1、- 1 - 20212021 高考真题和模拟题分类汇编高考真题和模拟题分类汇编 化学化学 专题专题 10 电化学电化学 2021 年化学高考题年化学高考题 一、单选题一、单选题 1 （2021山东高考真题）山东高考真题）以以 KOH 溶液为离子导体，分别组成 溶液为离子导体，分别组成 CH3OHO2、N2H4O2、 (CH3)2NNH2O2清洁燃料电池，下列说法正确的是清洁燃料电池，下列说法正确的是 A放电过程中，放电过程中，K+均向负极移动均向负极移动 B放电过程中，放电过程中，KOH 物质的量均减小物质的量均减小 C消耗等质量燃料，消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2O2燃料电池的理论放电
2、量最大 燃料电池的理论放电量最大 D消耗消耗 1molO2时，理论上时，理论上 N2H4O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为 燃料电池气体产物的体积在标准状况下为 11.2L 【答案】【答案】C 【分析】 碱性环境下，甲醇燃料电池总反应为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；N2H4-O2清洁燃 料电池总反应为：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲肼(CH3)2NNH2中 C 和 N 的化合价均为-2 价， H 元素化合价为+1 价，所以根据氧化还原反应原理可推知其燃料电池的总反应为： (CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O，据此结合原电
3、池的工作原理分析解答。 【解析】 A放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A 错误； B根据上述分析可知，N2H4-O2清洁燃料电池的产物为氮气和水，其总反应中未消耗 KOH， 所以 KOH 的物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH 的物质的量减小，B 错误； C理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为 mg，则甲醇、 N2H4和(CH3)2NNH2放电量（物质的量表达式）分别是： mg 6 32g/mol 、 mg 4 32g/mol 、 mg 16 60g/mol ，通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C 正确； D根据转移电子
4、数守恒和总反应式可知，消耗 1molO2生成的氮气的物质的量为 1mol，在标 准状况下为 22.4L，D 错误； 故选 C。 - 2 - 2 （2021浙江浙江）某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示， ，电极电极 A 为非晶硅薄膜为非晶硅薄膜，充电时充电时 + Li 得电子成为得电子成为 Li 嵌入该薄膜材料中嵌入该薄膜材料中；电极电极 B 为为 2 LiCoO薄膜薄膜；集流体起导电作用集流体起导电作用。下列说法下列说法 不正确不正确 的是的是 A充电时，集流体充电时，集流体 A 与外接电源的负极相连与外接电源的负极相连 B放电时，外电路通过放电时，外
5、电路通过a mol电子时，电子时，LiPON薄膜电解质损失薄膜电解质损失 + a mol Li C放电时，电极放电时，电极 B 为正极，反应可表示为为正极，反应可表示为 +- 1-x22 LiCoO +xLi +xe =LiCoO D电池总反应可表示为电池总反应可表示为 放电 x1-x22 充电 Li Si+Li CoOSi+LiCoO 【答案】【答案】B 【分析】 由题中信息可知，该电池充电时 + Li 得电子成为 Li 嵌入电极 A 中，可知电极 A 在充电时作阴 极，故其在放电时作电池的负极，而电极 B 是电池的正极。 【解析】 A由图可知，集流体 A 与电极 A 相连，充电时电极 A
6、作阴极，故充电时集流体 A 与外接电 源的负极相连，A 说法正确； B放电时，外电路通过 a mol 电子时，内电路中有 a mol + Li 通过 LiPON 薄膜电解质从负极 迁移到正极，但是 LiPON 薄膜电解质没有损失 + Li ，B 说法不正确； C 放电时， 电极 B 为正极， 发生还原反应， 反应可表示为 122 LiCoOxLixe =LiCoO x ， C 说法正确； D电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的锂失去电子变成 + Li ，正极上 1 x2 LiCoO 得到电子和 - 3 - + Li 变为 2 LiCoO，故电池总反应可表示为 x1 x22 OLi SiLiCoSi
7、LiCoO 充电 放电 ，D 说法正确。 综上所述，相关说法不正确的是 B，本题选 B。 3 （2021全国高考真题）全国高考真题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果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合成。图中的双极膜中间层中的 2 H O解离为解离为 + H 和和 - OH，并在直流电场作用下分别问两极迁 ，并在直流电场作用下分别问两极迁 移。下列说法正确的是移。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：阳极上的反应式为：+2H+2e
8、-=+H2O C制得制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了乙醛酸，理论上外电路中迁移了1m ol电子 电子 D双极膜中间层中的双极膜中间层中的 + H 在外电场作用下向铅电极方向迁移在外电场作用下向铅电极方向迁移 【答案】【答案】D 【分析】 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。 【解析】 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
9、； - 4 - 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； 综上所述，说法正确的是 D 项，故答案为 D。 4 （2021广东高考真题广东高考真题）钴钴(Co
10、)的合金材料广泛应用于航空航天 的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域机械制造等领域。如图为如图为 水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是 A工作时，工作时，室和室和室溶液的室溶液的pH均增大均增大 B生成生成1molCo，室溶液质量理论上减少室溶液质量理论上减少16g C移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 - 5 - D电解总反应：电解总反应： 2 2 2Co2H O 通电 2 2CoO4H 【答案】【答案】D 【分析】 由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去
11、电子发生氧化反应生成氧气和 氢离子，电极反应式为 2H2O-4e-=O2+4H+，室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生 成的氢离子通过阳离子交换膜由室向室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发 生还原反应生成钴，电极反应式为 Co2+2e-=Co，室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯 离子过阴离子交换膜由室向室移动，电解的总反应的离子方程式为 2Co2+2H2O通 电2 Co +O2+4H+。 【解析】 A由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由室向室移动，使室中氢离子浓 度增大，溶液 pH 减小，故 A 错误； B由分析可知，阴极生成 1mol 钴，阳极有 1mol 水放电，则
12、室溶液质量减少 18g，故 B 错 误； C若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生 成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，故 C 错误； D 由分析可知， 电解的总反应的离子方程式为 2Co2+2H2O通 电2 Co +O2+4H+， 故 D 正确； 故选 D。 5 （2021广东高考真题）广东高考真题）火星大气中含有大量火星大气中含有大量 2 CO，一种有，一种有 2 CO参加反应的新型全固态电参加反应的新型全固态电 池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳
13、米管为正极，放电时 A负极上发生还原反应负极上发生还原反应B 2 CO在正极上得电子在正极上得电子 C阳离子由正极移向负极阳离子由正极移向负极 D将电能转化为化学能将电能转化为化学能 【答案】【答案】B 【解析】 根据题干信息可知，放电时总反应为 4Na+3CO2=2Na2CO3+C。 A放电时负极上 Na 发生氧化反应失去电子生成 Na+，故 A 错误； B放电时正极为 CO2得到电子生成 C，故 B 正确； C放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，故 C 错误； - 6 - D放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，故 D 错误； 综上所述，符合题意的为
14、B 项，故答案为 B。 6 （2021河北高考真题）河北高考真题）KO2电池结构如图， 电池结构如图，a 和和 b 为两个电极，其中之一为单质钾片。为两个电极，其中之一为单质钾片。 关于该电池，下列说法错误的是关于该电池，下列说法错误的是 A隔膜允许隔膜允许 K+通过，不允许通过，不允许 O2通过通过 B放电时，电流由放电时，电流由 b 电极沿导线流向电极沿导线流向 a 电极；充电时， 电极；充电时，b 电极为阳极电极为阳极 C产生产生 1Ah 电量时，生成电量时，生成 KO2的质量与消耗的质量与消耗 O2的质量比值约为 的质量比值约为 2.22 D用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗用此电池为铅酸
15、蓄电池充电，消耗 3.9g 钾时，铅酸蓄电池消耗 钾时，铅酸蓄电池消耗 0.9g 水水 【答案】【答案】D 【分析】 由图可知，a 电极为原电池的负极，单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反应式 为 Ke-=K+，b 电极为正极，在钾离子作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧 化钾；据以上分析解答。 【解析】 A金属性强的金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许K通过， 不允许 2 O通过，故 A 正确； B由分析可知，放电时，a 为负极，b 为正极，电流由 b 电极沿导线流向 a 电极，充电时，b 电极应与直流电源的正极相连，做电解池的为阳极，故 B 正确
16、； C由分析可知，生成 1mol 超氧化钾时，消耗 1mol 氧气，两者的质量比值为 1mol71g/mol： 1mol32g/mol2.22：1，故 C 正确； D铅酸蓄电池充电时的总反应方程式为 2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4，反应消耗 2mol 水，转移 2mol 电子，由得失电子数目守恒可知，耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗水的质量为 - 7 - 3.9g 39g/mol 18g/mol=1.8g，故 D 错误； 故选 D。 7 （2021湖南高考真题）湖南高考真题）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广
17、泛应用于再生能 源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所： 下列说法错误的是下列说法错误的是 A放电时，放电时，N 极为正极极为正极 B放电时，左侧贮液器中放电时，左侧贮液器中 2 ZnBr的浓度不断减小的浓度不断减小 C充电时，充电时，M 极的电极反应式为极的电极反应式为 2 Zn2eZn D隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过 【答案】【答案】B 【分析】 由图可知，放电时，N 电极为电池的正极，溴在正极上得到电子发生还原反应生成溴离子，电 极反应式为 Br2+
18、2e=2Br，M 电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应 式为 Zn2e=Zn2+，正极放电生成的溴离子通过离子交换膜进入左侧，同时锌离子通过交换 膜进入右侧，维持两侧溴化锌溶液的浓度保持不变；充电时，M 电极与直流电源的负极相连， 做电解池的阴极，N 电极与直流电源的正极相连，做阳极。 【解析】 A由分析可知，放电时，N 电极为电池的正极，故 A 正确； - 8 - B由分析可知，放电或充电时，左侧储液器和右侧储液器中溴化锌的浓度维持不变，故 B 错 误； C由分析可知，充电时，M 电极与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，锌离子在阴极上 得到电子发生还原反应生成锌，电极反应
19、式为 Zn2+2e=Zn，故 C 正确； D由分析可知，放电或充电时，交换膜允许锌离子和溴离子通过，维持两侧溴化锌溶液的浓 度保持不变，故 D 正确； 故选 B。 8 （2021全国高考真题）全国高考真题）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碍冷却水排放并降低冷却效率， 为解决这一问题为解决这一问题， 通常在管道口设置一对惰性电极通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示如图所示)， 通入一定的电流。通入一定的电流。 下列叙述错误的是下列叙述错误的是 A阳极发生将海水中的阳极发生将海水中的C
20、l氧化生成氧化生成 2 Cl的反应的反应 B管道中可以生成氧化灭杀附着生物的管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO C阴极生成的阴极生成的 2 H应及时通风稀释安全地排入大气应及时通风稀释安全地排入大气 D阳极表面形成的阳极表面形成的 2 Mg(OH)等积垢需要定期清理等积垢需要定期清理 【答案】【答案】D 【分析】 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。 【解析】 A根据分析可知，阳极区海
21、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， - 9 - B 正确； C因为 H2是易燃性气体，所以阳极区生成的 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。 故选 D。 9 （2021浙江高考真题）浙江高考
22、真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡， 为小灯泡，K1、 K2为开关，为开关，a、b 为直流电源的两极为直流电源的两极)。 下列说法下列说法不正确不正确 的是的是 A断开断开 K2、合上、合上 K1，镍镉电池能量转化形式：化学能，镍镉电池能量转化形式：化学能电能 电能 B断开断开 K1、合上、合上 K2，电极，电极 A 为阴极，发生还原反应为阴极，发生还原反应 C电极电极 B 发生氧化反应过程中，溶液中发生氧化反应过程中，溶液中 KOH 浓度不变 浓度不变 D镍镉二次电池的总反应式：镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2
23、H2O 放电 充电 Cd(OH)2+2Ni(OH)2 【答案】【答案】C 【分析】 根据图示，电极 A 充电时为阴极，则放电时电极 A 为负极，负极上 Cd 失电子发生氧化反应 生成 Cd(OH)2，负极反应式为 Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，电极 B 充电时为阳极，则放电时电极 B 为正极，正极上 NiOOH 得电子发生还原反应生成 Ni(OH)2，正极反应式为 2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-， 放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2， 据此分析作答。 【解析】 A断开 K2、合上 K1，为放电过程，镍镉电池能量转化
24、形式：化学能电能，A 正确； - 10 - B断开 K1、合上 K2，为充电过程，电极 A 与直流电源的负极相连，电极 A 为阴极，发生还 原反应，电极反应式为 Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B 正确； C电极 B 发生氧化反应的电极反应式为 2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O，则电极 A 发生 还原反应的电极反应式为 Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，此时为充电过程，总反应为 Cd(OH)2+2Ni(OH)2 通电 Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中 KOH 浓度减小，C 错误； D根据分析，放电时总反应为 Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)
25、2+2Ni(OH)2，则镍镉二次电池总反 应式为 Cd+2NiOOH+2H2O 放电 充电 Cd(OH)2+2Ni(OH)2，D 正确； 答案选 C。 二、工业流程题二、工业流程题 10 （2021山东高考真题山东高考真题）工业上以铬铁矿工业上以铬铁矿( (FeCr2O4， ，含含 Al、Si 氧化物等杂质氧化物等杂质) )为主要原料制为主要原料制 备红矾钠备红矾钠( (Na2Cr2O7 2H2O) )的工艺流程如图。回答下列问题：的工艺流程如图。回答下列问题： ( (1) )焙烧的目的是将焙烧的目的是将 FeCr2O4转化为转化为 Na2CrO4并将并将 Al、Si 氧化物转化为可溶性钠盐，
26、焙烧时氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时 气体与矿料逆流而行，目的是气体与矿料逆流而行，目的是_。 ( (2) )矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度 c 与与 pH 的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓 度度 c1. .010 - -5mol L- -1时，可认为已除尽。 时，可认为已除尽。 - 11 - 中和时中和时 pH 的理论范围为的理论范围为_；酸化的目的是酸化的目的是_；Fe 元素在元素在_( (填操作单元的名称填操作单元的名称) )过程中除过程中除 去。去。 ( (3) )蒸发结晶时蒸发结晶时，过度蒸发将导致过度蒸发
27、将导致_；冷却结晶所得母液中冷却结晶所得母液中，除除 Na2Cr2O7外外，可在上述流程可在上述流程 中循环利用的物质还有中循环利用的物质还有_。 ( (4) )利用膜电解技术利用膜电解技术( (装置如图所示装置如图所示) )，以，以 Na2CrO4为主要原料制备为主要原料制备 Na2Cr2O7的总反应方程式的总反应方程式 为：为：4Na2CrO4+ +4H2O 通电 2Na2Cr2O7+ +4NaOH+ +2H2+ +O2。则。则 Na2Cr2O7在在_( (填填“阴阴” 或或“阳阳”) )极室制得，电解时通过膜的离子主要为极室制得，电解时通过膜的离子主要为_。 【答案】【答案】增大反应物接
28、触面积，提高化学反应速率4.5pH9.3使 2 22 427 HH2CrOCr OO2 平衡正向移动，提高 Na2Cr2O7的产率浸取所得 溶液中含有大量 Na2SO410H2OH2SO4阳Na 【分析】 以铬铁矿(FeCr2O4，含 Al、Si 氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O72H2O)过程中， 向铬铁矿中加入纯碱和 O2进行焙烧，FeCr2O4转化为 Na2CrO4，Fe(II)被 O2氧化成 Fe2O3，Al、 - 12 - Si 氧化物转化为 NaAlO2、Na2SiO3，加入水进行“浸取”，Fe2O3不溶于水，过滤后向溶液中 加入 H2SO4调节溶液 pH 使 2
29、 AlO、 2 3 SiO 转化为沉淀过滤除去，再向滤液中加入 H2SO4，将 Na2CrO4转化为 Na2Cr2O7，将溶液蒸发结晶将 Na2SO4除去，所得溶液冷却结晶得到 Na2Cr2O72H2O 晶体，母液中还含有大量 H2SO4。据此解答。 【解析】 (1)焙烧时气体与矿料逆流而行， 目的是利用热量使 O2向上流动， 增大固体与气体的接触面积， 提高化学反应速率，故答案为：增大反应物接触面积，提高化学反应速率。 (2)中和时调节溶液pH目的是将 2 AlO、 2 3 SiO 转化为沉淀过滤除去， 由图可知， 当溶液pH4.5 时，Al3 +除尽，当溶液 pH9.3 时，H2SiO3会
30、再溶解生成2 3 SiO ，因此中和时 pH 的理论范围 为4.5pH9.3； 将 Al 元素和 Si 元素除去后， 溶液中 Cr 元素主要以 2 27 Cr O 和 2 4 CrO 存在， 溶液中存在平衡： 2 22 427 HH2CrOCr OO2 ，降低溶液 pH，平衡正向移动，可提 高 Na2Cr2O7的产率；由上述分析可知，Fe 元素在“浸取”操作中除去，故答案为： 4.5pH9.3；使 2 22 427 HH2CrOCr OO2 平衡正向移动，提高 Na2Cr2O7的产 率；浸取。 (3)蒸发结晶时，Na2SO4主要以 Na2SO410H2O 存在，Na2SO410H2O 的溶解度
31、随温度升高先 增大后减小，若蒸发结晶时，过度蒸发将导致所得溶液中含有大量 Na2SO410H2O；由上述分 析可知，流程中循环利用的物质除 Na2Cr2O7外，还有 H2SO4，故答案为：所得溶液中含有大 量 Na2SO410H2O；H2SO4。 (4)由 4Na2CrO4+4H2O 通电 2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2+O2可知，电解过程中实质是电 解水，阳极上水失去电子生成 H 和 O2，阴极上 H+得到电子生成 H2，由 2 22 427 HH2CrOCr OO2 可知， 2 27 Cr O 在氢离子浓度较大的电极室中制得，即 Na2Cr2O7在阳极室产生；电解过程中，阴极产生氢
32、氧根离子，氢氧化钠在阴极生成，所以为 提高制备 Na2Cr2O7的效率，Na 通过离子交换膜移向阴极，故答案为：阳；Na。 三、原理综合题三、原理综合题 11 （2021湖南高考真题湖南高考真题）氨气中氢含量高氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体 是一种优良的小分子储氢载体，且安全且安全、易储运易储运， 可通过下面两种方法由氨气得到氢气。可通过下面两种方法由氨气得到氢气。 - 13 - 方法方法 I：氨热分解法制氢气：氨热分解法制氢气 相关化学键的键能数据相关化学键的键能数据 化学键化学键NNHHNH 键能键能 -1 E/ kJ mol946436.0390.8 一定温度下，利用催化剂将
33、一定温度下，利用催化剂将 3 NH分解为分解为 2 N和和 2 H。回答下列问题：。回答下列问题： (1)反应反应 322 2NH (g)N (g)3H (g) H=_ 1 kJ mol ； (2)已知该反应的已知该反应的 11 198.9J molK S ， 在下列哪些温度下反应能自发进行？在下列哪些温度下反应能自发进行？_(填标填标 号号) A25B125C225D325 (3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将 3 0.1molNH通通 入入 3L 的密闭容器中进行反应的密闭容器中进行反应(此时
34、容器内总压为此时容器内总压为 200kPa)， 各物质的分压随时间的变化曲线如各物质的分压随时间的变化曲线如 图所示。图所示。 若保持容器体积不变若保持容器体积不变， 1 t时反应达到平衡时反应达到平衡，用用 2 H的浓度变化表示的浓度变化表示 1 0t时间内的反应速率时间内的反应速率 2 Hv_ 11 mol Lmin (用含用含 1 t的代数式表示的代数式表示) 2 t时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后 2 N分压变化分压变化 趋势的曲线是趋势的曲线是_(用图中用图中 a、b、c、d 表示表示)，
35、理由是，理由是_； 在该温度下在该温度下， 反应的标准平衡常数反应的标准平衡常数 K _。 (已知已知： 分压分压=总压总压该组分物质的量分数该组分物质的量分数， - 14 - 对于反应对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g)， GH DE gh de pp pp K pp pp ，其中，其中100kPa p， G p、 H p、 D p、 E p为各组分的平衡分压为各组分的平衡分压)。 方法方法：氨电解法制氢气：氨电解法制氢气 利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。 (4)电解过程中电解过程中O H 的移动方向为的移动
36、方向为_(填填“从左往右从左往右”或或“从右往左从右往左”)； (5)阳极的电极反应式为阳极的电极反应式为_。 KOH 溶液溶液 KOH 溶液溶液 【答案】【答案】+90.8CD 1 0.02 t b 开始体积减半，N2分压变为原来的 2 倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来 2 倍要小0.48从右往左2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O 【解析】 (1) 根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)， H=390.8kJmol-132 -(946 kJmol-1+436.0kJmol-13)= +90.8kJmol-1， 故答案为： +9
37、0.8； (2)若反应自发进行，则需H-TS H S = 3 90.8 10 J / mol 198.9J / mol K =456.5K，即温度应高于 (456.5-273)=183.5，CD 符合，故答案为：CD； (3)设 t1时达到平衡，转化的 NH3的物质的量为 2x，列出三段式： - 15 - 322 2NHgNg3Hg / mol0.100 / mol23 / mol0.1 23 xxx xxx 起始 转化 平衡 根据同温同压下，混合气体的物质的量等于体积之比， 0.1 0.12x = 200 12012040 ，解得 x=0.02mol，(H2)= 1 0.02 3mol 3L
38、 t = 1 0.02 t molL-1min-1，故答案为： 1 0.02 t ； t2时将容器体积压缩到原来的一半，开始 N2分压变为原来的 2 倍，随后由于加压平衡逆向 移动，N2分压比原来 2 倍要小，故 b 曲线符合，故答案为：b；开始体积减半，N2分压变为原 来的 2 倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来 2 倍要小； 由图可知，平衡时，NH3、N2、H2的分压分别为 120 kPa、40 kPa、120 kPa，反应的标准平 衡常数K= 3 2 0.4(1.2) (1.2) =0.48，故答案为：0.48； (4)由图可知，通 NH3的一极氮元素化合价升高，发生氧化反应，
39、为电解池的阳极，则另一电 极为阴极，电解过程中 OH-移向阳极，则从右往左移动，故答案为：从右往左； (5)阳极 NH3失电子发生氧化反应生成 N2，结合碱性条件，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O，故答案为：2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O。 2021 年化学高考模拟题年化学高考模拟题 1 （2021九龙坡区九龙坡区重庆市育才中学高三三模）重庆市育才中学高三三模）空气污染物 空气污染物 NO 通常用含通常用含 Ce4 的溶液吸收， 的溶液吸收， 生成生成 HNO2、 3 NO，再利用电解法将上述吸收液中的再利用电解法将上述吸收液中的 HNO2转化为无毒物质
40、转化为无毒物质，同时生成同时生成 Ce4 ， ， 其原理如图所示。下列说法正确的是其原理如图所示。下列说法正确的是 AH 由右室进入左室 由右室进入左室 - 16 - BCe4 从电解槽的 从电解槽的 c 口流出，且可循环使用口流出，且可循环使用 C若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗 33.6L 甲烷时，理论上可转化 甲烷时，理论上可转化 2molHNO2 D阴极的电极反应式：阴极的电极反应式：2HNO26H 6e-=N24H2O 【答案】【答案】D 【分析】 空气污染物 NO 通常用含 Ce4+的溶液吸收，生成 HNO2、 3 NO，再利用电解法将上述吸收液 中
41、的 HNO2转化为无毒物质， 同时生成 Ce4+， 电解过程中铈离子在阳极失电子被氧化生成 Ce4+， HNO2在阴极得到电子变化为氮气，据此分析解答。 【解析】 A电解池中阳离子移向阴极，质子交换膜是允许氢离子通过，H+由左室进入右室，故 A 错 误； B电解过程中铈离子在阳极失电子被氧化生成 Ce4+，Ce4+从电解槽的 a 口流出，且可循环使 用，故 B 错误； C甲烷燃料电池中，在碱性溶液中，甲烷燃料电池的负极反应式为 CH4-8e-+10OH- 2- 3 CO+7H2O，故每有 1mol 甲烷反应，转移电子 8mol，阴极的电极反应式： 2HNO2+6H+6e-N2+4H2O，3CH
42、48HNO224e-，当消耗标准状况下 33.6L 甲烷时，其物质 的量= 33.6L 22.4L/mol =1.5mol，理论上可转化 HNO24mol，故 C 错误； DHNO2在阴极上得到电子还原为氮气，电极反应式为 2HNO2+6H+6e-N2+4H2O，故 D 正 确； 故选 D。 2 （2021南岸区南岸区重庆第二外国语学校高三三模）重庆第二外国语学校高三三模）在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈 在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、 铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究。下列说铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进
43、行探究。下列说 法正确的是法正确的是 - 17 - A按图按图装置实验装置实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升为了更快更清晰地观察到液柱上升， ，采用下列方法采用下列方法：用酒精灯加热左边用酒精灯加热左边 的具支试管的具支试管 B图图装置的总反应为装置的总反应为 4Al3O26H2O=4Al(OH)3，生成的 ，生成的 Al(OH)3进一步脱水形成白斑进一步脱水形成白斑 C图图是图是图所示装置的原理示意图，图所示装置的原理示意图，图 的正极材料是铁的正极材料是铁 D铝制品表面出现白斑可以通过图铝制品表面出现白斑可以通过图装置进行探究， 装置进行探究，Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移，并由活性炭
44、区向铝箔表面区迁移，并 在铝箔上发生电极反应：在铝箔上发生电极反应：2Cl-2e-=Cl2 【答案】【答案】B 【解析】 A具支试管内气体受热压强增大，部分气体溢出，冷却后，气体压强减小，不能更快更清晰 地观察到液柱上升，A 错误； B正极与负极反应式相加得到图装置的总反应为 4Al3O26H2O=4Al(OH)3，生成的 Al(OH)3进一步脱水形成白斑，B 正确； C负极材料为铁，正极为碳棒，C 错误； D铝箔为负极，反应式为：4Al-12e-=4Al3+，碳棒为正极，反应式为：3O2+12e-+6H2O=12OH-， D 错误； 答案选 B。 3 （2021重庆市第十一中学校高三二模重庆
45、市第十一中学校高三二模） ）我国科学家研发了一种我国科学家研发了一种 K-CO2二次电池二次电池，电池总反电池总反 应为：应为：4KSn3CO2 放电 充电 2K2CO3C4Sn。下列说法错误的是。下列说法错误的是 A充电时，充电时，a 电极为阴极电极为阴极 B充电时，电路中每转移充电时，电路中每转移 1 mol e-，b 电极质量减少 电极质量减少 12 g C放电时，电子由放电时，电子由 a 极经过外电路流向极经过外电路流向 b 极 极 - 18 - D放电时，放电时，a 电极发生的电极反应为：电极发生的电极反应为：KSn-e- K Sn 【答案】【答案】B 【分析】 根据电池总反应可知放
46、电时 K 被氧化，CO2被还原，所以放电时 K 为负极，反应式为 KSn-e- K Sn，b 为正极吸收 CO2，反应式为 3CO2+4e-2CO2- 3 +C；充电时 a 为阴极，b 为阳极释 放 CO2，据此分析解答。 【解析】 A充电时，K 移向 a 极，则 a 电极为阴极，故 A 正确； B充电时，b 为阳极，电极反应式为：C+2CO 2- 3 -4e-=3CO2，每转移 4 mol e-，b 电极消耗 12g C，则转移 1 mol e-，b 电极质量减少 3g，故 B 错误； C放电时，a 为负极，b 为正极，电子由负极流向正极，则电子由 a 极经过外电路流向 b 极， 故 C 正
47、确； D放电时 K 被氧化，a 为负极，电极发生的电极反应为：KSn-e-K Sn，故 D 正确； 故选：B。 4（2021青海西宁市青海西宁市高三二模高三二模） 一种电池装置如图所示一种电池装置如图所示， ， 它能溶解辉铜矿石它能溶解辉铜矿石(主要成分是主要成分是 Cu2S) 制得硫酸铜。下列说法正确的是制得硫酸铜。下列说法正确的是 AM 极为正极极为正极 BX 交换膜为阳离子交换膜交换膜为阳离子交换膜 CM 极上的电极反应式为极上的电极反应式为 Cu2S-10e-+4H2O=2Cu2+8H+ 2- 4 SO D外电路上每通过外电路上每通过 2mol 电子，左室溶液增重电子，左室溶液增重 3
48、2g 【答案】【答案】C 【解析】 A电池工作时，M 极：Cu2S-CuSO4，失电子为负极，则 N 极为正极，A 项错误；BM 极 上的电极反应式为 Cu2S-10e-+4H2O=2Cu2+8H+ 2- 4 SO， 因为 M 极产生的 Cu2+与 2- 4 SO的物质的 - 19 - 量比为 2：1，故右室中 2- 4 SO需通过 X 交换膜进人左室，则 X 交换膜是阴离子交换膜，B 项错 误； CM 极上的电极反应式为 Cu2S-10e-+4H2O=2Cu2+8H+ 2- 4 SO，C 项正确； D 因为外电路上每通过 2 mol 电子， 左室溶液中除了有 0.2 mol Cu2S 溶解，
49、 还有右室中的 2- 4 SO 通过 X 交换膜进入左室，故增重超过 32 g，D 项错误； 答案选 C。 5 （2021青海高三三模青海高三三模） 生物电化学系统还原生物电化学系统还原 CO2是另一种产生甲烷的方法 是另一种产生甲烷的方法， 装置如图所示装置如图所示， 下列说法正确的是下列说法正确的是 A电极电极 A 为阴极为阴极 B此交换膜为阴离子交换膜此交换膜为阴离子交换膜 C电极电极 A 中消耗中消耗 1 mol CH3COO-时，产生时，产生 8 mol H D电极电极 B 电极反应式为：电极反应式为：CO28H 8e-=CH42H2O 【答案】【答案】D 【分析】 电极 A 为阳极
50、，电极方程式：CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+,电极 B 为阴极，电极 B 电极反 应式为：CO28H 8e-=CH42H2O，由此解答。 【解析】 A 二氧化碳中碳化合价降低变为甲烷，在电解池阴极上发生反应，电极 B 为阴极，电极 A 为阳极，故 A 错误； B 电极 A 上产生的氢离子向电极 B 移动，此交换膜为阳离子交换膜，故 B 错误； C 由电极方程式：CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+,电极 A 中消耗 1 mol CH3COO-时，产生 7mol H ,故 C 错误； D 碳由+4 价降为-4 价，电极 B 电极反应式为：CO28H 8e-=CH
