13化学能与电能--江苏省2023-2024学年高三化学上学期期末专题练习（苏教版）

这是一份13化学能与电能--江苏省2023-2024学年高三化学上学期期末专题练习（苏教版），共26页。试卷主要包含了单选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．（2024上·江苏苏州·高三统考期末）含锂物质在能源方面有重要应用。锂在氧气中燃烧与相似，其燃烧热为 。锂与氮气反应得到的可用作储氨材料。锂-空气电池是一种二次电池，放电时主要产物为，充电时阴极产物易形成固态枝晶，导致电池短路。目前应用广泛的是锂离子电池，例如，磷酸铁锂电池充电时锂离子由电极迁移至石墨电极形成的前体可由 在的条件下反应制得。下列化学反应表示正确的是
A．的水解：
B．锂燃烧的热化学方程式：
C．锂-空气电池充电的阳极反应：
D．制备的离子方程式：
2．（2024上·江苏苏州·高三统考期末）含锂物质在能源方面有重要应用。锂在氧气中燃烧与相似，其燃烧热为 。锂与氮气反应得到的可用作储氨材料。锂-空气电池是一种二次电池，放电时主要产物为，充电时阴极产物易形成固态枝晶，导致电池短路。目前应用广泛的是锂离子电池，例如，磷酸铁锂电池充电时锂离子由电极迁移至石墨电极形成的前体可由、、在的条件下反应制得。下列说法正确的是
A．中存在与的强烈相互作用
B．锂-空气电池充电时形成枝晶的物质属于离子晶体
C．的基态核外电子排布式为
D．原子轨道的杂化类型为
3．（2023上·江苏扬州·高三江苏省高邮中学校联考期末）通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是
A．电极B为阳极，发生氧化反应
B．电极A的电极发应：
C．电解一段时间后溶液中浓度保持不变
D．转化为，转移的电子数为
4．（2023上·江苏南通·高三统考期末）钠离子电池是利用Na+在电极之间“嵌脱”实现充放电(原理如图所示)，工作时总反应为NaxMO2+nCNax-yMO2+NayCn(M为一种过渡元素)。下列说法正确的是
A．放电时，Na+由Y极通过交换膜移向X极
B．放电时，正极反应式为NaxMO2+ye-=Nax-yMO2+yNa+
C．充电时，过渡元素M发生氧化反应
D．用铅蓄电池对该钠离子电池充电，铅蓄电池中每消耗20.7g铅，钠离子电池正极区域质量减少4.6g
5．（2023上·江苏南通·高三统考期末）周期表中IIA族元素及其化合物应用广泛。铍是原子能、航空以及冶金工业中的宝贵材料；镁可以和铝制成优异性能的镁铝合金；生石灰可用于酸性废水处理及污泥调质，次氯酸钙可用于氧化剂、漂白剂、消毒剂等；放射性同位素锶89用来治疗骨癌，目前临床上运用最广泛的是氯化锶。下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．Al2O3熔点高，可用于电解冶炼铝
B．MgO是碱性氧化物，可用作耐高温材料
C．CaO具有吸水性，可用作燃煤中的脱硫剂
D．BaSO4不溶于盐酸，可用作胃肠道造影检查
6．（2024上·江苏扬州·高三统考期末）利用电化学原理消除污染，还可获得电能，下面是一种处理垃圾渗透液的装置工作原理图。下列说法错误的是
A．X极的电极反应式为
B．Y是正极，发生还原反应
C．当电路中通过5 ml电子，正极区有14 g气体放出
D．盐桥内移向X电极
7．（2023上·江苏无锡·高三统考期末）含氯化合物在生产生活中应用广泛。舍勒发现将软锰矿和浓盐酸混合加热可产生氯气，该方法仍是当今实验室制备氯气的主要方法之一，工业上以为原料可制得、、、和等。在催化剂作用下，通过氧气直接氧化氯化氢制备氯气。该反应为可逆反应，热化学方程式为 。下列化学反应表示正确的是
A．实验室制氯气：
B．电解饱和溶液的阴极反应：
C．
D．溶液用作去氯剂：
8．（2023上·江苏常州·高三统考期末）金属及其化合物在生产生活中应用广泛。2011年云南的“乌铜走银”制作技艺列入国家级非物质文化遗产名录。制作中的走银工序是将氧化变黑的银丝嵌入铜器表面已錾刻好的花纹内，再经揉黑工序，用手边焐边搓揉铜器，直到铜器表面变成乌黑、银丝变得光亮。近期中国科学院在含银化合物运用于超离子导体方面取得突破性进展，制得的αAgI晶体在室温下的电导率比普通多晶的AgI提高了近5个数量级。下列有关“乌铜走银”的说法不正确的是
A．走银工序中金属键没有断裂B．揉黑工序中发生了原电池反应
C．用铝丝代替银丝，铜器也会变黑D．银丝可以长时间保持光亮
9．（2023上·江苏苏州·高三统考期末）科学家设计了一种以和为电极的可循环电池，电解质为等溶液，其工作原理如图所示，充电时，向电极方向移动，下列说法正确的是
A．放电时CuS电极上产生进入溶液
B．放电时电极上的反应为：
C．充电时电极连接电源的正极
D．当0.15ml转化成时，溶液中减少0.1ml
10．（2022上·江苏南通·高三统考期末）Al-Te电池是一种二次电池，电解质为与有机离子液体()，该电池放电时在正极生成，放电过程的示意图如下所示，下列说法不正确的是
A．充电时，b电极应与外接电源正极相连
B．放电时，图中X表示
C．充电时，a电极的质量将增加
D．放电时，a、b两电极消耗单质的物质的量之比为3：2
11．（2023上·江苏南通·高三统考期末）科学家利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池，结构如图所示，隔膜只允许通过。电池反应为。下列说法不正确的是
A．3D-Zn具有较高的表面积，有利于沉积ZnO
B．放电时每沉积，有通过隔膜
C．充电时3D-Zn电极应与外接直流电源的负极相连
D．充电时阳极反应为
12．（2023上·江苏南通·高三统考期末）用电化学方法可以去除循环冷却水(含有、、、苯酚等)中的有机污染物，同时经处理过的冷却水还能减少结垢，其工作原理如下图所示。
下列说法正确的是
A．b为电源的正极
B．钛基电极上的反应为
C．碳钢电极底部有、生成
D．每生成标准状况下2.24L，需要消耗0.5ml
13．（2023上·江苏苏州·高三常熟中学校考期末）下图所示电池装置可将转化为。下列说法正确的是
A．物质为
B．放电时，由正极区移向负极区
C．负极电极反应式为
D．每消耗，可将转化为
14．（2023上·江苏苏州·高三常熟中学校考期末）2020年我国取得让世界瞩目的科技成果，化学功不可没。下列说法错误的是
A．“北斗”系统组网成功，北斗芯片中的半导体材料为二氧化硅
B．“嫦娥”五号运载火箭用液氧液氢推进剂，产物对环境无污染
C．“硅石墨烯锗晶体管”为我国首创，石墨烯能发生加成反应
D．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛合金耐高压、耐腐蚀
二、填空题
15．（2023上·江苏无锡·高三统考期末）乙醇用途广泛且需求量大，寻求制备乙醇的新方法是研究的热点。
(1) 电催化制备乙醇。电解原理示意图如图1所示。
①a电极的电极反应式为 。
②有效抑制a电极发生析氢反应的措施有 。
(2) 催化加氢制备乙醇。在催化剂表面加氢制备乙醇的反应为 ，反应机理如图2所示。
①在催化剂表面加氢生成的过程可描述为 。
②制取的过程中可获得的副产物有 。
③随着反应进行，的值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
④将的混合气体置于密闭容器中，在和不同温度下反应达到平衡时，的转化率和的选择性[的选择性]如图3所示。温度在时，CO2的平衡转化率几乎不变，其原因可能为 。
图3
16．（2023上·江苏·高三统考期末）的资源化利用能有效减少的排放，充分利用碳资源。
(1)1991年，Ashcrft提出了甲烷二氧化碳重整的技术理论：气体分子吸附至催化剂表面后发生反应。500℃时，反应原理如下。
主反应：
副反应：Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
其中，副反应Ⅱ、Ⅲ形成的积碳易导致催化剂失去活性。
①在原料气中添加微量有利于保持催化剂的活性，其原因是 。
②在催化剂中添加少量多孔CaO能提高转化率并保持催化剂的活性，其原因是 。
③主反应过程机理模型如图所示(*表示吸附在催化剂表面的活性物种)。根据反应机理，生成CO的过程可描述为 。
(2)我国科学家以材料作光电阴极、饱和的的溶液作电解液，将转化为HCOOH，原理如图所示。
①根据图示，写出光电阴极电极反应式 。
②从能源利用和资源综合利用角度分析该方法优点是 。
三、解答题
17．（2024上·江苏苏州·高三统考期末）尿素 是常用的化肥与工业原料，其生产与应用有着重要的意义。
(1)尿素生产一般控制在 下进行，主要涉及下列反应：
反应1
反应2
反应 的 。
(2)具有强还原性，生产尿素过程中，常通入适量氧气防止镍制容器表面的金属钝化膜被破坏。
①与反应产生的化学方程式为 。
②生产时通入的气体中常混有少量。有氧气存在的条件下，腐蚀反应容器的速率会更快，其原因是 。
(3)尿素在结晶过程中主要副反应是尿素发生脱氨反应。其反应历程如下：
反应3 CO(NH2)2(l)=HNCO(g)+NH3(g) (快反应)
反应4 HNCO(g)+CO(NH2)2(l)=(H2NCO)2NH(l)(缩二脲) (慢反应)
①在缩二脲的结构式()中圈出电子云密度最小的氢原子 。
②在尿素结晶过程中，反应3可视为处于平衡状态。实验表明，在合成尿素的体系中，的浓度越高，缩二脲生成速率越慢，其原因是 。
(4)含结晶水的晶体表面存在结构“”，用加热后的 晶体作催化剂，以为原料，电解溶液可获得尿素。
①生成尿素的电极方程式为 。
②加热后的晶体表面会产生位点，位点与位点共同形成 位点，其催化机理(部分)如图所示。实验表明，在下加热 晶体得到的催化剂催化效果最好，温度过高或过低催化效果会降低的原因是 。
③电解质溶液中若存在极大地降低催化剂的活性，原因是 。
18．（2023上·江苏扬州·高三江苏省高邮中学校联考期末）“绿水青山就是金山银山”是重要的科学理念，研究、、等大气污染物的处理具有重要意义。
(1)钙基固硫技术可减少排放，但煤炭燃烧过程中产生的又会与发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：
反应①：
反应②：
反应 。(填与与、的关系)
(2)对于烟气中采用活性炭脱除机理，其过程首先要经物理吸附 (*代表吸附态) ， ， ，然后是化学吸附(见图)：

写出化学吸附过程生成的化学方程式 。
(3)的排放主要来自于汽车尾气。
①有人利用尿素水溶液热解产生的可去除尾气中的，流程如图：

a.尿素中氮元素的化合价为 。
b.若氧化处理后的尾气中混有，此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒，降低的去除率。试分析硫酸盐的产生过程 。
②某脱硝反应机理如图所示，参与I的反应方程式为 。
(4)脱硫反应中每生成，生成 ，脱硫剂的脱硫过程可描述为 。
(5)利用多孔石墨做电极，溶液做电解液构成的燃料电池可以很好的除去和，生成无毒的物质。两个电极分别通入气体与物质的量之比为的和气体，在电极上发生 反应，写出正极的电极反应 。
19．（2022上·江苏南通·高三统考期末）高纯镓广泛用于半导体、光电材料等领域。一种利用炼锌渣(主要含ZnO、CuO、Fe2O3和一定量的GaCl3、不溶性杂质)为原料制备高纯镓的流程如图所示：
已知：①电解制取镓时，溶液中的氯离子会影响镓的析出。
②Zn2+与Ga3+的各物种的分布分数随pH的变化如图-1所示。
③室温时，。
(1)黄钠铁矾的化学式为，写出“沉铁”时的离子方程式 。
(2)“还原除杂”时先向溶液中加入一定量的Cu粉，反应一段时间后再向溶液中加入稍过量Zn粉。沉淀X中含有的主要元素有 。
(3)“调节pH”时，调节pH为8.2，但不能过高的原因是 。
(4)已知：。为了探究氨水能否溶解，反应的平衡常数为 。
(5)直接电解“沉锌”后的溶液可制备镓，阴极的电极反应式为 。
(6)砷化镓(GaAs)是重要的半导体材料，其晶胞结构如图-2所示，与Ga原子配位的砷原子构成正四面体结构。请将与箭头指向的Ga原子配位的砷原子涂黑。
20．（2023上·江苏盐城·高三校联考期末）H2S是一种有毒气体，对它的回收利用是一项重要的研究课题。
Ⅰ.利用废气中的H2S回收硫磺，生产工艺可分为两个阶段。涉及到的热化学方程式：
阶段一 2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH=-1172 kJ·ml-1
阶段二 16H2S(g)＋8SO2(g)=3S8(s)＋16H2O(l) ΔH=-2251.68 kJ·ml-1
(1)①8H2S(g)＋4O2(g)=S8(s)＋8H2O(l) 的ΔH= 。
②S8是由8个硫原子形成的环状结构，每个硫原子以sp3杂化轨道中的两个轨道与相邻的两个硫原子形成σ键。1 ml S8中含有σ键为 ml。
Ⅱ.天然气中通常含有H2S、CO2.利用电化学法可以将其变废为宝。
(2)将含有H2S、CO2的天然气通入NaOH溶液中，将反应所得的NaHCO3、NaHS混合液置于电解装置的阴极室中，电解装置如图1所示。
①写出阳极上H2S转化成SO的电极反应方程式： 。
②当外电路中转移1ml e-，通过阴离子交换膜的物种及其物质的量分别表示为n(CO)、n(HCO)、n(S2-)、n(HS-)、n(OH-)，则2n(CO)＋n(HCO)＋2n(S2-)＋n(HS-)＋n(OH-)= 。
(3)用Ni-CeO2作催化剂，CO2和H2可用于合成CH4，具体反应历程如图2所示(吸附在催化剂表面的物种带有“*”标注)。将电解所得的CO2和H2匀速通过Ni-CeO2催化剂层，测得含碳产物中CH4的物质的量分数和CO2的转化率随温度变化如图3所示。
①200℃条件下合成CH4过程中所发生的副反应可以描述为 。
②240~280 ℃过程中CO2转化率快速增大而280~320℃过程中CO2转化率上升缓慢的原因是 。
参考答案：
1．A
【详解】A．水解生成氢氧化锂和氨，方程式为，故A正确；
B．锂燃烧生成Li2O，且燃烧热为负值，故B错误；
C．锂-空气电池充电的阳极发生氧化反应，方程式为，故C错误；
D．由题已知，的前体可由 在的条件下反应制得，离子方程式为，故D错误；
故答案选A。
2．D
【详解】A．中存在与的强烈相互作用，A错误；
B．锂-空气电池充电时形成枝晶是树状的金属Li，属于金属晶体，B错误；
C．的基态核外电子排布式为，C错误；
D．价层电子对数为，原子轨道杂化类型为，D正确；
故选D。
3．C
【分析】由图可知，该装置为电解池，电极A为与直流电源负极相连的阴极，酸性条件下，LiMn2O4在阴极得到电子发生还原反应生成锰离子，电极反应式为，电极B为阳极，水分子作用下，锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子，电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，则电解的总反应方程式为。
【详解】A．由分析可知，电极B为阳极，发生氧化反应，A正确；
B．由分析可知，电极A的电极反应：，B正确；
C．由分析可知，电解的总反应方程式为，反应生成了锰离子，溶液中锰离子浓度增大，C错误；
D．由分析可知，2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，，则转化为，转移的电子数为，D正确；
故选C。
4．D
【分析】放电时M元素化合价升高，故X电极为负极，Y电极为正极；充电时X电极与电源负极相连，为阴极，Y电极与电源正极相连，为阳极，据此解答。
【详解】A．放电时，阳离子向正极移动，故Na+由X电极通过交换膜移向Y极，A错误；
B．放电时，正极反应式为：yNa++ye-+nC=NayCn，B错误；
C．充电时，X电极与电源负极相连，为阴极，过渡元素M的化合价降低，被还原，C错误；
D．铅蓄电池中放电时：，每消耗20.7g铅转移0.2ml电子，正极区域发生失去电子的氧化反应：NayCn－ye-＝yNa++nC，因此钠离子电池正极区域质量减少4.6g，D正确；
故选D。
5．D
【详解】A．Al2O3熔点高，常用作耐火材料，电解冶炼铝主要是Al2O3熔融状态下能导电，电解得到金属铝，故A不符合题意；
B．MgO可用作耐高温材料是因为MgO熔点高，故B不符合题意；
C．CaO可用作燃煤中的脱硫剂是因为CaO与二氧化硫反应生成亚硫酸钙，故C不符合题意；
D．人体中有胃酸，BaSO4不溶于盐酸，因此BaSO4可用作胃肠道造影检查，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
6．A
【分析】X电极为转变为N2发生了氧化反应为负极，而Y极转变为N2发生了还原反应为正极。
【详解】A．溶液介质为中性，电极反应为，A项错误；
B．Y极转变为N2化合价降低发生了还原反应为正极，B项正确；
C．正极的关系式为N2~10e-即每产生1mlN2会转移10ml电子，当电路中通过5ml电子时正极区产生0.5ml电子质量为m=M×n=14g，C项正确；
D．离子的移动方向：带正电的离子移向正极，带负电的离子移向负极，即Cl-移向X极，D项正确；
故选A。
7．D
【详解】A．实验室通常用共热浓盐酸和二氧化锰的方法制氯气：，A错误；
B．电解饱和溶液的阴极反应：，B错误；
C．根据已知方程式，生成液态水放出的热量比生成气态水放出的热量多，由于是放热反应，所以放出热量越多，越小，所以，C错误；
D．具有还原性，在溶液中，能与Cl2发生氧化还原反应，故可作去氯剂，D正确；
故选D。
8．C
【详解】A．制作中的走银工序是将氧化变黑的银丝嵌入铜器表面已錾刻好的花纹内，发生氧化银转化为银，铜转化为氧化铜，该过程金属键没有断裂，故A正确；
B．揉黑工序中通过揉搓，手上的汗水可提供电解质溶液，黑色的AgO和Cu发生氧化还原反应生成Ag和黑色的CuO，Cu作负极，AgO作正极，发生了原电池反应，故B正确；
C．铜的活动性比铝弱，氧化铝不能被铜还原为单质铝，因此铜不会变黑，故C错误；
D．银丝发生还原反应，氧化银转化为单质银，单质银活动性较弱，可长时间保持光亮，故D正确；
故选C。
9．C
【分析】由充电时，氯离子向硫化铜电极方向移动可知，充电时，CuS电极做阳极，Cu电极做阴极；放电时，铜电极为负极，铜失去电子，发生氧化反应，生成二氯合亚铜离子，电极反应式为，硫化铜电极为正极，硫化铜得到电子，发生还原反应，生成AlxCuS，电极反应式为CuS+3xe-+xAl3+=AlxCuS。
【详解】A．由分析可知，放电时，硫化铜电极为正极，硫化铜得到电子，发生还原反应，和Al3+反应生成生成AlxCuS，溶液中铝离子数目减少，故A错误；
B．由分析可知，放电时，铜电极为负极，铜失去电子，发生氧化反应，生成二氯合亚铜离子，电极反应式为，故B错误；
C．由分析可知，充电时，CuS电极做阳极，CuS电极与直流电源正极相连，故C正确；
D．由分析可知，放电时，铜电极为负极，铜失去电子，发生氧化反应，生成二氯合亚铜离子，硫化铜电极为正极，硫化铜得到电子，发生还原反应，生成AlxCuS，则当0.15ml铜转化成二氯合亚铜离子时，溶液中铝离子减少的物质的量为0.05ml，故D错误；
故选C。
10．D
【分析】根据放电过程的示意图可知，放电时Al为负极，被氧化为，负极反应为：，其逆过程就是充电时的阴极反应：；正极反应为，其逆过程就是充电时的阳极反应，据此分析来解题。
【详解】A．据分析，放电时a为负极、b为正极，则充电时，b电极为阳极、应与外接电源正极相连，A正确；
B． 放电时，正极反应为，图中X表示，B正确；
C． 充电时，a电极为阴极，反应为：，a电极质量将增加，C正确；
D． 放电时，a电极消耗Al、b电极消耗Te，按电极方程式及得失电子数守恒，a、b两电极消耗单质的物质的量之比为2:3，D不正确；
答案选D。
11．B
【分析】根据电池中元素化合价变化可知，放电时Zn为负极，NiOOH为正极，电解质溶液呈碱性，负极反应为，正极反应为，充电时阳极反应为，阴极反应为，据此回答。
【详解】A．三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)为多孔结构，具有较高的表面积，有利于沉积ZnO，故A正确；
B．放电时由负极反应，可知每沉积，有通过隔膜，故B不正确；
C．充电时3D-Zn电极做阴极，应与外接直流电源的负极相连，故C正确；
D．由分析知 充电时阳极反应为，故D正确；
故答案为：B。
12．C
【分析】碳电极上水得电子生成氢气，发生还原反应，为电解池的阴极，b为电源的负极，a为正极，钛基电极是阳极，失电子，发生氧化反应，钛基电极上的反应为。
【详解】A． 碳电极上水得电子生成氢气，发生还原反应，为电解池的阴极，b为电源的负极，故A错误；
B． 阳极失电子，发生氧化反应，钛基电极上的反应为，故B错误；
C． 碳电极上水得电子生成氢气，2H2O+2e-=2OH-+H2↑，HCO+OH-=H2O+CO，碳钢电极底部有、生成，故C正确；
D． 钛基电极上的反应为，每生成标准状况下2.24L，需要消耗0.46ml，故D错误；
故选C。
13．C
【分析】要在右侧产生硫酸钾，钾离子由左侧移向右侧，需要不断补充硫酸根离子，故放电过程中需补充的物质X为H2SO4，HCOOH燃料电池中，通入氧气的一极是正极，左侧投入KOH，右侧产生硫酸钾；
【详解】A．要在右侧产生硫酸钾，钾离子由左侧移向右侧，需要不断补充硫酸根离子，故放电过程中需补充的物质X为H2SO4，选项A错误；
B．HCOOH燃料电池中，通入氧气的一极是正极，左侧投入KOH，右侧产生硫酸钾，则钾离子由左侧移向右侧，即K+通过离子交换膜向右迁移，选项B错误；
C．负极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为，选项C正确；
D．每消耗，转移电子4ml，可将转化为，选项D错误；
答案选C。
14．A
【详解】A．“北斗”系统组网成功，北斗芯片中的半导体材料为晶体硅，而二氧化硅则是光导纤维的主要成分，A错误；
B．“嫦娥”五号运载火箭用液氧液氢推进剂，H2燃烧产物是水，水是空气的成分，因此对环境无污染，B正确；
C．“硅石墨烯锗晶体管”为我国首创，石墨烯结构中含有不饱和的碳碳双键，因此能发生加成反应，C正确；
D．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛合金是合金，具有耐高压、耐腐蚀的性能，D正确；
故合理选项是A。
15．(1) 2CO2+12e-+9H2O=CH3CH2OH+12OH- 选择高选择性和高活性的电化学催化剂
(2) 在催化剂表面加氢生成的过程是分子中一个碳碳双键被打开，被催化剂吸附，其中的碳原子与氢气分子中断开的氢原子结合形成CH3*，CO*与CH3*在H*作用下生成 CH4、CH3OH 不变 H2与CO2反应的副反应是CH3OH，副反应为吸热反应，主反应为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，主反应平衡往逆向移动，使CO2的平衡转化率下降，副反应平衡往正向移动，使CO2的平衡转化率上升，当下降和上升的程度相当时，即温度在，CO2的平衡转化率几乎不变。
【详解】（1）二氧化碳催化加氢制备乙醇，则a电极为电解池的阴极，二氧化碳碱性条件下在阴极得到电子生成乙醇，电极反应式为2CO2+12e-+9H2O=CH3CH2OH+12OH-；选择高选择性和高活性的电化学催化剂可以有效抑制a电极发生析氢反应；
（2）①根据图示，在催化剂表面加氢生成的过程是分子中一个碳碳双键被打开，被催化剂吸附，其中的碳原子与氢气分子中断开的氢原子结合形成CH3*，CO*与CH3*在H*作用下生成；
②根据图示，CH3*与H*会结合生成CH4，CO*与H*会结合生成CH3OH，所以副产物是CH4、CH3OH；
③当反应达到平衡时，C0失电子生成C2+的速率与C2+得电子生成C0的速率相等， 即比值不变；
④根据②的分析，H2与CO2反应的副反应是CH3OH，副反应为吸热反应，而主反应为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，主反应平衡往逆向移动，使CO2的平衡转化率下降，副反应平衡往正向移动，使CO2的平衡转化率上升，当下降和上升的程度相当时，即温度在，CO2的平衡转化率几乎不变。
16．(1) 微量O2及时和副反应Ⅱ、III产生的碳反应。防止催化剂表面积碳 少量多孔CaO (及其生成的CaCO,)有利于将CO2吸附至催化剂表面，促进主反
应发生，提高CO的转化率 吸附在催化剂表面的CO解离成CO和O* (活性氧原子),吸附在催化剂表面的CH4解离成H2和CH2* (活性亚甲基), O*和H2反应生成H2O, CH2*和H2O反应生成H2和CO*, CO从催化剂表面脱附成CO。
(2) 利用太阳光能理论上无需额外消耗能量，将捕集的CO2转化为有用的产品HCOOH，既能有效减少温室气体CO2的排放量，又能充分利用碳资源。
【详解】（1）微量氧气可将副反应上生成的C转化为氧化物，从而降低催化剂表面的积碳，避免积碳过多导致催化剂失去活性；多孔CaO可以吸附二氧化碳，从而促进二氧化碳与甲烷在催化剂表面接触反应，提高二氧化碳的转化率；结合图示信息可知二氧化碳被吸附在Ni表面，之后发生断键，生成CO和O。故答案为：微量O2及时和副反应Ⅱ、III产生的碳反应。防止催化剂表面积碳；多孔CaO有利于吸附，从而促进与甲烷的反应，提高转化率；吸附在催化剂表面的CO解离成CO和O* (活性氧原子),吸附在催化剂表面的CH4解离成H2和CH2* (活性亚甲基), O*和H2反应生成H2O, CH2*和H2O反应生成H2和CO* ，CO从催化剂表面脱附成CO；
（2）由图可知光阴极二氧化碳在碳酸氢钾溶液中转化为HCOOH，电极方程式为：；利用太阳光能理论上无需额外消耗能量，将捕集的CO2转化为有用的产品HCOOH，既能有效减少温室气体CO2的排放量，又能充分利用碳资源。
17．(1)
(2) 与O2反应生成SO2，SO2 、O2、H2O反应生成硫酸，酸性增强，腐蚀能力增强
(3) 的浓度越高，反应3平衡逆向进行，HNCO浓度降低，反应4反应速率降低，缩二脲生成速率变慢
(4) 温度过高时，会形成两个LA位点，吸附CO2过多；温度过低，Ni—O键不断裂，不能形成LA位点，无法吸附CO2，催化效果会降低 可以占据LA位点，使之无法吸附CO2
【详解】（1）反应 =反应1+反应2，故；
（2）①与反应产生，由氧化还原分析，NiO生成Ni，故化学方程式为；
②生产时通入的气体中常混有少量。有氧气存在的条件下，发生反应，，硫酸腐蚀性更强；
（3）①中间N原子连接两个羰基，羰基中O原子电负性强，吸电子能力强，羰基为吸电子基团，故N—H键的电子更偏向N原子，H原子电子云密度降低，故答案为；
②的浓度越高，反应3平衡越向逆向进行，HNCO浓度越低，反应4反应速率越低，缩二脲生成速率越慢；
（4）①由N2生成尿素可知失去6e-，故电极方程式为；
②如图可知，温度过高时，会形成两个LA位点，吸附CO2过多，无法形成尿素；温度过低，Ni—O键不断裂，不能形成LA位点，无法吸附CO2，故催化效果会降低；
③可以占据LA位点，使之无法吸附CO2，极大地降低催化剂的活性。
18．(1)ΔH2-ΔH1
(2)SO+H2O*=H2SO
(3) -3 尾气中剩余的NO2溶于水生成具有强氧化性的HNO3，SO2与水反应生成H2SO3，HNO3将H2SO3氧化为H2SO4，从而形成硫酸盐 2C2H4+6Cu+(NO2)=3N2+4CO2+4H2O+6Cu+
(4) 2 脱硫时H2S还原了部分Fe2O3，生成S和FeS(附着在Fe2O3表面)
(5) 氧化 NO+NO2+6e-+3H2O=N2+6OH-
【详解】（1）根据盖斯定律Ⅱ-Ⅰ得CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)CaS(s)+3CO2(g)，则；
（2）根据化学吸附图可得生成的化学方程式为；
（3）①a. 尿素[CO(NH2)2]中C元素为+4价，O元素为﹣2价，H元素为+1价，根据化合价代数和为0，则尿素氮元素的化合价为﹣3价；
b. 若氧化处理后的尾气中混有SO2，此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒，降低NOx的去除率。则硫酸盐的产生过程为：尾气中剩余的NO2溶于水生成具有强氧化性的HNO3，SO2与水反应生成H2SO3，HNO3将H2SO3氧化为H2SO4，从而形成硫酸盐；
②图中Cu+在反应前后性质、质量不变,为催化剂；用乙烯进行脱硝(NO) ,从题图可以知道，乙烯被Cu+(NO2)氧化成二氧化碳(其中C化合价由-2→+4),Cu+(NO2)自身被还原成N2(其中N化合价由+4→0),反应方程式为2C2H4+6Cu+(NO2)=3N2+4CO2+4H2O+6Cu+；
（4）脱硫反应的方程式为Fe2O3 + 3H2S= 2FeS + 3H2O+S，每生成1ml硫单质，生成2mlFeS，用水蒸气代替氧气再生时，反应方程式为3FeS + 4H2OFe3O4 + 3H2S + H2，当生成3mlH2S时，FeS被氧化，H2O被还原，生成1ml氢气，共转移电子2ml；
由图可知，脱硫时，部分Fe2O3转化成FeS，H2S被氧化成S，再生过程时，FeS与O2反应生成Fe2O3和SO2，Fe2O3脱硫剂的脱硫和再生过程可以描述为脱硫时H2S还原了部分Fe2O3，生成S和FeS(FeS附着在Fe2O3表面)；故答案为：脱硫时H2S还原了部分Fe2O3，生成S和FeS(FeS附着在Fe2O3表面)；
（5）H2S中硫元素显-2价，为最低价态，失去电子，发生氧化反应，正极发生还原反应，所以电极反应方程式为：NO+NO2+6e-+3H2O=N2+6OH-。
19．(1)
(2)Cu、Cl
(3)pH过高Zn2+将转化为Zn(OH)2或，影响后续Zn2+转化为ZnS
(4)
(5)
(6)
【分析】根据流程图分析，炼锌渣经过稀硫酸溶浸过滤掉不溶性杂质，将ZnO、CuO、Fe2O3转化为Zn2+、Cu2+、Fe3+，向滤液中加入硫酸钠溶液进行沉铁，得到黄钠铁矾，溶液中的氯离子会影响镓的析出，可知金属粉末中含有Cu粉除去Cl-，以及金属粉末Zn除去Cu2+，向滤液中加入NaOH溶液调节pH为8.2，目的是将Ga3+转化为，加入Na2S溶液将Zn2+转化为ZnS，最后电解NaGa(OH)4溶液得到金属镓。
【详解】（1）酸浸后加入Na2SO4溶液将溶液中的Fe3+转化为黄钠铁矾，酸性溶液环境下根据电荷守恒写出离子反应方程式为：；
（2）“还原除杂”时先向溶液中加入一定量的Cu粉可除去Cl-，发生的反应为：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓，CuCl难溶于水和稀酸，所以沉淀X是CuCl，含有的主要元素有Cu、Cl；
（3）根据图-1可得知，当pH过高时，Zn2+将转化为Zn(OH)2或，影响后续Zn2+转化为ZnS；
（4）假设反应平衡常数为，则=2.0×10-5×1.0×10-35×1.0×1034=2.0×10-6，故平衡常数为2.0×10-6；
（5）根据分析可知，“沉锌”后的溶液含溶质NaGa(OH)4，电解NaGa(OH)4溶液时，阴极[Ga(OH)4]-得到电子生成Ga，阴极的电极反应式为；
（6）由晶胞结构可知，Ga的配位数为4，晶胞中Ga原子数目为4，As原子数目=8×1/8+6×1/2=4，晶胞中As、Ga原子数目之比为1∶1，As的配位数也是4，故Ga与周围4个As原子形成正四面体结构，所以将与Ga原子距离最近的3个面中心的As原子以及1个顶点的As原子涂黑，如下图所示：。
20．(1) -2313.2 kJ·ml-1 8
(2) H2S-8e-＋H2O=SO＋10H+ 1 ml
(3) CO2被催化剂吸附后转变成*CO和*O，*CO摆脱催化剂的吸附形成CO，H2在催化剂表面变成*H，*H和*O结合生成H2O 240~280 ℃，随温度升高，反应速率加快，且催化剂活性增大，两者共同作用，使CO2的转化率快速增大；280~320 ℃，随温度升高，反应速率加快，但催化剂活性基本不变，CO2的转化率上升缓慢
【详解】（1）①将阶段一和阶段二热化学方程式依次编号为Ⅰ和Ⅱ，由盖斯定律可知，Ⅰ+Ⅱ可得8H2S(g)＋4O2(g)=S8(s)＋8H2O(l)，则=+=-2313.2；
②因为S8是8个硫原子形成的环状结构，并且每个硫原子以sp3杂化轨道中的两个轨道与相邻的两个硫原子形成σ键，所以硫原子间都是以单键形式形成环状结构，故1 ml S8中含有σ键为8；
（2）①阳极上H2S转化成SO，转移电子数为8，电解质为H2SO4，其电极反应方程式为H2S-8e-＋H2O=SO＋10H+；
②当外电路中转移1ml e-时，根据电荷守恒可知，通过阴离子交换膜的阴离子电荷量总和应为1ml，故2n(CO)＋n(HCO)＋2n(S2-)＋n(HS-)＋n(OH-)=1 ml；
（3）①从图2可以看出，CO2和H2匀速通过Ni-CeO2催化剂层时，除了生成CH4以外，还生成了CO和H2，根据反应历程可将200℃条件下合成CH4过程中所发生的副反应可以描述为：CO2被催化剂吸附后转变成*CO和*O，*CO摆脱催化剂的吸附形成CO，H2在催化剂表面变成*H，*H和*O结合生成H2O；
②由题可以看出，反应历程中的影响条件为催化剂和温度，CO2转化率的改变是因为温度改变和催化剂的活性不同导致的，因此240~280 ℃过程中CO2转化率快速增大而280~320℃过程中CO2转化率上升缓慢的原因是：240~280 ℃，随温度升高，反应速率加快，且催化剂活性增大，两者共同作用，使CO2的转化率快速增大；280~320 ℃，随温度升高，反应速率加快，但催化剂活性基本不变，CO2的转化率上升缓慢。