题目内容

19．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统，成功地实现了以CO2和H2O合成CH4，下列说法不正确的是（　　）
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．GaN表面发生氧化反应，有O2产生
C．电解液中的H+从质子交换膜右侧向左侧迁移
D．Cu表面的电极反应式 CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O

分析 该装置中，根据电子流向知，GaN是负极、Cu是正极，负极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，正极反应式为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，电解质溶液中阳离子向正极移动，据此分析解答．

解答 解：A．根据图示可知，该装置中将太阳能转化为化学能的过程，故A正确；
B．根据图示可知，GaN表面有氧气生成，发生反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，所以GaN表面发生氧化反应，故B正确；
C．放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以装置中的H+由左向右移动，故C错误；
D．根据电子流向知，Cu是正极，正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成甲烷，电极反应式为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，故D正确；
故选C．

点评 本题考查化学电源新型电池，题目难度中等，明确原电池原理为解答根据，注意正确判断电极反应、电子流向、离子流向，难点是电极反应式的书写．

练习册系列答案
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5．某无色溶液中加入BaCl2溶液，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，则溶液中存在的离子可能是（　　）
A．一定含有CO32-B．一定含有Ag+
C．一定含有SO42-D．可能含有SO42-也可能含有Ag+
6．碳酸锂（相对分子质量74）广泛应用于化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、锂合金等行业．制备流程如下：

已知：碳酸锂的溶解度为（g/L）
温度/℃ 0 1020 30 40 50 60 80100 
 Li2CO3 1.541.431.33 1.25  1.171.081.01 0.85 0.72
（1）锂辉石（Li2Al2Si4Ox）可以用氧化物的形式表示其组成，形式为Li2O•Al2O3•4SiO2
（2）硫酸化焙烧工业反应温度控制在250～300℃，主要原因是防止浓硫酸蒸发；同时，硫酸用量为理论耗酸量的115%左右，硫酸如果加入过多则C（填入选项代号）．
A．增加酸消耗量 B．增加后续杂质的处理量 C．增加后续中和酸的负担
（3）水浸时，需要在搅拌下加入石灰石粉末的主要作用是中和过量的浓硫酸
（4）“沉锂”的化学方程式为Li2SO4+Na2CO3=Li2CO3↓+Na2SO4
（5）“沉锂”需要在95℃以上进行，主要原因是Li2CO3的溶解度小，得到的Li2CO3多．
7．二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用水煤气合成二甲醚，总反应为：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-246.4kJ/mol
（1）该反应的化学平衡常数表达式K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）c（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）{c}^{3}（CO）}$．温度升高平衡常数变小（填“变大”、“变小”、“不变”）
（2）在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO的转化率的是cd（填字母代号）．
a．降低温度　              b．加入催化剂　         c．缩小容器体积
d．增加H2的浓度            e．增加CO的浓度
（3）在一定温度下，在容积为1L的密闭容器中充入3mol H2、3mol CO，发生反应：
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g），在10min时刚好达到平衡，此
时测得H2的物质的量浓度为1.5mo1•L-1．则：
①衡时n（CH3OCH3）=0.5，平衡时CO的转化率为50%．
②达到平衡后，若向容器中再充入1mol H2、1mol CO2，经一定时间达到平衡，反应开始时正、逆反应速率的大小：v（正）＞ v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）．
③在该反应条件下能判断反应达到化学平衡状态的依据是D（填编号）．
A．v（CO）=3v（CO2）        B．生成a mol CO2的同时消耗3a mol H2
C．c（CO2）=c（CO）          D．混合气体的平均相对分子质量不变
E．气体的密度不再改变        F．气体的总质量不再改变．
14．在密闭容器中发生下列反应：aA（g）+bB（g）?cC（g）+dD（g），反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，下列叙述正确的是（　　）
A．平衡向正反应方向移动B．a+b＞c+d
C．C的体积分数降低D．B的转化率升高
4．如图所示，是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置，其中各试剂瓶装的试剂为：B（氢硫酸）、C（溴化亚铁溶液）、D（碘化钾淀粉溶液）、E（混有二氧化硫的氯化钡溶液）、F（水）、H（紫色石蕊溶液）．

（1）A是氯气发生装置，其化学反应方程是MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）Ⅰ中b瓶内加入的液体最好是饱和食盐水．
（3）用图示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？Ⅱ可行，Ⅲ不行．简要说明理由Ⅱ与Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，体积不能改变，增大压强会有危险
（4）实验开始时，先点燃A处酒精灯，打开分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞，让氯气充满整个装置，再点燃G处酒精灯，回答下列问题：
①怎样证明氯气已充满了整个装置？观察当整个装置内充满黄绿色气体时，说明氯气已充满整个装置．
②下列装置中的现象是C溶液由浅绿色变为深红棕色；D溶液变蓝；E生成白色沉淀；F溶液呈现浅黄绿色．
（5）G装置的硬质玻璃管内盛有炭粉，发生氧化还原反应，其产物为二氧化碳和氯化氢，写出G中反应的化学方程式C+2H2O+2Cl2$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CO2↑+4HCl↑．装置F的作用是向G中提供反应所需的水蒸气．
11．Al-Ag2O电池是一种可用作水下动力的优良电源，其原理如图所示．该电池工作时总反应式为2Al+3Ag2O+2NaOH═2NaAlO2+6Ag+H2O，则下列说法错误的是（　　）
A．工作时正极发生还原反应
B．当电极上生成1.08 g Ag时，电路中转移的电子为0.01 mol
C．Al电极的反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O
D．工作时电解液中的Na+透过隔膜移向Al电极放电充电
8．除去下列物质中的杂质（括号中的物质为杂质），请填写下列空白
（注：加入的试剂请填写化学式）：
物质加入试剂离子方程式
NH4Cl（AlCl3）溶液
NaHCO3（Na2CO3）溶液
Fe 粉（Al粉）
FeCl3（FeCl2）溶液
15．（18分）
Ⅰ．下列物质中，不可以通过乙烯加成反应得到的是B（填序号）．
A．CH3CH3B．CH3CHCl2
C．CH3CH2OHD．CH3CH2Br
Ⅱ．已知 2CH3CHO+O2  $→_{△}^{催化剂}$ 2CH3COOH．若以乙烯为主要原料合成乙酸，其合成路线如下图所示．
反应②的化学方程式为2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O．
工业上以乙烯为原料可以生产一种重要的合成有机高分子化合物，其反应的化学方程式为，反应类型是加聚反应．
Ⅲ．某同学欲用乙醇和浓硫酸共热得乙烯，探究过程中发现因温度过高，乙烯气体中可能含有少量的二氧化硫，于是设计下列实验对产物进行验证．

（1）A、B、C、D装置可盛放的试剂是：（将下列需要的试剂序号填入空格内）．
A④；B①；C④；D②；
①NaOH溶液   ②溴的四氯化碳溶液   ③浓硫酸    ④品红溶液
（2）确定含有乙烯的现象为溴水褪色，反应的化学方程式：CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br
9．电解原理在化学工业中有广泛应用．右图表示一个电解池，装有电解液c；A、B是两块电极板，通过导线与直流电源相连．请回答以下问题：
（1）若A、B都是惰性电极，c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在U形管两边各滴入几滴酚酞试液，则：B 极（填“A”或“B”）附近先呈红色；电解饱和NaCl溶液的总反应方程式：2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑．
（2）若要进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，电解液c选用CuSO4溶液，则：
①A电极反应式是Cu-2e-=Cu2+．
②B电极反应式是Cu2++2e-=Cu．
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
③下列说法正确的是bd．
a．电能全部转化为化学能
b．在电解精炼过程中，电解液中伴随有Al3+、Zn2+产生
c．溶液中Cu2+向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
（3）用惰性电极电解CuSO4溶液．若阴极析出Cu的质量为12.8g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为2.24L．
（4）利用反应2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为电解池．阴极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O．

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