甘肃高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-06化学能与电能

这是一份甘肃高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-06化学能与电能，共19页。试卷主要包含了单选题，原理综合题，工业流程题等内容，欢迎下载使用。

甘肃高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-06化学能与电能

一、单选题
1．（2023·甘肃·统考三模）从日常生活到前沿科技，化学发挥着重要作用。下列说法正确的是.
A．陶瓷的生产以黏土和二氧化硅为主要原料
B．温度计破损可在水银上撒一些硫粉防止汞中毒
C．问天实验舱的太阳翼是一种原电池装置
D．食品袋中放置生石灰是利用其氧化性
2．（2023·甘肃兰州·统考一模）科技工作者将废旧锂离子电池中的LiCoO2 (s)作为正极材料通过下列装置转化为Co2+，进而回收金属钴。已知：电极材料均为石墨材质，工作时需要保持厌氧、细菌所在环境pH稳定，借助细菌降解乙酸盐生成CO2。下列说法错误的是

A．甲室中的石墨电极为阴极，将Co2+转化为金属钴
B．乙室的电极反应式为： LiCoO2+4H++e- =Li++Co2+ + 2H2O
C．装置工作时，甲室溶液pH逐渐减小
D．电路中通过8 mol电子的过程中，乙酸盐溶液所在的电极室内质量均减小88 g
3．（2023·甘肃武威·校联考一模）三室膜电渗析分离硫酸锂并回收酸碱的装置示意图如图，下列说法正确的是

A．酸碱的浓度：进等于出
B．右侧电极的电极反应式为
C．装置工作一段时间后，
D．右侧离子交换膜为阴离子交换膜
4．（2023·甘肃武威·校联考一模）下列实验正确且能达到实验目的的是

A．图A是制取并收集氨气 B．图B是还原氧化铜
C．图C是检验绿矾溶液是否变质 D．图D是制备少量氢气
5．（2022·甘肃平凉·统考二模）某科研小组研制了一种通过电解将草酸(HOOC-COOH)转化为羟基乙酸(HOCH2COOH)的装置。固体聚合物为两面分别是以Y2O3为基质的阳极和TiO2涂覆的阴极，H+可通过固体聚合物电解质。其装置如图所示，下列说法错误的是

A．电源的a极为负极
B．电解池工作时，H+通过固体聚合物电解质向右移动
C．为增强阳极电解液的导电性，可在水中添加适量Na2SO4
D．阴极上的电极反应式为HOOC-COOH+4H++4e-=HOCH2COOH+H2O
6．（2022·甘肃·统考一模）MFC-电芬顿技术不需要外加能量即可发生，通过产生羟基自由基(·OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果，其耦合系统原理如下图所示，下列说法正确的是

A．a电极为阳极，X电极为负极
B．甲池中H+移动的方向从M室到N室
C．乙池可在酸性较弱的环境中使用
D．当电路中转移0.2mol电子时，理论上Y电极消耗O2体积为2.24L
7．（2022·甘肃张掖·统考二模）利用电化学原理可对海水(主要成分NaCl和H2O，还含有少量微生物)进行消毒，并能清除残留的含氯消毒物质(工作原理如图，其中电极均为惰性电极)。
已知：工作时，先断开K2，闭合K1，一段时间后，断开K1，闭合K2
下列说法不正确的是

A．闭合K1后的总反应为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
B．闭合K2后，Na+通过离子交换膜从Ⅱ室迁移至Ⅲ室
C．工作完成后，Ⅱ室中有金属Na剩余
D．残留的含氯消毒物质在III室放电被脱除
8．（2021·甘肃金昌·统考模拟预测）图中是利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理图。下列说法正确的是

A．电子流向：B电极→用电器→电极A，该过程将化学能转化为电能
B．A电极上发生氧化反应，电极反应式为：X-4e- =Y+4H+
C．若有机物为麦芽糖，处理0.25mol有机物，12molH+透过质子交换膜移动到右室
D．若B电极上消耗标准状况下氧气56mL，则电极A上生成1.64gY
9．（2021·甘肃兰州·统考一模）科学家利用新型Zn-CO2水介质电池，电极材料为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。其电池示意图如下图所示，下列说法正确的是

A．放电时，正极区pH降低
B．放电时，Zn极发生电极反应式为： Zn+4OH--2e-=Zn(OH)
C．充电时，每生成标况下11.2LO2在阳极可生成65g Zn
D．电解质溶液2一定是碱性溶液
10．（2021·甘肃·统考二模）氢能源是清洁能源，可借助有机物储氢，例如可利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和储氢：C6H12(g)C6H6(g)+3H2(g)。一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢，下列说法正确的是

A．电极A为阳极
B．高分子电解质膜为阴离子交换膜
C．从多孔惰性电极E产生的气体是氧气
D．上述装置中生成目标产物的电极反应式为C6H6+6H+-6e-=C6H12

二、原理综合题
11．（2022·甘肃·统考一模）研究碳、氮硫等元素化合物的性质和转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义，对这些元素形成的有毒有害4气体进行处理成为科学研究的热点。请回答下列问题：
(1)可用NH3选择性脱除氮氧化物，已知：
①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H1=+180kJ·mol-1
②5O2(g)+4NH3(g)=4NO(g)+6H2O(1) ∆H2
③4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1) △H3=-2070kJ·mol-1
则△H2= kJ∙mol-1
(2)某研究小组将3molNO、3molNH3和一定量的O2充入2L密闭容器中，在T℃、Ag2O催化剂表面发生反应③，反应9min测得容器中NO的转化率为54%，则此时段内NH3的平均反应速率v(NH3)为 mol·L-1·min-1。研究表明不同氨氮比[m=]条件下测得NO的残留率与温度关系如下图所示。指出氨氮比m1、m2、m3由大到小的顺序为 ；随着温度不断升高，NO的残留率趋近相同的原因可能是

(3)已知反应NO2(g)+SO2(g)⇌NO(g)+SO3(g) ∆H<0，实验测得不同温度T1℃、T2℃下的平衡态中lgp(NO2)和lgp(SO3)两个压强对数的关系如下图所示，实验初始时体系中的p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等。则a、b两点体系压强pa：pb= 温度为T2时化学平衡常数Kp= 。。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)；T1 T2(填“>”“<"或“=”)。

(4)研究人员开发了一种新型的硼、氮共掺杂的多孔石墨烯材料作为正极催化剂的锂-二氧化碳二次电池，实现了碳酸锂在电池中的高度可逆分解，减少CO2的排放，其装置示意图如下图所示，放电时，正极反应式为 。

12．（2022·甘肃平凉·统考二模）氢气最早于16世纪被人工制取出来，氢气是一种清洁能源。
(1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。
已知：H—H键、O=O键、H—O键的键能依次为436kJ·mol-1、495kJ·mol-1、463kJ·mol-1。则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H= kJ·mol-1。
(2)T1℃时，向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4，只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，达到平衡时，测得c(C2H4)=2c(CH4)，CH4的转化率为 ；保持其他条件不变，温度改为T2℃，经25s后达到平衡，测得c(CH4)=2c(C2H4)，则0~25s内v(C2H4)= mol·L-1·s-1。
(3)CH4分解时几种气体的平衡分压(ρPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。

①T℃时，向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H2(g)和H2(g)，只发生反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) △H，△H (填“>”或“<”)0，此时的平衡常数Kp= (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2。
②若只改变一个反应条件使Kp变大，则该条件是 (填标号)。
A．减小C2H2的浓度    B．升高温度     C．增大压强     D．加入合适的催化剂
(4)工业上，以KNH2和液氨为电解质，以石墨为电极，电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为 ，一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为 。
13．（2022·甘肃张掖·统考二模）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，因此碳的利用、捕集和减排成了研究的重点。
(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：
反应I：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1=-164.9kJ·mol-1
反应II：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
则CH4(g)和H2O(g)重整生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)将CO2和H2按体积比1：4混合(n总=5mol)，匀速通入装有Ru/TiO2催化剂的反应容器中发生反应I和反应II。反应相同时间，CO2转化率、CH4和CO选择性(选择性：转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)随温度变化曲线分别如图所示。

①a点的正反应速率和逆反应速率的大小关系为v正(a) v逆(a)(填“＞”“=”或“＜”)。
②Ru/TiO2催化剂在较低温度主要选择 (填“反应I”或“反应II”)。
③350℃～400℃温度区间，CO2转化率呈现减小的变化趋势，其原因是 。
④350℃时，反应达到平衡时容器体积为5L，求该温度下反应I的平衡常数K= L2·mol-2。
(3)常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。若某次捕捉后得到pH=10的溶液，则溶液中c(CO)：c(H2CO3)= 。(已知：常温下H2CO3：Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11)


(4)Na−CO2电池可以实现对CO2的利用，该类电池放电的反应方程式为：4Na+3CO2=2Na2CO3+C。其工作原理如图所示，请写出正极的反应方程式 。
14．（2021·甘肃·统考二模）CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%，CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
已知l：CO2与CH4经催化重整制得合成气：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)∆H
(1)一定压强下，由最稳定单质生成1mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知CO2(g)、CH4(g)、CO(g)的摩尔生成焓分别为-395kJ·mol-1、-74.9kJ·mol-1、-110.4kJ·mol-1。则上述重整反应的△H= kJ·mol-1。
(2)CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的气体，用于生产多种化工产品。目前科学家，研究CH4超干重整CO2的催化转化原理示意图如图：

该技术中的总化学反应方程式为： 。
(3)其他条件不变，在不同催化剂(I、II、III)作用下，反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)进行相同时间后，CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。

a点所代表的状态 (填“是”或“不是”)平衡状态；b点CH4的转化率高于c点原因： 。
(4)在一刚性密闭容器中，CH4和CO2的分压分别为16kPa、14kPa，加入Ni/a—Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
①研究表明CO的生成速率v(CO)=1.3×10-2·p(CH4)·p(CO2)mol·g-1·s-1，某时刻测得p(CO)=8kPa，则p(CO2)= kPa，v(CO)= mol·g-1·s-1
②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.4倍，则该反应的平衡常数Kp= (kPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(5)我国科研人员研制出的可充电“Na—CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池吸入CO2，其工作原理如图所示：正极的电极反应式为 。


三、工业流程题
15．（2021·甘肃金昌·统考模拟预测）金属回收与利用有利于环境保护，镉可用于制造体积小和电容量大的电池。铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质，湿法炼锌产生的铜镉渣用于生产金属镉的工艺流程如下：

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度均为0.1mol·L-1)
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cd(OH)2
开始沉淀的pH
1.7
6.3
7.5
沉淀完全的pH
2.8
8.4
9.3
(1)滤渣Ⅰ可用硫酸酸化的双氧水浸取经结晶制取胆矾，试写出浸取过程离子方程式 。
(2)操作Ⅱ“除钴”时，向含Co2+的浸液中加入Zn和Sb2O3，恰好产生CoSb合金，写出该反应的化学方程式： 。
(3)操作Ⅲ加入ZnO控制反应液的pH范围为 ；若加入的H2O2不足，加入ZnO后所得的电解液中会含有Fe元素。请设计实验方案加以检验： 。
(4)“电解”过程中以石墨为电极得到粗镉，电解阳极反应式为 ；电解废液最好在 加入循环利用。(选择“操作I”、“操作Ⅱ”、“操作Ⅲ”、“电解”工序名称填入横线上)
(5)回收所得的Cd可用于制造镍镉碱性二次电池，电池工作时，正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则充电时电池的阳极反应式为 ；如果用生石灰处理含Cd2+(2.88×10-4mol/L)的电解废液。常温下，当pH=10时，镉的去除率为 。(用百分数表达，小数点后两位有效数字。已知常温下，Ksp[Cd(OH)2]=7.2×10-15)

参考答案：
1．B
【详解】A．生产陶瓷的主要原料为黏土，A错误；
B．Hg和S反应生成HgS，可防止Hg挥发使人中毒，B正确；
C．太阳翼能将太阳能转化为电能，不属于原电池装置，C错误；
D．生石灰能和水反应生成氢氧化钙，具有吸水性，可用作食品袋中的干燥剂，D错误；
故选B。
2．D
【详解】电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为二氧化碳，钴离子在另一个电极上得到电子被还原为Co，失去电子，总反应方程式为；乙室中正极上得电子，被还原为钴离子，同时得到锂离子，总反应为；
A．甲室总反应方程式为，其中石墨电极为阴极，将将转化为金属钴，A项正确；
B．乙室中正极上 得电子，被还原为钴离子，同时得到锂离子，电极反应为，B项正确；
C．甲室总反应方程式为，甲室溶液pH减小，C项正确；
D．甲室的电极反应式为，乙室电极反应式为根据电子转移守恒可知没有进行溶液转移时，乙室增加的质量是甲室减少质量的2倍，同样的道理，没有进行溶液转移时，电路中通过8 mol电子的过程中，乙酸盐溶液所在的电极室内减小质量不同，D项错误；
答案选D。
3．B
【分析】三室膜电渗析分离硫酸锂并回收酸碱，由图可知，中间室离子向两侧迁移，右侧得到氢氧化锂、左侧得到硫酸，则右侧电极为阴极，水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子；左侧电极为阳极，水放电发生氧化反应生成氧气和氢离子；
【详解】A．由分析可知，左室有生成氢离子和迁移过来的硫酸根离子，硫酸浓度变大；右室有生成的氢氧根离子和迁移过来的锂离子，氢氧化锂浓度变大，A错误；
B．右侧电极水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，B正确；
C．由分析可知，a为生成的氧气、b为生成的氢气，根据电子守恒可知，生成气体，C错误；
D．右侧离子交换膜可以让锂离子通过，为阳离子交换膜，D错误；
故选B。
4．D
【详解】A．氨气极易溶于水，不能用排水法收集，A不符合题意；
B．装置为密闭装置，一氧化碳不能顺利进入试管，B不符合题意；
C．亚铁离子变质生成铁离子，应该使用KSCN溶液检验，C不符合题意；
D．电解水生成氢气和氧气，能达到目的，D符合题意；
故选D。
5．B
【分析】由外接电源，本题主要考查电解池相关知识。
【详解】A．根据图示，电解池中右侧电极水失电子生成氧气，右侧点击为电解池阳极，则电源的b极是正极、a极为负极，故A正确；
B．电解池左侧为阴极、右侧为阳极，电解池工作时，H+通过固体聚合物电解质向左(阴极)移动，故B错误；
C．右侧电极水失电子生成氧气，阳极电解液中添加适量Na2SO4，电极反应不变，故C正确；
D．阴极草酸得电子生成羟基乙酸，电极反应式为HOOC-COOH+4H++4e-=HOCH2COOH+H2O，故D正确；
选B。
6．B
【详解】A．由电子流向可知，a电极为负极，b电极为正极，与b相连的X电极为阳极，A错误；
B．原电池中阳离子向正极运动，甲池中H+移动的方向从M室到N室，B正确；
C．乙池中存在铁离子、亚铁离子，在酸性较弱的环境中使用会生成铁的氢氧化物沉淀，C错误；
D．没有说明气体所处的是否为标准状况，不能计算氧气的体积，D错误；
故选B。
7．A
【详解】A．闭合K1后为电解池，阳极海水中的Cl-被氧化为氯气，阴极为含Na+的有机电解液，所以应是Na+被还原生成Na单质，总反应为2Cl-+2Na+Cl2↑+2Na，A错误；
B．闭合K2后为原电池，Ⅱ室中Na单质被氧化为Na+，所以为负极，Ⅲ室为正极，原电池中阳离子流向正极，所以Na+通过离子交换膜从Ⅱ室迁移至Ⅲ室，B正确；
C．闭合K1时在Ⅰ室生成的氯气与水反应生成HClO(含氯消毒物质)，假设此过程生成1mol氯气，则生成1molHClO，根据电子守恒可知生成2mol钠单质；HClO可以氧化微生物，进行消毒，未反应的HClO在闭合K2后的Ⅲ室中被还原，由于部分HClO是被微生物还原，所以在Ⅲ室中被还原的HClO的物质的量小于1mol，则消耗的钠单质小于2mol，所以有金属Na剩余，C正确；
D．闭合K1时在Ⅰ室生成的氯气与水反应生成含氯消毒物质，含氯消毒物质可以氧化微生物，进行消毒，闭合K2后Ⅲ室为正极，剩余的氯消毒物质被还原，D正确；
综上所述答案为A。
8．C
【详解】A．由图可知，氧气生成水发生还原反应，B电极为电源正极，则电子流向：A电极→用电器→电极B，该过程将化学能转化为电能，A错误；
B．A电极为电源负极，发生氧化反应，由图可知，X失去两个H，则电极反应式为：X-2e- =Y+2H+，B错误；
C．麦芽糖化学式为C12H22O11，则反应为，处理0.25mol有机物，48×0.25=12molH+透过质子交换膜移动到右室，C正确；
D．若B电极上消耗标准状况下氧气56mL=0.056L，O2的物质的量为0.0025mol，转移电子的物质的量为0.01mol，则电极A上生成0.005molY，Y化学式为C13H8O2N2，则Y质量为0.005mol ×224g/mol=1.12g，D错误；
故选C。
9．B
【详解】A．放电时，二氧化碳转化为甲酸，碳原子价态降低，故其为正极反应，反应式为：，所以放电时正极消耗氢离子，pH升高，故A错误；
B．放电时，介质为水，故负极反应为：，故B正确；
C．根据上述反应式可以发现，充电时阳极失电子发生氧化反应，而Zn应在阴极生成，故C错误；
D．电解质溶液2若为碱性，则甲酸应以HCOO-形式存在，故D错误。
答案选B。
10．C
【分析】根据图知，苯中的碳得电子生成环己烷，则D作阴极，E作阳极，所以A是负极、B是正极；该实验的目的是储氢，所以阴极上发生的反应为生产目标产物，阴极上苯得电子在酸性条件下反应生成环己烷。
【详解】A. 根据分析，可知A为负极，A错误；
B. 阴极上苯和氢离子生成环己烷，氢离子由水产生，即氢离子通过高分子电解质膜，所以为阳离子交换膜，B错误；
C. 阴极上苯和氢离子生成环己烷，氢离子由水产生，同时还生成氧气，所以电极E产生的气体是氧气，C正确；
D. 该实验的目的是储氢，所以阴极上发生的反应为生产目标产物，阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷，所以电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12，D错误；
答案选C。
11．(1)-1170
(2) 0.06 m3>m2>m1 放热反应，温度升高，平衡逆向移动，NO残留率上升，达到拐点之后，随着温度升高，NO的残留率趋近相同说明温度对平衡的影响占主导地位，对NO残留率的影响大于氨氮比
(3) 1:10 <
(4)3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C

【分析】根据盖斯定律可通过已知热化学方程式求出待求热化学方程式的焓变；根据平衡移动原理分析影响化学平衡移动的因素，根据平衡常数随温度的变化规律分析反应平衡常数随温度的变化情况；
【详解】（1）由盖斯定律可知，②=5×①+③，故△H2=5×(+180kJ·mol-1)+( -2070kJ·mol-1)= -1170kJ·mol-1
（2）由化学方程式体现的量的关系可知，v(NH3)== mol·L-1·min-1。反应中增加氨气的量利于一氧化氮的转化，由图可知在T0温度前，同温下m1的NO的残留率最高，及NO转化率最低，则m1最小，故m1、m2、m3由大到小的顺序为m3>m2>m1；温度和氨氮比都对NO残留率有影响，反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，NO残留率上升，达到拐点之后，随着温度升高，NO的残留率趋近相同说明温度对平衡的影响占主导地位，对NO残留率的影响大于氨氮比；
（3）反应为气体分子数不变的反应，改变压强平衡不移动；实验初始时体系中的p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等，则平衡体系中p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等；a点lgp(SO3)=0、lgp(NO2)=1，即p(SO3)=1、lgp(NO2)=10，则pa=1+1+10+10=22；同理可求pb=220，则pa：pb=22:220=1:10；
由图中c点可知，温度为T2时，p(NO2)=p(SO2)=100，p(NO)=p(SO3)=1，则化学平衡常数Kp=；同理可知T1时，化学平衡常数Kp=；该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，故T1 （4）多孔石墨烯材料作为正极催化剂的锂-二氧化碳二次电池，则二氧化碳在正极放电发生还原反应生成碳，电极式为：3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C。
12．(1)+485
(2) 80% 0.001
(3) > 105 B
(4) 6NH-6e-=N2↑+4NH3(l) 3:14

【解析】（1）
△H=反应物总键能-生成物总键能=(4463-2436-495)kJ/mol=+485kJ/mol。
（2）
设平衡时c(C2H4)为xmol/L，依据方程式可知，消耗c(CH4)为2xmol/L，平衡时c(H2)为2xmol/L，平衡时c(CH4)为(0.1-2x)mol/L，而达到平衡时，测得c(C2H4)=2c(CH4)，则有x=2(0.1-2x)，解得x=0.04，CH4的转化率为；保持其他条件不变，温度改为T2℃，经25s后达到平衡，测得c(CH4)=2c(C2H4)，则有0.1-2x=2x，解得x=0.025，v(C2H4)==0.001mol·L-1·s-1。
（3）
①题中图从右向左观察，随着温度升高，lgp(CH4)减小，则甲烷平衡分压减小，甲烷平衡转化率增大，说明温度升高，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，焓变△H>0，此时的平衡常数==。
②平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，因此若只改变一个反应条件使Kp变大，则该条件是升高温度，答案选B。
（4）
电解液氨的总反应为2NH33H2↑+N2↑，阳极氨气失电子得到氮气和氢离子，生成的氢离子又与NH结合生成氨气，因此阳极电极反应式为：6NH-6e-=N2↑+4NH3(l)；阳极收集到氮气、阴极收集到氢气，依据总反应可知，一段时间后阴、阳两极收集到的气体物质的量之比为3:1，则质量之比为6:28=3:14。
13．(1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)    ΔH=+206.1kJ·mol-1
(2) ＞ 反应I 350℃～400℃温度区间，化学反应已达到平衡，且主要发生反应I，而反应I是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，CO2转化率减小 625
(3)2115(或2115：1)
(4)3CO2+4Na++4e-=C+2Na2CO3

【详解】（1）CH4与H2O反应的方程式为CH4＋H2OCO＋3H2，根据盖斯定律由：反应Ⅱ－反应Ⅰ，ΔH2－ΔH1=＋206.1kJ·mol－1，热化学反应方程式为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)    ΔH=+206.1kJ·mol-1；故答案为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)    ΔH=+206.1kJ·mol-1；
（2）①根据图象可知，400℃之前，CH4的选择性为100%，即400℃之前，发生反应Ⅰ，反应Ⅰ为放热反应，根据温度与CO2转化率的关系图可知，350℃时达到平衡，350℃之前CO2的转化率增大，说明反应达到平衡，即v正(a)＞v逆(a)；故答案为＞；
②根据题中图象可知，低温下，CH4的选择性为100%，即该催化剂在较低温度主要选择反应I；故答案为反应I；
③根据上述分析，350℃反应I达到平衡，350℃～400℃温度区间，化学反应已达到平衡，且主要发生反应I，而反应I是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，CO2转化率减小；故答案为350℃～400℃温度区间，化学反应已达到平衡，且主要发生反应I，而反应I是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，CO2转化率减小；
④350℃时发生反应I，CH4的选择性为100%，转化成CO2的物质的量为1mol×80%=0.8mol，同时消耗H2的物质的量为3.2mol，生成甲烷的物质的量为0.8mol，水蒸气的物质的量为1.6mol，反应I的平衡常数为=625；故答案为625；
（3）Ka1=，Ka2=，Ka1×Ka2=×，=2115；故答案为2115；
（4）根据原电池工作原理，正极上得到电子，电解质溶液为NaClO4－四甘醇二甲醚，因此正极反应式为3CO2+4Na++4e－=C+2Na2CO3；故答案为3CO2+4Na++4e－=C+2Na2CO3。
14． +249.1 CH4+3CO22H2O(g)+4CO 不是 b和c都未达平衡，b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高 10 1.56 259.2 3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C
【详解】(1)根据摩尔生成焓的定义，推出①C(s)＋O2(g)=CO2(g) =－395kJ·mol－1，②C(s)＋2H2(g)=CH4(g) =－74.9kJ·mol－1，③C(s)＋O2(g)=CO(g) =－110.4kJ·mol－1，根据目标反应方程式，因此有③×2－②－①，得出=[(－110.4)×2－(－74.9)－(－395)]kJ·mol－1=＋249.1kJ·mol－1；故答案为＋249.1；
(2)根据催化转化原理，甲烷、CO2为反应物，H2O、CO为生成物，即反应方程式为CH4＋3CO24CO＋2H2O(g)，故答案为CH4＋3CO24CO＋2H2O(g)；
(3)其他条件不变时，使用催化剂，对化学平衡移动无影响，a点CH4的转化率比相同温度下Ⅰ的转化率小，推出a点所代表的状态不是平衡状态；b和c点都未达到平衡，根据图象，b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高；故答案为不是；b和c点都未达到平衡， b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高；
(4)①建立关系式为，得出p(CO2)=10kPa，将数值代入表达式，v(CO)=1.3×10－2×12×10=1.56 mol·g-1·s-1；故答案为10；1.56；
②建立关系式为，达到平衡后测得体系压强是起始时的1.4倍，即达到平衡后体系的压强为1.4×30kPa=42kPa，16－x＋14－x＋2x＋2x=42，解得x=6，该反应的平衡常数Kp==259.2，故答案为259.2；
(5)根据原电池工作原理，正极上得电子，化合价降低，根据总反应，正极电极反应式为3CO2＋4Na＋＋4e－=2Na2CO3＋C；故答案为3CO2＋4Na＋＋4e－=2Na2CO3＋C。
15．(1)Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
(2)2CoSO4+5Zn+Sb2O3+ 3H2SO4=5ZnSO4+ 2 CoSb+3H2O
(3) 2.8～7.5 取少量溶液，加入K3[Fe(CN)6]溶液，若出现蓝色沉淀，说明存在铁元素
(4) 2H2O- 4e- =4H++O2↑ 操作I
(5) Ni(OH)2 -e-+OH-=NiO(OH)+ H2O 99.75%

【分析】由流程可知，铜镉渣加入稀硫酸，铜不反应进入滤渣Ⅰ，锌、铁、镉、钴元素进入溶液；加入锌和Sb2O3后除去钴得到CoSb滤渣，滤液加入过氧化氢后将二价铁转化为三价铁后加入氧化锌生成氢氧化铁沉淀；过滤除去氢氧化铁后电解最终得到单质镉。
【详解】（1）滤渣Ⅰ可用硫酸酸化的双氧水浸取经结晶制取胆矾，浸取过程中铜和过氧化氢、氢离子反应生成铜离子和水，Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；
（2）操作Ⅱ“除钴”时，浸液中含有过量硫酸，向含Co2+的浸液中加入Zn和Sb2O3，恰好产生CoSb合金，反应为硫酸钴和硫酸、Zn、Sb2O3产生CoSb、硫酸锌、水，2CoSO4+5Zn+Sb2O3+ 3H2SO4=5ZnSO4+ 2 CoSb+3H2O；
（3）操作Ⅲ需要将铁离子沉淀完全而镉离子不会沉淀，由表格可知，需加加入ZnO控制溶液pH的范围为2.8～7.5；若加入的H2O2不足，则电解液中含有亚铁子，检验方法为：取少量溶液，加入K3[Fe(CN)6]溶液，若出现蓝色沉淀，说明存在铁元素。
（4）“电解”过程中以石墨为电极得到粗镉，电解池中阳极反应为水电离出的氢氧根离子失去电子发生氧化反应生成氧气，反应式为2H2O- 4e- =4H++O2↑；电解废液中通过电解后含有硫酸，故最好在操作I加入循环利用。
（5）镍镉碱性二次电池，电池工作时，正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则充电时电池的阳极反应为Ni(OH)2发生氧化反应生成NiO(OH)，反应为Ni(OH)2 -e-+OH-=NiO(OH)+ H2O；
已知常温下，Ksp[Cd(OH)2]=7.2×10-15；常温下，当pH=10时，氢氧根离子浓度为10-4mol/L，则镉离子浓度为；镉的去除率为。