第四章化学反应与电能 章节检验-2023--2024学年高二化学人教版 （2019）选择性必修1

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第四章化学反应与电能 章节检验
一、单选题
1．化学与生产、生活、社会密切相关．下列说法中不正确的是（　　）
A．“硫黄姜”又黄又亮，可能是在用硫黄熏制的过程中产生的SO2所致
B．铁在潮湿的空气中放置，易发生化学腐蚀而生锈
C．绿色化学的核心是从源头上消除工业生产对环境的污染
D．用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，可实现“碳”的循环利用
2．将铜纳米颗粒和银纳米颗粒相隔一定距离固定在石墨片上，然后浸在硝酸银溶液中，可构成一种纳米型原电池。该电池负极反应为（　　）
A．Ag++e-=Ag B．Cu-2e-=Cu2+
C．Cu2++2e-=Cu D．2H++2e-=H2↑
3．实验发现，298K时，在氯化铁酸性溶液中加少量锌粒后，立即被还原成。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是（　　）

A．盐桥中的阴离子往左侧烧杯移动
B．左侧烧杯中电极上发生还原反应，溶液的红色逐渐褪去
C．电子由Zn极流出到Pt电极，再经过溶液回到Zn极，形成闭合回路
D．该电池总反应为
4．如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是（　　）

A．电子由锌通过导线流向铜 B．该装置将电能转化为化学能
C．锌电极发生还原反应 D．铜电极发生氧化反应
5．下列现象或变化与原电池无关的是（　　）
A．银质物品久置表面变暗
B．生铁比纯铁容易生锈
C．镀锌铁表面有划损时，仍然能阻止铁被氧化
D．锌与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液可使反应加快
6．对于下图所示的铜-锌原电池，下列说法错误的是（　　）

A．铜为正极 B．锌片被还原
C．铜片上有气泡产生 D．外电路电子从锌片移向铜片
7．下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（　　）
A
B
C
D




燃气灶
太阳能热水器
纽扣电池
太阳能电池
A．A B．B C．C D．D
8．如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒，下列关于该装置的说法中，正确的是（　　）

A．a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应
B．碳棒上有气体逸出，溶液中增大
C．导线上有电流，电流方向b→a
D．反应后a极质量不变
9．卡塔尔世界杯上，来自中国的888台纯电动客车组成的“绿色军团”助力全球“双碳”战略目标。现阶段的电动客车大多采用LiFePO4电池，其工作原理如图1所示，聚合物隔膜只允许Li+通过。LiFePO4 的晶胞结构示意图如图2(a)所示。O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法中正确的是

A．充电时，Li+通过隔膜向阳极迁移
B．该电池工作时某一状态如图2(b)所示，可以推算x=0.3125
C．充电时，每有0.5mol电子通过电路，阴极质量理论上增加3.5g
D．放电时，正极的电极反应方程式为：Li1-xFePO4+xLi+ -xe- = LiFePO4
10．下列说法正确的是（　　）

A．氯化钠固体不导电，所以氯化钠是非电解质
B．向纯水中加入碳酸钠能使水的电离平衡正向移动，水的离子积增大
C．如右图研究的是铁的吸氧腐蚀，实验中红色首先在食盐水滴的中心出现
D．常温下，反应4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）═4Fe（OH）3（s） 的△H＜0△S＜0
11．如图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（　　）

A．③＞②＞④＞① B．②＞①＞③＞④
C．④＞②＞③＞① D．④＞②＞①＞③
12．Mg﹣H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器．该电池以海水为电解质溶液，示意图如图．该电池工作时，下列说法不正确的是（　　）

A．Mg电极是该电池的负极
B．H2O2在石墨电极上发生H2O2+2e﹣═2OH﹣
C．若隔膜为阳离子交换膜，则正极区有白色沉淀
D．溶液中Cl﹣向正极移动
13．锂硫电池因其较高的理论比容量和能量密度而成为最有前途的储能系统之一，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是（　　）

A．该电池既可采用有机电解液，又可采用水性电解液
B．放电时电极a上发生反应：
C．负极材料减少2.8g，外电路中通过0.4mol电子
D．充电时，电池总反应为
14．电解Na2SO4溶液产生H2SO4和烧碱的装置如下图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2。以下说法正确的是(说明：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过)（　　）

A．产物丁为H2SO4
B．a电极反应式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．离子交换膜d为阳离子交换膜
D．每转移0.2 mol电子，产生1.12 L气体甲
15．原电池中正极发生的是（　　）
A．氧化还原反应 B．氧化反应
C．还原反应 D．置换反应
16．下列说法错误的是（　　）
A．燃料电池、铅蓄电池都利用了原电池原理
B．镀锌的铁表面有划痕时，仍比不镀锌的铁更难被腐蚀
C．在使用的燃煤中加入适量，可减少及温室气体的排放
D．选用不同种类的催化剂，甲醛与苯酚可反应制得线型或体型的酚醛树脂
二、综合题
17．随着科技的进步，合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点
（1）氨氮是造成水体富营养化的重要因素之一，用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的氨氮（用NH3表示）转化为氮气除去，其相关反应的主要热化学方程式如下：
反应①：NH3（aq）+HClO（aq）= NH2Cl（aq）+H2O（l）△H1= akJ•mol﹣1
反应②：NH2Cl（aq）+HClO（aq）= NHCl2（aq）+H2O（I）△H2= bkJ•mol﹣1
反应③：2NHCl2（aq）+H2O（l）= N2（g）+HClO（aq）+3HCl（aq）△H3= ckJ•mol﹣1
① 2NH3（aq）+3HClO（aq）= N2（g）+3H2O（I）+3HCl（aq）的△H=　 　。
② 溶液pH对次氯酸钠去除氨氮有较大的影响（如图1所示）。在pH较低时溶液中有无色无味的气体生成，氨氮去除效率较低，其原因是　 　。
③ 用电化学法也可以去除废水中氨氮．在蒸馏水中加入硫酸铵用惰性电极直接电解发现氨氮去除效率极低，但在溶液中再加入一定量的氯化钠后，去除效率可以大大提高。反应装置如图2所示，b为电极　 　极，电解时阴极的电极反应式为　 　。

（2）“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
① 以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4 为催化剂，可以将CO2 和CH4 直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是　 　。

② 为了提高该反应中CO2的转化率，可以采取的措施是　 　。（写一条即可）
18．资源必须要合理使用．
（1）水是一种宝贵的资源，保护水资源就是保护我们的生命．
①下列做法不利于水资源保护的是　 　（填字母代号）
A．科学合理使用农药 B．任意排放化工厂废水 C．处理生活污水，达标排放
②矿泉水瓶不能随意丢弃．根据垃圾分类方法，矿泉水瓶属于　 　（填“可回收物”或“可堆肥垃圾”）；
③在汽车尾气系统中安装催化转化器，可有效降低尾气中CO和NO等向大气的排放，减小环境污染．在催化转化器中，CO和NO发生反应．请完成该反应的化学主程式　 　．
（2）保护环境、爱护地球已成为人们的共同呼声．
①我们常在公共场所见到下列标志，其中属于回收标志的是　 　

②2014年1月，教育部规定在学校公共场所禁止吸烟．下列有关说法中，不正确的是　 　．
A．吸烟会对室内和公共场所造成污染
B．吸入焦油、尼古丁及颗粒物可导致多种病变
C．N2、CO2、CO尼古丁和都属于室内空气污染物
（3）化学与生活关系密切．现有下列四种物质：
A．蛋白质 B．亚硝酸盐 C．维生素C D．油脂
①　 　是重要的体内能源；
②　 　广泛存在于新鲜水果和绿色蔬菜中，有酸性和还原性，又称为抗坏血酸；
（4）材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础
①试管、烧杯和烧瓶等化学仪器的主要材质是　 　；
A．玻璃 B．陶瓷 C．水泥
②“辽宁号”航母的服役举世瞩目．钢铁是制造航母的主要材料．生铁和钢成分上的主要差别是　 　；
A．碳的含量不同 B．磷、硫的含量不同 C．镍、铬等金属含量不同
③钢铁在潮湿空气中易发生吸氧腐蚀，负极反应式为　 　．
19．利用下图，可以从不同角度研究含氯物质的性质及其转化关系，图中甲～辛均含氯元素。回答下列问题：

（1）丙的化学式为　 　；从组成和性质上分析，丁属于　 　（填“酸性”或“碱性”）氧化物。
（2）图中甲、乙、丁、戊中，属于电解质的是　 　（填化学式）；根据氯元素的化合价判断，乙物质　 　。
a 只有氧化性 b 既有氧化性又有还原性
c 只有还原性 d 既能做氧化剂也能做还原剂
（3）电解甲溶液制备己的化学反应为：甲+ H2O→己+H2↑，反应中甲与H2O的物质的量之比是　 　。
（4）庚是漂白粉的有效成分，用乙制取庚的化学反应方程式为　 　。
（5）辛在MnO2催化下受热分解可用于制备一种常见气体，这种气体的化学式是　 　。
20．在容积固定的VL密闭容器中充入4molNH3和5molO2，发生如下反应：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。请回答下列问题：
（1）下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_______；
A．容器中气体总质量不变
B．c(O2)不变
C．υ(O2)＝1.25υ(NH3)
D．体系压强不变
E．相同时间内，消耗0.1 mol NH3，同时消耗了0.1 mol NO
（2）已知上述反应达到平衡后，该反应各物质的浓度的定量关系称之为K，其表达式可表示为K = 。如果达到平衡时，NH3的转化率为a，则K=　 　（用含a的式子表示，数字采用指数形式）。
（3）若反应在绝热密闭系统中进行时，其余条件不变，反应速率是先增大后减小。则速率逐渐增大是因为　 　，速率又逐渐减小的原因是　 　。
（4）1mol NH3(g)在纯氧中完全燃烧生成无污染的气态物质，放出akJ的热量。写出该反应的热化学方程式　 　。
（5）若将（4）所述反应设计为原电池，负极反应式 　 　。
21．甲醛有毒，被世界卫生组织列为一类致癌物。但甲醛是重要的工业原料，在化工、纺织、医疗等领域有广泛应用。
（1）Ⅰ.回收利用是一种减弱温室效应的有效途径。科学家研究发现可利用回收的与反应制备甲醛。
已知：①甲醛的燃烧热为
②的燃烧热为
③
与制备甲醛的反应： 　 　。
（2）在2L恒容密闭容器中通入0.2mol和0.4mol，在三种不同条件下发生(1)中反应，测得的转化率与时间的关系如图所示。曲线X对应温度下反应的平衡常数K=　 　，由曲线Y到曲线X采取的措施可能是　 　；由曲线Z到曲线X采取的措施可能是　 　。

（3）反应速率，，、分别为正、逆向反应速率常数，计算m点　 　。
（4）Ⅱ.甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的一种新方法，该法得到无水甲醛的同时得到副产品氢气。
在一个2L恒容密闭容器中投入2mol，在催化剂作用下发生反应： ，同时存在副反应：。。20min后，测得甲醇的转化率与甲醛的选择性分别与温度的关系如图所示。温度高于650℃，甲醇的转化率升高，甲醛的产率　 　，原因可能是　 　。

（5）甲醛被称为室内污染“第一杀手”。室内甲醛的含量可以通过传感器来监测。一种燃料电池型甲醛气体传感器的工作原理如图所示，则a电极反应式为　 　。国家标准是室内甲醛不能超过，传感器在室内空间测定，电路中有电子通过，该室内甲醛含量为　 　。


答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】解：A、二氧化硫的漂白性，“硫黄姜”在用硫黄熏制的过程中产生的SO2使其漂白，故A正确；
B、钢铁在潮湿的空气中易生锈，是因为空气中有氧气和水蒸气，易发生电化学腐蚀而生锈，故B错误；
C、从源头上消除工业生产对环境的污染是绿色化学的核心，故C正确；
D、CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料，聚碳酸酯塑料能降解生成二氧化碳，所以能实现碳的循环利用，故D正确；
故选B．
【分析】A、根据二氧化硫的漂白性分析；
B、铁在潮湿的空气中放置，易发生电化学腐蚀而生锈；
C、从源头上消除工业生产对环境的污染是绿色化学的核心；
D、CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料，聚碳酸酯塑料能降解生成二氧化碳．
2．【答案】B
【解析】【解答】将铜纳米颗粒和银纳米颗粒相隔一定距离固定在石墨片上，然后浸在AgNO3溶液中，构成的纳米型原电池中，金属铜是负极，负极反应是Cu-2e-═Cu2+。
故答案为：B
【分析】在原电池中，负极发生失电子的氧化反应，由题干信息，可确定电池总反应为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag；据此写出负极的电极反应式。
3．【答案】B
【解析】【解答】A.在原电池中，阴离子移向负极，因此盐桥中的阴离子向右侧烧杯移动，A不符合题意；
B.由分析可知，左侧烧杯中Fe3＋发生得电子的还原反应，生成Fe2＋，因此溶液的红色褪去，B符合题意；
C.在原电池中，电子由负极流出，经导线流向正极，因此电子从Zn电极流出，经导线，流向Pt电极，电子不能经过电解质溶液，C不符合题意；
D.由分析可知，该电池的总反应式为：Zn＋2Fe3＋=Zn2＋＋Fe2＋，D不符合题意；
故答案为：B

【分析】该装置为原电池装置，其总反应式为：2Fe3＋＋Zn=Zn2＋＋2Fe2＋。因此左侧烧杯中Fe3＋发生得电子的还原反应，为正极，其电极反应式为：Fe3＋＋e－=Fe2＋。右侧烧杯中Zn电极发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：Zn－2e－=Zn2＋。
4．【答案】A
【解析】【解答】A．锌作负极，铜作正极，电子从锌经导线流向铜，A符合题意；
B．原电池将化学能转化为电能，B不符合题意；
C．锌为负极，负极方程式为Zn-2e-＝Zn2+，发生氧化反应，C不符合题意；
D．铜为正极，正极方程式为2H++2e-＝H2↑，发生还原反应，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】番茄看成酸性溶液，从而构成Zn-Cu原电池；Zn-Cu原电池中，Zn做负极，发生电池反应，Zn+2H+=Zn2++H2↑,电子由负极流向正极，阳离子向正极移动；
5．【答案】A
【解析】【解答】A、纯银饰品久置表面变暗是由于金属银和空气中的二氧化硫发生反应生成硫化银的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故A选；
B、生铁中碳等杂质与铁空气中水形成原电池，故B不选；
C、Zn比Fe活泼，构成原电池，Fe作正极，所以Fe被保护，与电化学有关，故C不选；
D、锌置换出铜，形成原电池反应，进而加快反应速率，与电化学有关，故D不选；
故答案为：A。
【分析】A、纯银饰品久置表面变暗是由于金属银和空气中的二氧化硫发生反应生成硫化银的结果；
B、生铁中碳等杂质与铁空气中水形成原电池；
C、Zn比Fe活泼，构成原电池，Fe作正极；
D、锌置换出铜，形成原电池反应．
6．【答案】B
【解析】【解答】该原电池中，较活泼的金属锌作负极，铜作正极。负极上发生氧化反应，锌失去电而溶解，电子经外电路流向正极；正极上发生还原反应，电解质中的氢离子在正极上得到电子被还原为氢气而产生气泡。综上所述，B不符合题意，选B。
【分析】原电池中活泼金属做负极，被氧化，失去电子，不活泼金属做正极，被还原，得到电子。
7．【答案】A
【解析】【解答】A.天然气燃烧放出热量，将化学能转化为热能，故A符合；
B.太阳能热水器是将太阳能转化为热能，故B不符合；
C.纽扣电池为一次电池，将化学能转化为电能，故C不符合；
D.太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，故D不符合。
故答案选A。
【分析】考查的是能量的转化形式，需要熟悉常见的装置的能量转换形式
8．【答案】C
【解析】【解答】A．a的金属活动性在氢之前，a是负极发生氧化反应，碳棒b是正极发生还原反应，A不符合题意；
B．碳棒是正极，H+在正极得电子反应生成H2，消耗H+，浓度减小，B不符合题意；
C．电流从正极b流向负极a，C符合题意；
D．a是负极失去电子发生氧化反应，质量减小，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A．正负极的判断；
B．正极得电子发生还原反应；
C．电流从正极流向负极；
D．负极失去电子发生氧化反应。
9．【答案】C
【解析】【解答】A．充电时是电解池，阳离子向阴极移动，Li+通过隔膜向阴极迁移，A不符合题意；
B．图2(b)晶胞中锂原子数8×+3×+3×=3.25，FePO4数为4，则Li1-xFePO4的化学式为Li0.8125FePO4，解得x=0.1875，B不符合题意；
C．充电时，阴极反应为Li++e-=Li，每有0.5mol电子通过电路，阴极生成0.5mol锂，质量为3.5g，C符合题意；
D．放电时，FePO4与Li+反应生成LiFePO4，正极的电极反应方程式为：FePO4+Li++e-= LiFePO4，D不符合题意；
故答案为：C。

【分析】A．电解时，阴离子通过阴离子交换膜移向阳极，阳离子通过阳离子交换膜移向阴极；
B．利用均摊法确定原子数；
C．依据得失电子守恒；
D．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应。
10．【答案】D
【解析】【解答】解：A．氯化钠溶于水或者熔融状态下能够导电，属于电解质，故A错误；
B．水的离子积只受温度影响，温度不变，水的离子积不变，故B错误；
C．食盐水周围液体少，氧气量多，所以红色首先在食盐水滴的周围出现，故C错误；
D．常温下，反应4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）=4Fe（OH）3（s）能自发进行，应满足△H﹣T•△S＜0，该反应为熵减反应，即△S＜0，说明是放热反应，△H＜0，故D正确；
故选：D．
【分析】A．溶于水或者熔融状态下能够导电的化合物是电解质；
B．水的离子积只受温度影响；
C．食盐水周围液体少，氧气量多，所以红色首先在食盐水滴的周围出现；
D．该反应能自发进行，且△S＜0，应满足△H﹣T•△S＜0，据此判断焓变值．
11．【答案】D
【解析】【解答】解：根据图知，②③装置是原电池，在②中，金属铁做负极，③中金属铁作正极，做负极的腐蚀速率快，所以②＞③，④装置是电解池，其中金属铁为阳极，被保护腐蚀，有防护腐蚀措施的腐蚀，所以腐蚀速率是：④＞②＞①＞③．
故选D．
【分析】先判断装置是原电池还是电解池，再根据原电池正负极腐蚀的快慢和电解池的阴阳极腐蚀快慢来比较，从而确定腐蚀快慢顺序．
12．【答案】D
【解析】【解答】解：A．Mg易失电子发生氧化反应而作负极，故A正确；
B．H2O2在石墨电极上得电子发生还原反应，即H2O2+2e﹣═2OH﹣，故B正确；
C．石墨电极反应式为H2O2+2H++2e﹣═2H2O，氢离子浓度减小，则溶液pH增大，和镁离子反应得到氢氧化镁白色沉淀，故C正确；
D．放电时，氯离子向负极移动，故D错误；
故选D．
【分析】该装置中Mg易失电子作负极，电极反应式为Mg﹣2e﹣=Mg2+，H2O2具有氧化性，应为原电池的正极，被还原，电极反应式为H2O2+2H++2e﹣═2H2O，据此分析解答．
13．【答案】A
【解析】【解答】A．锂能与水反应，所以该电池不可能采用水性电解液，故A符合题意；
B．由分析可知，放电时a电极为正极，电极反应式可能为，故B不符合题意；
C．由分析可知，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，电极反应式为Li-e-=Li+，则锂电极减少2.8g，外电路中通过电子的物质的量为=0.4mol，故C不符合题意；
D．由电池的总反应为xS8+16Li=8Li2Sx可知，充电时，电池总反应为，故D不符合题意；
故答案为：A。

【分析】根据图示即可得出，负极是锂，正极是Sx，即可判断出电解质不能用水，结合选项即可判断
14．【答案】C
【解析】【解答】A.产物丁是NaOH，A不符合题意；
B.a为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，B不符合题意；
C.产物丁是NaOH，则离子交换膜d是阳离子交换膜，C符合题意；
D.温度和压强未知，无法确定气体摩尔体积，则无法计算氧气体积，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】电解Na2SO4的过程中，实质为电解水，其阳极电极反应式为：4OH--4e-=O2+2H2O，其阴极电极反应式为：4H++4e-=2H2；则气体甲为O2，气体乙为H2；故电极a为阳极，电极b为阴极；离子交换膜c为阴离子交换膜，离子交换膜d为阳离子交换膜。据此结合选项进行分析。
15．【答案】C
【解析】【解答】解：原电池中，负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，故C正确；
故选C．
【分析】原电池中，负极失电子，正极上得电子，据此进行解答．
16．【答案】C
【解析】【解答】A．燃料电池和铅蓄电池都利用了氧化还原反应放出的化学能直接转化为电能，属于原电池原理，A项不符合题意；
B．锌比铁更加活泼，镀锌的铁表面有划痕时，锌先反应，所以仍比不镀锌的铁更难被腐蚀，B项不符合题意；
C．在使用的燃煤中加入适量，可减少排放，C项符合题意；
D．如果采用不同的催化剂，苯酚羟基对位上的氢原子也可以和甲醛进行缩聚，使分子链之间发生交联，生成体型酚醛树脂，D项不符合题意；
故答案为：C。

【分析】A.燃料电池和铅蓄电池均为原电池；
B.锌比铁更加活泼，镀锌的铁表面有划痕时，形成锌铁原电池，锌作负极被腐蚀；
D.苯酚羟基对位上的氢原子也可以和甲醛进行缩聚生成体型酚醛树脂。
17．【答案】（1）(2a+2b+c)kJ•mol-1；HCl与NaClO反应生成HClO，HClO分解生成O2，与氨氮反应的HClO减少；正；2H2O+2NH4++2e-=2NH3•H2O+H2↑
（2）温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低；增大反应压强或增大CO2的浓度
【解析】【解答】解：（1）①根据盖斯定律，待计算的反应=2×①+2×②+③，所以反应的△H=(2a+2b+c)kJ•mol-1 。答案：(2a+2b+c)kJ•mol-1 。②从图中可以看出，溶液pH较小时，次氯酸钠对氨氮去除率下降，而此时溶液中c(HClO)应当较pH大时更高，所以溶液中HClO一定参与了其它反应，结合溶液的组成及HClO的性质，HClO可能分解也可能与HCl反应生成Cl2，题目中已经说明“有无色无味的气体生成”，则应当是HClO的分解。答案：HCl与NaClO反应生成HClO，HClO分解生成O2，与氨氮反应的HClO减少。③用惰性电极直接电解硫酸铵溶液相当于电解水，两极分别生成H2和O2，溶液中的氨氮不会直接消耗，也不会与产生的H2或O2反应，所以效率一定很差。加入NaCl后，电解仍然无法直接消耗氨氮，但是生成的氯气可以转变成HClO从而去除氨氮，因此Cl气必须从溶液下方产生，然后因此水充分接触得到HClO。所以a为电源负极，b为正极，阴极反应为2H++2e-=H2↑，溶液中H+主要来源于NH4+水解，则电极反应无也可以认为是NH4+和H2O。答案：正极 2H2O+2NH4++2e-=2NH3•H2O+H2↑ 或 2H++2e-=H2↑
(2) ①读图可知，250～300 ℃时，不但乙酸的生成速率较低，而且催化剂的催化效率也很低，在其他条件不变的情况下，产生乙酸生成速率降低的原因是催化剂催化效率降低。答案：温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低 ②转化反应为CO2(g)+CH4(g)→CH3COOH(g)，提高CO2的转化率可以是其他条件不变时设法使化学平衡正向移动，此处只能是加压。而若单从提高CO2转化率角度看，加入过量的CH4也可以实现这一目标。答案： 增大反应体系压强或充入更多的CH4。
【分析】（1）①根据盖斯定律进行计算反应热；
②根据次氯酸的性质进行分析；
③根据原电池原理进行分析电极方程式；
（2）①根据催化剂与温度的关系进行分析；
②根据外界条件对化学平衡的影响进行判断。
18．【答案】（1）B；可回收物；2NO+2CO N2+2CO2
（2）B；C
（3）D；C
（4）A；A；Fe﹣2e﹣=Fe2+
【解析】【解答】解：（1）①生活用水、工业废水、农药和化肥的不合理使用都能造成地下水的污染，因此科学合理使用农药、处理生活污水，达标排放是保护水资源的有效措施，故答案为：B；②矿泉水瓶的主要成分是聚对苯二甲酸乙二醇酯，是食品用塑料瓶，属于可回收物，故答案为：可回收物；③可排入大气说明气体无污染，反应前后C元素化合价升高，O元素化合价没变，因此N元素的化合价肯定降低，因此产物为氮气，则反应方程式为：2NO+2CO N2+2CO2；
故答案为：2NO+2CO N2+2CO2；（2）①A．该图是可燃垃圾标志，故A错误；B．该图是可回收标志，故B正确；C．图为当心辐射标志，故C错误；
故答案为：B；②A．吸烟会产生有毒气体，如CO等，所以吸烟会对室内和公共场所造成污染，故A正确；B．焦油、尼古丁及颗粒物会危害人体健康，吸入焦油、尼古丁及颗粒物可导致多种病变，故B正确；C．N2、CO2无毒，对人体无害，所以N2、CO2不属于室内空气污染物，故C错误；故答案为：C；（3）油脂在人体内发生氧化反应生成释放大量能量；绿色植物中富含维生素C，维生素C有酸性和还原性，又称为抗坏血酸；①油脂是重要的体内能源；②维生素C广泛存在于新鲜水果和绿色蔬菜中，有酸性和还原性，又称为抗坏血酸；故答案为：D；C；（4）①试管、烧杯和烧瓶等化学仪器的主要材质是玻璃；
故答案为：A；②生铁和钢都是铁和碳的合金，生铁中含碳量比钢中含碳量高，所以生铁和钢成分上的主要差别是碳的含量不同；故答案为：A；③钢铁发生电化学腐蚀时，铁做负极，失去电子生成亚铁离子，负极电极反应式为：Fe﹣2e﹣=Fe2+，故答案为：Fe﹣2e﹣=Fe2+．
【分析】（1）①生活用水、工业废水、农药和化肥的不合理使用都能造成地下水的污染；②矿泉水瓶是食品用塑料瓶，属于可回收物；③可排入大气说明气体无污染，再结合氧化还原关系可知产物为氮气；（2）①根据图表的意义进行分析解答即可；②A．吸烟会产生有毒气体；B．焦油、尼古丁及颗粒物会危害人体健康；C．N2、CO2不属于室内空气污染物；（3）油脂在人体内发生氧化反应生成释放大量能量；绿色植物中富含维生素C；（4）①试管、烧杯和烧瓶等化学仪器的主要材质是玻璃；②生铁和钢都是铁和碳的合金；③钢铁发生电化学腐蚀时，铁做负极，失去电子生成亚铁离子．
19．【答案】（1）ClO2；酸性
（2）HCl 、HClO；bd
（3）1﹕4
（4）2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
（5）O2
【解析】【解答】(1)丙中氯元素的化合价为+4价，丙为氧化物，所以丙是二氧化氯；丁是+7价的含氯氧化物，为七氧化二氯，能与碱反应生成盐和水，为酸性氧化物，故答案为：ClO2；酸性；
(2)常见的电解质为酸碱盐、水和活泼金属氧化物，甲为氯化氢，乙为氯气，丁为七氧化二氯，戊为次氯酸，属于电解质的为甲和戊；
乙为氯气，氯元素的化合价为0，处于氯元素的中间价态，既有氧化性又有还原性，既能做氧化剂也能做还原剂，故答案为：HCl、HClO；bd；
(3)甲为氯化氢，己为高氯酸，氯元素由﹣1价变为+7价，氢元素由+1变为0，根据得失电子数相等，n(HCl)：n(H2O)＝1：4，故答案为：1：4；
(4)庚为次氯酸钙，乙为氯气，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，反应方程式为：2Cl2+2Ca(OH)2＝Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O，故答案为：2Cl2+2Ca(OH)2＝Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O；
(5)氯酸钾中的氯元素为+5价，且它在二氧化锰催化下会生成氯化钾和氧气，故答案为：O2。
【分析】解答第3小题时要注意，氢元素由+1变为0，一个氢气分子含有两个氢原子，则生成一个氢气转移两个电子；在氧化还原反应配平时一定要注意物质分子式(离子)右下角标，例如O从-2价变为0价，则生成一个氧气转移的电子数时4；C2O42-被氧化生成CO2，则一个C2O42-被氧化失去的电子数是2。
20．【答案】（1）B；D；E
（2）[66a10]/[55(1—a)9V]
（3）体系温度升高；反应物浓度减小
（4）4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=－4a kJ·mol—1
（5）2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O或 2NH3—6e— =N2+6H+
【解析】【解答】（1）A．反应前后都是气体，气体质量始终不变，容器中气体总质量不变不能说明反应达到平衡状态；
B．c （O2）不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态；
C．υ（O2）=1.25υ（NH3），没有说明是正反应速率还是逆反应速率，无法判断是否达到平衡状态；
D．该反应是气体物质的量增大的反应，反应过程中气体的物质的量逐渐增大，压强逐渐增大，若体系压强不变，说明正、逆反应速率相等，达到了平衡状态；
E．相同时间内，消耗0.1mol NH3，同时消耗了0.1mol NO，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；
故答案为：BDE；（2）根据三段式可知，
　
4NH3(g)+
5O2(g)
4NO(g)+
6H2O(g)
起始(mol)
4
5
0
0
反应(mol)
4a
5a
4a
6a
平衡(mol)
4-4a
5-5a
4a
6a
K= = ；（3）由于该反应为放热反应，且反应在绝热密闭系统中进行。所以在反应开始阶段，主要受体系温度升高的影响，反应速率增大；而随着反应的进行，反应物的浓度逐渐降低，所以在反应后阶段，主要受浓度减小因素的影响，反应速率减慢；（4）氨气在纯氧中完全燃烧生成无污染的气态物质应为氮气和水，1mol氨气燃烧放热akJ，则热化学方程式为4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=－4a kJ·mol-1；（5）负极是氨气在反应，在碱性环境中反应的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，酸性环境中的电极反应式为2NH3-6e- =N2+6H+。
【分析】（1）当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此解答该题；（2）根据化学平衡常数及三段式进行求算；（3）根据该反应为放热反应，反应过程中温度升高，在反应过程中温度升高和反应物浓度减小是影响反应速率的因素；（4）根据热化学方程式的书写方法可知，物质的物质的量与反应放出的热量成正比，氨气在纯氧中完全燃烧生成无污染的气态物质应为氮气和水；（5）原电池的负极发生氧化反应，氨气在负极反应生成氮气。
21．【答案】（1）
（2）5；加催化剂；降低温度
（3）25.6
（4）降低；温度升高，平衡正向移动，甲醇转化率升高，但由于温度高于650℃后，催化生成甲醛的催化剂活性降低或副反应生成的氢气浓度增大，导致主反应平衡逆向移动，生成甲醛量减少
（5）；0.003
【解析】【解答】（1）氢气燃烧热反应方程式的2倍减去甲醛燃烧热反应方程式，再减去③得到与制备甲醛的反应： ；故答案为：。
（2）根据题意曲线X对应温度下平衡时，消耗二氧化碳物质的量为0.1mol，消耗氢气物质的量为0.2mol，生成甲醛、水蒸气物质的量为0.1mol，剩余二氧化碳物质的量为0.1mol，剩余氢气物质的量为0.2mol，则该温度下平衡常数，分析曲线Y和曲线X，平衡时各物质的量相等，但达到平衡时时间不相同，说明由曲线Y到曲线X采取的措施可能是加入催化剂；曲线Z与曲线X分析，曲线Z所需时间比曲线X时间短，但二氧化碳转化率比X低，由曲线Z到曲线X是平衡正向移动，反应速率减慢了，因此采取的措施可能是降低温度；故答案为：5；加催化剂；降低温度。
（3）根据平衡常数得到，在m点时消耗二氧化碳物质的量为0.04mol，消耗氢气物质的量为0.08mol，生成甲醛、水蒸气物质的量为0.04mol，剩余二氧化碳物质的量为0.16mol，剩余氢气物质的量为0.32mol，则m点；故答案为：25.6。
（4）根据图中信息得到，温度高于650℃，甲醇的转化率升高，甲醛的产率降低，根据两个方程式分析，两个方程式都为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，甲醇转化率升高，由于副反应生成氢气，氢气量增大，对主反应来说，氢气浓度增大，导致主反应逆向移动，生成甲醛的量减少，也可能是甲醛催化剂的催化活性降低即温度升高，平衡正向移动，甲醇转化率升高，但由于温度高于650℃后，催化生成甲醛的催化剂活性降低或副反应生成的氢气浓度增大，导致主反应平衡逆向移动，生成甲醛量减少；故答案为：降低；温度升高，平衡正向移动，甲醇转化率升高，但由于温度高于650℃后，催化生成甲醛的催化剂活性降低或副反应生成的氢气浓度增大，导致主反应平衡逆向移动，生成甲醛量减少。
（5）根据题意甲醛变为二氧化碳，甲醛中碳化合价升高，失去电子，作负极，因此a电极反应式为。国家标准是室内甲醛不能超过，传感器在室内空间测定，电路中有电子通过，则含有甲醛物质的量为，该室内甲醛含量为；故答案为：；0.003。

【分析】（1）首先写出甲醛、氢气的燃烧热，利用盖斯定律，即可得到二氧化碳与氢气反应的热化学反应方程式。
（2）根据二氧化碳转化率，列出三段式，求出各物质平衡浓度，带入平衡常数表达式即可。
（3）根据达到平衡时V正=V逆，结合平衡常数表达式可以得到，K正/K逆=K=5，根据m点转化率，求出各物质浓度，带入表达式即可得到其比值。
（4）平衡图像解题技巧：对应化学反应速率图像和化学平衡图像，应该注意下列几点：1、横轴坐标和纵坐标含有；2、曲线斜率或者趋势；3、曲线上特殊点，如起点、终点、交点和拐点等；4、根据需要运用辅助线，如等温线、等压线等