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2025届高考化学一轮复习基础知识专练 化学能与电能的转化
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这是一份2025届高考化学一轮复习基础知识专练 化学能与电能的转化，共18页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．盐酸羟胺（NH2OH·HCl）可用作合成抗癌药，其化学性质类似。工业上制备盐酸羟胺的装置及含Fe的催化电极反应机理如图。下列说法正确的是( )
A.电子从含Fe的催化电极流出沿导线流入Pt电极
B.电池工作一段时间后，正极区溶液的pH减小
C.电池工作时，当有标准状况下3.36L参与反应，左室溶液质量增加3.3g
D.A为和，B为
2．Ag催化刻蚀Si晶片的反应原理示意图如图，刻蚀溶液有一定浓度的HF和混合而成，刻蚀时间为，由Ag薄膜覆盖的硅晶片部分逐渐被刻蚀掉，剩余部分就形成了硅纳米线。下列说法不正确的是( )
A.Ag薄膜附近随着反应的进行，pH逐渐减小
B.Si极发生的反应为，
C.该刻蚀的总反应可表示为
D.该刻蚀过程的是由微小的Si、Ag、HF和的原电池组成
3．中国科学家设计出如图装置实现了转化为，总反应为。下列说法错误的是( )
A.该装置工作时，至少实现了三种能量形式的转化
B.电极X上的反应：
C.通电一段时间，阳极区溶液减小
D.b为太阳能电池的负极
4．如图表示钢铁在海水中的锈蚀过程，以下有关说法正确的是( )
A.该金属腐蚀过程为析氢腐蚀
B.正极为C，发生的反应为氧化反应
C.在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀
D.正极反应为
5．为了使反应能顺利进行，某同学设计了下列四个实验，你认为可行的是( )
A.B.
C.D.
6．电化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理示意图如下列说法错误的是( )
A.在电极a极上失去电子，发生氧化反应
B.溶液中向电极b移动
C.反应消耗的与的物质的量之比为4：5
D.正极的电极反应式为
7．下列装置能构成原电池的是( )
A.B.
C.D.
8．下列装置能构成原电池的是( )
A.B.
C.D.
9．某同学根据化学反应，并利用实验室材料制作原电池。下列关于该原电池组成的说法正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
10．由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.装置甲中W作原电池负极B.装置乙中Y电极上的反应式为
C.装置丙中电流由Z流向WD.四种金属的活动性强弱顺序为
11．某同学根据化学反应，并利用实验室材料制作原电池。下列关于该原电池组成的说法正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
12．如图所示的原电池装置，两电极分别为Zn和石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是( )
A.电流流动方向为：X→外电路→Y→溶液→X
B.若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn
C.移向X电极，Y电极上有氢气产生
D.若Zn电极消耗6.5g，外电路转移0.1ml
13．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是( )
A.该电池工作时电能转化为化学能
B.该电池中电极a是正极
C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D.该电池的总反应：
14．下列图示的装置不能形成原电池的是( )
A.B.
C.D.
15．类比法是常见的研究物质性质的方法之一，可用来预测很多物质的性质，但类比是相对的，必须遵循客观实际，下列说法中正确的是( )
A.通入溶液中没有现象，通入溶液中也无明显现象
B.为直线型分子，因此也为直线型分子
C.Mg、Al与浓盐酸构成的原电池中较活泼的Mg作负极，故Mg、Al与氢氧化钠溶液构成的原电池中也是Mg作负极
D.向中加入少量水，伴随放热现象，则向中加入少量水，也伴随放热现象
二、填空题
16．人类利用二氧化碳合成淀粉对社会的发展起着重要作用，合成过程首先是利用二氧化碳制备甲醇，合成甲醇的反应为。回答下列问题：
（1）已知：
①；
②；
③a、b均为大于零的数，且a>b。
_______（用含a、b的式子表示）。某研究小组设计合成的路线及的部分应用如图所示，图中熔融碳酸盐燃料电池的正极电极反应式为_______。
（2）研究合成甲醇的催化剂时，在其他条件不变仅改变催化剂种类的情况下，对反应器出口产品进行成分解题思路，结果如图所示。在以上催化剂中，该反应应选择的最佳催化剂为_______。
（3）在研究该反应历程时发现：反应气中水蒸气含量会影响的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响，我国学者利用计算机模拟，研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响（如图所示，吸附在催化剂表面的物种用*标注）。
①依反应历程图所示，写出有水参与时反应的化学方程式：_______。
②结合图3及学过的知识推测，有水参与的历程，反应速率加快的原因是_______。
（4）在T℃时，将6ml（g）和12ml（g）充入容积为10L的恒容容器中，只发生，初始压强为kPa，测得体系中剩余（g）的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ所示。
①T℃时，0～1min内甲醇的反应速率_______，该反应的平衡常数_______。（用平衡分压代替平衡浓度计算，列出计算式）
②保持投料量不变，仅改变某一个条件后，测得随时间变化如图中状态Ⅲ所示，与状态Ⅰ相比，状态Ⅲ改变的条件可能是_______。
17．高铁电池作为新型可充电电池，具有放电曲线平坦，高能高容量，原料丰富，绿色无污染等优点。
I.下图为简易的高铁电池的工作装置。已知：放电后，两极都产生红褐色悬浮物。
请回答下列问题：
（1）该电池放电时的总反应为_________。
（2）放电时，此盐桥中阴离子的运动方向是_________（填“从左向右”或“从右向左”）。
（3）该电池充电时阳极反应的电极反应方程式为_________。
II.现用蓄电池为电源，制取少量高铁酸钾。反应装置如下图所示：
（1）电解时，石墨电极连接的a极上放电的物质为________（填“Fe”或“NiO2”）。
（2）写出电解池中铁电极发生的电极反应式________。
（3）当消耗掉0.1mlNiO2时，生成高铁酸钾________g。
（4）Mg和Fe都是生产生活中的常用金属。加热锅炉时，水中的可以先转化为，然后转化为，求在80℃时的平衡常数________。（已知：80℃时的）。
18．丙烷作为奥运火炬的燃料，价格低廉，燃烧后只生成二氧化碳和水，不会对环境造成污染。丙烷燃烧产生的火焰呈亮黄色，比较醒目。
已知：①某些常见化学键的键能数据如下。
②。
（1）写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：_______；该反应中反应物的总能量_______（填“>”、“<”或“=”）的生成物的总能量。
（2）丙烷的爆炸极限窄，故其为比较理想的便携式燃料电池的燃料。以丙烷为燃料的固体氧化物（能传导）燃料电池的结构示意图如图。该电池利用催化剂对正、负极气体选择催化性的差异而产生电势差进行工作。
①电池工作时，丙烷在_______（填“正”或“负”）极上发生_______（填“氧化”或“还原”）反应，电极反应式为_______。
②电池工作时，丙烷会与氧气反应转化成合成气（成分为CO和）而造成电能损失。若1ml丙烷先完全转化成合成气后再发生电极反应，则电能损失率为_______%，总反应消耗氧气的物质的量_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
三、实验题
19．如图所示，是原电池的装置图。请回答：
(1)若溶液C为稀溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，B电极反应式为___________；在反应中溶液中的阴离子移向____________(填“A”或“B”)，反应进行一段时间后溶液C中H+浓度___________。(填“增大”“减小”或“基本不变”)
(2)若需将反应设计成如图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为___________，B极电极反应式为___________。
参考答案
1．答案：C
解析：C.由解题思路知，负极上，正极上，当有标准状况下3.36L（即0.15ml）参与反应时，根据得失电子守恒可知，左室中含Fe的催化电极上参与反应的NO为0.1ml，电极反应式为，左室增加的质量为0.1mlNO和从右室迁移过来的0.3ml的质量，即0.1ml×30g/ml+0.3ml×1g/ml=3.3g，故C正确；
故选：C。
2．答案：A
解析：A.根据图示可知：在Ag薄膜附近发生反应：，所以随着反应的进行，溶液中减小，故溶液的pH逐渐增大，A错误；
B.根据图示可知：在Si电极上，Si失去电子，与HF结合形成和，反应方程式为，，B正确；
C.在Ag电极上反应为：，在Si电极上发生反应为，，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可知总反应方程式为，C正确；
D.根据上述解题思路可知：在Ag电极上失去电子，在Si电极上得到电子，电解质溶液为HF和，它们形成闭合回路，实现了化学能向电能的转化，即构成了原电池，D正确；
故选A。
3．答案：C
解析：由总反应知，通入的一极为阴极，则电极Y为阳极，阳极的电极反应式为，生成的通过质子交换膜移向阴极区，故通电一段时间，阳极区溶液几乎保持不变，C错误。
4．答案：D
解析：钢铁中含有铁和碳，在海水环境中构成原电池，铁作负极，碳作正极，从图中看出，空气中的参加反应，所以发生了吸氧腐蚀，A项错误；
碳作正极，发生的反应为还原反应，B项错误；
在酸性条件下，原电池的正极发生得电子的还原反应，析出，即在酸性条件下发生析氢腐蚀，C项错误；
发生吸氧腐蚀时，O在正极发生得电子的还原反应：，D项正确；
故选D
5．答案：C
解析：金属活动性排序表中银排在氢后面，则反应不能自发进行，故不能设计为原电池，为使之顺利进行，必须发生电解反应，反应中Ag失去电子被氧化，所得与结合为AgCl，则Ag为阳极，得到电子被还原产生，则电解质溶液为盐酸。综上解题思路可知，C项装置可行。
6．答案：C
解析：A.电极a通入氨气生成氮气，说明氨气被氧化，为原电池负极，N元素化合价升高，发生氧化反应，故A正确；
B.原电池工作时，阳离子移向正极Pt电极b，故B正确；
C.反应中N元素化合价升高3价，O元素化合价降低4价，根据得失电子守恒，消耗与的物质的量之比为4：3，故C错误；
D.电极b为正极，氧气得电子被还原，电极反应式为，故D正确；
答案选C。
7．答案：B
解析：A项、D项均未形成闭合回路，C项中四氯化碳不是电解质溶液，B项有自发进行的氧化还原反应、活泼性不同的电极、电解质溶液和闭合回路，符合原电池的构成原理和条件。
8．答案：B
解析：A.铁铜在氯化铁溶液中没有形成闭合回路，不能构成原电池，故A错误；
B.铁与氯化铜溶液生成氯化亚铁和铜的反应是自发进行的氧化还原反应，铁铜在氯化铜溶液中形成闭合回路，可以构成原电池，故B正确；
C.四氯化碳是非电解质，不是电解质溶液，铁铜在四氯化碳中不可以构成原电池，故C错误；D.锌铜在氯化铁溶液稀硫酸中没有形成闭合回路，不能构成原电池，故D错误；故选B。
9．答案：A
解析：
根据反应，可知该原电池中Fe为负极，反应过程中在正极得电子生成，故正极区的浓度降低，由电池反应可知电解液为含的溶液，综上所述A选项符合。
10．答案：C
解析：A.甲装置中金属W不断溶解，说明W失电子生成金属阳离子，则W作负极，故A正确；B.装置乙中Y的质量增加，可知铜离子在Y极得电子生成Cu单质，电极反应为：，故B正确；C.装置丙中W上有气体产生，则W电极上发生反应：，W作正极，Z作负极，原电池中电流由正极流向负极，即由W流向Z，故C错误；D.原电池中负极金属比正极活泼，甲中W为负极，X为正极，则W>X；乙中X作负极，Y作正极，则X>Y，丙中Z作负极，W作正极，则Z>W，四种金属的活动性强弱顺序为，故D正确；故选：C。
11．答案：C
解析：A.由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为负极，Fe为正极，A不符合题意；B.由于电极活动性：Fe>石墨，则Fe为负极，石墨为正极，B不符合题意；C.由于电极活动性：Fe>石墨，则Fe为负极，石墨为正极，为电解质溶液，能够发生原电池反应，C符合题意；D.由于电极活动性：Fe>Cu，则Fe为负极，Cu为正极，D不符合题意；故合理选项是C。
12．答案：C
解析：A.电流方向与电子流动方向相反，且电流不能经过溶液，则电流方向为：Y→外电路→X，A不正确；B.由解题思路可知，两电极分别为Zn和石墨棒，则X为Zn，Y为石墨棒，B不正确；C.在原电池中，阴离子向负极移动，则移向X电极，Y电极为正极，得电子生成氢气，C正确；D.由反应可得下列关系式：Zn—2，若Zn电极消耗6.5g（0.1ml），外电路转移0.2ml，D不正确；故选C。
13．答案：D
解析：原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置；氢氧燃料电池工作时，通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为；通入氧气的一极为原电池的正极，电极反应式为；正负极电极反应式相加得电池反应式，电子由负极经外电路流向正极，据此解答即可。
14．答案：D
解析：构成原电池一般要满足以下条件：（1）有能自发进行的氧化还原反应：（2）有两个活泼性不同的电极；（3）有电解质溶液；（4）形成闭合回路。D项两个电极材料相同，不能构成原电池。
15．答案：B
解析：
16．答案：（1）；
（2）
（3）；有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快
（4）0.2；；升高温度
解析：（1）根据方程式可知其等于已知反应①加上反应②，由盖斯定律可求得；图中燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，氧气进入正极，正极电极反应式为；
（2）根据解题思路，催化剂为得到的甲醇最多且CO少，该反应应选择的最佳催化剂为；
（3）依反应历程图所示，有水参与时反应的化学方程式为：有水参与的历程，反应速率加快的原因是有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快；
（4）从图中可知，1min时的物质的量为6ml，起始的的物质的量为12ml，变化的的物质的量为6ml，故变化的甲醇的物质的量为2ml，0～1min内甲醇的反应速率根据图示，8min后的物质的量保持不变，体系达到平衡状态，的物质的量为2ml，根据题意有，
平衡时候总的物质的量，，，该反应的平衡常数==；状态Ⅲ与状态Ⅰ相比，的物质的量增加，参与反应的氢气的物质的量减少，平衡逆向移动，同时从图中可知达到平衡的时间变短，该反应是一个放热反应，综合可知改变的条件可能是升高温度。
17．答案：（1）
（2）从右向左
（3）
（1）Fe
（2）
（3）6.6
（4）
解析：I.（1）由装置图可知，左侧铁作负极，右侧石墨为正极，高铁酸钾为正极反应物，放电后，两极都产生红褐色悬浮物可知，两电极产物均为氢氧化铁，则总反应为，故答案为：；
（2）原电池电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则盐桥中的阴离子向负极铁移动，即由右向左移动，故答案为：由右向左；
（3）充电时阳极为原电池正极的逆过程，电极方程式为：，故答案为：；
II.（1）由题意可知，通过电解制备高铁酸钾，铁应作电解池的阳极失电子，产生高铁酸根离子，则石墨作阴极，石墨所连电极为原电池的负极，结合原理反应可知，负极Fe失电子，故答案为：Fe；
（2）由题意可知铁电极失电子应得到高铁酸根，电极反应为：，故答案为：；
（3）当消耗掉0.1ml时，转移电子物质的量为0.2ml，结合阳极反应，转移0.2ml电子时，产生的高铁酸根离子为，产生的高铁酸钾的质量为：，故答案为：6.6g；
（4）在80℃时的平衡常数K==，故答案为：。
18．答案：（1）；>
（2）负；氧化；；30；不变
解析：（1）焓变=反应物总键能-生成物总键能，①，，根据盖斯定律①+②×4得丙烷燃烧热的热化学方程式该反应放热，反应物的总能量>生成物的总能量。
（2）①电池工作时，负极发生氧化反应、正极发生还原反应，丙烷在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为。
19．答案：(1)；B；减小
(2)Cu；
解析：（1）铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，B电极材料为Fe且作负极，负极失电子，电极反应式为，阴离子移向负极即移向B极，溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小；
（2）将设计成如上图所示的原电池装置，根据反应中元素化合价的变化判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可，溶液C中含有，如溶液等，B极为正极，得电子，电极反应式为。
选项
A
B
C
D
正极
石墨棒
铁棒
铁棒
铜棒
负极
铁棒
铜棒
石墨棒
铁棒
电解质溶液
溶液
溶液
溶液
稀硫酸
装置
现象
金属W不断溶解
Y的质量增加
W上有气体产生
选项
A
B
C
D
正极
锌棒
铁棒
石墨棒
铁棒
负极
铁棒
石墨棒
铁棒
铜棒
电解质溶液
溶液
溶液
溶液
溶液
化学键
键能
803
463
348
413
497
一、单选题
1．盐酸羟胺（NH2OH·HCl）可用作合成抗癌药，其化学性质类似。工业上制备盐酸羟胺的装置及含Fe的催化电极反应机理如图。下列说法正确的是( )
A.电子从含Fe的催化电极流出沿导线流入Pt电极
B.电池工作一段时间后，正极区溶液的pH减小
C.电池工作时，当有标准状况下3.36L参与反应，左室溶液质量增加3.3g
D.A为和，B为
2．Ag催化刻蚀Si晶片的反应原理示意图如图，刻蚀溶液有一定浓度的HF和混合而成，刻蚀时间为，由Ag薄膜覆盖的硅晶片部分逐渐被刻蚀掉，剩余部分就形成了硅纳米线。下列说法不正确的是( )
A.Ag薄膜附近随着反应的进行，pH逐渐减小
B.Si极发生的反应为，
C.该刻蚀的总反应可表示为
D.该刻蚀过程的是由微小的Si、Ag、HF和的原电池组成
3．中国科学家设计出如图装置实现了转化为，总反应为。下列说法错误的是( )
A.该装置工作时，至少实现了三种能量形式的转化
B.电极X上的反应：
C.通电一段时间，阳极区溶液减小
D.b为太阳能电池的负极
4．如图表示钢铁在海水中的锈蚀过程，以下有关说法正确的是( )
A.该金属腐蚀过程为析氢腐蚀
B.正极为C，发生的反应为氧化反应
C.在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀
D.正极反应为
5．为了使反应能顺利进行，某同学设计了下列四个实验，你认为可行的是( )
A.B.
C.D.
6．电化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理示意图如下列说法错误的是( )
A.在电极a极上失去电子，发生氧化反应
B.溶液中向电极b移动
C.反应消耗的与的物质的量之比为4：5
D.正极的电极反应式为
7．下列装置能构成原电池的是( )
A.B.
C.D.
8．下列装置能构成原电池的是( )
A.B.
C.D.
9．某同学根据化学反应，并利用实验室材料制作原电池。下列关于该原电池组成的说法正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
10．由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.装置甲中W作原电池负极B.装置乙中Y电极上的反应式为
C.装置丙中电流由Z流向WD.四种金属的活动性强弱顺序为
11．某同学根据化学反应，并利用实验室材料制作原电池。下列关于该原电池组成的说法正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
12．如图所示的原电池装置，两电极分别为Zn和石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是( )
A.电流流动方向为：X→外电路→Y→溶液→X
B.若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn
C.移向X电极，Y电极上有氢气产生
D.若Zn电极消耗6.5g，外电路转移0.1ml
13．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是( )
A.该电池工作时电能转化为化学能
B.该电池中电极a是正极
C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D.该电池的总反应：
14．下列图示的装置不能形成原电池的是( )
A.B.
C.D.
15．类比法是常见的研究物质性质的方法之一，可用来预测很多物质的性质，但类比是相对的，必须遵循客观实际，下列说法中正确的是( )
A.通入溶液中没有现象，通入溶液中也无明显现象
B.为直线型分子，因此也为直线型分子
C.Mg、Al与浓盐酸构成的原电池中较活泼的Mg作负极，故Mg、Al与氢氧化钠溶液构成的原电池中也是Mg作负极
D.向中加入少量水，伴随放热现象，则向中加入少量水，也伴随放热现象
二、填空题
16．人类利用二氧化碳合成淀粉对社会的发展起着重要作用，合成过程首先是利用二氧化碳制备甲醇，合成甲醇的反应为。回答下列问题：
（1）已知：
①；
②；
③a、b均为大于零的数，且a>b。
_______（用含a、b的式子表示）。某研究小组设计合成的路线及的部分应用如图所示，图中熔融碳酸盐燃料电池的正极电极反应式为_______。
（2）研究合成甲醇的催化剂时，在其他条件不变仅改变催化剂种类的情况下，对反应器出口产品进行成分解题思路，结果如图所示。在以上催化剂中，该反应应选择的最佳催化剂为_______。
（3）在研究该反应历程时发现：反应气中水蒸气含量会影响的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响，我国学者利用计算机模拟，研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响（如图所示，吸附在催化剂表面的物种用*标注）。
①依反应历程图所示，写出有水参与时反应的化学方程式：_______。
②结合图3及学过的知识推测，有水参与的历程，反应速率加快的原因是_______。
（4）在T℃时，将6ml（g）和12ml（g）充入容积为10L的恒容容器中，只发生，初始压强为kPa，测得体系中剩余（g）的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ所示。
①T℃时，0～1min内甲醇的反应速率_______，该反应的平衡常数_______。（用平衡分压代替平衡浓度计算，列出计算式）
②保持投料量不变，仅改变某一个条件后，测得随时间变化如图中状态Ⅲ所示，与状态Ⅰ相比，状态Ⅲ改变的条件可能是_______。
17．高铁电池作为新型可充电电池，具有放电曲线平坦，高能高容量，原料丰富，绿色无污染等优点。
I.下图为简易的高铁电池的工作装置。已知：放电后，两极都产生红褐色悬浮物。
请回答下列问题：
（1）该电池放电时的总反应为_________。
（2）放电时，此盐桥中阴离子的运动方向是_________（填“从左向右”或“从右向左”）。
（3）该电池充电时阳极反应的电极反应方程式为_________。
II.现用蓄电池为电源，制取少量高铁酸钾。反应装置如下图所示：
（1）电解时，石墨电极连接的a极上放电的物质为________（填“Fe”或“NiO2”）。
（2）写出电解池中铁电极发生的电极反应式________。
（3）当消耗掉0.1mlNiO2时，生成高铁酸钾________g。
（4）Mg和Fe都是生产生活中的常用金属。加热锅炉时，水中的可以先转化为，然后转化为，求在80℃时的平衡常数________。（已知：80℃时的）。
18．丙烷作为奥运火炬的燃料，价格低廉，燃烧后只生成二氧化碳和水，不会对环境造成污染。丙烷燃烧产生的火焰呈亮黄色，比较醒目。
已知：①某些常见化学键的键能数据如下。
②。
（1）写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：_______；该反应中反应物的总能量_______（填“>”、“<”或“=”）的生成物的总能量。
（2）丙烷的爆炸极限窄，故其为比较理想的便携式燃料电池的燃料。以丙烷为燃料的固体氧化物（能传导）燃料电池的结构示意图如图。该电池利用催化剂对正、负极气体选择催化性的差异而产生电势差进行工作。
①电池工作时，丙烷在_______（填“正”或“负”）极上发生_______（填“氧化”或“还原”）反应，电极反应式为_______。
②电池工作时，丙烷会与氧气反应转化成合成气（成分为CO和）而造成电能损失。若1ml丙烷先完全转化成合成气后再发生电极反应，则电能损失率为_______%，总反应消耗氧气的物质的量_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
三、实验题
19．如图所示，是原电池的装置图。请回答：
(1)若溶液C为稀溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，B电极反应式为___________；在反应中溶液中的阴离子移向____________(填“A”或“B”)，反应进行一段时间后溶液C中H+浓度___________。(填“增大”“减小”或“基本不变”)
(2)若需将反应设计成如图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为___________，B极电极反应式为___________。
参考答案
1．答案：C
解析：C.由解题思路知，负极上，正极上，当有标准状况下3.36L（即0.15ml）参与反应时，根据得失电子守恒可知，左室中含Fe的催化电极上参与反应的NO为0.1ml，电极反应式为，左室增加的质量为0.1mlNO和从右室迁移过来的0.3ml的质量，即0.1ml×30g/ml+0.3ml×1g/ml=3.3g，故C正确；
故选：C。
2．答案：A
解析：A.根据图示可知：在Ag薄膜附近发生反应：，所以随着反应的进行，溶液中减小，故溶液的pH逐渐增大，A错误；
B.根据图示可知：在Si电极上，Si失去电子，与HF结合形成和，反应方程式为，，B正确；
C.在Ag电极上反应为：，在Si电极上发生反应为，，根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可知总反应方程式为，C正确；
D.根据上述解题思路可知：在Ag电极上失去电子，在Si电极上得到电子，电解质溶液为HF和，它们形成闭合回路，实现了化学能向电能的转化，即构成了原电池，D正确；
故选A。
3．答案：C
解析：由总反应知，通入的一极为阴极，则电极Y为阳极，阳极的电极反应式为，生成的通过质子交换膜移向阴极区，故通电一段时间，阳极区溶液几乎保持不变，C错误。
4．答案：D
解析：钢铁中含有铁和碳，在海水环境中构成原电池，铁作负极，碳作正极，从图中看出，空气中的参加反应，所以发生了吸氧腐蚀，A项错误；
碳作正极，发生的反应为还原反应，B项错误；
在酸性条件下，原电池的正极发生得电子的还原反应，析出，即在酸性条件下发生析氢腐蚀，C项错误；
发生吸氧腐蚀时，O在正极发生得电子的还原反应：，D项正确；
故选D
5．答案：C
解析：金属活动性排序表中银排在氢后面，则反应不能自发进行，故不能设计为原电池，为使之顺利进行，必须发生电解反应，反应中Ag失去电子被氧化，所得与结合为AgCl，则Ag为阳极，得到电子被还原产生，则电解质溶液为盐酸。综上解题思路可知，C项装置可行。
6．答案：C
解析：A.电极a通入氨气生成氮气，说明氨气被氧化，为原电池负极，N元素化合价升高，发生氧化反应，故A正确；
B.原电池工作时，阳离子移向正极Pt电极b，故B正确；
C.反应中N元素化合价升高3价，O元素化合价降低4价，根据得失电子守恒，消耗与的物质的量之比为4：3，故C错误；
D.电极b为正极，氧气得电子被还原，电极反应式为，故D正确；
答案选C。
7．答案：B
解析：A项、D项均未形成闭合回路，C项中四氯化碳不是电解质溶液，B项有自发进行的氧化还原反应、活泼性不同的电极、电解质溶液和闭合回路，符合原电池的构成原理和条件。
8．答案：B
解析：A.铁铜在氯化铁溶液中没有形成闭合回路，不能构成原电池，故A错误；
B.铁与氯化铜溶液生成氯化亚铁和铜的反应是自发进行的氧化还原反应，铁铜在氯化铜溶液中形成闭合回路，可以构成原电池，故B正确；
C.四氯化碳是非电解质，不是电解质溶液，铁铜在四氯化碳中不可以构成原电池，故C错误；D.锌铜在氯化铁溶液稀硫酸中没有形成闭合回路，不能构成原电池，故D错误；故选B。
9．答案：A
解析：
根据反应，可知该原电池中Fe为负极，反应过程中在正极得电子生成，故正极区的浓度降低，由电池反应可知电解液为含的溶液，综上所述A选项符合。
10．答案：C
解析：A.甲装置中金属W不断溶解，说明W失电子生成金属阳离子，则W作负极，故A正确；B.装置乙中Y的质量增加，可知铜离子在Y极得电子生成Cu单质，电极反应为：，故B正确；C.装置丙中W上有气体产生，则W电极上发生反应：，W作正极，Z作负极，原电池中电流由正极流向负极，即由W流向Z，故C错误；D.原电池中负极金属比正极活泼，甲中W为负极，X为正极，则W>X；乙中X作负极，Y作正极，则X>Y，丙中Z作负极，W作正极，则Z>W，四种金属的活动性强弱顺序为，故D正确；故选：C。
11．答案：C
解析：A.由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为负极，Fe为正极，A不符合题意；B.由于电极活动性：Fe>石墨，则Fe为负极，石墨为正极，B不符合题意；C.由于电极活动性：Fe>石墨，则Fe为负极，石墨为正极，为电解质溶液，能够发生原电池反应，C符合题意；D.由于电极活动性：Fe>Cu，则Fe为负极，Cu为正极，D不符合题意；故合理选项是C。
12．答案：C
解析：A.电流方向与电子流动方向相反，且电流不能经过溶液，则电流方向为：Y→外电路→X，A不正确；B.由解题思路可知，两电极分别为Zn和石墨棒，则X为Zn，Y为石墨棒，B不正确；C.在原电池中，阴离子向负极移动，则移向X电极，Y电极为正极，得电子生成氢气，C正确；D.由反应可得下列关系式：Zn—2，若Zn电极消耗6.5g（0.1ml），外电路转移0.2ml，D不正确；故选C。
13．答案：D
解析：原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置；氢氧燃料电池工作时，通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为；通入氧气的一极为原电池的正极，电极反应式为；正负极电极反应式相加得电池反应式，电子由负极经外电路流向正极，据此解答即可。
14．答案：D
解析：构成原电池一般要满足以下条件：（1）有能自发进行的氧化还原反应：（2）有两个活泼性不同的电极；（3）有电解质溶液；（4）形成闭合回路。D项两个电极材料相同，不能构成原电池。
15．答案：B
解析：
16．答案：（1）；
（2）
（3）；有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快
（4）0.2；；升高温度
解析：（1）根据方程式可知其等于已知反应①加上反应②，由盖斯定律可求得；图中燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，氧气进入正极，正极电极反应式为；
（2）根据解题思路，催化剂为得到的甲醇最多且CO少，该反应应选择的最佳催化剂为；
（3）依反应历程图所示，有水参与时反应的化学方程式为：有水参与的历程，反应速率加快的原因是有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快；
（4）从图中可知，1min时的物质的量为6ml，起始的的物质的量为12ml，变化的的物质的量为6ml，故变化的甲醇的物质的量为2ml，0～1min内甲醇的反应速率根据图示，8min后的物质的量保持不变，体系达到平衡状态，的物质的量为2ml，根据题意有，
平衡时候总的物质的量，，，该反应的平衡常数==；状态Ⅲ与状态Ⅰ相比，的物质的量增加，参与反应的氢气的物质的量减少，平衡逆向移动，同时从图中可知达到平衡的时间变短，该反应是一个放热反应，综合可知改变的条件可能是升高温度。
17．答案：（1）
（2）从右向左
（3）
（1）Fe
（2）
（3）6.6
（4）
解析：I.（1）由装置图可知，左侧铁作负极，右侧石墨为正极，高铁酸钾为正极反应物，放电后，两极都产生红褐色悬浮物可知，两电极产物均为氢氧化铁，则总反应为，故答案为：；
（2）原电池电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则盐桥中的阴离子向负极铁移动，即由右向左移动，故答案为：由右向左；
（3）充电时阳极为原电池正极的逆过程，电极方程式为：，故答案为：；
II.（1）由题意可知，通过电解制备高铁酸钾，铁应作电解池的阳极失电子，产生高铁酸根离子，则石墨作阴极，石墨所连电极为原电池的负极，结合原理反应可知，负极Fe失电子，故答案为：Fe；
（2）由题意可知铁电极失电子应得到高铁酸根，电极反应为：，故答案为：；
（3）当消耗掉0.1ml时，转移电子物质的量为0.2ml，结合阳极反应，转移0.2ml电子时，产生的高铁酸根离子为，产生的高铁酸钾的质量为：，故答案为：6.6g；
（4）在80℃时的平衡常数K==，故答案为：。
18．答案：（1）；>
（2）负；氧化；；30；不变
解析：（1）焓变=反应物总键能-生成物总键能，①，，根据盖斯定律①+②×4得丙烷燃烧热的热化学方程式该反应放热，反应物的总能量>生成物的总能量。
（2）①电池工作时，负极发生氧化反应、正极发生还原反应，丙烷在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为。
19．答案：(1)；B；减小
(2)Cu；
解析：（1）铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，B电极材料为Fe且作负极，负极失电子，电极反应式为，阴离子移向负极即移向B极，溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小；
（2）将设计成如上图所示的原电池装置，根据反应中元素化合价的变化判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可，溶液C中含有，如溶液等，B极为正极，得电子，电极反应式为。
选项
A
B
C
D
正极
石墨棒
铁棒
铁棒
铜棒
负极
铁棒
铜棒
石墨棒
铁棒
电解质溶液
溶液
溶液
溶液
稀硫酸
装置
现象
金属W不断溶解
Y的质量增加
W上有气体产生
选项
A
B
C
D
正极
锌棒
铁棒
石墨棒
铁棒
负极
铁棒
石墨棒
铁棒
铜棒
电解质溶液
溶液
溶液
溶液
溶液
化学键
键能
803
463
348
413
497
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