?解密08 化學(xué)反應(yīng)與能量
一、選擇題
1．(2021·浙江省“山水聯(lián)盟”選考模擬)下列說(shuō)法不正確的是( )
A．使固態(tài)生物質(zhì)與水蒸氣高溫反應(yīng)生成熱值較高可燃?xì)怏w，屬于生物質(zhì)能的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化
B．石油的裂化和裂解、煤的干餾、玉米制醇都是化學(xué)變化
C．將固態(tài)化石燃料轉(zhuǎn)化為氣體，可有效提高燃燒效率，減少環(huán)境污染
D．水煤氣、焦?fàn)t煤氣均可來(lái)自于煤的氣化
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，生物質(zhì)由化學(xué)變化生成可燃性氣體，可提供能量，則該過(guò)程屬于生物質(zhì)的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化，A正確；B項(xiàng)，石油的裂化是將長(zhǎng)鏈的重油轉(zhuǎn)換為短鏈的輕質(zhì)油，石油裂解是將長(zhǎng)鏈的飽和烴轉(zhuǎn)換為短鏈的不飽和烴，如乙烯，煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱，得到焦?fàn)t煤氣、焦炭、煤焦油，玉米通過(guò)發(fā)酵可得乙醇，都有新物質(zhì)生成，都是化學(xué)變化，B正確；C項(xiàng)，將固態(tài)化石燃料轉(zhuǎn)化為氣體，可使化石燃料充分燃燒，有效提高燃燒效率，同時(shí)減少CO的氣體的排放，從而減少環(huán)境污染，C正確；D項(xiàng)，水煤氣來(lái)自于煤的氣化，焦?fàn)t煤氣來(lái)自煤的干餾，D錯(cuò)誤。故選D。
2．(2021·山東省青島第五十八中學(xué)高三質(zhì)檢)以TiO2為催化劑的光熱化學(xué)循環(huán)分解CO2反應(yīng)為溫室氣體減排提供了一個(gè)新途徑，該反應(yīng)的機(jī)理及各分子化學(xué)鍵完全斷裂時(shí)的能量變化如下圖所示。

下列說(shuō)法正確的是( )
A．過(guò)程①中鈦氧鍵斷裂會(huì)釋放能量
B．該反應(yīng)中，光能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C．使用TiO2作催化劑可以降低反應(yīng)的焓變，從而提高化學(xué)反應(yīng)速率
D．CO2分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO2(g) =2CO(g) + O2(g) ΔH= + 30 kJ/mol
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量，過(guò)程①中鈦氧鍵斷裂會(huì)吸收能量，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)圖示，該反應(yīng)中，光能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故 B正確；C項(xiàng)，催化劑通過(guò)降低反應(yīng)的活化能提高化學(xué)反應(yīng)速率，催化劑不能降低反應(yīng)的焓變，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)物總能量-生成物總鍵能=焓變，CO2分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO2(g) =2CO(g) + O2(g) ΔH=1598×2- 1072×2-496=+ 556 kJ/mol，故D錯(cuò)誤。
3．(2021·湖南衡陽(yáng)高三模擬)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反應(yīng)機(jī)理及能量與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是( )

A．①、②、③三步均屬于加成反應(yīng) B．總反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定
C．第①步反應(yīng)的中間體比第②步反應(yīng)的中間體穩(wěn)定 D．總反應(yīng)不需要加熱就能發(fā)生
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，根據(jù)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反應(yīng)機(jī)理可知只有第①步屬于加成反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，活化能越大，反應(yīng)速率越慢，決定這總反應(yīng)的反應(yīng)速率，由圖可知，第①步反應(yīng)的活化能最大，總反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定，故B正確；C項(xiàng)，由圖可知，第①步反應(yīng)的中間體比第②步反應(yīng)的中間體的能量高，所以第②步反應(yīng)的中間體穩(wěn)定，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，總反應(yīng)是否需要加熱與反應(yīng)的能量變化沒(méi)有關(guān)系，故D錯(cuò)誤；故選B。
4．(2021·江蘇高三零模)在二氧化碳加氫制甲烷的反應(yīng)體系中，主要發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH= -164.7 kJ/mol
反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH= 41.2 kJ/mol
反應(yīng)Ⅲ：2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g) ΔH= -247.1 kJ/mol
向恒壓、密閉容器中通入1 mol CO2和4 mol H2，平衡時(shí)CH4、CO、CO2的物質(zhì)的量隨溫度的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )

A．反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)可表示為K=
B．圖中曲線B表示CO的物質(zhì)的量隨溫度的變化
C．提高 CO2轉(zhuǎn)化為CH4的轉(zhuǎn)化率，需要研發(fā)在低溫區(qū)高效的催化劑
D．CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+3H2(g)的ΔH= -205.9 kJ/mol
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，化學(xué)平衡常數(shù)是生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)為K=，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，反應(yīng)物CO2的量逐漸減小，故圖中曲線A表示CO2的物質(zhì)的量變化曲線，由反應(yīng)Ⅱ和Ⅲ可知，溫度升高反應(yīng)Ⅱ正向移動(dòng)，反應(yīng)Ⅲ逆向移動(dòng)，CO的物質(zhì)的量增大，故曲線C為CO的物質(zhì)的量變化曲線，則曲線B為CH4的物質(zhì)的量變化曲線，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，降低溫度有利于反應(yīng)Ⅰ正向移動(dòng)，反應(yīng)Ⅱ逆向移動(dòng)，即可提高 CO2轉(zhuǎn)化為CH4的轉(zhuǎn)化率，所以需要研發(fā)在低溫區(qū)高效的催化劑，故C正確；D項(xiàng)，-(反應(yīng)Ⅱ+反應(yīng)Ⅲ)得到目標(biāo)反應(yīng)，則CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+3H2(g)的ΔH=-[41.2 kJ/mol +(-247.1 kJ/mol)] =205.9 kJ/mol，故D錯(cuò)誤；故選C。
5．(2021·山東聊城市高三質(zhì)檢)氯胺是由氯氣遇到氨氣反應(yīng)生成的一類(lèi)化合物，是常用的飲用水二級(jí)消毒劑，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2Cl、NHCl2和NCl3)。已知部分化學(xué)鍵的鍵能和化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下表和下圖所示。下列說(shuō)法中正確的是( )

A．表中的x＝191.2
B．反應(yīng)過(guò)程中的 △H2＝1405.6 kJ·mol－1
C．選用合適的催化劑，可降低反應(yīng)過(guò)程中的H值
D．NH3(g)＋2Cl2(g)＝NHCl2(g)＋2HCl(g) △H＝－22.6 kJ·mol－1
【答案】A
【解析】根據(jù)圖中所示可知關(guān)系，△H=△H1+△H2，代入數(shù)值即可求△H2；反應(yīng)熱等于反應(yīng)物斷鍵鍵能減去生成物成鍵鍵能。A項(xiàng)，該反應(yīng)方程式為NH3(g)＋Cl2(g)＝NH2Cl(g)＋HCl(g)，反應(yīng)過(guò)程中斷了一個(gè)N-H 鍵，一個(gè)Cl -Cl鍵，成了一個(gè)N- Cl鍵和一個(gè)H-Cl鍵，設(shè)Cl - Cl鍵鍵能為y，則△H=391.3+y- x-431.8=11.3 kJ·mol－1，根據(jù)NH3(g)＋Cl2(g)＝N2 (g)＋H(g) ＋2Cl(g)可知△H1=3×391.3+y=1416.9kJ·mol－1，聯(lián)立可求x=191.2，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，△H=△H1+△H2，代入△H和△H1數(shù)值可知△H2= -1405.6 kJ·mol－1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，催化劑能改變反應(yīng)所需的活化能，即圖中的△H1，無(wú)法改變反應(yīng)最終的反應(yīng)熱△H，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系可知Cl每取代一個(gè)H的反應(yīng)熱為△H＝11.3 kJ·mol－1，所以NH3(g)＋2Cl2(g)＝NHCl2(g)＋2HCl(g) △H＝22.6 kJ·mol－1，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選A。
6．(2021·四川省廣漢中學(xué)高三一模)1，3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)分兩步：第一步H+進(jìn)攻1，3-丁二烯生成碳正離子(CH，CHCH，)；第二步Br-進(jìn)攻碳正離子完成1，2-加成或1，4加成。反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化如下圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( )

A．1，4-加成產(chǎn)物比1，2-加成產(chǎn)物更穩(wěn)定
B．1，3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C．適當(dāng)升高反應(yīng)溫度，可能有利于1，4-加成的進(jìn)行
D．選擇合適的催化劑加入，可使1，2-加成的焓變小于1，4-加成
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，由圖象可知，1，4-加成產(chǎn)物比1，2-加成產(chǎn)物能量低，則1，4-加成產(chǎn)物比1，2-加成產(chǎn)物更穩(wěn)定，故A正確；B項(xiàng)，由圖象可知，1，3-丁二烯與HBr的能量總和高于加成后生成物的能量總和，則1，3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故B正確；C項(xiàng)，由圖象可知，1，3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，適當(dāng)升高反應(yīng)溫度，可以加快反應(yīng)速率，可能有利于1，4-加成的進(jìn)行，但不利于提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，故C正確；D項(xiàng)，選擇合適的催化劑加入，可以改變化學(xué)反應(yīng)速率，但不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，所以不會(huì)改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，更不會(huì)改變焓變，故D錯(cuò)誤；故選D。
7．(2021·天津高二期末)用電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O72-時(shí)，以鐵板作陰、陽(yáng)極，處理過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，最后Cr3+以Cr (OH)3形式除去。下列說(shuō)法正確的是( )
A．電解過(guò)程中廢水的pH會(huì)減小
B．電解時(shí)H+在陰極得電子生成H2
C．電解后除Cr (OH)3沉淀外，還有Fe (OH)2沉淀生成
D．電路中每轉(zhuǎn)移0.6 mol e-，最多有0.1 mol Cr2O72-被還原
【答案】B
【解析】A項(xiàng)，由反應(yīng)式Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可知，處理過(guò)程中消耗H+，溶液的酸性減弱，pH會(huì)增大，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電解時(shí)陰極發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中H+在陰極得電子生成H2，故B正確；C項(xiàng)，溶液中H+在陰極得電子減少，同時(shí)生成氫氧根離子，有Fe (OH)3沉淀生成，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由電極反應(yīng)式Fe-2e-=Fe2+，轉(zhuǎn)移0.6 mol電子，需要0.3 mol Fe，再根據(jù)處理過(guò)程關(guān)系式得：6Fe~12e-~6Fe2+~ Cr2O72-， 0.05 mol Cr2O72-被還原，故D錯(cuò)誤；故選B。
8．(2021·廣東高三零模)環(huán)氧乙烷(C2H4O)常用于醫(yī)用消毒，一種制備方法為：使用惰性電極電解KCl溶液，用Cl-交換膜將電解液分為陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)，其中一區(qū)持續(xù)通入乙烯；電解結(jié)束，移出交換膜，兩區(qū)混合反應(yīng)： HOCH2CH2Cl +OH-=Cl- + H2O + C2H4O。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．乙烯應(yīng)通入陰極區(qū)
B．移出交換膜前存在反應(yīng)Cl2+ H2O?HCl + HClO
C．使用Cl- 交換膜阻止OH- 通過(guò)，可使Cl2生成區(qū)的pH逐漸減小
D．制備過(guò)程的總反應(yīng)為：H2C=CH2+ H2O= H2↑+ C2H4O
【答案】A
【解析】環(huán)氧乙烷的制備原理：Cl-在陽(yáng)極被氧化生成Cl2，Cl2與水發(fā)生反應(yīng)Cl2+ H2O?HCl + HClO，HClO與乙烯發(fā)生加成反應(yīng)生成HOCH2CH2Cl；陰極區(qū)水電離出的氫離子放電生成氫氣，同時(shí)產(chǎn)生氫氧根，電解結(jié)束，移出交換膜，兩區(qū)混合反應(yīng)： HOCH2CH2Cl +OH-=Cl- + H2O + C2H4O。A項(xiàng)，陽(yáng)極區(qū)產(chǎn)生HClO，所以乙烯通入陽(yáng)極區(qū)，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)分析可知陽(yáng)極氧化生成的氯氣會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)Cl2+ H2O?HCl + HClO，故B正確；C項(xiàng)，根據(jù)分析可知陽(yáng)極區(qū)會(huì)產(chǎn)生HCl，使用Cl- 交換膜阻止OH- 通過(guò)，HCl的濃度不斷增大，pH逐漸減小，故C正確；D項(xiàng)，根據(jù)分析可知該反應(yīng)過(guò)程中KCl并沒(méi)有被消耗，實(shí)際上是水、乙烯反應(yīng)，總反應(yīng)為H2C=CH2+ H2O= H2↑+ C2H4O，故D正確；故選A。
9．(2021·河南開(kāi)封市高三一模)多倫多大學(xué)EdwardSargent教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種將乙烯高效轉(zhuǎn)化為環(huán)氧乙烷的電化學(xué)合成方法。反應(yīng)在KCl電解液的流動(dòng)池中進(jìn)行，示意圖如圖。電解結(jié)束后，將陰陽(yáng)極電解液輸出混合，便可生成環(huán)氧乙烷。下列說(shuō)法正確的是( )

A．泡沫鎳電極連接電源負(fù)極
B．鉑箔電極附近溶液pH下降
C．該過(guò)程的總反應(yīng)為CH2=CH2+HOCl→+HCl
D．當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子時(shí)，鉑箔電極上會(huì)產(chǎn)生11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
【答案】D
【解析】據(jù)圖可知泡沫鎳電極上Cl-失電子被氧化生成Cl2，所以泡沫鎳電極為陽(yáng)極，則鉑箔電極為陰極，電解質(zhì)溶液為KCl溶液，所以陰極上水電離出的氫離子放電生成氫氣。A項(xiàng)，根據(jù)分析可知泡沫鎳電極為陽(yáng)極，應(yīng)連接電源正極，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，鉑箔電極為陰極，水電離出的氫離子放電生成氫氣，同時(shí)產(chǎn)生大量氫氧根，所以鉑箔電極附近溶液pH升高，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，鉑箔電極的產(chǎn)物為H2和KOH，所以陽(yáng)極區(qū)生成的HCl又會(huì)反應(yīng)生成KCl，初始反應(yīng)物沒(méi)有HOCl，該物質(zhì)是陽(yáng)極產(chǎn)物氯氣和水反應(yīng)生成的，據(jù)圖可知HOCl中氯元素最終又生成了氯離子，所以該反應(yīng)的實(shí)際反應(yīng)物只有乙烯和水，最終的生成物為環(huán)氧乙烷和氫氣，總反應(yīng)為，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，鉑箔電極反應(yīng)為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，轉(zhuǎn)移1mol電子生成0.5mol氫氣，標(biāo)況下體積為11.2L，故D正確；故選D。
10．(2020·江蘇贛榆高三模擬)我國(guó)科研人員研究了在 Cu-ZnO-ZrO2 催化劑上CO2加氫制甲醇過(guò)程中水的作用機(jī)理，其主法錯(cuò)誤的是( )

A．第①步中CO2和H2分子中都有化學(xué)鍵斷裂
B．第③步的反應(yīng)式為：*H3CO+H2O→CH3OH+*HO
C．第④步反應(yīng)是一個(gè)放熱過(guò)程
D．水在整個(gè)歷程中可以循環(huán)使用，整個(gè)過(guò)程不消耗水也不產(chǎn)生水
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，第①步中CO2和H2變?yōu)?HCOO，CO2的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，H2的結(jié)構(gòu)式為H-H，*HCOO的結(jié)構(gòu)式為，由此可知，CO2和H2分子中都有化學(xué)鍵斷裂，A正確；B項(xiàng)，由圖可知，第③步的反應(yīng)式為：*H3CO+H2O→CH3OH+*HO，B正確；C項(xiàng)，第④步反應(yīng)，*HO+*H→H2O，有新化學(xué)鍵形成，放出熱量，C正確；D項(xiàng)，第②步反應(yīng)生成H2O，第③步反應(yīng)消耗H2O，第④步反應(yīng)生成H2O，整個(gè)過(guò)程總的來(lái)說(shuō)有H2O生成，D錯(cuò)誤。故選D。
11．(2020·山東威海高三二模)我國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了在銅催化劑條件下將DMF[(CH3)2NCHO]轉(zhuǎn)化為三甲胺[N(CH3)3]。計(jì)算機(jī)模擬單個(gè)DMF分子在銅催化劑表面的反應(yīng)歷程如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( )

A．該歷程中最小能壘的化學(xué)方程式為 (CH3)2NCH2OH*＝(CH3)2NCH2＋OH*
B．該歷程中最大能壘(活化能)為2.16eV
C．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)＝N(CH3)3(g)＋H2O(g) ΔH＝－1.02ev?mol－1
D．增大壓強(qiáng)或升高溫度均能加快反應(yīng)速率，并增大DMF平衡轉(zhuǎn)化率
【答案】A
【解析】從圖中可以看出，在正向進(jìn)行的三個(gè)反應(yīng)中，其能壘分別為：-1.23-(-2.16)=0.93、-1.55-(-1.77)=0.22、-1.02-(-2.21)=1.19。A項(xiàng)，從以上分析知，該歷程中最小能壘為0.22，是由(CH3)2NCH2OH*轉(zhuǎn)化為(CH3)2NCH2的反應(yīng)，化學(xué)方程式為 (CH3)2NCH2OH*＝(CH3)2NCH2＋OH*，A正確；B項(xiàng)，該歷程中最大能壘(活化能)為1.19eV，B不正確；C項(xiàng)，該反應(yīng)的總反應(yīng)是由(CH3)2NCHO(g)轉(zhuǎn)化為N(CH3)3(g)，但1.02ev?為單個(gè)(CH3)2NCHO(g)反應(yīng)時(shí)放出的熱量，所以熱化學(xué)方程式為(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)＝N(CH3)3(g)＋H2O(g) ΔH＝－1.02NAev?mol－1，C不正確；D項(xiàng)，增大壓強(qiáng)或升高溫度均能加快反應(yīng)速率，但升高溫度平衡逆向移動(dòng)，不能增大DMF平衡轉(zhuǎn)化率，D不正確；故選A。
12．(2020·山東肥城高三模擬)1，3—丁二烯在環(huán)己烷溶液中與溴發(fā)生加成反應(yīng)時(shí)，會(huì)生成兩種產(chǎn)物M和N(不考慮立體異構(gòu))，其反應(yīng)機(jī)理如圖1所示；室溫下，M可以緩慢轉(zhuǎn)化為N，能量變化如圖2所示。下列關(guān)于該過(guò)程的敘述正確的是( )

A．室溫下，M的穩(wěn)定性強(qiáng)于N
B． ?H= (E2-E1)kJ?mol-1
C．N存在順?lè)串悩?gòu)體
D．有機(jī)物M的核磁共振氫譜中有四組峰，峰面積之比為2：1：2：2
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定，由圖2可看出，N的能量低于M的，故穩(wěn)定性N強(qiáng)于M，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，?H=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量，即?H=( E1- E2 )kJ?mol-1=-(E2-E1)kJ?mol-1，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為： ?H=-(E2-E1)kJ?mol-1，B錯(cuò)誤；B項(xiàng)，N中碳碳雙鍵連接兩種不同基團(tuán)，存在順?lè)串悩?gòu)，順式：，反式：，C正確；D項(xiàng)，有機(jī)物M結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：，核磁共振氫譜中有四組峰，峰面積之比為2：1：1：2，D錯(cuò)誤；故選C。
13．(2021·山東濰坊市壽光現(xiàn)代中學(xué)高三月考)某研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，利用微生物電化學(xué)系統(tǒng)可處理含氮廢水。下圖是一種新型的浸沒(méi)式雙極室脫鹽—反硝化電池，中間由質(zhì)子交換膜隔開(kāi)，陽(yáng)極室中的NO3-通過(guò)泵循環(huán)至陰極室。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )

A．電極電勢(shì)：陰極室高于陽(yáng)極室
B．負(fù)極的電極反應(yīng)式：CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+
C．當(dāng)處理1 mol NO3-時(shí)，有5 mol H+經(jīng)過(guò)質(zhì)子交換膜，移向陰極室
D．該裝置需在適宜的溫度下進(jìn)行，溫度不宜過(guò)高
【答案】B
【解析】根據(jù)原電池的圖示及電子移動(dòng)的方向(左→右)，可知左邊為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)(CH2O)n-4ne-+nH2O=nCO2↑+4nH+，右邊為正極，發(fā)生反應(yīng)2N NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O。A項(xiàng)，原電池中電極電勢(shì)，右側(cè)正極高于左側(cè)負(fù)極，則右側(cè)陰極高于左側(cè)陽(yáng)極，故A正確；B項(xiàng)，負(fù)極電極反應(yīng)式為(CH2O)n-4ne-+nH2O=nCO2↑+4nH+，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由正極電極反應(yīng)式2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O可知，當(dāng)處理1 molNO3-時(shí)，有5 mol H+經(jīng)過(guò)質(zhì)子交換膜，移向陰極室，故C正確；D項(xiàng)，溫度過(guò)高(CH2O)n會(huì)變成氣體，因此需要控制溫度，故D正確；故選B。
14．(2021·福建高三月考)應(yīng)對(duì)新冠肺炎疫情時(shí)所采取的措施是對(duì)環(huán)境進(jìn)行徹底消毒，二氧化氯(ClO2，黃綠色易溶于水的氣體)是一種安全穩(wěn)定、高效低毒的消毒劑。工業(yè)上通過(guò)惰性電極電解氯化銨和鹽酸的方法制備ClO2的原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的( )

A．a(chǎn)與電源的負(fù)極連接，在b極區(qū)流出的Y溶液是濃鹽酸
B．當(dāng)有0.3mol陰離子通過(guò)離子交換膜時(shí)，二氧化氯發(fā)生器中產(chǎn)生1.12LNH3
C．電解池a極上發(fā)生的電極反應(yīng)為NH4+-6e-+3Cl-=NCl3+4H+
D．二氧化氯發(fā)生器內(nèi)，發(fā)生的氧化還原反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為6：1
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，在b極區(qū)有H+得到電子生成H2，電極反應(yīng)式為2H++2e-= H2↑，在b極區(qū)流出的Y溶液是稀鹽酸，則b極為電解池的陰極，b極與電源的負(fù)極相連接，則a極與電源的正極相連接，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，沒(méi)有指明條件為標(biāo)準(zhǔn)狀況，不能準(zhǔn)確計(jì)算產(chǎn)生NH3體積，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a為電解池的陽(yáng)極，NH4+在陽(yáng)極失去電子生成NCl3，電極反應(yīng)式為NH4+-6e-+3Cl-=NCl3+4H+，故C正確；D項(xiàng)，在二氧化氯發(fā)生器內(nèi)，發(fā)生3H2O+ NCl3+6NaClO2=6ClO2↑+ NH3↑+3NaCl+3NaOH，其中NCl3為氧化劑，NaClO2為還原劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:6，故D錯(cuò)誤；故選C。
15．(2021·吉林長(zhǎng)春市東北師大附中期末)鈷酸鋰電池是目前用量最大的鋰離子電池，用它作電源按下圖裝置進(jìn)行電解。通電后，a電極上一直有氣泡產(chǎn)生；d電極附近先出現(xiàn)白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐漸轉(zhuǎn)變成橙黃色沉淀(CuOH)。下列有關(guān)敘述正確的是( )

A．已知鈷酸鋰電池放電時(shí)總反應(yīng)為L(zhǎng)i1-XCOO2+LiXC6=LiCOO2+6C，則m處Li1-XCOO2發(fā)生反應(yīng)Ⅱ失電子
B．當(dāng)外電路中轉(zhuǎn)移0.2電子時(shí)，理論上裝置Ⅰ中加入1002鹽酸可復(fù)原
C．電極d為陰極，電解過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)Cu+Cl—e-= CuCl
D．隨著電解的進(jìn)行，U形管Ⅱ中發(fā)生了如下轉(zhuǎn)化CuCl+OH-= CuOH+Cl-
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，LiXC6中C為負(fù)價(jià)，根據(jù)電池總反應(yīng)，LiXC6作負(fù)極，則Li1-XCOO2作正極，得電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，鹽酸中的水會(huì)稀釋I中的溶液，故不可復(fù)原，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a電極一直有氣泡，且a的材料為銅，故a極為陰極，d為陽(yáng)極，d極反應(yīng)式為Cu+Cl—e-= CuCl，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，d電極先產(chǎn)生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐漸轉(zhuǎn)變成橙黃色沉淀(CuOH)，發(fā)生的反應(yīng)是CuCl+OH-= CuOH+Cl-，D項(xiàng)正確；故選D。
16．(2021·河北高三一模)某研究機(jī)構(gòu)使用Li—SO2Cl2電池作為電源電解制備N(xiāo)i(H2PO2)2，其工作原理如圖所示。已知電池反應(yīng)為2Li＋SO2Cl2=2LiCl＋SO2↑，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )

A．電池中C電極的電極反應(yīng)式為SO2Cl2＋2e-=2Cl-＋SO2↑
B．電池的e極連接電解池的g極
C．膜a、c是陽(yáng)離子交換膜，膜b是陰離子交換膜
D．電解池中不銹鋼電極附近溶液的pH增大
【答案】B
【解析】根據(jù)電池反應(yīng)為2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑可知，放電時(shí)Li元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?1價(jià)，失去電子，所以Li電極是負(fù)極，反應(yīng)式為2Li-2e-═2Li+，則碳棒是正極，正極是SO2Cl2中+6價(jià)的硫得電子、發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑；電解池中，Ni電極失去電子生成Ni2+，通過(guò)膜a進(jìn)入產(chǎn)品室II室，所以g電極為陽(yáng)極、與鋰-磺酰氯(Li-SO2Cl2)電池的正極C棒相接，H2PO2-由原料室III室通過(guò)膜b進(jìn)入產(chǎn)品室II室，與Ni2+生成Ni(H2PO2)2，h電極為陰極，與原電池的e電極相接，H2O或H+發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，Na+通過(guò)膜c進(jìn)入IV室，形成閉合回路，所以膜a、c是陽(yáng)離子交換膜，膜b是陰離子交換膜。A項(xiàng)，由圖示可知，Li電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，則C電極為正極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為SO2Cl2+2e-=2Cl-+SO2↑，故A正確；B項(xiàng)，原電池中Li電極為負(fù)極，C電極為正極，電解池中，Ni電極失去電子生成Ni2+，即g電極為陽(yáng)極，則h電極為陰極，與原電池的負(fù)極Li電極e相接，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解池中，Ni電極失去電子生成Ni2+，通過(guò)膜a進(jìn)入產(chǎn)品室II室，H2PO2-由原料室III室通過(guò)膜b進(jìn)入產(chǎn)品室II室，在產(chǎn)品室II室中與Ni2+生成Ni(H2PO2)2，Na+通過(guò)膜c進(jìn)入IV室，形成閉合回路，所以膜a、c是陽(yáng)離子交換膜，膜b是陰離子交換膜，故C正確；D項(xiàng)，電解池中不銹鋼電極即h電極為為陰極，電極上H2O或H+發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，所以電極附近溶液的pH增大，故D正確；故選B。
17．(2021·湖北武漢市·華中師大一附中高三月考)銀－Ferrozine法檢測(cè)甲醛(HCHO)的原理如下(在原電池中完成氧化銀與甲醛的反應(yīng))。下列說(shuō)法正確的是(吸光度A＝a·b·c，其中a為吸光系數(shù)，b為液層厚度，c為溶液濃度) ( )

A．其他條件相同，溶液的吸光度越小，說(shuō)明甲醛濃度越大
B．電池反應(yīng)①中，H+向Ag2O極板遷移
C．整個(gè)過(guò)程看，最終化合價(jià)發(fā)生變化的元素有Ag、Fe和C
D．理論上，消耗HCHO和消耗Fe3+的物質(zhì)的量之比為1∶2
【答案】B
【解析】甲醛在原電池負(fù)極失電子，被氧化為二氧化碳，氧化銀作原電池正極得電子被還原為Ag，Ag單質(zhì)和Fe3+定量反應(yīng)得Fe2+，F(xiàn)e2+和Ferrozine得到有色配合物，最后測(cè)定溶液吸光度，吸光度越大，則有色配合物濃度越大，對(duì)應(yīng)甲醛濃度越大。A項(xiàng)，甲醛濃度越大，反應(yīng)生成的Fe2+的物質(zhì)的量濃度越大，形成有色配合物的濃度越大，吸光度越大，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，H+向正極移動(dòng)，即H+向Ag2O極板遷移，B正確；C項(xiàng)，F(xiàn)e的化合價(jià)由+3價(jià)降為+2價(jià)，C的化合價(jià)由0價(jià)升高為+4價(jià)，氧化銀在原電池中被還原為Ag，Ag的化合價(jià)從+1降低到0，反應(yīng)②中Ag被Fe3+氧化成Ag+，Ag的化合價(jià)從0價(jià)升高為+1價(jià)，整個(gè)過(guò)程Ag的化合價(jià)沒(méi)變，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，甲醛充分氧化為CO2，碳元素的化合價(jià)從0價(jià)升高到+4價(jià)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4，F(xiàn)e3+反應(yīng)生成Fe2+轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1，則理論上消耗的甲醛與消耗Fe3+的物質(zhì)的量之比為1:4，D錯(cuò)誤。故選B。
18．(2021·湖南常德市一中高三月考)相同金屬在其不同濃度鹽溶液中可形成濃差電池。如圖所示裝置是利用濃差電池電解Na2SO4溶液(a、b電極均為石墨電極)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列說(shuō)法不正確的是( )

A．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)為4H2O+4e-=2H2↑+4OH-
B．c、d離子交換膜依次為陽(yáng)子交換膜和陰離子交換膜
C．電池放電過(guò)程中，Cu(1)電極上的電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu
D．電池從開(kāi)始工作到停止放電，電解池理論上可制得320g NaOH
【答案】D
【解析】濃差電池放電時(shí)，兩個(gè)電極區(qū)的濃度差會(huì)逐漸減小，當(dāng)兩個(gè)電極區(qū)硫酸銅溶液的濃 度完全相等時(shí)，放電停止，電池放電過(guò)程中，Cu(1)電極上發(fā)生使Cu2+濃度降低的還原反應(yīng)， 作正極，Cu(2)電極上發(fā)生使Cu2+濃度升高的氧化反應(yīng)，作負(fù)極，則在右池的電解池中，a為電解池的陰極，H2O中的H+得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，b為電解池的陽(yáng)極，H2O中的OH-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2。電池從開(kāi)始工作到停止放電，正極區(qū)硫酸銅溶液的濃度同時(shí)由2.5mol·L-1降低到1.5mol·L-1，負(fù)極區(qū)硫酸銅溶液同時(shí)由 0.5 mol·L-1升到1.5 mol·L-1， 正極反應(yīng)可還原Cu2+的物質(zhì)的量為2L ×(2.5-1.5) mol·L-1=2mol，電路中轉(zhuǎn)移4mol 電子，電解 池的陰極生成4mol OH-，即陰極區(qū)可得4mol氫氧化鈉，其質(zhì)量為160g。A項(xiàng)，a為電解池的陰極，H2O中的H+得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，電極反應(yīng)為4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，因溶液為電中性，a電極附近產(chǎn)生了陰離子，必須讓陽(yáng)離子發(fā)生移動(dòng)，c為陽(yáng)離子交換膜，b電極附近陰離子減少，必須讓陰離子發(fā)生移動(dòng)，d為陰離子交換膜，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，Cu(1)作正極，得到電子，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，電池從開(kāi)始工作到停止放電，正極區(qū)硫酸銅溶液濃度同時(shí)由2.5mol·L-1降到1.5mol·L-1，負(fù)極區(qū)硫酸銅溶液同時(shí)由0.5 mol·L-1升到1.5 mol·L-1，正極反應(yīng)可還原Cu2+的物質(zhì)的量為2L ×(2.5-1.5) mol·L-1=2mol，電路中轉(zhuǎn)移4mol 電子，電解池的陰極生成4mol OH-，即陰極區(qū)可得4mol氫氧化鈉，其質(zhì)量為160g，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；故選D。
19．(2021·上海閔行區(qū)·高三一模)丙烷與溴原子能發(fā)生以下兩種反應(yīng)：
① CH3CH2CH3(g) + Br·(g) → CH3CH2CH2·(g) + HBr(g)
② CH3CH2CH3(g) + Br·(g) → CH3CH·CH3 (g) + HBr(g)
反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )

A．反應(yīng)①是放熱反應(yīng)
B．反應(yīng)②使用了催化劑
C．產(chǎn)物中 CH3CH2CH2·(g)含量比 CH3CH·CH3(g)低
D．CH3CH2CH2·(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?CH3CH·CH3(g)時(shí)需要吸熱
【答案】C
【解析】A項(xiàng)，由反應(yīng)過(guò)程的能量變化圖可知，反應(yīng)①和②生成物的能量都高于反應(yīng)物的能量，屬于吸熱反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，無(wú)法判斷反應(yīng)②是否使用了催化劑，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②活化能高，因此反應(yīng)②更容易進(jìn)行，反應(yīng)②產(chǎn)物CH3CH·CH3(g)含量高，故C正確；D項(xiàng)，由反應(yīng)過(guò)程的能量變化圖可知，CH3CH·CH3(g)能量低，CH3CH2CH2·(g)能量高，CH3CH2CH2·(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?CH3CH·CH3(g)時(shí)需要放熱，故D錯(cuò)誤；故選C。
20．(2021·沙洋縣沙洋中學(xué)月考)500mLKCl和Cu(NO3)2的混合溶液中c(Cu2+)=0.2mol·L-1，用石墨作電極電解此溶液，通電一段時(shí)間后，兩電極均收集到5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體，假設(shè)電解后溶液的體積仍為500mL，下列說(shuō)法正確的是( )
A．原混合溶液中c(Cl-)=0.3mol·L-1
B．上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移0.5mol電子
C．電解得到的無(wú)色氣體與有色氣體的體積比為3:7
D．電解后溶液中c(OH-)=0.2mol·L-1
【答案】D
【解析】電解KCl和Cu(NO3)2的混合溶液，溶液中存在：Cu2+、H+、OH-、Cl-、K+、NO3-離子；根據(jù)離子的還原性順序可知，陽(yáng)極氯離子先放電，氫氧根離子后放電，電極反應(yīng)式為：2Cl--2e-═Cl2↑，4OH--4e-= O2↑+2H2O；陰極銅離子先放電，氫離子后放電，電極反應(yīng)式為：Cu2++2e-═Cu，2H++2e-=H2↑；兩電極均收集到5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體，氣體的物質(zhì)的量為0.25mol；混合溶液中c(Cu2+)=0.2mol·L-1，n(Cu2+)=0.1mol，轉(zhuǎn)移電子0.2mol；n(H2)= 0.25mol，轉(zhuǎn)移電子為0.5mol，所以陰極共轉(zhuǎn)移電子0.7mol，陽(yáng)極也轉(zhuǎn)移電子0.7mol；設(shè)生成氯氣為xmol，氧氣為ymol，則x+y=0.25,2x+4y=0.7，解之得x=0.15mol，y=0.1mol。A項(xiàng)，結(jié)合以上分析可知，n(Cl-)=2n(Cl2)=0.3mol，假設(shè)電解后溶液的體積仍為500mL，原混合溶液中c(Cl-)=0.6mol·L-1，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，結(jié)合以上分析可知，電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移0.7mol電子，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解得到的無(wú)色氣體為氫氣和氧氣，共計(jì)0.25+0.1=0.35mol，有色氣體為氯氣，為0.15mol，氣體的體積之比和物質(zhì)的量成正比，所以無(wú)色氣體與有色氣體的體積比為7:3，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，結(jié)合以上分析可知，電解過(guò)程中消耗氫離子0.5mol，消耗氫氧根離子0.4mol，剩余氫氧根離子0.1mol，假設(shè)電解后溶液的體積仍為500mL，電解后溶液中c(OH-)=0.2mol·L-1，故D正確；故選D。
二、非選擇題
21．(2021·衡水中學(xué)高三月考)天然氣凈化過(guò)程中產(chǎn)生有毒的H2S，直接排放會(huì)污染空氣，通過(guò)下列方法可以進(jìn)行處理。
(1)工業(yè)上用克勞斯工藝處理含H2S的尾氣獲得硫黃，流程如圖：

反應(yīng)爐中的反應(yīng)：2H2S(g)+ 3O2(g)=2SO2(g)+ 2H2O(g) △H=-1035.6kJ?mol-1
催化轉(zhuǎn)化器中的反應(yīng)：2H2S(g)+ SO2(g)=3S(g)+ 2H2O(g) △H=-92.8kJ?mol-1
克勞斯工藝中獲得氣態(tài)硫黃的總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：______。
(2)T?F菌在酸性溶液中可實(shí)現(xiàn)天然氣的催化脫硫，其原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是______。

A．脫硫過(guò)程需要不斷添加Fe2(SO4)3溶液
B．i過(guò)程可導(dǎo)致環(huán)境pH減小
C．該脫硫過(guò)程的總反應(yīng)為：2H2S+O2=2S↓+2H2O
D．該過(guò)程可以在高溫下進(jìn)行
(3) H2S分解反應(yīng)H2S(g) H2(g)+1/2S(g) △H＞0。在無(wú)催化劑及Al2O3催化下，H2S在反應(yīng)器中不同溫度時(shí)反應(yīng)，間隔相同時(shí)間測(cè)定一次H2S的轉(zhuǎn)化率，其轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示：

①在約1100℃時(shí)，有無(wú)Al2O3催化，其轉(zhuǎn)化率幾乎相等，是因?yàn)開(kāi)_____。
②在壓強(qiáng)p、溫度T，Al2O3催化條件下，將H2S(g)、Ar(g)按照物質(zhì)的量比為1:n混合，發(fā)生熱分解反應(yīng)H2S(g) H2(g)+1/2S(g)，S2平衡產(chǎn)率為α。摻入Ar能提高S2的平衡產(chǎn)率，解釋說(shuō)明該事實(shí)______，平衡常數(shù)Kp=______(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
(4)當(dāng)廢氣中硫化氫濃度較低時(shí)常用純堿溶液進(jìn)行吸收，已知H2S、H2CO3的電離平衡常數(shù)如下表所示：
電離平衡常數(shù)


H2S


H2CO3


純堿溶液吸收少量H2S的離子方程式為_(kāi)_____。
【答案】(1)2H2S(g)+3O2(g)=2S(g)+ 2H2O(g) △H=-407.1kJ?mol-1 (2)BC
(3)①1100℃時(shí)，Al2O3幾乎失去催化活性
②溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，原料氣中摻入Ar，相當(dāng)于往平衡混合氣中充入稀有氣體，減小反應(yīng)物和生成物濃度，促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，從而提高S2的產(chǎn)率

(4)H2S+CO32-=HS-+HCO3-
【解析】T?F菌在酸性溶液中可實(shí)現(xiàn)天然氣的催化脫硫，分析其原理圖可知，反應(yīng)i為Fe2(SO4)3+H2S=2FeSO4+S↓+H2SO4，反應(yīng)ⅱ為4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O，將反應(yīng)i×2+反應(yīng)ⅱ，可得出總反應(yīng)為2H2S+O2=2S↓+2H2O。(1) 2H2S(g)+ 3O2(g)=2SO2(g)+ 2H2O(g) △H=-1035.6kJ?mol-1 ① 2H2S(g)+ SO2(g)=3S(g)+ 2H2O(g) △H=-92.8kJ?mol-1 ②
利用蓋斯定律，將反應(yīng)②×+①×可得出，克勞斯工藝中獲得氣態(tài)硫黃的總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2H2S(g)+3O2(g)=2S(g)+ 2H2O(g) △H=(-92.8 kJ?mol-1)×+(-1035.6 kJ?mol-1)×=-407.1kJ?mol-1。(2)A項(xiàng)，從分析中可以看出，脫硫過(guò)程可實(shí)現(xiàn)Fe2(SO4)3的循環(huán)使用，不需添加Fe2(SO4)3溶液，A不正確；B項(xiàng)，i過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)Fe2(SO4)3+H2S=2FeSO4+S↓+H2SO4，可導(dǎo)致環(huán)境pH減小，B正確；C項(xiàng)，由分析可以得出，該脫硫過(guò)程的總反應(yīng)為：2H2S+O2=2S↓+2H2O，C正確；D項(xiàng)，因?yàn)樘烊粴獾拇呋摿蜻^(guò)程，使用T?F菌作催化劑，所以該過(guò)程不能在高溫下進(jìn)行，D不正確；故選BC。 (3)①在約1100℃時(shí)，有無(wú)Al2O3催化，其轉(zhuǎn)化率幾乎相等，則表明催化劑的催化效果接近0，從而得出原因是1100℃時(shí)，Al2O3幾乎失去催化活性。②壓強(qiáng)一定，摻入稀有氣體Ar，雖然不參與反應(yīng)，但可減小反應(yīng)物與生成物的濃度，減小反應(yīng)物的碰撞次數(shù)，從而使平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)，從而得出摻入Ar能提高S2的平衡產(chǎn)率，該事實(shí)表明：溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，原料氣中摻入Ar，相當(dāng)于往平衡混合氣中充入稀有氣體，減小反應(yīng)物和生成物濃度，促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，從而提高S2的產(chǎn)率；p、T一定時(shí)，H2S(g)、Ar(g)按1∶n混合，發(fā)生反應(yīng)H2S(g) H2(g)+1/2S(g)，S2平衡產(chǎn)率為α，則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為α，設(shè)n(H2S)=1mol，則可建立下列三段式：

則平衡混合氣的總物質(zhì)的量為(1+0.5α+n)mol，平衡常數(shù)Kp==。(4)由表中的平衡常數(shù)可以看出，H2S只能電離出1個(gè)H+與CO32-反應(yīng)，所以純堿溶液吸收少量H2S，生成HS-和HCO3-，離子方程式為H2S+ CO32-=HS-+ HCO3-。
22．(2021·廣東高三零模)溫室氣體的利用是當(dāng)前環(huán)境和能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
I.CH4與CO2重整可以同時(shí)利用兩種溫室氣體，其工藝過(guò)程中涉及如下反應(yīng)：
反應(yīng)①CH4(g) + CO2(g)?2CO(g)+2H2 (g) ΔH1
反應(yīng)②CO2 (g)+ H2 (g) CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.2 kJ·mol-1
反應(yīng)③CH4 (g)+O2(g) CO(g) + 2H2(g) ΔH3 = -35.6 kJ·mol-1
(1)已知：O 2(g)+H2(g)= H2O(g) ΔH = -241.8 kJ·mol-1，則ΔH1 =______ kJ·mol-1。
(2)一定條件下，向體積為VL的密閉容器中通入CH4、CO2各1.0 mol及少量O2，測(cè)得不同溫度下反應(yīng)平衡時(shí)各產(chǎn)物產(chǎn)量如圖所示。

①圖中a和b分別代表產(chǎn)物______和______，當(dāng)溫度高于900 K， H2O的含量隨溫度升高而下降的主要原因是______。
②1100 K時(shí)，CH4與CO2的轉(zhuǎn)化率分別為95%和90%，反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=______ ( 寫(xiě)出計(jì)算式)。
II．Ni-CeO2 催化CO2加H2形成CH4的反應(yīng)歷程如圖1所示(吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注)，含碳產(chǎn)物中CH4的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)(Y)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖2所示。

(3)下列對(duì)CO2甲烷化反應(yīng)體系的說(shuō)法合理的有______。
A．含碳副產(chǎn)物的產(chǎn)率均低于CH4
B．存在反應(yīng)CO2+4H2?CH4 + 2H2O
C．存在副反應(yīng)CO2+ H2?CO+ H2O
D．CO2 轉(zhuǎn)化為CH4的過(guò)程中發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化
E.溫度高于260℃后，升高溫度，甲烷產(chǎn)率幾乎不變
(4) CO2甲烷化的過(guò)程中，保持CO2與H2的體積比為1：4，反應(yīng)氣的總流量控制在40 mL·min-1，320 ℃時(shí)測(cè)得CO2轉(zhuǎn)化率為80%，則CO2反應(yīng)速率為_(kāi)_____mL·min-1。
【答案】(1)+247.4 kJ·mol-1 (2)①H2 CO 反應(yīng)O 2(g)+H2(g)= H2O(g)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆行移動(dòng)，H2O的含量減小 ②
(3)ABCDE (4)6.4
【解析】已知若干已知方程式的反應(yīng)熱，求目標(biāo)方程式的反應(yīng)熱，核心是蓋斯定律，在進(jìn)行求解時(shí)抓住目標(biāo)方程式的關(guān)鍵物質(zhì)在已知方程式中是位于反應(yīng)物還是生成物，能快速進(jìn)行求解；CH4和CO2重整CO、H2和H2O，生成的H2會(huì)在反應(yīng)②中與CO2反應(yīng)生成CO，產(chǎn)物中產(chǎn)量降低。
I. (1)記反應(yīng)O 2(g)+H2(g)= H2O(g)為反應(yīng)④，由蓋斯定律反應(yīng)①=②+③-④，故ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH =41.2-35.6+241.8= +247.4 kJ·mol-1。(2) ①由反應(yīng)①②③可知，反應(yīng)產(chǎn)物有CO、H2和H2O，生成的H2會(huì)在反應(yīng)②中與CO2反應(yīng)生成CO，CO的產(chǎn)量高于H2，故a曲線表示產(chǎn)物H2，b曲線表示CO；反應(yīng)②是吸熱反應(yīng)，升高溫度，有利于反應(yīng)的正向進(jìn)行，H2O的含量增大，但反應(yīng)O 2(g)+H2(g)= H2O(g)為放熱反應(yīng)，升高溫度，不利于反應(yīng)的正向進(jìn)行，H2O的含量減??；②1100 K時(shí)，CH4與CO2的轉(zhuǎn)化率分別為95%、 90%，則計(jì)算得平衡時(shí)c(CH4)= =mol/L，c(CO2)= =mol/L，由圖可知，c(H2)=mol/L，c(CO)=mol/L，則：反應(yīng)①的平衡常數(shù)K= ==。
II．(3)由圖可知，含碳產(chǎn)物中CH4的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)Y≥70%，則含碳副產(chǎn)物的產(chǎn)率≤30%，故含碳副產(chǎn)物的產(chǎn)率均低于CH4，A正確；由題意及圖Ni-CeO2 催化CO2加H2形成CH4，故存在反應(yīng)CO2+4H2CH4 + 2H2O，B正確；由圖可知，存在CO2和 H2反應(yīng)生成CO+和H2O，C正確；化學(xué)反應(yīng)伴隨著物質(zhì)變化和能量變化，D正確；由圖2可知，當(dāng)溫度高于260℃時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率還在增大，但CH4的百分含量幾乎不在變化，則繼續(xù)升高溫度甲烷產(chǎn)率幾乎不變，E正確，故答案為ABCDE；(4) CO2甲烷化的過(guò)程中，CO2與H2的體積比為1：4，反應(yīng)氣的總流量為40 mL·min-1，則1min內(nèi)初始時(shí)CO2的體積為40× mL=8 mL，320 ℃時(shí)CO2轉(zhuǎn)化率為80%，則CO2反應(yīng)速率為v = mL·min-1=6.4 mL·min-1。
23．(2021·臨朐縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三月考)CO2資源化利用受到越來(lái)越多的關(guān)注，研究對(duì)資源綜合利用有重要意義。
(1) CO2氧化C2H6制C2H4相關(guān)的主要化學(xué)反應(yīng)有：
Ⅰ．C2H6(g) →C2H4(g)+ H2(g) ΔH1=136 kJ·mol-1
Ⅱ．C2H6(g) +CO2(g)→C2H4(g)+ H2O(g) +CO(g) ΔH2=177 kJ·mol-1
Ⅲ．C2H6(g) +2CO2(g)→4CO(g)+3H2(g) ΔH3=________kJ·mol－1
Ⅳ．CO2(g) + H2(g) →CO(g)+ H2O(g) ΔH4=41 kJ·mol-1
已知：時(shí)，相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量(如圖1)。

可根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算反應(yīng)或變化的△H(隨溫度變化可忽略)。例如： H2O(g)= H2O(l) △H= -286 kJ·mol-1-(-242kJ·mol-1)= -44 kJ·mol-1。
(2) CO2電化學(xué)制CH4。

圖1表示以KOH溶液作電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解的示意圖，陰極的電極反應(yīng)方程式為_(kāi)_______________________，電解一段時(shí)間后，陽(yáng)極區(qū)KOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，其原因是____________________________________。
(3)CO2催化加氫合成二甲醚。
反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)；ΔH＝41.2 kJ·mol－1
反應(yīng)Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)=CH3OCH3(g)＋3H2O(g)；ΔH＝－122.5 kJ·mol－1
①反應(yīng)I的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝____________________。
②在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CO的選擇性(CO的選擇性＝×100%)隨溫度的變化如圖2。
T℃時(shí)，起始投入a mol CO2、b mol H2，達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)Ⅰ理論上消耗H2的物質(zhì)的量為_(kāi)_______。合成二甲醚時(shí)較適宜的溫度為260 ℃，其原因是________。
【答案】(1)430
(2)CO2＋8e－＋6H2O=CH4＋8OH－ OH－在陽(yáng)極被氧化，鉀離子從右室往左室移動(dòng)
(3)①K＝ ②0.1a mol 溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢；溫度過(guò)高，CO選擇性過(guò)大，二甲醚的選擇性減小
【解析】(1) 由圖1的數(shù)據(jù)可知，C2H6(g)、CO2(g)、CO(g)、H2(g)的相對(duì)能量分別為-84kJ?mol-1、-393 kJ?mol-1、-110 kJ?mol-1、0 kJ?mol-1。由題中信息可知，?H=生成物的相對(duì)能量-反應(yīng)物的相對(duì)能量，因此，C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g) ?H3=(-110 kJ?mol-1)×4-(-84kJ?mol-1)-( -393 kJ?mol-1)× 2=430 kJ?mol-1；(2) 以KOH溶液作電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解的示意圖，CO2在Cu電極上可以轉(zhuǎn)化為CH4，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移、電荷守恒可得電極反應(yīng)式為CO2+8e-+6H2O═CH4+8OH-，由于OH-在陽(yáng)極被氧化，陽(yáng)離子移向陰極，鉀離子從右室往左室移動(dòng)，使得電解一段時(shí)間后，陽(yáng)極區(qū)KOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小；(3) ①濃度平衡常數(shù)：生成物濃度的系數(shù)次方之積比上反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方之積，則反應(yīng)Ⅰ平衡常數(shù)K=；②該溫度下CO的選擇性是25%，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為40%，則反應(yīng)的n(CO2)=40%×3mol=1.2mol，CO的選擇性=×100%=25%，因此生成的CO物質(zhì)的量=25%×1.2mol=0.3mol，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算反應(yīng)Ⅰ消耗氫氣物質(zhì)的量為0.3mol；由于溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢，溫度過(guò)高，CO選擇性過(guò)大，二甲醚的選擇性減小，所以該催化劑條件下合成二甲醚時(shí)較適宜的溫度為260℃。
24．(2021·湖北武漢市漢陽(yáng)一中月考)人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池以滿(mǎn)足不同的需要。電池發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，如在宇宙飛船、人造衛(wèi)星、電腦、照相機(jī)等，都離不開(kāi)各式各樣的電池，同時(shí)廢棄的電池隨便丟棄也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。請(qǐng)根據(jù)題中提供的信息，回答下列問(wèn)題：
(1)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池反應(yīng)可表示為：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl
①該電池的負(fù)極反應(yīng)式是______；
②在電池中，Na+不斷移動(dòng)到“水”電池的_____極(填“正”或“負(fù)”)；
③外電路每通過(guò)4 mol電子時(shí)，生成Na2Mn5O10的物質(zhì)的量是______；
(2)中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇(CH3OH是一種可燃物)燃料電池技術(shù)方面獲得新突破。甲醇燃料電池的工作原理如圖所示。

①該電池工作時(shí)，b口通入的物質(zhì)為_(kāi)______；
②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式_______；
③工作一段時(shí)間后，當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí)，有_____個(gè)電子轉(zhuǎn)移。
(3)Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，當(dāng)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫(xiě)出該電池反應(yīng)方程式_______；
(4)某微生物電池的工作原理如圖所示

寫(xiě)出其正極的電極反應(yīng)式______；負(fù)極的電極反應(yīng)式_______
【答案】(1)①Ag+Cl--e-=AgCl ②正 ③2mol
(2)①CH3OH ②CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ ③1.2NA
(3)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4+2Ag
(4)+2e-+H+=Cl-+ CH3COO--8e-+4H2O=2HCO3-+9H+
【解析】(1)①根據(jù)電池總反應(yīng)：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl可知，Ag元素的化合價(jià)由0價(jià)失電子升高到+1價(jià)，發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag應(yīng)為原電池的負(fù)極，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的電極方程式為：Ag+Cl--e-=AgCl；②在原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以鈉離子向正極移動(dòng)；③根據(jù)方程式中5molMnO2生成1molNa2Mn5O10，化合價(jià)共降低了2價(jià)，所以每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子，則外電路每通過(guò)4mol電子時(shí)，生成Na2Mn5O10的物質(zhì)的量是2mol；(2)①據(jù)氫離子移動(dòng)方向知，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則右側(cè)電極為正極，左側(cè)電極為負(fù)極，負(fù)極上通入燃料甲醇；②正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為：O2+4H++4e-=2H2O，負(fù)極上甲醇失電子和水反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；③根據(jù)CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+反應(yīng)知，消耗1mol甲醇要轉(zhuǎn)移6mol電子，當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n═=1.2mol，則轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為1.2NA；(3)電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，正極電極反應(yīng)式為Ag2O2+4e-+2H2O═2Ag+4OH-，負(fù)極電極反應(yīng)式為2Zn-4e-+8OH-═2 Zn(OH)42-，反應(yīng)還應(yīng)有KOH參加，反應(yīng)的總方程式為：Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O═2K2Zn(OH)4+2Ag；(4)根據(jù)圖中原電池中氫離子的移動(dòng)方向是從負(fù)極流向正極，所以B是電池的負(fù)極；A是正極，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：+2e-+H+=+Cl-，負(fù)極上是醋酸根轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟涓x子，電極反應(yīng)為：CH3COO--8e-+4H2O=2HCO3-+9H+。
25．(2021·遼寧丹東市高三月考)64g 銅被一定濃度的硝酸完全溶解，產(chǎn)生的氣體的體積為V1L ，若將所 得氣體中混合V2 LO2 ，則恰好能被水完全轉(zhuǎn)化為硝酸；若將所得氣體完全被氫氧化鈉溶液吸收，會(huì)生成硝酸鈉與亞硝酸鈉(氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)，請(qǐng)回答：
①V2 = ______L。
②亞硝酸鈉的物質(zhì)的量為_(kāi)_____mol 。
(2)在 25℃、101 kPa 下，已知 SiH4 氣體在氧氣中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài)，平均每轉(zhuǎn) 移 1 mol 電子放出熱量 190.0 kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)________。
(3)我國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了在銅催化劑條件下將 DMF[(CH3)2NCHO]轉(zhuǎn)化為三甲胺[N(CH3)3]。計(jì)算機(jī)模擬單個(gè) DMF 分子在銅催化劑表面的反應(yīng)歷程如圖所示，

可知該歷程的ΔH___________0(填“大于”“等于”或“小于”)，該歷程中最小能壘(活化 能)E 正=___________eV，寫(xiě)出該步驟的化學(xué)方程式___________。
(4)某種利用垃圾滲透液實(shí)現(xiàn)發(fā)電裝置示意圖如下，當(dāng)該裝置工作時(shí)，鹽橋中 K+向___________極(填 X 或 Y)移動(dòng)，Y 極發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)__________

【答案】(1)①11.2 ② 1
(2)SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) △H=-1520.0 kJ/mol
(3)小于 0.22 (CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH* Y
(4) 2NO+10e-+6H2O =N2 +12OH-
【解析】(1)①64克銅的物質(zhì)的量為1mol，共失去2mol電子，硝酸得到這些電子生成混合氣體，混合氣體再與氧氣反應(yīng)生成硝酸，所以由電子守恒分析，假設(shè)氧氣的物質(zhì)的量為xmol,有4x=2，則x=0.5mol，標(biāo)況下體積為11.2L，則V2 =11.2L。②根據(jù)方程式分析，假設(shè)NO的物質(zhì)的量為xmol，NO2的物質(zhì)的量為ymol，則：

根據(jù)電子守恒，有3x+y=2mol，亞硝酸鈉的物質(zhì)的量為，則亞硝酸鈉的物質(zhì)的量為1mol。(2)在 25℃、101 kPa 下，已知 SiH4 氣體在氧氣中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài)，方程式為SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l)，該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移8mol電子，已知平均每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出熱量 190.0 kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) △H=-190.0 kJ/mol×8=-1520.0 kJ/mol；(3)該反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H小于0，該歷程中最小能壘(活化 能)E 正=-1.55-(-1.77)=0.22eV，寫(xiě)出該步驟的化學(xué)方程式為(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH*；(4)X電極上氨氣失去電子生成氮?dú)?，說(shuō)明X極為負(fù)極，Y極為正極，鹽橋中 K+向正極即Y極移動(dòng)，Y極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2NO3-+10e-+6H2O =N2 +12OH-。

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