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1、专题强化练(一)反应热盖斯定律1(2021重庆1月适应性测试，11)已知(g)H2(g)CH3CH2CH3(g)H157 kJmol1。环丙烷(g)的燃烧热H2 092 kJmol1，丙烷(g)的燃烧热H2 220 kJmol1,1 mol液态水蒸发为气态水的焓变为H44 kJmol1。则2 mol氢气完全燃烧生成气态水的H(kJmol1)为()A658 B482 C329 D285答案B解析已知反应为(g)H2(g)CH3CH2CH3(g)H1157 kJmol1。反应：(g)O2(g)3CO2(g)3H2O(l)H22 092 kJmol1，反应：CH3CH2CH3(g)5O2(g)3CO
2、2(g)4H2O(l)H32 220 kJmol1，变化：H2O(l)=H2O(g)H444 kJmol1，根据盖斯定律，反应反应反应变化得到反应：H2(g)O2(g)=H2O(g)H，HH1H2H3H4241 kJmol1，则2 mol氢气完全燃烧生成气态水的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H482 kJmol1，B正确。2(2021陕西月考)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H64.39 kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H196.46 kJmol1H2(g)O2(g)=
3、H2O(l)H285.84 kJmol1在H2SO4溶液中，1 mol Cu(s)与H2O2(l)反应生成Cu2(aq)和H2O(l)的反应热H等于()A319.68 kJmol1 B417.91 kJmol1C448.46 kJmol1 D546.69 kJmol1答案A解析根据盖斯定律，将，整理可得：Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)H319.68 kJmol1，故A项正确。3(2021河北1月选考模拟，7)已知25 、101 kPa下，1 mol水蒸发为水蒸气需要吸收44.01 kJ的热量，2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.66 kJmol1
4、C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.29 kJmol1则反应C(s)O2(g)=CO(g)的H为()A396.36 kJmol1 B198.55 kJmol1C154.54 kJmol1 D110.53 kJmol1答案D解析已知25 、101 kPa下，1 mol水蒸发为水蒸气需要吸收44.01 kJ的热量，则H2O(l)=H2O(g)H44.01 kJmol12H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.66 kJmol1C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.29 kJmol1根据盖斯定律，将得C(s)O2(g)=CO(g)H131.29 kJmol1(57
5、1.66 kJmol1)(44.01 kJmol1)110.53 kJmol1，故D正确。4甲醇的合成是现代化工领域研究的重点。合成甲醇时，合成气成分主要包括CO、CO2、H2、H2O等净化气体和CH4、N2、Ar等惰性气体以及H2S等有害气体。这些气体成分将对甲醇产品质量以及产量造成不同程度的影响。合成过程中的部分反应如下：(i)CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H190.1 kJmol1(ii)CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H241.1 kJmol1(iii)CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H3206 kJmol1(iv)2CH3OH(g)=CH3OC
6、H3(g)H2O(g)H424.5 kJmol1则反应CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)的H5_。答案49.0 kJmol1解析该目标方程由方程(i)减去方程(ii)可得，则H5H1H249.0 kJmol1。5甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源，研究其相关反应并合理利用具有重要意义。已知：a.工业上甲烷可用于制造合成气，常温、常压下其反应为：CH4(g)H2O(l)=CO(g)3H2(g)H250.1 kJmol1bCO(g)、H2(g)的燃烧热依次为283.0 kJmol1、285.8 kJmol1常温、常压下，8 g甲烷完全燃烧生成液态水时放出的热量为_kJ。答案44
7、5.15解析已知CH4(g)H2O(l)=CO(g)3H2(g)H250.1 kJmol1，氢气、一氧化碳燃烧热的热化学方程式分别为H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1、CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1；甲烷完全燃烧生成液态水的化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)，根据盖斯定律，由3得其焓变为250.1 kJmol13285.8 kJmol1283.0 kJmol1890.3 kJmol1,8 g甲烷的物质的量为0.5 mol，完全燃烧生成液态水时放出的热量为890.3 kJmol10.5 mol445.15 kJ
8、。6O3氧化法处理氮氧化物：已知：2NO(g)O2(g)=2NO2(g)H1113 kJmol16NO2(g)O3(g)=3N2O5(g)H2227 kJmol14NO2(g)O2(g)=2N2O5(g)H357 kJmol1用O3氧化脱除NO的总反应是：NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g)H4_，该反应在热力学上趋势大，其原因是_。答案198 kJmol1该反应为放热反应解析根据盖斯定律，由(23)可得H4113 kJmol1(227 kJmol1)2(57 kJmol1)3198 kJmol1；该反应为放热反应，所以在热力学上趋势大。7如图为1 mol CH4完全燃烧生成气态水的能
9、量变化和1 mol S(g)燃烧的能量变化。在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式：_。答案CH4(g)2SO2(g)=2S(g)CO2(g)2H2O(g)H352 kJmol1解析.CH4(g)2O2(g)=2H2O(g)CO2(g)H802 kJmol1，.S(g)O2(g)=SO2(g)H577 kJmol1；将2得CH4(g)2SO2(g)=2S(g)2H2O(g)CO2(g)H802 kJmol12(577 kJmol1)352 kJmol1。8从空气中捕获CO2直接转化为甲醇是二十多年来“甲醇经济”领域的研究热点，诺贝尔
10、化学奖获得者乔治安德鲁教授首次以金属钌作催化剂实现了这种转化，其转化如图所示。(1)如图所示转化中，第4步常采取_法将甲醇和水进行分离。(2)如图所示转化中，由第1步至第4步的反应热(H)依次是a kJmol1、b kJmol1、c kJmol1、d kJmol1，则该转化总反应的热化学方程式是_。答案(1)蒸馏(或分馏)(2)CO2(g)3H2(g)CH3OH(l)H2O(l)H(abcd)kJmol1解析(1)甲醇易挥发，沸点较低，与水的沸点相差较大，可以采用蒸馏或分馏的方法分离甲醇和水。(2)根据图示是一个闭合的环，说明总反应的反应热是四步反应的反应热之和，结合碳元素守恒，可以写出总反应
11、的热化学方程式：CO2(g)3H2(g)CH3OH(l)H2O(l)H(abcd)kJmol1。(二)能垒图像的分析与应用1(2021山西省名校联盟测试)工业上利用NH3对烟道气进行脱硝(除氮氧化物)的SCR技术具有效率高、性能可靠的优势。SCR技术的原理为NH3和NO在催化剂(MnO2)表面转化为N2和H2O，反应进程中的相对能量变化如图所示。下列说法错误的是()A总反应方程式为6NO4NH35N26H2OBNH2NO是脱硝反应的活性中间体C升高温度，脱硝反应的正反应速率的增大程度大于其逆反应速率的增大程度D决定反应速率的步骤是“H的移除”答案C解析由已知“SCR技术的原理为NH3和NO在催
12、化剂(MnO2)表面转化为N2、H2O”可知总反应方程式为6NO4NH35N26H2O，A说法正确；观察相对能量反应进程曲线知，NH3吸附在催化剂表面后，经过一定的反应形成了NH2NO，NH2NO又经过反应得到N2和H2O，所以NH2NO是脱硝反应的活性中间体，B说法正确；起始相对能量高于终态，说明这是一个放热反应，升高温度平衡会逆向移动，所以升高温度后，脱硝反应的正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，C说法错误；相对能量反应进程曲线表明，全过程只有H的移除过程势能升高，这是一个需要吸收能量越过能垒的反应，其速率是全过程几个反应中最慢的，决定了反应的速率，是总反应的控速步骤，D说法正
13、确。2(2021湖北省八市联考)我国科研人员在银催化简单烷烃的区域选择性方面的研究取得了重大突破。图为一种烷烃CH键的选择性插入反应进程。下列说法错误的是()A升高温度三个反应的速率均加快B、三种物质中，最稳定的是C总反应速率取决于由中间体1生成中间体2的一步D催化剂对化学反应具有选择性，生成不同产物的同时改变了反应的焓变答案D解析升高温度使反应速率加快，A项正确；物质能量越低越稳定，、三种物质中，最稳定的是，B项正确；化学反应的速率取决于反应历程中慢反应的过程，中间体1生成中间体2的反应为吸热反应，且活化能最高，决定了总反应速率，C项正确；催化剂具有选择性，只影响化学反应速率，但不改变反应的
14、焓变，D项错误。3(2021陕西省名校联盟试题)我国科学家实现了在铜催化条件下将DMF(CH3)2NCHO转化为三甲胺N(CH3)3。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法正确的是()A由图可以判断DMF转化为三甲胺的反应属于吸热反应BN(CH3)3OH*H*=N(CH3)3(g)H2O(g)是该反应历程的决速步骤C使用铜作催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的焓变D该历程中最大能垒(活化能)E正2.16 eV答案B解析根据图示，(CH3)2NCHO(g)2H2(g)的能量大于N(CH3)3(g)H2O(g)的能量，所以DMF转化为三甲胺的反应是放热反应，A错误
15、；化学反应速率与反应的活化能密切相关，活化能越低反应速率越快，由图可知N(CH3)3OH*H*转化为N(CH3)3(g)H2O(g)对应的活化能E正(1.02 eV)(2.21 eV)1.19 eV最大，是该反应历程的决速步骤，B正确；催化剂加快反应速率的机理就是改变反应的历程，降低反应所需的活化能，但由于不能改变反应物、生成物的能量，因此不改变反应的焓变，C错误；根据选项B分析可知该历程中最大能垒(活化能)E正为1.19 eV，D错误。4(2021石家庄市第二十七中学联考)分子筛催化环己烯()芳构化制苯()的反应历程和过程中能垒图分别见图1和图2。下列说法错误的是()ATS1Int1的反应为
16、取代反应B决定化学反应速率的步骤为Int3TS4C环己烯芳构化制苯的化学方程式为2H2D经芳构化反应可能得到、等产物答案B解析观察TS1及Int1的结构简式可知TS1Int1的反应为取代反应，A项正确；决定化学反应速率的步骤应该是活化能最大的步骤，由题图可知，应该是RTS1的反应，B项错误；根据图中的结构简式可知环己烯芳构化反应为2H2，C项正确；由环己烯芳构化的反应进程可知，经芳构化反应可能得到、等产物，D项正确。5甲醇是重要的化工原料，可用于制备甲醛、醋酸等产品。利用CH4与O2在催化剂的作用下合成甲醇。主反应：CH4(g)O2(g)=CH3OH(g)H副反应：CH4(g)2O2(g)CO
17、2(g)2H2O(g)科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了CH4、O2和H2O(g)(H2O的作用是活化催化剂)按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇的反应，部分历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS代表过渡态)。(1)在催化剂表面上更容易被吸附的是_(填“H2O”或“O2”)。(2)该历程中正反应最大的活化能为_kJmol1，写出该步骤的化学方程式：_。答案(1)H2O(2)22.37*CH4*OH=*CH3OH*H解析(1)*H2O能量更低，故H2O更容易被吸附。(2)正反应最大的活化能为12.68(35.05)kJmol122.37 kJmol1；化学方程式为*CH4*O
18、H=*CH3OH*H。6随着节能环保问题的提出，人们开始关注逆水煤气反应(RWGS)的研究。目前RWGS的历程主要有：氧化还原历程如下图TS1TS2TS3TS4CO(a)H2O(a)和中间物种分解历程如下图TS1TS6TS7TS5HCOO(a)H(a)。结合实验与计算机模拟结果，研究单一分子RWGS在Fe3O4催化剂表面的反应历程(如下图)，各步骤的活化能和反应热，如下表所示已知(a)表示物质吸附在催化剂表面的状态：RWGS部分步骤的活化能E和反应热H步骤激发态E/eVH/VH2(a)2H(a)TS10.790.30CO2(a)CO(a)O(a)TS21.070.74O(a)H(a)OH(a)
19、TS31.550.45OH(a)H(a)H2O(a)TS41.680.48OH(a)CO(a)HCOO(a)TS53.720.44CO2H(a)COOH(a)TS62.080.55COOH(a)CO(a)OH(a)TS70.811.70(1)写出RWGS的热化学方程式：_。(2)对比各个步骤的活化能，得出RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的主要历程是_(填“氧化还原”或“中间物种分解”)历程，理由是_，RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的控速步骤化学方程式为_。答案(1)CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H41.42 kJmol1或CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H0
20、.43NA eVmol1(2)氧化还原这两种路径中，生成COOH(a)的活化能比较高，所以CO2(a)更倾向于先解离，再与H(a)结合。同时，生成的CO(a)与OH(a)反应生成HCOO(a)的活化能非常高，所以HCOO(a)在反应中很难出现CO(a)H2O(a)=CO(g)H2O(g)解析(1)根据图像可知，该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量，为吸热反应，H0。因此RWGS的热化学方程式为CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H0.43NA eVmol10.436.0210231.61019 Jmol1103 kJJ141.42 kJmol1。(2)对比在Fe3O4催化剂表面的
21、反应历程的各步的活化能，可知这两种路径中，生成COOH(a)的活化能比较高，所以CO2(a)更倾向于先解离，再与H(a)结合。同时，生成的CO(a)与OH(a)反应生成HCOO(a)的活化能非常高，所以HCOO(a)在反应中很难出现，因此RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的主要历程是氧化还原历程图TS1TS2TS3TS4CO(a)H2O(a)，根据图像可知，RWGS在Fe3O4催化剂表面的反应历程中最大能垒出现在最后一步脱附反应，因此化学方程式为CO(a)H2O(a)=CO(g)H2O(g)。7工业上，在Rh基催化剂的作用下发生反应CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)。向恒容密闭容器
22、中通入1 mol CO(g)和3 mol H2(g)，在催化剂表面上反应历程和能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。据图可知，该反应为_(填“放热”或“吸热”)反应；对该反应的反应速率影响最大的基元反应方程式为_。答案放热CHH*=CH4(g)解析由图可知：E(反应物)E(生成物)，所以该反应放热；反应快慢取决于活化能最大的步骤，即CHH*=CH4(g)。8推动煤炭清洁高效利用是未来煤炭利用的发展方向，其中煤制天然气(主要成分甲烷)能对燃气资源有重要补充作用。在催化剂作用下，其涉及的主要反应如下：CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)H1206.2 kJmol1 CO
23、(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H241.2 kJmol1 CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)H3 荷兰埃因霍温大学学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在催化剂钴表面上反应的反应历程，如图所示，其中吸附在钴催化剂表面上的物种用*标注。(1)该历程中最大能垒E正_kJmol1，写出该步骤的化学方程式：_。(2)H3_kJmol1。答案(1)136.1CO*2H*2H2(g)=C*O*2H*2H2(g)(2)165.0解析(1)根据图中信息得出，该历程中最大能垒是相对能量7.8 kJmol1到143.9 kJmol1，即E正136.1 kJmol1；该步骤的化学方程式为CO
24、*2H*2H2(g)=C*O*2H*2H2(g)。(2)根据盖斯定律，反应反应反应，H3H1H2206.2 kJmol1(41.2 kJmol1)165.0 kJmol1。(三)新型化学电源1(2021四川重点中学试题)我国科学家研发了一种水系可逆ZnCO2电池，电池工作时，复合膜(由a、b膜复合而成)层间的H2O解离成H和OH，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，ZnCO2电池工作原理如图所示：下列说法不正确的是()A闭合K1时，Zn表面的电极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)42B闭合K1时，反应一段时间后，NaCl溶液的pH减小C闭合K2时，Pd电极与直流电源正极相连
25、D闭合K2时，H通过a膜向Pd电极方向移动答案D解析闭合K1时，Zn被氧化作负极，原电池中阴离子流向负极，所以OH通过b膜移向Zn，负极上Zn失去电子结合氢氧根生成Zn(OH)42，电极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)42，故A正确；闭合K1时，Pd电极为正极，氢离子透过a膜移向Pd电极，CO2得电子后结合氢离子生成HCOOH，所以NaCl溶液的pH减小，故B正确；闭合K2时，Pd电极上发生氧化反应为阳极，与直流电源正极相连，故C正确；闭合K2时，Pd电极为阳极，氢离子应移向阴极，故D错误。2(2021陕西省名校联盟试题)我国科研工作者研制出基于PANa(聚丙烯酸钠)电解质的Zn空气可充电
26、电池，该电池具有高容量和超长循环稳定性。PANa是一种超强吸水聚合物，可吸收大量Zn(CH3COO)2和KOH溶液作为水合离子含量调节剂形成水凝胶电解质，示意图如图。已知：Zn24OH=Zn(OH)42。下列说法错误的是()APANa是一种有机高分子聚合物，在水溶液中不会发生电离B放电时，负极反应式为Zn2e4OH=Zn(OH)42C充电时，阴极附近pH增大，阳极附近pH减小D充电时，电路中通过0.4 mol电子时，有2.24 L(标准状况下)O2生成答案A解析PANa为有机物钠盐，在水溶液中电离出聚丙烯酸根离子和Na，A错误；放电时负极锌失去电子后结合OH生成Zn(OH)42，负极反应式为Z
27、n2e4OH=Zn(OH)42，B正确；充电时，阴极反应式为Zn(OH)422e=Zn4OH，阴极附近OH浓度增大，pH增大，阳极反应式为4OH4e=O22H2O，阳极附近OH浓度减小，pH减小，C正确；充电时，阳极反应式为4OH4e=O22H2O，电路中通过0.4 mol电子时，有0.1 mol O2生成，在标准状况下体积为0.1 mol22.4 Lmol12.24 L，D正确。3(2021河北省秦皇岛市抚宁区检测)一种固定CO2的电化学装置如图，该电化学装置放电时可将CO2转化为Li2CO3和C，充电时选用合适的催化剂，只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2。下列说法正确的是()
28、A该电池左侧可以用LiCl溶液作电解质溶液B充电时，电极Y发生还原反应C放电进气为CO2，充电出气为CO2和O2D放电时正极的反应式为2CO2O24Li4e=2Li2CO3答案C解析若该电池左侧用LiCl溶液作电解质溶液，则电极Li会与水发生反应，故A错误；充电时，电极Y为阳极，发生氧化反应，故B错误；放电时，电极Y为正极，正极上CO2得电子生成C和Li2CO3，电极反应式为3CO24Li4e=C2Li2CO3，则放电进气为CO2；根据题意，充电时选用合适的催化剂，只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2，故C正确，D错误。4荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值的锂
29、离子电池的日本科学家，他设计的可充电电池的工作原理示意图如图所示。该可充电电池的放电反应为LixCnLi(1x)CoO2=LiCoO2Cn。NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()A该电池用于电动汽车可有效减少光化学烟雾污染B充电时，阳极反应为LiCoO2xe=Li(1x)CoO2xLiC充电时，Li由B极移向A极D若初始两电极质量相等，当转移2NA个电子时，两电极质量差为14 g答案D解析汽车燃烧汽油等化石燃料，排放的汽车尾气中含氮氧化物，大量氮氧化物排放到空气中，在日光照射下产生了一种有毒的烟雾，就是光化学烟雾，电动汽车可有效减少光化学烟雾污染，故A正确；可充电电池的放电反应为Li
30、xCnLi(1x)CoO2=LiCoO2Cn，则放电时正极反应为Li(1x)CoO2xLixe=LiCoO2，充电时，原电池的正极即为电解池的阳极，反应逆转，则反应为LiCoO2xe=Li(1x)CoO2xLi，故B正确；由图知，充电时，A电极为电解池的阴极，B电极为电解池的阳极，充电时，Li由B极移向A极，故C正确；若初始两电极质量相等，当转移2NA个电子时，负极减少2 mol Li，其质量为14 g，正极有2 mol Li迁入，其质量为14 g，两电极质量差为28 g，故D错误。5(2021广东省汕头市金山中学试题)2019年2月27日至3月1日，第十届日本国际二次电池展在日本东京举行，各
31、种新型二次电池在东京有明展览中心展出，其中以FeFe(CN)6为代表的新型可充电钠离子电池，格外引人注意，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是()A放电时，正极反应式为FeFe(CN)62Na2e=Na2FeFe(CN)6B充电时，Mo箔接电源的负极C充电时，Na通过离子交换膜从左室移向右室D外电路中通过0.2 mol电子时，负极质量变化为2.4 g答案B解析根据原电池工作原理，Mg箔作负极，Mo箔作正极，正极反应式为FeFe(CN)62Na2e=Na2FeFe(CN)6，A项正确；充电时，电解池的阴极(原电池的负极)接电源的负极，电解池的阳极(原电池的正极)接电源的正极，即Mo箔接电源的
32、正极，B项错误；充电时，阳离子移向阴极，Na应从左室移向右室，C项正确；负极反应式是2Mg4e2Cl=Mg2Cl22，外电路中通过0.2 mol电子时，消耗0.1 mol Mg，质量减少2.4 g，D项正确。6蔥醌(AQDS)是一种具有氧化还原活性的廉价有机分子，蔥醌/碘化铵液流可充电电池(如图)以其环保、价廉、稳定等优点被研究及广泛应用。充电时，AQDS转化为AQDS(NH4)2。下列说法错误的是()A放电时，b极电势低于a极B充电时，a极的电极反应式为3I2e=IC充电时，电路中每转移1 mol e，膜两侧电解液的质量变化差为36 gD该装置中的阳膜也可以用阴膜代替答案D解析充电时，AQD
33、S转化为AQDS(NH4)2，说明b极为阴极，a极为阳极，则放电时a极为正极，b极为负极。根据分析，放电时，b极为负极，因此b极电势低于a极，故A正确；充电时，a极为阳极，电极反应式为3I2e=I，故B正确；充电时，电路中每转移1 mol e，左侧1 mol NH移动到右侧，膜左侧质量减少18 g，右侧质量增加18 g，膜两侧电解液的质量变化差为36 g，故C正确；该装置中的阳膜不能用阴膜代替，如果用阴膜代替，铵根离子不能穿过则不能生成AQDS(NH4)2，故D错误。7如图是常温钠离子全固态浓差电池工作示意图。正极材料为层状含钠过渡金属氧化物，负极为钠锡合金(Na15Sn4)。下列说法合理的是
34、()A该电池工作时不发生氧化还原反应B放电时，负极的反应为Na15Sn415e=15Na4SnC充电时，Na会被吸附进入过渡金属氧化层D充电时，b极接电源的正极，a极接电源的负极答案B解析该电池放电时，是原电池工作原理，充电时，是电解池工作原理，无论是放电还是充电均发生了氧化还原反应，故A错误；该电池放电时，是原电池工作原理，负极上为钠锡合金(Na15Sn4)失电子发生氧化反应生成钠离子和锡，电极反应式为Na15Sn415e=15Na4Sn，故B正确；充电时，是电解池工作原理，Na会向阴极移动，是脱离过渡金属氧化层，故C错误；充电时，是电解池工作原理，则充电时，b极接电源的负极，a极接电源的正
35、极，故D错误。8近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀现象产生电流，其中放电过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，下列说法正确的是()A放电时，正极的电极反应式为O22H2O4e=4OHB通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2OC放电时，Cu极区域水溶液的pH减小D放电过程中，电子由锂电极经过锗酸锌锂固体电解质到达铜电极答案B解析放电时，正极上并非是氧气直接放电，正极的电极反应式为Cu2OH2O2e=2Cu2OH，故A错误；由放电过程总反应：2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH可知，通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，故B正确；
36、放电时，Cu极电极反应式：Cu2OH2O2e=2Cu2OH，Cu电极上生成氢氧根离子，该区域水溶液的pH增大，故C错误；放电过程中，电子由锂电极通过外电路导线经过负载到达铜电极，电子无法在有机电解质和锗酸锌锂固体电解质中传递，故D错误。9微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。某污水处理厂利用微生物电池将镀铬废水中的Cr2O催化还原，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A电池工作时外电路电流由b极流向a极Bb极反应式为Cr2O14H6e=2Cr37H2OC每生成1 mol Cr(OH)3，右池n(H)减少2 molD每处理0.5 mol Cr2O，可生成16
37、.8 L(标准状况下)CO2答案C解析a极为负极，乙酸发生氧化反应生成二氧化碳，b极Cr2O中铬由6价变成3价，得电子发生还原反应，为正极，所以电池工作过程中电流由b极流向a极，A正确；根据反应可知每生成1 mol Cr(OH)3，电路中转移了3 mol电子，即有3 mol H从左池进入右池，同时Cr3水解生成了3 mol H，而Cr2O反应过程中消耗7 mol H，故右池n(H)减少1 mol，C错误；根据得失电子守恒，每处理0.5 mol Cr2O，转移3 mol的电子，所以生成二氧化碳的物质的量为0.75 mol，标况下的体积为0.75 mol22.4 Lmol116.8 L，D正确。1
38、0某种新型热激活电池的结构如图所示，电极a的材料是氧化石墨烯(CP)和铂纳米粒子，电极b的材料是聚苯胺(PANI)，电解质溶液中含有Fe3和Fe2。加热使电池工作时电极b发生的反应是PANI2eH2O=PANIO(氧化态聚苯胺，绝缘体)2H，电池冷却时Fe2在电极b表面与PANIO反应可使电池再生。下列说法不正确的是()A电池工作时电极a为正极，且发生的反应是Fe3e=Fe2B电池工作时，若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊溶液，电极b周围慢慢变红C电池冷却时，若该装置正负极间接有电流表，指针会发生偏转D电池冷却过程中发生的反应是2Fe2PANIO2H=2Fe3PANIH2O答案C解析根据电极b发生
39、的电极反应判断电极a是正极，电极b是负极，电池工作时电极a上的反应是Fe3e=Fe2，A正确；电池工作时电极b发生的反应是PANI2eH2O=PANIO(氧化态聚苯胺，绝缘体)2H，溶液显酸性，若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊溶液，电极b周围慢慢变红，B正确；电池冷却时Fe2是在电极b表面与PANIO反应使电池再生，因此冷却再生过程电极a上无电子得失，导线中没有电子通过，C不正确；电池冷却时Fe2是在电极b表面与PANIO反应使电池再生，反应是2Fe2PANIO2H=2Fe3PANIH2O，D正确。(四)电解原理的创新应用1(2021广东省“六校联盟”试题)近日，电催化固氮领域取得重要进展，利用双功能催化剂可实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示：下列说法错误的是()A工作时，电子流入a极B阳极区的电极反应为N26H2O10e=2NO12HC阳极区和阴极区消耗的N2的质量之比为53D该离子交换膜应使用质子交换膜答案C解析由图可知，a极N2生成NH3，发生还原反应，为阴极，电子由电源负极流入阴极，A项正确；由图可知，阳极是N2反应生成HNO3，失去电子，电极反应为N26H2O10e=2NO12H，B项正确；由图可知，a极：N22NH3，得到6e，b极：N22NO，失去10e，根