2021年高考化學(xué)真題和模擬題分類匯編 專題10 電化學(xué) (含解析)

2021高考真題和模擬題分類匯編化學(xué)

專題10電化學(xué)

2021年化學(xué)高考題

一、單選題

1.(2021?山東高考真題)以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH3OH—。2、N2H4—。2、

(CH3)2NNH2—O2清潔燃料電池，下列說法正確的是

A.放電過程中，K+均向負(fù)極移動(dòng)

B.放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小

C.消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2—燃料電池的理論放電量最大

D.消耗ImolCh時(shí)，理論上N2H4—。2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為U.2L

【答案】C

【分析】

堿性環(huán)境下，甲醇燃料電池總反應(yīng)為：2cH3OH+3Ch+4KOH=2K2co3+6H2O；N2H4-O2清潔燃

料電池總反應(yīng)為：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲腫［(CH3)2NNH2］中C和N的化合價(jià)均為-2價(jià)，

H元素化合價(jià)為+1價(jià)，所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可推知其燃料電池的總反應(yīng)為：

(CH3)2NNH2+4Ch+4KOH=2K2cO3+N2+6H2O,據(jù)此結(jié)合原電池的工作原理分析解答。

【解析】

A.放電過程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)上述分析可知，N2H4-02清潔燃料電池的產(chǎn)物為氮?dú)夂退?，其總反?yīng)中未消耗KOH,

所以KOH的物質(zhì)的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應(yīng)可知，KOH的物質(zhì)的量減小，B錯(cuò)

誤；

C.理論放電量與燃料的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關(guān)，設(shè)消耗燃料的質(zhì)量均為mg,則甲醇、

mg.mg

N2H4和(CH3)2NNH2放電量(物質(zhì)的量表達(dá)式)分別是：一,,x6、sX4、

32g/mol32g/mol

mg

——X16,通過比較可知(CH3)2NNH2理論放電量最大，C正確；

60g/mol

D.根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應(yīng)式可知，消耗ImolCh生成的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為Imol,在標(biāo)

準(zhǔn)狀況下為22.4L,D錯(cuò)誤；

故選Co

2.（2021?浙江）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時(shí)

得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為LiCoO?薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法

不正理的是

A.充電時(shí)，集流體A與外接電源的負(fù)極相連

B.放電時(shí)，外電路通過amol電子時(shí)，LiPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi*

C.放電時(shí)，電極B為正極，反應(yīng)可表示為LimCoOz+xLi++xe.=LiCoC>2

D.電池總反應(yīng)可表示為LiSi+Li|CoO,u-絆-Si+LiCoO,

【答案】B

【分析】

由題中信息可知，該電池充電時(shí)L/得電子成為Li嵌入電極A中，可知電極A在充電時(shí)作陰

極，故其在放電時(shí)作電池的負(fù)極，而電極B是電池的正極。

【解析】

A.由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時(shí)電極A作陰極，故充電時(shí)集流體A與外接電

源的負(fù)極相連，A說法正確；

B.放電時(shí)，外電路通過amol電子時(shí)，內(nèi)電路中有amol通過UPON薄膜電解質(zhì)從負(fù)極

遷移到正極，但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒有損失臣+，B說法不正確；

C.放電時(shí)，電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)可表示為Li—COO?+xLi*+xe-=LiCoC>2，

C說法正確；

D.電池放電時(shí)，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成Li+,正極上LijCoC）2得到電子和

充電

Lf變?yōu)長iCoO,故電池總反應(yīng)可表示為LiSi+Li_CoO.Si+LiCo0,D說法正確。

2KtK2放電2

綜上所述，相關(guān)說法不正確的是B,本題選B。

3.（2021?全國高考真題）乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學(xué)裝置

合成。圖中的雙極膜中間層中的HQ解離為H+和0H，并在直流電場作用下分別問兩極遷

移。下列說法正確的是

----------------電源-----------------

IIII

HO—C—C—H

（乙醛酸）

OO

IIIIC

HO—C—C—OH

（乙二酸）

飽和乙二酸溶液雙極膜乙二醛+KBr酸溶液

A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用

oo

OO==+H

B.陽極上的反應(yīng)式為：IIII+2H++2e-=cc20

HO-C-C-OH

C,制得2moi乙醛酸，理論上外電路中遷移了Inxjl電子

D.雙極膜中間層中的H+在外電場作用下向鉛電極方向遷移

【答案】D

【分析】

該裝置通電時(shí)，乙二酸被還原為乙醛酸，因此鉛電極為電解池陰極，石墨電極為電解池陽極,

陽極上B「被氧化為Br2,Bn將乙二醛氧化為乙醛酸，雙極膜中間層的H+在直流電場作用下移

向陰極，0H-移向陽極。

【解析】

A.KBr在上述電化學(xué)合成過程中除作電解質(zhì)外，同時(shí)還是電解過程中陽極的反應(yīng)物，生成的

Bn為乙二醛制備乙醛酸的中間產(chǎn)物，故A錯(cuò)誤；

B.陽極上為Br失去電子生成Bn,Bn將乙二醛氧化為乙醛酸，故B錯(cuò)誤；

C.電解過程中陰陽極均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2moi,1mol

乙二醛生成Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移電子為2mol,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知每生成Imol乙醛酸轉(zhuǎn)移電

子為1mol,因此制得2moi乙醛酸時(shí)，理論上外電路中遷移了2moi電子，故C錯(cuò)誤；

D.由上述分析可知，雙極膜中間層的H+在外電場作用下移向陰極，即H+移向鉛電極，故D

正確；

綜上所述，說法正確的是D項(xiàng)，故答案為D。

4.（2021?廣東高考真題）鉆（C。）的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為

水溶液中電解制備金屬鉆的裝置示意圖。下列說法正確的是

I室n室in室

A.工作時(shí)，I室和II室溶液的pH均增大

B.生成ImolCo,I室溶液質(zhì)量理論上減少16g

C.移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變

2++

D.電解總反應(yīng)：2Co+2H2O蚓2Co+O2t+4H

【答案】D

【分析】

由圖可知，該裝置為電解池，石墨電極為陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和

氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O-4e=O2T+4H+,I室中陽離子電荷數(shù)大于陰離子電荷數(shù)，放電生

成的氫離子通過陽離子交換膜由I室向II室移動(dòng)，鉆電極為陰極，鉆離子在陰極得到電子發(fā)

生還原反應(yīng)生成鉆，電極反應(yīng)式為Co2++2e=Co,山室中陰離子電荷數(shù)大于陽離子電荷數(shù)，氯

離子過陰離子交換膜由IH室向II室移動(dòng)，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2co2++2比0通里2

Co+O2T+4H+。

【解析】

A.由分析可知，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由I室向n室移動(dòng)，使n室中氫離子濃

度增大，溶液pH減小，故A錯(cuò)誤；

B.由分析可知，陰極生成Imol鉆，陽極有Imol水放電，則I室溶液質(zhì)量減少18g,故B錯(cuò)

誤；

C.若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強(qiáng)于水，氯離子會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生

成氯氣，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會發(fā)生變化，故c錯(cuò)誤；

D.由分析可知，電解的總反應(yīng)的離子方程式為2co2++2比0通里2Co+O2T+4H+,故D正確；

故選D。

5.（2021?廣東高考真題）火星大氣中含有大量CO?,一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池

有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時(shí)

A.負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)B.CO?在正極上得電子

C.陽離子由正極移向負(fù)極D.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

【答案】B

【解析】

根據(jù)題干信息可知，放電時(shí)總反應(yīng)為4Na+3co2=2Na2c03+C。

A.放電時(shí)負(fù)極上Na發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子生成Na+,故A錯(cuò)誤；

B.放電時(shí)正極為C02得到電子生成C,故B正確；

C.放電時(shí)陽離子移向還原電極，即陽離子由負(fù)極移向正極，故C錯(cuò)誤；

D.放電時(shí)裝置為原電池，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能等，故D錯(cuò)誤；

綜上所述，符合題意的為B項(xiàng)，故答案為B。

6.（2021?河北高考真題）K-O2電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個(gè)電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。

關(guān)于該電池，下列說法錯(cuò)誤的是

有機(jī)電解質(zhì)1有疝電解質(zhì)2

A.隔膜允許K+通過，不允許02通過

B.放電時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時(shí)，b電極為陽極

C.產(chǎn)生lAh電量時(shí)，生成K（h的質(zhì)量與消耗02的質(zhì)量比值約為2.22

D.用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗0.9g水

【答案】D

【分析】

由圖可知，a電極為原電池的負(fù)極，單質(zhì)鉀片失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鉀離子，電極反應(yīng)式

為K—e=K+,b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成超氧

化鉀；據(jù)以上分析解答。

【解析】

A.金屬性強(qiáng)的金屬鉀易與氧氣反應(yīng)，為防止鉀與氧氣反應(yīng)，電池所選擇隔膜應(yīng)允許K卡通過，

不允許通過，故A正確；

B.由分析可知，放電時(shí)，a為負(fù)極，b為正極，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，充電時(shí)，b

電極應(yīng)與直流電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；

C.由分析可知，生成Imol超氧化鉀時(shí)，消耗Imol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為lmolX71g/mol：

1molX32g/mol^2.22：1,故C正確；

D.鉛酸蓄電池充電時(shí)的總反應(yīng)方程式為2Pbsc>4+2H2O=PbO2+Pb+2H2so4,反應(yīng)消耗2moi

水，轉(zhuǎn)移2moi電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗3.9g鉀時(shí)，鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為

――~-x18g/mol=1.8g,故D錯(cuò)誤;

39g/mol

故選D。

7.（2021?湖南高考真題）鋅溪液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能

源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅澳液流電池工作原理如圖所：

下列說法錯(cuò)誤的是

A.放電時(shí)，N極為正極

B.放電時(shí)，左側(cè)貯液器中ZnBq的濃度不斷減小

C.充電時(shí)，M極的電極反應(yīng)式為Zn?++2e-=Zn

D.隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過

【答案】B

【分析】

由圖可知，放電時(shí)，N電極為電池的正極，浪在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成溪離子，電

極反應(yīng)式為Br2+2e-=2BL,M電極為負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，電極反應(yīng)

式為Zn—2e—=Zn2+,正極放電生成的澳離子通過離子交換膜進(jìn)入左側(cè)，同時(shí)鋅離子通過交換

膜進(jìn)入右側(cè)，維持兩側(cè)澳化鋅溶液的濃度保持不變；充電時(shí)，M電極與直流電源的負(fù)極相連,

做電解池的陰極，N電極與直流電源的正極相連，做陽極。

【解析】

A.由分析可知，放電時(shí)，N電極為電池的正極，故A正確；

B.由分析可知，放電或充電時(shí)，左側(cè)儲液器和右側(cè)儲液器中溪化鋅的濃度維持不變，故B錯(cuò)

誤；

C.由分析可知，充電時(shí)，M電極與直流電源的負(fù)極相連，做電解池的陰極，鋅離子在陰極上

得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋅，電極反應(yīng)式為Zn2++2e—=Zn,故C正確；

D.由分析可知，放電或充電時(shí)，交換膜允許鋅離子和溪離子通過，維持兩側(cè)澳化鋅溶液的濃

度保持不變，故D正確；

故選B。

8.（2021?全國高考真題）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻

礙冷卻水排放并降低冷卻效率，為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極（如圖所示）,

A.陽極發(fā)生將海水中的C「氧化生成的反應(yīng)

B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClO

C.陰極生成的H2應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣

D.陽極表面形成的Mg（OH）2等積垢需要定期清理

【答案】D

【分析】

海水中除了水，還含有大量的Na+、Mg2+等，根據(jù)題干信息可知，裝置的原理是利用惰

性電極電解海水，陽極區(qū)溶液中的C1-會優(yōu)先失電子生成C12,陰極區(qū)H2O優(yōu)先得電子生成H2

和OH,結(jié)合海水成分及電解產(chǎn)物分析解答。

【解析】

A.根據(jù)分析可知，陽極區(qū)海水中的C1-會優(yōu)先失去電子生成CL,發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；

B.設(shè)置的裝置為電解池原理，根據(jù)分析知，陽極區(qū)生成的CL與陰極區(qū)生成的OH-在管道中

會發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O,其中NaClO具有強(qiáng)氧化性，可氧化滅殺附著的生物，

B正確；

C.因?yàn)镠2是易燃性氣體，所以陽極區(qū)生成的H2需及時(shí)通風(fēng)稀釋，安全地排入大氣，以排除

安全隱患，C正確；

D.陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e=H2T+20H,會使海水中的Mg?+沉淀積垢，所以陰極表面

會形成Mg(0H)2等積垢需定期清理，D錯(cuò)誤。

故選D。

9.(2021?浙江高考真題)銀鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下(L為小燈泡，Ki、

K2為開關(guān)，a、b為直流電源的兩極)。

下列說法不正確的是

A.斷開K2、合上Ki,銀鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能一電能

B.斷開Ki、合上K2,電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

C.電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中KOH濃度不變

放電

D.銀鎘二次電池的總反應(yīng)式：Cd+2NiOOH+2HOCd(OH)+2Ni(OH)

2殼電22

【答案】C

【分析】

根據(jù)圖示，電極A充電時(shí)為陰極，則放電時(shí)電極A為負(fù)極，負(fù)極上Cd失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生

成Cd(OH)2,負(fù)極反應(yīng)式為Cd-2e-+2OH=Cd(OH)2,電極B充電時(shí)為陽極，則放電時(shí)電極B為

正極，正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(OH)2,正極反應(yīng)式為

2NiOOH+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-,放電時(shí)總反應(yīng)為

Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,據(jù)此分析作答.

【解析】

A.斷開K2、合上Ki,為放電過程，銀鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能-電能，A正確;

B.斷開Ki、合上K2,為充電過程，電極A與直流電源的負(fù)極相連，電極A為陰極，發(fā)生還

原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e=Cd+2OH-,B正確；

C.電極B發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Ni(OH)2-2e+2OH=2NiOOH+2H20,則電極A發(fā)生

還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH,此時(shí)為充電過程，總反應(yīng)為

Cd(OH)2+2Ni(OH)2—Cd+2NiOOH+2H2O,溶液中KOH濃度減小，C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)分析，放電時(shí)總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,則銀鎘二次電池總反

放電

應(yīng)式為Cd+2NiOOH+2H2。Cd(OH)2+2Ni(OH)2,D正確；

無電

答案選C。

二、工業(yè)流程題

10.(2021?山東高考真題)工業(yè)上以格鐵礦(FeCr2O4,含AI、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制

,

濾渣濾渣副產(chǎn)品Na2Cr2O72H2O

(1)焙燒的目的是將FeCrzOa轉(zhuǎn)化為NazCrCh并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽，焙燒時(shí)

氣體與礦料逆流而行，目的是一o

(2)礦物中相關(guān)元素可溶性組分物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)溶液中可溶組分濃

度cW1.0X10Fmol?Lr時(shí)，可認(rèn)為已除盡。

(

T,

o

E

N

m

中和時(shí)pH的理論范圍為_；酸化的目的是_；Fe元素在_（填操作單元的名稱）過程中除

去。

（3）蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，過度蒸發(fā)將導(dǎo)致一;冷卻結(jié)晶所得母液中，除NazCwCh外，可在上述流程

中循環(huán)利用的物質(zhì)還有—.

（4）利用膜電解技術(shù)（裝置如圖所示），以NazCrth為主要原料制備NazCnCh的總反應(yīng)方程式

通電

為：4Na2CrO4+4H2O^^2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2t+O2t.則NazCmCh在—（填“陰”

或“陽”）極室制得，電解時(shí)通過膜的離子主要為一o

【答案】增大反應(yīng)物接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率4.5<pH<9.3使

2CrOj+2H+CraO1+H2。平衡正向移動(dòng)，提高NazCnCh的產(chǎn)率浸取所得

溶液中含有大量Na2so4?10比0H2s04陽Na+

【分析】

以銘鐵礦（FeCnCM,含Al、Si氧化物等雜質(zhì)）為主要原料制備紅磯鈉（NazCnCAZEhO）過程中,

向銘鐵礦中加入純堿和02進(jìn)行焙燒，F(xiàn)eCnCh轉(zhuǎn)化為NazCrCU,Fe（II）被O2氧化成FezCh,A1、

氧化物轉(zhuǎn)化為、加入水進(jìn)行“浸取”，不溶于水，過濾后向溶液中

SiNaAlChNa2SiO3,Fe2()3

加入H2sCM調(diào)節(jié)溶液pH使A10；、SiO,轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去，再向?yàn)V液中加入H2so4,將

Na2CrO4轉(zhuǎn)化為NazSCh,將溶液蒸發(fā)結(jié)晶將Na2s除去，所得溶液冷卻結(jié)晶得到

Na2CnO7?2H2O晶體，母液中還含有大量H2so4。據(jù)此解答。

【解析】

(1)焙燒時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是利用熱量使02向上流動(dòng)，增大固體與氣體的接觸面積,

提高化學(xué)反應(yīng)速率，故答案為：增大反應(yīng)物接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率。

⑵中和時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH目的是將A10?、SiO：轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去，由圖可知，當(dāng)溶液pHN4.5

時(shí)，AP除盡，當(dāng)溶液pH>9.3時(shí)，H2SQ3會再溶解生成SiO，，因此中和時(shí)pH的理論范圍

為4.5KpH(9.3；將Al元素和Si元素除去后，溶液中Cr元素主要以Cr?。；-和CrO；存在,

溶液中存在平衡：-降低溶液平衡正向移動(dòng)，可提

2CrO；+2H+.Cr2O；+H2O,pH,

高NazCnCh的產(chǎn)率；由上述分析可知，F(xiàn)e元素在“浸取”操作中除去，故答案為：

4.5<pH<9.3；使2€>0；+2^1+=^020；-+1^0平衡正向移動(dòng)，提高NazCnCh的產(chǎn)

率；浸取。

(3)蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，Na2so4主要以Na2so4MOH2O存在，Na2s0。10比0的溶解度隨溫度升高先

增大后減小，若蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，過度蒸發(fā)將導(dǎo)致所得溶液中含有大量Na2s04?1。比0；由上述分

析可知，流程中循環(huán)利用的物質(zhì)除NazCnCh外，還有H2s故答案為：所得溶液中含有大

量。

Na2soIOH2O；H2SO4o

通電

⑷由4Na2CrO4+4H2O=2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2t+02t可知，電解過程中實(shí)質(zhì)是電

解水，陽極上水失去電子生成H+和02,陰極上H'得到電子生成H2,由

2CrO；-+2H+.50；一+見0可知，5。；在氫離子濃度較大的電極室中制得，即

NazCnO在陽極室產(chǎn)生；電解過程中，陰極產(chǎn)生氫氧根離子，氫氧化鈉在陰極生成，所以為

提高制備NazCnCh的效率，Na*通過離子交換膜移向陰極，故答案為：陽；Na\

三、原理綜合題

11.(2021?湖南高考真題)氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運(yùn),

可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。

方法I:氨熱分解法制氫氣

相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)

化學(xué)鍵N=NH-HN-H

鍵能E/(kJ.mol")946436.0390.8

一定溫度下，利用催化劑將NH、分解為N?和H??；卮鹣铝袉栴}:

-1

⑴反應(yīng)ZNHKg).,N2(g)+3H2(g)AH=kJ.mols

（2）已知該反應(yīng)的AS=198,9J-mof'-K'1，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？（填標(biāo)

號）

A.25℃B.125℃C.225℃D.325℃

（3）某興趣小組對該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將O.lmolNH,通

入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)（此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa）,各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如

B

d

)

。

。

一/

①若保持容器體積不變，4時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，用H,的濃度變化表示0~6時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率

n（Hj=moLL-i-minT（用含々的代數(shù)式表示）

②J時(shí)將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化

趨勢的曲線是（用圖中a、b、c、d表示），理由是；

③在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)=。（已知：分壓=總壓x該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),

/、g/、h

PG.PH

對于反應(yīng)dD(g)+eE(g)=gG(g)+hH(g),K。=了其中p?=100kPa,

PD\\PE_

PG、PH、PD、PE為各組分的平衡分壓)。

方法II：氨電解法制氨氣

利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。

陰

離

子

H2

交

NH3換

膜

KOH溶液KOH溶液

(4)電解過程中。FT的移動(dòng)方向?yàn)?(填“從左往右”或“從右往左”卜

(5)陽極的電極反應(yīng)式為

KOH溶液KOH溶液

0.02

【答案】+90.8CD-------b

’1

開始體積減半，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動(dòng)，N2分壓比原來2

倍要小0.48從右往左2NH3-6e-+6OH=N2+6H2O

【解析】

(1)根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，2NH3(g).-N2(g)+3H2(g),

?H=390.8kJ-mol-1x3x2-(946kJ-mol'+436.0kJ-mol-1x3)=+90.8kJ-mol1,故答案為：+90.8；

.H90.8xlO3J/mol

(2)若反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,則需T>——==456.5K,即溫度應(yīng)高于

?S198.9J/(mol-K)

(456.5-273)r=183.5℃,CD符合，故答案為：CD；

⑶①設(shè)「時(shí)達(dá)到平衡，轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量為2x,列出三段式:

2NH3(g).■N2(g)+3H2(g)

起始/mol0.100

轉(zhuǎn)化/mol2xX3x

平衡/mol0.1-2xX3x

根據(jù)同溫同壓下，混合氣體的物質(zhì)的量等于體積之比，二°!-="2嗎解得

0.1+2x120+120+40

0.02x3mol0.020.02

x=0.02moLV(H2)=~=mol'L'1,min-1,故答案為：；

3Lxt,txti

②t2時(shí)將容器體積壓縮到原來的一半，開始N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向

移動(dòng)，N2分壓比原來2倍要小，故b曲線符合，故答案為：b；開始體積減半，N2分壓變?yōu)樵?/p>

來的2倍，隨后由于加壓平衡逆向移動(dòng)，N2分壓比原來2倍要小；

③由圖可知，平衡時(shí)，N%、-、比的分壓分別為120kPa、40kPa、120kPa,反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平

04x(1.2)3

衡常數(shù)K*==0.48,故答案為：0.48；

(IZA

(4)由圖可知，通NH3的一極氮元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽極，則另一電

極為陰極，電解過程中OH-移向陽極，則從右往左移動(dòng)，故答案為：從右往左；

(5)陽極N%失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2,結(jié)合堿性條件，電極反應(yīng)式為：2NH3-6e+6OH=

N2+6H2O,故答案為：2NH3-6e+6OH=N2+6H2O。

2021年化學(xué)高考模擬題

1.(2021?九龍坡區(qū)?重慶市育才中學(xué)高三三模)空氣污染物NO通常用含C/+的溶液吸收，生

成HNCh、NO；,再利用電解法將上述吸收液中的HNO2轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，同時(shí)生成Ce，+,

其原理如圖所示。下列說法正確的是

三

--E一--

--三--

三

-者

--一--

---三-

三

a--三-

二

--言-

三

.-三-

.---

三

.-三--

行-

.---

三

.三---

b---

質(zhì)子交換膜

A.H+由右室進(jìn)入左室

B.Ce4+從電解槽的c口流出，且可循環(huán)使用

C.若用甲烷燃料電池作為電源，當(dāng)消耗33.6L甲烷時(shí)，理論上可轉(zhuǎn)化2moiHNO2

陰極的電極反應(yīng)式：+

D.2HNO2+6H+6e=N2?+4H2O

【答案】D

【分析】

空氣污染物NO通常用含Ce4+的溶液吸收，生成HN02、NO；,再利用電解法將上述吸收液

中的HN02轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，同時(shí)生成Ce4+,電解過程中缽離子在陽極失電子被氧化生成Ce4+,

HNO2在陰極得到電子變化為氮?dú)?，?jù)此分析解答。

【解析】

A.電解池中陽離子移向陰極，質(zhì)子交換膜是允許氫離子通過，H+由左室進(jìn)入右室，故A錯(cuò)誤;

B.電解過程中車市離子在陽極失電子被氧化生成Ce4+,Ce，+從電解槽的a口流出，且可循環(huán)使

用，故B錯(cuò)誤；

C.甲烷燃料電池中，在堿性溶液中，甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為

故每有甲烷反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子陰極的電極反應(yīng)式：

CH4-8e+10OH-CO；-+7H2O,1mol8mol,

+當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷時(shí)，其物質(zhì)

2HNO2+6H+6e-N2T+4H2O,3cH4?8HNO2?24e133.6L

33.6L

的量=大7；~7=1.5mol,理論上可轉(zhuǎn)化HNO24mo1,故C錯(cuò)誤；

22.4L/mol

D.HNCh在陰極上得到電子還原為氮?dú)?，電極反應(yīng)式為2HNCh+6H++6e=N2T+4H2。，故D正

確；

故選D。

2.（2021?南岸區(qū)?重慶第二外國語學(xué)校高三三模）在日常生活中，我們經(jīng)?？吹借F制品生銹、

鋁制品表面出現(xiàn)白斑等眾多的金屬腐蝕現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^下列裝置所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。下列說

法正確的是

正極FT］負(fù)極

食鹽水

浸泡過

水食鹽水

的鐵釘"

圖D

川NaCl溶液潤

濕的活性炎

浸有ZaCl溶|也流表|

液的濾紙

鋁箔

圖III

A.按圖I裝置實(shí)驗(yàn)，為了更快更清晰地觀察到液柱上升，采用下列方法：用酒精燈加熱左邊

的具支試管

B.圖HI裝置的總反應(yīng)為4A1+3O2+6H2O=4A1(OH)3,生成的AI(OH)3進(jìn)一步脫水形成白斑

c.圖n是圖I所示裝置的原理示意圖，圖n的正極材料是鐵

D.鋁制品表面出現(xiàn)白斑可以通過圖in裝置進(jìn)行探究，cr由活性炭區(qū)向鋁箔表面區(qū)遷移，并

在鋁箔上發(fā)生電極反應(yīng)：2Cl--2e=CLT

【答案】B

【解析】

A.具支試管內(nèi)氣體受熱壓強(qiáng)增大，部分氣體溢出，冷卻后，氣體壓強(qiáng)減小，不能更快更清晰

地觀察到液柱上升，A錯(cuò)誤；

B.正極與負(fù)極反應(yīng)式相加得到圖m裝置的總反應(yīng)為4A1+3O2+6H2O=4A1(OH)3,生成的

A1(OH)3進(jìn)一步脫水形成白斑，B正確；

C.負(fù)極材料為鐵，正極為碳棒，c錯(cuò)誤；

D.鋁箔為負(fù)極，反應(yīng)式為：4Al-12e-=4AP+,碳棒為正極，反應(yīng)式為：3O2+12e+6H2O=12OH',

D錯(cuò)誤；

答案選B。

3.(2021?重慶市第十一中學(xué)校高三二模)我國科學(xué)家研發(fā)了一種K-CO2二次電池，電池總反

放電

應(yīng)為：4KSn+3CO2K2cO3+C+4S11。下列說法錯(cuò)誤的是

2充電

負(fù)載或電源

A.充電時(shí)，a電極為陰極

B.充電時(shí)，電路中每轉(zhuǎn)移1mol-b電極質(zhì)量減少12g

C.放電時(shí)，電子由a極經(jīng)過外電路流向b極

D.放電時(shí)，a電極發(fā)生的電極反應(yīng)為：KSn-e=K++Sn

【答案】B

【分析】

根據(jù)電池總反應(yīng)可知放電時(shí)K被氧化，CO?被還原，所以放電時(shí)K為負(fù)極，反應(yīng)式為KSne

=K++Sn,b為正極吸收CCh,反應(yīng)式為3co2+4e=2CO：+C；充電時(shí)a為陰極，b為陽極釋

放C02,據(jù)此分析解答。

【解析】

A.充電時(shí)，K*移向a極，則a電極為陰極，故A正確；

B.充電時(shí)，b為陽極，電極反應(yīng)式為：C+2coj-4e-=3CO2,每轉(zhuǎn)移4moie,b電極消耗12g

C,則轉(zhuǎn)移1mole:b電極質(zhì)量減少3g,故B錯(cuò)誤；

C.放電時(shí)，a為負(fù)極，b為正極，電子由負(fù)極流向正極，則電子由a極經(jīng)過外電路流向b極，

故C正確；

D.放電時(shí)K被氧化，a為負(fù)極，電極發(fā)生的電極反應(yīng)為：KSn-e=K++Sn,故D正確；

故選:Bo

4.（2021?青海西寧市?高三二模）一種電池裝置如圖所示，它能溶解輝銅礦石（主要成分是CU2S）

制得硫酸銅。下列說法正確的是

CuSO』溶液Fe,（SO）溶液

X交換膜'

A.M極為正極

B.X交換膜為陽離子交換膜

2++

C.M極上的電極反應(yīng)式為Cu2S-1Oe+4H2O=2CU+8H+SO^

D.外電路上每通過2moi電子，左室溶液增重32g

【答案】C

【解析】

A.電池工作時(shí)，M極：CsS-CuSCU,失電子為負(fù)極，則N極為正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.M極上

的電極反應(yīng)式為Cu2S-10e+4H2O=2Cu2++8H++SOf,因?yàn)镸極產(chǎn)生的CF+與SO：的物質(zhì)的量

比為2：1,故右室中SOf需通過X交換膜進(jìn)人左室，則X交換膜是陰離子交換膜，B項(xiàng)錯(cuò)誤;

C.M極上的電極反應(yīng)式為Cu2S-10e-+4H2O=2Cu2++8H++SOj,C項(xiàng)正確；

D.因?yàn)橥怆娐飞厦客ㄟ^2mol電子，左室溶液中除了有0.2molCu2s溶解，還有右室中的SO：

通過X交換膜進(jìn)入左室，故增重超過32g,D項(xiàng)錯(cuò)誤；

答案選C。

5.（2021?青海高三三模）生物電化學(xué)系統(tǒng)還原CCh是另一種產(chǎn)生甲烷的方法，裝置如圖所示,

下列說法正確的是

A.電極A為陰極

B.此交換膜為陰離子交換膜

C.電極A中消耗1molCH3coO-時(shí)，產(chǎn)生8moiH+

+

D.電極B電極反應(yīng)式為：CO2+8H+8e=CH4+2H2O

【答案】D

【分析】

電極A為陽極，電極方程式：CH3coO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+,電極B為陰極，電極B電極反

應(yīng)式為：CO2+8H'+8e=CH4+2H2O,由此解答。

【解析】

A.二氧化碳中碳化合價(jià)降低變?yōu)榧淄椋陔娊獬仃帢O上發(fā)生反應(yīng)，電極B為陰極，電極A

為陽極，故A錯(cuò)誤；

B.電極A上產(chǎn)生的氫離子向電極B移動(dòng)，此交換膜為陽離子交換膜，故B錯(cuò)誤：

C.由電極方程式:CH3coO+2H2O-8e=2CO2+7H+,電極A中消耗1molCH3coO時(shí),產(chǎn)生7mol

H+,故c錯(cuò)誤；

+

D.碳由+4價(jià)降為-4價(jià)，電極B電極反應(yīng)式為：CO2+8H+8e-=CH4+2H2O,故D正確；

故選D。

6.（2021?安徽高三一模）普通電解水制氫氣和氧氣的缺點(diǎn)是溫度高，能耗大。鈍一機(jī)液流電

池在充電狀態(tài)下產(chǎn)生的Ce，+和V2+離子可在低溫催化條件下用于制備氫氣和氧氣，該裝置示意

圖如圖。下列說法錯(cuò)誤的是

A.在催化劑作用下有利于降低分解水制氫的能耗

B.錦一鋼液流電池在充電狀態(tài)下總反應(yīng)為：Ce3++V3+通電Ce〈++V2+

C.工作時(shí)，H+通過質(zhì)子交換膜由a往b移動(dòng)

4+RllO3+

D.制氧氣的離子方程式為：4Ce+4OH24Ce+O2T+2H2O

【答案】D

【解析】

A.催化劑能夠改變反應(yīng)途徑降低反應(yīng)的活化能，因而能夠降低分解水制氫能耗，A正確；

B.由題干可知：充電狀態(tài)下可產(chǎn)生Ce4+、V2+,因而根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，

可得反應(yīng)方程式為：Ce3++V"通電Ce4++V2+,B正確；

C.由圖可知：在裝置的右側(cè)產(chǎn)生H2,因此H+會通過離子交換膜由a往b移動(dòng)，C正確；

D.裝置中含有質(zhì)子交換膜，因此有H+參加反應(yīng)，制備02的反應(yīng)方程式中不能有OH'D錯(cuò)

誤；

故合理選項(xiàng)是D。

7.（2021?浙江高三其他模擬）利用如圖所示裝置可以除去尾氣中的H2S,其中電化學(xué)膜的主

要材料是碳和熔融的碳酸鹽。下列說法錯(cuò)誤的是

電化學(xué)膜IS2'

A.經(jīng)過處理所得的凈化氣可以直接排放

B.a電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

C.b電極通入N2的目的是將生成的S2從電極表面及時(shí)帶出

D.由凈化氣中CCh含量明顯增加可知，尾氣處理過程中電化學(xué)膜有損耗，需定期更換

【答案】A

【解析】

A.根據(jù)圖示可知：在a電極上H2s得到電子變?yōu)镠2,隨凈化后的空氣逸出，由于H2是可燃

性氣體，直接排放可能會造成爆炸等事故的發(fā)生，因此要經(jīng)處理后再排放，A錯(cuò)誤；

B.在a電極上H2s得到電子被還原為H2,所以a電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；

C.b電極為陽極，S2-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)變?yōu)镾2,通入N2的目的是將生成的S2從電極表

面及時(shí)帶出，防止其在電極上附著，C正確；

D.凈化氣中CO2含量明顯增加，不是電化學(xué)膜中的碳被氧化，而是H2s是酸性氣體，與電化

學(xué)膜中的碳酸鹽反應(yīng)產(chǎn)生的，因此電化學(xué)膜有損耗，需定期更換，D正確；

故合理選項(xiàng)是A。

8.（2021?江西撫州市?臨川一中）濃度差電池是指電池內(nèi)物質(zhì)變化僅是由一物質(zhì)由高濃度變成

低濃度且過程伴隨著吉布斯自由能轉(zhuǎn)變成電能的一類電池。如圖所示的濃度差電池示意圖，

下列有關(guān)說法正確的是

0

Cu-

1mol/L0.2mol/L

CuSC\溶液CuSC\溶液

A.a極為原電池的負(fù)極

B.c為Ci?+交換膜

C.電流計(jì)為0時(shí)，兩極的CuSO4濃度相等

D.轉(zhuǎn)移Imol電子時(shí)，右池增重48g

【答案】C

【分析】

左側(cè)硫酸銅溶液濃度大，所以左側(cè)發(fā)生Cu2++2e=Cu,發(fā)生還原反應(yīng)為正極，右側(cè)硫酸銅溶液

濃度小，所以右側(cè)發(fā)生Cu-2e=Cu2+,發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極。

【解析】

A.根據(jù)分析可知a極為原電池正極，A錯(cuò)誤；

B.左側(cè)消耗CF+,右側(cè)生成Cu2+,為了平衡電荷，左側(cè)的SO；需遷移到右側(cè)，所以c為陰

離子交換膜，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)濃度差電池的定義可知當(dāng)兩室硫酸銅溶液濃度相等時(shí)，將不再產(chǎn)生電流，C正確；

D.轉(zhuǎn)移Imol電子時(shí)，右池生成0.5molCu2+,左側(cè)遷移到右側(cè)0.5molSO：,所以右池增重即

0.5molCuSC）4的質(zhì)量，為0.5molxl60g/mol=80g,D錯(cuò)誤；

綜上所述答案為C。

9.（2021?安徽安慶一中高三三模）甲池是一種常見的氫氧燃料電池，如下圖所示。一段時(shí)間

乙池內(nèi)，D中進(jìn)入lOmol混合氣體其中苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），C出來的

氣體中含苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%的混合氣體（不含H2,該條件下苯、環(huán)己烷都為氣態(tài)），下

列說法不正確的是

多孔性

情性電極/怕性電極

含金屬催化劑的多孔電極

甲池乙池

A.甲池中A處通入02,E處有Ch放出，且體積一樣（標(biāo)況下測定）

B.甲池中H+由G極移向F極，乙池中H+由多孔惰性電極移向惰性電極

C.乙池中惰性電極上發(fā)生:

D.導(dǎo)線中共傳導(dǎo)12mol電子

【答案】D

【分析】

由題意和圖示，甲為氫氧燃料電池，乙為電解質(zhì)，根據(jù)乙池中，惰性電極處苯被還原為環(huán)己

烷，故惰性電極發(fā)生還原反應(yīng)為陰極，多孔性惰性電極為陽極，則G電極與陰極相連，為原

電池負(fù)極，F(xiàn)為正極，故甲池中F為正極，A處通入氧氣，G為負(fù)極，B處通入氫氣。

【解析】

A.由分析，A處通入02,E處為電解池陽極產(chǎn)物，陽極是水放電生成氫氣和H+,由于電子

轉(zhuǎn)移守恒，故兩處的氧氣的物質(zhì)的量相同，體積相同，A正確；

B.原電池中陽離子向正極移動(dòng)，F(xiàn)極為正極，故甲池中H+由G極移向F極，電解池中，陽離

子向陰極移動(dòng)，惰性電極為陰極，故乙池中H+由多孔惰性電極移向惰性電極，B正確；

C.乙池中，惰性電極處苯得到電子，被還原為環(huán)己烷，電極方程式為：@+6H++6e-=0,

C正確；

D.lOmol含20%苯的混合氣體，經(jīng)過電解生成lOmol含苯10%的混合氣體，則被還原分苯的

物質(zhì)的量為10molX(20%-10%)=lmol,由電極方程式得轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6mol,D錯(cuò)誤;

故選D。

10.(2021?河南新鄉(xiāng)市?新鄉(xiāng)縣一中高三其他模擬)某課外小組同學(xué)為探究氨氮廢水的處理方

法，以0.005mol/L(NH4)2SO_i溶液模擬氨氮廢水，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

一段時(shí)間后，檢測陽極附近溶液

rh1.如圖裝置進(jìn)行電解

中氨氮濃度并未顯著變化

,石墨

陽極產(chǎn)生使?jié)駶櫽猩紬l褪色的

2.在氨氮廢水中加入NaCI溶液，

酸化的氨氮廢水氣體，一段時(shí)間后，氨氮檢測濃

進(jìn)行電解

度明顯降低

有關(guān)敘述正確的是

A.實(shí)驗(yàn)1由于氨氮濃度未顯著變化，裝置未發(fā)生電解反應(yīng)

B.實(shí)驗(yàn)2中的氨氮濃度降低是由于生成的氯氣氧化了NH；

C.氨氮濃度降低時(shí)溶液酸性減弱

D.濕潤有色布條褪色是由于Cb的漂白性

【答案】B

【解析】

A.實(shí)驗(yàn)1雖然氨氮濃度未顯著變化，但有電解質(zhì)溶液，所以電解了水，A錯(cuò)誤；

B.實(shí)驗(yàn)2