第四章 化学反应与电能 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

这是一份第四章 化学反应与电能 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1，共28页。
第四章 化学反应与电能测试题
一、单选题（共12题）
1．下列有关装置的说法正确的是
A．锂离子电池都是一次电池，比能量较高
B．镍氢电池放电时将电能转化成化学能
C．铅酸电池放电后两极质量均增加，溶液电导率减小
D．锌锰干电池使用时电子由碳棒流向锌筒
2．有如图所示的两个原电池装置，下列说法不正确的是

A．A池中负极的电极反应为Mg-2e-=Mg2+
B．Mg在A池中为负极，在B池中为正极
C．B池中电子的流向：Mg→Al
D．原电池工作一段时间后，A池溶液的pH会增大
3．氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。一种新型电解水制氢气技术采用全固态电池结构体系。在电解水时，电极均采用多孔电极，水蒸气(混有少量)从电解池的氢电极通入，装置原理如图，下列说法不正确的是

A．电解时，氧电极连接体与外接电源的正极相连
B．氢电极发生的反应：
C．多孔电极的结构有利于气体的扩散和传输
D．当电解时，则电解质中由氢电极向氧电极迁移
4．下列指定反应的方程式书写错误的是
A．向氢氧化钡溶液中加入硫酸氢钠溶液，所得溶液显碱性：
B．向酸性高锰酸钾溶液中滴入过氧化氢溶液，溶液紫红色褪去：
C．草酸溶液与足量氢氧化钠溶液反应：
D．用铜作电极电解饱和食盐水：
5．实验室用如图方法制备饮用水消毒剂：

已知：为强氧化剂，其中N元素为价。下列说法不正确的是
A．的电子式为
B．电解池中总反应的化学方程式为
C．若与恰好完全反应，则X为
D．饮用水中残留的可用适量溶液去除
6．具有开放性铁位点的金属有机框架材料，可以用于乙烷的催化氧化形成乙醇，反应过程如图所示，其中TS表示过渡态。下列说法正确的是

A．该反应过程中的原子利用率为100%
B．物质c为乙烷催化氧化的重要催化剂
C．过程中铁的价态没有发生改变
D．由于电负性O＞N＞Fe，所以的O原子与催化剂上的Fe产生吸附
7．某科研团队设计了负载有Ru纳米颗粒且具有三维多孔结构的石墨烯基电极，负极为Na箔，电解质溶液为添加了乙二胺的有机溶剂，构成了电池，其简单示意图如图。下列有关说法中不正确的是

A．放电时，正极上的电极反应式为
B．充电时，每转移0.1mol电子，在阳极可生成标准状况下的气体2.24L
C．组装电池时，可将乙二胺的有机溶剂电解液改为乙二胺的水溶液
D．该电池使用多孔石墨烯电极有利于气体、电极和电解液的充分接触
8．铑的配合物离子可催化甲醇羰基化，反应过程如图。下列说法不正确的是

A．反应过程中的成键数目可以为4、5、6
B．甲醇羰基化为放热反应
C．通过降低甲醇炭基化的焓变加快化学反应速率
D．存在反应
9．下列化学反应表示不正确的是
A．氢氟酸与玻璃中反应：
B．用惰性电极电解饱和食盐水的阳极反应：↑
C．溶液腐蚀覆铜板：
D．AgI见光分解：
10．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
A．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗
B．当有镀层的铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极保护法
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
11．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是

A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应
B．实验过程中，甲池左侧烧杯中的浓度不变
C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变
D．若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，乙池某电极析出1.6g金属，则乙中的某盐溶液可能是足量溶液
12．有关如图所示的电化学装置的叙述，正确的是（    ）

A．若为碳棒，为饱和食盐水，置于，则铁极上析出氯气
B．若为铂棒，为溶液，置于，则铁棒质量将增加
C．若为锌棒，为海水，置于，形成对铁的外加电流阴极保护
D．若为铜棒，为稀硫酸，置于，则正极反应为：
二、非选择题（共10题）
13．图中所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除A、B外，其余电极均为石墨电板。甲为铅蓄电池，其工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，其两个电极的电极材料分别为PbO2和Pb。闭合S，发现H电极附近的溶液先变红，20min后，将S断开，此时C、D两极上产生的气体体积相同；据此回答：

(1)B电极的电极材料是 (填“PbO2”或“Pb”)。
(2)丙装置中E电极上发生的电极反应式为 。
(3)电解20min时，停止电解，此时要使乙中溶液灰复到原来的状态，只需要加入的一种物质及其物质的量是 。
(4)20min后将乙装置与其他装置断开，然后在C、D两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，则此时乙装置中发生的总反应化学方程式为 。
14．苯乙烷（-C2H5）可生产塑料单体苯乙烯（-CH=CH2），其原理反应是：-C2H5(g) -CH=CH2(g) + H2(g)；△H = +125 kJ·mol-1。某温度下，将0.40 mol-C2H5(g)充入2L真空密闭容器中发生反应，测定该容器内的物质，得到数据如下表：
时间/min
0
10
20
30
40
n(-C2H5)/mol
0.40
0.30
0.26
n2
n3
n(-CH=CH2)/mol
0.00
0.10
n1
0.16
0.16
（1）n1= mol，计算该反应的平衡常数，K= 。
（2）工业上常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂（不参与反应）。-C2H5(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系总压强的关系如图所示。当其它条件不变时，水蒸气的用量越大，平衡转化率将 （填“越大”、“越小”或“不变”），原因是 。

（3）副产物H2用做氢氧燃料电池。写出酸性条件下，该电池正极的电极反应式 。
（4）在相同条件下，若最初向该容器中充入-CH=CH2(g)和H2(g)，假设在40min时达到上述同样的平衡状态，请在图中画出并标明该条件下-C2H5(g)和-CH=CH2(g)的浓度c随时间t变化的曲线 。

15．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，则：X电极的材料是 ，电极反应式是 。电解液a可以选用 。
16．I.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入电解质A溶液中组成原电池，如图1所示：

(1)若A为稀盐酸，则Al片作 极。
(2)若A为NaOH，则Al片作 极，该电极的电极反应式为 。
(3)若A为稀，则Cu片作 极，该电极的电极反应式为 。
II.某学生利用上述图2实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。

按照实验步骤依次回答下列问题：
(4)锌电极为电池的 极，电极上发生的是反应 (“氧化”或“还原”)电极反应式为 。
(5)导线中电子流向为 (用a、b表示)。
(6)若装置中铜电极的质量增加0.64g，则导线中转移的电子数目为 。
(7)若溶液中含有杂质，会加速Zn电极的腐蚀、还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去，最好选用下列试剂中的_______(填代号)。
A．NaOH B．Zn C．Fe D．
(8)反应一段时间后右侧烧杯浓度 (填增大，减小或不变)
17．常温下二氧化氯(ClO2)为黄绿色气体，其熔点为-59.5℃，沸点为 11.0℃，极易溶于水，不与水反应，主要用于纸浆、纤维、小麦面粉和淀粉的漂白，油脂、蜂蜡等的精制和漂白。温度过高，二氧化氯的水溶液可能会爆炸。某研究性学习小组拟用如图所示装置(加热和夹持装置均省略)制取并收集 ClO2。

(1)盛装稀硫酸的仪器名称为 。实验时需要加热至 60～80℃之间反应，较为适宜的加热方式为 。
(2)在仪器 a 中先放入一定量的 KClO3和草酸(H2C2O4)，然后再加入足量稀硫酸，加热，反应生成 ClO2、CO2和一种硫酸盐，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。反应开始后，可以观察到仪器 a 内的现象是 。
(3)装置 B 的作用是 。
(4)装置 D 中的 NaOH 溶液吸收尾气中的 ClO2，生成物质的量之比为 1：1 的两种盐，一种为 NaClO3，写出该反应的离子方程式： 。
(5)ClO2很不稳定，需随用随制。上述实验的产物用水吸收可得到 ClO2溶液。为测定所得溶液中 ClO2的含量，进行了下列实验：
步骤 1：量取 ClO2溶液 10mL，稀释成 100mL 试样，量取 V1mL 试样加入锥形瓶中；
步骤 2：调节试样的 pH≤2.0，加入足量 KI 晶体，振荡后，静置片刻；
步骤 3：加入指示剂淀粉溶液，用 cmol·L-1的 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗 Na2S2O3标准溶液 V2mL。
已知：①2ClO2+8H++10I-=5I2+2Cl-+4H2O
②2 Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
原 ClO2溶液的浓度为 g·L-1(用含 V1、V2、c 的代数式表示)。
(6)目前已开发出用电解法制取 ClO2的新工艺。如图所示，阴极发生的电极反应方程式为 。

18．研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。

(1)甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有___________(填序号)。
A．用纯氧气代替试管内空气
B．用酒精灯加热试管提高温度
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐 (填“加快”、“不变”、“减慢”)， 你认为影响因素为 。
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2
(3)为探究铁钉腐蚀实验 a、b 两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：
实验操作
实验现象
实验结论
向 NaCl溶液中滴加 2~3 滴酚酞指示剂
a 点附近溶液出现红色
a 点电极反应为①
然后再滴加 2~3 滴②
b 点周围出现蓝色沉淀
b 点电极反应为③
根据以上实验探究，试判断 (填“a”或“b”)为负极，该点腐蚀更严重。
(4)金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将 Fe 作阳极置于 H2SO4溶液中，一定条件下Fe 钝化形成致密 Fe3O4氧化膜，试写出该阳极电极反应式 。
19．（1）写出氯碱工业电解饱和食盐水的化学方程式：     
（2）已知：2KMnO4 + 16HCl =2KCl+2MnCl2 +5Cl2↑+8H2O，15.8g KMnO4 与 100mL12mol/L浓盐酸充分反应，固体完全溶解，生成标准状况下氯气的体积为 L，转移的电子数 个，若向反应后的溶液中加入足量的硝酸银，过滤、洗涤、干燥，可得到固体 mol。
（3）将标准状况下 6.72L 的 HCl 溶于水形成 250mL 溶液，取出 10mL 于锥形瓶中，溶质的物质的量浓度为 mol/L，向锥形瓶中滴加 0.5mol/LBa(OH)2 溶液，恰好反应，消耗Ba(OH)2 的体积为 mL。
20．如维持电流为0.5A，以燃料电池(如图所示)作为电源，持续工作，理论上消耗 g。(结果保留2位有效数字，已知)

21．回答下列问题：
(1)一定条件下，向容积不变的某密闭容器中加入和发生反应，欲使整个反应过程中的体积分数为恒定值，则a与b的关系是 。
(2)某实验室，以碱性锌锰电池为电源，用铁和石墨作电极电解酸性废水，发现可将废水中以沉淀的形式除去，其装置如图所示。

①X极材料 。
②在碱性锌锰电池中，正极的电极反应式是 。
③阳极发生的总反应式为 。
④每消耗19.5g理论上沉淀
(3)1，3-丁二烯与发生加成反应分两步：第一步进攻1，3-丁二烯生成碳正离子()；第二步进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成。反应进程中的能量变化如右图所示。已知在0℃和40℃时，1，2-加成产物与1，4-加成产物的比例分别为70：30和15：85。

①与0℃相比，40℃时1，3-丁二烯的转化率 (填“增大”“不变”“减小”，下同)
②从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率 ，1，4-加成正反应速率 。
③从0℃升至40℃，1，4-加成正反应速率的增大程度 其逆反应速率的增大程度(填“大于”“等于”或“小于”)。
22．已知A、B、C、D、E为周期表里1~20号元素中的五种。又知：①A与D同族，且A、D为非金属元素，B与E同族，B与C同周期；②E的原子序数为奇数，A与E的原子序数之和为28；③0.1mol C单质与足量的E的最高价氧化物对应水化物的溶液反应生成3.36 L(标准状况)的氢气。请回答下列问题：
（1）C的单质与足量的E的最高价氧化物对应的水化物的溶液反应的离子方程式 。
（2）B单质的最高价氧化物的水化物与D的最高价氧化物水化物之间相互反应生0.9 g水时，放出的热量为Q kJ，请写出该反应的热化学方程式 。
（3）请用电子式表示D元素和E元素所构成的化合物的形成过程 。
（4）向⑴所得的溶液中通入过量的CO2气体，过滤后的滤液（不考虑过量二氧化碳的溶解）中各种粒子的数量的从大到小的排序为 。
（5）C单质在日常生活和工业、农业、军事、科技等领域有广泛应用。如在海水中用碳棒和C单质做电极构成原电池，该原电池的正极的电极反应式为 。

参考答案：
1．C
A．锂离子电池都是可充电电池，因此不是一次电池，而是二次电池，其比能量较高，A错误；
B．镍氢电池放电时将化学能转化成电能，B错误；
C．铅酸电池放电后，负极由Pb变为PbSO4，正极由PbO2变为PbSO4，因此反应构两极质量均增加，由于反应消耗H2SO4，使溶液的酸性减弱，因此溶液的电导率减小，C正确；
D．锌锰干电池使用时电子由负极锌筒流向正极碳棒，D错误；
故合理选项是C。
2．C
A. 镁比铝活泼，A池中电解质是稀硫酸，负极为镁，电极反应为Mg－2e－=Mg2＋，A正确；
B. Mg在A池中为负极，在B池中发生的氧化还原反应为铝与氢氧化钠溶液的反应，铝为负极，则镁为正极，B正确；
C. B池中铝为负极，原电池中电子的流向：Al→导线→Mg，C错误；
D. 原电池工作一段时间后，A池溶液中的氢离子浓度减小，pH增大，D正确；
答案选C。
3．B
A．电解水时产生氧气发生在氧电极(阳极)，阳极与外接电源的正极连接，相反氢电极与电源的负极连接，A正确；
B．固体电解质传导，因此氢电极的电极反应式为，B错误；
C．两侧多孔氢电极和氧电极有利于气体的扩散和传输，C正确；
D．当电解时，转移，则电解质中有由氢电极向氧电极迁移，D正确；
故选B。
4．A
A．所得溶液显碱性，说明氢氧根离子没有完全反应，反应的离子方程式中和的化学计量数之比不可能为2∶1，A错误；
B．向酸性高锰酸钾溶液中滴入过氧化氢溶液，溶液紫红色褪去的离子方程式为，B正确；
C．草酸是二元弱酸，在离子方程式中要写分子形式()，C正确；
D．用铜作电极电解饱和食盐水时，阳极反应式为，阴极反应式为，所以电解总反应式为，D正确；
故选：A。
5．C
A．NH4C1为离子化合物，是铵根离子和氯离子构成的，电子式为，故A正确；
B．氯化铵溶液加入盐酸后电解生成氢气、NCl3溶液，阴极生成氢气，阳极生成NCl3，电解方程式为，故B正确；
C．若NaClO2与NCl3恰好完全反应，发生反应为：，x为NaCl、NaOH的混合溶液，故C错误；
D．饮用水中残留的ClO2具有强氧化性，硫酸亚铁和ClO2反应产生的铁盐，可以水解得到氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体吸附水中的悬浮物而净水，可用适量FeSO4溶液去除，故D正确。
故选：C。
6．D
从图中可以看出，进线为反应物，出线为产物，总反应方程式为： ，催化剂为a，由于产物有乙醇和氮气，原子利用率小于100%。
A．根据分析，由于产物有乙醇和氮气，原子利用率小于100%，A错误；
B．根据分析，物质a为乙烷催化氧化的重要催化剂，B错误；
C．从图中可以看出，铁的成键数目发生了变化，铁的价态也发生改变，C错误；
D．由于电负性O＞N＞Fe，O的电负性强，对Fe的吸引能力强，故N2O的O原子与催化剂上的Fe产生吸附，D正确；
故选D。
7．C
根据题意，负极为Na箔，放电时负极反应式为Na-e-=Na+，结合图示放电时SO2在正极发生得电子的还原反应生成Na2S2O4，正极反应式为2SO2+2e-+2Na+=Na2S2O4，放电时电池总反应为2Na+2SO2=Na2S2O4；据此分析作答。
A．根据图示，放电时SO2在正极发生得电子的还原反应生成Na2S2O4，正极上的反应式为2SO2+2e-+2Na+=Na2S2O4，A正确；
B．根据图示，充电时阳极的电极反应式为Na2S2O4-2e-=2Na++2SO2，每转移0.1mol电子，阳极生成0.1molSO2气体，在标准状况下的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，B正确；
C．该电池的负极为Na箔，由于Na能与水发生反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，故组装电池时不能将乙二胺的有机溶剂电解液改为乙二胺的水溶液，C错误；
D．多孔石墨烯电极具有较大的表面积，故使用多孔石墨烯电极有利于气体、电极和电解液的充分接触，D正确；
答案选C。
8．C
A．由图可知，反应过程中的成键数目可以为4、5、6，故A不选；
B．甲醇羰基化是化合反应，大多数化合反应为放热反应，故B不选；
C．是甲醇羰基化的催化剂，能降低反应的活化能，加快反应速率，但不能改变甲醇羰基化的焓变，故C选；
D．由图可知，存在反应 ，故D不选；
故选：C。
9．C
A．氢氟酸和SiO2反应化学方程式为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O，A正确；
B．用惰性电极电解饱和食盐水，阳极上氯离子失电子生成氯气，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，B正确；
C．FeCl3溶液腐蚀覆铜板，离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，C错误；
D．AgI见光分解，化学方程式为，D正确；
故答案选C。
10．C
A．发生电化学腐蚀时，金属应不纯，则纯银器主要发生化学腐蚀，A错误；
B．铁比锡活泼，当镀锡铁制品的镀层破损时，铁作负极被腐蚀，所以铁易被腐蚀，B错误；
C．海轮外壳连接锌块，锌、铁、海水构成原电池，锌为负极，钢铁外壳为正极，保护外壳不受腐蚀，为牺牲阳极的阴极保护法，C正确；
D．为防止输油管道的金属被氧化腐蚀，金属应连接电源的负极，作阴极，若连接正极作阳极，则会加剧腐蚀，D错误；
故合理选项是C。
11．C
甲池为原电池装置，活泼的铜失电子作负极，电流方向从正极流向负极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，铜放电生成铜离子，盐桥中的硝酸根离子向左边移动，如果用铜制U形物代替“盐桥”，甲池中的右边一个池为原电池装置，以此解答该题。
A．图中甲池为原电池装置，Cu电极为负极发生氧化反应，故A错误；
B．实验过程中，铜放电生成铜离子，盐桥中的硝酸根离子向左边移动，所以左侧烧杯中硝酸根离子的浓度变大，故B错误；
C．用铜制U形物代替“盐桥”，右边铜的质量减少，而左边铜的质量增加，而整个电路转移电子数相等，所以减少的质量与增加的质量相等，U型管的质量不变，故C正确；
D．若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，即生成银5.4g，物质的量为mol=0.05mol，所以整个电路转移0.05mol的电子，如果硝酸银足量应生成5.4g的银，说明硝酸银不足，故D错误；
故选：C。
12．B
A．置于，若为碳棒，为饱和食盐水，则组成电解池，X是阳极发生氧化反应生成Cl2，铁极为阴极发生还原反应析出氢气，A错误；
B．若为铂棒，为溶液，置于，则组成电解池，X是阳极，铁棒为阴极发生：Cu2++2e-=Cu，故质量将增加，B正确；
C．若为锌棒，为海水，置于，则形成原电池，锌比铁活泼，故能保护铁不被腐蚀，形成对铁的牺牲阳极的阴极保护，C错误；
D．若为铜棒，为稀硫酸，置于，形成原电池，则正极发生还原反应，故反应为：，D错误；
故答案为：B。
13． PbO2 2H2O-4e-=O2↑+4H+(4OH--4e-=O2↑+2H2O) 0.1mol Cu(OH)2 2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O
(1)闭合S，发现H电极附近的溶液先变红，说明H电极上氢离子反应生成氢气，为阴极，则与之连接的A为负极，B为正极，则B电极的电极材料是PbO2；
(2)丙装置中E电极为阳极，溶液中氢氧根离子反应生成氧气，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+(4OH--4e-=O2↑+2H2O) ；
(3)C、D两极上产生的气体体积相同，C电极上发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu；2H++2e- =H2↑，D电极上发生的电极反应为∶4OH--4e-=2H2O+O2↑，设生成的氧气为xmol，则氢气也为xmol，生成的Cu为0.1L×1mol/L=0.1mol，由得失电子可得:2x+0.1×2=4x，解得x=0.1mol，则电解时生成0.1mol氢气、0.1mol氧气和0.1molCu，若要恢复到原来的状态，需要加入0.1mol Cu(OH)2；
(4)20min后将乙装置与其他装置断开，然后在C、D两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，说明形成原电池，铜失去电子，氧气得到电子，则此时乙装置中发生的总反应化学方程式为2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。
14． 0.14 0.053 mol·L-1 越大 体系总压强一定时，水蒸气的分压越大，平衡体系的分压越小，平衡向气体体积增大的方向移动。或者：水蒸气的用量增大，体系内各物质的浓度商QC小于平衡常数KC，所以平衡将向右移动，使苯乙烷的转化率增大 O2+ 4H+ + 4e- = 2H2O
(1)20min时，-C2H5的物质的量为0.26mol，变化的物质的量为0.40mol-0.26mol=0.14mol，根据方程式-C2H5(g) -CH=CH2(g)+H2(g)可知，生成-CH=CH20.14mol，
-C2H5(g) -CH=CH2(g)+H2(g)
起始：0.40mol     0       0
转化：0.16mol 0.16mol     0.16mol
平衡：0.24mol 0.16mol     0.16mol
平衡时：c(-C2H5)=0.12mol/L，c(-CH=CH2)=0.08mol/L，c(H2)=0.08mol/L，
k==0.053 mol•L-1，故答案为0.14； 0.053 mol•L-1；
(2)由化学方程式可知，增大压强，平衡向逆反应方向移动，则体系总压强一定时，水蒸气的分压越大，平衡体系的分压越小，平衡向气体体积增大的方向移动，所以转化率增大，故答案为越大；体系总压强一定时，水蒸气的分压越大，平衡体系的分压越小，平衡向气体体积增大的方向移动；
(3)酸性氢氧燃料电池中，正极上氧气得电子发生还原反应，反应的电极方程式为O2+4H++4e-=2H2O，故答案为O2+4H++4e-=2H2O；
(4)在相同条件下，若最初向该容器中充入-CH=CH2(g)和H2(g)，假设在40min时达到上述同样的平衡状态，平衡时，c(-C2H5)=0.12mol/L，c(-CH=CH2)=0.08mol/L，c(H2)=0.08mol/L，起点(0，0.20)、终点在(40，0.08)；苯乙烷曲线变化趋势在增大，弓向浓度轴，且起点(0，0)、终点(40，0.12)，则图象为，故答案为。
15．(1) 2Cl--2e-=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
(2) 纯铜 Cu2++2e-=Cu CuSO4溶液
该装置具有外接直流电源，则属于电解池，与电源负极相连的X电极为阴极，与电源正极相连的Y电极为阳极。
（1）由分析可知，Y电极为阳极，则Y电极上Cl-失电子生成Cl2，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，检验Cl2时，通常使用淀粉碘化钾试纸，方法是：把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色；
（2）如要用电解方法精炼粗铜，则粗铜作阳极，纯铜作阴极，X电极为阴极，则电极材料是纯铜，电极反应式是Cu2++2e-=Cu。电解液a中应含有Cu2+，可以选用CuSO4溶液。答案为：纯铜；Cu2++2e-=Cu；CuSO4溶液。
【点睛】精炼铜时，电解质溶液的组成会不断发生改变。
16．(1)负
(2) 负
(3) 正
(4) 负 氧化
(5)a到b
(6)或
(7)B
(8)减小
（1）Cu不能和盐酸反应，Cu−Al−盐酸构成的原电池时，Al失去电子，作负极。
（2）Al能够和NaOH反应生成氢气和偏铝酸根，Al−Cu−NaOH溶液构成的原电池时，Al作负极，电极反应式为。
（3）Al和Cu都能和稀硝酸反应，Al比Cu活泼，当Al−Cu−稀HNO3构成的原电池时，Al片作负极，Cu片作正极，该电极上NO在酸性条件下得电子生成NO和H2O，该电极反应式为。
（4）锌铜原电池中，锌比铜活泼，铜为正极，故锌为负极， 锌失去电子转化为锌离子，发生氧化反应，电极方程式为：。
（5）锌铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极．原电池中，电子由负极流向正极，故电子的流向为a→b。
（6）0.64g铜物质的量为0.01mol，由电极反应式Cu2++2e -=Cu可知，生成1mol铜，转移2mol电子，故生成0.01mol铜，导线中转移0.02mol电子，电子数目为或。
（7）除去Cu2+，可促进其水解生成沉淀，注意不引入新的杂质，AC会引入杂质，D抑制水解，只有B符合，故答案选B。
（8）该装置为原电池装置，Zn为负极，Cu为正极，铜电极发生Cu2++2e -=Cu，反应一段时间后右侧烧杯浓度减小。
17．(1) 分液漏斗 水浴加热
(2) 2：1 溶液中有气泡逸出，烧瓶内出现黄绿色气体
(3)冷凝并收集ClO2
(4)2ClO2 + 2OH- =ClO+ ClO+H2O
(5)
(6)ClO2+ e-= ClO
装置A中氯酸钾、草酸及硫酸发生氧化还原反应生成硫酸钾、二氧化氯、二氧化碳和水，已知温度过高，二氧化氯的水溶液发生爆炸，则反应温度控制在60～80℃之间；装置B中试管的水浴温度为0℃，而ClO2沸点为11.0℃，则在装置B中收集ClO2；二氧化氯有毒，则装置D吸收过量的二氧化氯。
（1）
由图可知盛装稀硫酸的仪器名称为：分液漏斗；加热温度低于100℃，可采用水浴加热控制温度；
（2）
分析可知，利用氧化还原反应中得失电子守恒可知：2KClO3+ H2C2O4 + H2SO4=K2SO4 + 2ClO2↑+2H2O+2CO2↑，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1；ClO2是黄绿色气体，因此反应开始后，可观察到的现象是溶液中有气泡逸出，烧瓶内出现黄绿色气体；
（3）
已知ClO2的熔点为-59.5℃，沸点为11.0℃，因此装置B的作用是冷凝并收集ClO2；
（4）
NaOH溶液吸收尾气中的ClO2，生成物质的量之比为1：1的两种盐，根据得失电子守恒可知，一种为NaClO3，另一种盐为NaClO2，则反应的离子方程式为： 2ClO2 + 2OH- =ClO+ ClO+H2O；
（5）
根据两个方程式，可得到2ClO2~5I2~10Na2S2O3，则原ClO2溶液的浓度=g/L= g/L；
（6）
由图可知，A极电极反应为ClO2变为，化合价降低，得电子，电极反应为ClO2+e-=。
18．(1)ACD
(2) 减慢 氧气的浓度
(3) O2 + 4e－+ 2H2O =4OH－ 铁氰化钾溶液或 K3[Fe(CN)6]溶液 Fe-2e－=Fe2+ b
(4)3Fe-8e－+4H2O =Fe3O4+8H+
【解析】（1）
甲图中左侧具支试管中的铁钉发生吸氧腐蚀，消耗氧气，导致具支试管中压强减小，右侧试管的导管中液面上升。
A．用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，A正确；
B．用酒精灯加热试管提高温度，试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，B错误；
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，增大反应物的接触面积，反应速率加快，C正确；
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，D正确；
故选ACD。
（2）
液柱高度变化值与铁腐蚀的速率成正比，分析2min时间内液柱高度变化值即可判断腐蚀的速率变化，1min~3min、3min ~5min、5min ~7min、7~9min时间段液柱上升高度分别为：1.3cm、0.9cm、0.7cm、0.5cm，故铁腐蚀的速率逐渐减慢；由于铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应，反应过程中不断消耗氧气，容器内氧气的浓度不断减小，反应速率逐渐减慢，相同时间内液柱上升的高度逐渐减弱；
（3）
铁钉的吸氧腐蚀中，滴有酚酞的a点附近出现红色，则产生氢氧根离子，电极反应式为O2 + 4e－+ 2H2O =4OH－；b点则为Fe失电子生成Fe2+或Fe3+，b点周围出现蓝色沉淀说明加入铁氰化钾验证Fe2+的存在，电极反应为Fe-2e－=Fe2+；b点做电池的负极，腐蚀更严重；
（4）
阳极为Fe，Fe失电子生成Fe3O4，电极反应为3Fe-8e－+4H2O =Fe3O4+8H+；
19． 2NaCl + 2H2O    2NaOH + H2 ↑+ Cl2↑ 5.6 0.5NA 0.7 1.2 12
(1)电解饱和食盐水生成NaOH、Cl2和H2；
(2)根据n=计算KMnO4的物质的量，根据方程式计算生成氯气的物质的量，再计算氯气的体积和转移的电子的物质的量；根据氯原子守恒计算反应后溶液中n(Cl-)，根据氯离子守恒可知n(AgCl)=n(Cl-)；
(3)标准状况下 6.72L 的 HCl的物质的量为=0.3mol，根据c=计算溶液的物质量浓度，再结合溶液是均一的及中和反应的实质计算滴定时消耗Ba(OH)2 的体积。
(1)电解饱和食盐水生成NaOH、Cl2和H2，发生反应的化学方程式为2NaCl + 2H2O2NaOH + H2↑+ Cl2↑；
(2)15.8g高锰酸钾的物质的量为：=0.1mol，浓盐酸的物质的量为0.1L×12mol/L=1.2mol，则:
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl+5Cl2↑+8H2O
2mol 16mol       5mol
0.1mol 0.8mol 0.25mol
这说明反应中浓盐酸是过量的，因此生成的氯气在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L；
反应中Cl元素化合价从-1价升高为0价，则反应中转移电子的数目为0.25mol×2×NA=0.5NA；
根据氯原子守恒可知，溶液中氯离子的物质的量=1.2mol-0.5mol=0.7mol，则根据氯原子守恒可知生成的氯化银的物质的量是0.7mol；
(3)标准状况下 6.72L 的 HCl的物质的量为=0.3mol，则溶液的物质量浓度c===1.2mol/L，溶液是均一、稳定的混合物，取出10mL的盐酸溶液的物质的量浓度仍为1.2mol/L；锥形瓶中滴加 0.5mol/LBa(OH)2 溶液，恰好反应时，设消耗Ba(OH)2 的体积VmL，则1.2mol/L×10×10-3L=0.5mol/L×2×V×10-3L，解得：V=12mL。
20．
由可知，转移电子的物质的量；电极a处甲烷失去电子发生氧化反应：应，理论上消耗的质量为。
21． a=b 石墨 0.3 减小 增大 增大 小于
根据题意（2）小题左边装置为原电池，锌为原电池的负极，二氧化锰为原电池的正极，右边装置为电解池，Y连接原电池的正极为电解池的阳极，X连接原电池的负极为电解池的阴极。将废水中的以形式沉，根据电解原理，铁单质为活泼金属，铁作为阳极，被氧化为Fe2+，被O2氧化成Fe3+，沉淀。据此分析。
(1)设转化的二氧化碳的物质的量为x，根据反应

要使为恒定值，则a=b。故答案为：a=b。
(2)①根据上述分析，右池中Y极为铁，铁作阳极，被氧化生成Fe2+，Fe2+被O2氧化成Fe3+，沉淀，则X极为阴极，为石墨。故答案为：石墨。
②在碱性锌锰电池中，二氧化锰为原电池的正极，发生还原反应得电子，电极反应式为
。故答案为：。
③右池中铁作阳极，被氧化生成Fe2+，Fe2+被O2氧化成Fe3+，沉淀，且电解质溶液为酸性废水，则总反应式为。故答案为：
。
④左池中锌为负极，电解质溶液为KOH溶液，则电极反应式为Zn−2e-+2OH=Zn(OH)2，右池中阳极反应式为，则Zn与的关系为4Zn-8e--4，若n(Zn)= ，则理论上沉淀0.3mol 。故答案为：0.3。
(3)①由图可以看出该反应为放热反应，温度升高平衡向左移动，反应物的转化率降低，即40℃时1，3-丁二烯的转化率减小。故答案为：减小。
②温度升高反应速率加快，两个反应的速率都加快。故答案为：增大；增大。
③由于温度升高平衡逆向移动，则正反应速率增大的程度小于逆反应速率增大的程度。故答案为：小于。
22． 2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ NaOH(aq)+HClO4(aq)=NaClO4+H2O(l)  △H=-20Q kJ/mol H2O、K+、HCO3-、OH-、H2CO3、H+、CO32- O2+2H2O+2e-=4OH-
A、B、C、D、E为周期表里1～20号元素中的五种，0.1mol C单质与足量的E的最高价氧化物对应水化物的溶液反应生成3.36L（标准状况）的氢气，氢气物质的量为=0.15mol，根据电子转移守恒可知，反应后C元素的化合价为=3，则C为Al元素；E为原子序数为奇数，A与E的原子序数之和为28，则E的原子序数大于14，B与C同周期，则B处于第三周期，B与E同族，故E处于第四周期，E为原子序数为奇数，则E为K元素，故A的原子序数为28-19=9，则A为F元素，A与D同族，则D为Cl元素，据此解答。
（1）Al单质与足量的KOH溶液反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑；
（2）B单质的最高价氧化物的水化物为NaOH，D的最高价氧化物水化物为HClO4，两者之间相互反应生成水的物质的量为n(H2O)==0.05mol时，放出的热量为Q kJ，则生成1mol水放热==20Q kJ根据热化学方程式与反应热之间的关系可知，NaOH(aq)+HClO4(aq)=NaClO4+H2O(l)     △H=-20Q kJ/mol；
（3）KCl是由钾离子和氯离子构成，其电子式表示的形成过程如下：；
（4）依据第（1）问可知，生成的盐溶液为偏铝酸钾，通入过量的CO2气体，生成氢氧化铝成沉淀和碳酸氢钾，碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度，溶液呈碱性，溶液中最多的粒子为水，则离子浓度大小关系为：H2O、K+、HCO3-、OH-、H2CO3、H+、CO32-；
（5）C为Al单质，利用铝与碳棒形成原电池，铝做负极被腐蚀，碳棒作为正极，氧气得电子发生还原反应，其电极反应式为：O2+2H2O+2e-=4OH-。