冲刺2021高考化学押题训练（六）化学反应中的能量变化-组卷题库站

海水中锂资源非常丰富，但是海水中的锂浓度低，很难被提取出来。我国科学家设计了一种太阳能驱动下，利用选择性固体陶瓷膜电解海水提取金属锂的装置(示意图如下)，该装置工作时，下列说法错误的是（）

A、该装置主要涉及的能量变化：太阳能→电能→化学能

B、电极B上的电极反应式：4OH⁻-4e⁻=O₂↑+2H₂O

C、选择性固体陶瓷膜不允许H₂O通过

D、工作时，电极A为阴极

锌-空气燃料电池(ZAFC)具有携带方便、成本低及安全无污染等优点，在离网电源及汽车电源的应用上具有广阔的前景。我国研制的新型锌-空气燃料电池工作原理如图所示，下列说法错误的是（）

A、放电时，负极反应为Zn+4OH^--2e^-=[Zn(OH)₄]^2-

B、充电时，电解质溶液中c(OH)^-逐渐增大

C、放电时，当负极减少6. 5 g，通过隔膜的电子个数约为1.204×10²³

D、多孔炭可增大电极与电解质溶液的接触面积，也有利于O₂扩散至电极表面

某锂铜二次电池工作质理如图所示。在该电池中，水系电解液和非水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片(LISICON) 隔开。下列有关说法错误的是（）

A、放电时，N极电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu

B、 Li⁺可以通过陶瓷片，水分子不能

C、充电时，接线柱B应与电源的负极相连

D、充电时，M电极发生还原反应

一种新型的锂-空气电池的工作原理如图所示。关于该电池的说法中正确的是（）

A、电池总反应为4Li+O₂+2H₂O=4LiOH

B、可将有机电解液改为水溶液

C、金属锂作正极，发生氧化反应

D、当有22.4LO₂被还原时，溶液中有4mol Li⁺向多孔碳电极移动

钠离子电池是非常有发展潜力的电池体系，其工作原理如图所示。放电时电池反应为：Na_1-xMO₂+Na_xC=C+NaMO₂ (M代表过渡金属)。下列说法错误的是（）

A、放电时，含硬碳材料电极为负极

B、充电时，电解质溶液中Na⁺向硬碳材料区迁移

C、放电时，正极的电极反应式为Na_1-xMO₂+xNa⁺+xe^-=NaMO₂

D、充电时，若转移1mol e^- ，硬碳材料电极将增重23x g

某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料，以ZnSO₄溶液的有机高聚物为固态电解质，其电池总反应为：MnO₂+ $\text{[math]}$ Zn+(1+ $\text{[math]}$ )H₂O+ $\text{[math]}$ ZnSO₄ $\text{[math]}$ MnOOH+ $\text{[math]}$ ZnSO₄·3Zn(OH)₂·xH₂O，其电池结构如图所示，下列说法正确的是（）

A、放电时，锌膜发生还原反应

B、放电时，电池的正极反应为：MnO₂+e^-+H⁺=MnOOH

C、充电时，Zn²⁺移向MnO₂膜

D、充电时，含有锌膜的碳纳米管纤维一端连接电源负极

最近我国科学家以 CO₂与辛胺为原料实现了甲酸盐和辛腈的高选择性合成，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是（）

A、 b为电源的负极

B、 In/ $\text{[math]}$ 电极上可能有副产物 O₂生成

C、每生成1mol辛腈，同时生成1mol HCOO^-

D、在 Ni₂P 电极上发生的反应为： $\text{[math]}$

在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案(原理如图)，下列说法错误的是（）

A、电源a端为负极

B、 Fe²⁺的电子排布式为[Ar]3d⁶

C、阳极发生的电极反应式为2HCl－2e^－=2H^＋＋Cl₂

D、电路中转移1mol电子，需要消耗11.2LO₂(标准状况)

对固体电解质体系的研究是电化学研究的重要领域之一、用离子交换膜H⁺/ $\text{[math]}$ 型 Nafion膜作电解质，在一定条件下实现了常温常压下电化学合成氨，原理如下图所示。下列说法错误的是（）

A、电极M接电源的正极

B、离子交换膜中H⁺、 $\text{[math]}$ 浓度均保持不变

C、 H⁺/ $\text{[math]}$ 型离子交换膜具有较高的传导质子能力

D、阴极的电极反应式：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃ ， 2H⁺+2e^-=H₂↑

一种使用 $\text{[math]}$ (二甲亚砜)作为电解液，并用多孔的黄金作为电极的锂-空气电池的实验模型，这种实验电池在充放电100次以后，其电池容量仍能保持最初的95%。该电池放电时在多孔的黄金上氧分子与锂离子反应，形成过氧化锂，其装置如图所示。下列有关叙述正确的是（）

A、 $\text{[math]}$ 电解液可以换成水溶液仍能正常工作

B、负极的电极反应式为 $\text{[math]}$ ，生成的 $\text{[math]}$ 从左向右移动

C、该电池放电时每消耗 $\text{[math]}$ 空气，转移 $\text{[math]}$ 电子

D、给该锂-空气电池充电时，金属锂接直流电源正极

某NH₃传感器工作原理如图所示(其中固体电解质允许 O^2-发生迁移)，下列说法正确的是（）

A、传感器的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的

B、传感器工作时，O₂参与的电极反应式为： $\text{[math]}$

C、传感器工作时，负极上 NH₃ 被消耗，pH 会降低

D、传感器工作时，每消耗 3mol O₂ ，生成 2mol N₂

2020 年，中国科学院在钠离子电池的研究上取得新突破，其应用领域广、安全性能好，在未来有巨大市场前景。某水系钠离子二次电池总反应为：2NaFePO₄F+ Na₃Ti₂(PO₄)₃ $\text{[math]}$ 2Na₂FePO₄F+ NaTi₂(PO₄)₃ ，下列说法正确的是（）

A、放电时，溶液中的 Na⁺移向 a 极

B、放电时， $\text{[math]}$

C、充电时，Na₂FePO₄F 发生还原反应

D、充电时，电路中通过 1mol e^-时，b 极增重 46g

双极膜(CM/AM)在电场作用下能将水解离为H⁺和 OH^- ，用双极膜电解槽电解糠醛(

)溶液制备糖醇(

)和糠酸盐(

)，电解时 $\text{[math]}$ 在电极与糠醛之间传递电子，电解过程如图所示。下列说法正确的是（）

A、通电时双极膜将水解离为 H⁺和 OH^- ， H⁺向Y电极方向移动

B、 X 接直流电源负极，糠醛在阴极表面得到电子被氧化为糠醇

C、电解时，阳极反应为 $\text{[math]}$

D、生成糠酸盐的反应为

+MnO₂+H₂O $\text{[math]}$

+MnOOH

一种新型水锂充电电池采用复合膜包裹的金属锂和锰酸锂( $\text{[math]}$ )作电极材料，以 $\text{[math]}$ 水溶液作电解质，工作时电池的总反应为 $\text{[math]}$ 。下列有关该电池的说法错误的是（）

A、该电池放电时，溶液中的 $\text{[math]}$ 向电极a移动

B、该电池的负极反应式为 $\text{[math]}$

C、电池充电时，阳极的锂元素质量分数减小

D、去掉包裹金属锂的复合膜能使金属锂的利用率更高

利用固体氧化物电解池研究高温电解将CO₂和H₂O转化为合成气(CO+H₂)，示意图如图所示。下列说法错误的是（）

A、该装置的能量转化方式只有电能转化为化学能

B、 Y为电源的负极

C、阳极的电极反应式为 $\text{[math]}$

D、若阴极生成 1 mol 的合成气，则电路中转移2 mol电子

一种有机废水发电装置示意图如图所示，装置工作时，下列说法错误的是（）

A、 H⁺从a极区向b极区迁移

B、可使用碱性电解质水溶液

C、该发电装置应在条件温和的环境下进行

D、理论上， $\text{[math]}$ 完全被还原为 $\text{[math]}$ 时，a极有 $\text{[math]}$ 电子流出

锂—铜空气燃料电池(图1)容量高、成本低，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为：2Li+Cu₂O+H₂O=2Cu+2Li⁺+2OH^- ，用该电池电解含有尿素［CO(NH₂)₂]的碱性溶液，用于废水处理和煤液化供氢，其装置如图2所示。装置中c、d均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过，电解时，c极接b极。下列说法错误的是（）

A、放电时，b极的电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-

B、电解时，理论上标准状况下，有33.6L O₂参与反应时，c电极区可产生22.4L N₂

C、电解一段时间后，d电极区pH增大

D、图1整个反应过程，Cu起了催化剂的作用

微生物脱盐电池是高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含CH₃COO^－的溶液为例)。下列说法错误的是（）

A、隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜

B、负极反应为CH₃COO^－＋2H₂O－8e^－＝2CO₂↑＋7H^＋

C、当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 g

D、电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2：1

下列叙述正确的是（）

A、煤的气化和液化都是物理变化

B、燃料电池中通入燃气的一极为负极

C、用品红溶液不能鉴别CO₂和SO₂

D、 24g镁与27g铝中，含有相同的质子数

2018年5月美国研究人员成功实现了在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下图所示：

下列叙述正确的是（）

A、 H⁺向a极区移动

B、图中能量转化方式只有2种

C、 b极上每产生22.4LNH₃流过电极的电子数为3N_A

D、 a极发生的电极反应为：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺

某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H₂O和CO₂转化为O₂和燃料(C₃H₈O)。下列说法正确的是（）

A、该装置工作时，H⁺从a极区向b极区迁移

B、该装置将化学能转化为光能和电能

C、 a电极的反应式为3CO₂＋18H^＋－18e^－=C₃H₈O＋5H₂O

D、每生成3 mol O₂ ，有88 g CO₂被还原

下列关于轮船嵌有锌块实施保护的判断不合理的是（）

A、嵌入锌块后的负极反应：Fe﹣2e^- = Fe²⁺

B、可用镁合金块代替锌块进行保护

C、腐蚀的正极反应：2H₂O + O₂ + 4e^- = 4OH^-

D、该方法采用的是牺牲阳极的阴极保护法

以氮气和水蒸气为原料，电化学合成氨装置（电极不参与反应）示意图如下。下列说法错误的是（）

A、电极a连接电源的正极

B、 OH⁻向电极a迁移

C、电极b的电极反应：N₂+6e⁻+6H⁺= 2NH₃

D、总反应：2N₂+6H₂O(g) $\text{[math]}$ 4NH₃+3O₂

利用偏铝酸钠（NaAlO₂）溶液电解法制备氢氧化铝的简易装置如图所示，其中两电极均为惰性电极。下列说法正确的是（）

A、电极A为阳极

B、气体b为H₂

C、所得料浆液的pH大于原料NaAlO₂溶液的pH

D、该方法总反应方程式是：4NaAlO₂+10H₂O $\text{[math]}$ 4Al(OH)₃+4NaOH+O₂↑+2H₂↑

碲(Te)元素在元素周期表中位于第ⅥA族，其単质是重要的工业原料。工业上可用电解法从铜阳极泥(主要成分是Cu₂Te、含Ag、Au等杂质)中提取单质碲，步骤如下：

①将铜阳极泥在空气中焙烧使碲转化为TeO₂；

②用NaOH溶液碱浸；

③以石墨为电极电解②所得溶液获得Te。

已知：TeO₂微溶于水，易与较浓的强酸、强碱反应

下列说法错误的是（）

A、 Cu₂Te中，Te的化合价是-2

B、步骤②中，碱浸的子离方程式是：TeO₂+2OH^-=TeO₃^2-+H₂O

C、步骤③中，阴极上发生反应的电极方程式是：TeO₃^2-+4e^-+6H⁺=Te+3H₂O

D、在阳极区溶液中检验出有TeO₄^2-存在，可能原因是阳极生成的氧气氧化TeO₃^2-得到TeO₄^2-

化合物	MgO	Al₂O₃	MgCl₂	AlCl₃
类型	离子化合物	离子化合物	离子化合物	共价化合物
熔点/℃	2800	2050	714	191

离子	Fe³⁺	Al³⁺	Fe²⁺	Co²⁺
溶液pH	3.2	4.7	9.0	9.2

冲刺2021高考化学押题训练（六）化学反应中的能量变化

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