第四章 化学反应与电能 综合测试
一、单选题
1．下图中左图是铜锌原电池示意图，右图中x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示（ ）
A．铜棒的质量 B．c(H+)
C．c(SO42-) D．C(Zn2+)
2．下列有关化学用语表示正确的是（ ）
A．HCO3－水解：HCO3－＋H+ H2CO3
B．钢铁吸氧腐蚀的负极反应式：Fe－3e－= Fe3＋
C．向氯化银悬浊液中滴入KI溶液：Ag＋＋I－= AgI↓
D．铅蓄电池充电时阴极反应式：PbSO4＋2e－=Pb＋SO42－
3．通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚（ ），其原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．该方法能够提供电能
B．B极上的电势比A极上的电势低
C．A极的电极反应为 +H++2e-→Cl-+
D．电池工作时H＋通过质子交换膜由正极区向负极区移动
4．如图所示的装置用石墨电极电解饱和食盐水（两极均滴酚酞），以下说法正确的是（ ）
A．a电极附近溶液酸性减弱 B．a电极上发生还原反应
C．b电极附近酚酞变红 D．b电极上有黄绿色气体产生
5．下列有关电化学原理及应用的说法正确的是（ ）
A．纯铁比钢铁更容易发生电化学腐蚀
B．铁制品表面镀锌时，铁制品应与电源正极相连
C．电解精炼铜时，电路中每转移2mol电子，阴极质量增加64g
D．如图装置中正极反应式为
6．下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是（ ）
A．电池Ⅰ中锌是正极
B．电池Ⅱ是一次性电池
C．电池Ⅲ工作时，氢气发生还原反应
D．电池Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
7．现有X、Y、Z、W四种金属片，①把X、Y用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，X上有气泡产生，Y溶解；②把Z、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，W发生还原反应；③把X、Z用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电子流动方向为X→导线→Z．根据上述情况判断正确的是（ ）
A．在①中金属片Y发生还原反应
B．在②中金属片W作负极
C．上述四种金属的活动性顺序为W＜X＜Z＜Y
D．如果把Y、W用导线相连后同时浸入稀硫酸溶液，则电子流动方向为Y→导线→W
8．用如图甲所示装置模拟对含高浓度Cl-的工业废水进行脱氮，该溶液中ClO-的浓度随时间变化的关系如图乙所示。一段时间后溶液中所有氮原子均转化为N2被脱去。下列说法正确的是（ ）
A．b电极应接外电源的正极
B．电解过程中，a极附近溶液的pH降低
C．理论上溶液中的先被脱尽
D．开始时ClO-浓度增长较慢的原因一定是被Cl-还原
9．新型微生物电池可应用于酸性有机废水(含)的处理，其放电时的工作原理如下图所示，其中交换膜为质子交换膜。下列说法正确的是（ ）
A．该电池能够在高温下工作
B．工作时，氢离子从N极移向M极
C．N极的电极反应式
D．N极消耗，M极产生为1mol
10．下列“类比”合理的是（ ）
A．Ca(ClO)2与CO2反应生成CaCO3和HClO，则Ca(ClO)2与SO2反应生成CaSO3和HClO
B．C在足量O2中燃烧生成CO2，则S在足量O2中燃烧生成SO3
C．Mg-Al原电池，Mg的活泼性比Al强，在稀硫酸介质中，Mg做负极，则在稀氢氧化钠介质中，也是Mg做负极
D．NH3与HCl反应生成NH4Cl，则H2NCH2COOH也可以与HCl反应生成HOOCCH2NH3Cl
11．关于下图所示①②两个装置的叙述正确的是（ ）
A．装置名称：①是原电池，②是电解池
B．硫酸浓度变化：①增大，②减小
C．电极反应式：①中阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，②中正极：Zn－2e－=Zn2＋
D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动
12．某碱性蓄电池工作原理为：。下列说法错误的是（ ）
A．空气中的渗入电解液中会缩短电池使用寿命
B．充电时，阴极的电极反应为：
C．放电时，向负极移动
D．电池工作时，溶液的恒定不变
13．如图所示，装置中都盛有0.1mol/L 的NaCl 溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是（ ）
A．①②③④ B．②①③④ C．③①④② D．②①④③
14．对下列实验的描述不正确的是（ ）
A．图（a）所示的实验：根据检流计（G）中指针偏转的方向比较Zn,Cu的金属活泼性
B．图（b）所示的实验：根据小试管中液面的变化判断铁钉发生析氢腐蚀
C．图（c）所示的实验：根据温度计读数的变化用稀盐酸和稀NaOH溶液反应测定中和热
D．图（d）所示的实验：根据两烧瓶中气体颜色的变化判断2NO2（g） N2O4（g）是放热反应
15．最近科学家采用碳基电极材料设计了一种电解氯化氢回收氯气的新工艺，其原理如图，下列说法错误的是（ ）
A．电源b端为正极
B． 对总反应起催化作用
C．阳极发生的电极反应式为
D．电路中转移 ，需要消耗 （标准状况）
二、综合题
16．中央财经委员会第九次会议强调，我国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，是党中央经过深思熟虑做出的重要决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。利用二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳的排放。回答下列问题：
（1）I.某温度下，二氧化碳加氢制甲醇的总反应为，。
已知、的燃烧热分别为、，且，则 。
（2）II.在体积为的密闭容器中充入和，发生反应，测得、的物质的量随时间变化如图：
时间段内，的平均反应速率为 。
（3）该反应的平衡常数表达式K= ；若在上述平衡体系中再充入和(保持温度不变)，则此平衡将 移动(填“向正反应方向”、“不”、“向逆反应方向”)。
（4）下列措施能使增大的是____。
A．将从体系中分离 B．充入He，使体系压强增大
C．降低温度、增大压强 D．再充入
（5）III.甲醇是优质的清洁燃料，制作成甲醇燃料电池可进一步提升燃料的利用率，减少有害气体的排放。某甲醇燃料电池工作原理如图所示：
电极A上的电极反应式为： 。
（6）当电极A上消耗时，在电极B附近消耗的体积为 (标准状况)。
17．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定．请回答：
（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ，在导线中电子流动方向为 （用a、b表示）．
（2）负极反应式为 ．
（3）电极表面镀铂粉的原因为 ．
（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能．因此，大量安全储氢是关键技术之一．金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
I.2Li+H2 2LiH
Ⅱ．LiH+H2O═LiOH+H2↑
①反应I中的还原剂是 ．反应Ⅱ中的氧化剂是 ．
②已知LiH固体密度为0.82g/cm3．用镁吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 ．
③由②生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为 mol．
18．电化学的发展是化学对人类的一项重大贡献。探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。
（1）I、利用电化学方法可以将有效地转化为(其中元素的化合价为价)，装置如图所示。
若以铅酸蓄电池为直流电源，则铅酸蓄电池中极的电极反应式为 。
（2）装置工作时，阴极除有生成外，还可能生成副产物，降低电解效率。
已知：。
①副产物可能是 (写出一种即可)。
②标准状况下，当阳极生成氧气的体积为时，测得整个阴极区内的，电解效率为 (忽略电解前后溶液的体积变化)。
（3）II、利用新型镁—锂双离子二次电池(甲池)作电源同时电解乙池和丙池。
放电时，向 (填“极”或“极”)移动；甲池中正极的电极反应式为 。
（4）给新型镁—锂双离子二次电池充电时，极与电源的 极相连，当导线中每通过时，甲池的左室中溶液的质量减少 g。
（5）电解一段时间后，乙池中溶液的将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
（6）丙池发生电解反应的总方程式为 。
19．我国提出2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”，的再利用成为热门话题。回答下列问题：
（1）Ⅰ．光热化学循环分解为CO和的反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
已知：，根据数据计算，分解需吸收 kJ的能量。
（2）Ⅱ．工业上可用来生产燃料甲醇，实验室模拟该过程，在体积为2L的密闭容器中，充入和，一定条件下发生反应：，测得和的浓度随时间变化如图所示：
时刻，正、逆反应速率大小：v(正) v(逆)(填“＞”“=”或“＜”)，在0min到4min时间段， 。
（3）下列措施能增大反应速率的是 (填字母)。
a．升高温度 b．扩大容器体积
c．充入一定量氦气 d．加入催化剂
（4）能说明上述反应达到平衡状态的是 (填字母)。
a．
b．的物质的量不再变化
c．容器内气体的总质量保持不变
d．单位时间内，每生成，同时生成
e．
（5）可以作燃料电池，工作原理如图。电池放电时，应从 (填“B”或“D”)通入，该电极发生 反应(填“氧化”或“还原”)，理论上每消耗转移 mol电子。
20．回答：
（1）依据氧化还原反应： 设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
①电极X的材料是 ；电解质溶液Y是 (填化学式)。
②银电极发生的电极反应为 。
（2）为了比较Fe、Co、Cu三种金属的活动性，某实验小组设计如下实验装置。
丙装置中充入滴有酚酞的氯化钠溶液，X、Y均为石墨电极。反应一段时间后，可观察到甲装置中Co电极附近产生气泡，丙装置中X极附近溶液变红。
①丙装置中Y极为 极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)。
②三种金属的活动性由强到弱的顺序是 (填元素符号)。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】铜锌原电池中，Zn是负极，失去电子发生氧化反应，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，电极反应为 2H++2e-=H2↑；A．Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，Cu棒的质量不变，故A不符合题意；
B.由于反应不断消耗H+，所以溶液的c(H+)逐渐降低，故B符合题意；
C.SO42-不参加反应，其浓度不变，故C不符合题意；
D.由于Zn是负极，不断发生反应Zn-2e-=Zn2+，所以溶液中c(Zn2+)增大，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】对于原电池来说:相对活泼金属做负极,化合价升高，失电子，发生氧化反应，做还原剂；化合价降低，得电子，发生还原反应，做氧化剂;电子由负极流向正极。
2．【答案】D
【解析】【解答】A. HCO3－水解：HCO3－＋H2O H2CO3＋OH－,故A不符合题意；
B. 钢铁吸氧腐蚀的负极反应式：Fe－2e－= Fe2＋，故B不符合题意；
C. 氯化银悬浊液,离子方程式应该写化学式，即AgCl＋I－=AgI↓＋Cl- 故C不符合题意；
D. 铅蓄电池充电时阴极发生还原反应，即PbSO4＋2e-= Pb＋SO42－，故D符合题意。
【分析】A.能水解的离子与水反应；
B.钢铁的吸氧腐蚀中铁生成+2价；
C.沉淀转化中参加反应的难溶物以化学式的形式表现。
3．【答案】D
【解析】【解答】A. 该装置为原电池，将化学能转化为电能，则该方法能够提供电能，A不符合题意；
B. 原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向可知A极为正极，B极为负极，则B极上的电势比A极上的电势低，B不符合题意；
C. A极为正极，有氢离子参与反应，电极反应式为 +H++2e-→Cl-+ ，C不符合题意；
D. 原电池中阳离子移向正极，则该原电池中氢离子向正极移动，D符合题意；
故答案为：D
【分析】该装置为原电池装置，可将化学能转化为电能；由于H+移向A极，因此A极为正极，其电极反应式为： +H++2e-→Cl-+ ；B为负极，其电极反应式为：CH3COO－－8e－＋4H2O=2HCO3－＋9H＋；据此结合选项进行分析。
4．【答案】C
【解析】【解答】A. a电极连接电源正极为阳极，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，附近溶液酸性增强，选项A不符合题意；
B. a电极连接电源正极为阳极，阳极上发生氧化反应，选项B不符合题意；
C. b电极连接电源负极为阴极，阴极上产生氢气和氢氧化钠，碱性增强附近酚酞变红，选项C符合题意；
D. b电极连接电源负极为阴极，阴极上产生氢气和氢氧化钠，电极上有无色气体氢气产生，选项D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A.a即为电解池的阳极，氯离子被氧化生成氯气，氯气与水反应生成的盐酸和次氯酸；
B.电解池的阳极发生氧化反应；
C.b电极发生氢离子的还原反应，氢氧根离子浓度增大；
D.a极上有氯气生成，b极上有氢气生成。
5．【答案】C
【解析】【解答】A．钢铁中含有杂质，可以构成原电池，更容易发生电化学腐蚀，A不符合题意；
B．铁制品应与电源负极相连，B不符合题意；
C．阴极为铜离子得电子生成铜，转移2mol电子时，生成铜1mol，质量为64g，C符合题意；
D．铁发生的是吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.钢铁是铁碳合金，易形成原电池；
B.电镀时镀件作阴极；
D.铁、炭和食盐水形成原电池，发生吸氧腐蚀。
6．【答案】D
【解析】【解答】A、锌比铜活泼，活泼的锌为负极，故A不符合题意；
B、铅蓄电池是二次电池，可以放电充电，故B不符合题意；
C、燃料电池是氢气作负极性氧化反应，所以电池工作时氢气发生氧化反应，故C不符合题意；
D、原电池中电子由负极沿导线流向正极，所以电池工作时电子由锌通过导线流向碳棒，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.锌可以和硫酸反应，且锌的活泼性强于铜，故锌做负极，铜做正极，在铜极产生气体
B.铅蓄电池可以多次充放电，故不是一次电池
C.氢氧燃料电池，氧气做正极材料，氢气做负极材料，氢气失去电子，发生氧化反应
D干电池，锌做负极，失去电子发生氧化反应
7．【答案】D
【解析】【解答】解：A．在①中，Y是负极、X是正极，负极上X得电子发生还原反应，故A错误；
B．在②中，金属片Z作负极、W作正极，故B错误；
C．通过以上分析知，上述四种金属的活动顺序是Y＞X＞Z＞W，故C错误；
D．金属性Y＞W，如果把Y、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液，构成原电池，Y是负极、W是正极，则电子流动方向为Y→导线→W，故D正确；
故选D．
【分析】在原电池中，一般来说，较活泼金属作负极、较不活泼金属作正极，负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应；电子从负极沿导线流向正极．①把X、Y用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，X上有气泡产生，Y溶解，说明X是正极、Y是负极，则金属活动性Y＞X；②把Z、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，W发生还原反应，则W是正极、Z是负极，金属活动性Z＞W；③把X、Z用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电子流动方向为X→导线→Z，则X是负极、Z是正极，金属活动性X＞Z，通过以上分析知，金属活动性顺序是Y＞X＞Z＞W，据此解答．
8．【答案】B
【解析】【解答】A．由分析可知，与直流电源负极相连的电极b为阴极，故A不符合题意；
B．由分析可知，与直流电源正极相连的电极a为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成次氯酸根离子，电极反应式Cl--2e-+H2O=HClO-+H+，反应中生成氢离子，溶液的pH降低，故B符合题意；
C．由分析可知，通过等量电子时，氯离子消耗量大于硝酸根离子，理论上氯离子先被脱尽，故C不符合题意；
D．由分析可知，开始时氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成次氯酸，次氯酸是弱酸，在溶液中部分电离出次氯酸根离子，所以开始时次氯酸根浓度增长较慢的原因是氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成了难电离的次氯酸，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由图可知，与直流电源正极相连的电极a为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成次氯酸，电极反应式Cl--2e-+H2O=HClO-+H+ ，与直流电源负极相连的电极b为阴极，硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氮气，电极反应式2NO3-+10e-+12H+= N2↑+6H2O。
9．【答案】C
【解析】【解答】A．新型微生物电池，微生物为蛋白质，蛋白质在高温下变性，A不符合题意；
B．N极为正极，M为负极，阳离子向正极移动，则氢离子从M极移向N极，B不符合题意；
C．N电极上，O2转化为H2O，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，C符合题意；
D．由图可知，电池总反应为C6H6O+7O2=6CO2+3H2O，N极消耗22.4L(若是标况)，其物质的量为1mol，M极生成molCO2，但是没有说明准确条件，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】新型电池的判断：
1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子；
2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒。
10．【答案】D
【解析】【解答】A.ClO－具有氧化性，能将SO2氧化成SO42－，因此反应生成CaSO4和HCl，A不符合题意；
B.S与O2反应只能生成SO2，SO2与O2需在催化剂、高温高压条件下，才能进一步反应生成SO3，B不符合题意；
C.稀NaOH溶液中，Mg与NaOH不反应，Al能与NaOH反应，因此Al作负极，Mg作正极，C不符合题意；
D.NH3能与HCl反应，则H2NCH2COOH中－NH2能与HCl反应，因此反应生成HOOCCH2NH3Cl，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A、ClO－具有氧化性，能将SO2氧化成SO42－；
B、S在氧气中燃烧只能生成SO2；
C、碱性条件下，Mg与NaOH不反应，Al能与NaOH溶液反应；
D、NH3与HCl反应，则－NH2也能与HCl反应；
11．【答案】B
【解析】【解答】A．①有外加电源，为电解池装置，②为原电池装置，为铜锌原电池，故A不符合题意；
B．①有外加电源，电解硫酸溶液，相当于电解水，阳极上生成氧气，阴极生成氢气，硫酸浓度增大，②为原电池装置，正极不断消耗氢离子，硫酸浓度降低，故B符合题意；
C．①有外加电源，电解硫酸溶液，相当于电解水，阳极上生成氧气，4OH--4e-=2H2O+O2↑；②为原电池装置，铜为正极发生还原反应，电极方程式为2H++2e-=H2↑，故C不符合题意；
D．电解池工作时，阳离子向阴极移动，原电池工作时，阳离子向正极移动，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】①为电解池，电解硫酸溶液相当于电解水；②为原电池，锌为负极，铜为正极，据此分析判断。
12．【答案】D
【解析】【解答】A．空气中的渗入电解液会氧化铁电极，缩短电池使用寿命，故A不符合题意；
B．充电阴极发生还原反应，电极反应为：，故B不符合题意；
C．原电池中阴离子移向负极，放电时，向负极移动，故C不符合题意；
D．放电时正极发生还原反应，电极反应式为： NiO2 +2H2O+2e-= Ni(OH)2+20H-，所以正极附近溶液的碱性增强，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】原电池：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；
电解质：阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。
13．【答案】D
【解析】【解答】解：金属腐蚀快慢顺序是：电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阳极，①中锌发生电化学腐蚀，金属锌是负极，加快锌的腐蚀，②中锌作电解池的阳极，被腐蚀，③中锌作电解池的阴极，被保护，④Zn发生化学腐蚀，所以腐蚀速率由快到慢的顺序是②①④③．
故选D．
【分析】电化学腐蚀较化学腐蚀快，金属得到保护时，腐蚀较慢，作原电池正极和电解池阴极的金属被保护，金属腐蚀快慢顺序是：电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阳极．
14．【答案】B
【解析】【解答】解：A．Zn,Cu形成原电池，锌活泼性强的为负极，检流计的指针偏向正极Cu，所以能够根据指针偏向确定正负极，即可判断金属性强弱，故A正确；
B．在氯化钠溶液中铁发生吸氧腐蚀，试管中压强减小，导管中液面上升，不是发生的析氢腐蚀，故B错误；
C．中和热测定应选稀的强酸和稀的强碱之间来反应，故C正确；
D．热水中颜色深，则逆反应为吸热反应，所以正反应为放热反应，故D正确．
故选B．
【分析】A．Cu、Zn原电池中，活泼金属为负极，根据原电池的工作原理来回答；
B．析氢腐蚀生成氢气，而吸氧腐蚀中氧气得电子，气体减少；
C．中和热测定应选稀的强酸和稀的强碱之间反应；
D．热水中颜色深，则逆反应为吸热反应．
15．【答案】C
【解析】【解答】A．阳离子移向阴极，H+由阳极区向阴极区迁移，故左侧为阴极，右侧为阳极，故a为电源的负极，b为电源的正极，A不符合题意；
B．总反应方程式为： 4HCl+O2=2Cl2+2H2O，故 对总反应起催化作用，B不符合题意；
C．HCl 气体在阳极放电产生 Cl2，故阳极电极反应式为：2HCl 2e =Cl2↑+2H+，C符合题意；
D．消耗 1mol 氧气转移 4mol 电子，则电路中转移 1mol 电子，消耗 0.25mol 氧气，标况下氧气体积为0.25mol 22.4L/mol=5.6L，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据电解池的工作原理，阳离子移向阴极，故H+由阳极区向阴极区迁移，故左侧为阴极，右侧为阳极，故a为电源的负极，b为电源的正极，
由电解池装置图可知，HCl 气体在阳极放电产生 Cl2，故阳极电极反应式为：2HCl 2e =Cl2↑+2H+。由电解池装置图可知，Fe3+在阴极放电产生 Fe2+，故阴极电极反应式为：2Fe3++2e =2Fe2+，再发生4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+的反应，总反应方程式为： 4HCl+O2=2Cl2+2H2O。
16．【答案】（1）-95.7
（2）
（3）；不
（4）A；C
（5）
（6）33.6
【解析】【解答】（1）①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol，②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.5kJ/mol，③CH3OH(l)= CH3OH(g) ΔH=35.2kJ/mol，目标反应式=反应①×3-②+③，则a=-285.8kJ/mol×3+726.5kJ/mol+35.2kJ/mol=-95.7kJ/mol
（2）从图中可知，0-3min内CO2物质的量变化量为0.4mol，则根据化学方程式可知H2的物质的量变化量为1.2mol，则H2的平均反应速率为。
（3）该反应的平衡常数表达式K=。根据图示可知，平衡时CO2浓度为0.05mol/L，CH3OH浓度为0.15mol/L，H2浓度为0.05mol/L，H2O的浓度为0.15mol/L，则K的值为3600。平衡后加入0.4molCO2和1.2molH2O，则此时CO2浓度为0.15mol/L，H2O浓度为0.45mol/L，则Q=3600=K，则平衡不移动。
（4）A．将H2O从体系中分离，产物浓度减小，化学平衡正向移动，增大，A正确；
B．充入He，使体系压强增大，但是反应物和生成物的浓度不变，化学平衡不移动，B不正确；
C．降低温度，增大压强，化学平衡均正向移动，增大，C正确；
D．再充入0.8molCO2，尽管化学平衡正向移动，但是CO2浓度增大，减小，D不正确；
故
故答案为：AC。
（5）由图可知，该原电池中通入甲烷的一极为负极，在NaOH溶液作为电解质的条件下，电极反应式为。
（6）根据负极上的电极反应式，当电极A上消耗32gCH3OH即1molCH3OH时，转移电子6mol，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，则消耗的氧气为1.5mol，即标准状况下33.6L氧气。
【分析】（1）根据盖斯定律计算；
（2）依据计算；
（3）化学平衡常数，指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；通过计算比较Qc与K的大小判断；
（4）依据化学平衡移动原理分析；
（5）燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应；氧气在正极得电子，发生还原反应；
（6）根据得失电子守恒计算。
17．【答案】（1）化学能转变为电能；a到b
（2）2H2+4OH﹣﹣4e﹣═4H2O
（3）增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率
（4）Li；H2O；8.82×10﹣4；32
【解析】【解答】解：（1）该装置是把化学物质中的能力转化为电能，所以是化学能转变为电能；在原电池中，负极上失电子，正极上得电子，电子的流向是从负极流向正极，所以是 由a到b，
故答案为：化学能转变为电能；a到b；（2）碱性环境中，该反应中负极上氢气失电子生成氢离子，电极反应式为H2+2OH﹣﹣2e﹣═2H2O，故答案为：2H2+4OH﹣﹣4e﹣═4H2O；（3）电极表面镀铂粉，增大了电极单位面积吸附H2、O2的分子数，使反应物的浓度增大，反应速率加快，
故答案为：增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率；（4）①Li从零价升至+1价，作还原剂，H2O的H从+1降至H2中的零价，作氧化剂，故答案为：Li；H2O；②由反应I，当吸收10molH2时，则生成20molLiH，V= = =197.5×10﹣3L． = =8.82×10﹣4，
故答案为：8.82×10﹣4；③20mol LiH可生成20mol H2，实际参加反应的H2为20mol×80%=16mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以16molH2可转移32mol的电子，
故答案为：32．
【分析】（1）氢氧燃料电池为化学能转化为电能的装置，通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电子由外电路流向正极；（2）碱性溶液中负极反应为2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O，正极反应为O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣，电池总反应都为2H2+O2=2H2O；（3）固体的表面积越大，反应速率越大；（4）①从化合价的变化的角度分析；②根据反应的电极方程式计算；③根据实际参加反应的氢气以及电极反应式计算．
18．【答案】（1）
（2）CO(或)；0.75(或75%)
（3）极；
（4）负；1
（5）减小
（6）
【解析】【解答】（1）右池为生成，碳元素的化合价从+4降到+2，发生还原反应，为电解池的阴极，左池为电解池的阳极，a电极为铅蓄电池的正极，发生的电极反应式为：；
（2）①电解过程中，阴极发生还原反应，可能发生，等，副产物可能为或者；
②根据，生成标况下，转移电子，，转移电子，，转移电子数为，所以电解效率为；
（3）放电时为原电池原理，阳离子向正极移动，所以向n极移动，根据电极材料，正极发生还原反应，电极反应式为：；
（4）充电时，原电池的负极接电源的负极，正极接电源的正极，M为放电时的负极，接电源的负极形成阴极；充电时，甲池中左侧发生反应：，当导线中每通过时，左侧减少的，同时有移向左侧，所以左侧减少的质量为：；
（5）乙池为电解在Ag电极上镀Cu，发生反应为：，电解一段时间后溶液酸性增强，减小；
（6）丙池为用惰性电极电解溶液，生成的难溶，所以电解总反应式为：。
【分析】Ⅰ.右边电极上，二氧化碳发生还原反应生成，则右池为阴极，左侧为阳极，a为电源正极，b为电源负极；
Ⅱ.放电时为原电池，m为负极，n为正极，充电时，原电池的负极接电源的负极，正极接电源的正极。
19．【答案】（1）556
（2）＞；0.375
（3）ad
（4）bd
（5）B；氧化；1.2
【解析】【解答】(1)该反应△H=1598kJ/mol×2-1072kJ/mol-496kJ/mol=+556kJ/mol，则分解需吸收556kJ的能量，故答案为：556；
(2)t1时刻之后CO2的浓度继续降低，CH3OH的浓度继续增大，说明t1时刻反应未达到平衡状态，则此时v(正)> v(逆)；在0min到4min时间段，CO2的浓度变化为1.00mol/L-0.50mol/L=0.50mol/L，则，故答案为：＞；0.375；
(3)a．升高温度，反应速率加快，a项正确；
b．扩大容器体积，各物质的浓度减小，反应速率减小，b项不正确；
c．充入一定量氦气，体积不变，各物质的浓度也不变，反应速率不变，c项不正确；
d．加入催化剂能够增大反应速率，d项正确；
故答案为：ad；
(4)a．反应速率之比等于化学计量数之比，当v正(H2)=3v逆(CH3OH)时，反应才达到平衡状态，a项不正确；
b．H2的物质的量不再变化，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，b项正确；
c．该反应中容器内气体的总质量一直保持不变，不能说明反应达到平衡状态，c项不正确；
d．单位时间内，每生成1mol CH3OH，同时生成3mol H2，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，d项正确；
e．c(CO2)：c(H2)：c(CH3OH)：c(H2O)=1：3：1：1任何时候均成立，因此c(CO2)：c(H2)：c(CH3OH)：c(H2O)=1：3：1：1不能判断反应是否达到平衡状态，e项不正确；
故答案为：bd；
(5)根据甲醇燃料电池的工作原理图可知，电子是从左边沿外接导线流向右边，CH3OH在反应中是还原剂，故可判断该电池工作时，CH3OH从B通入，为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+5H2O；根据负极反应式，当有32gCH3OH反应时，转移电子为6mol，所以当有6.4 g CH3OH完全反应时，转移电子物质的量应是1.2 mol，故答案为：B；氧化；1.2。
【分析】（1）△H=反应物总键能-生成物总键能；
（2）反应未达到平衡，此时正反应速率大于逆反应速率；
（3）增大化学反应速率的方法：升高温度，增大反应物的浓度，加入催化剂，增大接触面积，气体的反应压缩体积；
（4）化学平衡判断：1、同种物质正逆反应速率相等，2、不同物质速率满足：同侧异，异侧同，成比例，3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变，4、左右两边化学计量数不相等，总物质的量、总压强（恒容）、总体积（恒压）不变，5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算，6、体系温度、颜色不变；
（5）燃料电池中，燃料由负极进入，发生氧化反应。
20．【答案】（1）Cu；；
（2）阳；
【解析】【解答】(1)由反应 可知Cu化合价升高，失电子，作负极；Ag作正极，Ag价态降低，Ag+在正极得电子；
(2)甲装置中Co电极附近产生气泡，Co电极附近发生2H++2e-=H2↑，则活泼性：Fe>Co；
丙装置中充入滴有酚酞的氯化钠溶液，X、Y均为石墨电极，丙装置中X极附近溶液变红，则X是电解池阴极，乙中Co为原电池负极，因此活泼性：Co>Cu；
（1）结合分析可知：
①电极X的材料是Cu；电解质溶液Y是 ；
②Ag作正极，Ag+在正极得电子，银电极发生的电极反应为 ；
（2）①结合分析可知Y为电解池阳极；
②结合分析可知活泼性： 。
【分析】
(1) ① 根据电池反应式知，失电子化合价升高的金属作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，得电子的化合价降低的可溶性反应物作电解质溶液，据此设计原电池；
② 原电池中，易失电子的电极铜为负极，银作正极，正极上得电子发生还原反应；
(2) 甲池是原电池，Co电极附近产生气泡，可判断Fe为负极，则Co作正极；乙池是原电池，用于电解饱和食盐水，X极附近溶液变红，说明X电极是阴极，即乙池Co电极为负极，Y极为阳极，据此判断Fe、Co、Cu三种金属的活动性.
