河南2023年高考化学模拟题汇编-09原电池、化学电源

这是一份河南2023年高考化学模拟题汇编-09原电池、化学电源，共22页。试卷主要包含了单选题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。

河南2023年高考化学模拟题汇编-09原电池、化学电源

一、单选题
1．（2023·河南·统考模拟预测）在溶液中用光照射Cu−PHI催化剂产生光电子和空穴h+，可以在常温常压下使甲烷转化为甲醇和氢气，其部分反应机理如图所示。下列说法错误的是

A．空穴h+参与发生的反应为2H2O＋ 2h＋＝H2O2＋2H＋
B．光电子参与发生的反应为2H＋＋2e－＝H2
C．反应过程中水作还原剂
D．该反应的化学方程式为CH4＋H2O CH3OH＋H2
2．（2023·河南新乡·统考二模）基于H2O、H2O2、O2自循环的生物混合光电化学电池，在单个单元中实现可持续太阳能一燃料一电能转换，工作原理如图。下列说法错误的是

A．电池工作时，电子由电极N经导线流向电极M
B．负极的电极反应式有2H2O-2e- =H2O2+2H+
C．自循环过程中存在O2+2e- +2H+= H2O2
D．该电池的有效开发和利用可减少碳排放
3．（2023·河南开封·统考二模）pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)来确定待测溶液的pH。pH与电池的电动势E存在关系：pH= (E的单位为V，K为常数)。

下列说法错误的是
A．pH计工作时，化学能转化为电能
B．玻璃电极玻璃膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化
C．若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为0.377V ，可标定常数K=0.2
D．若玻璃电极电势比参比电极电势低，则玻璃电极反应为AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-
4．（2023·河南·校联考一模）科学家发明了一种Mg—PbO2电池，电解质为Na2SO4、H2SO4、NaOH，通过M和N两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域(已知：a>b)，装置如图，下列说法不正确的是

A．Na+通过M膜移向B区，离子交换膜N为阴离子交换膜
B．B区域的电解质浓度逐渐减小
C．放电时，Mg电极反应为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH)2
D．消耗2.4 g Mg时，C区域电解质溶液减少16.0 g
5．（2023·河南郑州·统考一模）钠离子电池以其低成本、高安全性等成为锂离子电池的首选“备胎”，其工作原理为：。下列说法正确的是

A．放电时，嵌入铝箔电极上，Mn元素被氧化
B．放电时，外电路中每转移，理论上碳基材料质量增加4.6g
C．充电时，b极为阴极，其电极反应为
D．该电池在充放电过程中，依靠钠离子在两极反复脱嵌和嵌入，未发生氧化还原反应
6．（2023·河南郑州·统考一模）下图原电池装置中，用盐桥连接两烧杯中的电解质溶液。盐桥中阳、阴离子的电迁移率应尽可能地相近。(电迁移率用表示，单位：)。下列有关说法不正确的是
阳离子

阴离子


已知：左、右烧杯中溶液体积相同

4.07

4.61

5.19

7.40

6.59

7.91

7.62

8.27

A．盐桥中的电解质可以为
B．盐桥中的阳离子进入右侧烧杯溶液中
C．电流计读数不变时，向右侧烧杯中加入硫酸铁固体，指针会继续偏转
D．电池反应一段时间后，测得左侧溶液中增加了，则右侧溶液中为
7．（2023·河南安阳·安阳一中校考模拟预测）我国某科研机构研究表明，利用K2Cr2O7可实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示。下列说法错误的是

A．该电池不可以在高温下使用
B．Na+通过阳离子交换膜移向M电极，Cl-通过阴离子交换膜移向N电极
C．一段时间后，中间室中NaCl溶液的浓度减小
D．M的电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+
8．（2023·河南安阳·安阳一中校考模拟预测）某种聚合物锂离子电池放电时的反应为：Li1－xCoO2＋LixC6===6C＋LiCoO2，其电池如图所示。

下列说法不正确的是
A．放电时，LixC6发生氧化反应
B．充电时，Li＋通过阳离子交换膜从左向右移动
C．充电时将电池的负极与外接电源的负极相连
D．放电时，电池的正极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
9．（2023·河南安阳·安阳一中校考模拟预测）根据下图，下列判断中正确的是（ ）

A．向烧杯a中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成
B．烧杯a中发生反应O2+4H++4e－＝2H2O，溶液pH降低
C．电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极
D．烧杯b中发生反应为Zn－2e－＝Zn2+
10．（2023·河南·统考一模）Li-CO2电池在可逆的CO2循环和储能领域都具有巨大的潜力。研究发现，用不同材料作Li极催化剂时，CO2的放电产物不同，催化剂的使用情况和放电时的装置如下列图表所示，下列说法正确的是

Li极催化剂
碳化钼(Mo2C)
Au和多孔碳
CO2的放电产物
草酸锂(Li2C2O4)
Li2CO3和C

A．充电时，在a极上Li+被还原为Li
B．放电时，Li+向b极移动
C．放电时，用碳化钼作Li极催化剂的总反应为2Li+2CO2=Li2C2O4
D．生成等物质的量的Li2C2O4和Li2CO3时，消耗CO2的量相同
11．（2023·河南安阳·安阳一中校考模拟预测）CO无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一种CO分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O2－可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法中错误的是 (　　)。

A．负极的电极反应式为CO＋O2－－2e－=CO2
B．工作时电极b作正极，O2－由电极a向电极b移动
C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高

二、原理综合题
12．（2023·河南濮阳·统考一模）含NO的烟气需要处理后才能排放。
(1)氢气催化还原含NO的烟气，发生“脱硝”反应：2NO(g) +2H2(g) N2(g) +2H2O(g) ΔH=-605kJ·mol-1。一定条件下，加入H2的体积分数对该反应平衡时含氮物质的体积分数的影响如图所示：

①随着H2体积分数增加， NO中N被还原的价态逐渐降低。当H2的体积分数在0.5×10-3 ~ 0.75×10-3时，NO的转化率基本为100%，而N2和NH3的体积分数仍呈增加趋势，其可能原因是___________。
②已知：Ⅰ．4NH3(g) +5O2(g)= 4NO(g) +6H2O(g) ΔH = -1025 kJ ·mol-1
Ⅱ．2H2(g) +O2(g)= 2H2O(g) ΔH = -484 kJ ·mol-1
图中N2减少的原因是N2与H2反应生成NH3，写出该反应的热化学方程式：___________。
(2)某科研小组研究了NO与H2反应生成N2和NH3的转化过程。在起始温度为400℃时，将n(NO)：n(H2)=1：2通入甲、乙两个恒容密闭容器中，甲为绝热过程、乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。

①曲线X是___________(填“甲”或“乙”)容器。
②a点在曲线X上，则a点___________是平衡点(填“可能”或“不可能”)。
③曲线Y的容器中反应达到平衡时NO的转化率为60%，从开始到平衡点Z时用分压表示的H2消耗速率是___________kPa·min-1。400℃时，“脱硝”反应的压强平衡常数Kp=___________ kPa -1(结果保留两位有效数字，Kp为用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压 × 物质的量分数)。
(3)科学研究发现，用P1 -g-C3N4光催化氧化法脱除NO的过程如图所示。

光催化脱除原理和电化学反应原理类似，P1-g-C3N4光催化的P1和g-C3N4两端类似于两极，g –C3N4极发生___________反应( 填“氧化”或“还原”)，该极的电极反应式为___________。
13．（2023·河南·统考三模）为加快实现“双碳”目标，有效应对全球气候变化、构建低碳社会，CO₂资源化利用受到越来越多的关注。
I.Sabatier反应可实现CO₂甲烷化：
反应1    CO₂(g)+4H₂(g) CH₄(g)+2H₂O(g)      ΔH=-165kJ⋅mol⁻¹
同时还发生的反应如下：
反应2   CO₂(g)+H₂(g) CO(g)+H₂O(g)       ΔH=+41kJ⋅mol⁻¹
(1)已知键能是指气态原子形成1mol化学键释放的能量，上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
O-H
C-H
C=O
H-H
键能/(kJ·mol⁻¹)
463
414
802
436

则C(g)+O(g)=CO(g)     ΔH=___________kJ⋅mol⁻¹。
(2)向某恒压密闭容器中充入5molCO₂和20molH₂，在不同温度下达到平衡时各含碳元素物质的物质的量n(X)与温度T的关系如下图所示。

①当反应1和反应2均达到化学平衡状态时，维持温度不变，增大容器体积，则反应2的平衡移动方向___________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)，反应2的平衡常数___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②曲线Y表示的是___________(填含碳元素物质的化学式)的物质的量与温度的关系，曲线Z所表示的物质在800K~1100K之间物质的量增大的原因是___________。
③800K时，反应2的压强平衡常数Kp=___________(计算结果保留两位有效数字，用分压代替浓度，分压=物质的量分数×总压)。
Ⅱ.一种从高炉气回收CO₂制储氢物质HCOOH的综合利用示意图如下：

(3)铂电极上生成HCOOH的电极反应式为___________；电解过程中还伴随着析氢反应，若生成HCOOH的电解效率为80%，当电路中转移1mole⁻时，阴极室溶液的质量增加___________g(CO₂溶解量不计)[B的电解效率=]。
14．（2023·河南安阳·安阳一中校考模拟预测）乙烯是合成食品外包装材料聚乙烯的单体，可以由丁烷裂解制备。
主反应：，正丁烷
副反应：，正丁烷
回答下列问题：
(1)化学上，将稳定单质的能量定为0，生成稳定化合物时的释放或吸收能量叫生成热，生成热可表示该物质相对能量。下表为、下几种有机物的生成热：
物质
甲烷
乙烷
乙烯
丙烯
正丁烷
异丁烷
生成热


52
20



①表格中的物质，最稳定的是_______填结构简式。
②上述反应中，_______kJ/mol。
(2)一定温度下，在恒容密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯。
①下列情况表明该反应达到平衡状态的是_______(填代号)。
A．气体密度保持不变             B．气体压强保持不变
C．反应热不变                   D．正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等
②为了同时提高反应速率和转化率，下列措施可采用的是_______(填代号)。
A．加入高效催化剂          B．升高温度            C．充入乙烷            D．减小压强
(3)向密闭容器中充入丁烷，在一定条件(浓度、催化剂及压强等)下发生反应，测得乙烯产率与温度关系如图所示。温度高于600℃时，随着温度升高，乙烯产率降低，可能的原因是_______(填代号)。
A．平衡常数降低 B．活化能降低 C．催化剂活性降低 D．副产物增多
(4)在一定温度下向恒容密闭容器中充入正丁烷，反应生成乙烯和乙烷，经过达到平衡状态，测得平衡时气体压强是原来的倍。
①内乙烯的生成速率为_______mol·L-1·min-1。
②上述条件下，该反应的平衡常数K为_______。
(5)丁烷空气燃料电池以熔融的为电解质，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池的负极反应式为_______。
15．（2023·河南郑州·统考一模）金属锌具有储量丰富、电池理论容量高、氧化还原电位低、对环境友好等诸多优势；锌的化合物在防腐、电镀、医学、纺织等领域有诸多应用。
(1)一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示。放电结束后对左侧电极片进行紫外测试，可观测到在765nm处有一个较强的吸收峰，在615nm处有一个肩峰，与标准图像吻合。(注：可溶于水，强碱性环境下最终转化为)。

①该电池中b膜为_______离子交换膜。(填“阴”或“阳”)
②该电池正极的电极反应式为_______；当电路中转移1mol电子时，电极质量减少_______g。
(2)的浓溶液可形成配合酸，因此浓溶液常用作除锈剂。的溶液的酸性就相当千的酸。根据以上信息，请写出的浓溶液除铁锈的化学方程式_______。
(3)已知难溶于水，在强碱溶液中发生反应，下图是二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系，其中c为或浓度的值。

①_______。
②向的溶液中加入等体积的HCl后，体系中的Zn元素主要以_______(写微粒符号)形式存在。

参考答案：
1．C
【详解】A．根据图中信息，空穴h+与水反应，其参与发生的反应为2H2O＋ 2h＋＝H2O2＋2H＋，故A正确；
B．氢离子得到光电子提供的电子，则参与发生的反应为2H＋＋2e－＝H2，故B正确；
C．该反应的化学方程式为CH4＋H2O CH3OH＋H2，水中氢化合价降低，则反应过程中水作氧化剂，故C错误；
D．根据图中信息常温常压下使甲烷和水转化为甲醇和氢气，则该反应的化学方程式为CH4＋H2O CH3OH＋H2，故D正确。
综上所述，答案为C。
2．A
【分析】电池工作时，M极H2O失电子产物与电解质反应生成H2O2或O2等，N极O2得电子产物与电解质反应生成H2O2或H2O，所以M极为负极，N极为正极。
【详解】A．由分析可知，M极为负极，N极为正极，则电池工作时，电子由电极M经导线流向电极N，A错误；
B．在负极，H2O失电子产物与电解质反应生成H2O2，则电极反应式有2H2O-2e- =H2O2+2H+，B正确；
C．自循环过程中，在正极，O2得电子产物与电解质反应生成H2O2或H2O，则存在O2+2e- +2H+= H2O2，C正确；
D．该电池的有效开发和利用，实现了可持续太阳能一燃料一电能转换，整个过程中不涉及含碳物质，可减少碳排放，D正确；
故选A。
3．D
【详解】A．pH计的工作原理是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)来确定待测溶液的pH，则pH计工作时，化学能转化为电能，A正确；
B．根据pH计的工作原理可知，玻璃电极玻璃膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化从而使得其能确定溶液的pH，B正确；
C．pH=，若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为0.377V ，则3=，解得K=0.2，C正确；
D．若玻璃电极电势比参比电极电势低，则玻璃电极为负极，失去电子发生氧化反应，反应为Ag(s)- e-+Cl-=AgCl(s)，D不正确；
故选D。
4．B
【分析】由图和题给信息可知，镁电极为原电池的负极，碱性条件下镁失去电子生成氢氧化镁，电极反应电极反应式为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH)2，A区溶液中氢氧根离子浓度减小，A区钠离子通过阳离子交换膜M进入B区，二氧化铅为正极，酸性条件下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反应式为PbO2+4H++SO+2e—=PbSO4+2H2O，C区溶液中消耗氢离子的物质的量大于硫酸根离子，C区溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜B区，则B区中硫酸钠溶液的浓度增大。
【详解】A．由分析可知，原电池工作时，A区钠离子通过阳离子交换膜M进入B区，C区溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜B区，故A正确；
B．由分析可知，原电池工作时，A区钠离子通过阳离子交换膜M进入B区，C区溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜B区，则B区中硫酸钠溶液的浓度增大，故B错误；
C．由分析可知，放电时，镁电极为原电池的负极，碱性条件下镁失去电子生成氢氧化镁，电极反应电极反应式为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH)2，故C正确；
D．由分析可知，原电池工作时，消耗2.4 g镁时，放电转移电子×2=0.2mol，C区放电消耗0.4mol氢离子、0.1mol硫酸根离子，同时有0.1mol硫酸根离子移向B区，相当于溶液中减少0.2mol硫酸，同时生成0.2mol水，则C区实际减少质量为0.2mol×98g·mol-1-0.2mol×18g·mol-1=16.0g，故D正确；
故选B。
5．C
【分析】由题干信息可知，碳基材料为负极b，放电过程中发生的电极反应为：NamCn-me-=Cn+mNa+，充电时，b与电源负极相连为阴极，电极反应为：Cn+mNa+ +me-= NamCn则含钠过渡金属氧化物为正极a，电极反应为：Na1-mMnO2+me-+mNa+=NaMnO2，充电时，a与电源正极相连作阳极，电极反应为：NaMnO2-me-= Na1-mMnO2+ mNa+，据此分析解题。
【详解】A．通过分析可知，放电时嵌入铝箔电极上，此时锰元素化合价降低，被还原，A错误；
B．放时，钠元素由碳基材料转移到铝箔电极上，此时碳基材料质量减轻，B错误；
C．由分析可知，充电时，b与电源负极相连为阴极，电极反应为：Cn+mNa+ +me-= NamCn，C正确；
D．由分析可知，放电过程中，钠元素和锰元素的化合价都在变，发生了氧化还原反应，D错误；
故选C。
6．A
【分析】由图可知电极反应为：铁电极发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+，石墨电极发生的反应为：2Fe3++2e-=2Fe2+，即左侧为负极，右侧为正极，以此解题。
【详解】A．在盐桥中，为维持两个烧杯中溶液的电荷平衡，两个盐桥中阴阳离子的迁移率应尽可能接近，由表格可知，钾离子和氯离子以及硝酸根离子的迁移率最接近，硫酸亚铁和硫酸铁由于水解会显酸性，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可将电解质溶液中的亚铁离子氧化，所以应选择氯化钾作为电解质，A错误；
B．电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极为负极，石墨电极为正极，盐桥中阳离子向正极移动，则盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中，B正确；
C．电流计读数不变时，说明右侧三价铁反应完，此时向右侧烧杯中加入硫酸铁固体，则三价铁可以继续参与反应，指针会继续偏转，C正确；
D．铁电极发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+，石墨电极发生的反应为：2Fe3++2e-=2Fe2+，当铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.01 mol·L−1时，由电极反应可知，转移的电子的物质的量浓度为0.02 mol·L−1，根据石墨电极的电极反应可计算得出石墨电极增加的c(Fe2+)为0.02 mol·L−1，原溶液中c(Fe2+)为0.05 mol·L−1，所以反应后c(Fe2+)=0.02 mol·L−1+0.05 mol·L−1=0.07 mol·L−1，D正确；
故选A。
7．B
【分析】M极苯酚发生氧化反应转化为CO2，电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+，M极为负极，负极附近阳离子增多；N极Cr2O转化为Cr(OH)3，发生还原反应，电极反应式为Cr2O+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，N极为正极，正极附近阴离子增多。
【详解】A．该电池用微生物进行发酵反应，微生物的主要成分是蛋白质，高温会失去活性，因此该电池不可以在高温下使用，故A正确；
B．根据图示可知M电极的苯酚转化为CO2为氧化反应，M极为负极，附近溶液中阳离子浓度增大，N极为正极，附近溶液中阴离子浓度增大，由于NaCl溶液被阳离子交换膜和阴离子交换膜隔离，Na+不能移向N极，Cl-不能移向M极，电池工作时，负极生成的H+透过阳离子交换膜进入NaCl溶液，正极生成的OH-透过阴离子交换膜进入NaCl溶液，故B错误；
C．负极生成的H+透过阳离子交换膜进入NaCl溶液，正极生成的OH-透过阴离子交换膜进入NaCl溶液，与H+反应生产水，使NaCl溶液浓度减小，故C正确；
D．在M极上苯酚发生氧化反应，做原电池的负极，电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+，故D正确。
故答案为B。
8．B
【详解】A.根据题意，放电时负极发生氧化反应，极反应：LixC6-xe−=6C+xLi+，A正确；
B.充电时左边阴极，右边阳极，阳离子移向阴极，B错误；
C.充电时将电池的负极发生还原反应为阴极与外接电源的负极相连，C正确；
D.总反应为Li1-xCoO2 +LixC6 =6C+ LiCoO2，负极LixC6 -xe−=6C+xLi+，可知正极为Li1-xCoO2 + xLi+ + xe−= LiCoO2，D正确；
故选B。
9．D
【详解】原电池中电子由负极流出，因此由电子转移方向可知Zn为负极，铁为正极；
A．铁为正极，电极反应式为O2+4H++4e－＝4OH-，溶液中没有亚铁离子，向烧杯a中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀生成，故A错误；
B．铁为正极，电极反应式为O2+4H++4e－＝4OH-，碱性增强，溶液pH增大，故B错误；
C．电子从Zn极流出，流入Fe极，溶液中是离子移动，电子不能流经电解质溶液，故C错误；
D．Zn为负极，烧杯b中发生反应为Zn－2e－＝Zn2+，故D正确；
故答案选D。
10．C
【分析】由题给信息可知，放电时，b电极为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，a电极为正极，碳化钼做催化剂时，锂离子作用下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成草酸锂，总反应为2Li+2CO2=Li2C2O4，金和多孔碳做催化剂时，锂离子作用下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳酸锂和碳，总反应为4Li+3CO2=2Li2CO3+C，充电时，与直流电源的负极相连的b电极做阴极，a电极做阳极。
【详解】A．由分析可知，充电时，与直流电源的负极相连的b电极做阴极，锂离子在阴极被还原为锂，故A错误；
B．由分析可知，放电时，b电极为原电池的负极，a电极为正极，则锂离子向a极移动，故B错误；
C．由分析可知，放电时，用碳化钼作锂极催化剂的总反应为2Li+2CO2=Li2C2O4，故C正确；
D．由总反应可知，生成1mol草酸锂和碳酸锂消耗二氧化碳的物质的量分别为2mol和1mol，消耗二氧化碳的量不相同，故D错误；
故选C。
11．B
【详解】A.燃料电池中燃料作负极失去电子被氧化，A项正确；
B.原电池中电解质中的阴离子向负极移动，O2－由b电极流向电极a，B项错误；
C.原电池工作时电子由负极经外电路流向正极，C项正确；
D.电流大单位时间内消耗的一氧化碳多，尾气中一氧化碳含量高，D项正确。
答案选B。
12．(1)     H2 较少时，NO主要被还原为N2O(或+1价含氮化合物等)(合理即可)     N2 (g) +3H2(g) 2NH3(g)    ΔH= -92.5kJ ·mol-1
(2)     甲     可能     0.11     0.12
(3)     还原     O2 +2H+ +2e- =H2O2

【详解】（1）①根据题中信息，随着氢气体积分数的增加，NO中被还原的价态逐渐降低，根据图像可知，当氢气的体积分数在0.5×10-3～0.75×10-3时，NO转化率基本为100%，而氮气和氨气的体积分数仍呈增加趋势，NO中N显+2价，N2中N显0价，NH3中N显-3价，因此当氢气较少时，NO被还原为N的+1价化合物或N2O；故答案为当氢气较少时，NO被还原为N的+1价化合物或N2O；
②根据盖斯定律可知，－脱硝反应，推出N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=()kJ/mol=-92.5kJ/mol；故答案为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.5kJ/mol；
（2）①该过程发生的两个反应都是物质的量减少的放热反应，恒温恒容状态下，随着时间的进行，气体物质的量减小，压强降低，而绝热容器中，虽然气体物质的量减小，但温度升高，气体压强增大，因此根据图像可知，X为绝热容器，Y为恒温容器；故答案为甲；
②因为反应为放热，甲绝热容器内反应体系温度升过高，反应速率快，先达到平衡，温度升高，平衡左移，平衡时压强增大，因此点a可能已达到平衡；故答案为可能；
③曲线Y是恒温过程的乙容器，恒温容器中反应达到平衡时NO的转化率为60%，开始时体系总压强为9kPa，n(NO)∶n(H2)=1∶2，p(NO)=3kPa，p(H2)=6kPa，


平衡压强为7.1kPa，则x=0.5，从开始到平衡时用分压表示的氢气消耗速率时=0.11kPa/min；平衡时p(NO)=1.2kPa、p(H2)=(4.2-1.5) kPa=2.7kPa、p(H2O)=1.8 kPa、p(N2)=(0.9-0.5) kPa=0.4 kPa，Kp==0.12kPa-1；故答案为0.11；0.12；
（3）g-C3N4极氧气得电子，发生还原反应，电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2；故答案为还原；O2+2H++2e-=H2O2。
13．(1)1073
(2)     正向移动     不变     CO     反应1是放热反应，反应2是吸热反应，此温度范围内，升高温。度，反应1平衡左移使CO2增多的程度大于反应2平衡右移使CO2减少的程度，所以二氧化碳的量增大     0.34
(3)     CO2+2H++2e-=HCOOH     18.4

【详解】（1）根据反应2：CO₂(g)+H₂(g) ⇌CO(g)+H₂O(g) ，用E表示键能，则可知
ΔH=2EC=O+EH-H-EC-O-2EH-O=41kJ/mol，代入表格中的数据，得802 kJ/mol×2+436 kJ/mol –
EC≡O-2×463 kJ/mol =41 kJ/mol，得EC≡O=1073 kJ/mol。故C(g)+O(g)=CO(g)的ΔH=1073 kJ/mol。
（2）①对于反应1来说，增加容器的体积相当于减小了各物质的浓度，平衡逆向移动，导致氢气的浓度增大，再对于反应2来说，氢气浓度增大，会导致平衡正向移动。由于温度不变，故反应2的平衡常数不变。
②随着温度的升高，Y的含量不断增加，即平衡正向移动，ΔH>0，故Y为CO的变化曲线；曲线Z表示的是二氧化碳，反应1是放热反应，反应2是吸热反应，此温度范围内，升高温度，反应1平衡左移使二氧化碳增多的程度大于反应2平衡右移使CO2减少的程度，所以二氧化碳的量增大。
③根据三段式，设反应1的转化量为amol，反应2的转化量为bmol，则

由图知平衡时的物质的量是nCO2=1mol=5-a-b，nCO=0.2mol=b，则a=3.8mol，则nH2=4.6mol，nH2O=7.8mol，则总物质的量为17.4mol，设总压为p，则各气体的分压为：
pCO2=，pH2=，pH2O=，pCO=，
则平衡常数Kp=
（3）铂电极上CO2和氢气得到电子生成甲酸，其电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH，当电路中转移1mole⁻时，电解率只有80%，则实际所用的电子只有0.8mol。
根据电极方程式，生成的甲酸的质量为46g/mol×0.4=18.4g，即阴极室溶液的质量增加18.4g
14．(1)          +92
(2)     BD     B
(3)CD
(4)     0.15     4.5mol/L
(5)

【详解】（1）①能量越低越稳定，即由稳定单质生成稳定化合物时放出释放的能量越大越稳定，由图表可知异丁烷的生成热最低，即生成异丁烷时释放能量越大，异丁烷能量最低，最稳定，异丁烷的结构简式为：；②反应方程式中焓变∆生成物的生成热−反应物的生成热，所以该反应的焓变；
（2）
一定温度下，在恒容密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯：①A．依据公式，气体的总质量不变，恒容则体系总体积也不变，则气体密度一直保持不变，不能判断是否达到化学平衡状态，A项错误；
B．该反应是气体分子数增加的反应，恒容条件下，随着反应的进行，体系压强增大，当气体压强保持不变，说明达到化学平衡状态，B项正确；
C．反应热取决于反应物和生成物的能量大小关系，反应热不能判断是否达到化学平衡状态，C项错误；
D．正丁烷分解速率是正反应方向的速率，乙烷消耗速率是逆反应方向的速率，该反应中，正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等，说明达到化学平衡状态，D项正确；
答案选BD；
②A．加入高效催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，转化率不变，A项错误；
B．，该反应正反应吸热，升高温度，反应速率加快，且化学平衡正向移动，转化率增大，B项正确；
C．充入乙烷，化学平衡逆向移动，转化率减小，C项错误；
D．减小压强，反应速率减小，D项错误；
答案选B。
（3）催化剂活性受温度影响，有机化学反应中副反应较多，随着温度升高，乙烯产率降低，可能的原因是催化剂活性降低，副产物增多，答案选CD；
（4）恒温恒容条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，经过10min 达到平衡状态，测得平衡时气体压强是原来的 倍，说明平衡后气体总物质的量是原来的倍，混合气体物质的量，此时，，剩余的，平衡时，，
 内乙烷的生成速率；
该反应的平衡常数；
（5）负极上丁烷失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为：。
15．(1)     阴          91
(2)6+=2Fe3+(n+3)H2O
(3)         


【详解】（1）①电池中，Zn电极为负极，V2O5电极为正极，结合正极、负极电解质溶液及题干所给信息，可得两极电极反应式如下：正极：，负极：，由图可知，电池放电过程，浓硫酸钾变为稀硫酸钾溶液，根据离子移动规则可知，钾离子通过a膜移向正极，硫酸根通过b膜移向负极，则b膜为阴离子交换膜；
②由第一问可知，正极反应为：；根据电极反应式可知，当转移1mol电子时，V2O5溶解0.5mol，则；
（2）由信息可知，为酸，则的浓溶液除铁锈的化学方程式为：6+=2Fe3+(n+3)H2O；
（3）由所给平衡可知pH越大，四羟基合锌离子浓度越大，故曲线①代表Zn2+，②代表：
①由可知，当pH=6时，c(OH-)=10-8mol/L ，c(Zn2+)=0.1mol/L，则；
②向时对应-lgc=1，此时pH>14，c(OH-)>1mol/L，加入等体积的HCl后，c(OH-)>0.3mol/L>0.1mol/L，c(H+)<10-13mol/L，此时pH>13，结合图像可知此时Zn元素主要以形式存在。