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第六章能力提升检测卷
完卷时间：90分钟
可能用到的相对原子质量：Li7
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共16*3分）
1．（2021·山东淄博市·高三三模）我国古代典籍中记载了许多劳动人民对化学知识的认识。下列有关
说法正确的是
A．“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”中“烧”的过程有单质硫生成
B．“凡石灰经火焚炼为用。成质之后，入水永劫不坏”中所有反应均为放热反应
C．“胡粉(碱式碳酸铅)投火中，色坏还为铅”中“色坏还为铅”过程为分解反应
D．“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”中的“硝石”主要成分为NaNO
3
【答案】A
【解析】A．丹砂为硫化汞，加热时分解生成Hg和S，A正确；B．“石灰”指的是石灰石，石灰石在高温
煅烧的条件下分解为氧化钙，为吸热反应，B错误；C．“色坏还为铅”指的是碳与铅的氧化物反应生成铅
和二氧化碳，既属于置换反应，C错误；D．钾元素的焰色试验为紫色，硝石”主要成分为KNO，D错误；
3
综上所述答案为A。
2．（2021·上海高三二模）氢氧化钾碱性介质下的甲烷燃料电池总反应方程式为：
CH+2O+2KOH→KCO+3HO，其工作原理如图所示，a、b均为石墨电极。关于该电池的说法正确的是
4 2 2 3 2
A．a电极为正极
B．b点电极附近的pH在工作一段时间后会减小
C．工作时电能转化为化学能
D．电流由b电极经导线、用电器流向a电极
【答案】D
【解析】根据总反应可知CH 被氧化，O 被还原，所以通入甲烷的a极为负极，通入空气的b极为正极。
4 2
A．根据分析可知a极为负极，A错误；B．b电极上氧气被还原，电解质溶液显碱性，电极反应为O+4e-
2
+2HO=4OH-，所以电极附近的pH增大，B错误；C．该装置为原电池装置，工作时将化学能转化为电能，C
2
错误；D．a极为负极，b极为正极，电流由正极经用电器流向负极，D正确；综上所述答案为D。3．（2020·安徽马鞍山市·高三三模）一种以液态肼(NH)为燃料的电池装置如图所示，该电池用KOH溶
2 4
液作电解质溶液。下列说法不正确的是（ ）
A．b为正极，发生还原反应
B．放电时，电子从a极经负载流向b极
C．其中的离子交换膜需选用阴离子交换膜
D．a极的电极反应式：NH＋4OH–－2e– =N↑＋4HO
2 4 2 2
【答案】D
【解析】该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为：NH+4OH--4e-=N↑+4HO，正极
2 4 2 2
上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O+2HO+4e-=4OH-，电池总反应为：NH+O=N↑+2HO。A．根
2 2 2 4 2 2 2
据分析，通入空气的一极为正极，则b为正极，发生还原反应，故A正确；B．原电池中，电子由负极经外
电路流向正极，a为负极，b为正极，则电子从a极经负载流向b极，故B正确；C．原电池中阳离子正极
移动，阴离子向负极移动，结合分析，负极电极反应式为：NH+4OH--4e-=N↑+4HO，正极电极反应式为：
2 4 2 2
O+2HO+4e-=4OH-，正极产生的OH-要向负极移动参与负极的电极反应，则其中的离子交换膜需选用阴离子
2 2
交换膜，故C正确；D．根据分析，a极负极，电极反应式：NH＋4OH–－4e– =N↑＋4HO，故D错误；答
2 4 2 2
案选D。
4．（2020·浙江温州市·高三模拟）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，MnO 的作用是催化剂
2
B．图(b)所示电池放电过程中，两极板的质量不断增大
C．图(c)所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2+浓度始终不变
D．图(d)所示电池充电过程中，AgO是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag
2
【答案】B【解析】A．该电池反应中二氧化锰得到电子被还原，其不是催化剂，A错误；B．铅蓄电池放电时，正极
电极反应式为：PbO+4H++2e-+SO2-=PbSO+2H2O，负极电极反应式为：Pb-2e-+SO2-=PbSO，两极板的质量不
2 4 4 4 4
断增大，B正确；C．粗铜中不仅含有铜，还含有其它金属，电解时粗铜中有铜和其中比其活泼的金属溶解，
纯铜上只有铜离子得电子，所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜，所以溶液中铜离子浓度降低，C错
误；D．充电时，阳极上银失电子生成氧化银，发生氧化反应，银作还原剂，电池工作时，氧化银在正极
得电子生成银， D错误；故选B。
5．（2020·哈尔滨市第一中学校高三开学考试） 和 催化重整可制备合成气，对减缓燃料危机具
有重要的意义，其反应历程示意图如图(图中球棍模型中的“棍”可表示单键、双键或叁键)，已知：
，下列说法不正确的是
A．反应①为吸热反应，且
B．催化剂 对反应①和反应②都有催化作用
C．反应②过程中既有碳氧键的断裂，也有碳氧键的形成
D．反应②的活化能为 ，反应焓变
【答案】D
【解析】A．由图象可知反应②为放热反应，根据盖斯定律 ， ，反应①为吸热反
应，且 ，故A正确；B．根据图示， 为中间产物，催化剂 对反应①和反应②都有
催化作用，故B正确；C．反应②过程中， 中1个碳氧键断裂，1个 键断裂后生成1个碳氧键，故C正确；D．反应②的活化能为 ，反应焓变=生成物的总能量-反应物的总能量，
，故D错误。选D。
6．（2020·全国高三模拟）全固态锂离子电池，放电时电池反应为2Li＋MgH＝Mg＋2LiH，装置如图所示。
2
下列说法不正确的是：
A．放电时，化学能只转化为电能 B．放电时，X极的反应式为MgH＋2e－＝Mg＋2H－
2
C．充电时，Li＋向Y极迁移 D．充电时，理论上转移0.2N 个电子Y极增重1.4g
A
【答案】A
【解析】A.放电时，化学能转化为电能、光能、热能等，故A错误；B.根据电池反应2Li＋MgH＝Mg＋
2
2LiH，放电时，X极为正极，MgH 得电子发生还原反应生成Mg，反应式为MgH＋2e－＝Mg＋2H－，故B正确；
2 2
C.充电时，Y极为电解池的阴极，阳离子向阴极移动，故Li＋向Y极迁移，故C正确；D.充电时，Y极为电
解池的阴极，发生电极反应Li++ e－＝Li，理论上转移0.2N 个电子，生成Li 0.2mol，故Y极增重1.4g，
A
故D正确；答案选A。
7．（2020·六盘山高级中学高三二模）半导体光催化CO 机理如图甲所示，设计成电化学装置如图乙所示，
2
则下列说法正确的是（ ）
A．若导线上有4mol电子移动，则质子交换膜左侧产生22.4 L O
2
B．装置中进行的总反应一定是自发的氧化还原反应
C．b极上的电极反应为：CO＋6H＋－6e－=CHOH＋HO
2 3 2
D．图乙中的能量转化形式为：光能→电能→化学能
【答案】D
【解析】A．未指明温度和压强无法确定气体的体积，故A错误；B．该装置有外界条件：光照，所以装置中进行的不一定是自发进行的氧化还原反应，故B错误；C．根据图甲可知通入的二氧化碳转化为甲醇，得
电子发生发生还原反应，电极方程式为CO＋6H＋＋6e－=CHOH＋HO，故C错误；D．通过半导体将光能转化
2 3 2
为电能，再通过电解质将电能转化为化学能，故D正确；故答案为D。
8．（2020·广西柳州市·高三一模）一种固定CO 的电化学装置如图，该电化学装置放电时可将CO 转化
2 2
为LiCO 和C，充电时选用合适催化剂，只有LiCO 发生氧化反应，释放出CO 和O。下列说法不正确的是
2 3 2 3 2 2
A．放电时，电极X是原电池负极
B．充电时，电极Y应与外接电源的正极相连
C．充电时阳极的电极反应式为2LiCO-4e-=2CO↑+O↑+4Li+
2 3 2 2
D．经过充、放电，理论上该电池可以完全恢复组成，从而能够无限次使用
【答案】D
【解析】放电时，X极上Li失电子，则X为负极，Y为正极，正极上CO 得电子生成C和LiCO，反应式为：
2 2 3
3CO+4Li++4e－＝C+2LiCO；充电时，阴极上Li+得电子生成Li，阳极上只有LiCO 发生氧化反应，释放出
2 2 3 2 3
CO 和O，反应式为：2LiCO-4e-=2CO↑+O↑+4Li+。A．放电时，X极上Li失电子，则电极X是原电池负
2 2 2 3 2 2
极，故A正确；B．X极上Li失电子，则X为负极，Y为正极，故充电时，电极Y应与外接电源的正极相连，
故B正确；C．该电池充电时，阳极上只有LiCO 发生氧化反应，释放出CO 和O，反应式为：2LiCO-4e-
2 3 2 2 2 3
=2CO↑+O↑+4Li+，故C正确；D．充电电池不可能无限次充放电，因此也不能无限次使用，故D错误；故
2 2
答案选D。
9．（2020·北大成都附属实验学校高三月考）铝—空气燃料电池具有原料易得、能量密度高等优点，装
置如图所示，电池的电解质溶液为KOH溶液。下列说法正确的是A．放电时，消耗氧气22.4 L(标准状况)，有4 mol OH-从左往右通过阴离子交换膜
B．充电时，电解池阳极区的电解质溶液中c(OH-)逐渐增大
C．放电过程的负极反应式：Al+3OH--3e-=Al(OH)↓
3
D．充电时，铝电极上发生还原反应
【答案】D
【解析】根据图示，该电池放电的总反应方程式为：4Al +3O+ 4KOH =4KAlO +2HO，离子方程式为：4Al
2 2 2
+3O+ 4OH -=4AlO-+2HO，其中负极为铝，电极反应式为4Al -12 e-+16OH -=4AlO-+8HO，正极为多孔电极，
2 2 2 2 2
电极反应式为3O + 12e-+ 6HO = 12OH-；A. 放电是原电池，标准状况下，22.4 L氧气的物质的量为
2 2
1mol，电极反应式为O+2HO+4e- =4OH-，电解质溶液中的阴离子从正极区移向负极区，即OH-从右往左通过
2 2
阴离子交换膜，故A错误；B. 充电是电解池，电解池阳极发生的电极反应可以看成原电池正极反应的逆反
应，电极反应式为4OH- -4e- = O+2HO，阳极区电解质溶液中c(OH-)逐渐减小，故B错误；C. 根据上述分
2 2
析，放电过程的负极反应式：4Al -12 e- +16OH -=4AlO-+8HO，故C错误；D. 放电时，铝做负极，发生氧
2 2
化反应，充电时，铝电极作阴极，发生还原反应，故D正确；故选D。
10．（2020·安徽高三一模）如图是一种借助太阳能进行氢能的生产和利用方法，下列说法正确的是
A．太阳能、氢能、电能都属于新能源
B．上述过程只涉及太阳能和电能的相互转化
C．太阳能电池的供电原理与燃料电池相同
D．氢气直接燃烧能量转化效率要远低于燃料电池
【答案】D
【解析】A．电能是利用太阳能分解水产生的，属于二次能源，不属于新能源，A错误；B．上述反应中还
涉及到化学能和电能的转化，B错误；C．太阳能电池的供电原理实际是光能转化为电能，而燃料电池的供
电原理是将化学能转化为电能，所以两者供电原理相同，C错误；D．氢气直接燃烧产生的能量大部分以热
能散失，远远低于燃料电池的转化效率，D正确；答案选D。
11．（2020·哈尔滨市第一中学校高三开学考试）一种双室微生物燃料电池，以苯酚（CHO）为燃料，同
6 6时消除酸性废水中的硝酸盐的装置示意图如图1所示； 研究人员发现的一种“水”电池，其总反应为：
5MnO +2Ag+2NaCl=NaMnO +2AgCl，用该“水”电池为电源电解NaCl溶液的实验装置如图2所示，电解过
2 2 5 l0
程中X电极上有无色气体逸出。下列说法正确的是（ ）
A．图1装置中若右池产生0.672 L气体（标准状况下），则电路中通过电子0.15 mol
B．图1装置中左池消耗的苯酚与右池消耗的 的物质的量之比为28：5
C．图2装置的电路中每通过1 mol e-，U形管中消耗0.5 mol HO
2
D．图2装置中“水”电池内每生成1 mol NaMnO ，X电极上生成1 mol气体
2 5 10
【答案】D
【解析】A．图1装置中右池产生的气体为氮气，n(N)= =0.03 mol，由正极的电极反应式(2
2
+l0e-+12H+=N↑+6HO)知电路中通过电子0.3 mol，故A错误；B．图1装置中负极的电极反应式为
2 2
CHO-28e- +11HO=6CO↑+28H+，正极的电极反应式(2 +l0e-+12H+=N↑+6HO)，根据得失电子守恒，
6 6 2 2 2 2
5CHO~28 结合电极反应式可知图1装置中左池消耗的苯酚与右池消耗的 的物质的量之比为5：
6 6
28，故B错误；C．图2装置的电路中每通过1mole-，由2Cl-+2HO 2OH- +H↑+ Cl↑可知生成0.5mol
2 2 2
氢气，消耗1mol水，故C错误；D．由题给总反应式可知每生成1 molNaMnO ，转移2 mol 电子，又图2
2 5 10
装置中电解过程中X电极上有无色气体逸出，即X极的电极反应式为2HO+2e-=2OH-+H↑，所以转移2mole-
2 2
时X电极上生成1 mol气体，故D正确；答案选D。
12．（2020·黑龙江哈尔滨市·哈师大附中高三开学考试）利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯，进行水体修复的过程如图所示，H+、O、 等共存物会影响修复效果。下列说法错误的是
2
（ ）
A．反应①②③④均为还原反应
B．1 mol 三氯乙烯完全脱Cl时，电子转移为3 mol
C．④的电极反应式为 +10H++8e-= +3HO
2
D．修复过程中可能产生Fe(OH)
3
【答案】B
【解析】A．由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为化合价降低得电子的
反应，所以均为还原反应，A说法正确；B．三氯乙烯CHCl 中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合价
2 3
为−2价，则1mol三氯乙烯完全脱Cl时，即转化为1molCH 时，得到6mol电子，B说法错误；C．由示意
2 4
图及N元素的化合价变化可写出如下转化 +8e-= ，生成物中有 生成，则应用H+和HO来配平
2
该反应，所以④的电极反应式为 +10H++8e-= +3HO，C说法正确；D．由修复过程示意图可知，生
2
成的二价铁、氧气与氢氧根离子反应，能生成Fe(OH)，D说法正确；答案为B。
3
13．（2021·四川成都市·高三一模）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴
覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是
A．铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O+2HO+4e-=4OH-
2 2
C．液滴下氧气含量少，铁片作负极，发生的还原反应为Fe-2e-=Fe2+D．铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe+6HO+3O=4Fe(OH)
2 2 3
【答案】C
【解析】NaCl溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后在液滴覆盖的圆周中心区（a）被腐蚀变
暗，实际上是发生了吸氧腐蚀，负极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+（发生氧化反应），正极电极反应式为
O+2HO+4e-=4OH-（发生还原反应），在液滴外沿，由于发生反应Fe2++2OH-=Fe（OH）、4Fe（OH）
2 2 2
+O+2HO=4Fe（OH） 形成了棕色铁锈环（b）。A．铁片做负极，腐蚀最严重，但生锈最多的区域在正极，
2 2 2 3
故A正确；B．由分析可知，液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O+2HO+4e-=4OH-，故B正确；C．液滴
2 2
下氧气含量少，铁片作负极，发生的氧化反应为Fe-2e-=Fe2+，故C错误；D．由分析可知，铁片腐蚀过程
发生的总化学方程式为4Fe+6HO+3O=4Fe(OH)，故D正确；故选C。
2 2 3
14．（2020·辽宁沈阳市·高三三模）锂-铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电
池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，其中放电过程为2Li+CuO+HO=2Cu+2Li++2OH-，下列说法错误
2 2
的是
A．该电池的负极为Li
B．通空气时，铜被腐蚀，表面产生CuO
2
C．放电时，正极的电极反应式为O+2HO+4e-=4OH-
2 2
D．若有1 mol Li+透过固体电解质时，标准状况下参与反应的O 体积为5.6 L
2
【答案】C
【解析】根据放电过程为2Li+CuO+HO=2Cu+2Li++2OH-可知，该反应中Li元素化合价由0价变为+1价、Cu
2 2
元素化合价由+1价变为0价，所以负极上电极反应式为Li-e-=Li+、正极反应式为CuO+HO+2e-=2Cu+2OH-，
2 2
放电时电解质中阳离子向正极移动。A．在反应中Li元素化合价升高失去电子，所以Li为电池的负极，A
正确；B．根据放电过程为2Li+CuO+HO=2Cu+2Li++2OH-，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生CuO，B正
2 2 2
确；C．根据电池反应式知，正极反应式为CuO+HO+2e-=2Cu+2OH-，C错误；D．若有1 mol Li+透过固体电
2 2
解质时，反应转移1 mol电子，由于1 mol O 反应会得到4 mol电子，则转移1 mol电子时，需要O 的物
2 2
质的量是0.25 mol，其在标准状况下体积为22.4 L/mol×0.25 mol=5.6 L，D正确；故合理选项是C。15．（2021·临沂第七中学高三期末）第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。
汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态，其电路
工作原理如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．放电时乙为正极，充电时乙为阴极
B．汽车上坡时发生图中虚线所示的过程
C．放电时负极的电极反应式为：MH-ne-=M+nH+
n
D．电池充电时，OH-由甲侧向乙侧移动
【答案】D
【解析】根据汽车上坡或加速时，发生图中实线所示的过程，电动机提供推动力可知：电解质为碱性物质，
甲为负极发生氧化反应，电极反应式为MHn-ne－+nOH－=M+nHO，乙为正极；电池充电时是电解池，甲电极
2
是阴极，乙是阳极。A．根据汽车上坡或加速时，电动机提供推动力可知：甲为负极、乙为正极，电池充
电时是电解池，甲电极是阴极，乙是阳极，故A错误；B．汽车下坡时发动机在工作，属于充电过程，发生
图中虚线所示的过程，故B错误；C．放电时负极发生氧化反应，电极反应式为MH-ne－+nOH－=M+nHO，故
n 2
C错误；D．电池充电时是电解池，电解池中的甲电极是阴极，乙是阳极，所以OH－由甲侧向乙侧移动，故
D正确；故选D．
16．（2020·江西赣州市·高三一模）最近我国科学家研制出一种高分子大规模储能二次电池，其示意图
如下所示。这种电池具有寿命长、安全可靠等优点，下列说法错误的是
A．硫酸水溶液主要作用是增强导电性
B．充电时，电极b接正极C．d膜是质子交换膜
D．充放电时，a极有
【答案】C
【解析】根据图中电子移动方向可以判断a极是原电池的负极，发生氧化反应，b极是原电池的正极，发
生还原反应，为了形成闭合电路，以硫酸水溶液作为电解质溶液。A．硫酸水溶液为电解质溶液，可电离
出自由移动的离子，增强导电性，A选项正确；B．根据上述分析可知，b为正极，充电时就接正极，B选
项正确；C．d膜左右池都有硫酸水溶液，不需要质子交换膜，d膜只是为了防止高分子穿越，所以为半透
膜，C选项错误；D．放电时，a极是负极，酚失去电子变成醌，充电时，a极是阴极，醌得到电子生成酚，
故充放电发生的反应是 ，D选项正确；答案选C。
二、主观题（共5小题，共52分）
17．（2020·林芝市第二高级中学高三月考）（10分）Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反
应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个
高能量过渡态。分析图中信息，回答下列问题：
(1)如图是NO 和CO反应生成CO 和NO过程中能量变化示意图，请写出NO 和CO反应的热化学方程式：
2 2 2
_______。
(2)在反应体系中加入催化剂，对反应热_______影响(填“有”或“没有”)，原因是_______。
(3)根据下列要求写出热化学方程式。
已知：①Fe(s)＋ O(g)=FeO(s) ΔH=-272.0 kJ·mol-1
2 1
②2Al(s)＋ O(g)=AlO(s) ΔH=-1 675.7 kJ·mol-1
2 2 3 2
Al和FeO发生反应的热化学方程式是：_______。
(4)已知：①C(s)＋O(g)=CO(g) ΔH
2 2 1
②2CO(g)＋O(g)=2CO(g) ΔH
2 2 2
③TiO(s)＋2Cl(g)=TiCl(s)＋O(g) ΔH
2 2 4 2 3
则反应TiO(s)＋2Cl(g)＋2C(s)=TiCl(s)＋2CO(g)的ΔH=_______。(用含ΔHΔHΔH 的代数式表示)
2 2 4 1 2 3
(5)已知：
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
键能
460 360 436 431 176 347
(kJ·mol-1)
则：SiCl(g)＋2H(g) Si(s)＋4HCl(g)的反应热ΔH=_______kJ·mol－1。(已知1molSi中含有
4 2
2molSi-Si)
【答案】（除标注外，每空2分）(1)NO(g)+CO(g)=CO(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol-1
2 2
(2)没有（1分）催化剂只改变反应的途径，对反应热没有影响（1分）
(3)2Al(s)+3FeO(s)=AlO(s)+3Fe(s) ΔH=-859.7 kJ·mol-1
2 3
(4)ΔH= 2ΔH- ΔH+ ΔH
1 2 3
(5)+236kJ·mol-1
【解析】(1)根据图像分析，该反应的热化学方程式为：NO(g)+CO(g)=CO(g)+NO(g) ΔH=+134-
2 2
368=-234 kJ·mol-1；
(2)在反应体系中加入催化剂，催化剂只改变反应的途径，对反应热没有影响；
(3)根据下列要求写出热化学方程式。
已知：①Fe(s)＋ O(g)=FeO(s) ΔH=-272.0 kJ·mol-1
2 1
②2Al(s)＋ O(g)=AlO(s) ΔH=-1 675.7 kJ·mol-1
2 2 3 2
根据盖斯定律分析，有②-①×3得Al和FeO发生反应的热化学方程式是2Al(s)+3FeO(s)=AlO(s)+3Fe(s)
2 3
ΔH==-1 675.7+272.0×3=-859.7 kJ·mol-1；
(4)已知①C(s)＋O(g)=CO(g) ΔH，②2CO(g)＋O(g)=2CO(g) ΔH，③TiO(s)＋2Cl(g)=TiCl(s)＋
2 2 1 2 2 2 2 2 4
O(g) ΔH，根据盖斯定律分析，有③+①×2-②得反应TiO(s)＋2Cl(g)＋2C(s)=TiCl(s)＋2CO(g)
2 3 2 2 4
ΔH= 2ΔH- ΔH+ ΔH；
1 2 3
(5)根据反应热等于反应物的键能总和与生成物的键能总和计算，得该热化学方程式为： SiCl(g)＋
42H(g) Si(s)＋4HCl(g)的反应热ΔH=360×4+436×2-176×2-431×4=+236kJ·mol－1。
2
18．（2021·湖南高三期末）（10分）目前，我们日常生活中使用的电能主要还是来自火力发电，火力发
电是利用化石燃料燃烧，通过蒸汽机将产生的能量转化为电能，能量利用率低；燃料电池可以将燃料的化
学能直接转化为电能，能量利用率高。
(1)火力发电厂利用燃煤发电，其能量转化形式为化学能→_______→_______→电能。
(2)磷酸盐燃料电池(PAFC)是当前商业化发展最快的一种燃料电池，以浓磷酸为电解质，以贵金属催化的
气体扩散电极为正、负电极。其优点为构造简单，稳定，电解质挥发度低。磷酸盐燃料电池正极的电极反
应式为_______。
(3)碱性燃料电池(AFC)是最早进入实用阶段的燃料电池之一，也是最早用于车辆的燃料电池，以KOH、
NaOH溶液之类的强碱性溶液为电解质溶液。其优点为性能可靠，具有较高的效率。甲烷碱性燃料电池正极
的电极反应式为_______。
(4)固体氧化物型燃料电池(SOFC)，其效率更高，可用于航空航天。如图1所示的装置中，以稀土金属材料
作惰性电极，在电极上分别通入甲烷和空气，其中固体电解质是掺杂了YO 和ZrO 的固体，它在高温下能
2 3 2
穿到O2-；A通入的气体为_______，d电极上的电极反应式为_______。
(5)熔融碳酸盐燃料电池是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔陶瓷阳极、金属极板构成的，电
解质通常为锂和钾的混合碳酸盐，工作温度为650 ℃，其工作原理如图2所示，M为电池的_______(填
“正极”或“负极”)，N极的电极反应式为_______。
【答案】（除标注外，每空2分）(1) 热能（1分） 机械能（1分）
(2) （1分）
(3) （1分）(4)O（1分）
2
(5)负极（1分）
【解析】(1) 火力发电的原理是发电时，利用燃料加热水产生蒸汽，利用蒸汽推动汽轮机，然后由汽轮机
带动发电机发电，其能量转化关系为化学能→热能→机械能→电能，故填热能、机械能；
(2)根据题意，参与磷酸盐燃料电池正极的为空气中的氧气，氧气在正极得电子被还原，其在酸性环境下
的电极反应为 ，故填 ；
(3)甲烷碱性燃料电池的正极为O 参与，氧气在正极得电子被还原，其电极反应式为
2
，故填 ；
(4)原电池中，电子的移动方向为：经外电路有负极流向正极，电流流向与电子流向相反，图中电流由c经
外电路流向d，故c为正极，d为负极，所以A为氧气，B为甲烷，电解质为固体电解质是掺杂了YO 和
2 3
ZrO 的固体，在高温下能穿到O2-，则负极电极反应式为 ，故填O、
2 2
；
(5)根据图示，N极通入的是氧气，其化合价只能降低作正极，则M极为负极，电解质为熔融碳酸盐，则正
极的电极反应式为 ，故填负极、 。
19.（2020·首都师范大学附属中学高三模拟）（10分）研究大气中含硫化合物(主要是SO 和HS)的转化
2 2
具有重要意义。
（1）高湿条件下，写出大气中SO 转化为HSO-的方程式：_________________。
2 3
（2）土壤中的微生物可将大气中HS经两步反应氧化成SO2-，两步反应的能量变化示意图如下：
2 41mol HS(g)全部氧化成SO2-(aq)的热化学方程式为___________________。
2 4
（3）二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO 快速启动，其装置示意图如下：
2
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________。
（4）燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。SO 烟气脱除的一种工业流程如下：
2
① 用纯碱溶液吸收SO 将其转化为HSO-，反应的离子方程式是__________________。
2 3
② 若石灰乳过量，将其产物再排回吸收池，其中可用于吸收SO 的物质的化学式是______________。
2
【答案】（除标注外，每空2分）（1）SO+HO HSO（1分）；HSO H++HSO-（1分）
2 2 2 3 2 3 3
（2）HS(g)+2O(g)=SO2-(aq)+2H+(aq)ΔH=－806.39kJ·mol－1
2 2 4
（3）①从A到B（1分） ②SO–2e-+2HO==SO2-+4H+
2 2 4
（4）① HO+2SO+CO2-＝2HSO-+CO↑ ②NaOH（1分）
2 2 3 3 2
【解析】（1）二氧化硫为酸性氧化物与水生成亚硫酸，亚硫酸为弱电解质，部分电离产生氢离子与亚硫
酸氢根离子，离子方程式：SO+HO HSO，HSO H++HSO-；
2 2 2 3 2 3 3
（2）由图可知，第一步热化学反应为：HS（g）+0.5O（g）=S（s）+HO（g）△H=-221.19 kJ•mol-1；第
2 2 2
二步反应为：S（s）+1.5O（g）+HO（g）=2H+（aq）+SO2-（aq））△H=-585.20 kJ•mol-1；依据盖斯定律，
2 2 4
第一步与第二步方程式相加得：HS（g）+2O（g）=SO2-（aq）+2H+（aq）△H=-806.39 kJ•mol-1；
2 2 4
（3）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：SO-2e-+2HO=SO2-+4H+；
2 2 4
（4）①亚硫酸的酸性大于碳酸，碳酸钠溶液中通入过量的二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，离
子方程式：HO+2SO+CO2-=2HSO-+CO；
2 2 3 3 2
②再生池中，亚硫酸氢钠可以与石灰乳反应生成亚硫酸钙沉淀和氢氧化钠，二氧化硫为酸性氧化物，能够与碱液反应，故NaOH和过量的Ca(OH) 可以用于吸收二氧化硫。
2
20．（10分）(1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＞0，则稳定性：金刚石 (填“＞”
“＜”)石墨。
(2)已知：2C(s)＋2O(g)===2CO(g) ΔH
2 2 1
2C(s)＋O(g)===2CO(g) ΔH
2 2
则ΔH (填“＞”或“＜”)ΔH。
1 2
(3)火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼
(NH)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：
2 4
①N(g)＋2O(g)===NO(g)
2 2 2 4
ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1
②NH(g)＋O(g)===N(g)＋2HO(g)
2 4 2 2 2
ΔH＝－543 kJ·mol－1
写出气态肼和NO 反应的热化学方程式：_____________________________
2 4
_________________________________________________________。
(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O 中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，则CO的燃烧热为ΔH＝
2
。
(5)0.50 L 2.00 mol·L－1 HSO 溶液与2.10 L 1.00 mol·L－1 KOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，
2 4
该反应的中和热ΔH＝ 。
(6)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946
kJ，则N 与H 反应生成NH 的热化学方程式是___________________________________________。
2 2 3
【答案】（除标注外，每空2分）(1)＜（1分）
(2)＜（1分）
(3)2NH(g)＋NO(g)===3N(g)＋4HO(g) ΔH＝－1 096.7 kJ·mol－1
2 4 2 4 2 2
(4)－282.6 kJ·mol－1
(5)－57.3 kJ·mol－1
(6)N(g)＋3H(g) 2NH(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
2 2 3
【解析】(1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＞0，说明该反应是吸热反应，因此石墨的总能量低于
金刚石的总能量，而能量越低，物质越稳定，故稳定性：金刚石＜石墨。
(2)ΔH表示碳完全燃烧的反应热，ΔH表示碳不完全燃烧的反应热，碳完全燃烧放热多，且放热越多ΔH
1 2
越小。因此，ΔH＜ΔH。
1 2
(3)根据盖斯定律，由2×②－①得：
2NH(g)＋NO(g)===3N(g)＋4HO(g)
2 4 2 4 2 2ΔH＝2×(－543 kJ·mol－1)－(＋10.7 kJ·mol－1)＝－1 096.7 kJ·mol－1。
(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O 中充分燃烧，放出141.3 kJ的热量，则1 mol CO(即28 g
2
CO)完全燃烧放出的热量是141.3 kJ×2＝282.6 kJ，即CO的燃烧热ΔH＝－282.6 kJ·mol－1。
(6)N 与H 反应生成NH 的热化学方程式可表示为N(g)＋3H(g) 2NH(g) ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－
2 2 3 2 2 3
2×3E(N—H)＝946 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1。
21．（2020·山西省晋城市二中模拟）（12分）钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源
等领域。
(1)① VO 可用于汽车催化剂，汽车尾气中含有 CO 与 NO 气体，用化学方程式解释产生 NO 的原因：
2 5
_______________________________________________________________。
②汽车排气管内安装了钒(V)及其化合物的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的气体
排出。已知：
N(g)＋O(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ/mol
2 2
2C(s)＋O(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ/mol
2
C(s)＋O(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
2 2
尾气转化的反应之一：2NO(g)＋2CO(g)===N(g)＋2CO(g) ΔH＝__________________。
2 2
(2)全钒液流储能电池结构如图，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H＋和SO。电池放电时，负极的电
极反应式为V2＋－e－===V3＋。
①电池放电时，正极的电极反应式为___________，H＋通过质子交换膜向________移动(填“左”或
“右”)。
②充电时，惰性电极N应该连接电源________极，充电时，电池总反应式为___________________。
(3)若电池初始时左右两槽内均以VOSO 和HSO 的混合液为电解液，使用前需先充电激活。充电过程分两
4 2 4
步完成：第一步VO2＋转化为V3＋，第二步V3＋转化为V2＋，则第一步反应过程中阴极区溶液pH________(填
“增大”“不变”或“减小”)，阳极区的电极反应式为________________________。
【答案】（除标注外，每空2分）(1)①N＋O=====2NO（1分）
2 2
②－746.5 kJ/mol
(2)①VO＋e－＋2H＋===VO2＋＋HO 左（1分）
2
②负（1分） V3＋＋VO2＋＋HO===V2＋＋VO＋2H＋
2(3)增大（1分） VO2＋＋HO－e－===VO＋2H＋
2
【解析】(1)②将已知热化学方程式依次编号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根据盖斯定律，由 Ⅲ×2－Ⅰ－Ⅱ可得2NO(g)
＋2CO(g)===N(g)＋2CO(g)的ΔH＝[(－393.5)×2－180.5－(－221.0)]kJ/mol＝－746.5 kJ/mol。
2 2
(2)①放电时，M电极发生还原反应，电极反应式为VO＋e－＋2H＋===VO2＋＋HO，H＋向正极移动；充电时，
2
放电时的负极在充电时应该接电源的负极。
(3)充电激活过程就是电解过程，阴极区VO2＋得电子生成V3＋，电极反应式为VO2＋＋e－＋2H＋===V3＋＋HO，H
2
＋浓度下降，pH增大。
