全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考真题汇总

全国高考化学化学反应与能量变化的推断题综合高考真题汇总
一、化学反应与能量变化练习题（含详细答案解析）
1．A 、B 是中学化学常见的化合物，它们各由两种元素组成；乙为元素R 组成的单质，它们之间存在如图所示关系．根据要求回答问题：
()1如图三个反应中，属于氧化还原反应的有______个．
()2若元素R 与氧同主族，下列事实能说明R 与氧的非金属性相对强弱的有______．
A ．还原性：22H R H O >
B ．酸性：22H R H O >
C ．稳定性：22H R H O < C ．沸点：22H R H O <
()3若化合物B 常温下为气体，其水溶液呈碱性(答题必须用具体物质表示)． ①化合物B 的电子式为______；其水溶液呈碱性的原因是______(用离子方程式表示)． ②化合物B 可与2O 组成燃料电池(氢氧化钾溶液为电解质溶液)，其反应产物与反应Ⅲ相同．写出该电池负极的电极反应式______．
③当1mol 的化合物B 分别参与反应Ⅱ、Ⅲ时，热效应为1H V 和2H V ，则反应Ⅰ的热化学方程式为______(注：反应条件相同、所有物质均为气体)．
【答案】3 A 、C 32NH H 0+4NH OH +
-+
3222NH 6e 6OH N 6H O ---+=+ ()()()()2212N g O g 2NO g H 0.8H H +==-V V V
【解析】
【分析】
()1A 、B 是中学化学常见的化合物，它们各由两种元素组成，乙为元素R 组成的单质，反应Ⅰ、Ⅱ为有氧气参加的反应，应为氧化还原反应，反应Ⅲ由化合物A 、B 反应生成单质，也应为氧化还原反应；
()2元素R 与氧同主族，则R 为硫元素，硫的非金属性弱于氧，根据元素周期律判断； ()3若化合物B 常温下为气体，其水溶液呈碱性，则B 为3NH ，根据转化关系可知，A 为NO ，乙为2N ，据此答题。

【详解】
()1A 、B 是中学化学常见的化合物，它们各由两种元素组成，乙为元素R 组成的单质，反应Ⅰ、Ⅱ为有氧气参加的反应，应为氧化还原反应，反应Ⅲ由化合物A 、B 反应生成单质，也应为氧化还原反应，所以属于氧化还原反应的有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，共3个； ()2元素R 与氧同主族，则R 为硫元素，硫的非金属性弱于氧，根据元素周期律可知，能
说明S 与氧的非金属性相对强弱的有，还原性：22H R H O >、稳定性：22H R H O <，故答案为：A 、C ；
()3若化合物B 常温下为气体，其水溶液呈碱性，则B 为3NH ，根据转化关系可知，A 为NO ，乙为2N ；
①化合物B 的电子式为
；其水溶液呈碱性的原因是一水合氨电离产生氢氧根离子，离子方程式为32NH H 0+4NH OH +
-+；
②化合物3NH 与2O 组成燃料电池(氢氧化钾溶液为电解质溶液)，电池负极为氨气发生
氧化反应生成氮气和水，电极反应式为3222NH 6e 6OH N 6H O ---+=+；
③当1mol 的化合物B 分别参与反应Ⅱ、Ⅲ时，热效应为1H V 和2H V ，根据盖斯定律，将反应反应(Ⅰ-Ⅱ4)5
⨯可得反应Ⅰ的热化学方程式为()()()()2212N g O g 2NO g H 0.8H H +==-V V V 。

【点睛】
元素非金属性强弱的判断依据：①非金属单质跟氢气化合的难易程度(或生成的氢化物的稳定性)，非金属单质跟氢气化合越容易(或生成的氢化物越稳定)，元素的非金属性越强，反之越弱；②最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)的酸性强弱．最高价含氧酸的酸性越强，对应的非金属元素的非金属性越强，反之越弱；③氧化性越强的非金属元素单质，对应的非金属元素的非金属性越强，反之越弱，(非金属相互置换)。

2．如图是常见原电池装置，电流表A 发生偏转。

(1)若两个电极分别是铁、铜，电解质溶液是浓硝酸，Cu 极发生反应_______（填“氧化”或“还原”），其电极反应式为________________；
(2)若两个电极分别是镁、铝，电解质溶液是氢氧化钠溶液，Al 电极是_____极（填“正”或“负”），其电极反应式为_________________________________。

(3)若原电池的总反应是2FeCl 3＋Cu=2FeCl 2＋CuCl 2，则可以作负极材料的是_______，正极电极反应式为_________________________。

【答案】氧化 Cu －2e －=Cu 2＋ 负 Al －3e －＋4OH －=AlO 2－＋2H 2O Cu(或铜) Fe 3＋＋e －=Fe 2
＋
【解析】
【分析】
【详解】
(1)虽然铁比铜活泼，但是铁在浓硝酸中发生钝化，所以该原电池中铜被氧化，即铜电极为负极，失电子发生氧化反应，电极方程式为Cu －2e －=Cu 2＋；
(2)镁虽然比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液发生反应，所以该原电池中Al被氧化，即Al 为负极，失电子发生氧化反应，电极方程式为：Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O；
(3)根据总反应2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2可知Cu被氧化，Fe3+被还原，原电池中负极发生氧化反应，所以负极材料为Cu；正极发生还原反应，电极方程式为Fe3＋＋e－=Fe2＋。

【点睛】
第1小题为易错点，虽然铁和铜都能被浓硝酸氧化，但要注意铁在浓硝酸中发生钝化，所以该原电池中铜为负极。

3．依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：
(1)电极X的材料是_______；电解质溶液Y是________；
(2)银电极上发生的电极反应式为___________________；
(3)外电路中的电子是从______→______；
(4)当有1.6 g铜溶解时，银棒增重______g 。

【答案】Cu AgNO3 Ag++e- =Ag X(或Cu) Ag 5.4
【解析】
【分析】
(1)根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应，作负极，Ag作正极，电解质溶液为含有银离子的可溶性银盐溶液；
(2)银电极上是溶液中的Ag+得到电子发生还原反应；
(3)外电路中的电子是从负极经导线流向正极；
(4)先计算Cu的物质的量，根据反应方程式计算出正极产生Ag的质量，即正极增加的质量。

【详解】
(1)根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应，Cu作负极，则Ag作正极，所以X为Cu，电解质溶液为AgNO3溶液；
(2)银电极为正极，正极上Ag+得到电子发生还原反应，正极的电极反应式为：Ag++e-=Ag；
(3)外电路中的电子是从负极Cu经导线流向正极Ag；
(4)反应消耗1.6 g铜的物质的量为n(Cu)=m 1.6g
M64g/mol
=0.025 mol，根据反应方程式
2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)可知：每反应消耗1 mol Cu，正极上产生2 mol Ag，则0.025 mol Cu反应，在正极上产生0.05 mol Ag，该Ag的质量为m(Ag)=0.05 mol×108 g/mol=5.4 g，即正极银棒增重5.4 g。

【点睛】
本题考查原电池原理，明确元素化合价变化与正负极的关系是解本题关键，计算正极增加的质量时，既可以根据反应方程式计算，也可以根据同一闭合回路中电子转移数目相等计算。

4．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。

某同学利用“Cu ＋2Ag +＝2Ag+Cu 2+”反应设制一个化学电池，如图所示，已知该电池在外电路中，电流从a 极流向b 极。

请回答下列问题：
（1）b 极是电池的_____________极，材料是_____________，写出该电极的反应式_____________。

（2）a 可以为_____________A 、铜B 、银C 、铁D 、石墨
（3）c 溶液是_____________A 、CuSO 4溶液B 、AgNO 3溶液C 、酒精溶液
（4）若该反应过程中有0.2mol 电子发生转移，则生成Ag 为_____________克。

【答案】负 Cu Cu –2e-=Cu 2+ BD B 21.6
【解析】
【分析】
有题干信息可知，原电池中，电流从a 极流向b 极，则a 为正极，得到电子，发生还原反应，b 为负极，失去电子，发生氧化反应，据此分析解答问题。

【详解】
(1)根据上述分析知，b 是电池的负极，失去电子，反应Cu ＋2Ag +＝2Ag+Cu 2+中Cu 失去电子，故Cu 作负极，发生的电极反应为Cu –2e-=Cu 2+，故答案为：负；Cu ；Cu –2e-=Cu 2+；
(2)a 是电池的正极，电极材料可以是比铜更稳定的Ag ，也可以是惰性的石墨，故答案为：BD ；
(3)电解质溶液c 是含有Ag +的溶液，故答案为：B ；
(4)根据得失电子守恒可得，反应过程中转移1mol 电子，生成2molAg ，质量为
108×2=21.6g ，故答案为：21.6。

5．在我国南海、东海海底均存在大量的可燃冰（天然气水合物，可表示为
42 CH xH O g ）。

2017年5月，中国首次海域可燃冰试采成功。

2017年11月3日，国务院正式批准将可燃冰列为新矿种。

可燃冰的开采和利用，既有助于解决人类面临的能源危机，又能生成一系列的工业产品。

(1)对某可燃冰矿样进行定量分析，取一定量样品，释放出的甲烷气体体积折合成标准状况
后为166 m 3，剩余 H 2O 的体积为0.8m 3，则该样品的化学式中 x=_________________。

(2)已知下表数据，且知 H 2O(l)=H 2O(g) △H =+411kJ mol -⋅
用甲烷燃烧热表示的热化学方程式为
_____________________________________________________。

(3)甲烷燃料电池相较于直接燃烧甲烷有着更高的能量转化效率，某甲烷燃料电池，正极通入空气，以某种金属氧化物为离子导体（金属离子空穴中能传导 O 2-），该电池负极的电极反应式为__________________________________________。

(4)甲烷与水蒸气重整制氢是工业上获得氢气的重要手段。

若甲烷与脱盐水在一定条件下反应生成H 2，同时得到体积比为1:3的CO 2和CO ，该反应的化学方程式为
_____________________________________。

混合气体中的CO 2可用浓氨水脱除，同时获得氮肥NH 4HCO 3，该反应的离子方程式是_________________________________________________________。

【答案】6 CH 4（g ）+2O 2（g ）=CO 2（g ）+2H 2O （l ）△H = -892 kJ·
mol -1 CH 4-8e -+4O 2-=CO 2+2H 2O 42224CH +5H O=CO +3CO+13H NH 3·H 2O+CO 2=NH 4++3HCO -
【解析】
【分析】
【详解】
(1)n(CH 4)=316610L 22.4L/mol
⨯=3
1661022.4⨯mol ，n(H 2O)=60.810g 18g/mol ⨯=60.81018⨯mol ，n(CH 4):n(H 2O)=31661022.4⨯:6
0.81018
⨯≈1:6，所以x=6，故答案为：6； (2) 由表格可知①CH 4(g )+2O 2(g )=CO 2(g )+2H 2O (g )的△H =（4×413+2×498-2×803×-4×463）kJ·mol -1= -810 kJ·mol -1，又因为②H 2O(l)=H 2O(g) △H =411kJ mol -⋅，将①-2×②得：CH 4(g )+2O 2(g )=CO 2(g )+2H 2O (l) △H =（-810-2×41）1kJ mol -⋅= -892 kJ·mol -1，故答案为：CH 4(g )+2O 2(g )=CO 2(g )+2H 2O (l) △H = -892 kJ·mol -1；
(3)甲烷在负极失电子，被氧化，结合电解质、原子守恒、电荷守恒可得负极反应为：CH 4-8e -+4O 2-=CO 2+2H 2O ，故答案为：CH 4-8e -+4O 2-=CO 2+2H 2O ；
(4)由已知可知道，反应物为甲烷和水，生成物为氢H 2、CO 和CO 2，结合CO 2 和 CO 的体积比为1:3可得方程式为：42224CH +5H O=CO +3CO+13H 。

二氧化碳和氨水反应生成NH 4HCO 3的离子方程式为：NH 3·H 2O+CO 2=NH 4++3HCO -
，故答案为：
42224CH +5H O=CO +3CO+13H ；NH 3·H 2O+CO 2=NH 4++3HCO -。

【点睛】
燃料电池电极反应的书写：燃料在负极失电子，O2在正极得电子。

6．(1)二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动，其装置示意图如图：
①质子的流动方向为________________（“从A到B”或“从B到A”）。

②负极的电极反应式为________________。

(2)工业上吸收和转化SO2的电解装置示意图如下（A．B均为惰性电极）：
①B极接电源的________________极（“负”或“正”）。

②A极的电极反应式是_________________。

【答案】从A到B SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+正 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O
【解析】
【详解】
(1)①二氧化硫发生氧化反应，氧气发生还原反应，所以二氧化硫所在电极为负极，氧气所在电极为正极，原电池中阳离子移向正极，所以质子移动方向为：从A到B；
②二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应，电极反应式为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；
(2)①依据图示可知，二氧化硫被氧化为硫酸根，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极与电源的正极相连，即B极接电源的正极；
②A为阴极，得电子发生还原反应由SO32-生成S2O42-，电极反应式为2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O。

7．（1）用惰性电极电解下列溶液，写出电极反应式和总反应式以及溶液复原需加入的物质
①NaCl溶液
阴极：_________；阳极：_________；总反应式：_______________；溶液复原需加入的物质____________。

②CuSO4溶液
阴极：_________；阳极：______；总反应式：____________________________；溶液复原需加入的物质____________。

（2）写出下列原电池电极反应式和总反应式
①氢氧燃料电池（电解质是KOH溶液）
负极反应：______________________；
正极反应：__________________；
总反应：_____________。

②甲烷燃料电池。

碱性介质(如KOH)
负极：____________；
正极：______________；
总反应式：_________。

【答案】2H＋＋2e－=H2↑ 2Cl－－2e－=Cl2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑通HCl气体 2Cu2＋＋4e－=2Cu 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑加CuO或CuCO3固体 2H2－4e－＋4OH－=4H2O O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 2H2＋
O2=2H2O CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O=8OH－ CH4＋2O2＋2OH－
=CO32-＋3H2O
【解析】
【详解】
（1）①用惰性电极电解NaCl溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以阴极、阳极、电池反应式分别为2H＋＋2e－=H2↑、2Cl－－2e－=Cl2↑、2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，溶液复原需加入的物质是通HCl气体；
②用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜单质，所以阴极、阳极、电池反应式分别为2Cu2＋＋4e－=2Cu、4OH－－4e－=2H2O＋
O2↑、2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，溶液复原需加入的物质是加CuO或CuCO3固体；
（2）①氢氧燃料电池（电解质是KOH溶液）工作时，氢气失电子是还原剂，发生氧化反应；氧气得电子是氧化剂，发生还原反应。

负极上氢气失电子在碱性条件下生成水，发生的电极反应为： 2H2－4e－＋4OH－=4H2O；正极是O2得到电子生成水，发生的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；
电极的总反应式为2H2＋O2=2H2O；
②甲烷燃料电池。

碱性介质(如KOH)工作时，负极上甲烷失电子在碱性条件下生成碳酸盐和水，反应的电极方程式为：CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2O；
正极上氧气得电子产生氢氧根离子，反应的电极方程式为：2O2＋8e－＋4H2O=8OH－；
电极总反应式为：CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O。

8．如右图所示，常温，U形管内盛有100mL的某种溶液，请按要求回答下列问题。

（1）若所盛溶液为CuSO4溶液，打开K2，合并K1，则：
① A为_____极，B极的电极反应式为________________。

②反应过程中，溶液中SO42－和OH－离子向_____极（A或B）移动。

（2）若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，打开K1，合并K2，则：
①A电极可观察到的现象是__________________________。

②电解过程总反应的化学方程式是________________________。

③反应一段时间后打开K2,若忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B极产生气体的体积（折算成标准状况）为11.2mL，将溶液充分混合，溶液的pH为________。

④向电解后的电解质溶液中加入或通入_______（填试剂名称），能使溶液复原。

【答案】负 Cu2++2e-=Cu A 产生气泡，电极附近溶液变红 2NaCl+2H2O
电解
2NaOH+H2↑+Cl2↑ 12 氯化氢
【解析】
【详解】
(1)①该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子生成铜发生氧化反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
②原电池放电时，溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以溶液中氢氧根离子和硫酸根离子向A极移动；
(2)①该装置是电解池，碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性，加入酚酞后溶液变红；
②电解时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢
氧化钠，所以电池反应式为2NaCl+2H2O 电解
2NaOH+H2↑+Cl2↑；
③B极产生氯气，生成的氯气的物质的量为
11.2mL
22.4L/mol
=0.0005mol，根据电解总反应可知生
成的n(NaOH)=0.001mol，溶液中c(OH-)=0.001mol
0.1L
=0.01mol/L，所以溶液pH=12；
④如果要想使电解后的溶液恢复到原溶液，应遵循“析出什么加入什么”的思想加入物质，阳极上析出氯气，阴极上析出氢气，所以应该加入氯化氢。

9．酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化锰，氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废
电池可以得到多种化工原料，有关数据下图所示：
溶解度/(g/100 g水)
化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3
K sp近似值10-1710-1710-39
回答下列问题：
(1)该电池的正极反应式为 ________________，电池反应的离子方程式____________
(2)维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论消耗Zn______g。

（已知F=96500 C/mol）【答案】MnO2+e-+H＋=MnOOH Zn+2MnO2+2H＋=Zn2++2MnOOH 0.05
【解析】
【分析】
(1)该电池中，负极锌被氧化生成Zn2+，正极发生还原反应，MnO2被还原生成MnOOH；
(2)电流强度为0.5A，电池工作五分钟，则变化的电量Q=0.5A×300 s=150 C，转移电子的物
质的量n(e-)=Q
F
，以此计算消耗锌的物质的量、质量。

【详解】
(1)酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，锌是负极，电极反应式为Zn-2e-
=Zn2+。

中间是碳棒，碳棒为正极，二氧化锰得到电子生成MnOOH，正极电极反应式为MnO2+e-+H+=MnOOH，故总反应式为Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH；
(2)维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，则通过的电量是Q=0.5A×300 s=150 C，因此通
过电子的物质的量是n(e-)=Q150?
F96500?/
C
C mol
=1.554×10-3mol，锌在反应中失去2个电
子，则理论消耗Zn的质量m(Zn)=1
2
n(e-)×65 g/mol=
1
2
×1.554×10-3mol×65 g/mol=0.05 g。

【点睛】
本题考查原电池的工作原理以及电子转移的金属质量转化关系的计算，试题有利于知识的巩固和培养学生良好的科学素养。

10．Ⅰ．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作印刷电路铜版腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路板的离子方程式_________________。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

________
负极反应：_________________；正极反应：_________________．
Ⅱ．写出甲烷燃料电池在酸性溶液中的电极反应和总电池反应：
正极：________________________________________________；
负极：_________________________________________________；
总反应：_______________________________________________。

【答案】2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋ Cu-2e- ==Cu2+ 2Fe3++2e-
==2Fe2+ 2O2+8e-+8H+==4H2O CH4-8e-+2H2O==CO2+8H+ CH4+2O2==CO2+2H2O
【解析】
【分析】
Ⅰ．(1)FeCl3溶液腐蚀印刷电路板时，Fe3+将Cu氧化生成Fe2+和Cu2+。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，则需用Cu、C(或Ag、Au、Pt等)作电极，FeCl3溶液作电解质。

负极为Cu失电子生成Cu2+；正极为Fe3+得电子生成Fe2+。

Ⅱ．正极：O2在酸性溶液中得电子，生成水；
负极：CH4在酸性溶液中失电子生成CO2等；
总反应：甲烷燃烧生成二氧化碳和水。

【详解】
Ⅰ．(1)FeCl3溶液腐蚀印刷电路板时，Fe3+将Cu氧化生成Fe2+和Cu2+，离子方程式为2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋。

答案为：2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋；
(2)若将(1)中的反应设计成原电池，则需用Cu、C(或Ag、Au、Pt等)作电极，FeCl3溶液作电解质。

负极反应：Cu-2e- ==Cu2+；正极反应：2Fe3++2e- ==2Fe2+。

答案为：Cu-2e- ==Cu2+；2Fe3++2e- ==2Fe2+；
Ⅱ．正极：O2在酸性溶液中得电子生成水，电极反应为2O2+8e-+8H+==4H2O；
负极：CH4在酸性溶液中失电子生成CO2等，电极反应为CH4-8e-+2H2O==CO2+8H+
；总反应：甲烷燃烧生成二氧化碳和水，总反应式为CH4+2O2==CO2+2H2O。

答案为：2O 2+8e -+8H +==4H 2O ；CH 4-8e -+2H 2O==CO 2+8H +；CH 4+2O 2==CO 2+2H 2O 。

【点睛】
设计原电池时，应从电池反应出发，电池反应中失电子的物质即为负极材料，得电子的物质为电解质中的某成分，从电池反应中不能得出正极材料，但此材料必须导电，且还原性弱于负极材料。

11．氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨是人工固氮比较成熟的技术，其原理
为223N (g)3H (g)2NH (g)−−→+←−−。

已知破坏1mol 有关化学键需要的能量如表所示： H H - N H - N N -
N N ≡ 436kJ
390.8kJ
192.8kJ 945.8kJ 则反应生成1mol 3NH (g)所释放出的热量为________kJ 。

【答案】45.5
【解析】
【分析】
【详解】
根据反应N 2+3H 2= NH 3可知，结合表中数据可计算出破坏3mol H H -键吸收的能量为1308kJ ，破坏1mol N N ≡键吸收的能量为945.8kJ ，化学键被破坏吸收的总能量为2253.8kJ ，形成6mol N H -键放出能量2344.8kJ ，反应生成2mol 3NH (g)释放出的热量为2344.8kJ 2253.8kJ 91kJ -=，则反应生成1mol 3NH (g)释放出的热量为45.5kJ ，故答案为：45.5。

12．（1）图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，回答以下问题：
①下列叙述不正确的是___。

A ．a 电极是负极
B ．b 电极的电极反应为：4OH --4e -=2H 2O+O 2↑
C ．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D ．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
②若电解质溶液为KOH溶液，则电极反应式为：a极__，b极___。

（2）以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为+3价)和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，可用作空军通信卫星电源，其工作原理如图所示。

回答下列问题：
①电池放电时Na+移动方向是：__（填“从左向右”或“从右向左”）。

②电极b采用MnO2，MnO2的作用是__。

③该电池的负极反应为：__。

④每消耗3molH2O2，转移的电子数为__。

【答案】B 2H2-4e-+4OH-=4H2O O2+4e-+2H2O=4OH-从左向右催化作用或导电 BH4-
+8OH--8e-=BO2-+6H2O 6N A
【解析】
【分析】
(1)①在氢氧燃料电池中，氢气失电子发生氧化反应，通入氢气的电极是负极，即a为负价，氧气得电子发生还原反应，通入氧气的电极是正极，即b为正极；
②当电解质溶液是KOH时，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，正极上氧气得电子生成氢氧根离子；
(2)根据装置图可知，H2O2得电子发生还原反应，则b电极为正极，a电极为负极，负极上BH4-得电子和氢氧根离子反应生成BO2-，结合原电池原理分析解答。

【详解】
(1)①A. 在氢氧燃料电池中，H2失电子发生氧化反应，因此通入氢气的a极为电源的负极，A选项正确；
B．在氢氧燃料电池中，通入O2的b极为原电池的正极，正极上O2得电子发生还原反应，要结合电解质溶液的酸碱性来确定其电极反应式的书写，B选项错误；
C．氢氧燃料电池的产物是水，环保无污染，是一种具有应用前景的绿色电源，C选项正确；
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏电池内的新型发电装置，D选项正确；
故答案为：B。

②当电解质是碱溶液时，燃料氢气失电子生成的H+在碱性溶液中不能稳定存在，它和OH-反应生成H2O，所以负极(a极)上发生的电极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O，正极(b极)上O2得电子和水生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：2H2-4e-+4OH-=4H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-；
(2)①在原电池中负极失去电子，正极得到电子，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

b电极是双氧水放电，因此b电极是正极，a电极是负极，则Na+从a极区移向b极区，即从左向右，故答案为：从左向右；
②MnO2除了作电极材料外，还可以对H2O2的还原反应有催化作用，故答案为：催化作用或导电；
③极发生氧化反应生成BO2-，电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，故答案为：BH4-
+8OH--8e-=BO2-+6H2O；
④正极电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，每消耗3molH2O2，转移的电子为6mol，数目为
6N A，故答案为：6N A。

【点睛】
本题考查了燃料电池的特点及反应式的书写的知识，在氢氧燃料电池中，燃料在负极上失电子发生氧化反应，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，要注意的是：虽然燃料相同，但电解质溶液不同时，电极反应式不同，如氢氧燃料电池，在酸性介质和碱性介质中的电极反应式就不同，总反应方程式相同，书写电极反应要结合溶液的酸碱性进行判断。

13．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag，其中一个电极反应为
Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。

（1）正极材料为___________。

（2）写出另一电极的电极反应式__________。

（3）在电池使用的过程中，电解质溶液中KOH的物质的量怎样变化？________（增大、减小、不变）。

（4）当电池工作时通过电路对外提供了1mol电子，计算消耗的负极的质量_______。

（5）利用下列反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+设计一个原电池，请选择适当的材料和试剂。

①电解质溶液为_____________。

②负极反应式：____________________。

③溶液中Fe3+向__________极移动。

【答案】Ag2O Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O 不变 32.5g FeCl3或铁盐溶液 Fe—2e-=Fe2+正【解析】
【分析】
由总反应式和电极反应式可知，微型纽扣电池中Ag2O为正极，Ag2O在正极得到电子被还原，电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，锌是负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O。

【详解】
（1）根据总反应式和电极反应式可知，锌失电子作负极，氧化银得电子作正极，故答案为：Ag2O；
（2）根据总反应式和电极反应式可知，锌失电子作负极，电极反应式为Zn+2OH-—2e-
=ZnO+H2O，故答案为：Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O；
（3）由总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag可知，反应中没有消耗或生成氢氧化钾，也没有生成或消耗水，所以KOH的物质的量不变，故答案为：不变；
（4）由负极反应式Zn+2OH-—2e-=ZnO+H2O可知，消耗1mol锌通过电路对外提供了2mol
×65g/mol=32.5g，故电子，则通过电路对外提供了1mol电子，消耗锌的质量为1mol×1
2
答案为：32.5g；
（5）在Fe+2Fe3+=3Fe2+反应中，Fe被氧化，应为原电池的负极，电极反应为：Fe-2e-
=Fe2+，Fe3+得电子被还原，应为原电池正极反应，正极材料为活泼性比Fe弱的金属或非金属材料如碳棒，电解质溶液为含Fe3+离子的溶液，如FeCl3或铁盐，溶液中Fe3+向正极移动，故答案为：FeCl3或铁盐溶液；Fe—2e-=Fe2+；正。

【点睛】
在原电池中还原剂作负极，失去电子被氧化，发生氧化反应，氧化剂在正极得到电子被还原，发生还原反应。

14．图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中 G 为电流计。

请回答下列问题
乙甲
(1)以下叙述中，正确的是_____。

A．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极
B．两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C．两烧杯中溶液的 pH 均增大
D．乙中电子从铜片经导线流向锌片
E.乙溶液中SO42-向锌片方向移动
(2)变化过程中能量转化的形式主要是：甲为_____；乙为____________。

(3)若反应过程中有 2mol 电子发生转移，则生成的氢气在标况下的体积为______；
(4)原电池在工作时，下列反应可以作为原电池工作时发生的反应的是：_____
A．Cu+2AgNO3=Cu(NO3 )2+2Ag
B ．H 2SO 4＋ Na 2SO 3==Na 2SO 4＋ SO 2＋H 2O
C ．NaOH +HCl =NaCl +H 2O
D ．2H 2 +O 2 =2H 2O
【答案】CE 化学能转化为热能 化学能转化为电能 22.4L AD
【解析】
【分析】
锌比铜活泼，能与稀硫酸反应，铜为金属活动性顺序表H 元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲没有形成闭合回路，不能形成原电池，乙形成闭合回路，形成原电池，根据原电池的组成条件和工作原理解答该题。

【详解】
(1) A.甲没有形成闭合回路，不能形成原电池，故A 错误；
B. 铜为金属活动性顺序表H 元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲烧杯中铜片表面没有气泡产生，故B 错误；
C.两烧杯中硫酸都参加反应，氢离子浓度减小，溶液的pH 均增大，故C 正确；
D.乙能形成原电池反应，Zn 为负极，Cu 为正极，电子从负极经外电路流向正极，故D 错误；
E.原电池中电解质阳离子流向正极，阴离子流向负极，乙形成原电池，Zn 为负极，Cu 为正极，则溶液中SO 42-向锌片方向移动，故E 正确。

故答案为：CE ；
(2) 甲没有形成闭合回路，不能形成原电池，反应放热，将化学能转变为热能，乙形成闭合回路，形成原电池，将化学能转变为电能，故答案为：化学能转化为热能；化学能转化为电能；
(3)反应的关系式为2H +∼H 2∼2e −，则-2()(1n H =n e =)1mol 2
，()2m V H =nV =1mol 22.4L/mol=22.4L ⨯，故答案为：22.4L ；
(4)原电池的形成条件之一是能自发的进行氧化还原反应，A.、D 均为自发进行的氧化还原反应，均能形成原电池，但B 、C 的反应是非氧化还原反应，所以B 、C 不能作为原电池工作时发生的反应，故答案为：AD 。

【点睛】
形成原电池的条件有：1.电极材料由两种金属活泼性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。

2.电解质存在。

3.两电极之间有导线连接,形成闭合回路。

4.发生的反应是自发的氧化还原反应。

15．一种甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。

其工作原理的示意图:。