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江苏省苏州市吴江区震泽中学育英校区2025-2026学年高二上学期9月月考化学试题
一、单选题：本大题共16小题，共48分。
1．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源标准的是：（　　）
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A．①②③④ B．⑤⑥⑦⑧
C．③⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧
2．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑
B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+
D．钢铁发生电化腐蚀的正极反应式：Fe-2e-=Fe2+
3．在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用vA、vB、vC表示，已知：vA=3vB、2vA=3vC，则此反应可表示为（　　）
A．2A+3B=2C B．A+3B=2C C．3A+B=2C D．A+B=C
4．下列有关说法正确的是
A．甲烷燃料电池以溶液为电解质溶液时，负极的电极反应式为
B．一定条件下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热，其热化学方程式为
C．，则的燃烧热
D．，则稀硫酸和足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为
5．有关电化学知识的描述正确的是
A．反应Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑可设计成原电池实现
B．利用Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2，可设计如图所示原电池装置，盐桥内K+向FeCl3溶液移动
C．氯化铝是一种电解质，可用于电解法熔融态氯化铝制金属铝
D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连
6．下列图示与对应的叙述相符的是
A．图甲表示反应2SO2(g)+O2(g)2SO3 H<0在有无催化剂时的能量变化
B．图乙表示电解精炼铜时纯铜和粗铜的质量随时间的变化
C．图丙表示铅蓄电池放电时正极质量随转移电子物质的量的变化
D．图丁表示反应2NO2(g)N2O4(g)和2NO2(g)N2O4(l)的能量变化
7．用下列装置能达到预期目的的是
A．甲装置可用于电解精炼铝
B．乙装置可得到持续、稳定的电流
C．丙装置为牺牲阳极的阴极保护法
D．丁装置可达到保护钢闸门的目的
8．下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是
A 压力传感器测量反应前后体系压强变化
B 分析天平称量镁条变化前后的质量变化
C 注射器收集反应后气体体积
D 浊度计测量反应前后浊度变化
A．A B．B C．C D．D
9．下列图示中关于铜电极的连接错误的是
A.铜锌原电池 B.电解精炼铜 C.在镀件上镀铜 D.电解氯化铜溶液
A．A B．B C．C D．D
10．2018年我国科学家成功研制出铝—石墨烯电池。若手机使用该电池，1.1 s即充满电并可连续使用半个月。电池的电解质为铝基离子液体(BMIM和AlCl3按一定比例配制而成)，主要阴离子为AlCl、Al2Cl，其电池如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，石墨烯作电池正极，发生氧化反应
B．放电时，铝电极的电极反应式为Al-3e-＋7AlCl=4Al2Cl
C．充电时，Al与电源正极相连
D．放电时，AlCl、Al2Cl向石墨烯移动
11．N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应为：N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH，有关化学反应的物质变化过程如图1所示，能量变化过程如图2所示，下列说法正确的是
A．由图1、2可知ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔE2—ΔE1
B．加入Pt2O+作为反应物，可使反应的焓变减小
C．由图2可知正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．物质的量相等的N2O、CO的键能总和大于CO2、N2的键能总和
12．下列为四个常用的电化学装置，关于它们的叙述正确的是
A．图(a)中，的作用是催化剂
B．图(b)所示电池放电过程中，负极板的质量不断减小，正极板的质量不断增加
C．图(c)所示装置工作过程中，电解质溶液中浓度始终不变
D．图(d)所示电池放电过程中，是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag
13．“孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并能深入到金属内部的电化学腐蚀。某铁合金表面钝化膜破损后，发生“孔蚀”的电化学腐蚀过程如题图所示。下列有关说法正确的是
A．负极反应：Fe-3e-=Fe3+
B．氧化0.2 mol Fe，需消耗3.36 LO2
C．铁合金腐蚀的最终产物为Fe(OH)3
D．为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连
14．和Zn在碱性条件下组成二次电池，放电原理如图所示。下列说法正确的是
A．在放电时，电子通过离子交换膜从右向左运动
B．在放电时，负极区电解质溶液的pH逐渐减小
C．在充电时，石墨电极上的电极反应式为：
D．在充电时，将Zn电极与外接电源的正极相连
15．利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示(两电极均为惰性电极且完全相同)，下列说法正确的是
A．电极a上的反应为
B．电池工作一段时间后，左侧Na2SO4溶液浓度降低
C．电解过程中化学能转化为电能
D．每转移1 mol电子，此时生成的O2和CH4的质量比为4：1
16．微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中离子浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是
A．M为电源负极，有机物被氧化
B．处理1 mol时有6molH+从交换膜左侧向右侧迁移
C．电池工作时，N极附近溶液pH增大
D．离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活
二、简答题：本大题共3小题，共52分。
17．能源短缺是人类面临的重大问题之一、甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，利用焦炉气中的与工业尾气中捕集的制甲醇的总反应可表示为：
，该反应一般通过如下步骤来实现：
①
②
（1）反应①的　 　。
（2）甲醇燃料可替代汽油、柴油，用于各种机动车、锅灶炉使用。已知：在25℃和101 kPa下，1 mol完全燃烧生成的热量为726.5 kJ，请写出甲醇燃烧的热化学方程式　 　。
（3）科学家致力于电催化合成甲醇的研究，其工作原理如图，b电极与电源的　 　极相连，其中c为质子交换膜，写出a电极的电极反应式　 　。
（4）燃料电池具有低温快速启动，洁净环保等优点，可能成为未来便携式电子产品应用的主流。如图，请回答下列问题：
①通入电极的电极反应式为　 　。
②乙池总反应式为　 　。
③丙池中工作一段时间后，加入一定量的　 　能恢复到原浓度；若丙中电极不变，将其溶液换成KI溶液，溶液中加入无色酚酞溶液，闭合电键后　 　(C或D)极首先变红，写出电解时总离子反应式　 　。
18．Ⅰ．某研究小组利用如图1所示装置探究金属Fe的腐蚀与防护条件{已知Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀}。反应一段时间后，分别向①区和②区的Cu电极附近滴加酚酞试液，向①区和②区的Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液。
（1）①区在Cu电极附近，②区Fe电极附近可观察到的现象分别是　 　、　 　，④区Zn电极的电极反应式为　 　。
（2）上述①③两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对不活泼的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为　 　。
Ⅱ．某研究小组又利用图2装置制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH-Fe+3H2↑。装置通电后，铁电极附近生成紫红色Fe，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。
已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。
（3）电解过程中须将阴极产生的气体及时排出，其原因是　 　。
（4）c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图3所示。
M、N两点的c(Na2FeO4)均低于最高值的原因是　 　。
19．某小组采用电化学方法处理废气或废水中的污染物。
(一)电解法处理废气中的氨(NH3)，装置如图所示。
（1）一段时间后，溶液中Fe3+、Fe2+的总物质的量　 　(填“增大”“减小”或“基本不变”)。
（2）阳极的电极反应式为　 　。
（3）若要处理8.96LNH3(标准状况)，理论上消耗O2　 　mol。
(二)采用纳米铁粉、炭粉的混合物可处理废水中的NO，原理如图1所示。
（4）纳米铁粉中掺杂炭粉的原因是　 　。正极的电极反应式为　 　。
（5）实验表明酸性废水中NO的浓度与溶液pH的关系如图2所示。pH答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】煤、石油、天然气是化石能源，能引起严重的空气污染，不是新能源．常见新能源有：太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等，这些能源对环境污染小，属于对环境友好型能源，
故答案为：B.
【分析】根据化石能源、新能源的分类方法进行判断。
2．【答案】A
【知识点】铜的电解精炼；金属的电化学腐蚀与防护；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、电解饱和食盐水是电解池，阳极（接电源正极）的离子放电顺序为 Cl-＞OH-，因此 Cl-失电子生成 Cl2，电极反应式为 2Cl--2e-=Cl2↑，符合电解池阳极的氧化反应规律，A正确；
B、氢氧燃料电池是原电池，负极应发生燃料（H2）的氧化反应，而 O2是正极反应物（发生还原反应），此反应式实际是正极反应，B错误；
C、粗铜精炼是电解池，与电源正极相连的是粗铜（阳极，发生氧化反应），纯铜应接电源负极（阴极，发生还原反应），C错误；
D、钢铁电化学腐蚀是原电池，正极发生还原反应（得电子），而 Fe 失电子的反应是负极的氧化反应，D错误；
故答案为：A。
【分析】解决这类电化学用语题，核心是明确电极类型（正或负、阴或阳）的反应规律，以及不同电化学装置（电解池、原电池）的电极反应特点：
判断电极反应的前提：区分装置类型
电解池：阳极（接电源正极）发生氧化反应（失电子），阴极（接电源负极）发生还原反应（得电子）；
原电池：负极发生氧化反应（失电子），正极发生还原反应（得电子）。
3．【答案】C
【知识点】化学反应速率；化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】在密闭容器中发生反应A与B生成C时，根据题目给出的速率关系：vA = 3vB，以及2vA = 3vC，可以推导出各物质的反应速率之比为v(A) ： v(B) ： v(C) = 3 ： 1 ： 2。由于化学反应中各物质的速率比等于其化学计量数之比，因此该反应的化学方程式可表示为：。
故答案为：C。
【分析】这道题的易错点主要有 2 个：
反应速率与化学计量数的关系混淆：容易忽略 “同一反应中，各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比” 的核心规律，错将速率的倍数关系直接当作计量数，比如误把 “ vA=3vB ” 理解为 B 的计量数是 3、A 是 1。
多个速率关系的换算错误：当出现多个速率比例（如同时给出 vA 与 vB 、 vA 与 vc 的关系）时，易在统一比例的过程中算错计量数。
4．【答案】A
【知识点】中和热；热化学方程式；电极反应和电池反应方程式
【解析】【解答】A、甲烷(CH)在负极失去电子，发生氧化反应，在碱性环境中生成碳酸根离子(CO)，A正确；
B、由于氮气(N)与氢气(H)的反应存在限度，1molN参与反应时放出的热量大于38.6kJ，B错误；
C、燃烧热的定义是1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物，其中水应为液态(HO(l))，题目中给出的数据不符合此条件，C错误；
D、硫酸(HSO)与氢氧化钡(Ba(OH))反应生成水和硫酸钡沉淀，1mol硫酸完全反应放出的热量大于114.6kJ，D错误；
故答案为：A。
【分析】A．碱性燃料电池中，CH4负极失电子生成 CO32-，反应式配平正确；
B．N2与 H2是可逆反应，无法完全反应，ΔH≠-38.6kJ mol- ；
C．燃烧热要求生成液态 H2O，此反应生成气态 H2O；
D．反应生成 BaSO4沉淀会额外放热，实际放热大于 114.6kJ。
5．【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用；电镀
【解析】【解答】A、反应 Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑ 属于非自发氧化还原反应，无法设计为原电池，A错误；
B、根据反应 Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2 ，可以设计原电池装置。其中铜（Cu）作为负极失去电子，碳（C）作为正极，盐桥中的钾离子（K+）向氯化铁（FeCl3）溶液迁移，B正确；
C、熔融态氯化铝（AlCl3）缺乏自由移动的离子，因此无法用于电解制备金属铝。实际工业生产中采用电解熔融氧化铝（Al2O3）的方法，C错误；
D、在铁制品表面镀银时，铁制品应作为阴极连接电源负极，D错误；
故答案为：B。
【分析】A．Cu 与 H2SO4的反应非自发，不能设计成原电池。
B．Cu 与 FeCl3的反应自发，原电池中 C 为正极，盐桥内 K+移向正极区（FeCl3溶液）。
C．AlCl3是共价化合物，熔融态不导电，不能电解制 Al。
D．镀银时铁制品是镀件，应接电源负极。
6．【答案】C
【知识点】铜的电解精炼；常见化学电源的种类及其工作原理；化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、催化剂的作用是改变反应的活化能，但不会改变反应物和生成物的总能量，A错误；
B、在电解精炼铜的过程中，阳极不仅会有铜溶解（Cu放电），还可能存在其他杂质金属的溶解，而阴极只会有铜离子被还原为铜单质。因此，阳极和阴极的质量变化通常不相同，B错误；
C、铅蓄电池放电时，正极发生的反应是PbO2+4H++SO+2e-→PbSO4+2H2O。随着电子的转移，正极上会生成PbSO4，导致正极质量增加，C正确；
D、通常情况下，气态物质（如N2O4(g)）的能量高于其液态形式（N2O4(l)），D错误；
故答案为：C。
【分析】A．图甲中催化剂应降低活化能，但反应物总能量低于生成物（与 ΔH<0 矛盾）。
B．电解精炼铜时，粗铜溶解质量大于纯铜析出质量，图乙中纯铜质量增长更多。
C．铅蓄电池放电时，正极生成 PbSO4，质量随转移电子数增加而增大，与图丙趋势一致。
D．N2O4(l) 能量低于 N2O4(g)，图丁中 N2O4(l) 能量高于 N2O4(g)。
7．【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、电解精炼铝时，由于AlCl3溶液中H+的还原电位高于Al3+，阴极会优先析出H2而非Al单质，因此无法获得纯净的铝金属，A错误；
B、乙装置构成Zn-Cu-稀硫酸原电池体系，虽然能够产生电流，但随着Zn电极的溶解和电解液中H+浓度的下降，电流强度会持续衰减，无法维持稳定输出，B错误；
C、采用牺牲阳极保护法时，需要选用电极电位比Fe更负的金属作为阳极。丙装置中钢闸门连接的是惰性电极，由于惰性电极不发生氧化反应，因此无法提供保护作用，C错误；
D、丁装置采用外加电流阴极保护法，将钢闸门连接电源负极作为阴极（发生还原反应），惰性电极连接正极作为阳极，这种配置能有效防止钢闸门的电化学腐蚀，D正确；
故答案为：D。
【分析】A．甲装置用 AlCl3溶液（Al3+难放电）且粗铝作阳极，无法电解精炼铝。
B．乙装置无盐桥，离子不能持续迁移，无法产生稳定电流。
C．丙装置无电源，不是牺牲阳极法（牺牲阳极法需活泼金属作阳极）。
D．丁装置是外加电流的阴极保护法，钢闸门接电源负极（作阴极），可防止腐蚀。
8．【答案】A
【知识点】化学反应速率
【解析】【解析】A、化学反应的反应前后气体分子数相等（系数均为3），因此体系压强保持不变，无法通过压强变化测定反应速率 ，故A符合题意；B、镁与盐酸反应会导致镁条质量减少，可通过称量质量变化测定速率 ，故B不符合题意；
C、过氧化氢分解反应 会产生气体，可通过收集氧气体积测定速率 ，故C不符合题意；
D、硫代硫酸钠反应会生成硫沉淀，可通过浊度变化测定速率 ，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．仅测 “反应前后压强变化”，未记录时间，无法计算 “单位时间内的压强变化”，不能测定速率。
B．称量镁条质量变化的同时记录时间，可计算 “单位时间内镁的质量减少量”，能测定速率。
C．用注射器收集气体时记录体积随时间的变化，可计算 “单位时间内气体体积增加量”，能测定速率。
D．测量浊度变化的同时记录时间，可通过浊度对应物质浓度变化，计算 “单位时间内的浊度变化”，能测定速率。
9．【答案】C
【知识点】铜的电解精炼；电解原理；电镀；原电池、电解池综合
【解析】【解析】A．在锌、铜和稀硫酸构成的原电池中，锌作为负极，铜作为正极，选项A正确；B．电解精炼铜的过程中，粗铜连接电源正极作为阳极，精铜连接电源负极作为阴极，选项B正确；
C．电镀铜时，待镀件应连接电源负极作为阴极，铜作为镀层金属应连接电源正极作为阳极，选项C错误；
D．电解氯化铜溶液时，铜电极不参与电极反应，应连接电源负极作为阴极，选项D正确；
故答案为：C
【分析】金属活动性：Zn＞Cu，Cu做正极。
B、电解精炼铜时，粗铜做阳极，纯铜做阴极。
C、在镀件上镀铜，铜做阳极，镀件作阴极。
D、电解CuCl2溶液时，Cu做阴极，石墨做阳极。
10．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、在放电过程中，电池的正极获得电子，发生还原反应，A错误；
B、放电时，铝电极作为负极失去电子，根据题目描述，其电极反应可以表示为：
Al-3e-＋7AlCl=4Al2Cl，B正确；
C、充电时，铝电极作为阴极应获得电子，应与电源的负极相连，C错误；
D、在原电池中，阴离子应向失去电子的一极（即负极）移动，所以 AlCl 和 Al2Cl 应向铝电极方向移动，D错误；
故答案为：B。
【分析】A．放电时，正极发生还原反应，石墨烯作正极，不是氧化反应。
B．Al 作负极，失电子后与电解质中的 AlCl4-结合生成 Al2Cl7-，电极反应式配平正确。
C．充电时，原电池负极（Al）应接电源负极（作阴极）。
D．放电时阴离子向负极（Al）移动，不是向石墨烯（正极）移动。
11．【答案】C
【知识点】反应热和焓变；有效碰撞理论
【解析】【解答】A．焓变计算公式为ΔH=正反应活化能-逆反应活化能。图中ΔE1表示正反应活化能，ΔE2表示逆反应活化能，因此ΔH=ΔE1 ΔE2，A选项错误。B．图示表明Pt2O+作为催化剂参与反应，催化剂不会改变反应的焓变值，B选项错误。
C．根据图示数据，正反应活化能ΔE1小于逆反应活化能ΔE2，C选项正确。
D．该反应体系反应物总能量高于生成物，属于放热反应。因此等物质的量的N2O和CO的键能总和必然小于CO2和N2的键能总和，D选项错误。
故答案为：C
【分析】A、反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能。
B、Pt2O＋作为反应的催化剂，可以改变反应历程，但不影响反应热。
C、根据图示能量变化分析。
D、E1可表示反应物的键能总和，E2可表示生成物的键能总和。
12．【答案】D
【知识点】铜的电解精炼；化学电源新型电池
【解析】【解答】A、在图(a)所示的电池中，作为正极反应物参与反应，A选项错误。B、图(b)电池在放电过程中，负极板上会生成硫酸钡沉淀，导致负极板质量增加；同时正极板的质量也会增加，B选项错误。
C、图(c)装置为电解精炼铜的装置，阳极为粗铜，其中活性较强的金属会溶解进入电解质溶液，导致溶液中浓度降低，C选项错误。
D、图(d)电池在放电过程中，作为氧化剂获得电子，被还原为单质银，D选项正确。
故答案为：D
【分析】A、该电池中MnO2是正极反应物。
B、放电过程中，负极Pb、正极PbO2都转化为PbSO4，质量都增大。
C、电解精炼铜初期，粗铜上Zn、Fe失电子；纯铜上电解质溶液中的Cu2＋得电子。
D、放电过程中Ag2O发生还原反应转化为Ag。
13．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；金属的电化学腐蚀与防护
【解析】【解答】A、铁作为负极失去电子生成Fe2+，电极反应正确表述为，A错误；
B、由于题目未给出温度和压强条件，无法确定气体摩尔体积，因此不能准确计算氧气物质的量，B错误；
C、腐蚀过程产物转化顺序为：Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O，最终产物是含结晶水的氧化铁： Fe2O3 xH2O，C错误；
D、防止孔蚀的正确方法是将被保护金属作为阴极连接原电池负极，D正确；
故答案为：D。
【分析】在铁原电池腐蚀过程中，铁作为负极发生氧化反应生成Fe2+，电极反应为：；合金中的其他金属作为正极，氧气在此获得电子被还原为OH-。随后Fe2+与OH-结合形成Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧化为Fe(OH)3，最终部分脱水形成铁锈Fe2O3·xH2O。
14．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解析】A、放电时是原电池，电子只能通过导线传递，不能通过离子交换膜（离子交换膜只允许离子通过），A错误；
B、放电时负极反应为 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，负极区消耗的 OH-会通过离子交换膜得到补充，因此负极区电解质溶液的 pH 基本不变，B错误；
C、充电时是电解池，石墨电极是阳极（对应放电时的正极），Fe(OH)3失电子被氧化为 FeO42-，结合碱性环境配平，电极反应式为 Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O，C正确；
D、充电时，原电池的负极（Zn 电极）应与外接电源的负极相连（作阴极，发生还原反应），D错误；
故答案为：C。【分析】该装置为原电池，首先通过金属活泼性判断电极：Zn的金属性更强，故作负极；另一极（含 FeO42-）为正极。
负极反应：Zn失去电子被氧化为Zn2+，结合溶液中的OH-，最终生成 Zn(OH)2沉淀；
正极反应：FeO42-得到电子被还原为Fe3+，同样结合溶液中的 OH-，生成Fe(OH)3。
据此可推导电极反应式及电池的工作过程。
15．【答案】D
【知识点】电解原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、从图示可以看出，a电极上发生的是水的电解反应，OH－失去电子生成氧气。其电极反应式为：2H2O - 4e-= 4H++ O2↑，A选项错误。B、在电解过程中，OH－比SO42－更容易失去电子，在阳极生成氧气。电解Na2SO4溶液实质上是电解水，随着水的消耗，溶质Na2SO4的物质的量保持不变，因此左侧Na2SO4溶液的浓度会增大，B选项错误。
C、该装置是电解池，在电解过程中将电能转化为化学能，C选项错误。
D、根据电子转移守恒关系，生成1 mol O2转移4 mol电子，生成1 mol CH4转移8 mol电子。当转移1 mol电子时，会产生0.25 mol O2和0.125 mol CH4，物质的量之比n(O2)：n(CH4)=2：1。质量比为m(O2)：m(CH4)=(2×32)：(1×16)=4：1，D选项正确。
故答案为：D
【分析】该装置为电解池装置，电极b上CO2发生得电子的还原反应，生成CH4，因此电极b为阴极，其电极反应式为：CO2＋8e－＋8H＋=CH4＋2H2O。电极a为阳极，溶液中H2O电离产生的OH－发生失电子的氧化反应，生成O2，其电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。据此结合选项分析。
16．【答案】B
【知识点】电解原理；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A. 根据图示分析，有机物在微生物作用下氧化生成CO，说明M电极作为电源负极，有机物发生氧化反应，选项A正确。B. 处理1 mol CrO2-需要6 mol电子，但同时存在氧气得电子过程，导致从左侧向右侧迁移的H+物质的量大于6 mol，选项B错误。
C. 图示表明N电极上氧气得电子与H+结合生成水，使H+浓度降低，N极附近溶液pH升高，选项C正确。
D. 当CrO2-浓度过高时，其强氧化性和毒性可能导致还原菌蛋白质变性失活，使去除率趋近于0，选项D正确。
故答案为：B
【分析】A、电子由M电极经导线流向N电极，因此M为负极。
B、处理Cr2O72－的同时还存在O2得电子的反应。
C、N电极为正极，O2发生得电子的还原反应，与H＋进一步反应生成H2O。
D、Cr2O72－具有强氧化性，能使蛋白质变性。
17．【答案】（1）
（2）
（3）正；
（4）；；；D；
【知识点】盖斯定律及其应用；电极反应和电池反应方程式；常见化学电源的种类及其工作原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1） 为反应③，由盖斯定律可知，反应①=反应③-反应②，即，
故答案为：；
（2）在25℃和101 kPa下，1mol完全燃烧生成的热量为726.5kJ，则甲醇燃烧的热化学方程式为；
故答案为： ；
（3）由图可知，a极转化为，碳元素化合价降低，则a为阴极与电源负极相连，b极与电源正极相连；又c为质子交换膜，只能通过，因此a电极电极反应式为，
故答案为：正；；
（4）图为燃料电池，因此通入的一极为正极，通入的一极为负极，则A、C为阳极，B、D为阴极。
①甲池电解质溶液为溶液，因此通入电极的电极反应式为，
故答案为：；
②乙池为电解溶液，电极总反应为，
故答案为：；
③丙池的电极总反应为，因此丙池中工作一段时间后，加入一定量的能恢复到原浓度；若丙中电极不变，将其溶液换成溶液，C为阳极，D为阴极，电解KI溶液时阳极生成，阴极生成和KOH，加入无色酚酞溶液，阴极D首先变红，总离子反应为，
故答案为：；D；。
【分析】(1)用盖斯定律：总反应 = 反应①+ 反应②，故 ΔH1= 总反应 ΔH - 反应②ΔH，代入数值计算。
(2)燃烧热化学方程式需注明物质状态（CH3OH 为液态，O2、CO2为气态，H2O 为液态），ΔH 与放热对应为负。
(3)电极极性：a 极 CO2→CH3OH（C 降价，还原反应），故 a 为阴极，b 为阳极接电源正极；
电极反应：结合质子交换膜（H+参与），配平 CO2得电子生成 CH3OH 的反应。
(4)① 甲醇燃料电池（KOH 为电解质）：负极 CH3OH 失电子，结合 OH-生成 CO32-；② 电解 AgNO3溶液：阳极水失电子，阴极 Ag+得电子，写总反应；③ 电解 CuCl2溶液：复原加 CuCl2；电解 KI 溶液时，阴极（D）生成 OH-使酚酞变红，写总离子反应。
（1） 为反应③，由盖斯定律可知，反应①=反应③-反应②，即，故答案为：；
（2）在25℃和101 kPa下，1mol完全燃烧生成的热量为726.5kJ，则甲醇燃烧的热化学方程式为；
（3）由图可知，a极转化为，碳元素化合价降低，则a为阴极与电源负极相连，b极与电源正极相连；又c为质子交换膜，只能通过，因此a电极电极反应式为，故答案为：正；；
（4）图为燃料电池，因此通入的一极为正极，通入的一极为负极，则A、C为阳极，B、D为阴极。
①甲池电解质溶液为溶液，因此通入电极的电极反应式为，故答案为：；
②乙池为电解溶液，电极总反应为，故答案为：；
③丙池的电极总反应为，因此丙池中工作一段时间后，加入一定量的能恢复到原浓度；若丙中电极不变，将其溶液换成溶液，C为阳极，D为阴极，电解KI溶液时阳极生成，阴极生成和KOH，加入无色酚酞溶液，阴极D首先变红，总离子反应为，故答案为：；D；。
18．【答案】出现红色；出现蓝色沉淀；2H2O＋2e-=H2 ↑＋2OH-；牺牲阳极的阴极保护法；防止Na2FeO4与H2反应使产率降低；c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，使c(Na2FeO4)降低；c(OH-)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使c(Na2FeO4)降低
【知识点】电极反应和电池反应方程式；金属的电化学腐蚀与防护；电解原理
【解析】【解答】（1）①区作为原电池，铁（Fe）是负极，铜（Cu）是正极。正极的电极反应为：
由于生成氢氧根离子（OH-），溶液呈碱性，遇酚酞变红。
②区作为电解池，铁（Fe）电极为阳极，其电极反应为：
生成的Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应，形成蓝色沉淀。
④区作为电解池，锌（Zn）为阴极，其电极反应为：
故答案为： 出现红色 ； 出现蓝色沉淀 ； 2H2O＋2e-=H2↑＋2OH- ；
（2）在由两种不同活泼性的金属构成的原电池中，通常活泼性较弱的金属会被保护。利用这一原理，可以通过将需要保护的金属与更活泼的金属用导线连接，形成原电池，从而实现对金属的防护。这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法。
故答案为： 牺牲阳极的阴极保护法 ；
（3）电解过程中，铁电极附近生成紫红色的FeO，而镍电极上有气泡产生，其电极反应为：
由于Na2FeO4容易被氢气（H2）还原，因此需要及时排出阴极产生的气体，以避免Na2FeO4与H2反应，导致产率下降。
故答案为： 防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 ；
（4）Na2FeO4仅在强碱性条件下稳定。当氢氧根离子（OH-）浓度较低时，Na2FeO4的稳定性降低，导致其浓度下降；而当OH-浓度过高时，铁电极上会生成Fe(OH)3或Fe2O3，同样会降低Na2FeO4的浓度。
故答案为： c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，使c(Na2FeO4)降低；c(OH-)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使c(Na2FeO4)降低 。
【分析】(1) ①区：原电池，Cu 为正极，O2得电子生成OH-，酚酞变红；
②区：电解池，Fe 为阳极失电子生成 Fe2+，遇 K3[Fe(CN)6] 出蓝色沉淀；
④区：电解池，Zn 为阴极，H2O 得电子生成 H2和OH- 。
(2)利用原电池，让活泼金属作阳极被腐蚀，保护相对不活泼金属，即牺牲阳极的阴极保护法。
(3)Na2FeO4易被 H2还原，及时排出阴极产生的 H2，避免其与 Na2FeO4反应降低产率。
(4)M 点：c (OH-) 低，Na2FeO4稳定性差，浓度低；
N 点：c (OH-) 过高，Fe 电极生成 Fe(OH)3、Fe2O3，Na2FeO4浓度低。
19．【答案】基本不变；2NH3-6e-=N2+6H+；0.3；形成了活泼性不同的两个电极，形成原电池，加快反应速率；NO+8e-+10H+=NH+3H2O；氢离子也可以和Fe反应，会反应消耗纳米铁粉，导致与NO发生反应的纳米Fe量减小，NO处理率降低
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解原理；电解池工作原理及应用；物质的量的相关计算
【解析】【解答】（1）根据图示分析，该反应通过Fe3+和Fe2+的循环作用实现了废气中氨气的处理，因此Fe3+和Fe2+的总量基本保持不变。
故答案为： 基本不变 ；
（2）在阳极，氨气中的氮原子失去电子被氧化为氮气，电极反应为：
2NH3 - 6e- = N2 + 6H+
故答案为： 2NH3-6e-=N2+6H+ ；
（3）从图中可以看出，氨气失去的电子最终传递给氧气，根据电子守恒关系：4NH3 ~ 3O2。
8.96 L氨气的物质的量为：
因此，消耗氧气的物质的量为0.3 mol。
故答案为： 0.3 ；
（4）纳米铁粉中掺杂炭粉后，形成了活性不同的电极，构成原电池，从而加快反应速率。
在正极，硝酸根离子得电子被还原为铵根离子，电极反应为：
NO+8e-+10H+=NH+3H2O
故答案为： 形成了活泼性不同的两个电极，形成原电池，加快反应速率 ； NO+8e-+10H+=NH+3H2O ；
（5）在pH较低时，溶液中H+浓度较高，会直接与纳米铁粉反应，导致可用于还原NO3-的纳米铁粉减少，从而使NO3-的处理效率降低。
故答案为： 氢离子也可以和Fe反应，会反应消耗纳米铁粉，导致与NO发生反应的纳米Fe量减小，NO处理率降低 。
【分析】(1)Fe3+与 Fe2+循环转化，总物质的量基本不变。
(2)阳极 NH3失电子生成 N2，电极反应式为 2NH3-6e-=N2+6H+ 。
(3)据电子守恒，4NH3~3O2，8.96L NH3（0.4mol）对应 O2为 0.3mol。
(4)掺炭粉形成原电池加快反应；正极 NO3-得电子生成 NH4+，反应式为 NO+8e-+10H+=NH+3H2O
(5)pH 过低时，H+与 Fe 反应消耗铁粉，导致参与 NO3-还原的 Fe 减少，处理率降低。
1 / 1江苏省苏州市吴江区震泽中学育英校区2025-2026学年高二上学期9月月考化学试题
一、单选题：本大题共16小题，共48分。
1．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源标准的是：（　　）
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A．①②③④ B．⑤⑥⑦⑧
C．③⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧
【答案】B
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】煤、石油、天然气是化石能源，能引起严重的空气污染，不是新能源．常见新能源有：太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等，这些能源对环境污染小，属于对环境友好型能源，
故答案为：B.
【分析】根据化石能源、新能源的分类方法进行判断。
2．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑
B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+
D．钢铁发生电化腐蚀的正极反应式：Fe-2e-=Fe2+
【答案】A
【知识点】铜的电解精炼；金属的电化学腐蚀与防护；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、电解饱和食盐水是电解池，阳极（接电源正极）的离子放电顺序为 Cl-＞OH-，因此 Cl-失电子生成 Cl2，电极反应式为 2Cl--2e-=Cl2↑，符合电解池阳极的氧化反应规律，A正确；
B、氢氧燃料电池是原电池，负极应发生燃料（H2）的氧化反应，而 O2是正极反应物（发生还原反应），此反应式实际是正极反应，B错误；
C、粗铜精炼是电解池，与电源正极相连的是粗铜（阳极，发生氧化反应），纯铜应接电源负极（阴极，发生还原反应），C错误；
D、钢铁电化学腐蚀是原电池，正极发生还原反应（得电子），而 Fe 失电子的反应是负极的氧化反应，D错误；
故答案为：A。
【分析】解决这类电化学用语题，核心是明确电极类型（正或负、阴或阳）的反应规律，以及不同电化学装置（电解池、原电池）的电极反应特点：
判断电极反应的前提：区分装置类型
电解池：阳极（接电源正极）发生氧化反应（失电子），阴极（接电源负极）发生还原反应（得电子）；
原电池：负极发生氧化反应（失电子），正极发生还原反应（得电子）。
3．在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用vA、vB、vC表示，已知：vA=3vB、2vA=3vC，则此反应可表示为（　　）
A．2A+3B=2C B．A+3B=2C C．3A+B=2C D．A+B=C
【答案】C
【知识点】化学反应速率；化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】在密闭容器中发生反应A与B生成C时，根据题目给出的速率关系：vA = 3vB，以及2vA = 3vC，可以推导出各物质的反应速率之比为v(A) ： v(B) ： v(C) = 3 ： 1 ： 2。由于化学反应中各物质的速率比等于其化学计量数之比，因此该反应的化学方程式可表示为：。
故答案为：C。
【分析】这道题的易错点主要有 2 个：
反应速率与化学计量数的关系混淆：容易忽略 “同一反应中，各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比” 的核心规律，错将速率的倍数关系直接当作计量数，比如误把 “ vA=3vB ” 理解为 B 的计量数是 3、A 是 1。
多个速率关系的换算错误：当出现多个速率比例（如同时给出 vA 与 vB 、 vA 与 vc 的关系）时，易在统一比例的过程中算错计量数。
4．下列有关说法正确的是
A．甲烷燃料电池以溶液为电解质溶液时，负极的电极反应式为
B．一定条件下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热，其热化学方程式为
C．，则的燃烧热
D．，则稀硫酸和足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为
【答案】A
【知识点】中和热；热化学方程式；电极反应和电池反应方程式
【解析】【解答】A、甲烷(CH)在负极失去电子，发生氧化反应，在碱性环境中生成碳酸根离子(CO)，A正确；
B、由于氮气(N)与氢气(H)的反应存在限度，1molN参与反应时放出的热量大于38.6kJ，B错误；
C、燃烧热的定义是1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物，其中水应为液态(HO(l))，题目中给出的数据不符合此条件，C错误；
D、硫酸(HSO)与氢氧化钡(Ba(OH))反应生成水和硫酸钡沉淀，1mol硫酸完全反应放出的热量大于114.6kJ，D错误；
故答案为：A。
【分析】A．碱性燃料电池中，CH4负极失电子生成 CO32-，反应式配平正确；
B．N2与 H2是可逆反应，无法完全反应，ΔH≠-38.6kJ mol- ；
C．燃烧热要求生成液态 H2O，此反应生成气态 H2O；
D．反应生成 BaSO4沉淀会额外放热，实际放热大于 114.6kJ。
5．有关电化学知识的描述正确的是
A．反应Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑可设计成原电池实现
B．利用Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2，可设计如图所示原电池装置，盐桥内K+向FeCl3溶液移动
C．氯化铝是一种电解质，可用于电解法熔融态氯化铝制金属铝
D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连
【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用；电镀
【解析】【解答】A、反应 Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑ 属于非自发氧化还原反应，无法设计为原电池，A错误；
B、根据反应 Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2 ，可以设计原电池装置。其中铜（Cu）作为负极失去电子，碳（C）作为正极，盐桥中的钾离子（K+）向氯化铁（FeCl3）溶液迁移，B正确；
C、熔融态氯化铝（AlCl3）缺乏自由移动的离子，因此无法用于电解制备金属铝。实际工业生产中采用电解熔融氧化铝（Al2O3）的方法，C错误；
D、在铁制品表面镀银时，铁制品应作为阴极连接电源负极，D错误；
故答案为：B。
【分析】A．Cu 与 H2SO4的反应非自发，不能设计成原电池。
B．Cu 与 FeCl3的反应自发，原电池中 C 为正极，盐桥内 K+移向正极区（FeCl3溶液）。
C．AlCl3是共价化合物，熔融态不导电，不能电解制 Al。
D．镀银时铁制品是镀件，应接电源负极。
6．下列图示与对应的叙述相符的是
A．图甲表示反应2SO2(g)+O2(g)2SO3 H<0在有无催化剂时的能量变化
B．图乙表示电解精炼铜时纯铜和粗铜的质量随时间的变化
C．图丙表示铅蓄电池放电时正极质量随转移电子物质的量的变化
D．图丁表示反应2NO2(g)N2O4(g)和2NO2(g)N2O4(l)的能量变化
【答案】C
【知识点】铜的电解精炼；常见化学电源的种类及其工作原理；化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、催化剂的作用是改变反应的活化能，但不会改变反应物和生成物的总能量，A错误；
B、在电解精炼铜的过程中，阳极不仅会有铜溶解（Cu放电），还可能存在其他杂质金属的溶解，而阴极只会有铜离子被还原为铜单质。因此，阳极和阴极的质量变化通常不相同，B错误；
C、铅蓄电池放电时，正极发生的反应是PbO2+4H++SO+2e-→PbSO4+2H2O。随着电子的转移，正极上会生成PbSO4，导致正极质量增加，C正确；
D、通常情况下，气态物质（如N2O4(g)）的能量高于其液态形式（N2O4(l)），D错误；
故答案为：C。
【分析】A．图甲中催化剂应降低活化能，但反应物总能量低于生成物（与 ΔH<0 矛盾）。
B．电解精炼铜时，粗铜溶解质量大于纯铜析出质量，图乙中纯铜质量增长更多。
C．铅蓄电池放电时，正极生成 PbSO4，质量随转移电子数增加而增大，与图丙趋势一致。
D．N2O4(l) 能量低于 N2O4(g)，图丁中 N2O4(l) 能量高于 N2O4(g)。
7．用下列装置能达到预期目的的是
A．甲装置可用于电解精炼铝
B．乙装置可得到持续、稳定的电流
C．丙装置为牺牲阳极的阴极保护法
D．丁装置可达到保护钢闸门的目的
【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、电解精炼铝时，由于AlCl3溶液中H+的还原电位高于Al3+，阴极会优先析出H2而非Al单质，因此无法获得纯净的铝金属，A错误；
B、乙装置构成Zn-Cu-稀硫酸原电池体系，虽然能够产生电流，但随着Zn电极的溶解和电解液中H+浓度的下降，电流强度会持续衰减，无法维持稳定输出，B错误；
C、采用牺牲阳极保护法时，需要选用电极电位比Fe更负的金属作为阳极。丙装置中钢闸门连接的是惰性电极，由于惰性电极不发生氧化反应，因此无法提供保护作用，C错误；
D、丁装置采用外加电流阴极保护法，将钢闸门连接电源负极作为阴极（发生还原反应），惰性电极连接正极作为阳极，这种配置能有效防止钢闸门的电化学腐蚀，D正确；
故答案为：D。
【分析】A．甲装置用 AlCl3溶液（Al3+难放电）且粗铝作阳极，无法电解精炼铝。
B．乙装置无盐桥，离子不能持续迁移，无法产生稳定电流。
C．丙装置无电源，不是牺牲阳极法（牺牲阳极法需活泼金属作阳极）。
D．丁装置是外加电流的阴极保护法，钢闸门接电源负极（作阴极），可防止腐蚀。
8．下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是
A 压力传感器测量反应前后体系压强变化
B 分析天平称量镁条变化前后的质量变化
C 注射器收集反应后气体体积
D 浊度计测量反应前后浊度变化
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【知识点】化学反应速率
【解析】【解析】A、化学反应的反应前后气体分子数相等（系数均为3），因此体系压强保持不变，无法通过压强变化测定反应速率 ，故A符合题意；B、镁与盐酸反应会导致镁条质量减少，可通过称量质量变化测定速率 ，故B不符合题意；
C、过氧化氢分解反应 会产生气体，可通过收集氧气体积测定速率 ，故C不符合题意；
D、硫代硫酸钠反应会生成硫沉淀，可通过浊度变化测定速率 ，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．仅测 “反应前后压强变化”，未记录时间，无法计算 “单位时间内的压强变化”，不能测定速率。
B．称量镁条质量变化的同时记录时间，可计算 “单位时间内镁的质量减少量”，能测定速率。
C．用注射器收集气体时记录体积随时间的变化，可计算 “单位时间内气体体积增加量”，能测定速率。
D．测量浊度变化的同时记录时间，可通过浊度对应物质浓度变化，计算 “单位时间内的浊度变化”，能测定速率。
9．下列图示中关于铜电极的连接错误的是
A.铜锌原电池 B.电解精炼铜 C.在镀件上镀铜 D.电解氯化铜溶液
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【知识点】铜的电解精炼；电解原理；电镀；原电池、电解池综合
【解析】【解析】A．在锌、铜和稀硫酸构成的原电池中，锌作为负极，铜作为正极，选项A正确；B．电解精炼铜的过程中，粗铜连接电源正极作为阳极，精铜连接电源负极作为阴极，选项B正确；
C．电镀铜时，待镀件应连接电源负极作为阴极，铜作为镀层金属应连接电源正极作为阳极，选项C错误；
D．电解氯化铜溶液时，铜电极不参与电极反应，应连接电源负极作为阴极，选项D正确；
故答案为：C
【分析】金属活动性：Zn＞Cu，Cu做正极。
B、电解精炼铜时，粗铜做阳极，纯铜做阴极。
C、在镀件上镀铜，铜做阳极，镀件作阴极。
D、电解CuCl2溶液时，Cu做阴极，石墨做阳极。
10．2018年我国科学家成功研制出铝—石墨烯电池。若手机使用该电池，1.1 s即充满电并可连续使用半个月。电池的电解质为铝基离子液体(BMIM和AlCl3按一定比例配制而成)，主要阴离子为AlCl、Al2Cl，其电池如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，石墨烯作电池正极，发生氧化反应
B．放电时，铝电极的电极反应式为Al-3e-＋7AlCl=4Al2Cl
C．充电时，Al与电源正极相连
D．放电时，AlCl、Al2Cl向石墨烯移动
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、在放电过程中，电池的正极获得电子，发生还原反应，A错误；
B、放电时，铝电极作为负极失去电子，根据题目描述，其电极反应可以表示为：
Al-3e-＋7AlCl=4Al2Cl，B正确；
C、充电时，铝电极作为阴极应获得电子，应与电源的负极相连，C错误；
D、在原电池中，阴离子应向失去电子的一极（即负极）移动，所以 AlCl 和 Al2Cl 应向铝电极方向移动，D错误；
故答案为：B。
【分析】A．放电时，正极发生还原反应，石墨烯作正极，不是氧化反应。
B．Al 作负极，失电子后与电解质中的 AlCl4-结合生成 Al2Cl7-，电极反应式配平正确。
C．充电时，原电池负极（Al）应接电源负极（作阴极）。
D．放电时阴离子向负极（Al）移动，不是向石墨烯（正极）移动。
11．N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应为：N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH，有关化学反应的物质变化过程如图1所示，能量变化过程如图2所示，下列说法正确的是
A．由图1、2可知ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔE2—ΔE1
B．加入Pt2O+作为反应物，可使反应的焓变减小
C．由图2可知正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．物质的量相等的N2O、CO的键能总和大于CO2、N2的键能总和
【答案】C
【知识点】反应热和焓变；有效碰撞理论
【解析】【解答】A．焓变计算公式为ΔH=正反应活化能-逆反应活化能。图中ΔE1表示正反应活化能，ΔE2表示逆反应活化能，因此ΔH=ΔE1 ΔE2，A选项错误。B．图示表明Pt2O+作为催化剂参与反应，催化剂不会改变反应的焓变值，B选项错误。
C．根据图示数据，正反应活化能ΔE1小于逆反应活化能ΔE2，C选项正确。
D．该反应体系反应物总能量高于生成物，属于放热反应。因此等物质的量的N2O和CO的键能总和必然小于CO2和N2的键能总和，D选项错误。
故答案为：C
【分析】A、反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能。
B、Pt2O＋作为反应的催化剂，可以改变反应历程，但不影响反应热。
C、根据图示能量变化分析。
D、E1可表示反应物的键能总和，E2可表示生成物的键能总和。
12．下列为四个常用的电化学装置，关于它们的叙述正确的是
A．图(a)中，的作用是催化剂
B．图(b)所示电池放电过程中，负极板的质量不断减小，正极板的质量不断增加
C．图(c)所示装置工作过程中，电解质溶液中浓度始终不变
D．图(d)所示电池放电过程中，是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag
【答案】D
【知识点】铜的电解精炼；化学电源新型电池
【解析】【解答】A、在图(a)所示的电池中，作为正极反应物参与反应，A选项错误。B、图(b)电池在放电过程中，负极板上会生成硫酸钡沉淀，导致负极板质量增加；同时正极板的质量也会增加，B选项错误。
C、图(c)装置为电解精炼铜的装置，阳极为粗铜，其中活性较强的金属会溶解进入电解质溶液，导致溶液中浓度降低，C选项错误。
D、图(d)电池在放电过程中，作为氧化剂获得电子，被还原为单质银，D选项正确。
故答案为：D
【分析】A、该电池中MnO2是正极反应物。
B、放电过程中，负极Pb、正极PbO2都转化为PbSO4，质量都增大。
C、电解精炼铜初期，粗铜上Zn、Fe失电子；纯铜上电解质溶液中的Cu2＋得电子。
D、放电过程中Ag2O发生还原反应转化为Ag。
13．“孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并能深入到金属内部的电化学腐蚀。某铁合金表面钝化膜破损后，发生“孔蚀”的电化学腐蚀过程如题图所示。下列有关说法正确的是
A．负极反应：Fe-3e-=Fe3+
B．氧化0.2 mol Fe，需消耗3.36 LO2
C．铁合金腐蚀的最终产物为Fe(OH)3
D．为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；金属的电化学腐蚀与防护
【解析】【解答】A、铁作为负极失去电子生成Fe2+，电极反应正确表述为，A错误；
B、由于题目未给出温度和压强条件，无法确定气体摩尔体积，因此不能准确计算氧气物质的量，B错误；
C、腐蚀过程产物转化顺序为：Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O，最终产物是含结晶水的氧化铁： Fe2O3 xH2O，C错误；
D、防止孔蚀的正确方法是将被保护金属作为阴极连接原电池负极，D正确；
故答案为：D。
【分析】在铁原电池腐蚀过程中，铁作为负极发生氧化反应生成Fe2+，电极反应为：；合金中的其他金属作为正极，氧气在此获得电子被还原为OH-。随后Fe2+与OH-结合形成Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧化为Fe(OH)3，最终部分脱水形成铁锈Fe2O3·xH2O。
14．和Zn在碱性条件下组成二次电池，放电原理如图所示。下列说法正确的是
A．在放电时，电子通过离子交换膜从右向左运动
B．在放电时，负极区电解质溶液的pH逐渐减小
C．在充电时，石墨电极上的电极反应式为：
D．在充电时，将Zn电极与外接电源的正极相连
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解析】A、放电时是原电池，电子只能通过导线传递，不能通过离子交换膜（离子交换膜只允许离子通过），A错误；
B、放电时负极反应为 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，负极区消耗的 OH-会通过离子交换膜得到补充，因此负极区电解质溶液的 pH 基本不变，B错误；
C、充电时是电解池，石墨电极是阳极（对应放电时的正极），Fe(OH)3失电子被氧化为 FeO42-，结合碱性环境配平，电极反应式为 Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O，C正确；
D、充电时，原电池的负极（Zn 电极）应与外接电源的负极相连（作阴极，发生还原反应），D错误；
故答案为：C。【分析】该装置为原电池，首先通过金属活泼性判断电极：Zn的金属性更强，故作负极；另一极（含 FeO42-）为正极。
负极反应：Zn失去电子被氧化为Zn2+，结合溶液中的OH-，最终生成 Zn(OH)2沉淀；
正极反应：FeO42-得到电子被还原为Fe3+，同样结合溶液中的 OH-，生成Fe(OH)3。
据此可推导电极反应式及电池的工作过程。
15．利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示(两电极均为惰性电极且完全相同)，下列说法正确的是
A．电极a上的反应为
B．电池工作一段时间后，左侧Na2SO4溶液浓度降低
C．电解过程中化学能转化为电能
D．每转移1 mol电子，此时生成的O2和CH4的质量比为4：1
【答案】D
【知识点】电解原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、从图示可以看出，a电极上发生的是水的电解反应，OH－失去电子生成氧气。其电极反应式为：2H2O - 4e-= 4H++ O2↑，A选项错误。B、在电解过程中，OH－比SO42－更容易失去电子，在阳极生成氧气。电解Na2SO4溶液实质上是电解水，随着水的消耗，溶质Na2SO4的物质的量保持不变，因此左侧Na2SO4溶液的浓度会增大，B选项错误。
C、该装置是电解池，在电解过程中将电能转化为化学能，C选项错误。
D、根据电子转移守恒关系，生成1 mol O2转移4 mol电子，生成1 mol CH4转移8 mol电子。当转移1 mol电子时，会产生0.25 mol O2和0.125 mol CH4，物质的量之比n(O2)：n(CH4)=2：1。质量比为m(O2)：m(CH4)=(2×32)：(1×16)=4：1，D选项正确。
故答案为：D
【分析】该装置为电解池装置，电极b上CO2发生得电子的还原反应，生成CH4，因此电极b为阴极，其电极反应式为：CO2＋8e－＋8H＋=CH4＋2H2O。电极a为阳极，溶液中H2O电离产生的OH－发生失电子的氧化反应，生成O2，其电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。据此结合选项分析。
16．微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中离子浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是
A．M为电源负极，有机物被氧化
B．处理1 mol时有6molH+从交换膜左侧向右侧迁移
C．电池工作时，N极附近溶液pH增大
D．离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活
【答案】B
【知识点】电解原理；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A. 根据图示分析，有机物在微生物作用下氧化生成CO，说明M电极作为电源负极，有机物发生氧化反应，选项A正确。B. 处理1 mol CrO2-需要6 mol电子，但同时存在氧气得电子过程，导致从左侧向右侧迁移的H+物质的量大于6 mol，选项B错误。
C. 图示表明N电极上氧气得电子与H+结合生成水，使H+浓度降低，N极附近溶液pH升高，选项C正确。
D. 当CrO2-浓度过高时，其强氧化性和毒性可能导致还原菌蛋白质变性失活，使去除率趋近于0，选项D正确。
故答案为：B
【分析】A、电子由M电极经导线流向N电极，因此M为负极。
B、处理Cr2O72－的同时还存在O2得电子的反应。
C、N电极为正极，O2发生得电子的还原反应，与H＋进一步反应生成H2O。
D、Cr2O72－具有强氧化性，能使蛋白质变性。
二、简答题：本大题共3小题，共52分。
17．能源短缺是人类面临的重大问题之一、甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，利用焦炉气中的与工业尾气中捕集的制甲醇的总反应可表示为：
，该反应一般通过如下步骤来实现：
①
②
（1）反应①的　 　。
（2）甲醇燃料可替代汽油、柴油，用于各种机动车、锅灶炉使用。已知：在25℃和101 kPa下，1 mol完全燃烧生成的热量为726.5 kJ，请写出甲醇燃烧的热化学方程式　 　。
（3）科学家致力于电催化合成甲醇的研究，其工作原理如图，b电极与电源的　 　极相连，其中c为质子交换膜，写出a电极的电极反应式　 　。
（4）燃料电池具有低温快速启动，洁净环保等优点，可能成为未来便携式电子产品应用的主流。如图，请回答下列问题：
①通入电极的电极反应式为　 　。
②乙池总反应式为　 　。
③丙池中工作一段时间后，加入一定量的　 　能恢复到原浓度；若丙中电极不变，将其溶液换成KI溶液，溶液中加入无色酚酞溶液，闭合电键后　 　(C或D)极首先变红，写出电解时总离子反应式　 　。
【答案】（1）
（2）
（3）正；
（4）；；；D；
【知识点】盖斯定律及其应用；电极反应和电池反应方程式；常见化学电源的种类及其工作原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1） 为反应③，由盖斯定律可知，反应①=反应③-反应②，即，
故答案为：；
（2）在25℃和101 kPa下，1mol完全燃烧生成的热量为726.5kJ，则甲醇燃烧的热化学方程式为；
故答案为： ；
（3）由图可知，a极转化为，碳元素化合价降低，则a为阴极与电源负极相连，b极与电源正极相连；又c为质子交换膜，只能通过，因此a电极电极反应式为，
故答案为：正；；
（4）图为燃料电池，因此通入的一极为正极，通入的一极为负极，则A、C为阳极，B、D为阴极。
①甲池电解质溶液为溶液，因此通入电极的电极反应式为，
故答案为：；
②乙池为电解溶液，电极总反应为，
故答案为：；
③丙池的电极总反应为，因此丙池中工作一段时间后，加入一定量的能恢复到原浓度；若丙中电极不变，将其溶液换成溶液，C为阳极，D为阴极，电解KI溶液时阳极生成，阴极生成和KOH，加入无色酚酞溶液，阴极D首先变红，总离子反应为，
故答案为：；D；。
【分析】(1)用盖斯定律：总反应 = 反应①+ 反应②，故 ΔH1= 总反应 ΔH - 反应②ΔH，代入数值计算。
(2)燃烧热化学方程式需注明物质状态（CH3OH 为液态，O2、CO2为气态，H2O 为液态），ΔH 与放热对应为负。
(3)电极极性：a 极 CO2→CH3OH（C 降价，还原反应），故 a 为阴极，b 为阳极接电源正极；
电极反应：结合质子交换膜（H+参与），配平 CO2得电子生成 CH3OH 的反应。
(4)① 甲醇燃料电池（KOH 为电解质）：负极 CH3OH 失电子，结合 OH-生成 CO32-；② 电解 AgNO3溶液：阳极水失电子，阴极 Ag+得电子，写总反应；③ 电解 CuCl2溶液：复原加 CuCl2；电解 KI 溶液时，阴极（D）生成 OH-使酚酞变红，写总离子反应。
（1） 为反应③，由盖斯定律可知，反应①=反应③-反应②，即，故答案为：；
（2）在25℃和101 kPa下，1mol完全燃烧生成的热量为726.5kJ，则甲醇燃烧的热化学方程式为；
（3）由图可知，a极转化为，碳元素化合价降低，则a为阴极与电源负极相连，b极与电源正极相连；又c为质子交换膜，只能通过，因此a电极电极反应式为，故答案为：正；；
（4）图为燃料电池，因此通入的一极为正极，通入的一极为负极，则A、C为阳极，B、D为阴极。
①甲池电解质溶液为溶液，因此通入电极的电极反应式为，故答案为：；
②乙池为电解溶液，电极总反应为，故答案为：；
③丙池的电极总反应为，因此丙池中工作一段时间后，加入一定量的能恢复到原浓度；若丙中电极不变，将其溶液换成溶液，C为阳极，D为阴极，电解KI溶液时阳极生成，阴极生成和KOH，加入无色酚酞溶液，阴极D首先变红，总离子反应为，故答案为：；D；。
18．Ⅰ．某研究小组利用如图1所示装置探究金属Fe的腐蚀与防护条件{已知Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀}。反应一段时间后，分别向①区和②区的Cu电极附近滴加酚酞试液，向①区和②区的Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液。
（1）①区在Cu电极附近，②区Fe电极附近可观察到的现象分别是　 　、　 　，④区Zn电极的电极反应式为　 　。
（2）上述①③两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对不活泼的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为　 　。
Ⅱ．某研究小组又利用图2装置制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH-Fe+3H2↑。装置通电后，铁电极附近生成紫红色Fe，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。
已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。
（3）电解过程中须将阴极产生的气体及时排出，其原因是　 　。
（4）c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图3所示。
M、N两点的c(Na2FeO4)均低于最高值的原因是　 　。
【答案】出现红色；出现蓝色沉淀；2H2O＋2e-=H2 ↑＋2OH-；牺牲阳极的阴极保护法；防止Na2FeO4与H2反应使产率降低；c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，使c(Na2FeO4)降低；c(OH-)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使c(Na2FeO4)降低
【知识点】电极反应和电池反应方程式；金属的电化学腐蚀与防护；电解原理
【解析】【解答】（1）①区作为原电池，铁（Fe）是负极，铜（Cu）是正极。正极的电极反应为：
由于生成氢氧根离子（OH-），溶液呈碱性，遇酚酞变红。
②区作为电解池，铁（Fe）电极为阳极，其电极反应为：
生成的Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应，形成蓝色沉淀。
④区作为电解池，锌（Zn）为阴极，其电极反应为：
故答案为： 出现红色 ； 出现蓝色沉淀 ； 2H2O＋2e-=H2↑＋2OH- ；
（2）在由两种不同活泼性的金属构成的原电池中，通常活泼性较弱的金属会被保护。利用这一原理，可以通过将需要保护的金属与更活泼的金属用导线连接，形成原电池，从而实现对金属的防护。这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法。
故答案为： 牺牲阳极的阴极保护法 ；
（3）电解过程中，铁电极附近生成紫红色的FeO，而镍电极上有气泡产生，其电极反应为：
由于Na2FeO4容易被氢气（H2）还原，因此需要及时排出阴极产生的气体，以避免Na2FeO4与H2反应，导致产率下降。
故答案为： 防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 ；
（4）Na2FeO4仅在强碱性条件下稳定。当氢氧根离子（OH-）浓度较低时，Na2FeO4的稳定性降低，导致其浓度下降；而当OH-浓度过高时，铁电极上会生成Fe(OH)3或Fe2O3，同样会降低Na2FeO4的浓度。
故答案为： c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，使c(Na2FeO4)降低；c(OH-)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使c(Na2FeO4)降低 。
【分析】(1) ①区：原电池，Cu 为正极，O2得电子生成OH-，酚酞变红；
②区：电解池，Fe 为阳极失电子生成 Fe2+，遇 K3[Fe(CN)6] 出蓝色沉淀；
④区：电解池，Zn 为阴极，H2O 得电子生成 H2和OH- 。
(2)利用原电池，让活泼金属作阳极被腐蚀，保护相对不活泼金属，即牺牲阳极的阴极保护法。
(3)Na2FeO4易被 H2还原，及时排出阴极产生的 H2，避免其与 Na2FeO4反应降低产率。
(4)M 点：c (OH-) 低，Na2FeO4稳定性差，浓度低；
N 点：c (OH-) 过高，Fe 电极生成 Fe(OH)3、Fe2O3，Na2FeO4浓度低。
19．某小组采用电化学方法处理废气或废水中的污染物。
(一)电解法处理废气中的氨(NH3)，装置如图所示。
（1）一段时间后，溶液中Fe3+、Fe2+的总物质的量　 　(填“增大”“减小”或“基本不变”)。
（2）阳极的电极反应式为　 　。
（3）若要处理8.96LNH3(标准状况)，理论上消耗O2　 　mol。
(二)采用纳米铁粉、炭粉的混合物可处理废水中的NO，原理如图1所示。
（4）纳米铁粉中掺杂炭粉的原因是　 　。正极的电极反应式为　 　。
（5）实验表明酸性废水中NO的浓度与溶液pH的关系如图2所示。pH【答案】基本不变；2NH3-6e-=N2+6H+；0.3；形成了活泼性不同的两个电极，形成原电池，加快反应速率；NO+8e-+10H+=NH+3H2O；氢离子也可以和Fe反应，会反应消耗纳米铁粉，导致与NO发生反应的纳米Fe量减小，NO处理率降低
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解原理；电解池工作原理及应用；物质的量的相关计算
【解析】【解答】（1）根据图示分析，该反应通过Fe3+和Fe2+的循环作用实现了废气中氨气的处理，因此Fe3+和Fe2+的总量基本保持不变。
故答案为： 基本不变 ；
（2）在阳极，氨气中的氮原子失去电子被氧化为氮气，电极反应为：
2NH3 - 6e- = N2 + 6H+
故答案为： 2NH3-6e-=N2+6H+ ；
（3）从图中可以看出，氨气失去的电子最终传递给氧气，根据电子守恒关系：4NH3 ~ 3O2。
8.96 L氨气的物质的量为：
因此，消耗氧气的物质的量为0.3 mol。
故答案为： 0.3 ；
（4）纳米铁粉中掺杂炭粉后，形成了活性不同的电极，构成原电池，从而加快反应速率。
在正极，硝酸根离子得电子被还原为铵根离子，电极反应为：
NO+8e-+10H+=NH+3H2O
故答案为： 形成了活泼性不同的两个电极，形成原电池，加快反应速率 ； NO+8e-+10H+=NH+3H2O ；
（5）在pH较低时，溶液中H+浓度较高，会直接与纳米铁粉反应，导致可用于还原NO3-的纳米铁粉减少，从而使NO3-的处理效率降低。
故答案为： 氢离子也可以和Fe反应，会反应消耗纳米铁粉，导致与NO发生反应的纳米Fe量减小，NO处理率降低 。
【分析】(1)Fe3+与 Fe2+循环转化，总物质的量基本不变。
(2)阳极 NH3失电子生成 N2，电极反应式为 2NH3-6e-=N2+6H+ 。
(3)据电子守恒，4NH3~3O2，8.96L NH3（0.4mol）对应 O2为 0.3mol。
(4)掺炭粉形成原电池加快反应；正极 NO3-得电子生成 NH4+，反应式为 NO+8e-+10H+=NH+3H2O
(5)pH 过低时，H+与 Fe 反应消耗铁粉，导致参与 NO3-还原的 Fe 减少，处理率降低。
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