专题5-化学反应与能量

保温训练5化学反应与能量一、选择题综合练1．【2020·北京市平谷区高三第一次模拟考试】中国科学家在合成氨(N2＋3H22NH3ΔH<0)反应机理研究中取得新进展，首次报道了LiH－3d过渡金属这一复合催化剂体系，并提出了“氮转移”催化机理。如图所示，下列说法不正确的是()A．转化过程中有非极性键断裂与形成B．复合催化剂降低了反应的活化能C．复合催化剂能降低合成氨反应的焓变D．低温下合成氨，能提高原料转化率解析：选C。A.合成氨为可逆反应，氮气和氢气在反应过程中有消耗和生成，故转化过程中有非极性键断裂与形成，A项正确；B.催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，B项正确；C.催化剂不能改变反应的焓变，焓变只与反应物和生成物总能量的相对大小有关系，C项错误；D.合成氨的正反应为放热反应，降低温度，平衡向正向移动，能提高原料转化率，D项正确。2．二氧化碳用不同催化剂催化生成一氧化碳的历程中能量的转变如图所示，(吸附在催化剂表面的用“·”表示)下列说法错误的是()A．使用催化剂NiPc需要的条件更高B．·COOH经过还原反应得到COC．反应过程中存在极性键的断裂和生成D．相同微粒吸附在不同的催化剂时能量相同解析：选D。A.由图可知，使用催化剂NiPc的相对能量更高，需要的条件更高，A项正确；B.整个过程中，C的化合价下降，故·COOH经过还原反应得到CO，B项正确；C.·CO2转变为·COOH存在极性键的生成，·COOH转变为·CO存在极性键的断裂，C项正确；D.由图可知，COOH、CO吸附在不同的催化剂时，能量不相同，D项错误。3．【2020·北京市西城区高三一模】科学家提出由WO3催化乙烯和2丁烯合成丙烯的反应历程如图(所有碳原子满足最外层8电子结构)。下列说法不正确的是()A．乙烯、丙烯和2丁烯互为同系物B．乙烯、丙烯和2丁烯的沸点依次升高C．Ⅲ→Ⅳ中加入的2丁烯具有反式结构D．碳、钨(W)原子间的化学键在Ⅲ→Ⅳ→Ⅰ的过程中未发生断裂解析：选D。A.乙烯、丙烯和2丁烯结构相似，组成上相差若干个CH2原子团，都属于烯烃，互为同系物，A正确；B.乙烯、丙烯和2丁烯都属于烯烃，随着碳原子个数增加，沸点依次升高，故B正确；C.2丁烯具有顺式和反式异构，故C正确；D.由示意图可知，Ⅳ→Ⅰ的过程中，发生了碳、钨(W)原子间的化学键断裂()，故D错误。4．【2020·山东省威海市高三模拟考试4月(一模)】已知丙烯与HCl发生加成反应有两种可能，如图1所示；其中丙烯加H＋的位能曲线图如图2所示。下列说法错误的是()图1图2A．过渡态(Ⅰ)比过渡态(Ⅱ)稳定B．生成①的过程所需活化能较低，速率快C．①②③④中碳原子的杂化方式相同D．丙烯与HCl发生加成反应，主要生成产物③解析：选C。A.据图可知过渡态(Ⅰ)比过渡态(Ⅱ)能量更低，所以更稳定，故A正确；B.活化能越小反应速率越快，据图可知生成①的过程所需活化能较低，反应速率较快，故B正确；C.①②中均有一个碳原子为sp2杂化，其他碳原子均为sp3杂化，故C错误；D.据图可知生成①的过程所需活化能较低，反应更容易进行，选择性更强，所以主要产物为③，故D正确。5．【2020·山东省枣庄市高三模拟考试(二调)】(双选)CO与N2O是汽车尾气中污染大气的成分，研究表明CO与N2O在Fe＋作用下生成无害气体，发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步反应分別为：①N2O＋Fe＋=N2＋FeO＋(慢)；②FeO＋＋CO=CO2＋Fe＋(快)。下列说法不正确的是()A．①是氧化还原反应，②不是氧化还原反应B．两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应①决定C．Fe＋使反应的活化能减小，增大反应速率D．FeO＋在该反应过程中作催化剂解析：选AD。A.①、②两反应中都含有变价元素，都是氧化还原反应，A不正确；B.两步反应中反应物的总能量都高于生成物的总能量，均为放热反应，总反应的化学反应速率，由速率慢的反应(即反应①)决定，B正确；C.Fe＋为反应的催化剂，降低反应的活化能，加快反应速率，C正确；D.FeO＋在该反应过程中是催化剂的中间产物，D不正确。6．【2020·山东省德州市高三第一次模拟】(双选)水煤气变换反应为：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。下列说法正确的是()A．水煤气变换反应的ΔH＞0B．步骤③的化学方程式为：CO·＋OH·＋H2O(g)=COOH·＋H2O·C．步骤⑤只有非极性键H—H键形成D该历程中最大能垒(活化能)E正＝2.02eV解析：选BD。A.由示意图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，ΔH＜0，故A错误；B.由示意图可知，步骤③为CO·、OH·、H2O(g)和H·反应生成COOH·、H2O·和H·，反应的化学方程式为：CO·＋OH·＋H2O(g)=COOH·＋H2O·，故B正确；C.由示意图可知，步骤⑤除有非极性键H—H键形成外，还要碳氧极性键和氢氧极性键生成，故C错误；D.由示意图可知，步骤④的能垒最大，E正＝1.86eV－(－0.16eV)＝2.02eV，故D正确。7．【2020·山东省部分学校联考模拟试题】我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置，其示意图如下：下列说法不正确的是()A．b为电源的正极B．①②中，捕获CO2时碳元素的化合价发生了变化C．a极的电极反应式为2C2Oeq\o\al(2－,5)－4e－=4CO2＋O2D．上述装置存在反应：CO2=C＋O2解析：选B。A.a电极反应是2C2Oeq\o\al(2－,5)－4e－=4CO2＋O2，发生氧化反应，是电解池的阳极，则b为正极，故A正确；B.①捕获CO2时生成的C2Oeq\o\al(2－,5)中碳元素的化合价仍为＋4价，②捕获CO2时生成COeq\o\al(2－,3)时碳元素的化合价仍为＋4价，碳元素的化合价均未发生变化，故B错误；C.由电解装置示意图可知a电极反应是2C2Oeq\o\al(2－,5)－4e－=4CO2＋O2，故C正确；D.由电解装置示意图可知a电极生成O2，d电极生成C，电解池总反应式为CO2=C＋O2，故D正确。8．【2020·山东潍坊市高密一中高三3月份高考模拟】杂志Joule中题为“Li—CO2Electrochemistry∶ANewStrategyforCO2FixationandEnergyStorage”的文章，阐述关于电化学技术固定CO2新的反应途径。下图是采用新能源储能器件将CO2转化为固体产物，实现CO2的固定和储能灵活应用的装置。储能器件使用的Li—CO2电池组成为钌电极/CO2—饱和LiClO4—DMSO电解液/锂片。下列说法错误的是()A．钌电极为负极，其电极反应式为：2Li2CO3＋C－4e－=3CO2＋4Li＋B．Li—CO2电池电解液由LiClO4—DMSO溶于水得到C．这种电化学转化方式不仅减少CO2的排放，还可将CO2作为可再生能源载体D．CO2的固定中，每生成1.5mol气体，可转移2mole－解析：选B。A.由图可知，钌电极上的电极反应式为2Li2CO3＋C－4e－=4Li＋＋3CO2↑，故A正确；B.由题意可知，Li－CO2电池有活泼金属Li，所以电解液为非水溶液饱和LiClO4－(CH3)2SO(二甲基亚砜)有机溶剂，故B错误；C.由图可知，CO2通过储能系统和CO2固定策略转化为固体产物C，这种电化学转化方式不仅减少CO2的排放，还可将CO2作为可再生能源载体，故C正确；D.由图可知，CO2的固定中的电极反应式为：2Li2CO3=4Li＋＋2CO2↑＋O2＋4e－，转移4mole－生成3mol气体，CO2的固定中，每生成1.5mol气体，可转移2mole－，故D正确。9．【2020·山东省泰安市高三上学期期末试题】2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。磷酸铁锂锂离子电池充电时阳极反应式为，xLiFePO4－xe－→xLi＋＋xFePO4，放电工作示意图如图。下列叙述不正确的是()A．放电时，Li＋通过隔膜移向正极B．放电时，电子由铝箔沿导线流向铜箔C．放电时正极反应为：xFePO4＋xLi＋＋xe－=xLiFePO4D．磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li＋迁移实现，C、Fe、P元素化合价均不发生变化解析：选D。A选项，放电时，“同性相吸”即Li＋通过隔膜移向正极，故A正确；B选项，放电时，电子由负极即铝箔沿导线流向正极即铜箔，故B正确；C选项，放电正极得电子，发生氧化反应为：xFePO4＋xLi＋＋xe－=xLiFeO4，故C正确；D选项，磷酸铁锂锂离子电池充放电过程通过Li＋迁移实现，Fe元素化合价发生变化，故D错误。10．利用太阳能电解水制H2是解决能源危机的重要方向。采用固体氧化还原调节剂作为离子交换体系，实现H2、O2分离。下列分析正确的是()A．左侧电解池应选用酸性溶液，a极反应式为：2H＋＋2e－=H2↑B．b极反应式：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－C．c为阳极，发生氧化反应D．电解一段时间后，可将b、c对调，循环利用物质解析：选D。A.根据图示，左侧电解池应选用碱性溶液，连接电源负极的为阴极，则a为阴极，阴极发生还原反应，电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，故A错误；B.连接电源负极的为阴极，则a为阴极，b为阳极，阳极失电子发生氧化反应，故电极反应方程式为Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2O，故B错误；C.连接电源正极的为阳极，则d为阳极，c为阴极，阴极发生还原反应，故C错误；D.b电极发生的反应Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2O，c电极发生的反应为NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，故电解一段时间后，可将b、c对调，循环利用，故D正确。11．【2020·北京市延庆区高三统测】某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A．该装置工作时，H＋从a极区向b极区迁移B．该装置将化学能转化为光能和电能C．a电极的反应式为3CO2＋18H＋－18e－=C3H8O＋5H2OD．每生成3molO2，有88gCO2被还原解析：选D。A.a与电源负极相连，所以a是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以H＋从阳极b极区向阴极a极区迁移，A项错误；B.该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所以该装置将光能和电能转化为化学能，B项错误；C.a与电源负极相连，所以a是阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2＋18H＋＋18e－=C3H8O＋5H2O，C项错误；D.电池总的方程式为：6CO2＋8H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2C3H8O＋9O2，即生成9mol的氧气，阴极有6mol的二氧化碳被还原，也就是3mol的氧气，阴极有2mol的二氧化碳被还原，所以被还原的二氧化碳为88g，D项正确。12．【2020·山东省济宁市高三模拟考试】甲是一种在微生物作用下将废水中的尿素CO(NH2)2转化为环境友好物质，实现化学能转化为电能的装置，利用甲、乙两装置，实现对冶金硅(Cu—Si作硅源)进行电解精炼制备高纯硅。下列说法正确的是()A．电极M与a相连接B．液态Cu－Si合金作阳极，固体硅作阴极C．废水中的尿素的含量不会影响硅提纯速率D．M电极反应式为CO(NH2)2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋解析：选D。甲装置为原电池装置，氧气在N电极被还原生成水，所以N电极为正极，M电极为负极；乙装置为电解池，a电极上Si被氧化成Si4＋，发生氧化反应，所以a电极为阳极与N极相连，b电极为阴极与M极相连。A.根据分析可知M与b相连，故A错误；B.根据分析可知a电极为阳极，即液态Cu－Si合金作阳极；但固体硅不导电，所以不能作阴极，Si4＋在铝电极上得电子被还原，故B错误；C.废水中尿素含量不同，电流强度不同，单位时间内转移的电子数不同，会影响硅提纯的速率，故C错误；D.CO(NH2)2在负极M上失电子发生氧化反应，生成N2、CO2，结合电荷守恒得到电极反应式为CO(NH2)2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋，故D正确。13．(2020·山东省济南市高三一模化学试题)2019年诺贝尔化学奖授予了在锂离子电池领域作出巨大贡献的三位科学家。某锂离子电池以C6Li为负极，Lix－1MO2为正极，锂盐有机溶液作电解质溶液，电池反应为C6Li＋Li1－xMO2eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))LiMO2＋C6Li1－x。则下列有关说法正确的是()A．金属锂的密度、熔点和硬度均比同族的碱金属低B．该锂离子电池可用乙醇作有机溶剂C．电池放电时，Li＋从正极流向负极D．电池充电时，阳极的电极反应式为LiMO2－xe－=xLi＋＋Li1－xMO2解析：选D。A.碱金属元素从上到下对应单质的熔、沸点逐渐降低，故金属锂的熔点均比同族的碱金属高，A选项错误；B.乙醇的氧化还原电位太低，容易被氧化，不能作该锂离子电池的有机溶剂，B选项错误；C.电池放电时，为原电池，阳离子(Li＋)从负极向正极移动，C选项错误；D.由上述分析可知，电池充电时，LiMO2作阳极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为LiMO2－xe－=xLi＋＋Li1－xMO2，D选项正确。14．【2020·山东省威海市高三模拟】(双选)工业电解Na2CO3溶液的装置如图所示，A、B两极均为惰性电极。下列说法正确的是()A．该装置可用于制备NaHCO3溶液，其中A极发生还原反应B．生成a溶液的电极室中反应为：2H2O－4e－＋4COeq\o\al(2－,3)=O2↑＋4HCOeq\o\al(－,3)C．A极还可能有少量CO2产生，A、B两极产生的气体M和R体积比略大于2∶1D．当c2＝1mol·L－1、c1＝9mol·L－1时，则另一室理论上可制备4mol溶质a(假设右室溶液体积为0.5L)解析：选BD。电解池中阳离子流向阴极，根据Na＋的流向可知B为阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气，同时电离出更多的氢离子，所以流出NaOH溶液浓度变大；A为阳极，水电离出的氢氧根放电生成氧气，同时电离出更多的氢离子，氢离子与碳酸根结合生成碳酸氢根，a溶液为碳酸氢钠溶液。A.根据分析可知A极为阳极发生氧化反应，故A错误；B.根据分析可知A极为阳极，水电离出的氢氧根放电生成氧气，同时电离出更多的氢离子，氢离子与碳酸根结合生成碳酸氢根，电极方程式为2H2O－4e－＋4COeq\o\al(2－,3)=O2↑＋4HCOeq\o\al(－,3)，故B正确；C.气体M为O2，R为H2，根据电子守恒可知，理论上生成1molO2的同时生成2molH2，A极还可能有少量CO2产生，所以A、B两极产生的气体M和R体积比应略大于1∶2，故C错误；D.当c2＝1mol·L－1、c1＝9mol·L－1时，说明电解过程中阴极生成的OH－为8mol/L，右室体积为0.5L，则转移的电子为4mol，根据电极方程式2H2O－4e－＋4COeq\o\al(2－,3)=O2↑＋4HCOeq\o\al(－,3)可知生成的碳酸氢钠为4mol，故D正确。二、题空突破练15．已知COS(g)＋H2O(g)H2S(g)＋CO2(g)ΔH1＝－34kJ/molCO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)ΔH2＝－41kJ/mol写出H2S与CO反应生成COS的热化学方程式__________________________________。解析：COS(g)＋H2O(g)H2S(g)＋CO2(g)ΔH1＝－34kJ/mol①，CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)ΔH2＝－41kJ/mol②，运用盖斯定律CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)ΔH，由②－①所得ΔH＝－41kJ/mol－(－34kJ/mol)＝－7kJ/mol，故H2S与CO反应生成COS的热化学方程式为CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)ΔH＝－7kJ/mol；答案：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)ΔH2＝－7kJ/mol16．工业合成氨是人工固氮的重要方法。2007年化学家格哈德•埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意如下图：(1)下列说法正确的是______(选填字母)。a图①表示N2、H2分子中均是单键b图②→图③需要吸收能量c该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成(2)已知：N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ/mol，则氨气作燃料完全燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式是________。解析：(1)a.H2的结构式为H－H，是单键，N2是两个N原子以三键形式结合，故a错误；b．根据图示，②→③化学键发生断裂，需要吸收能量，故b正确；c．化学反应是旧键的断裂和新键的形成，故c正确。(2)N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol①；2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ/mol②NH3燃烧的方程方式为4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g)，根据盖斯定律，②×3－①×2，ΔH＝－1266kJ·mol－1，热化学反应方程式为4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1266kJ·mol－1；答案：(1)bc(2)4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1266kJ/mol17．生物脱H2S原理为：H2S(g)＋Fe2(SO4)3(aq)=S(s)＋2FeSO4(aq)＋H2SO4(aq)ΔH14FeSO4(aq)＋O2(g)＋2H2SO4(aq)eq\o(=,\s\up7(硫杆菌))2Fe2(SO4)3(aq)＋2H2O(l)ΔH2反应2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(l)的ΔH3＝_____________________________________________。解析：已知：①H2S(g)＋Fe2(SO4)3(aq)=S(s)＋2FeSO4(aq)＋H2SO4(aq)ΔH1，②4FeSO4(aq)＋O2(g)＋2H2SO4(aq)eq\o(=,\s\up7(硫杆菌))2Fe2(SO4)3(aq)＋2H2O(l)ΔH2，根据盖斯定律①×2＋②得反应2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(l)，则ΔH3＝2ΔH1＋ΔH2。答案：ΔH3＝2ΔH1＋ΔH218．将C2H6和CO2按物质的量之比为1∶1通入反应器中，发生如下反应：ⅰ.C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)ΔH1＝＋136.4kJ·mol－1ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1ⅲ.C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)ΔH3用ΔH1、ΔH2计算ΔH3＝________kJ·mol－1。解析：由盖斯定律可知，反应ⅰ＋反应ⅱ得反应ⅲ，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(＋136.4kJ·mol－1)＋(＋41.2kJ·mol－1)＝＋177.6kJ·mol－1。答案：＋177.619．由CO2转化为羧酸是CO2资源化利用的重要方法。在催化作用下由CO2和CH4转化为CH3COOH的反应历程示意图如图。(1)在合成CH3COOH的反应历程中，下列有关说法正确的是_________。(填字母)a．该催化剂使反应的平衡常数增大b．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂c．由X→Y过程中放出能量并形成了C—C键(2)该条件下由CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式为______。解析：(1)a.催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应的平衡常数，故a错误；b.由图中变化可知甲烷在催化剂作用下选择性活化，甲烷分子中碳原子会与催化剂形成新的共价键，必有C—H键发生断裂，故b正确；c.X→Y的焓值降低，说明为放热过程，由CH4→CH3COOH有CC键形成，故c正确。答案：(1)bc(2)CH4＋CO2eq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3COOH20．铅的主要矿藏形式是方铅矿(PbS)利用其冶炼铅的反应过程如下：2PbS(s)＋3O2(g)=2PbO(s)＋2SO2(g)ΔH＝akJ·mol－1PbS(s)＋2O2(g)=PbSO4(s)ΔH＝bkJ·mol－1PbS(s)＋2PbO(s)=3Pb(s)＋SO2(g)ΔH＝ckJ·mol－1则利用方铅矿和铅矾矿(主要成分为PbSO4)冶炼铅并生产一种可能造成酸雨的气体的热化学方程式为____。解析：利用盖斯定律将第1个方程2倍加上第3个方程式2倍，减去第2个方程式的3倍，再同时除以3，则得到方铅矿和铅矾矿(主要成分为PbSO4)冶炼铅并生产一种可能造成酸雨的气体的热化学方程式为PbS(s)＋PbSO4(s)=2Pb(s)＋2SO2(g)ΔH＝eq\f(2（a＋c）－3b,3)kJ·mol－1。答案：PbS(s)＋PbSO4(s)=2Pb(s)＋2SO2(g)ΔH＝eq\f(2（a＋c）－3b,3)kJ·mol－121．(1)资料1∶KI在该反应中的作用：H2O2＋I－=H2O＋IO－；H2O2＋IO－=H2O＋O2↑＋I－。总反应的化学方程式是________________。(2)资料2∶H2O2分解反应过程中能量变化如图所示，其中①有KI加入，②无KI加入。下列判断正确的是__________(填字母)。A．加入KI后改变了反应的路径B．加入KI后改变了总反应的能量变化C．H2O2＋I－=H2O＋IO－是放热反应解析：(1)H2O2＋I－=H2O＋IO－，H2O2＋IO－=H2O＋O2↑＋I－，把两式加和，即可得到总反应的化学方程式为2H2O2eq\o(=,\s\up7(KI))2H2O＋O2↑。(2)A.加入KI后，一步反应分为两步进行，也就是改变了反应的路径，a正确；B.加入KI后，反应物和生成物的能量都没有改变，b不正确；C.由图中可知，H2O2＋I－=H2O＋IO－的反应物总能量小于生成物总能量，所以该反应是吸热反应，c不正确。答案：(1)2H2O2eq\o(=,\s\up7(KI))2H2O＋O2↑(2)a22．处理污水的化学方法有许多，混凝法、氧化还原法、中和法、电解法等。处理含Na2SO4的废水常用三室式电渗析法，原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SOeq\o\al(2－,4)可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。(1)阴极反应式为__________________。(2)当电路中通过1mol电子的电量时，会有________mol的O2生成。解析：(1)阴极发生还原反应，根据放电顺序氢离子得电子生成氢气，反应式为：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－。(2)电解硫酸钠溶液相当于电解水，阳极发生氧化反应生成氧气，电极反应为：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，则当电路中通过1mol电子的电量时，会有1mol×eq\f(1,4)＝0.25molO2生成。答案：(1)2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(2)0.2523．利用质子传导型固体氧化物电解池将乙烷转化为乙烯，示意图如图：(1)电极a与电源的________极相连。(2)电极b的电极反应式是________。解析：(1)电解池中，阳离子向阴极移动，由图给氢离子的移动方向可知，电极a为阳极，与电源正极相连。(2)电解池中，阳离子向阴极移动，由图给氢离子的移动方向可知，电极b为阴极，在氢离子作用下，二氧化碳在阴极上得电子发生还原反应生成一氧化碳和水，电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋=CO＋H2O。答案：(1)正(2)CO2＋2e－＋2H＋=CO＋H2O24．某科研单位利用工业废气中的SO2来制取H2SO4。(1)利用原电池原理，用SO2和O2来制备硫酸，装置如图1所示。B极的电极反应式是________。(2)SO2经图2中的两个循环可分别得到S和H2SO4。下列说法正确的是________。a．循环Ⅰ中，反应1中的氧化产物为ZnFeO3.5b．循环Ⅰ中，反应2的化学方程式为SO2＋4ZnFeO3.5eq\o(=,\s\up7(△))S＋4ZnFeO4c．Mn可作为循环Ⅱ中电解过程中的阳极材料d．循环Ⅰ和循环Ⅱ中消耗同质量的SO2，理论上得到S和H2SO4的质量之比为16∶49解析：(1)通过分析装置示意图，A极产物为水，说明这一极通入的为O2，那么B极的电极反应即为：SO2－2e－＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋；(2)通过分析循环Ⅰ，SO2经过反应2后即被还原为S单质，那么反应1即为ZnFeO4还原再生ZnFeO3.5的过程；通过分析循环Ⅱ，SO2先被MnO2吸收转变为MnSO4，这个过程Mn降价而S升价，接着再电解MnSO4溶液分离得到硫酸产品的同时，再生了MnO2；a.通过分析可知，ZnFeO3.5是反应1的还原产物，a错误；b.通过分析可知，经过反应2后，SO2被还原为S单质，ZnFeO4被氧化为ZnFeO3.5，方程式正确，b正确；c.通过分析可知，电解过程Mn从＋2价被氧化为＋4价，实现再生，因此，阳极材料不能使用Mn单质，c错误；d.根据硫元素守恒可知，消耗同等质量的SO2，生成S和H2SO4的质量比为16∶49，d正确。答案：(1)SO2－2e－＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋(2)b、d25．阳离子交换膜法电解饱和食盐水具有综合能耗低、环境污染小等优点。生产流程如下图所示：(1)电解饱和食盐水的化学方程式为________。(2)电解结束后，能够脱去阳极液中游离氯的试剂或方法是________(填字母序号)。a．Na2SO4 b．Na2SO3c．热空气吹出 d．降低阳极区液面上方的气压(3)食盐水中的I－若进入电解槽，可被电解产生的C