2023届高三化学二轮复习（2018-2022）五年高考化学真题分模块汇编（全国卷）化学反应原理模块含答案.pdf

五年（2018-2022）高考化学真题分模块汇编（全国卷）化学反应原理模块 一 电化学专题 1（2022全国乙卷）2Li-O电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电2Li-O电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子()e和空穴()h+，驱动阴极反应()LieLi+=和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li+O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是（）A充电时，电池的总反应222Li O2LiO=+B充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D放电时，正极发生反应222O2Li2eLi O+=2（2022全国甲卷）一种水性电解液 Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH 溶液中，Zn2+以 Zn(OH)24存在)。电池放电时，下列叙述错误的是（）A区的 K+通过隔膜向区迁移 B区的 SO24通过隔膜向区迁移 CMnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2+2H2O D电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)24+Mn2+2H2O 3（2021全国乙卷）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。下列叙述错误的是（）A阳极发生将海水中的Cl氧化生成2Cl的反应 B管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO C阴极生成的2H应及时通风稀释安全地排入大气 D阳极表面形成的2Mg(OH)等积垢需要定期清理 4（2021全国甲卷）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的2H O解离为+H和-OH，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是（）AKBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用 B阳极上的反应式为：+2H+2e-=+H2O C制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子 D双极膜中间层中的+H在外电场作用下向铅电极方向迁移 5（2020全国 I 卷）科学家近年发明了一种新型 ZnCO2水介质电池。电池示意图如图，电极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。下列说法错误的是（）A放电时，负极反应为24Zn2e4OHZn(OH)+=B放电时，1 mol CO2转化为 HCOOH，转移的电子数为 2 mol C充电时，电池总反应为24222Zn(OH)2ZnO4OH2H O=+D充电时，正极溶液中 OH浓度升高 6（2020全国 II 卷）电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色 WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是（）AAg 为阳极 BAg+由银电极向变色层迁移 CW 元素的化合价升高 D总反应为：WO3+xAg=AgxWO3 7（2020全国 III 卷）一种高性能的碱性硼化钒(VB2)空气电池如下图所示，其中在 VB2电极发生反应：-3-2442VB+16OH-11e=VO+2B(OH)+4H O该电池工作时，下列说法错误的是（）A负载通过 0.04 mol 电子时，有 0.224 L(标准状况)O2参与反应 B正极区溶液的 pH 降低、负极区溶液的 pH 升高 C电池总反应为3222444VB11O20OH6H O8B(OH)4VO+=+D电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH 溶液回到复合碳电极 8（2019全国 I 卷）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是（）A相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B阴极区，在氢化酶作用下发生反应 H2+2MV2+2H+2MV+C正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成 NH3 D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 9（2019全国 III 卷）为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状 Zn（3DZn）可以高效沉积 ZnO 的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH 二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)放电充电ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。以下说法不正确的是（）A三维多孔海绵状 Zn 具有较高的表面积，所沉积的 ZnO 分散度高 B充电时阳极反应为 Ni(OH)2(s)+OH(aq)e=NiOOH(s)+H2O(l)C放电时负极反应为 Zn(s)+2OH(aq)2e=ZnO(s)+H2O(l)D放电过程中 OH通过隔膜从负极区移向正极区 10（2018全国 I 卷）最近我国科学家设计了一种 CO2+H2S 协同转化装置，实现对天然气中 CO2和 H2S 的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为 ZnO石墨烯（石墨烯包裹的 ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：（）EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S2H+S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是 A阴极的电极反应：CO2+2H+2e-CO+H2O B协同转化总反应：CO2+H2SCO+H2O+S C石墨烯上的电势比 ZnO石墨烯上的低 D若采用 Fe3+/Fe2+取代 EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性 11.（2018全国 II 卷）我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 NaCO2二次电池。将 NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是（）A放电时，ClO4向负极移动 B充电时释放 CO2，放电时吸收 CO2 C放电时，正极反应为：3CO24e=2CO32C D充电时，正极反应为：Nae=Na 12.（2018全国 III 卷）一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成 Li2O2-x（x=0 或 1）。下列说法正确的是()A放电时，多孔碳材料电极为负极 B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C充电时，电解质溶液中 Li+向多孔碳材料区迁移 D充电时，电池总反应为 Li2O2-x=2Li+（12x）O2 二 水溶液中的离子平衡 1（2022全国乙卷）常温下，一元酸HA的3aK(HA)=1.0 10。在某体系中，+H与-A离子不能穿过隔膜，未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中()c(HA)c(HA)c A=+总，当达到平衡时，下列叙述正确的是（）A溶液中()()()c Hc OHc A+=+B溶液中的 HA 的电离度()-c Ac(HA)总为1101 C溶液和中的(HA)c不相等 D溶液和中的c(HA)总之比为410 2（2021全国乙卷）HA 是一元弱酸，难溶盐 MA 的饱和溶液中2c(M)+随 c(H+)而变化，M+不发生水解。实验发现，298K时+2+c(M-c(H)为线性关系，如下图中实线所示。下列叙述错误的是（）A溶液pH4=时，-4-1c(M)3.0 10 mol L+BMA 的溶度积-8spK(MA)=5.0 10 C溶液pH=7时，+-+c(M+c(H=c(A+c)(OH)DHA 的电离常数4a-K(HA)2.0 10 3（2021全国甲卷）已知相同温度下，()()3sp4spBaSOBaCOKK。某温度下，饱和溶液中()2-4-lgSOc、()2-3-lgCOc、与()2+-lgBac的关系如图所示。下列说法正确的是（）A曲线代表3BaCO的沉淀溶解曲线 B该温度下4BaSO的()sp4BaSOK值为-101.0 10 C加适量2BaCl固体可使溶液由 a 点变到 b 点 D()2+5.1Ba=10c时两溶液中()()212-4yy2-3SO=10COcc 4（2020全国 I 卷）以酚酞为指示剂，用 0.1000 molL1的 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 未知浓度的二元酸 H2A 溶液。溶液中，pH、分布系数随滴加 NaOH 溶液体积 VNaOH的变化关系如图所示。比如 A2的分布系数：2-2-2-2c(A)(A)=c(H A)+c(HA)+c(A)下列叙述正确的是（）A曲线代表2(H A)，曲线代表-(HA)BH2A 溶液的浓度为 0.2000 molL1 CHA的电离常数 Ka=1.0102 D滴定终点时，溶液中+2-(Na)c(K+)c(OH)7（2019全国 II 卷）绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是（）A图中 a 和 b 分别为 T1、T2温度下 CdS 在水中的物质的量浓度 B图中各点对应的 Ksp的关系为：Ksp(m)=Ksp(n)Ksp(p)Ksp(q)C 向 m 点的溶液中加入少量 Na2S 固体，溶液组成由 m 沿 mpn 线向 p 方向移动 D温度降低时，q 点的饱和溶液的组成由 q 沿 qp 线向 p 方向移动 8（2019全国 III 卷）设 NA为阿伏伽德罗常数值。关于常温下 pH=2 的 H3PO4溶液，下列说法正确的是（）A每升溶液中的 H+数目为 0.02NA Bc(H+)=c(24H PO)+2c(24HPO)+3c(34PO)+c(OH)C加水稀释使电离度增大，溶液 pH 减小 D加入 NaH2PO4固体，溶液酸性增强 三 化学反应原理综合 1（2022全国乙卷）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：22222H S(g)+3O(g)=2SO(g)+2H O(g)-11H=-1036kJ mol 22224H S(g)+2SO(g)=3S(g)+4H O(g)-12H=94 kJ mol 2222H(g)+O(g)=2H O(g)-13H=-484 kJ mol 计算2H S热分解反应2222H S(g)=S(g)+2H(g)的4H=_-1kJ mol。(2)较普遍采用的2H S处理方法是克劳斯工艺。即利用反应和生成单质硫。另一种方法是：利用反应高温热分解2H S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是_，缺点是_。(3)在1470 K、100 kPa反应条件下，将2n(H S):n(Ar)=1:4的混合气进行2H S热分解反应。平衡时混合气中2H S与2H的分压相等，2H S平衡转化率为_，平衡常数pK=_kPa。(4)在1373K、100 kPa反应条件下，对于2n(H S):n(Ar)分别为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的2H S-Ar混合气，热分解反应过程中2H S转化率随时间的变化如下图所示。2n(H S):n(Ar)越小，2H S平衡转化率_，理由是_。2n(H S):n(Ar)=1:9对应图中曲线_，计算其在0-0.1s之间，2H S分压的平均变化率为_-1kPa s。2（2022全国甲卷）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石()2TiO转化为4TiCl，再进一步还原得到钛。回答下列问题：(1)2TiO转化为4TiCl有直接氯化法和碳氯化法。在1000时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：()直接氯化：-1-222421p1TiO(s)+2Cl(g)=TiCl(g)+O(g)H=172kJ mol,K=1.0 10()碳氯化：-1122242p2TiO(s)+2Cl(g)+2C(s)=TiCl(g)+2CO(g)H=-51kJ mol,K=1.2 10 Pa 反应22C(s)+O(g)=2CO(g)的H为_-1kJ mol，pK=_Pa。碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_。对于碳氯化反应：增大压强，平衡_移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率_(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)在51.0 10 Pa，将2TiO、C、2Cl以物质的量比 12.22进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。反应2C(s)CO(g)2CO(g)+=的平衡常数()pK1400=_Pa。图中显示，在200平衡时2TiO几乎完全转化为4TiCl，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是_。(3)2TiO碳氯化是一个“气固固”反应，有利于2TiOC“固固”接触的措施是_。3（2021全国乙卷）一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig 误认为是 ICl，从而错过了一种新元素的发现，该元素是_。(2)氯铂酸钡(6BaPtCl)固体加热时部分分解为2BaCl、Pt和2Cl，376.8时平衡常数42pK1.0 10 Pa=，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量6BaPtCl，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在 376.8，碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa，则IClp=_kPa，反应222ICl(g)Cl(g)I(g)=+的平衡常数 K=_(列出计算式即可)。(3)McMorris 测定和计算了在 136180范围内下列反应的平衡常数pK。2p12NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+I(g)K 2p22NOCl(g)2NO(g)+Cl(g)K 得到p11lgK T和p21lgK T均为线性关系，如下图所示：由图可知，NOCl 分解为 NO 和2Cl反应的H_0(填“大于”或“小于”)反应222ICl(g)Cl(g)I(g)=+的 K=_(用p1K、p2K表示)：该反应的H_0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程_。(4)Kistiakowsky 曾研究了 NOCl 光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：NOClhvNOCl+2NOClNOCl2NOCl+其中hv表示一个光子能量，NOCl*表示 NOCl 的激发态。可知，分解 1mol 的 NOCl需要吸收_mol 光子。4（2021全国甲卷）二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：2232CO(g)3H(g)CH OH(g)H O(g)+=+该反应一般认为通过如下步骤来实现：-12221CO(g)+H(g)=CO(g)+H O(g)H=+41kJ mol-1232CO(g)+2H(g)=CH OH(g)H=-90kJ mol 总反应的H=_-1kJ mol；若反应为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_(填标号)，判断的理由是_。A B C D(2)合成总反应在起始物()()22n H/n CO=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为3x(CH OH)，在t=250下的()3x CH OH p、在5p=5 10 Pa下的()3x CH OH t如图所示。用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式pK=_；图中对应等压过程的曲线是_，判断的理由是_；当()3x CH OH=0.10时，2CO的平衡转化率=_，反应条件可能为_或_。5（2020全国 I 卷）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是 SO2的催化氧化：SO2(g)+12O2(g)钒催化剂 SO3(g)H=98 kJmol1。回答下列问题：(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与 SO2(g)反应生成 VOSO4(s)和 V2O4(s)的热化学方程式为：_。(2)当 SO2(g)、O2(g)和 N2(g)起始的物质的量分数分别为 7.5%、10.5%和 82%时，在 0.5MPa、2.5MPa 和 5.0MPa 压强下，SO2平衡转化率 随温度的变化如图所示。反应在 5.0MPa、550时的=_，判断的依据是_。影响 的因素有_。(3)将组成(物质的量分数)为 2m%SO2(g)、m%O2(g)和 q%N2(g)的气体通入反应器，在温度 t、压强 p 条件下进行反应。平衡时，若 SO2转化率为，则 SO3压强为_，平衡常数 Kp=_(以分压表示，分压=总压物质的量分数)。(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k(1)0.8(1n)。式中：k 为反应速率常数，随温度 t 升高而增大；为 SO2平衡转化率，为某时刻 SO2转化率，n 为常数。在=0.90 时，将一系列温度下的 k、值代入上述速率方程，得到 vt 曲线，如图所示。曲线上 v 最大值所对应温度称为该 下反应的最适宜温度 tm。ttm后，v 逐渐下降。原因是_。6（2020全国 II 卷）天然气的主要成分为 CH4，一般还含有 C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。(1)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)H，相关物质的燃烧热数据如下表所示：物质 C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃烧热 H/(kJmol1)-1560-1411-286 H=_kJmol1。提高该反应平衡转化率的方法有_、_。容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为。反应的平衡常数 Kp=_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。(2)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4 高温C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为：r=k4CHc，其中 k 为反应速率常数。设反应开始时的反应速率为 r1，甲烷的转化率为 时的反应速率为 r2，则r2=_ r1。对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是_。A增加甲烷浓度，r 增大 B增加 H2浓度，r 增大 C乙烷的生成速率逐渐增大 D降低反应温度，k 减小(3)CH4和 CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如下图所示：阴极上的反应式为_。若生成的乙烯和乙烷的体积比为 21，则消耗的 CH4和 CO2体积比为_。7（2020全国 III 卷）二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用 CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)n(H2O)=_。当反应达到平衡时，若增大压强，则(C2H4)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)理论计算表明，原料初始组成 n(CO2)n(H2)=13，在体系压强为 0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数 x 随温度 T 的变化如图所示。图中，表示 C2H4、CO2变化的曲线分别是_、_。CO2催化加氢合成C2H4反应的 H_0(填“大于”或“小于”)。(3)根据图中点 A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp=_(MPa)3(列出计算式。以分压表示，分压=总压物质的量分数)。(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成 C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当_。8（2019全国 I 卷）水煤气变换CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：（1）Shibata 曾做过下列实验：使纯 H2缓慢地通过处于 721 下的过量氧化钴 CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴(Co)，平衡后气体中 H2的物质的量分数为 0.0250。在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。根据上述实验结果判断，还原 CoO(s)为 Co(s)的倾向是 CO_H2（填“大于”或“小于”）。（2）721 时，在密闭容器中将等物质的量的 CO(g)和 H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中 H2的物质的量分数为_（填标号）。A0.25 B0.25 C0.250.50 D0.50 E0.50（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。可知水煤气变换的 H_0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正=_eV，写出该步骤的化学方程式_。（4）Shoichi 研究了 467、489 时水煤气变换中 CO 和 H2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的 PH2O和 PCO相等、PCO2和 PH2相等。计算曲线a的反应在3090 min内的平均速率v(a)=_kPamin1。467 时 PH2和 PCO随时间变化关系的曲线分别是_、_。489 时 PH2和 PCO随时间变化关系的曲线分别是_、_。9（2019全国 II 卷）环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：（1）已知：(g)=(g)+H2(g)H1=100.3 kJmol 1 H2(g)+I2(g)=2HI(g)H2=11.0 kJmol 1 对于反应：(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)H3=_kJmol 1。（2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（）在刚性容器内发生反应，起始总压为 105Pa，平衡时总压增加了 20%，环戊烯的转化率为_，该反应的平衡常数 Kp=_Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有_（填标号）。A通入惰性气体 B提高温度 C增加环戊烯浓度 D增加碘浓度（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是_（填标号）。AT1T2 Ba 点的反应速率小于 c 点的反应速率 Ca 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率 Db 点时二聚体的浓度为 0.45 molL1（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2结构简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的 DMF 溶液（DMF 为惰性有机溶剂）。该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_。10（2019全国 III 卷）近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：（1）Deacon 发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比 c(HCl)c(O2)分别等于 11、41、71时 HCl 平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数 K（300）_K（400）（填“大于”或“小于”）。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)c(O2)=11的数据计算K（400）=_（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_。（2）Deacon 直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)+12Cl2(g)H1=83 kJmol-1 CuCl(s)+12O2(g)=CuO(s)+12Cl2(g)H2=-20 kJmol-1 CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)H3=-121 kJmol-1 则 4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的 H=_ kJmol-1。（3）在一定温度的条件下，进一步提高 HCl 的转化率的方法是_。（写出 2 种）（4）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，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：负极区发生的反应有_（写反应方程式）。电路中转移 1 mol电子，需消耗氧气_L（标准状况）11.（2018全国 II 卷）CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO 和 H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)H=-75 kJmol1 C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-394 kJmol1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H=-111 kJmol1 该催化重整反应的 H=_kJmol1。有利于提高 CH4平衡转化率的条件是_（填标号）。A高温低压 B低温高压 C高温高压 D低温低压 某温度下，在体积为 2 L 的容器中加入 2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时 CO2的转化率是 50%，其平衡常数为_mol2L2。（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)H/(kJmol1)75 172 活化能/(kJmol1)催化剂 X 33 91 催化剂 Y 43 72 由上表判断，催化剂 X_Y（填“优于”或“劣于”），理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是_填标号）。AK积、K消均增加 Bv积减小，v消增加 CK积减小，K消增加 Dv消增加的倍数比 v积增加的倍数大 在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kp(CH4)p(CO2)-0.5（k 为速率常数）。在 p(CH4)一定时，不同 p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则 pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。参考参考答案答案及详解详析及详解详析 一一 电化学及其应用 1C 解析：充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li+e-=Li+）和阳极反应（Li2O2+2h+=2Li+O2），则充电时总反应为 Li2O2=2Li+O2，结合图示，充电时金属 Li 电极为阴极，光催化电极为阳极；则放电时金属 Li 电极为负极，光催化电极为正极；据此作答。A光照时，光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为 Li2O2=2Li+O2，A 正确；B充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B 正确；C放电时，金属 Li 电极为负极，光催化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C 错误；D放电时总反应为 2Li+O2=Li2O2，正极反应为 O2+2Li+2e-=Li2O2，D 正确。2A 解析：根据图示的电池结构和题目所给信息可知，区 Zn 为电池的负极，电极反应为 Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)24，区 MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2+2H2O；电池在工作过程中，由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得到区消耗 H+，生成 Mn2+，区的 K+向区移动或区的 SO24向区移动，区消耗 OH-，生成 Zn(OH)24，区的 SO24向区移动或区的 K+向区移动。A根据分析，区的 K+只能向区移动，A 错误；B根据分析，区的 SO24向区移动，B 正确；CMnO2电极的电极反应式为 MnO2+2e-+4H+=Mn2+2H2O，C 正确；D电池的总反应为 Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)24+Mn2+2H2O，D 正确；3D 解析：海水中除了水，还含有大量的 Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的 Cl-会优先失电子生成 Cl2，阴极区 H2O 优先得电子生成 H2和 OH-，结合海水成分及电解产物分析解答。A 根据分析可知，阳极区海水中的 Cl-会优先失去电子生成 Cl2，发生氧化反应，A 正确；B设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的 Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成 NaCl、NaClO 和 H2O，其中 NaClO 具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B 正确；C因为 H2是易燃性气体，所以阴极区生成的 H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C 正确；D阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-，会使海水中的 Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成 Mg(OH)2等积垢需定期清理，D 错误。4D 解析：该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上 Br-被氧化为 Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的 H+在直流电场作用下移向阴极，OH-移向阳极。AKBr 在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的 Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故 A 错误；B阳极上为 Br-失去电子生成 Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故 B 错误；C电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1mol 乙二酸生成 1mol 乙醛酸转移电子为2mol，1mol 乙二醛生成 1mol 乙醛酸转移电子为 2mol，根据转移电子守恒可知每生成 1mol 乙醛酸转移电子为 1mol，因此制得 2mol 乙醛酸时，理论上外电路中迁移了 2mol 电子，故 C 错误；D由上述分析可知，双极膜中间层的 H+在外电场作用下移向阴极，即 H+移向铅电极，故 D 正确。5D 解析：由题可知，放电时，CO2转化为 HCOOH，即 CO2发生还原反应，故放电 时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn 发生氧化反应生成2-4Zn(OH)；充电时，右侧为阳极，H2O 发生氧化反应生成 O2，左侧为阴极，2-4Zn(OH)发生还原反应生成 Zn，以此分析解答。A放电时，负极上 Zn 发生氧化反应，电极反应式为：-2-4Zn-2e+4OH=Zn(OH)，故 A 正确，不选；B 放电时，CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1molCO2转化为HCOOH时，转移电子数为 2mol，故 B 正确，不选；C充电时，阳极上 H2O 转化为 O2，负极上2-4Zn(OH)转化为 Zn，电池总反应为：2-4222Zn(OH)=2Zn+O+4OH+2H O，故 C 正确，不选；D充电时，正极即为阳极，电极反应式为：-+222H O-4e=4H+O，溶液中 H+浓度增大，溶液中 c(H+)c(OH-)=KW，温度不变时，KW不变，因此溶液中 OH-浓度降低，故 D 错误，符合题意；6C 解析：从题干可知，当通电时，Ag+注入到无色 WO3薄膜中，生成 AgxWO3器件呈现蓝色，说明通电时，Ag 电极有 Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明 Ag 电极为阳极，透明导电层时阴极，故 Ag 电极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。A通电时，Ag 电极有 Ag+生成，故 Ag 电极为阳极，故 A 项正确；B通电时电致变色层变蓝色，说明有 Ag+从 Ag 电极经固体电解质进入电致变色层，故 B 项正确；C过程中，W 由 WO3的+6 价降低到 AgxWO3中的+(6-x)价，故 C 项错误；D该电解池中阳极即 Ag 电极上发生的电极反应为：xAg-xe-=xAg+，而另一极阴极上发生的电极反应为：WO3+xAg+xe-=AgxWO3，故发生的总反应式为：xAg+WO3=AgxWO3，故 D 项正确；7B 解析：根据图示的电池结构，左侧 VB2发生失电子的反应生成3-4VO和-4B(OH)，反应的电极方程式如题干所示，右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成 OH-，反应的电极方程式为 O2+4e-+2H2O=4OH-，电池的总反应方程式为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8-4B(OH)+43-4VO，据此分析。A当负极通过 0.04 mol 电子时，正极也通过 0.04 mol 电子，根据正极的电极方程式，通过 0.04 mol 电子消耗 0.01 mol 氧气，在标况下为 0.224 L，A 正确；B反应过程中正极生成大量的 OH-使正极区 pH 升高，负极消耗 OH-使负极区OH-浓度减小 pH 降低，B 错误；C根据分析，电池的总反应为 4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8-4B(OH)+43-4VO，C 正确；D 电池中，电子由 VB2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极负载VB2电极KOH溶液复合碳电极，D正确；8B 解析：由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV+在负极失电子发生氧化反应生成 MV2+，电极反应式为 MV+e=MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与 H2反应生成 H+和 MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H+2MV+；右室电极为燃料电池的正极，MV2+在正极得电子发生还原反应生成 MV+，电极反应式为 MV2+e=MV+，放电生成的 MV+与 N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，反应的方程式为N2+6H+6MV+=6MV2+NH3，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。A 项、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用 MV+和 MV2+的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，故 A 正确；B 项、左室为负极区，MV+在负极失电子发生氧化反应生成 MV2+，电极反应式为 MV+e=MV2+，放电生成的 MV2+在氢化酶的作用下与 H2反应生成 H+和MV+，反应的方程式为 H2+2MV2+=2H+2MV+，故 B 错误；C 项、右室为正极区，MV2+在正极得电子发生还原反应生成 MV+，电极反应式为 MV2+e=MV+，放电生成的 MV+与 N2在固氮酶的作用下反应生成 NH3和MV2+，故 C 正确；D 项、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故 D 正确。9D 解析：A、三维多孔海绵状 Zn 具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的 ZnO分散度高，A 正确；B、充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是 Ni(OH)2失去电子转化为 NiOOH，电极反应式为 Ni(OH)2(s)OH(aq)eNiOOH(s)H2O(l)，B 正确；C、放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为 Zn(s)2OH(aq)2eZnO(s)H2O(l)，C 正确；D、原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中 OH通过隔膜从正极区移向负极区，D 错误。10.C 解析：该装置属于电解池，CO2在 ZnO石墨烯电极上转化为 CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，石墨烯电极为阳极，发生失去电子的氧化反应，据此解答。详解：A、CO2在 ZnO石墨烯电极上转化为 CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，电极反应式为 CO2+H+2eCO+H2O，A 正确；B、根据石墨烯电极上发生的电极反应可知+即得到 H2S2e2H+S，因此总反应式为 CO2+H2SCO+H2O+S，B 正确；C、石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比 ZnO石墨烯电极上的高，C 错误；D、由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用 Fe3/Fe2取代 EDTA-Fe3/EDTA-Fe2，溶液需要酸性，D 正确。11.D 解析：原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，充电可以看作是放电的逆反应。A.放电