1.2 化学能转化为电能——电池 能力检测
一、单选题
1．对化学电源的叙述正确的是( )
A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高
B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位
C．化学电源均是安全、无污染的
D．化学电源即为可充电电池
2．化学与生产生活密切相关，下列说法错误的是（ ）
A．日常用的锌锰干电池中碳棒作为正极材料
B．火炬“飞扬”出火口格栅喷涂碱金属的目的是利用焰色反应使火焰可视化
C．清华大学打造的类脑芯片——“天机芯”的主要材料与光导纤维相同
D．“天问一号”形状记忆合金中的两种金属Ti、Ni都属于过渡金属元素
3．下列电池不属于二次电池（可充电电池）的是（ ）
A． 锌锰电池 B． 锂离子电池
C． 铅蓄电池 D． 镍镉电池
4．银锌纽扣电池的电池反应式为：。下列说法正确的是（ ）
A．锌是阴极，发生还原反应
B．电解液可以用硫酸代替
C．电池工作时，移向极
D．工作时转移电子，则消耗的质量为6.5g
5．下列装置中，能形成原电池的是（ ）
A． B．
C． D．
6．根据反应：，设计如图所示原电池，下列说法错误的是
A．X可以是银或石量，其作为正极
B．极电极反应式为：，溶液中的阴离子移向X极
C．Y可以是AgNO3溶液，X极上的电极反应式为
D．Y足量时，当极减轻，则X极增重
7．近来，科学家研制了一种新型的乙醇电池（DEFC），它用磺酸类质子作溶剂，在200℃左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全．电池总反应式为：C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O．下列说法不正确的是（ ）
A．C2H5OH在电池的负极上参加反应
B．1mol乙醇被氧化转移6mol电子
C．在外电路中电子由负极沿导线流向正极
D．电池正极得电子的物质是O2
8．a、b的活动性均比氢强，a还可以从b的硝酸盐中置换出b。将a、b用导线相连放入CuSO4溶液中，下列叙述中错误的是（ ）
A．导线上有电流，电流方向由a到b
B．a极质量减少，b极质量增加
C．b棒上析出氢气
D．a棒发生氧化反应，b棒发生还原反应
9．目前科学家发明了一种利用微生物进行脱硫、脱氮的原电池装置，其基本原理如图所示(图中隔膜为质子交换膜)。下列有关说法正确的是
A．a极的电极反应式为
B．H+从B室向A室迁移
C．电池工作时，线路中通过1mol电子，则在b极析出2.24LN2
D．若用该电池给铅蓄电池充电，应将b极连在正极上
10．一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
11．某铜锌原电池的结构如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．Zn电极为该原电池的正极
B．锌电极发生氧化反应
C．若盐桥中电解质为KCl，则电池工作时K+向左侧移动
D．Cu电极上的电极反应式为
12．有a、b、c、d四种金属电极，根据实验装置及部分实验现象判断这四种金属的活动性最强的是（ ）
①a极质量减少，b极表面出现红色物质
②b极有气泡产生，c极无明显变化
③电子从c流向d
A．a B．b C．c D．d
13．甲酸是基本有机化工原料之一，广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。某科研团队利用光催化制甲酸如图所示：已知：2CO2+2H2O=2HCOOH+O2△H>0。下列说法错误的是（ ）
A．电极电势：电极N高于电极M
B．该装置把光能和化学能转化为电能
C．正极电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH
D．若制得9.2gHCOOH，不考虑气体溶解，整套装置质量增加5.6g
14．COOH燃料电池的装置如下图，两电极间用允许K+和H+通过的半透膜隔开。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，电子由a电极经外电路流向b电极
B．负极的电极反应式为HCOO-+2OH-_2e-=HCO +H2O
C．理论上每消耗标准状况下22.4LO2，有2molK+通过半透膜
D．通入O2发生的反应为4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O
15．下列装置中，能构成原电池的是（ ）
A．只有（甲） B．只有（乙）
C．只有（丙） D．除（乙）均可以
16．手持技术的氧电化学传感器可用于测定O2含量，下图为某种氧电化学传感器的原理示意图。已知在测定O2含量过程中，电解质溶液的质量保持不变。一定时间内，若通过传感器的待测气体为aL(标准状况)，某电极增重了bg。下列说法正确的是（ ）
A．Pt上发生氧化反应
B．Pb上发生的电极反应式为Pb-2e-+2OH-=Pb(OH)2
C．反应过程中转移OH-的物质的量为0.25bmol
D．待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a
二、综合题
17．根据题意解答
（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计．
锌片上发生的电极反应
银片上发生的电极反应
（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算：
①产生氢气的体积 ．（标准状况）；
②通过导线的电子 ．
18．煤的气化是高效、清洁的利用煤炭的重要途径之一．
（1）焦炭与水蒸气反应是将固体煤变为气体燃料的方法．已知：
①C（s）+O2 （g）=CO2 （g）△H=﹣393.5kJ mol﹣1
②CO（g）+ O2 （g）=CO2 （g）△H=﹣283.0kJ mol﹣1
③H2（g）+ O2 （g）=H2O （g）△H=﹣241.8kJ mol﹣1
则碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式是 ，该反应的化学平衡常数K随温度的升高将 （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）CO可以与H2O（g）进一步发生反应CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）△H＜0．在甲、乙两个恒容密闭容器中，起始时按照表数据进行投料，在800℃时达到平衡状态，K=1.0．
H2O CO CO2 H2
甲 n/mol 0.10 0.30 0.10 0.50
乙 n/mol 0.20 0.20 0 0
起始时，甲容器中反应向 （填“正反应”或“逆反应”）方向进行；平衡时，乙容器中CO的转化率为 ．
（3）以CO为燃料制作燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入CO，电解质是熔融碳酸钠，写出工作时正极的电极反应式： ，若使用该电池电解熔融Al2O3制取10.8g Al，则理论上需要氧气的体积为（标准状况下） L．
（4）将（2）中生成的混合气用过量的NaOH溶液吸收，得到的溶液中有一种溶质可以水解，请写出其水解的离子方程式： ， ．
19．通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如图：
（1）Pt电极上发生的是 （填“氧化”或“还原”）反应．
（2）写出NiO电极的电极反应式：
20．地球上的氮元素对动植物有重要作用，其中氨的合成与应用是当前的研究热点。
（1）人工固氮最主要的方法是 Haber-Bosch 法。通常用以铁为主的催化剂在 400~500℃ 和10~30
MPa 的条件下，由氮气和氢气直接合成氨。
① 已知上述反应中生成 1 mol NH3 放出 46 kJ 热量，该反应的热化学方程式为 。
②该反应放热，但仍选择较高温度。其原因是 。
（2）常温常压下电解法合成氨的原理如下图所示：
① 阴极生成氨的电极反应式为 。
② 阳极氧化产物只有 O2。电解时实际生成的 NH3 的总量远远小于由 O2 理论计算所得 NH3 的量，结合电极反应式解释原因： 。
（3）氨是生产氮肥的原料，经如下转化可以得到 NH4NO3。
已知：氮原子利用率是指目标产物中氮的总质量与生成物中氮的总质量之比
上述反应③的氮原子利用率为 66.7%。要使原料 NH3 转化为 NH4NO3 的整个转化过程
中氮原子利用率达到 100%，可采取的措施是
21．研究化学反应时，既要考虑物质变化与能量变化，也要关注反应的快慢与限度。回答下列问题:
（1）I.现有反应:①CaCO3=CaO+CO2↑，②Fe
+H2SO4=FeSO4+ H2↑。
两反应中属于吸热反应的是 (填序号)。
（2）Fe-Cu 原电池的装置如图所示。
①溶液中H+向 (填“铁”或“铜” )电极方向移动。
②正极的现象是 ，负极的电极反应式为 。
（3）II.某可逆反应:2A(g) B(g)+D(g)在3 种不同条件下进行，B和D的起始浓度均为0，反应物A 的浓度随反应时间的变化情况如下表:
实验1中，在10~20 min内，以物质A表示的平均反应速率为 mol/(L·min) ，50min时，v(正) (填“<”“>”或“=”)v(逆)。
（4）0~20min内，实验2 比实验1的反应速率 (填“快”或“慢”)，其原因可能是 。
（5）实验3 比实验1的反应速率快，其原因是 。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】由于是化学能与电能的直接转化，节省了许多中间环节，所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多，但火力发电仍居世界耗电量的首位；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染；有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池)，有些是不可充电的(如干电池)。
故答案为：A
【分析】化学电源是利用氧还原反应原理将化学能转化为电能的装置，据此进行解答即可。
2．【答案】C
【解析】【解答】A．日常用的锌锰干电池中锌失去电子，作负极，而碳棒作为正极材料，故A不符合题意；
B．火炬“飞扬”出火口格栅喷涂碱金属的目的是利用焰色反应使火焰可视化，便于观察火焰，故B不符合题意；
C．“天机芯”的主要材料与硅相同，故C符合题意；
D．“天问一号”形状记忆合金中的两种金属Ti、Ni，其原子序数分别为22、28，都属于过渡金属元素，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】C.芯片的主要材料为单质硅，光导纤维的主要材料为二氧化硅。
3．【答案】A
【解析】【解答】铅蓄电池、镍镉电池、锂离子电池等可以反复充电放电属于可充电电池，是二次电池；碱性锌锰电池不能充电，完全放电后不能再使用，是一次电池；
故答案为：A。
【分析】铅蓄电池、镍镉电池、锂离子电池等属于可充电电池，是二次电池，锌锰电池不能充电，是一次电池，据此解答。
4．【答案】D
【解析】【解答】A．根据总反应，Zn的化合价升高，失电子，做负极，发生氧化反应，故A不符合题意；
B．硫酸会和锌反应，故B不符合题意；
C．原电池中，阴离子移向负极，故移向锌电极，故C不符合题意；
D.1mol锌转移2mol电子，所以转移电子，则消耗为0.1mol，锌的质量为6.5g，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、Zn的化合价升高，失电子，发生氧化反应；
B、硫酸会和锌反应；
C、阴离子移向负极，Zn的化合价升高，做负极；
5．【答案】C
【解析】【解答】A、两电极没有形成闭合回路，无法形成原电池，A不符合题意；
B、不存在两个活性不同的电极，无法形成原电池，B不符合题意；
C、满足原电池的形成条件，可形成原电池，C符合题意；
D、不存在电解质溶液，无法形成原电池，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】此题是对原电池装置的考查，形成原电池必须满足以下条件：①存在自发进行的氧化还原反应；②形成闭合回路；③有两个活性不同的电极；④存在电解质溶液。
6．【答案】B
【解析】【解答】A．Cu是负极，X可以是银或石量，其作为正极，A不符合题意；
B．Cu发生氧化反应作负极，电极反应式： ，阴离子移向Cu极移动，B符合题意；
C．Ag+发生还原反应，Y可以是AgNO3溶液，电极反应式 ，C不符合题意；
D．当 极减轻 ，参加反应Cu物质的量是0.1mol，生成0.2molAg，X极增重 ，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A．正负极的判断；
B．阴离子移向负极移动；
C．正极发生还原反应；
D．物质的量计算质量。
7．【答案】B
【解析】【解答】解：A、在燃料电池中，燃料乙醇在负极发生失电子的反应，故A正确；
B、根据电池反应：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O，反应转移电子数为12，所以1mol乙醇被氧化时就有12mol电子转移，故B错误；
C、在燃料电池的外电路中，电子由负极沿导线流向正极，和电流的流向相反，故C正确；
D、燃料电池中，正极上是氧气得电子的还原反应，故D正确．
故选B．
【分析】A、在燃料电池中，燃料在负极发生失电子的反应，
B、根据氧化还原反应中化合价的升降来判断电子的转移；
C、在外电路中，电子从负极流向正极；
D、在燃料电池中，正极上是氧气得电子的还原反应．
8．【答案】A
【解析】【解答】A. 将a、b用导线相连放入CuSO4溶液中，构成原电池，a是负极、b是正极，导线上有电流，电流方向由b到a，故A符合题意；
B.在原电池中，负极a发生失电子的氧化反应，质量减轻，不活泼金属b为正极，发生得电子的还原反应，质量增加或者是产生氢气，故B不符合题意；
C. b为正极，发生得电子的还原反应，质量增加或者是产生氢气，故C不符合题意；
D. 在原电池中，负极a发生失电子的氧化反应，正极b极发生得电子的还原反应，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】 a还可以从b的硝酸盐中置换出b，则a比b活泼，在组成的原电池中，a做原电池的负极，b做正极，结合原电池原理进行分析即可。
9．【答案】D
【解析】【解答】A．由分析可知，a极为负极，S2-失电子产物与电解质反应生成，电极反应式为，A不符合题意；
B．原电池工作时，阳离子向正极移动，则H+从A室向B室迁移，B不符合题意；
C．电池工作时，b极发生反应2+10e-+12H+=N2+6H2O，线路中通过1mol电子，则在b极析出0.1molN2，由于温度、压强未知，所以气体的体积不一定是2.24L，C不符合题意；
D．b极为正极，若用该电池给铅蓄电池充电，应将b极连在铅蓄电池的正极上，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图可知，A室S2-反应生成，发生氧化反应，则a极为负极，电极反应式为，b为正极，电极反应式为2+10e-+12H+=N2+6H2O。
10．【答案】D
【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。
11．【答案】B
【解析】【解答】A．活泼金属Zn失电子被氧化作负极，A选项不符合题意；
B．Zn作负极失电子被氧化发生氧化反应，B选项符合题意；
C．原电池中阳离子向正极迁移，该原电池中Cu为正极，C选项不符合题意；
D．Cu电极作为原电池正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，D选项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据原电池的工作原理，该原电池中Zn作负极，Cu作正极；负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应；电解液中阳离子移向正极，阴离子移向负极。
12．【答案】A
【解析】【解答】 ①中形成原电池，a极质量减少，b极表面出现的红色物质为金属铜，则a为负极，b为正极，金属的活动性：a>b；②中没有形成原电池，b极有气体产生，c极无变化，所以金属的活动性：b>c；③电子从c流向d，说明c为负极，d为正极，所以金属的活动性：c>d．综上所述，这四种金属的活动性顺序：a>b>c>d，故这四种金属的活动性最强的是a，
故选A。
【分析】一般活动性强的金属作负极，活动性弱的金属或石墨作正极；根据两极现象判断：溶解或质量减少的一极为负极，质量增加或有气泡产生的一极为正极。电子流出或电流流入的电极为负极，反之为正极。
13．【答案】B
【解析】【解答】A.可判断出M极为负极，N极为正极，故电极电势：电极N高于电极M，故A正确；
B该装置利用光能制备甲酸，故该装置把光能转化为电能和化学能，故B错误；
C.N极为正极，电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH，故C正确；
D.9.2gHCOOH的物质的量为0.2mol，由总反应2CO2+2H2O=2HCOOH+O2可知，该装置吸收0.2mol二氧化碳，放出0.1mol氧气，故增加质量为0.2molx44g/mol-0.1molx32g/mol=5.6g，故D正确；
故选：B
【分析】本题考查的是原电池的电极反应和计算，由图可知，M极氧元素价态升高失电子，故 M极为负极，电极反应式为2H2O-4e-=O2个+4H+，N极为正极，电极反应式为CO2+2e-+2H+= HCOOH，正极的电极电势比负极的电极电势高。
14．【答案】C
【解析】【解答】A．池工作时，电子由a电极（负极）电极经外电路流向b电极（正极），A项不符合题意；
B．负极是HCOO-转化为 ，电极反应式为：HCOO-+2OH-_2e-=HCO +H2O，B项不符合题意；
C． ，每消耗标准状况下22.4L O2，O2的物质的量为1mol，转移电子4mol，应有4mol K+通过半透膜，C项符合题意；
D．通入O2发生的反应为4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】左侧是HCOO-转化为 ，C元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，a是负极；右侧是Fe3+转化为Fe2+，化合价降低，得到电子，发生还原反应，b是正极。
15．【答案】C
【解析】【解答】解：原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应，
A．该装置不能构成闭合回路，所以不能形成原电池，故A错误；
B．该装置中电极材料相同，所以不能形成原电池，故B错误；
C．该装置中Fe失电子作负极，银离子得电子在正极上反应，符合原电池的构成条件，所以能形成原电池，故C正确；
D．酒精为非电解质，该装置不能自发的进行氧化还原反应，所以不能形成原电池，故D错误；
故选C．
【分析】原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应，据此分析解答．
16．【答案】D
【解析】【解答】由图可知O2在Pt电极上发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，所以Pt电极为正极，Pb电极则为负极，发生氧化反应，电极反应式为Pb-2e-+2OH-=PbO+H2O，电池总反应为2Pb+ O2=2PbO。根据以上分析，
A.Pt上发生还原反应，故A不符合题意；
B.Pb上发生的电极反应式为Pb-2e-+2OH-=PbO+H2O，B不符合题意；
C.反应过程中，负极增加的质量为O的质量，正极消耗氧气 . mol，根据O2+2H2O+4e-=4OH-，转移OH-的物质的量为 0.125bmol，故C不符合题意；
D. 电极增加的质量为O的质量，待测气体为aL含有的氧气体积为 L/mol=0.7bL，则待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a，D符合题意；本题答案为D。
【分析】根据原电池原理分析电极上发生的反应，书写电极方程式、计算反应过程中氢氧根离子和生成的气体即可。
17．【答案】（1）Zn﹣2e﹣═Zn2+；2H++2e﹣═H2↑
（2）4.48；2.408×1023
【解析】【解答】解：（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，锌做负极，失电子发生氧化反应，电极反应为：Zn﹣2e﹣═Zn2+，银片做正极，溶液中氢离子在银电极得到电子发生还原反应，电极反应为：2H++2e﹣═H2↑，故答案为：Zn﹣2e﹣═Zn2+；2H++2e﹣═H2↑；（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，分析可知电极质量减小的是负极反应的锌的质量，物质的量= =0.2mol；①锌做负极，失电子发生氧化反应，电极反应为：Zn﹣2e﹣═Zn2+，银片做正极，溶液中氢离子在银电极得到电子发生还原反应，电极反应为：2H++2e﹣═H2↑，依据电子守恒可知，转移电子物质的量为0.4mol，生成氢气物质的量为0.2mol，标准状况下体积=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故答案为：4.48；②依据计算可知转移电子物质的量为0.4mol，则通过导线的电子0.4mol×6.02×1023/mol=2.408×1023，故答案为：2.408×1023．
【分析】（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，锌做负极，失电子发生氧化反应，银片做正极，溶液中氢离子在银电极得到电子发生还原反应；（2）依据该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，分析判断电极质量减小为反应的锌的质量为13g，依据电极反应和电子守恒计算生成的气体物质的量得到气体体积，依据电子转移物质的量换算导线的电子．
18．【答案】（1）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ/mol；增大
（2）逆反应；50%
（3）O2+4e﹣+2CO2=2CO32﹣；6.72
（4）CO32﹣+H2O HCO3﹣+OH﹣；HCO3﹣+H2O H2CO3+OH﹣
【解析】【解答】解：（1）在25℃、101kPa时，H2与O2化合生成1mol H2O（g）放出241.8kJ的热量，其热化学方程式为：H2（g）+ O2（g）═H2O（g）△H=﹣241.8 kJ/mol，
已知：①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣393.5kJ/mol
②CO（g）+ O2（g）═CO2（g）△H=﹣283.0kJ/mol
③H2（g）+ O2（g）═H2O（g）△H=﹣241.8 kJ/mol，
根据盖斯定律，①﹣③﹣②得C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ mol﹣1，由于该反应为吸热反应，所以升高温度平衡正移，K增大；
故答案为：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ/mol；增大；（2）甲容器中：Qc= = = ＞1=K，所以反应向逆反应进行；
令参加反应的CO的物质的量为nmol，则：
CO（g）+ H2O（g） CO2（g）+ H2（g）
开始（mol）： 0.1 0.1 0 0
变化（mol）： n n n n
平衡（mol）： 0.1-n 0.1-n n n
由于反应前后气体的体积不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，故 =1，解得n=0.05，故CO的转化率为 ×100%=50%，
故答案为：逆反应；50%；（3）以CO为燃料制作燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入CO，电解质是熔融碳酸盐，依据原电池反应原理可知负极是一氧化碳失电子发生氧化反应生成二氧化碳的过程，正极上氧气得到电子被还原，与二氧化碳反应生成CO32﹣，电极方程式为：O2+4e﹣+2CO2=2 CO32﹣；
若使用该电池电解熔融Al2O3制取10.8g Al，结合电解反应化学方程式计算，2Al2O3 4Al+3O2↑；n（Al）= =0.4mol
依据电子守恒得到：O2～4e﹣～ Al，
则理论上需要氧气物质的量为0.3mol，氧气的体积为（标准状况下） 6.72L，
故答案为：O2+4e﹣+2CO2=2 CO32﹣；6.72（4）因（2）中生成的混合气含有CO2，用过量的NaOH溶液吸收生成Na2CO3，为强碱弱酸盐，水解呈碱性，离子方程式为CO32﹣+H2O HCO3﹣+OH﹣，HCO3﹣+H2O H2CO3+OH﹣，
故答案为：CO32﹣+H2O HCO3﹣+OH﹣、HCO3﹣+H2O H2CO3+OH﹣．
【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，反应热也乘以相应的系数进行相应的计算；（2）根据已知浓度求出Qc，然后与K比较；令参加反应的CO的物质的量为nmol，根据三段式表示出平衡时各组分的物质的量，由于反应前后气体的体积不变，故用物质的量代替浓度代入平衡常数列方程计算；（3）依据电池中是燃料做原电池的负极失电子发生氧化反应，氧气做正极得到电子发生还原反应再结合电解质书写，依据电子守恒计算需要的氧气；（4）将（2）中生成的混合气含有CO2，用过量的NaOH溶液吸收生成Na2CO3，为强碱弱酸盐，水解呈碱性．
19．【答案】（1）还原
（2）NO+O2﹣﹣2e﹣=NO2
【解析】【解答】解：（1）装置无外接电源，故为原电池，铂电极上氧气得电子生成氧离子而被还原，所以为正极，发生还原反应，故答案为：还原；（2）NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，NiO为负极，所以电极反应式为：NO+O2﹣﹣2e﹣=NO2，故答案为：NO+O2﹣﹣2e﹣=NO2．
【分析】（1）原电池中正极得电子的物质发生还原反应；（2）NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮．
20．【答案】（1）N2（g） + 3H2(g) 2NH3(g) H= -92kJ/mol；在该温度下催化剂活性强，反应速率快。
（2）N2 + 6H+ +6e- = 2NH3；阴极除了氮气得电子外：N2 + 6H+ +6e- = 2NH3，还可能发生N2 + 8H+ +6e- = 2NH4+ ，2H++2e-=H2
（3）通入过量的氧气的量，使NO全部转化为硝酸
【解析】【解答】（1）①该反应的化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)，由于生成个1molNH3时放出的热量为46kJ，因此生成2molNH3时放出的热量为92kJ，故该反应的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92Kj/mol；
②选择较高温度，是由于在该温度下，催化剂的活性较高，反应速率较快；
（2）①阴极上NH3的生成是由N2发生失电子反应生成的，其电极反应式为：N2 + 6H+ +6e- = 2NH3；
②电解过程中，阴极除了氮气得电子外：N2 + 6H+ +6e- = 2NH3，还可能发生N2 + 8H+ +6e- = 2NH4+ ，2H++2e-=H2，因此实际生成NH3的量远小于由O2理论计算所得NH3的量；
（3）反应③的化学方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，为使原料NH3转化为HNO3的氮原子利用率达到100%，可在反应③中加入过量的氧气，使NO全部转化为HNO3；
【分析】（1）①根据生成1molNH3放出的热量计算反应热，进而书写反应的热化学方程式；
②根据温度对反应速率的影响分析；
（2）①根据阴极反应物和生成物书写电极反应式；
②根据阴极的电极反应进行分析；
（3）根据过程中发生的反应进行分析；
21．【答案】（1）①
（2）铜；有气泡产生；Fe-2e-=Fe2+
（3）0.013；=
（4）快；实验2 中使用了催化剂
（5）实验3中反应温度更高
【解析】【解答】（1）碳酸钙分解是吸热反应，铁与稀硫酸发生的置换反应是放热反应；
（2）①铁的金属性强于铜，铁负极，铜是正极，正极发生得到电子的还原反应，因此溶液中H+向正极即向铜电极方向移动。②正极上氢离子得到电子生成氢气，则正极的现象是有气泡产生，负极发生铁失去电子的氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。
（3）实验1中，在10～20min内，A物质的浓度减少了0.80mol/L－0.67mol/L＝0.13mol/L，则以物质A表示的平均反应速率为0.13mol/L÷10min＝0.013mol/(L·min)，50min时反应物浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，则v(正)＝v(逆)。
（4）根据表中数据可知0～20min内，实验2中A的浓度变化量大于实验1中A的浓度变化量，因此实验2中的反应速率快，由于最终平衡时A的浓度仍然相等，即没有改变平衡状态，所以其原因可能是实验2中使用了催化剂。
（5）由于实验3中反应温度更高，所以实验3比实验1的反应速率快。
【分析】(1)大部分分解反应为吸热反应，金属与酸的反应为放热反应。碳酸钙分解是吸热反应，铁与稀硫酸发生的置换反应是放热反应。
（2）溶液中离子的定向移动形成内部电流，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
（3）实验50分钟时反应已达到平衡，V正=V逆，处于动态平衡中。
（4） 0~20min内，由表中数据知实验2 比实验1的反应速率快，由于温度、浓度均相同，可能是实验2使用了催化剂加快反应速率。
（5）实验3与实验1的变量是温度，温度高反应速率快。
