第4講高一化學學科素養(yǎng)能力競賽專題訓練-化學反應與能量變化

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

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

酚酞

1～2滴

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

放熱

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

氧化

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

化學能→電能

減小(3)

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

H2SO4

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

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

B(2)

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

H2?2e－+2OH－=2H2O

1.93×103

CH3OH?6e－+8OH－=CO+6H2O

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

能量轉(zhuǎn)化率高，環(huán)境友好

(2)

Zn(或鋅)

減小

(3)75%【解析】（1）燃料電池的優(yōu)點是能量轉(zhuǎn)化率高，環(huán)境友好；燃料電池中，通入燃料的一極為原電池的負極，則甲烷燃料電池中，通入甲烷的一極為原電池的負極，甲烷在堿性溶液中失電子最終變成碳酸根離子，負極的電極反應為。（2）由裝置圖可知，鋁極連接著燃料電池的負極，鋁極為電解池的陰極，陰極上發(fā)生得到電子的反應，由電解池中的溶質(zhì)可知，鋁電極上的產(chǎn)物是Zn(或鋅)；陽極放電的物質(zhì)是水電離產(chǎn)生的氫氧根離子，氫氧根離子濃度減小，促進水的電離，氫離子濃度增加，則一段時間后陽極附近溶液的減小，電解、的混合溶液的陽極反應式為。（3）根據(jù)上述分析可知電解池鋁電極析出鋅單質(zhì)，其電極方程式為Zn2++2e-=Zn，燃料電池中負極每消耗（標準狀況）CH4，電路中轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為，根據(jù)串聯(lián)電路上得失電子數(shù)守恒可知理論上能得到的鋅的質(zhì)量為65g/mol×=26g，則電解池的能量利用率為。11．Ⅰ．為驗證不同化合價鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進行實驗?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗室用FeSO4·7H2O固體和蒸餾水配制FeSO4溶液時，還需要加入少量鐵粉和___________(寫物質(zhì)名稱)。(2)電池反應一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增大，石墨電極上未見Fe析出。則石墨電極的電極反應式為___________，因此，驗證了Fe2+氧化性小于___________(寫化學符號，下同)，還原性小于___________。Ⅱ．工業(yè)廢水中常含有一定量有毒的和，必須進行處理。常用的處理方法有兩種。方法一：還原沉淀法該法的工藝流程為：↓(3)第①步存在平衡：2(黃色)+2H+(橙色)+H2O。若平衡體系的pH=2，則溶液顯___________色。(4)第②步中，還原1mol離子，需要___________molFeSO4·7H2O。方法二：電解法該法用Fe做電極電解含的酸性廢水，隨著電解進行，陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。(5)用Fe做電極的原因為___________。(6)溶液中同時生成的沉淀還有___________(寫化學式)?！敬鸢浮?1)硫酸(2)

Fe3++e-=Fe2+

Fe3+

Fe(3)橙色(4)6(5)陽極反應為Fe-2e-═Fe2+，以提供還原劑Fe2+(6)Cr（OH）3【解析】（1）FeSO4溶液易被氧化為硫酸鐵，加入鐵可以防止Fe2+被氧化；Fe2+離子在水溶液中水解使配制的溶液變渾濁，加入少量硫酸可以抑制二價鐵離子的水解。（2）電池反應一段時間后，測得鐵電極溶液中c（Fe2+）增加，石墨電極上未見Fe析出，這是因為石墨電極上Fe3+得到電子被還原為Fe2+，故石墨電極發(fā)生的電極反應式為Fe3++e-=Fe2+，總反應方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+，F(xiàn)e3+為氧化劑，F(xiàn)e2+為氧化產(chǎn)物，由于氧化劑的氧化性比氧化產(chǎn)物的強，所以氧化性：Fe2+＜Fe3+，F(xiàn)e2+還原性小于Fe。（3）第①步存在平衡：2(黃色)+2H+(橙色)+H2O，若平衡體系的pH=2，溶液呈酸性，平衡正向移動，則溶液顯橙色。（4）第②步中，離子中的Cr由+6價降低為+3價，亞鐵離子由+2價升高為+3價，根據(jù)得失電子守恒，還原1mol離子，需要mol=6molFeSO4·7H2O。（5）在電解法除鉻中，鐵作陽極，陽極反應為Fe-2e-═Fe2+，以提供還原劑Fe2+。（6）在陰極附近溶液pH升高的原因是水電離產(chǎn)生的H+放電生成H2：2H++2e-═H2↑；同時大量產(chǎn)生了OH-，產(chǎn)生Cr（OH）3沉淀。12．為了解決能源的可再生及將變廢為寶等問題科學家借鑒自然界的光合作用原理通過“人工”光合作用合成了甲醇等液態(tài)燃料，因此甲醇又被稱為液態(tài)太陽燃料。液態(tài)太陽燃料的合成及應用如圖甲所示。請回答：(1)聯(lián)系自然界的光合作用原理，并結(jié)合圖甲，寫出“人工”光合作用的化學方程式：___________；在圖示轉(zhuǎn)化過程中，太陽能除了儲存在甲醇中，還儲存在___________(填化學式)中。(2)圖中熱催化過程的反應原理為。已知：2H2+O2(g)=2H2O(g)△H1=-483.6kJ/mol；2CH3OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)△H2=-1352.86kJ/mol，則可求得___________。(3)已知H﹣H鍵能為436KJ/mol，H﹣N鍵能為391KJ/mol，根據(jù)化學方程式：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=﹣92KJ/mol，則N≡N鍵的鍵能是___________。(4)已知反應：HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)△H=+92.3kJ?mol﹣1，則反應H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的△H為___________?！敬鸢浮?1)

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

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

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

②

③

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

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

?246.1

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

二氧化碳

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

；②

；③

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

H2

C(5)64(6)

正極

VO2+、(7)【分析】A、B、C、D全部為惰性電極，丁裝置為電鍍裝置，故乙裝置為原電池裝置，Pb為負極，PbO2為正極，甲、丙、丁池均為電解池裝置，從左向右電極依次為：A陰極、B陽極、C陰極、D陽極、M陰極、N陽極。（1）根據(jù)分析，乙為原電池裝置；（2）甲為電解池裝置，電解氯化鎂溶液，產(chǎn)生的渾濁為氫氧化鎂沉淀，電池的總反應式為：；（3）欲在鐵上鍍銀，則銀在陽極，鐵在陰極，根據(jù)分析M為陰極，故極板M的材料為鐵；（4）丙裝置為電解硫酸銅溶液，C為陰極，電極反應為，銅離子反應完后，故C極產(chǎn)生的氣體為H2；D為陽極，電極反應為，當兩電極均產(chǎn)生標況下2.24L氣體時，氣體的物質(zhì)的量均為0.1mol，此時生成0.1molCu，0.1molH2，0.1molO2，欲使溶液恢復到起始狀態(tài)，需要補充Cu(OH)20.1mol，故選C；（5）A陰極，電極反應為：，產(chǎn)生22.4L氣體(標準狀況)即1molH2時，電路中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為2mol，在乙池中PbO2電極發(fā)生的電極反應為：，生成硫酸鉛的物質(zhì)的量為1mol，質(zhì)量變化為1molPbO2和1molPbSO4的質(zhì)量差值，為64g；（6）放電時陽離子移向正極，而H+由B區(qū)通過隔膜移動到A區(qū)，故A極為正極；B極為負極，根據(jù)電池總反應，負極VO2+發(fā)生氧化反應得到，故B極區(qū)所含的釩離子為：VO2+、；（7）充電時B極為陰極，陰極上發(fā)生還原反應，電極反應式為：。15．以菱鐵礦(主要成分是碳酸亞鐵)為原料制取鐵的流程如圖：(1)“浸取”時通常將菱鐵礦石進行粉碎，其目的_______；(2)“氧化”時發(fā)生反應的離子方程式：_______；(3)“沉淀”時發(fā)生反應的離子方程式：_______；(4)現(xiàn)有如下兩個反應：①②。根據(jù)兩反應本質(zhì)，判斷能設(shè)計成原電池的反應是_______(填序號)。該電池的正極材料是_______。(5)鋅錳干電池是最早使用的化學電池，其基本構(gòu)造如圖1所示：電路中每通過，負極質(zhì)量減少_______g；工作時在正極放電產(chǎn)生兩種氣體，其中一種氣體分子是的微粒，正極的電極反應式是_______。(6)圖2為氫氧燃料電池原理示意圖。該燃料電池正極的電極反應式_______。若導線中通過個電子，負極消耗氣體的體積為_______(標況下)。(7)直接乙醇燃料電池()具有很多優(yōu)點?，F(xiàn)有以下三種乙醇燃料電池。①堿性乙醇燃料電池中，電極a上發(fā)生的電極反應式為_______。②酸性乙醇燃料電池中，電極a上發(fā)生的電極反應式為_______。③熔融碳酸鹽乙醇燃料電池中，電極b上發(fā)生的電極反應式為_______?！敬鸢浮?1)增大接觸面積，加快反應速率(2)(3)(4)

②

石墨或惰性電極(5)

13.0

(6)

(7)

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

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

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

)圖1

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