高考二轮复习知识点：电解池工作原理及应用2

试卷更新日期：2023-07-30 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是（）

A、阳极反应为 $2 H_{2} O - 4 e^{-} = 4 H^{+} + O_{2} ↑$ B、电解一段时间后，阳极室的pH未变 C、电解过程中，H⁺由a极区向b极区迁移 D、电解一段时间后，a极生成的O₂与b极反应的O₂等量

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2. 某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是

A、放电时负极质量减小 B、储能过程中电能转变为化学能 C、放电时右侧 $H^{+}$ 通过质子交换膜移向左侧 D、充电总反应： $Pb + {SO}_{4}^{2 -} + 2 {Fe}^{3 +} = {PbSO}_{4} + 2 {Fe}^{2 +}$

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3. 一种以 $V_{2} O_{5}$ 和 $Zn$ 为电极、 $Zn {({CF}_{3} {SO}_{3})}_{2}$ 水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时， ${Zn}^{2+}$ 可插入 $V_{2} O_{5}$ 层间形成 ${Zn}_{x} V_{2} O_{5} \cdot {nH}_{2} O$ 。下列说法错误的是

A、放电时 $V_{2} O_{5}$ 为正极 B、放电时 ${Zn}^{2+}$ 由负极向正极迁移 C、充电总反应： ${xZn+V}_{2} O_{5} {+nH}_{2} {O=Zn}_{x} V_{2} O_{5} \cdot {nH}_{2} O$ D、充电阳极反应： ${Zn}_{x} V_{2} O_{5} \cdot {nH}_{2} {O-2xe}^{-} {=xZn}^{2+} {+V}_{2} O_{5} {+nH}_{2} O$

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4. 用可再生能源电还原 ${CO}_{2}$ 时，采用高浓度的 $K^{+}$ 抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是

A、析氢反应发生在 ${IrO}_{x} - Ti$ 电极上 B、 ${Cl}^{-}$ 从 $Cu$ 电极迁移到 ${IrO}_{x} - Ti$ 电极 C、阴极发生的反应有： $2 {CO}_{2} + 12 H^{+} + 12 e^{-} = C_{2} H_{4} + 4 H_{2} O$ D、每转移 $1 mol$ 电子，阳极生成 $11.2 L$ 气体(标准状况)

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5. 一种将电解池和燃料电池相组合的新工艺，使氯碱工业节能超过30%，其原理如图所示(离子交换膜均为阳离子交换膜)。下列说法错误的是

A、X为Cl₂ ， Y为H₂ B、A为电解池，B为燃料电池 C、NaOH溶液浓度：b＞a＞c D、燃料电池的正极反应式为：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O

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6. 据文献报道，利用阴极膜过滤反应器能除去废水中的磷元素(假设磷元素的存在形态只有 $H_{2} P O_{4}^{-}$ )，其装置原理示意图如图所示[图中CaP的组成为3Ca₃(PO₄)_2·CaHPO₄·zH₂O]：下列叙述正确的是

A、三电极流出(入)的电子数均相等 B、工作时Ti/SnO₂-Sb电极应与直流电源的负极相连 C、Ti/SnO₂-Sb电极周围H₂O分子被氧化，其氧化产物为H⁺和O₂ D、阴极区的总反应式：20Ca²⁺+14 $H_{2} P O_{4}^{-}$ +26e^-+2zH₂O=2[3Ca₃(PO₄)₂·CaHPO₄·zH₂O]↓+13H₂↑

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7. 使用石墨电极电解 $C u C l_{2}$ 溶液，阴极产物为（）

A、 $O_{2}$ B、Cu C、 $C l_{2}$ D、 $H_{2}$

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8. 我们要给子孙后代留下绿水青山等美好生态环境，就必须对污水进行处理。用电解法(图I)可以对同时含有 $N H_{4}^{+}$ 和 $P O_{4}^{3 -}$ 的生活污水进行处理，除去 $N H_{4}^{+}$ 的原理如图II所示，除 $P O_{4}^{3 -}$ 的方法是将其转化为Fe₃(PO₄)₂沉淀。实验室在 $N H_{4}^{+}$ 和 $P O_{4}^{3 -}$ 联合脱除过程中，测得溶液pH变化如图III所示。
下列说法错误的是

A、在0 ~ 20 min时， a为电源的负极 B、除 $N H_{4}^{+}$ 时，阳极反应为：2 $N H_{4}^{+}$ - 6e^-= N₂↑+8H⁺ C、除 $N H_{4}^{+}$ ：时，阴极附近的pH增大 D、除 $P O_{4}^{3 -}$ 的总反应离子方程式为：3Fe + 6H⁺ + 2 $P O_{4}^{3 -}$ = Fe₃(PO₄)₂ ↓+3H₂↑

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9. 处理烟气中的 $S O_{2}$ 可以采用碱吸——电解法，其流程如图1；模拟过程Ⅱ如图2，下列推断错误的是

A、电解 $N a_{2} S O_{3}$ 溶液时，亚硫酸根离子通过阴离子交换膜进入右室 B、若用锌锰碱性电池为电源，a极与锌极相连 C、a极的电极反应式为 $2 H_{2} O + 2 e^{-} = 2 O H^{-} + H_{2} ↑$ D、若收集22.4L的P(标准状况下)，则转移4mol电子

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10. 环氧乙烷( ，简称EO)是一种重要的有机合成原料和高效消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下：
下列说法正确的是

A、电极b接电源的正极 B、电极a发生反应为：CH₂=CH₂+H₂O+Cl⁻+2e⁻=HOCH₂CH₂Cl+H⁺ C、该过程的总反应为：CH₂=CH₂+H₂O $\begin{array}{l} \underline{\underline{通电}} \end{array}$ +H₂ D、当电路中转移2mol电子时，有22.4LCH₂=CH₂在阳极区发生反应

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11. 中科院化学研究所开发了一个包括苯酚电催化还原和苯酚电催化氧化两个半反应的综合电化学策略，成功实现了苯酚合成两种重要的化工原料——环己酮和苯醌。下列说法错误的是

A、溶液中的 $H^{+}$ 的移动方向：电极a→电极b B、阴极区的电极反应式为 $+ 4 e^{-} + 4 H^{+} =$ C、电路中转移2mol $e^{-}$ 时，理论上会消耗苯酚的数目为 $0.5 N_{A}$ D、该电化学合成环己酮和苯醌的原子利用率为100%

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12. 我国科技工作者利用计算机模拟 $N_{2}$ 在不同催化剂，以及硫酸作电解质溶液的条件下，电解还原制备氨气反应历程中相对吉布斯自由能变化如图所示(*代表微粒吸附在催化剂表面)。下列说法错误的是

A、该反应历程实现了人工固氮 B、该反应历程在阳极发生 C、从热力学趋势来说该反应能自发进行 D、该历程的总反应为 $N_{2} + 6 e^{-} + 6 H^{+} = 2 N H_{3}$

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13. 一种电解法制备Na₂FeO₄的装置如图所示。下列说法正确的是

A、电解时化学能转化为电能 B、电解时应将铂电极与直流电源正极相连 C、电解过程中转移2mole^- ，理论上可获得标准状况下的H₂11.2L D、电解时铁电极反应式：Fe-6e^-+8OH^-=FeO $_{4}^{2 -}$ +4H₂O

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14. 镍离子(Ni²⁺)和钴离子(Co²⁺)性质相似，工业上可通过电化学装置将废水中的Co²⁺和Ni²⁺分离，装置如图。已知Co²⁺和乙酰丙酮不反应，下列说法错误的是

A、膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 B、通电过程中Ⅳ室内硫酸浓度逐渐增大 C、Ⅲ室中Ni²⁺参与的反应为Ni²⁺+2CH₃COCH₂COCH₃+2OH^-=Ni(CH₃COCHCOCH₃)₂+2H₂O D、通电过程中N极每产生11.2L(标准状况下)气体，双极膜内减少18g H₂O

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二、多选题

15. 我国科学家利用N₂掺杂多孔碳(NHPC)制成的催化剂实现了电解苯酚( )制备环己酮( )和对苯醌( )，装置如图所示。
下列说法正确的是（）

A、NiP/NHPC极为阴极 B、通电时，H⁺向FeRu/NHPC极迁移 C、阴极反应式为+4e^-+4H⁺→ D、每通过4mol电子理论上消耗1mol苯酚

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16. 电致变色玻璃以其优异的性能将成为市场的新宠，如图所示五层膜的玻璃电致变色系统其工作原理是在外接电源下，通过在膜材料内部发生氧化还原反应，实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节。(已知： WO₃和Li₄Fe₄[Fe(CN)₆]₃均为无色透明，LiWO₃和Fe₄[Fe(CN)₆]₃均为蓝色)
下列有关说法正确的是（）

A、当A接电源的负极时，发生的电极反应为： WO₃+Li⁺+e^-=LiWO₃ B、当A接电源正极时，透射率增强，不能有效阳拦阳光 C、当B接电源正极时，Fe₄[Fe(CN)₆]₃ 转化为Li₄Fe₄[Fe(CN)₆] D、当B接电源负极时，膜由无色变为蓝色

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17. 硼酸（H₃BO₃或B（OH）₃）是一元弱酸，常用于医药玻璃等工业，并用作食物防腐剂和消毒剂，工业上通过电解法制备硼酸。其工作原理如图所示，下列说法正确的是（）

A、Pt（I）为阴极，电解一段时间后，该极区pH减小 B、产品室发生的反应为B（OH） $_{4}^{-}$ +H⁺=H₃BO₃+H₂O C、Pt（I）极区加入氢氧化钠是为了增强溶液的导电性 D、膜x是阴离子交换膜

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18. 双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电作用下，阴、阳膜复合层间的H₂O解离成H^＋和OH^-。利用双极膜电渗析法和惰性电极电解食盐水可获得淡水、NaOH溶液和盐酸，其工作原理如下图所示，M、N为离子交换膜。下列说法错误的是（）

A、M膜为阴离子交换膜 B、出口2的产物是盐酸 C、若去掉双极膜(BP)，阳极室会有Cl₂生成 D、电路中每转移1 mol电子，两极共得到0.5 mol气体

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19. 羟基自由基(•OH)是自然界中氧化性仅次于氟气的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO₂和H₂O的电化学装置。下列说法正确的是（）

A、d电极的电极反应式为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂ B、适当提高温度有利于提高微生物的活性，提高电池的性能 C、电池运行过程中，NaCl溶液中溶质的量会逐渐减少，所以要不断补充NaCl D、当a极上有14molCr₂O $_{7}^{2 -}$ 参与反应时，右侧装置可以处理的苯酚的物质的量为3mol

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20. 四甲基氢氧化铵[ ${(C H_{3})}_{4} N O H$ ]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[ ${(C H_{3})}_{4} N C l$ ]为原料。采用电渗析法合成[ ${(C H_{3})}_{4} N O H$ ]，其工作原理如图所示(a、b为石墨电极，c、d、e为离子交换膜)，下列说法错误的是（）

A、N为电源负极 B、b极电极反应式： $4 O H^{-} - 4 e^{-} = O_{2} ↑ + 2 H_{2} O$ C、c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜 D、a、b两极均有气体生成，同温同压下体积比为2：1

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21. 工业上用 $N a_{2} S O_{3}$ 溶液吸收硫酸工业尾气中的 $S O_{2}$ ，并通过电解方法实现吸收液的循环再生。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法正确的是（）

A、X应为直流电源的正极 B、电解过程中阴极区pH升高 C、图中的 $b % > a %$ D、 $S O_{3}^{2 -}$ 在电极上发生的反应为： $S O_{3}^{2 -} + 2 O H^{-} - 2 e^{-} = S O_{4}^{2 -} + 2 H_{2} O$

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22. 我国力争2060年前实现碳中和，如图利用电解法吸收 $C O_{2}$ 制得HCOOK，下列说法错误的是（）

A、Sn片上发生的电极反应为 $2 C O_{2} + 2 e^{-} + H_{2} O = H C O O^{-} + H C {O_{3}}^{-}$ B、相同状况下，气体a、b的体积之比为1：2 C、电解一段时间后，左侧 $K H C O_{3}$ 溶液的浓度降低 D、电路中转移0.04mol $e^{-}$ 时左侧溶液的质量减少1.88g

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23. 羟基自由基(•OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO₂和H₂O的原电池－电解池组合装置如图所示。
下列说法正确的是（）

A、装置工作时，电流由a极经I、II、III室流向b极 B、装置工作时，a极附近溶液的pH增大 C、相同条件下，c、d两极产生的气体体积比为7：3 D、装置工作时，每转移28mole^-共消耗1mol苯酚

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24. 用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则表中各项所列对应关系均正确的是（）

选项	X极	实验前U形管中液体	通电后现象及结论
A	正极	CuCl₂溶液	b管中有气体逸出
B	负极	H₂SO₄溶液	溶液pH降低
C	正极	NaCl溶液	U形管两端滴入酚酞后，b管中溶液呈红色
D	负极	AgNO₃溶液	a管中电极反应式是2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺

A、A B、B C、C D、D

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三、非选择题

25. CO₂的资源化利用能有效减少CO₂排放，充分利用碳资源。

(1)、CaO可在较高温度下捕集CO₂ ，在更高温度下将捕集的CO₂释放利用。CaC₂O₄·H₂O热分解可制备CaO，CaC₂O₄·H₂O加热升温过程中固体的质量变化见下图。

①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式：。

②与CaCO₃热分解制备的CaO相比，CaC₂O₄·H₂O热分解制备的CaO具有更好的CO₂捕集性能，其原因是。

(2)、电解法转化CO₂可实现CO₂资源化利用。电解CO₂制HCOOH的原理示意图如下。

①写出阴极CO₂还原为HCOO⁻的电极反应式：。

②电解一段时间后，阳极区的KHCO₃溶液浓度降低，其原因是。

(3)、CO₂催化加氢合成二甲醚是一种CO₂转化方法，其过程中主要发生下列反应：
反应Ⅰ：CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) ΔH =41.2 kJ·mol⁻¹

反应Ⅱ：2CO₂(g)+6H₂(g)=CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol⁻¹

在恒压、CO₂和H₂的起始量一定的条件下，CO₂平衡转化率和平衡时CH₃OCH₃的选择性随温度的变化如图。其中：

CH₃OCH₃的选择性= $\frac{2 \times {CH}_{3} {OCH}_{3} 的物质的量}{反应的 {CO}_{2} 的物质的量}$ ×100％

①温度高于300 ℃，CO₂平衡转化率随温度升高而上升的原因是。

②220 ℃时，在催化剂作用下CO₂与H₂反应一段时间后，测得CH₃OCH₃的选择性为48%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH₃OCH₃选择性的措施有。

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26. 氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。

(1)、反应N₂(g)+3H₂(g) $\underset{}{⇌}$ 2NH₃(g)的化学平衡常数表达式为。

(2)、在一定条件下氨的平衡含量如表。
温度/℃
压强/MPa
氨的平衡含量
200
10
81.5%
550
10
8.25%
①该反应为(填“吸热”或“放热”)反应。
②哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是。

(3)、实验室研究是工业生产的基石。如图中的实验数据是在其它条件不变时，不同温度(200℃、400℃、600℃)、压强下，平衡混合物中NH₃的物质的量分数的变化情况。
①曲线a对应的温度是。
②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是。

(4)、尽管哈伯的合成氨法被评为“20世纪科学领域中最辉煌的成就”之一，但仍存在耗能高、产率低等问题。因此，科学家在持续探索，寻求合成氨的新路径。如图为电解法合成氨的原理示意图，阴极的电极反应式为。

(5)、NH₃转化为NO是工业制取硝酸的重要一步。已知：100kPa、298K时：
4NH₃(g)+3O₂(g) $⇌$ 2N₂(g)+6H₂O(g)ΔH=-1268kJ·mol^-1
2NO(g) $⇌$ N₂(g)+O₂(g)ΔH=-180.5kJ·mol^-1
请写出NH₃转化为NO的热化学方程式。

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27. 纳米氧化亚铜(Cu₂O)是一种用途广泛的光电材料，以主要成分为CuFeS₂的黄铜矿(含有杂质SiO₂)为原料制取纳米Cu₂O的一种工艺流程如图所示：
请回答下列问题：

(1)、“滤渣1”中含有硫单质及， “浸泡”中反应的离子方程式为。

(2)、“操作1”的目的是。

(3)、“调pH”的过程中能否用CuCO₃来代替CuO(填“能”或“否”)，要使Fe³⁺完全沉淀，则溶液的pH至少为(已知该工艺条件下K_sp[Fe(OH)₃]≈8×10^-38 ， Kw≈1×10^-14 ， lg2≈0.3，化学上认为当离子浓度小于1×10^-5mol·L^-1时沉淀完全)。

(4)、“热还原”的实验现象是。

(5)、现代工业也可用铜作电极，电解食盐水制备Cu₂O，电解过程中首先生成CuCl(难溶于水)，则生成氧化亚铜的化学方程式为；与用黄铜矿制备Cu₂O工艺相比电解法的优点有。

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28. MnSO₄是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为MnCO₃ ，还含有Fe₃O₄、FeO、CoO等)为原料制备MnSO₄的工艺流程如图。
资料：金属离子沉淀的pH
金属离子
Fe³⁺
Fe²⁺
Co²⁺
Mn²⁺
开始沉淀
1.5
6.3
7.4
7.6
完全沉淀
2.8
8.3
9.4
10.2

(1)、写出酸浸前将菱锰矿石粉碎的目的是。

(2)、沉淀池1中，先加MnO₂充分反应后再加氨水。写出加MnO₂时发生反应的离子方程式：。

(3)、沉淀池2中，不能用NaOH代替含硫沉淀剂，原因是。

(4)、如图为MnSO₄和(NH₄)₂SO₄的溶解度曲线。从“含MnSO₄的溶液”中提取“MnSO₄晶体”的操作为，洗涤干燥。

(5)、受实际条件限制，“酸浸池”所得的废渣中还含有锰元素，其含量测定方法如下。
i.称取10.0g废渣，加酸将锰元素全部溶出成Mn²⁺ ，过滤，将滤液定容于100mL容量瓶中。
ii.取25.00mL溶液于锥形瓶中，加入少量催化剂和过量(NH₄)₂S₂O₈(过氧硫酸铵)溶液，加热、充分反应后，煮沸溶液使过量的(NH₄)₂S₂O₈分解。
iii.加入指示剂，用bmol/L(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液滴定。滴定至终点时消耗(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液的体积为cmL， $M n O_{4}^{-}$ 重新变成Mn²⁺。
①写出下面补全的步骤ⅱ中反应的离子方程式：。
2Mn²⁺+ $S_{2} O_{8}^{2 -}$ + ▲ = $M n O_{4}^{-}$ + ▲ + ▲ 。
②废渣中锰元素的质量分数为。

(6)、废渣长期露置于空气，其中的锰元素逐渐转化为MnO₂。研究者用如图装置提取MnO₂中的锰元素。图中“H•”代表氢自由基。实验测得电解时间相同时，随外加电流的增大，溶液中的c(Mn²⁺)先增大后减小，减小的原因可能是。(任写一点)

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29. 废气中的H₂S可用电解、Fe₂(SO₄)₃吸收和活性炭吸附氧化等多种方法脱除。

(1)、电解法脱除：将烧碱吸收H₂S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：
S^2--2e^-=S (n-1)S+S^2-=S $_{n}^{2 -}$
①写出阴极的电极反应方程式。
②电解后阳极区溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式为。

(2)、Fe₂(SO₄)₃吸收脱除：用Fe₂(SO₄)₃溶液吸收H₂S，其反应后的溶液可在硫杆菌作用下实现吸收液的再生。
①用Fe₂(SO₄)₃吸收液脱除H₂S的原理经历以下三步：
第一步：H₂S(g) $⇌$ H₂S(aq)
第二步：H₂S $⇌$ H^＋＋HS^-
第三步：HS^-＋2Fe³⁺=S↓＋2Fe²⁺＋H⁺
一定条件下，不同Fe³⁺浓度溶液及该溶液起始pH与脱硫率的关系如图所示。当Fe³⁺浓度大于10 g·L^-1时，随着Fe³⁺浓度增大，脱硫率逐渐降低。其原因是。
②反应后的溶液在硫杆菌作用下进行再生的反应为：4FeSO₄＋O₂＋2H₂SO₄ $⇌$ 2Fe₂(SO₄)₃＋2H₂O。反应相同时间后，溶液中Fe²⁺的氧化速率与温度的关系如图所示。温度超过30℃后，随着温度升高，Fe²⁺的氧化速率下降的原因是。

(3)、活性炭吸附氧化：可用表面喷淋水的活性炭吸附氧化H₂S，其反应原理如图所示。其他条件不变时，水膜的酸碱性与厚度会影响H₂S的去除率。
①适当增大活性炭表面的水膜pH，H₂S的氧化去除率增大的原因是。
②若水膜过厚，H₂S的氧化去除率减小的原因是。

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30. 钪(Sc)是一种贵重的稀土金属，从铝土矿废料“赤泥”中提钪的一种工艺流程如图：
已知：25℃时，部分物质的相关数据如表。
K_sp(PbSO₄)
K_sp(PbC₂O₄)
K_a1(H₂C₂O₄)
K_a2(H₂C₂O₄)
2.0×10^-8
5.0×10^-10
6.0×10^-2
6.25×10^-5

(1)、“焙烧”过程生成Sc₂O₃的化学方程式为。

(2)、常温下，三价Sc的部分存在形式与氟离子浓度的对数[lgc(F^-)]、pH的关系如图1所示。已知lg2=0.3，若溶液中c(F^-)=5×10^-4 ， “调pH”过程中控制pH=5，则调节pH后三价Sc的存在形式为。

(3)、“脱水除铵”过程中，复盐3NH₄Cl••ScF₃••aH₂O分解得到ScF₃ ，固体质量与温度的关系如图2所示。380~400℃产生白烟，400℃以上质量不再改变，计算a=。

(4)、传统制备ScF₃的方法是先得到ScF₃••6H₂O沉淀，再高温脱水得ScF₃•，但通常含有ScOF杂质，原因是(用化学方程式表示)。流程中“沉钪”后“脱水除铵”可制得纯度很高的ScF₃•，其原因是。

(5)、25℃时，将PbSO₄加到H₂C₂O₄的废水中，发生反应PbSO₄(s)+H₂C₂O₄(aq) $\underset{}{⇌}$ PbC₂O₄(s)+2H⁺(aq)+SO $_{4}^{2 -}$ (aq)，该反应的平衡常数K=。

(6)、利用电解法也可制得单质Sc，用石经和液态锌作电极，KCl、LiCl、ScCl₃熔融物作电解液，已知钪比锌活泼，则钪在电极上得到(填写“石墨”或“锌”)。

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31. 雾霾中的NO对人体健康有严重危害，一种新技术用H₂还原NO的反应原理为：2H₂(g)+2NO(g) $⇌$ N₂(g)+2H₂O(g) △H＜0。回答下列问题：

(1)、该反应的能量变化过程如图：

△H=(用图中字母表示)。该反应在(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下自发进行。

(2)、该反应的机理如下：
①2NO(g) $\overset{}{⇌}$ N₂O₂(g)(快)

②N₂O₂(g) + H₂(g) $\overset{}{⇌}$ N₂O(g) + H₂O(g)(慢)

③N₂O(g)+H₂(g) $\overset{}{⇌}$ N₂(g)+ H₂O(g)(快)

下列各反应的活化能最大的是_______(填标号)。

A、反应②的正反应 B、反应①或③的正反应 C、总反应的正反应 D、总反应的逆反应

(3)、现向甲、乙、丙三个体积均为2L的密闭容器中加入一定量H₂和NO发生反应，为研究H₂和NO最合适的起始投料比，分别在T₁℃、T₂℃、T₃℃进行实验(T₁＜T₂＜T₃)，结果如图。

①其中T₁℃的实验结果所对应的曲线是(填标号)；当曲线X、Y、Z达到相同的NO平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的规律是。

②T₂℃时，若充入H₂、NO分别为5mol、2mol，容器内的压强为p₀Pa，反应进行到5min时达平衡，0~5min内NO的平均反应速率为。该反应的平衡常数K_p=Pa^-1 (用平衡分压代替平衡浓度写出计算表达式，分压=总压×物质的量分数)。

(4)、可利用如图装置，模拟电化学方法除去雾霾中的NO、SO₂ ，则a极为极(填“阳”或“阴”)，b极的电极反应式为。

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32. 接触法制硫酸生产中的关键工序是 ${SO}_{2}$ 的催化氧化( $2 {SO}_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 {SO}_{3} (g)$ $ΔH = - 196 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ )。回答下列问题：

(1)、补写完成 ${SO}_{2}$ 在催化剂 $V_{2} O_{5}$ 表面反应生成 ${SO}_{3}$ 的历程：
① $V_{2} O_{5} (s) + {SO}_{2} (g) ⇌ V_{2} O_{4} (s) + {SO}_{3} (g)$ ${ΔH}_{1} = + 24 kJ \cdot {mol}^{- 1}$

② $V_{2} O_{4} (s) + 2 {SO}_{3} (g) ⇌ 2 {VOSO}_{4} (s)$ ${ΔH}_{2} = - 399 kJ \cdot {mol}^{- 1}$

③。

(2)、下列关于工业上用 ${SO}_{2}$ 和 $O_{2}$ 反应合成 ${SO}_{3}$ 的理解错误的是___________(填标号)。

A、该反应的实际工业生产条件是高温、常压和合适的催化剂 B、当温度、压强一定时，混合气组分中 ${SO}_{2}$ 和 ${SO}_{3}$ 分压比不变，可作为反应达到化学平衡状态的判据 C、反应过程中可将 ${SO}_{3}$ 液化移去，有利于提高正反应速率 D、可以把该反应设计成原电池，实现能量的转化

(3)、 ${SO}_{2}$ 的平衡转化率与反应温度和压强的关系如图所示。

①实际生产选择图中A点的反应条件，不选择B、C点的理由分别是。

②在温度T℃下，向某恒容密闭容器中充入 ${2mmol SO}_{2} (g)$ 、 ${mmol O}_{2} (g)$ 和 ${mmol N}_{2} (g)$ ，起始时压强为p，进行反应 ${2SO}_{2} (g) {+O}_{2} (g) ⇌ {2SO}_{3} (g)$ 。平衡时， ${SO}_{2}$ 转化率为80％，则平衡时 ${SO}_{3}$ 分压为(用含p的代数式表示，下同)，平衡常数 $K_{p} =$ (以分压代替浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

(4)、利用电化学原理可将 ${SO}_{2}$ 直接转化为 $H_{2} {SO}_{4}$ ，其工作原理如图所示，

①为使电池持续工作，电解质溶液中的(填离子符号)从(填“甲”或“乙”，下同)室通过离子交换膜移向室。

②起始时，稀硫酸中含 $0.5 {mol H}_{2} {SO}_{4}$ 和 $100 {mol H}_{2} O$ ，当甲电极消耗 $1 {mol SO}_{2}$ 时，甲、乙两室中 $H^{+}$ 与 $H_{2} O$ 的总物质的量之比为。(两电极的产物均留在溶液中，忽略水的电离)

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33. 丙烯 $({CH}_{2} = CHCN)$ 是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，副产物有乙腈 $({CH}_{3} CN)$ 、氢氰酸、丙烯醛 $(C_{3} H_{4} O)$ 等，以丙烯、氨气和氧气为原料，在催化剂存在下合成丙烯腈 $(C_{3} H_{3} N)$ 的主要反应如下：
Ⅰ. $C_{3} H_{6} (g) + {NH}_{3} (g) + \frac{3}{2} O_{2} (g) = C_{3} H_{3} N (g) + 3 H_{2} O (g)$        $Δ H_{1} = - 515 kJ / mol$

Ⅱ. $C_{3} H_{6} (g) + O_{2} (g) = C_{3} H_{4} O (g) + H_{2} O (g)$        $Δ H_{2} = - 353 kJ / mol$

回答下列问题：

(1)、 $C_{3} H_{4} O (g) + {NH}_{3} (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) = C_{3} H_{3} N (g) + 2 H_{2} O (g)$      $Δ H =$ $kJ / mol$ 。

(2)、反应Ⅰ在(填“高温”“低温”或“任意”)条件下可自发进行：恒温，体系达到平衡后，若压缩容器体积，则反应Ⅱ的平衡移动方向为(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。

(3)、工业生产条件下的丙烯氨氧化过程十分复杂。下列说法正确的是_______。

A、原料丙烯可以从石油裂解气中分离得到 B、为提高丙烯的平衡转化率和丙烯腈的选择性，需要研究高性能催化剂 C、加入水蒸气可防止原料混合气中丙烯与空气的比例处于爆炸范围内产生危险 D、生产过程中会产生大量的含氰废水，对环境的危害很大，排放前必须除去

(4)、已知对于反应： $aA (g) + bB (g) \overset{}{⇌} cC (g) + dD (g)$ ，其标准平衡常数： $K^{θ} = \frac{{[\frac{p(C)}{p^{θ}}]}^{c} \times {[\frac{p(D)}{p^{θ}}]}^{d}}{{[\frac{p(A)}{p^{θ}}]}^{a} \times {[\frac{p(B)}{p^{θ}}]}^{b}}$ 。T℃，压强为 ${16p}^{θ}$ 的恒压密闭容器中，通入1mol丙烯、1mol氨气和3mol氧气发生反应Ⅰ、Ⅱ，达到平衡时，容器内有amol $C_{3} H_{3} N (g)$ ，b mol $C_{3} H_{4} O (g)$ ，此时 $H_{2} O (g)$ 的分压 $p (H_{2} O) =$ (分压=总压×物质的量分数，用含a，b的代数式表示，下同)；反应Ⅱ的标准平衡常数为。

(5)、以丙烯腈为原料，利用电解原理合成已二腈 $[CN {({CH}_{2})}_{4} CN]$ 可减少氮氧化物的排放，其装置如图所示，电解时Pb电极发生的电极反应式为。

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34. 氨气是重要的化工原料，广泛应用于化工、轻工、制药、合成纤维等领城。

(1)、一定条件下，Haber法工业合成氨反应的能量变化如图所示(ad表示被催化剂吸附，反应历程中粒子均为气态)：

①该条件下，N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) △H=。

②写出一条既能加快反应速率又能提高N₂平衡转化率的措施。

(2)、工业上用NH₃催化还原烟气中NO_x可以消除氮氧化物的污染。烟气以一定的流速通过两种不同催化剂，测得烟气脱氮率(即氮氧化物转化率)与温度的关系如图。

反应原理为：NO(g)+NO₂(g)+2NH₃(g)⇌2N₂(g)+3H₂O(g)。

下列说法正确的是_______(填序号)。

A、相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响 B、在交叉点P处，不管使用哪种催化剂，上述反应都未达平衡 C、催化剂a、b分别适合于250℃和450℃左右脱氮 D、由曲线a温度升高到一定程度后脱氮率下降可推知该反应为放热反应

(3)、温度为T时，在恒容的密闭容器中充入0.5molNH₃(g)和1molNO(g)，发生反应：4NH₃(g)+6NO(g)⇌ 5N₂(g)+6H₂O(1)。起始压强为pkPa，10min时达到平衡，测得压强为 $\frac{2}{3}$ pkPa。则10min内N₂的反应速率v(N₂)=kPa/min。T时，该反应的平衡常数Kp=(列出含p的计算式即可；分压=总压×物质的量分数)。

(4)、我国科学家合成了一种新型的Fe-SnO₂催化剂，用该催化剂修饰电极，可实现室温条件下电催化固氮生产氨和硝酸，原理如图所示：

①电解时双极膜中的H₂O解离为H⁺和OH^- ， H⁺向室(填“a”或“b”)移动。

②写出阳极的电极反应式。

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35. 为证明AgCl溶于水存在溶解平衡，取1 mo/LKCl溶液10 mL，向其中加入0.2 mol/LAgNO₃溶液1 mL，充分反应后将浊液过滤进行如下实验：

序号

实验装置

实验操作

实验现象

向滤液中放入Mg条

ⅰ．滤液澄清透明，用激光照射有丁达尔现象。

ⅱ．放入Mg条后，立即有无色气泡产生，气体可燃，滤液中出现白色浑浊，ⅲ．一段时间后开始出现棕褐色浑浊物。Mg条表面也逐渐变为棕褐色。产生气泡的速率变缓慢

已知：①AgOH不稳定，立即分解为Ag₂O (棕褐色或棕黑色)，Ag粉为黑色；

②AgCl、Ag₂O可溶于浓氨水生成 [Ag(NH₃)₂]⁺(银氨溶液)，Mg、Ag不溶于浓氨水。

(1)、实验A中的滤液所属分散系为。现象ii中无色气泡是(填化学式)。

(2)、现象iii中，导致产生气泡的速率下降的主要原因是。

(3)、判断Mg条表面的棕揭色物质中含有Ag和Ag₂O。

①设计实验检验Ag：取实验A中表面变为棕褐色的Mg条于试管中，向其中加入足量稀盐酸，反应结束后，继续加入浓硝酸，产生棕色气体和白色不溶物。用离子方程式表示棕褐色固体中产生Ag的原因：。实验中加入稀盐酸的目的：。

②设计检验棕褐色物质中有Ag₂O，实验方案是：取实验A中表面变为棕褐色的Mg条用蒸馏水洗净后，加入(填化学式)中浸泡，取上层清液于葡萄糖溶液中，水浴加热，若有(填实验现象)，则证明Ag₂O存在。

(4)、探究AgI转化为AgCl，设计实验如下：

装置	步骤	电压表读数
	ⅰ．如图连接装置并加入试剂，闭合K	a
	ⅱ．向B中滴入AgNO₃(aq)，至沉淀完全	b
	ⅲ．再向B中投入一定量NaCl(s)	c
	ⅳ．重复ⅰ，再向B中加入与iii等量NaCl(s)	d

已知：其他条件不变时，参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，原电池的电压越大；离子的氧化性(或还原性)强弱与其浓度有关。

①电压表读数a＞b，其原因是。

②综合实验现象能说明AgI转化为AgCl，则a、b、c三者的大小关系为。

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金属离子	Fe³⁺	Fe²⁺	Co²⁺	Mn²⁺
开始沉淀	1.5	6.3	7.4	7.6
完全沉淀	2.8	8.3	9.4	10.2

K_sp(PbSO₄)	K_sp(PbC₂O₄)	K_a1(H₂C₂O₄)	K_a2(H₂C₂O₄)
2.0×10^-8	5.0×10^-10	6.0×10^-2	6.25×10^-5

温度/℃	压强/MPa	氨的平衡含量
200	10	81.5%
550	10	8.25%