2024届高三化学二轮复习基础练——化学反应与电能
一、单选题
1．化学在生产中有广泛的应用．下列说法正确的是（ ）
A．电解冶炼镁、铝通常电解和溶液
B．电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等
C．电镀银时电解质溶液中保持不变
D．用外加电流法对钢铁进行防护时，钢铁应连接电源的正极
2．下列叙述中不正确的是（ ）
A．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，采用的是牺牲阳极的阴极保护法
B．葡萄酒中含维生素C等多种维生素，通常添加微量防止营养成分被氧化
C．复方氢氧化铝、碳酸氢钠片、雷尼替丁等抗酸药均能抑制胃壁细胞分泌盐酸
D．2020年1月我国爆发了新冠肺炎疫情，可采用“84”消毒液来杀灭新型冠状病毒
3．“国之重器”之一——曾侯乙编钟，是战国早期的青铜编钟，主要由铜锡合金冶炼铸造而成，至今保存完好。下列说法不正确的是（ ）
A．铜比锡青铜更易腐蚀
B．在自然环境中，锡青铜中的铜可对锡起保护作用
C．青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比在干燥环境中快
D．锡青铜表面生成覆盖物的过程属于电化学腐蚀
4．走进美丽广东，体会文化魅力。下列有关说法不正确的是（ ）
A．粤绣所用“金银线”中含有的醋酸纤维素，属于有机高分子材料
B．加热牛奶和蛋清混合物制作双皮奶，该过程涉及蛋白质的变性
C．岭南古建筑采用青砖黛瓦风格，青砖中青色来自氧化铁
D．航海船舶的外壳安装锌块，利用了牺牲阳极法的防腐原理
5．如图所示的装置，下列说法不正确的是（ ）
A．锌片为负极 B．该装置将化学能转化为电能
C．电子由锌片经导线流向铜片 D．铜片溶解，质量减少
6．下列描述中，不符合生产实际的是（ ）
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铜作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
7．一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．A膜为阳离子交换膜
B．b为直流电源的正极
C．阴极反应式为
D．工作时，若有1mol离子通过A膜，理论上丙池溶液的质量减少9g
8．某原电池总反应的离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+，能实现该反应的原电池是（ ）
A．正极为Cu，负极为Fe，电解质为FeCl3溶液
B．正极为C，负极为Fe，电解质为FeSO4溶液
C．正极为Fe，负极为Zn，电解质为Fe2(SO4)3溶液
D．正极为Ag，负极为Cu，电解质为CuSO4溶液
9．科学家研制了一种以为电解液的铅-醌(Pb-PCHL)电池，其装置如图所示。已知：四氯对苯醌(PCHL)的结构简式为。下列叙述错误的是（ ）
A．充电时，向氧化石墨烯电极迁移
B．放电时，Pb电极的电极电势高于氧化石墨烯电极
C．充电时，0.2 mol电子流经外电路，理论上Pb电极质量减少9.6 g
D．放电时，电池总反应为2Pb+4H++ +2SO→+2PbSO4
10．一种钠离子电池的工作原理如图所示，放电时电池反应可表示为。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，电能转化为化学能
B．放电时，Y极为正极，发生还原反应
C．充电时，X极电极反应式为
D．充电时，每转移1mol，Y极质量减少23g
11．2019年的诺贝尔化学奖授予锂离子电池研究的三位科学家。下图是一种锂离子电池的工作原理示意图，其负极材料为嵌锂石墨，正极材料为LiCoO2，其总反应可表示为：LixCy+Li1 xCoO2=LiCoO2+Cy。下列说法错误的是（ ）
A．放电时锂离子由a极脱嵌，移向b极
B．充电时b极的反应式为：LiCoO2 xe－=Li1 xCoO2+xLi+
C．充电时，a极接正极，发生还原反应
D．使用LiPF6的碳酸酯溶液作电解液是为了避免使用水溶剂会与金属锂反应
12．利用小粒径零价铁（ZVI）的电化学腐蚀处理三氯乙烯，进行水体修复的过程如图所示。H+，O2，NO3－等共存物的存在会影响水体修复效果，定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为ne。下列说法错误的是（ ）
A．反应①②③④均在正极发生
B．单位时间内，三氯乙烯脱去amolCl时ne=amol
C．④的电极反应式为NO3－+10H++8e－=NH4++3H2O
D．增大单位体积水体中小粒径ZVI的投入量，可使nt增大
13．如图为某种甲醇燃料电池示意图。下列判断正确的是（ ）
A．电极A反应式：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H-
B．B电极为负极
C．B电极附近溶液pH增大
D．电池工作时，溶液中电子由电极B流向电极A
14．科学家发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法正确的是（ ）
A．放电时，正极反应为
B．放电时，1 mol CO2转化为 HCOOH，转移的电子数为4mol
C．充电时，电池总反应为
D．充电时，电解质溶液2中OH-浓度升高
15．“电絮凝-电气浮法”污水处理装置原理如图所示。在外电压作用下，可溶性阳极产生阳离子体对胶体污染物发生凝聚效应，同时另一极产生气体，在气体上浮过程中将絮体上浮，从而实现污染物的分离和水的净化。下列有关说法错误的是（ ）
A．外接电源a端为正极
B．石墨极电极反应为：4OH- - 4e- =O2↑+2H2O
C．电解时阳极产生少量强氧化性新生态氧，有一定杀菌作用
D．铝电极可以用铁替换
16．某模拟“人工树叶”的电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料异丙醇(CH3)2CHOH。下列说法正确的是（ ）
A．该装置将光能转化为电能
B．阴极反应为3CO2+18H++18e-= (CH3)2CHOH+5H2O
C．该装置工作时，H+穿过质子交换膜由a极区移向b极区
D．异丙醇在一定条件下可发生氧化反应、消去反应、聚合反应
17．我国电动汽车产业发展迅猛，多种车型采用三元锂电池，其正极材料可表示为Li1-aNixCoyMnxO2其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4，且x+y+z=1，电池总反应为Li1-aNixCoyMnxO2+LiaC6LNixCoyMnxO2+6C(石墨)，其电池工作原理如图所示，两板之间有一个允许特定离子X通过的隔膜。下列说法错误的是（ ）
A．允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜
B．充电时，外电路中流过0.2mol电子，A极质量减少1.4g
C．在Li1-aNixCoyMnxO2材料中，若x：y：z=2：3：5，则a=0.3
D．放电时，正极反应式为Li1-aNixCoyMnxO2+aLi++ae-=LiNxCoyMnxO2
18．双极膜电渗析法固碳技术是将捕集的CO2转化为CaCO3而矿化封存，其工作原理如图所示。双极膜中间层中的H2O解离成H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是（ ）
A．两个双极膜中间层中的H+均向左侧迁移
B．若碱室中比值增大，则有利于CO2的矿化封存
C．电解一段时间后，酸室中盐酸的浓度增大
D．该技术中电解固碳总反应的离子方程式为：2Ca2++2CO2+4H2O2CaCO3↓+2H2↑+O2↑+4H+
19．下列装置由甲、乙两部分组成(如图所示)，甲是将废水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化为环境友好物质所形成的化学电源；乙利用装置甲模拟工业电解法来处理含Cr2O72-废水，电解过程中溶液发生反应：Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O。当电池工作时，下列说法错误的是（ ）
A．甲中H+透过质子交换膜由左向右移动
B．乙池中Fe棒应与甲池中的M极相连
C．M极电极反应式：H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2↑+N2↑+16H+
D．若溶液中减少了0.01molCr2O72-，则电路中至少转移了0.12 mol电子
20．结合化学反应与能量的知识，下列说法正确的是（ ）
A．图Ⅰ所示装置能将化学能转化为电能
B．通常，伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C．能量变化符合图Ⅱ所示的化学反应是放热反应
D．断裂化学键会吸收能量，形成化学键会放出能量
二、综合题
21．据图回答下列问题：
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是 ，电流表指针 (填“偏转”或“不偏转”)，两极反应式为：正极 ；负极 。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为 (填Mg或Al)，总反应方程式为 。
（3）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如下图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成。该电池的正极反应式为： 。
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22．由于油价飙升、能源多样化和能源供应安全需求，以及全球环境问题，使天然气成为一种全球性的能源，也使氢气被视为未来的能源媒介。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应，涉及的主要反应如下：
反应I：CH4(g)+ H2O(g) CO(g) +3H2(g) △H1=+206 kJ·mol-1
反应II：CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) △H2=+165 kJ·mol-1
反应III：CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3
回答下列问题：
（1）△H3= 。已知(R、C为常数)，反应I、II、III的平衡常数与温度T的变化关系如图甲所示，其中表示反应II的是曲线 (填标号)。
（2）不同压强下，将甲烷和水蒸气按照物质的量之比为1：3的比例投料，测得平衡状态下某物质随温度的变化如图乙所示。图中纵坐标可以表示 (填“CH4转化率”或“CO2物质的量分数”)，压强p1、p2、p3由大到小的顺序是 。
（3）一定条件下，向恒容容器中以物质的量之比为1：3的比例投入甲烷和水蒸气，达到平衡时，甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%，则H2的物质的量分数x(H2)= ，反应III以物质的量分数表示的平衡常数Kx= 。 (可用分数表示)
（4）一种高性能甲烷燃料电池的工作原理如图丙所示，使用特定催化剂只发生反应I，以熔融碳酸盐(MCO3)为电解质，燃料电池负极的电极反应式为 。
23．依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)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 (化学式)；电解质溶液Y是 ；
（2）银电极为电池的 极，发生的电极反应为 ；X电极上发生的电极反应为 ；
（3）外电路中的电子是从 电极流向 电极。
24．回答下列问题：
（1）化学反应的过程都是旧键断裂、新键形成的过程。对于反应：，已知断开键，键分别需要吸收的能量是和，形成键需要放出的能量是。
①和完全反应共 (填“放出”或“吸收”)能量 。
②如图，能够反映该反应能量变化的图像是 (填“A”或“B”)。
（2）①如图所示，在银锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液，锌电极上发生的是 (填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为 。银片上观察到的现象是 。
②将设计成燃料电池，其能量利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。
实验测得向B电极定向移动，则 (填“A”或“B”)处电极入口通甲烷，其电极反应式为 。
（3）在密闭容器中，X，Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图：
①该反应的化学方程式是 。
②该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。
A．Y的体积分数在混合气体中保持不变
B．
C．容器内气体压强保持不变
D．容器内气体的密度保持不变
E.生成的同时消耗
③内Y的转化率为 。
25．我国提出争取在2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要，将转化为甲烷或甲醇有助于碳中和的实现。
（1）在容积为的恒温密闭容器中，充入和，一定条件下发生反应，测得和的物质的量随时间的变化情况如下表：
时间
0 0.50 0.65 0.75 0.75
1 0.50 0.35 a 0.25
① 。
②内，的平均反应速率 。
③第时 (填“>”“<”或“=”)第时。
④下列说法不正确的是 (填字母)。
A．按表中数据，处于化学平衡状态
B．使用催化剂可以增大反应速率，提高生产效率
C．恒温恒容，充入氦气可提高反应速率
D．通过调控反应条件，可以改变该反应进行的限度
（2）燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，将设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)：
①实验测得电子由B电极移向A电极，则 (填“A”或“B”)电极入口充入甲醇，B电极的电极反应式为 。
②电池放电时，每转移电子，消耗的燃料与氧气质量之比为 。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A、氯化铝为共价化合物，不导电，不能电解 溶液冶炼铝，电解氯化镁溶液生成氢氧化镁、氢气和氯气，不能电解氯化镁溶液冶炼镁，故A错误；
B、电解精炼铜时，阳极有比铜活泼的金属参与放电，因此阳极减少的质量和阴极增加的质量不相等，故B错误；
C、电镀银时，银作阳极，失电子生成银离子，溶液中银离子得电子生成银，电解质溶液中 保持不变，故C正确；
D、用外加电流法保护钢铁设备时，钢铁应该作阴极，连接电源负极，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、氯化铝为共价化合物；
B、电解精炼铜时，阳极有比铜活泼的金属参与放电；
C、电镀银时，银作阳极，失电子生成银离子；
D、用外加电流法保护钢铁设备时，钢铁应该作阴极。
2．【答案】C
【解析】【解答】A、Mg比Fe活泼，形成原电池时Mg作负极，可防止内胆腐蚀，该防护措施是牺牲阳极的阴极保护法，故A不符合题意；
B、二氧化硫具有还原性，可作抗氧化剂，故B不符合题意；
C、复方氢氧化铝、碳酸氢钠片、雷尼替丁等抗酸药均能与盐酸反应，能促进胃壁细胞分泌盐酸，故C符合题意；
D、“84”消毒液有效成分是次氯酸钠，具有强氧化性，能使蛋白质氧化变性，可用于杀灭新型冠状病毒，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、牺牲阳极的阴极保护法指的是利用原电池原理，将被保护的金属作正极；
B、二氧化硫具有还原性；
C、复方氢氧化铝、碳酸氢钠片、雷尼替丁等抗酸药均能与盐酸反应；
D、“84”消毒液有效成分是次氯酸钠。
3．【答案】B
【解析】【解答】A、锡比铜活，则发生电化学腐蚀时，锡失电子被腐蚀，铜被保护，则铜比锡青铜更易腐蚀，故A正确；
B、锡、Cu和电解质溶液构成原电池，锡易失电子作负极、Cu作正极，铜被保护，故B错误；
C、青铜文物在潮湿环境中更容易形成原电池，腐蚀速度更快，故C正确；
D、锡青铜在潮湿的环境中构成原电池，发生电化学腐蚀，因此锡青铜表面生成覆盖物的过程属于电化学腐蚀，故D正确；
故答案为：B。
【分析】A、锡比铜活泼；
B、锡、Cu和电解质溶液构成原电池，锡易失电子作负极、Cu作正极；
C、潮湿环境易形成电化学腐蚀；
D、锡青铜在潮湿的环境能形成原电池，属于电化学腐蚀。
4．【答案】C
【解析】【解答】A、醋酸纤维素属于有机高分子材料，故A正确；
B、牛奶和蛋清的主要成分为蛋白质，蛋白质在高温下发生变性，故B正确；
C、氧化铁为红棕色固体，故C错误；
D、航海船舶的外壳安装锌块，形成原电池反应，锌做负极失电子发生氧化反应，铁被保护，利用了牺牲阳极的阴极保护法的防腐原理，故D正确；
故答案为：C。
【分析】A、醋酸纤维素为有机高分子材料；
B、蛋白质在高温下变性；
C、氧化铁为红棕色；
D、航海船舶的外壳安装锌块，在海水中和铁形成原电池反应，锌做负极。
5．【答案】D
【解析】【解答】A、由分析可知，锌为负极，故A不符合题意；
B、该装置为原电池，将化学能转化为电能，故B不符合题意；
C、原电池中，电子由负极经导线流向正极，即电子由锌片经导线流向铜片，故C不符合题意；
D、铜为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，铜片不会溶解，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】该装置构成原电池，锌比铜活泼，锌为负极，铜为正极。
6．【答案】A
【解析】【解答】A.电解熔融的氧化铝制取金属铝，应该用惰性电极石墨作阳极，A符合题意；
B.电解法精炼粗铜，用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，用含有Cu2+的溶液为电解质溶液，B不符合题意；
C.电解饱和食盐水制烧碱，用石墨作阳极，用涂镍碳钢网作阴极，C不符合题意；
D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极，镀件作阴极，含有Zn2+的溶液为电解质溶液，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.电解时，用铜作阳极，铜会被氧化；
B.精炼铜时，纯铜作阴极，粗铜作阳极；
C.涂镍碳钢网作阴极可增强导电性；
D.电镀时镀层金属做阳极。
7．【答案】A
【解析】【解答】A．由分析可知，A膜为只允许氢离子通过的质子交换膜，故A符合题意；
B．由分析可知，与直流电源正极b电极相连的石墨电极为阳极，则b电极为直流电源的正极，故B不符合题意；
C．由分析可知，与直流电源负极a电极相连的铬棒为电解池的阴极，铬离子在阴极得到电子发生还原反应生成铬，电极反应式为Cr3＋＋3e-=Cr，故C不符合题意；
D．由分析可知，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，氢离子通过质子交换膜由丙池移向乙池，则工作时，若有1mol离子通过A膜，理论上丙池溶液的质量减少1mol××18g/mol=9g，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．只允许氢离子通过应该是质子交换膜；
B．电解池中，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；
C．由B项分析可知；
D．依据得失电子守恒计算。
8．【答案】A
【解析】【解答】A．铁作负极，铜作正极，电解质为可溶性的氯化铁，则符合题意，A符合题意；
B．铁作负极，碳作正极，电解质为FeSO4溶液，不能发生氧化还原反应，则不符合题意，B不符合题意；
C．Zn作负极，Fe作正极，电解质为可溶性的硫酸铁，所以不能构成该条件下的原电池，则不符合题意，C不符合题意；
D．Cu作负极，银作正极，电解质为CuSO4溶液，不能发生氧化还原反应，则不符合题意，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】在原电池中，负极失去电子，发生的是氧化反应，正极得到电子，发生的是还原反应，在电解液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
9．【答案】B
【解析】【解答】A．硫酸根离子带负电，充电时往带正电的阳极移动，即氧化石墨烯电极，A不符合题意；
B．放电时铅电极作负极，氧化石墨烯电极为正极，负极电势应低于正极，B符合题意；
C．充电时，铅电极作阴极，得到电子，发生的电极反应为：PbSO4+2e-=Pb+ SO，当转移0.2mol电子时，铅电极会生成0.1mol硫酸根，硫酸根摩尔质量为96g/mol，所以铅电极质量减少为0.1mol×96g/mol=9.6g， C不符合题意；
D．放电时铅电极为负极，醌电极为正极，溶液电解质为硫酸，由图可以确定出反应后具体的产物，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用电子的流向判断电极，充电时相当于电解池，铅为阴极，得电子，石墨为阳极；放电时，相当于原电池，铅为负极，石墨为正极，在书写电极反应时，要注意电解质溶液环境，要形成硫酸铅沉淀。
10．【答案】C
【解析】【解答】A、放电时该装置为原电池，将化学能转化为电能，故A错误；
B、由分析可知，放电时Y为负极，发生氧化反应，故B错误；
C、充电时，X电极为阳极，电极反应式为 ，故C正确；
D、 充电时为电解池，Y极为阴极，电极反应式为xNa++C+xe-=NaxC，则每转移1mole-，Y极上1molNa+转化为Na，质量增加23g，故D错误；
故答案为：C。
【分析】原电池工作时，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，根据 可知，正极反应为Na1-xFePO4+xe-+xNa+=NaFePO4，负极反应式为NaxC-xe-=xNa++C，则X电极为正极、Y电极为负极，充电时为电解池，原电池的正负极分别与电源的正负极相接，为阳极、阴极。
11．【答案】C
【解析】【解答】A．负极材料为嵌锂石墨，说明a极为负极，根据原电池“同性相吸”，则放电时锂离子由a极脱嵌，移向b极，故A不符合题意；
B．放电时，b极为正极，充电时b极为阳极，阳极失去电子，其反应式为：LiCoO2 xe－=Li1 xCoO2+xLi+，故B不符合题意；
C．放电时，a极为负极，充电时，a极接负极，发生还原反应，故C符合题意；
D．金属锂和水易反应，因此使用LiPF6的碳酸酯溶液作电解液是为了避免使用水溶剂会与金属锂反应，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据总反应可知，放电时，a极为负极，b极为正极，充电时b极为阳极，电极反应式为LiCoO2 xe－=Li1 xCoO2+xLi+，a极为阴极。
12．【答案】B
【解析】【解答】A.由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为得电子的反应，所以应在正极发生，A不符合题意；
B.三氯乙烯C2HCl3中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合价为-2价，1 mol C2HCl3转化为1 molC2H4时，得到6 mol电子，脱去3 mol氯原子，所以脱去a mol Cl时ne = 2a mol，B符合题意；
C.由示意图及N元素的化合价变化可写出如下转化NO3_ + 8e_ — NH4+，由于生成物中有NH4+所以只能用H+和H2O来配平该反应，而不能用H2O和OH_来配平，所以 ④的电极反应式为NO3_ + 10H+ + 8e_ = NH4+ + 3H2O，C不符合题意；
D.增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可以增大小微粒ZVI和正极的接触面积，加快ZVI释放电子的速率，可使nt增大，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A．由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化判断；
B．根据化合价变化计算得失电子数；
C．根据N元素的化合价变化书写；
D．根据反应速率的影响因素考虑，增大ZVI的投入量，可以加快ZVI释放电子的速率，可使nt增大。
13．【答案】C
【解析】【解答】A.由分析可知，电极A为负极，其电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－=CO32－＋6H2O，A不符合题意；
B.由分析可知，电极B为正极，B不符合题意；
C.电极B的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，反应生成OH-，因此电极附近溶液的碱性增强，pH增大，C符合题意；
D.电子只能在电极和导向之间移动，不能通过电解质溶液，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】由装置图可知，电子由电极A移向电极B，因此电极A为负极，电极B为正极；在甲醇燃料电池中通入甲醇的一极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－=CO32－＋6H2O；通入O2的一极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－；据此结合选项进行分析。
14．【答案】C
【解析】【解答】A．放电时， Zn发生氧化反应，做负极，电极反应式为：Zn-2e-+4OH-= ，A不符合题意；
B．放电时，CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1molCO2转化为HCOOH时，转移电子数为2mol，B不符合题意；
C．充电时，阳极上H2O转化为O2，负极上 转化为Zn，电池总反应为：2 =2Zn+O2↑+4OH-+2H2O，C符合题意；
D．充电时，正极即为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++ O2↑，溶液中H+浓度增大，溶液中c(H+) c(OH-)=Kw，温度不变时，Kw不变，因此溶液中OH-浓度降低，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成 ；充电时，右侧为阳极，H2O发生氧化反应生成O2，左侧为阴极， 发生还原反应生成Zn，以此分析解
15．【答案】B
【解析】【解答】A．由题干知铝电极为阳极，阳极接电源正极，即a端为正极，选项A不符合题意；
B．石墨电极为阴极，阴极上得电子，发生的电极反应为2H2O+ 2e-=2OH- + H2↑，选项B符合题意；
C．新生态氧有强氧化性，可杀菌，选项C不符合题意；
D．铁可以失电子得到Fe2+，Fe2+也会生成沉淀Fe(OH)2，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．依据阳极接电源正极判断；
B．阴极得电子发生还原反应；
C．新生态氧有强氧化性；
D．活性阳极，电极本身被氧化。
16．【答案】B
【解析】【解答】A．该装置为电解池，将H2O和CO2转化为O2和燃料异丙醇(CH3)2CHOH，所以该装置将电能转化为化学能，A不符合题意；
B．阴极发生还原反应，二氧化碳生成异丙醇，电极反应式为：3CO2+18H++18e-= (CH3)2CHOH+5H2O，B符合题意；
C．该装置工作时，H+由阳极移向阴极，所以氢离子穿过质子交换膜由b极区移向a极区，C不符合题意；
D．异丙醇在一定条件下可发生氧化反应、消去反应，但是不能发生聚合反应，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】该装置为电解池，a为阴极，二氧化碳结合氢离子得到电子转化为异丙醇，b为阳极，水失去电子形成氧气和氢离子；
A、该过程为电能转化为化学能；
B、阴极为二氧化碳得到电子结合氢离子清楚异丙醇和水；
C、氢离子为阳离子，移向阴极；
D、异丙醇含有羟基，可以被氧化，所连碳原子的邻碳含有氢原子，可以发生消去反应，由于只有一个羟基，不含第二个羟基或者羧基，不能发生缩聚反应，不具备不饱和键，不可以发生加聚反应。
17．【答案】B
【解析】【解答】A．由该电池放电时工作原理可知，放电时，A为负极B为正极，负极产生的锂离子通过阳离子交换膜进入正极，即允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜，故A不符合题意；
B．充电时，A极是阴极，电极反应为aLi++ae-+6C=LiaC6，外电路中流过0.2mol电子，A极质量增加0.2mol×7g/mol＝1.4g，故B符合题意；
C．Li1-aNixCoyMnxO2中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4，且x+y+z=1，若x：y：z=2：3：5，则x＝0.2、y＝0.3、z＝0.5，则依据化合价代数和为0可知a=1+2×0.2+3×0.3+4×0.5－2×2＝0.3，故C不符合题意；
D．由该电池放电时工作原理可知，放电时B为正极，Li1-aNixCoyMnxO2得电子结合Li+生成LiNxCoyMnxO2，正极反应为Li1-aNixCoyMnxO2+aLi++ae-=LiNxCoyMnxO2，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．阳离子交换膜允许阳离子通过；
B．利用得失电子守恒；
C．依据化合物中化合价代数和为0；
D．电池放电时正极得电子发生还原反应；
18．【答案】B
【解析】【解答】A．左侧双极膜中的H+向左移动进入左侧硝酸钠溶液中，右侧双极膜中的H+向左移动进入“酸室”，故A不符合题意；
B．若碱室中比值增大，碳酸氢根离子可能进入“酸室”，所以不利于CO2的矿化封存，故B符合题意；
C．CaCl2溶液中的Cl-通过阴离子交换膜进入“酸室”，右侧双极膜中的H+向左移动进入“酸室”，所以电解一段时间后，酸室中盐酸的浓度增大，故C不符合题意；
D．根据以上分析，该技术中电解固碳总反应的离子方程式为：2Ca2++2CO2+4H2O2CaCO3↓+2H2↑+O2↑+4H+，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】碱室中二氧化碳反应生成碳酸根离子，左侧双极膜中氢氧根离子向碱室中迁移，氢离子向左室迁移，故左侧为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，碱室中碳酸根离子透过阴离子交换膜，与钙离子结合生成碳酸钙，氯离子透过阴离子交换膜进入酸室，右侧双极膜中氢离子进入酸室，氢氧根离子向右侧迁移，故右侧电极为阳极，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O。
19．【答案】B
【解析】【解答】解：A．根据图知，N电极上氧气得电子生成水，该电极上得电子发生还原反应，为正极，M为负极，电解质溶液中阳离子向正极移动，即甲中H+透过质子交换膜由左向右移动，A不符合题意；
B．根据方程式知，乙中Fe失电子生成亚铁离子，则Fe作阳极、C作阴极，阴极连接原电池负极、阳极连接原电池正极，则Fe与N极相连，B符合题意；
C．根据图知，M电极上生成氢离子，甲是将废水中乙二胺氧化为环境友好物质形成的化学电源，生成含有N元素的物质是氮气、生成含有C元素的物质是二氧化碳，因此电极反应式为H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2↑+N2↑+16H+，C不符合题意；
D．Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O中以Fe元素计算转移电子数=6×（3-2）=6，即消耗 1mol Cr2O72-，电路中至少转移了6mol电子，所以溶液中减少了0.01molCr2O72-，则电路中至少转移了0.06mol电子，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】原电池的原理：负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应；在电解液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极；
电解池的原理：阳极失去电子，发生氧化反应，阴极得到电子，发生还原反应，在电解液中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
20．【答案】D
【解析】【解答】A．图Ⅰ中未形成闭合回路，不能构成原电池，因此不能将化学能转化为电能，A不符合题意；
B．伴有能量变化的物质变化可能是物理变化，如水吸热变为水蒸气，B不符合题意；
C．图示的反应物总能量比生成物总能量低，发生反应时需要从周围环境吸热，因此能量变化符合图Ⅱ所示的化学反应是吸热反应，C不符合题意；
D．任何化学反应的过程就是原子重新组合的过程，在这个过程中，要断裂反应物化学键就会吸收能量，同时会形成生成物的化学键就要放出能量。若断键吸收总能量大于成键释放总能量，则反应为吸热反应，否则反应为放热反应，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.形成原电池的条件：活性不同的电极，电解质溶液，闭合回路，自发进行的氧化还原
B.一些物理变化也伴随能量的变化，所以有能量变化的不一定是化学反应，但是化学反应一定伴随能量的变化
C.宏观上看，若反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，反之则为放热反应
21．【答案】（1）镁逐渐溶解，铝上有气泡冒出；偏转；2H＋＋2e－=H2↑；Mg－2e－=Mg2＋
（2）Al；2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑
（3）O2＋2H2O＋4e－=4OH－
【解析】【解答】（1）镁、铝和稀硫酸构成了原电池，自发进行的反应是镁和硫酸反应，金属镁做负极，电极反应：Mg-2e-=Mg2+，金属铝为正极，溶液中的H+得到电子发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，所以可看到镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转，故答案为镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出；电流表指针发生偏转；2H++2e-=H2↑；Mg-2e-=Mg2+；（2）镁、铝和氢氧化钠溶液构成了原电池，自发的氧化还原反应是金属铝和氢氧化钠之间的反应，总反应方程式为：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，铝失电子，为负极，金属镁作正极；（3）氢气、氧气和氢氧化钾溶液构成了原电池，自发的氧化还原反应是氢气和氧气之间的反应，总反应方程式为：2H2+O2=2H2O，正极上通的是氧气，B极是正极，电极反应：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。
【分析】根据自发的氧化还原反应能设计成原电池，失电子的一极是负极，发生氧化反应，得到电子的是正极，发生还原反应；在燃料电池中，通入正极的一极氧气，通入负极的一极氧气是燃料，负极的电极反应=总反应-正极的电极反应和。
22．【答案】（1）-41 kJ/mol；b
（2）CH4转化率；p3>p2> p1
（3）50%；
（4）CO+3H2-8e- +=5CO2+3H2O
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律可知，反应III=反应II-反应I，所以对应的热效应△H3=△H2-△H1=+165 kJ·mol-1-（+206 kJ·mol-1）=-41 kJ/mol；因为，结合图像可知，图像的斜率为，从图像变化趋势可看出，曲线a的斜率为正，则对应的为负，即代表反应III，曲线b和c的斜率为负，且c曲线更陡，则曲线b代表反应II，曲线c代表反应III，故答案为：-41 kJ/mol；b；
(2)反应I、II为吸热反应，反应III为放热反应，则升高温度，二氧化碳的物质的量分数不一定增大，但反应I、II中的甲烷均为反应物，升高温度，反应I、II向正向移动，甲烷的平衡转化率一定增大，则纵坐标可以表示CH4转化率；投料比一定、温度一定的条件下，增大压强，不利于反应I、II正向进行，所以平衡态的CH4转化率会降低，则可知图中压强关系为：p3>p2> p1，故答案为：CH4转化率；p3>p2> p1；
(3)一定条件下，向恒容容器中以物质的量之比为1：3的比例投入甲烷和水蒸气，可设甲烷的物质的量为1mol，水蒸气的物质的量为3mol，发生上述三个反应，达到平衡时，甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%，则根据碳元素守恒可知，平衡时，甲烷的物质的量为1mol(1-80%)=0.2mol，设得到的CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则x+y=1mol80%=0.8mol①；再根据氧元素守恒可知，x+2y=3mol-1.8mol=1.2mol②，联立反应①和②可知，x=0.4mol，y=0.4mol。另根据氢元素守恒可知，平衡时水蒸气的物质的量为3mol(1-40%)=1.8mol，则含H原子的物质的量为1.8mol2=3.6mol，甲烷中含H的物质的量为0.2mol4=0.8mol，则得到的氢气中含H原子的物质的量为1mol4+3mol2-3.6mol-0.8mol=5.6mol，即得到氢气的物质的量为2.8mol。综上所述，可得出平衡时各物质的物质的量分别为：n(CH4)=0.2mol，n(CO)=0.4mol，n(CO2)=0.4mol，n(H2O)=1.8mol，n(H2)=2.8mol，所以H2的物质的量分数x(H2)= =50%；同理可得，CO2的物质的量分数x(CO2)= ，CO的物质的量分数x(CO)= ，H2O的物质的量分数x(H2O)= ，反应III以物质的量分数表示的平衡常数Kx=，故答案为：50%；；
(4)高性能甲烷燃料电池中，CO和H2进入电极A发生失电子的氧化反应，生成二氧化碳和水，所以电极A为负极，以熔融碳酸盐(MCO3)为电解质反应的电极反应式可表示为：CO+3H2-8e- +=5CO2+3H2O。
【分析】(1)根据盖斯定律计算；
(2)依据影响反应速率和化学平衡的因素分析；
(3)根据元素守恒计算；
(4)负极失电子发生氧化反应。
23．【答案】（1）Cu；AgNO3溶液
（2）正；Ag＋＋e－ = Ag；Cu－2e－ = Cu2＋
（3）负(Cu)；正(Ag)
【解析】【解答】（1）由反应“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3 。
（2）正极为活泼性比Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag++e=Ag，X电极为原电池的负极，Cu失去电子发生氧化还原反应： Cu-2e-=Cu2+。
（3）原电池中，电子从负极经外电路流向正极，本题中由Cu极经外电路流向Ag极。
【分析】（1）根据反应的离子方程式判断原电池的电极和电解质溶液；
（2）根据原电池原理判断电极、书写电极方程式；
（3）原电池的外电路中，电子流向由负极流向正极。
24．【答案】（1）放出；11；B
（2）氧化；；生成一层红色固体物质；B；CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O
（3）3X+Y2Z；AC；60%
【解析】【解答】（1）①反应的焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和；反应的焓变为+-2×=-11kJ/mol；则和完全反应共放出能量11。
②该反应为放热反应，生成物能量低于反应物的能量，能够反映该反应能量变化的图像是B；
（2）①在银锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液，锌较为活泼，为负极，锌电极上发生的是氧化反应，电极反应式为。银片为正极，铜离子放电生成铜单质，观察到的现象是生成一层红色固体物质；
②将设计成燃料电池，甲烷发生氧化反应为负极，氧气发生还原反应为正极，反应中阴离子向负极运动；实验测得向B电极定向移动，则B处电极入口通甲烷，其电极反应式为CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O；
（3）①由图可知，反应达到平衡时，反应的YXZ的物质的量分别为0.2mol、0.6mol、0.4mol，则三者的系数比为1：3：2，该反应的化学方程式是3X+Y2Z；
②A．Y的体积分数在混合气体中保持不变，说明平衡不再移动，达到平衡，A正确；
B．化学反应速率之比=计量数之比，，此时正逆反应速率不相等，没有达到平衡，B不正确；
C．反应为气体分子数改变的反应，容器内气体压强保持不变，达到平衡，C正确；
D．容器体积和气体质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡；D不正确；
E．生成的同时消耗，描述的都是逆反应，不能确定是否达到平衡，E不正确；
故答案为：AC；
③由图可知，内Y反应的物质的量为0.6mol，转化率为。
【分析】（1）①反应的焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和；
②放热反应中生成物能量低于反应物的能量；
（2）①原电池中负极上发生的是氧化反应；正极发生还原反应；
②燃料电池中燃料在负极发生氧化反应；
（3）①物质的量的变化量之比等于计量数之比。
②依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
③依据转化率的定义式计算。
25．【答案】（1）0.25；；>；C
（2）B；；2∶3
【解析】【解答】 (1)、①根据9min和12min时甲醇物质的量不再变化，反应达到平衡，则a=0.25。故答案为： 0.25；
② 内，H2的平均反应速率；故答案为： ；
③第6min时，生成物甲醇物质的量增多，平衡正向移动，而第9min时达到平衡，第6min时 >第9min时 ；故答案为： > ；
④A.按表中数据， 时甲醇物质的量不再变化，处于化学平衡状态，A正确；
B.使用催化剂可以增大反应速率，提高生产效率，B正确；
C.恒温恒容，充入氦气，各物质浓度不变，反应速率不变，C错误；
D.通过调控反应条件，可以示使反应达到新的平衡，改变该反应进行的限度，D正确；
故选C。
(2)、①燃料电池中燃料在负极失去电子，实验测得电子由B电极移向A电极，则A为正极，B为负极，则B电极入口充入甲醇，B电极的电极反应式为 。
②根据 ，电池放电时，每转移电子，消耗甲醇为2.4mol，以KOH为电解质的甲醇燃料电池，总反应为，则消耗的燃料与氧气质量之比为。故答案为： B ；； 2∶3 。
【分析】
(1)、①利用“变者不变即平衡”；
②利用v=Δc/Δt计算；
③依据物质的量变化判断；
④依据影响反应速率的因素分析；
(2)、①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；
②根据得失电子守恒 计算。
