+，阴极附近溶解在水中的氧气生成过氧化氢，其电极反应式为　 　．
（3）O3在碱性条件下可将Na2SO4氧化成Na2S2O8并生成氧气．写出该反应的化学方程式：　 　
（4）所得的Na2S2O8溶液可降解有机污染物4﹣CP．原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基（SO4﹣ ）．通过测定4﹣CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生SO4﹣ 的量．某研究小组设计实验探究了溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生SO4﹣ 的影响．
①溶液酸碱性的影响：其他条件相同，将4﹣CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中，结果如图a所示．由此可知：溶液酸性增强，　 　（填“有利于”或“不利于”）Na2S2O8产生SO4﹣．
②Fe2+浓度的影响：相同条件下，将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c（4﹣CP）=1.56×10﹣4mol L﹣1、c（Na2S2O8）=3.12×10﹣3 mol L﹣1的混合溶液中．反应240min后测得实验结果如图b所示．已知 S2O82﹣+Fe2+═SO4﹣ +SO42﹣+Fe3+．则由图示可知下列说法正确的是：　 　（填序号）
A．反应开始一段时间内4﹣CP降解率随Fe2+浓度的增大而增大，原因是Fe2+能使Na2S2O8产生更多的SO4ˉ ．
B．Fe2+是4﹣CP降解反应的催化剂
C．当c（Fe2+）过大时，4﹣CP降解率反而下降，原因可能是Fe2+会与SO4﹣ 发生反应，消耗部分SO4﹣ ．
D.4﹣CP降解率反而下降，原因可能是生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强，不利于4﹣CP的降解．
③当c（Fe2+）=3.2×10ˉ3mol L﹣1时，4﹣CP降解的平均反应速率的计算表达式为　 　．
32．（2015·福建模拟）U、V、W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，U、Y在周期表中的相对位置如图1；U元素与氧元素能形成两种无色气体；W是地壳中含量最多的金属元素．
（1）元素Z在周期表中位于第　 　族．我国首创以W组成的金属﹣海水﹣空气电池作为能源的新型海水标志灯，它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使W组成的金属不断氧化而产生电流．只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光．
则该电源负极反应为　 　．
（2）YO2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体VO，有关反应的离子方程式为　 　，由此可知YO2和VO还原性较强的是（写化学式）　 　．
（3）V的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性．
①在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为　 　．
②一定条件下，甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应（△H＞0）并达平衡后，仅改变如表中反应条件x，该平衡体系中随x递增y递增的是　 　（选填序号）．
选项 a b c d
x 温度 温度 加入H2的物质的量 加入甲的物质的量
y 混合气体的平均相对分子质量 平衡常数K 混合气体的密度 达平衡时的甲的转化率
③向含4molV 的最高价含氧酸的稀溶液中，逐渐加入Fe粉至过量．假设生成的气体只有一种，请在图2坐标系中画出n（Fe2+）随n（Fe）变化的示意图　 　．
（4）相同温度下，等体积、物质的量浓度都为0.1mol/L的KZ和CH3COOK溶液的两种溶液中，离子总数相比较 ．
A．前者多 B．一样多 C．后者多 D．无法判断．
33．（2015·自贡模拟）以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图．回答下列问题：
（1）B极上的电极反应式为　 　
（2）若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为　 　（标况下）．
34．（2015·和顺模拟）汽车尾气中的主要污染物是NO和CO2．为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气．
（1）2NO（g）+2CO（g）═2CO2（g）+N2（g）△H1=﹣746.5kJ mol﹣1
已知：2C（s）+O2（g）═2CO（G）△H2=﹣221kJ mol﹣1
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣393.5kJ mol﹣1
则N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=　 　kJ mol﹣1
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表：
时间/s 0 2 3 4 5
c（NO）/10﹣4mol L﹣1 10.0 c1 1.50 1.00 1.00
c（CO）10﹣3mol L﹣1 3.60 c2 2.75 2.70 2.70
①c1合理的数值为　 　（填字母） A.4.20 B.4.00 C.3.50 D.2.50
②前2s内的平均反应速率 v（CO2 ）=　 　
③不能作为判断该反应达到平衡状态的标志是　 　．（填字母标号）
a.2v正（CO）=v逆（N2）
b．容器中混合气体的密度保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．CO2的体积分数不变
（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率．根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如图所示：
实验 序号 T/℃ NO初始浓 度/10﹣3mol L﹣1 CO初始浓 度/10﹣3mol L﹣1 催化剂的比表面积/㎡ g﹣1
① 350 1.20 5.80 124
② 280 1.20 5.80 124
③ 280 1.20 5.80 82
则曲线I、Ⅱ、Ⅲ对应的实验编号依次为　 　
（4）已知：CO通入新制的银氨溶液可生成银镜，同时释放一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体．某温度下，向1L密闭容器中充入1molNO和1molCO，反应达到平衡后，将平衡混合气通入足量新制的银氨溶液中．生成43.2g Ag，则该温度下，反应：2NO（g）+2CO（g） 2CO2（g）+N2（g）的化学平衡常数K=　 　
（5）CO可作燃料电池的烯气．用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得650℃下工作的燃料电池．该电池总反应为2CO+O2═2CO2，则负极反应式为　 　．
35．（2015·梁山模拟）能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）△H1
反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是　 　（填“I”或“Ⅱ”）．
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）．
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
由表中数据判断△H1　 　0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
③某温度下，将2mol CO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为　 　，此时的温度为　 　（从上表中选择）．
（2）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H=﹣44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：　 　
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置．
①该电池正极的电极反应为　 　．
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为　 　．
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】解：A、由电池反应方程式看出，Mg是还原剂、AgCl是氧化剂，故金属Mg作负极，故A错误；
B、金属Mg作负极，其电极反应式为：Mg﹣2e﹣=Mg2+，故B错误；
C、因为该电池能被海水激活，故KCl溶液也可以激活电池，故C错误；
D、电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池工作时 将化学能转化为电能，电能的产生可用于海上应急照明供电，故D正确．
故选D．
【分析】A、原电池中，发生失电子的氧化反应的极是负极，发生得电子的还原反应的极是正极；
B、在原电池的负极上发生失电子的氧化反应；
C、根据信息：电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池来回答判断；
D、原电池是将化学能转化为电能的装置．
2．【答案】A
【知识点】化学电源新型电池；电解质溶液的导电性；盐类水解的原理
【解析】【解答】A、氢氧燃料电池中，H2在负极上失去电子被氧化，故A正确；
B、Na2CO3溶液加热，促进碳酸根离子的水解，使得氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，故B错误；
C、常温常压，不是标准状况，22.4LCl2中，不能用公式计算气体的物质的量，故C错误；
D、电解质的导电能力与溶液中自由移动阴阳离子的浓度有关，稀释0.1mol L﹣1CH3COOH溶液，使得离子浓度减小，导电能力减弱，故D错误．
故选A．
【分析】A、氢氧燃料电池中，H2在负极上失去电子；B、加热促进碳酸根离子的水解，使得氢氧根离子浓度增大；C、不是标准状况，不能用公式计算气体的物质的量；D、电解质的导电能力与溶液中自由移动阴阳离子的浓度有关．本题考查了原电池基本原理、盐类水解的影响因素、NA的计算和导电能力强弱的判断等知识，综合性强，但是较为基础，掌握基本原理是解题的关键，难度不大．
3．【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．-空气燃料电池，通入的电级为原电池的负极，通入的电级为原电池的正极，电子从负极经导线流向正极，A不符合题意；
B．在原电池中，阳离子向正极移动，所以 通过质子交换膜从左侧向右侧多孔石墨棒移动，B不符合题意；
C．计算的体积，需要在标准状况下才能用摩尔体积计算，C不符合题意；
D．根据题目信息，在负极放电，电极反应式为：，D符合题意；
故答案为：D。
【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。
4．【答案】C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．当放电时，N极发生氧化反应，为负极，电势低于正极M极，A不符合题意；
B．放电时，阴离子向负极运动，则双极膜中向N极移动，B不符合题意；
C．充电时，N极为阴极，阴极发生还原反应生成己二腈，电极反应式为，C符合题意；
D．若充电时制得转移2mol电子，放电时反应为，根据电子守恒可知，需生成，才能使左室溶液恢复至初始状态，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】新型二次电池的判断：
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；若是充电过程，则负极作为阴极，正极作为阳极，阴极电极反应式为负极的逆反应，阳极的电极反应式为正极的逆反应。
5．【答案】B
【知识点】化学电源新型电池；使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】A．天然气属于常规能源，A不符合题意；
B．碳纤维是碳单质，属于无机非金属材料，B符合题意；
C．工业上制备氧气一般是通过分离空气，C不符合题意；
D．锂离子电池主要依靠锂离子在两极之间移动来工作，可以反复充放电，是一种二次电池，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．天然气属于常规能源；
B．碳纤维是碳单质；
C．工业上通过分离空气制备氧气；
D．锂离子电池是一种二次电池。
6．【答案】C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．原电池工作中，阳离子从负极会移向正极，则上述装置中，工作时K+离子从Pt1电极迁移至Pt2电极，A不符合题意；
B．根据上述分析可知，Pt1的电极反应式为：HCOOH+3OH--2e- =+2H2O，B不符合题意；
C．根据上述分析可知，Pt2的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，C符合题意；
D．该装置实现了化学能到电能的转化，也制备得到了KHCO3，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极；
BC．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
D．原电池是将化学能转化为电能的装置。
7．【答案】B
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．锌的价层电子排布式为3d104s2，该元素位于元素周期表的ds区，A不符合题意；
B．因为放电时负极反应式为Zn-2e-+4OH-=，每转移2mol电子，理论上负极减小1molZn，质量为m=n M=1mol×65g/mol=65g，所以充电时，每转移，阴极增重，B符合题意；
C．放电时为原电池，金属Zn为负极，负极反应式为，C不符合题意；
D．放电过程，化学能转化为电能，但同时会有热量散失，一部分能量以热能的形式转化，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】新型二次电池的判断：
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；若是充电过程，则负极作为阴极，正极作为阳极，阴极电极反应式为负极的逆反应，阳极的电极反应式为正极的逆反应。
8．【答案】C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．Mg为负极，VS2为正极，所以充电或放电时，b极电势均高于a极，选项A不符合题意；
B．放电过程中正极质量增加，负极质量减少，选项B不符合题意；
C．充电时，阳极的电极反应式为LixVS2- xe- =VS2+xLi+ ，选项C符合题意；
D．该电池负极为Mg电极，通过电路转移电子的物质的量为时，负极质量变化为0.05mol×24g/mol=1.2g，选项D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连；阳极电势比阴极高，正极电势比负极高；
B．依据电极反应判断；
C．充电时，阳极失电子，发生氧化反应；
D．依据得失电子守恒。
9．【答案】B
【知识点】纯碱工业（侯氏制碱法）；化学电源新型电池
【解析】【解答】A．使用碳纳米管、石墨烯制作新型电池，利用的是其具有良好的导电能力，不是利用其可燃烧生成CO2的性质，故A不符合题意；
B．侯氏制碱法得到NaHCO3沉淀，利用NaHCO3溶解度较小，故B符合题意；
C．反应中Cu是还原剂，Fe2+是还原产物，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，不能说明Fe的活动性比Cu强，故C不符合题意；
D．钢瓶的主要成分为铁，其中浓H2SO4使铁钝化，钝化也是化学反应，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．利用石墨具有良好的导电能力；
B．利用NaHCO3溶解度较小；
C．不能说明Fe的活动性比Cu强；
D．常温下，浓H2SO4使铁钝化，钝化也是化学反应。
10．【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．由题中方程式可知放电过程是，发生在a电极氧化反应 ，A不符合题意；
B．硫酸根离子会与铅离子反应生成硫酸铅沉淀，所以不能用稀硫酸酸化电解质溶液，B不符合题意；
C．充电过程中，a电极发生的反应为，C不符合题意；
D．放电过程中，内电路电流的方向是a-b，所以电解质溶液中的向a电极移动，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．反应中元素化合价升高，发生氧化反应，元素化合价降低，发生还原反应；
B．硫酸根离子会与铅离子反应生成硫酸铅沉淀；
C．充电时，阳极失电子，发生氧化反应；
D．放电时，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极。
11．【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．根据活泼性，液态钠为原电池的负极，镍电极为正极，发生还原反应，A不符合题意；
B．由图可知， ，是该过程中的中间产物，B不符合题意；
C．液态钠和空气中的水蒸气发生反应，所以需要隔绝空气，固体电解质能起到隔绝空气的作用，C不符合题意；
D．M的电极反应为，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．根据活泼性，一般活泼金属作负极，不活泼金属或碳棒用正极；电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，负极失电子，发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应。
B．根据中间体反应前和反应后均没有，只在过程中出现；
C．液态钠和空气中的水蒸气发生反应，所以需要隔绝空气；
D．由A分析书写。
12．【答案】C
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，多孔纳米片为正极，电极上发生还原反应，A不符合题意；
B．电极锌失去电子生成，反应式为：，B不符合题意；
C．原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，故b为，a为，C符合题意；
D．当外电路通过时，由电荷守恒可知，双极膜中离解水的物质的量为，产生1mol氢离子、1mol氢氧根离子，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】AB．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
C．原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动；
D．依据电荷守恒分析。
13．【答案】C
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．通过分析可知，放电时嵌入铝箔电极上，此时锰元素化合价降低，被还原，A不符合题意；
B．放时，钠元素由碳基材料转移到铝箔电极上，此时碳基材料质量减轻，B不符合题意；
C．由分析可知，充电时，b与电源负极相连为阴极，电极反应为：Cn+mNa+ +me-= NamCn，C符合题意；
D．由分析可知，放电过程中，钠元素和锰元素的化合价都在变，发生了氧化还原反应，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．依据元素化合价降低，被还原；元素化合价升高，被升高；
B．依据得失电子守恒；
C．充电时，与电源正极相连的电极是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上得电子，发生还原反应；
D．利用氧化还原反应中有元素化合价发生变化判断。
14．【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．由分析可知，反应中电能转化为化学能，A不符合题意；
B．铂电极二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙烯，发生的反应为，B不符合题意；
C．工作过程中玻碳电极反应为，反应生成氢离子，溶液的pH减小，C不符合题意；
D．每产生标准状况下11.2L （为0.5mol）时，则玻碳电极生成2mol氢离子，故理论上有2mol 通过质子交换膜，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．原电池是将化学能转化为电能的装置；
B．反应中元素化合价升高，做负极，失电子发生氧化反应；元素化合价降低，为正极，得电子，发生还原反应；
C．依据电极反应式判断；
D．利用得失电子守恒。
15．【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．根据分析，i-NC电极中，C的化合价由+4价降低到+2价，发生还原反应，A不符合题意；
B．合成过程中CO2中的C由+4价降低到+2价，作氧化剂，B不符合题意；
C．根据分析在i-NC中CO2得电子生成C2H5OH和CO，不利于C2H5OH，C不符合题意；
D．根据分析，c-NC端CO2得到电子生成C2H5OH， 2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．反应中元素化合价升高，做负极，失电子发生氧化反应；元素化合价降低，为正极，得电子，发生还原反应；
B．氧化剂元素化合价降低， 还原剂元素化合价升高
C．根据分析在i-NC中CO2得电子生成C2H5OH和CO；
D．电池工作时，负极失电子，发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应。
16．【答案】B
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．放电时电子通过导线移向正极乙电极，故A不符合题意；
B．若使用碱性电解质，负极电极反应为：，不溶会造成负极锌的不可逆转化，影响充电效果，故B符合题意；
C．放电时，根据守恒关系每摩尔转化为，需要电极产生4mol，则需要转移，所以每转移，理论上会产生，故C不符合题意；
D．充电时，向电极的阳极乙移动，故D不符合题意；
故答案为：B。
【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。
17．【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．方法①中碳元素化合价升高，焦炭起到还原剂的作用；方法②中反应前后元素化合价均没有改变，不设计氧化还原反应，故A不符合题意；
B．方法①中C作还原剂，化合价由0变为+4；氧化铁中铁元素化合价由+3变为+2，根据电子守恒可知，理论上制得1 mol 至少需要0.25 mol C，故B不符合题意；
C．碳酸铵受热分解不稳定，故方法②所得产品中不会混有，故C不符合题意；
D．由于产品中Fe是+2价具有还原性，所以制备过程均应在隔绝空气条件下进行，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、化合价发生变化为氧化还原反应；
B、电子的数目=元素的价态变化数目×该元素原子的个数；
C、铵盐受热易分解；
D、亚铁离子容易被氧化，需要隔绝空气。
18．【答案】D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．根据前面分析AlLi合金作原电池的负极，故A不符合题意；
B．原电池“同性相吸”，因此放电时移向负极，故B不符合题意；
C．充电时，阴极反应式为，电路中转移1 mol电子，阴极生成1mol AlLi，其质量增加7 g，故C不符合题意；
D．放电时正极反应为，则充电时，阳极反应为，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
B．原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极；
C．利用得失电子守恒；
D．阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应，为正极反应的逆反应；
19．【答案】C,D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．蓄电时，左侧为电解池，碳锰电极为电解池的阳极，电极反应式为，A不符合题意；
B．右侧装置也是电解池，电解池发生的总反应为，B不符合题意；
C．放电时，装置组合成原电池，碳锰电极为原电池的正极，电极反应为，每有 1 mol MnO2消耗，理论上有4 mol H+由双极膜向碳锰电极迁移，C符合题意；
D．该电化学装置运行过程中、K+均没有参与反应，只需要补充H2O，无需要补充H2SO4和KOH，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A、左侧电解池中，碳锰电极为电解池的阳极，电解质溶液为酸性，即；
B、右侧电解池中，氧化性转化为锌，氢氧根转化为氧气，电解质为碱性，根据阳极反应式+阴极反应式=总方程式，可以得出 总反应为；
C、原电池中，，根据化学计量数之比等于物质的量之比，可知二氧化锰和氢离子的物质的量之比为1：2；
D、要注意观察补充物质的时候是根据消耗物质补充的，过程、K+均没有参与反应。
20．【答案】A,D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．由分析可知，放电时，M极为正极，N极为负极，则M极电势高于N极，A符合题意；
B．由分析可知，放电时，N极为负极，电极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，B不符合题意；
C．充电时，M极为阳极，电极反应为2Cl--2e-=Cl2，左侧储液器中Cl2的浓度增大，C不符合题意；
D．充电时，M极的质量不变，N极上的电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3，则电路中每转移1mol e-，N极上有1mol Na+参与反应，N极的质量增加23g，故两电极质量变化的差值为23g，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A．正极电势高于负极；
B．负极失电子发生氧化反应；
C．阳极失电子发生氧化反应；
D．利用得失电子守恒计算。
21．【答案】C,D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】解：A、根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2，故A正确；
B、充电时阳极发生Fe（OH）3失电子的氧化反应，即反应为：Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣=FeO42﹣+4H2O，故B正确；
C、放电时正极反应为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3+5OH﹣，每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原，故C错误；
D、放电时，高铁酸钾在正极得到电子，电极反应式为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3+5OH﹣，所以正极附近溶液的碱性增强，故D错误．
故选CD．
【分析】根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2，高铁酸钾在正极得到电子，电极反应式为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3+5OH﹣，根据电极反应式可判断电子转移的物质的量与反应物之间的关系，充电时，阳极上氢氧化铁转化成高铁酸钠，电极反应式为Fe（OH）3+5OH﹣=FeO42+4H2O+3e﹣，阳极消耗OH﹣离子，碱性要减弱，阴极上电极反应式为Zn（OH）2+2e﹣=Zn+2OH﹣，生成氢氧根离子，所以阴极附近碱性增强．
22．【答案】C,D
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．燃料电池中，燃料作负极，氧气作正极，得电子生成氢氧根离子，正极电极反应式为：，A不符合题意；
B．根据上述分析可知该反应总方程式为：CH3CH2OH+3O2+4OH-=2CO+5H2O，反应消耗OH-，同时产生H2O，使溶液中c(OH-)减小，则溶液pH减小，B不符合题意；
C．在原电池工作时，负极上CH3CH2OH失去电子发生氧化反应，正极上O2得到电子发生还原反应，C符合题意；
D．根据上述分析可知该反应离子方程式为：CH3CH2OH+3O2+4OH-=2CO+5H2O，由于碱为KOH，则该反应的化学方程式为：，D符合题意；
故答案为：CD。
【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；若是充电过程，则负极作为阴极，正极作为阳极，阴极电极反应式为负极的逆反应，阳极的电极反应式为正极的逆反应。
23．【答案】C,D
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电子不能通过溶液，A不符合题意；
B．放电时，OH-向负极a极移动，B不符合题意；
C．正极氧气得到电子生成OH-，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，C符合题意；
D．a极净增1.6g时，增重的是O元素的质量，物质的量为0.1mol，Zn变成ZnO，失去0.2mol电子，根据C中电极反应式，消耗氧气的物质的量为0.05mol，体积为 ，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A．电子从负极经外电路流向正极，电子不能通过溶液；
B．放电时，溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极定向移动；
C．负极失电子发生氧化反应；正极得电子，发生还原反应；
D．依据得失电子守恒计算。
24．【答案】B,C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A．由电池总反应式可知，放电时消耗硫酸，所以硫酸浓度降低，故A不符合题意；
B．由电池总反应式可知，放电时二氧化铅为电池的正极，酸性条件下二氧化铅在硫酸根离子的作用下得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为PbO2 +2e- +4H+ +=PbSO4 +2H2O，故B符合题意；
C．由电池总反应式可知，放电时铅为电池的负极，铅在硫酸根离子的作用下失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb+-2e-=PbSO4，当外电路通过1mol电子时，负极质量增加1mol××96g/mol=48g，故C符合题意；
D．充电时为电解池，由电解池原理可知，溶液中的阴离子硫酸根离子向阳极移动，故D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】新型二次电池的判断：
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；若是充电过程，则负极作为阴极，正极作为阳极，阴极电极反应式为负极的逆反应，阳极的电极反应式为正极的逆反应。
25．【答案】（1）2O2+4H2O+8e﹣=8OH﹣；CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O
（2）H2；2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
（3） ×8×9.65×104C/mol=3.45×104C；4
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】解：（1）在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为：CH4+2O2+2OH﹣=CO32﹣+3H2O，正极是：2O2+4H2O+8e﹣═8OH﹣，负极是：CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O．故答案为：2O2+4H2O+8e﹣=8OH﹣；CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O；（2）b电极与通入甲烷的电极相连，作阴极，是H+放电，生成H2；电解氯化钠溶液的总反应方程式为：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑故答案为：H2；2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑；（3）根据得失电子守恒，可得：1 mol CH4～8 mol e﹣～4 mol Cl2，故若每个电池甲烷通入量为1 L（标准状况），生成4L Cl2；电解池通过的电量为 ×8×9.65×104C mol﹣1=3.45×104C（题中虽然有两个燃料电池，但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算）．故答案为： ×8×9.65×104C/mol=3.45×104C；4．
【分析】（1）甲烷碱性燃料电池中正极氧气得电子被还原，负极甲烷失电子被氧化；（2）b连接电源的负极，应为阴极，生成氢气；电解氯化钠溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠；（3）根据关系式1 mol CH4～8 mol e﹣～4 mol Cl2计算．
26．【答案】（1）2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；酸；HSO3﹣存在HSO3﹣ H++SO32﹣和HSO3﹣+H2O H2SO3+OH﹣，HSO3﹣的电离程度大于水解程度；HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+
（2）1.60NA（或1.6NA）；173.4
（3）{#mathmL#}{#/mathmL#}
【知识点】化学电源新型电池；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算；氧化还原反应的电子转移数目计算；有关反应热的计算
【解析】【解答】解：（1）①酸性氧化物和碱反应生成盐和水，所以二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，反应方程式为2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O，
故答案为：2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；②在溶液中主要以HSO3﹣存在，HSO3﹣的电离很微弱，所以n（SO32﹣）：n（HSO3﹣）＜1：1，根据表格知，当亚硫酸氢根离子的物质的量大于亚硫酸根离子的物质的量时，亚硫酸氢钠溶液呈酸性，亚硫酸氢根离子既能水解又能电离，亚硫酸氢钠溶液呈酸性同时说明HSO3﹣的电离程度大于水解程度，故答案为：酸性；HSO3﹣存在HSO3﹣ H++SO32﹣和HSO3﹣+H2O H2SO3+OH﹣，HSO3﹣的电离程度大于水解程度；③阳极上亚硫酸氢根离子失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为：HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+，故答案为：HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+；（2）已知：①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣574kJ/mol②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣1160kJ/mol利用盖斯定律将 {#mathmL#}{#/mathmL#} 得CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣867kJ/moln（CH4）= {#mathmL#}{#/mathmL#} ，整个过程中转移的电子总数为：0.20mol×8NA=1.60NA，放出的热量为：0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ，故答案为：1.60NA（或1.6NA）；173.4；（3）同一容器中各气体的物质的量之比等于其体积之比，设容器的体积为1L，加入的一氧化碳的物质的量为1mol，则水的物质的量为2mol，假设平衡时一氧化碳的物质的量为x，
CO（g）+ H2O（g） {#mathmL#}{#/mathmL#} CO2（g）+ H2（g）； △H＜0
起始 1mol 2mol 0 0
转化 1﹣x 1﹣x 1﹣x
平衡 x 6x 1﹣x 1﹣x
（1﹣x）：（2﹣6x）=1：1，x=0.2mol，所以平衡时，c（CO）=0.2mol/L，c（H2O）=1.2mol/L，c（H2）=C（CO2）=0.8mol/L，k= {#mathmL#}{#/mathmL#} = {#mathmL#}{#/mathmL#} ，故答案为： {#mathmL#}{#/mathmL#} ．
【分析】（1）①二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，注意弱电解质写化学式；②根据溶液中亚硫酸氢根离子浓度和亚硫酸根离子浓度的相对大小确定溶液的酸碱性；③阳极上阴离子失电子发生氧化反应；（2）利用盖斯定律计算反应热；（3）根据反应前和反应后一氧化碳和水之间的体积比结合反应方程式计算出平衡时各种物质的物质的量浓度，再根据平衡常数公式进行计算．
27．【答案】（1）413
（2）＞；ac；0.06mol/（L·min）；450；ad
（3）甲醇（CH3OH）；2Al-6e- +3H2O=Al2O3+6H+
【知识点】反应热和焓变；化学电源新型电池；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】解：（1）已知：
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH（g）+H2O(g) ΔH＝－58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH＝＋41 kJ/mol
根据盖斯定律可知②一③即得到反应①的△H1=-99 kJ/mol。根据表中键能可知1076+2×436-3x-343-465=-99，解得x=413。（2）①曲线Ⅱ首先达到平衡状态，说明曲线Ⅱ的温度高于曲线Ⅰ。由于正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，所以对应的平衡常数大小关系为KⅠ>KⅡ；②a.正反应体积减小，则容器中压强不变说明达到平衡状态，a正确，b根据方程式可知甲醇和水蒸气的体积比始终是1：1，不能说明达到平衡状态，b错误v正（H2）＝3v逆（CH3OH）表示正逆反应速率相等，达到平衡状态，c正确，d.根据方程式可知2个C=O断裂的同时一定有6个H-H断裂，不能说明达到平衡状态，d错误，答案选ac。
③
CO2（g）+ 3H2（g） CH3OH（g）+ H2O（g）
起始浓度（mol/L） 0.5 1 0 0
变化浓度（mol/L） 0.3 0.9 0.3 0.3
平衡浓度（0mol/L） 0.2 0.1 0.3 0.3
则用CO2表示的平均反应速率为：0.3mol/L÷5min=0.06mol/（L·min）；该温度下的平衡常数为0.3×0.3/0.2×0.13=450
a.正反应体积减小，缩小反应容器的容积平衡向正反应方向进行，甲醇的产率升高，a正确，
b.使用合适的催化剂平衡不移动，产率不变，b错；c容器容积不变，充入He，各物质浓度不变，平衡不移动，对产率无影响，c错误；d.按原比例再充入CO2和H2相当于增大压强，平衡向正反应方向进行，甲醇的产率升高，d正确；答案选a。（3）模拟铝制品表面“钝化”处理，则电极铝是阳极，与电源的正极相连，所以a物质是氧气，b物质是甲醇。铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，所以电极反应式为2Al-6e- +3H2O=Al2O3+6H+
28．【答案】（1）＜；＜；0.05mol/（L s）；不变；bd
（2）CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=﹣810.1kJ/mol；2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+；2CO2+4H++4e﹣=2HCOOH
【知识点】盖斯定律及其应用；化学电源新型电池；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断
【解析】【解答】解：（1）①由图1可知，温度T1先到达平衡，故温度T1＞T2，温度越高平衡时，二氧化碳的浓度越低，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，即△H＜0，2NO（g）+2CO（g） 2CO2（g）+N2（g），反应前后气体体积减小，反应熵变△S＜0，
故答案为：＜；＜；②由图可知，T2温度时2s到达平衡，平衡时二氧化碳的浓度变化量为0.2mol/L，故v（CO2）= =0.1mol/（L s），速率之比等于化学计量数之比，故v（N2）= v（CO2）= ×0.1mol/（L s）=0.05mol/（L s），
故答案为：0.05mol/（L s）；③接触面积越大反应速率越快，到达平衡的时间越短，催化剂的表面积S1＞S2，S2条件下达到平衡所用时间更长，但催化剂不影响平衡移动，一氧化碳的转化率不变，故答案为：不变；④a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t1时刻V正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，故a错误；
b、该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，达最高，平衡常数不变，为最小，图象与实际符合，故b正确，
c、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t1时刻未到达平衡状态，故c错误；
d、NO的质量分数为定值，t1时刻处于平衡状态，故d正确；
故答案为：bd；（2）①已知：Ⅰ、CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=﹣867kJ/mol
Ⅱ、2NO2（g） N2O4（g）△H2=﹣56.9kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅰ﹣Ⅱ得CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），故△H=﹣867kJ/mol﹣（﹣56.9kJ/mol）=﹣810.1kJ/mol，
即CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=﹣810.1kJ/mol，
故答案为：CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=﹣810.1kJ/mol；②由图可知，左室投入水，生成氧气与氢离子，电极a表面发生氧化反应，为负极，电极反应式为2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+，右室通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，电极b表面发生还原反应，为正极，电极反应式为2CO2+4e﹣+4H+═2HCOOH，
故答案为：2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+；2CO2+4H++4e﹣=2HCOOH．
【分析】（1）①根据到达平衡的时间判断温度高低，根据平衡时二氧化碳的浓度判断温度对平衡的影响，进而判断△H；②由图可知，T2温度平衡时，二氧化碳的浓度变化量为0.1mol/L，根据v= 计算v（CO2），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（N2）；③接触面积越大反应速率越快，到达平衡的时间越短，催化剂的表面积S1＞S2，S2条件下达到平衡所用时间更长，但催化剂不影响平衡移动；④a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化；
b、到达平衡后，温度为定值，平衡常数不变，结合反应热判断随反应进行容器内温度变化，判断温度对化学平衡常数的影响；
c、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，最后不再变化；
d、到达平衡后各组分的含量不发生变化；（2）①根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式；②由图可知，左室投入水，生成氧气与氢离子，电极a表面发生氧化反应，为负极，右室通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，电极b表面发生还原反应，为正极．
29．【答案】（1）2Al+2OH﹣+2H2O═2AlO +3H2↑、Al2O3+2OH﹣═2AlO +H2O
（2）H2SO4
（3）H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
（4）3.2﹣7.1
（5）H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的
（6）NiOOH+H2O+e﹣=Ni（OH）2+OH﹣
【知识点】化学电源新型电池；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；制备实验方案的设计
【解析】【解答】解：由流程可知，某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）．碱浸过滤得到固体加入酸浸过滤加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液pH使铁离子和铝离子全部沉淀，镍离子不沉淀，过滤后调节溶液PH2﹣3防止镍离子水解，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到NiSO4 7H2O晶体；（1）“碱浸”过程中是为了除去铝及其氧化物，铝是两性元素和强碱反应，氧化铝是两性氧化物和强碱反应，镍单质和铁及其氧化物不和碱反应达到除去铝元素的目的；反应的两种方程式为：2Al+2OH﹣+2H2O═2AlO +3H2↑、Al2O3+2OH﹣═2AlO +3H2O，
故答案为：2Al+2OH﹣+2H2O═2AlO +3H2↑、Al2O3+2OH﹣═2AlO +H2O；（2）“酸浸”时主要是溶解镍金属和铁单质及其氧化物，依据制备目的是得到NiSO4 7H2O，加入的酸不能引入新的杂质，所以需要加入硫酸进行酸浸；
故答案为：H2SO4；（3）铁离子易转化为沉淀除去，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，其反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；故答案为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；（4）依据图表中沉淀需要的溶液pH，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子后，调节溶液pH使铁离子全部沉淀，镍离子不沉淀得到较纯净的硫酸镍溶液，pH应在3.2﹣7.1间，故答案为：3.2﹣7.1；（5）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4 7H2O），说明在加入过氧化氢氧化剂氧化亚铁离子时未把亚铁离子全部氧化，氢氧化亚铁沉淀的pH大于镍离子沉淀的pH，保温目的是把亚铁离子完全氧化，故答案为：H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的；（6）NiMH电池放电过程中，正极上NiOOH得电子生成Ni（OH）2，则正极的电极方程式为：NiOOH+H2O+e﹣=Ni（OH）2+OH﹣，故答案为：NiOOH+H2O+e﹣=Ni（OH）2+OH﹣．
【分析】由流程可知，某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）．碱浸过滤得到固体加入酸浸过滤加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液pH使铁离子和铝离子全部沉淀，镍离子不沉淀，过滤后调节溶液PH2﹣3防止镍离子水解，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到NiSO4 7H2O晶体；（1）含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）的单质及氧化物，铝和氧化铝都可以和强碱反应溶解得到溶液含有偏铝酸盐；（2）依据最后制备NiSO4 7H2O，防止引入其他杂志离子需要加入硫酸进行溶解；（3）加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，铁离子易转化为沉淀除去；（4）依据氢氧化物沉淀的pH分析判断，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子后，调节溶液pH使铁离子全部沉淀，镍离子不沉淀得到较纯净的硫酸镍溶液；（5）含有绿矾晶体说明在加入过氧化氢保温过程中，过氧化氢未把亚铁离子全部氧化．（6）正极上NiOOH得电子生成Ni（OH）2．
30．【答案】（1）CaSO4+4C CaS+4CO↑
（2）A；C；D
（3）4（NH4）2SO3+2NO2=N2+4（NH4）2SO4
（4）NH4HSO3、（NH4）2SO3；0.32mol/L
（5）碱性；4NH3+3O2=2N2+6H2O；2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O
【知识点】化学电源新型电池；氨的性质及用途；二氧化硫的性质；制备实验方案的设计
【解析】【解答】解：（1）根据题中的流程可知，反应Ⅲ是硫酸钙与焦炭高温条件下反应生成硫化钙和一氧化碳，反应方程式为CaSO4+4C CaS+4CO↑，故答案为：CaSO4+4C CaS+4CO↑；（2）A．过量的空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙，故A正确；
B．反应Ⅲ化学方程式为：CaSO4+4C=CaS+4CO↑，是氧化还原反应，反应Ⅱ为二氧化硫与氨水的反应，是复分解反应，所以反应类型不同，故B错误；C．防止碳酸氢铵在温度过高时分解得不到需要的目标产物，故C正确；D、氯化铵含N元素，是一种氮肥，故D正确；
故答案为：ACD；（3）（NH4）2SO3与氮氧化物生成氮气，根据电子得失守恒可知，同时生成一种氮肥应为硫酸铵，所以二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式为4（NH4 ）2SO3+2NO2=N2+4（NH4）2SO4，故答案为：4（NH4）2SO3+2NO2=N2+4（NH4）2SO4；（4）①氨气与二氧化硫按1：1反应生成NH4HSO3，按2：1反应生成（NH4）2SO3，15.0mL2.0mol L﹣1氨水的物质的量为0.03mol，标准状况下448mLSO2，SO2的物质的量为0.02mol，它们的物质的量之比为3：2，介于1：1与2：1之间，所以吸收液中的溶质为NH4HSO3、（NH4）2SO3，故答案为：NH4HSO3、（NH4）2SO3；②根据电子得失守恒有关系式5SO2～2KMnO4，根据①可知SO2的物质的量为0.02mol，则KMnO4的物质的量为 ×0.02mol=0.008mol，所以c（KMnO4）= =0.32mol/L，故答案为：0.32mol/L；（5）氨气是碱性气体，所以电解液最好选择碱性的；生成的无毒气体时N2，据此书写化学方程式为：4NH3+3O2=2N2+6H2O，负极发生还原反应，氨气在负极反应，注意时碱性环境，所以，正极的电极反应式为：2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O，
故答案为：碱性；4NH3+3O2=2N2+6H2O；2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O．
【分析】（1）根据题中的流程可知，反应Ⅲ是硫酸钙与焦炭高温条件下反应生成硫化钙和一氧化碳；（2）A．依据流程图结合反应生成物分析，过量的空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙；
B．反应Ⅲ化学方程式为：CaSO4+4C=CaS+4CO↑，是氧化还原反应，反应Ⅱ为二氧化硫与氨水的反应，是复分解反应；C．防止碳酸氢铵在温度过高时分解；D．氯化铵是一种氮肥；（3）（NH4 ）2SO3与氮氧化物生成氮气，根据电子得失守恒可知，同时生成一种氮肥应为硫酸铵，据此书写化学方程式；（4）①氨气与二氧化硫按1：1反应生成亚硫酸氢铵，按2：1反应生成亚硫酸铵，据此判断；②根据电子得失守恒有关系式5SO2～2KMnO4，根据SO2的物质的量计算KMnO4的物质的量，进而计算c（KMnO4）；（5）氨气是碱性气体；生成的无毒气体时N2，据此书写化学方程式；负极发生还原反应，氨气在负极反应，注意时碱性环境．
31．【答案】（1）﹣285.0kJ mol﹣1
（2）3O2+6H++6e﹣=3H2O2（或O2+2H++2e﹣=H2O2）
（3）2Na2SO4+O3+H2O=Na2S2O8+2NaOH+O2
（4）有利于；AC；
【知识点】盖斯定律及其应用；化学电源新型电池；化学平衡中反应条件的控制
【解析】【解答】解：（1）①6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s），△H=﹣235.8kJ mol﹣1，
②2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g），△H=+62.2kJ mol﹣1，
根据盖斯定律可知①×2+②×3可得到，2O3（g）═3O2（g），则反应热△H=（﹣235.8kJ mol﹣1）×2+（+62.2kJ mol﹣1）×3=﹣285kJ/mol，
故答案为：﹣285kJ/mol；（2）酸性条件下电解水的方法制得臭氧，臭氧在阳极周围的水中产生，其电极反应式为3H2O﹣6e﹣═O3↑+6H+，阴极附近的氧气得电子生成过氧化氢，其电极反应式为3O2+6H++6e﹣═3H2O2，
故答案为：3O2+6H++6e﹣═3H2O2（或O2+2H++2e﹣=H2O2）；（3）O3在碱性条件下可将Na2SO4氧化成Na2S2O8并生成氧气的方程式为：2Na2SO4+O3+H2O=Na2S2O8+2NaOH+O2，故答案为：2Na2SO4+O3+H2O=Na2S2O8+2NaOH+O2；（4）①根据溶液的pH和4﹣CP的降解率可以知道溶液酸性增强，有利于Na2S2O8产生SO4﹣，故答案为：有利于；
②A．根据溶液的pH和4﹣CP的降解率可以知道溶液酸性增强，有利于Na2S2O8产生SO4﹣，故A正确；
B．酸性环境是4﹣CP降解反应的催化剂，故B错误；
C．Fe2+会与SO4﹣发生反应，消耗部分SO4﹣，即当c（Fe2+）过大时，4﹣CP降解率反而下降，故C错误；
D．生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强，会更加有利于4﹣CP的降解，故D错误．
故选AC；
③当c（Fe2+）=3.2×10ˉ3mol L﹣1时，4﹣CP降解率为52.4%，4﹣CP降解的平均反应速率的计算表达式为 ，故答案为： ．
【分析】（1）①6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s），△H=﹣235.8kJ mol﹣1，
②2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g），△H=+62.2kJ mol﹣1，
根据盖斯定律可知①×2+②×3可得到，2O3（g）═3O2（g），以此计算反应热；（2）阴极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为3O2+6H++6e﹣═3H2O2；（3）根据反应物和产物书写方程式；（4）根据溶液的pH和4﹣CP的降解率图象来回答，当c（Fe2+）=3.2×10ˉ3mol L﹣1时，4﹣CP降解率为52.4%．
32．【答案】（1）VIIA；Al﹣3e﹣=Al3+
（2）3SO2+2NO3﹣+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+；SO2
（3）2NH3+3H2O2=N2+6H2O；bc；
（4）A
【知识点】化学电源新型电池；化学平衡中反应条件的控制；元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】解：U、V、W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，W是地壳中含量最多的金属元素，则W是Al元素，U、Y在周期表中的相对位置如图1，根据图知，U为第二周期元素，U元素与氧元素能形成两种无色气体，则U是C元素，Y是S元素，Z的原子序数大于S元素且为短周期主族元素，所以Z是Cl元素，V的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性，则V是N元素，甲是氨气，（1）Z是Cl元素，其原子最外层有7个电子，主族元素原子最外层电子数与其族序数相等，所以Cl元素位于第VIIA族；Al、氧气和电解质溶液构成原电池，Al易失电子作负极，电极反应式为Al﹣3e﹣=Al3+，
故答案为：第VIIA族；Al﹣3e﹣=Al3+；（2）SO2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体NO，发生氧化还原反应生成硫酸根离子和NO，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀，反应方程式为3SO2+2NO3﹣+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+，同一氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，该反应中二氧化硫是还原剂、NO是还原产物，所以二氧化硫的还原性较强，故答案为：3SO2+2NO3﹣+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+；SO2；（3）①氨气和双氧水发生氧化还原反应生成氮气和水，反应方程式为2NH3+3H2O2=N2+6H2O，故答案为：2NH3+3H2O2=N2+6H2O；
②a．该分解反应是吸热反应，升高温度促进分解，混合物的物质的量增大，所以混合气体的平均分子质量减小，故错误；
b．升高温度，促进氨气分解，所以化学平衡常数增大，故正确；
c．加入氢气，抑制氨气分解，混合气体质量增大，容器体积不变，根据ρ= 知，其密度增大，故正确；
d．加入氨气，氨气浓度增大，平衡向右移动，但氨气转化率减小，故错误；
故选bc；
③含有4mol硝酸的稀硝酸溶液中，逐渐加入Fe粉至过量，发生的反应为Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O、2Fe（NO3）3+Fe=3Fe（NO3）2，4mol硝酸氧化铁生成硝酸铁时需要1molFe，硝酸铁氧化铁生成硝酸亚铁时需要0.5mol铁，最终生成亚铁离子的物质的量是1.5mol，其图象为
，
故答案为： ；（4）相同温度下，等体积、物质的量浓度都为0.1mol/L的KCl和CH3COOK溶液的两种溶液中，KCl中存在 c（K+）+c（OH﹣）=c（H+）+c（Cl﹣），CH3COOK溶液中存在C（CH3COO﹣）+c（OH﹣）=c（H+）+c（K+），醋酸钾溶液呈碱性、氯化钾溶液呈中性，两种溶液中钾离子浓度相等，c（H+）：KCl＞CH3COOK，所以CH3COOK溶液中总离子浓度小，故选A．
【分析】U、V、W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，W是地壳中含量最多的金属元素，则W是Al元素，
U、Y在周期表中的相对位置如图1，根据图知，U为第二周期元素，U元素与氧元素能形成两种无色气体，则U是C元素，Y是S元素，Z的原子序数大于S元素且为短周期主族元素，所以Z是Cl元素，V的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性，则V是N元素，甲是氨气，（1）Z是Cl元素，其原子最外层有7个电子，主族元素原子最外层电子数与其族序数相等；Al、氧气和电解质溶液构成原电池，Al易失电子作负极；（2）SO2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体NO，发生氧化还原反应生成硫酸根离子和NO，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀，同一氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性；（3）V是N元素，甲是氨气，①氨气和双氧水发生氧化还原反应生成氮气和水；②一定条件下，甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应（△H＞0）并达平衡后，
a．该分解反应是吸热反应，升高温度促进分解，混合物的物质的量增大；
b．升高温度，促进氨气分解；
c．加入氢气，抑制氨气分解，混合气体质量增大，容器体积不变，根据ρ= 判断；
d．加入氨气，氨气浓度增大，平衡向右移动，但氨气转化率减小；③含有4mol硝酸的稀硝酸溶液中，逐渐加入Fe粉至过量，发生的反应为Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O、2Fe（NO3）3+Fe=3Fe（NO3）2，4mol硝酸氧化铁生成硝酸铁时需要1molFe，硝酸铁氧化铁生成硝酸亚铁时需要0.5mol铁，最终生成亚铁离子的物质的量是1.5mol；（4）相同温度下，等体积、物质的量浓度都为0.1mol/L的KCl和CH3COOK溶液的两种溶液中，KCl中存在c（K+）+c（OH﹣）=c（H+）+c（Cl﹣），CH3COOK溶液中存在C（CH3COO﹣）+c（OH﹣）=c（H+）+c（K+），醋酸钾溶液呈碱性、氯化钾溶液呈中性，据此判断．
33．【答案】（1）CH4+4O2﹣﹣8e﹣=CO2+2H2O
（2）1.12L
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】解：（1）由阴离子移动方向可知B为负极，负极发生氧化反应，甲烷被氧化生成二氧化碳和水，电极方程式为CH4+4O2﹣﹣8e﹣=CO2+2H2O，
故答案为：CH4+4O2﹣﹣8e﹣=CO2+2H2O；（2）硫酸铜的物质的量=0.1L×2mol/L=0.2mol，开始阶段发生反应：2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+，铜离子完全放电后，发生反应2H2O 2H2↑+O2↑，当两极收集到的气体体积相等时，即氢气与氧气的体积相等，令是氢气为xmol，根据电子转移守恒，则：0.1mol×2+2x=4x，解得x=0.1，根据电子转移守恒，可知消耗的甲烷物质的量= =0.05mol，故消耗甲烷的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故答案为：1.12 L．
【分析】（1）由阴离子移动方向可知B为负极，负极发生氧化反应，甲烷被氧化生成二氧化碳和水；（2）开始阶段发生反应：2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+，铜离子完全放电后，发生反应2H2O 2H2↑+O2↑，当两极收集到的气体体积相等时，即氢气与氧气的体积相等，令是氢气为xmol，根据电子转移守恒列方程计算，再根据电子转移守恒计算消耗的甲烷；根据电池中的能量转化率分析．
34．【答案】（1）+180.5
（2）D；3.75×10﹣4 mol/（L．s）；ab
（3）③②①
（4）160
（5）2CO+2CO32﹣﹣4e﹣═4CO2
【知识点】热化学方程式；化学电源新型电池；化学平衡状态的判断
【解析】【解答】解：（1）已知：①2 NO（g）+2CO（g） 2CO2（g）+N2（g）△H=﹣746.5KJ/mol,②2C （s）+O2（g） 2CO（g）△H=﹣221.0KJ/mol③C （s）+O2（g） CO2（g）△H=﹣393.5KJ/mol则依据盖斯定律，③×2﹣②﹣①得到：N2（g）+O2（g）=2NO（g）则△H=（﹣393.5KJ/mol）×2﹣（﹣220KJ/mol）﹣（﹣746.5KJ/mol）=+180.5KJ/mol，
故答案为：+180.5；（2）①由表中数据可知4s时反应到达平衡，1﹣3s内NO浓度变化量为4.5×10﹣4 mol/L﹣1.5×10﹣4 mol/L=3×10﹣4 mol/L，该2s内平均每秒内变化量为1.5×10﹣4 mol/L，随反应进行，反应速率减小，该2s中前1s内NO浓度变化量应大于1.5×10﹣4 mol/L，则2s时NO的浓度小于4.5×10﹣4 mol/L﹣1.5×10﹣4 mol/L=3×10﹣4 mol/L，故2s时NO的浓度应介于1.5×10﹣4 mol/L～3×10﹣4 mol/L之间，选项中只有2.5×10﹣4 mol/L符合，
故选：D；②2s内NO的浓度变化量为10×10﹣4 mol/L﹣2.5×10﹣4 mol/L=7.5×10﹣4 mol/L，故2s内v（NO）= =3.75×10﹣4 mol/（L．s），速率之比等于其化学计量数之比，则v（CO2）=v（NO）=3.75×10﹣4 mol/（L．s），故答案为：3.75×10﹣4 mol/（L．s）；③a．若2v正（CO）=v逆（N2），速率之比不等于计量数之比，反应为到达平衡，故a错误；b．容器中混合气体的密度始终保持不变，密度不变，不能说明反应到达平衡，故b错误；c．随反应进行，混合气体总物质的量进行，容器中气体的压强减小，容器中气体的压强不变，说明到达平衡，故c正确；d．CO2的体积分数不变，说明二氧化碳的量不变，故d正确；
故选：ab；（3）由于②、③温度相同，催化剂对平衡移动无影响，化学平衡不移动，达到相同的平衡状态，但②的起始浓度较大，催化剂的比表面积较大，则反应的速率大，所以②先达到化学平衡；由于①、②浓度、催化剂的比面积大相同，而①的温度较高，反应速率较快，先到达平衡，且平衡向逆反应移动，平衡时NO的浓度增大，所以曲线Ⅰ对应实验③，曲线Ⅱ对应实验②，曲线Ⅲ对应实验①，故答案为：③②①；（4）设平衡时混合气体中CO的物质的量为x，则
CO～～～～2 Ag
1mol 2×108g
x 43.2g
解得：x= =0.2mol
2NO（g）+2CO（g） 2CO2（g）+N2（g）
初始量（mol）：1 1 0 0
变化量（mol）：0.8 0.8 0.8 0.4
平衡量（mol）：0.2 0.2 0.8 0.4
由于容器体积为1L，故用物质的量代替浓度计算平衡常数，则平衡常数K= = =160，故答案为：160；（5）该熔融盐燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为：O2+2CO2+4e﹣═2 CO32﹣，电池总反应方程式为2CO+O2=2CO2，减去正极反应式可得负极电极反应式为：2CO+2CO32﹣﹣4e﹣═4CO2，故答案为：2CO+2CO32﹣﹣4e﹣═4CO2．
【分析】（1）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也进行相应的计算；（2）①由表中数据可知4s时反应到达平衡，1﹣3s内NO浓度变化量为4.5×10﹣4 mol/L﹣1.5×10﹣4 mol/L=3×10﹣4 mol/L，该2s内平均每秒内变化量为1.5×10﹣4 mol/L，随反应进行，反应速率减小，该2s中前1s内NO浓度变化量应大于1.5×10﹣4 mol/L，则2s时NO的浓度小于4.5×10﹣4 mol/L﹣1.5×10﹣4 mol/L=3×10﹣4 mol/L，故2s时NO的浓度应介于1.5×10﹣4 mol/L～3×10﹣4 mol/L之间；②根据v= 计算v（NO），再利用速率之比等于其化学计量数之比计算v（CO2）；③可逆反应到达平衡时，同一物质的正逆反应速率相等，各组分的浓度、含量不变，由此衍生的一些其它量不变，判断平衡状态的物理量应随反应进行发生变化，当该物理量由变化到不变化，说明到达平衡；（3）由图可知，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ相比，平衡没有移动，反应速率Ⅱ比Ⅰ快，故曲线Ⅱ中催化剂比比表面积大于Ⅰ，而其它条件相同；而曲线Ⅲ和曲线Ⅱ相比，反应速率变快且平衡逆向移动，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动；（4）由电子转移守恒，可得关系式CO～2Ag，据此计算平衡时一氧化碳的量，结合化学平衡三段式计算各组分的物质的量，由于容器体积为1L，用物质的量代替浓度计算平衡常数，代入化学平衡常数表达式K= 计算；（5）该燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，总电极反应式减去正极反应式可得负极电极反应式．
35．【答案】（1）Ⅰ；＜；80%；250℃
（2）CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8kJ∕mol
（3）O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32﹣+6H2O
【知识点】盖斯定律及其应用；化学电源新型电池；化学平衡常数；化学平衡的计算
【解析】【解答】解：（1）①原子经济性原则指的是原子利用率高的反应，Ⅰ是化合反应，原子利用率高达100%，故答案为：Ⅰ；
②根据表中数据可以看出，温度越高则平衡常数越小，可以确定该反应是放热反应，故答案为：＜；
③设一氧化碳的变化量为x，则
CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）
初始浓度（mol/L） 1 3 0
变化浓度（mol/L） 0.8 1.6 0.8
平衡浓度（mol/L） 0.2 2.4 0.8
则CO的转化率= ×100%=80%，平衡常数K= = =2.041，所以该反应的温度为250℃，
故答案为：80%；250℃；（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的反应CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）和反应①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣1275.6kJ/mol，②2CO （g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566.0kJ/mol，③H2O（g）=H2O（l）△H=﹣44.0kJ/mol之间的关系为：①× ﹣②× +2×③=﹣442.8 kJ∕mol，
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8kJ∕mol；（3）①在燃料电池中，正极是氧气发生得电子的还原反应，即O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，故答案为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，说明氢氧根离子被消耗，在在燃料电池中，总反应是燃料燃烧的反应，
故答案为：2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32﹣+6H2O．
【分析】（1）①原子经济性原则指的是原子利用率高的反应；
②对于放热反应，温度越高则平衡常数越小；
③根据化学方程式计算平衡转化率和化学平衡常数进而确定反应的温度；（2）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变，书写热化学方程式；（3）极是氧气发生得电子的还原反应，总反应是燃料燃烧的反应．