选择题突破7 大单元2025高考总复习优化设计二轮用书化学Y课后习题含答案

选择题突破7大单元2025高考总复习优化设计二轮用书化学Y课后习题含答案选择题突破七(分值:26分)学生用书P223(选择题每小题2分)题组一陌生有机化合物的结构及性质1.(2024·广东江门一模)化合物M是合成受体拮抗剂的重要中间体。关于化合物M下列说法不正确的是()AE.有两种官能团BE.能发生氧化反应CE.能还原新制Cu(OH)2得到Cu2ODE.1molM最多能与4molH2发生加成反应答案:C解析:M含有羰基、醚键两种官能团,故A正确;M能燃烧生成二氧化碳和水,能发生氧化反应,故B正确;M不含醛基,不能还原新制Cu(OH)2得到Cu2O,故C错误;M中羰基、苯环能与氢气发生加成反应,1molM最多能与4molH2发生加成反应,故D正确。2.(2024·广东深圳一模)利用“氧氯化法”以乙烯为原料制备氯乙烯过程中的物质转化关系如图所示,下列说法不正确的是()AE.化合物Ⅰ分子中所有原子共平面BE.化合物Ⅱ与NaOH的乙醇溶液反应可得到化合物ⅠCE.裂解时,另一产物X为HClDE.化合物Ⅲ发生加聚反应的产物为答案:B解析:由有机化合物的转化关系可知,乙烯与氯化氢和氧气反应生成1,2-二氯乙烷和水,1,2-二氯乙烷发生裂解反应生成氯乙烯和氯化氢,则X为氯化氢。乙烯分子中碳碳双键为平面结构,则乙烯分子中所有原子共平面,A正确;1,2-二氯乙烷在氢氧化钠的乙醇溶液中共热发生消去反应生成乙炔、氯化钠和水,不可能生成乙烯,B错误;X为氯化氢,C正确;氯乙烯分子中含有碳碳双键,一定条件下能发生加聚反应生成聚氯乙烯,D正确。3.(2024·辽宁葫芦岛一模)化合物Y是合成丹参醇的中间体,其合成路线如下:下列说法正确的是()AE.X分子中含手性碳原子BE.X转化为Y的过程中与CH3MgBr反应生成CE.Y与Br2以物质的量1∶1发生加成反应时可得2种产物DE.X、Y可用酸性KMnO4溶液进行鉴别答案:B解析:X分子中不含手性碳原子,A错误;X转化为Y的过程中与CH3MgBr反应生成,B正确;Y与Br2以物质的量1∶1发生1,2-加成反应时可得2种产物,发生1,4-加成反应时可得产物,故Y与Br2以物质的量1∶1发生加成反应时可得3种产物,C错误;X、Y均含有碳碳双键,均能使酸性KMnO4溶液褪色,不可用酸性KMnO4溶液进行鉴别,D错误。题组二有机物官能团及反应类型4.(2024·广东韶关综合测试二)《本草纲目》记载:穿心莲有清热解毒、凉血、消肿、燥湿的功效。穿心莲内酯的结构简式如图所示。下列有关该物质说法不正确的是()AE.含有3种官能团BE.不能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色CE.能发生加成反应、氧化反应、消去反应和聚合反应DE.1mol该物质分别与足量的Na、NaOH反应,消耗二者的物质的量之比为3∶1答案:B解析:根据穿心莲内酯的结构简式可知,分子中含有羟基、酯基、碳碳双键,共3种官能团,A正确;穿心莲内酯分子中含有碳碳双键可以使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,羟基能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;穿心莲内酯中含有碳碳双键,可以发生加成反应、氧化反应、聚合反应,含有羟基可以发生氧化反应、消去反应,C正确;羟基能与钠反应,酯基水解消耗氢氧化钠,1mol该物质分别与足量的Na、NaOH反应,消耗二者的物质的量之比为3∶1,D正确。5.(2024·河南新乡二模)一种抗胃溃疡剂M的结构简式如图,下列有关说法正确的是()AE.M含有的含氧官能团有2种BE.1molM发生加成反应最多能消耗2molBr2CE.1个M分子中含1个手性碳原子DE.M能发生氧化反应、取代反应答案:D解析:M含有的含氧官能团有3种,羰基、羧基、醚键,A错误;M含有3个碳碳双键,1molM最多能与3mol溴单质发生加成反应,B错误;手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子,M分子中不含手性碳原子,C错误;M含有碳碳双键,能发生氧化反应,含有羧基,能发生取代反应,D正确。6.(2024·湖南岳阳一模)增塑剂DCHP可由邻苯二甲酸酐与环己醇反应制得,下列说法正确的是()AE.邻苯二甲酸酐的二氯代物有4种BE.环己醇分子中的所有原子可能共面CE.DCHP能发生加成反应、取代反应、消去反应DE.1molDCHP与氢氧化钠溶液反应,最多可消耗4molNaOH答案:A解析:邻苯二甲酸酐的二氯代物可采用“定一移一”的方法判断,有4种,A正确;环己醇分子中的C原子是饱和碳原子,所以H原子不可能与C原子共面,B错误;DCHP中含有苯环、酯基,能发生加成反应、取代反应,但不能发生消去反应,C错误;1个DCHP中含有2个酯基,所以1molDCHP最多可与2molNaOH反应,D错误。题组三陌生有机化合物的空间结构及分析7.下列关于有机物分子中原子共线、共面问题的说法正确的是()AE.分子中至少有6个碳原子共直线BE.分子中最多有5个原子共直线CE.分子中所有碳原子不能位于同一平面DE.四苯乙烯()分子中所有碳原子可能位于同一平面答案:D解析:A项,分子中含有1个碳碳三键,为直线形结构,分子中有4个碳原子共直线,错误;B项,—CH2—中碳原子为饱和碳原子,因此该分子中最多有4个原子共直线,错误;C项,分子中含有碳碳双键、苯环、酯基,通过箭头所示单键的旋转,可使所有碳原子位于同一平面,错误;D项,四苯乙烯分子中含有4个苯环和1个碳碳双键,均为平面形结构,则该分子中所有碳原子可能位于同一平面,正确。8.(2024·广东茂名第二次综合测试)某有机化合物M的结构简式如图,关于该化合物说法不正确的是()AE.能使酸性KMnO4溶液褪色BE.能发生取代反应和还原反应CE.分子中所有原子在同一个平面上DE.最多能与等物质的量的NaOH反应答案:C解析:M分子中含有碳碳双键,故能使酸性KMnO4溶液褪色,A正确;M分子中含有酰胺基和苯环,故能发生取代反应,含有碳碳双键和苯环能与H2发生加成反应,B正确;M分子中含有sp3杂化的碳原子和N原子,故分子中不可能所有原子在同一个平面上,C错误;M分子中含有1个酰胺基,故最多能与等物质的量的NaOH反应,D正确。9.(2024·广东深圳东北师大附中适应性考试)化合物M是一种重要的医药中间体,其结构简式如图。下列关于化合物M的说法不正确的是()AE.能发生加成、氧化反应BE.在酸性条件下发生水解,水解产物只有一种CE.能与溴水反应,1molM最多能消耗8molBr2DE.分子中所有原子不可能共平面答案:C解析:含有苯环能发生加成反应,含有酚羟基能发生氧化反应,A正确;高度对称,在酸性条件下发生水解反应,水解反应的产物只有一种(),B正确;能与溴水反应,在羟基邻位上取代,1molM最多能消耗4molBr2,C错误;分子中有饱和碳原子,所有原子不可能共平面,D正确。题组四同分异构体及判断10.(2024·广东梅州二模)内酯Y可由X通过电解合成,如下图所示。下列说法正确的是()AE.X的水溶性比Y的水溶性小BE.Y苯环上的一氯代物有4种CE.Y分子中在同一直线上的原子最多为4个DE.1molY最多能与2molNaOH溶液反应答案:D解析:X结构中含羧基,羧基为亲水性基团,Y结构中含酯基,酯基为憎水性基团,水溶性:X>Y,A错误;Y中连有酯基的两个苯环不对称,故苯环上的一氯代物有8种,B错误;Y分子中在同一直线上的原子最多为6个,C错误;Y中含有一个酯基且水解后形成羧基和酚羟基,故1molY最多能与2molNaOH溶液反应,D正确。11.(2024·河北邯郸一模)1908年意大利化学家Ciamician发现,当物质M暴露于阳光下一年后,会产生物质N,该反应为下列有关叙述错误的是()AE.M和N互为同分异构体BE.N中有3个手性碳原子CE.M与H2的加成产物还能发生消去反应DE.M中所有碳原子不可能共平面答案:B解析:M和N的分子式均为C10H14O,互为同分异构体,A正确;N中有4个手性碳原子,B错误;M与H2加成后生成—OH,可发生消去反应,C正确;如图,M中该C与其所连接的三个C不可能共平面,D正确。12.(2024·山东淄博高三期中)以秸秆为原料合成PEF树脂的路线如图所示。下列说法正确的是()AE.异构化时,官能团由羰基变为醛基BE.PEF树脂可降解,单体a为乙二醇CE.5-HMF和FDCA中所有碳原子不可能共平面DE.5-HMF的同分异构体中含苯环结构的有2种答案:B解析:葡萄糖含有醛基,果糖没有,异构化时,官能团由醛基变为羰基,A错误;PEF树脂由FDCA和乙二醇缩聚而成,可降解,单体a为乙二醇,B正确;碳碳双键上直接相连的原子共面,5-HMF和FDCA中所有碳原子可能共平面,C错误;5-HMF的同分异构体中属于酚的有、和3种,除此之外还有其他结构,D错误。13.现有反应:+,下列叙述错误的是()AE.W的羧酸类同分异构体有4种BE.可用银氨溶液鉴别W和XCE.Y可发生酯化反应DE.X的核磁共振氢谱中有5组峰答案:D解析:由结构简式可知,W的羧酸类同分异构体可以视作丁烷分子中的氢原子被羧基取代所得的结构,共有4种,A正确;由结构简式可知,W分子中含醛基,X分子中不含醛基,则可用银氨溶液鉴别W和X,B正确;根据结构可知,Y中含有羟基,可以和羧酸发生酯化反应,C正确;由结构简式可知,X的分子中含有4类氢原子,核磁共振氢谱中有4组峰,D错误。选择题突破八(分值:36分)学生用书P229(选择题每小题4分)1.(2024·广东汕头一模)一定温度下,利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下的A的分解反应:A(g)B(g)+2C(g)。体系的总压强p随时间t的变化如表所示:t/min0100150250420500580p/kPa12.113.313.915.117.14x19.06下列说法不正确的是()A.100~150min,消耗A的平均速率为0.006kPa·min-1B.其他条件不变,420min时向刚性容器中再充入少量A,反应速率比420min时大C.推测x为18.1D.升高体系温度,不一定能加快反应速率答案:B解析:反应A(g)B(g)+2C(g),反应前后气体压强变化和生成C的量成正比,同时A的变化为变化量的一半,用压强代表浓度,则100~150min体系压强变化=13.9kPa-13.3kPa=0.6kPa,消耗A的平均速率=12×0.6kPa150min-100min=0.006kPa·min-1,故A正确;0~100min,压强变化为1.2kPa,150~250min,压强变化为1.2kPa,则100~500min,体系压强变化1.2×4kPa=4.8kPa,则500min时,体系压强=13.3kPa+4.8kPa=18.1kPa,故C正确;由C项分析可知,随着反应的进行,A的物质的量减少,但反应速率不变,所以,其他条件不变,420min时向刚性容器中再充入少量A,反应速率与420min时相等,故B错误;反应在催化剂表面反应,升高体系温度,2.(2024·广东佛山质检二)一种催化CH4制备CH3OH的部分反应历程和能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是()A.有4个基元反应B.升温有利于CH4的吸附C.反应CH4*+O*CH3*+H*D.增大CH4的投入量,可提高其平衡转化率答案:C解析:根据图示可知,该过程包含CH4+O*CH3*+H*+O*、CH3*+H*+O*CH3OH*2个基元反应,A错误;CH4+O*CH4*+O*ΔH=-7.15kJ·mol-1,升高温度不利于CH4的吸附,B错误;CH3*+H*+O*CH3OH*活化能较大,反应速率较慢,是决速步,C正确;增大CH4的投入量,可提高反应速率3.(2024·广东佛山质检二)在恒容密闭容器中发生反应:X(g)+2Y(g)2W(g)+Z(s),Y的平衡转化率按不同投料比γ[γ=n(XA.γ1>γ2B.平衡常数:Ka<Kb=KcC.当容器内气体密度不变时,反应达到平衡D.T1K时压缩容器容积,反应的平衡常数增大答案:C解析:由题图可知,投料比不变时,随温度的升高Y的平衡转化率减小,平衡逆向移动,所以该反应正向为放热反应。由题图可知,温度相同时,γ2对应曲线的Y的转化率大于γ1对应曲线的Y的转化率,故γ2>γ1,A错误;该反应正向为放热反应,温度越高,K越小,故Ka>Kb=Kc,B错误;由于产物之一为固体,容器容积不变,若反应未平衡时,气体总质量会发生改变,气体的密度会改变,故当容器内气体密度不变时,说明反应达到平衡,C正确;温度一定时,平衡常数不变,D错误。4.氮氧化物的排放是导致酸雨的原因。某研究小组利用反应探究NO的转化:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH<0,向容积均为1L的两个密闭容器中分别加入2molCO(g)和2molNO(g),探究绝热恒容和恒温恒容条件下压强随时间的变化曲线,如图所示。下列有关说法错误的是()A.乙为恒温恒容条件下发生的反应B.甲容器中NO的平衡转化率为4C.反应平衡常数:M<ND.甲容器压强先增大的原因是反应放热,产生的热量使体系温度升高,压强增大答案:B解析:由图可知,反应中甲容器的压强大于乙容器,则甲为绝热恒容条件下发生的反应、乙为恒温恒容条件下发生的反应,故A正确;设恒温恒容条件下发生的反应,平衡时生成氮气的物质的量为amol,由方程式可知,平衡时,混合气体的总物质的量为(4-a)mol,由气体的压强之比等于物质的量之比可得:44-a=3p2.8p,解得a=415,则一氧化氮的转化率为415mol×22mol=415,该反应为放热反应,绝热恒容条件下,反应温度升高,平衡向逆反应方向移动,一氧化氮的转化率减小,则甲容器中一氧化氮的平衡转化率小于415,故B错误;该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,绝热恒容条件下,反应温度升高,则M点反应温度高于N点,平衡常数小于N点5.(2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41.2kJ·mol-1②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2225℃、8×106Pa下,将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是()A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等B.反应②的焓变ΔH2>0C.L6处的H2O的体积分数大于L5处D.混合气从起始到通过L1处,CO的生成速率小于CH3OH的生成速率答案:C解析:图中白圈标记的曲线代表气体温度,L4处与L5处对应的温度不同,平衡常数只与温度有关,故L4处与L5处反应①的平衡常数不同,A项错误;由图可知,随着气体在绝热反应管中前进,气体温度不断升高,说明有热量放出,而反应①ΔH1>0,故反应②ΔH2<0,B项错误;从L5到L6,甲醇的体积分数逐渐增加,说明反应②在向右进行,反应②消耗CO,而CO体积分数没有明显变化,说明反应①也在向右进行,反应①为气体分子数不变的反应,其向右进行时,n(H2O)增大,反应②为气体分子数减小的反应,且没有H2O的消耗与生成,故n总减小而n(H2O)增加,即H2O的体积分数会增大,故L6处的H2O的体积分数大于L5处,C项正确;L1处,CO的体积分数大于CH3OH的,说明生成的CO的物质的量大于CH3OH的,两者反应时间相同,说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率,D项错误。6.(2024·广东佛山一模)密闭容器中,发生A(g)+B(g)2C(g)ΔH1和A(g)+B(g)D(g)ΔH2两个竞争反应,反应历程如图所示。下列说法正确的是()A.增大压强,物质C的浓度不变B.升高温度,平衡时体系内D的浓度增大C.反应2C(g)D(g)ΔH=ΔH1+ΔH2D.加入催化剂Ⅱ更有利于D的生成答案:D解析:第2个反应为气体体积减小的反应,增大压强会使反应正向进行,导致A和B的浓度减小,从而导致第1个反应逆向进行,导致C的浓度减小,A错误;根据反应历程可知,第2个反应为放热反应,第1个反应为吸热反应,升高温度会使第2个反应向进行,使第1个反应正向进行,最终会导致D的浓度减小,B错误;根据盖斯定律可得:2C(g)D(g)ΔH=ΔH2-ΔH1,C错误;催化剂Ⅱ能够使第2个反应的活化能降得更低,故更有利于D的生成,D正确。7.三甲胺N(CH3)3是重要的化工原料。我国科学家利用(CH3)2NCHO(简称DMF)在铜催化作用下转化得到N(CH3)3,计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法错误的是()A.该反应为放热反应,降温可提高DMF的平衡转化率B.该历程包含6个基元反应,最大能垒(活化能)为1.19eVC.设法提高N(CH3)3+OH*+H*N(CH3)3(g)+H2O(g)的速率可以提高总反应速率D.若1molDMF完全转化为三甲胺,则会吸收1.02eV·NA的能量答案:D解析:由图可知,该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,DMF的平衡转化率增大,故A正确;由图可知,该历程包含6个基元反应,最大能垒(活化能)为1.19eV,故B正确;反应的活化能越大,反应速率越慢,总反应的速率取决于慢反应,由图可知,最大能垒(活化能)为1.19eV,反应的方程式为N(CH3)3+OH*+H*N(CH3)3(g)+H2O(g),故C正确;由反应物和生成物的相对能量可知,反应放热为0eV-(-1.02eV)=1.02eV,1molDMF完全转化为三甲胺,则会释放出1.02eV·NA的能量,故D错误。8.一定条件下热解制取H2:2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)。已知其他条件不变时,温度对H2S的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法一定正确的是()A.平衡常数:K(Y)>K(Z)B.达到平衡所需时间:t(X)<t(Y)C.总能量:E生成物>E反应物D.单位时间的转化率:α(Z)>α(Y)答案:C解析:由图可知,升高温度,H2S的平衡转化率增大,说明反应2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)吸热,温度越高,平衡常数越大,温度:Z>Y,平衡常数:K(Y)<K(Z),故A错误;温度越高,催化效率越强,反应速率越快,则Y点的反应速率大于X点的反应速率,则达到平衡所需时间:t(X)>t(Y),故B错误;由图可知,升高温度,H2S的平衡转化率增大,说明反应2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)吸热,总能量:E生成物>E反应物,故C正确;Z点和Y点温度差别不大,但Z点的催化效率远低于Y点,说明Y点的反应速率大于Z点的反应速率,则单位时间的转化率:α(Z)<α(Y),故D错误。9.CO2的有效利用对发展碳循环经济产生了巨大的影响。其中利用CO2和H2,在一定条件下合成乙醇的反应为2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)ΔH。向2L刚性不可变容器中充入1molCO2和3molH2,单位时间内测得CO2的转化率随温度变化关系如图所示。下列说法正确的是()A.上述反应的ΔH>0B.混合气体的密度保持不变时,说明该反应达平衡状态C.c点平衡后,向容器中再充入等量原反应气体,达新平衡时,CO2的转化率增大D.反应从开始到a点需5min,5min内用H2表示的反应速率为0.3mol·L-1·min-1答案:C解析:根据图像知,b点之前,单位时间内,随着温度的升高,速率加快,所以二氧化碳的转化率增大,但b点之后,温度升高,不利于平衡正向移动,导致二氧化碳的平衡转化率降低,所以推知上述反应为放热反应。b点之后图像上的点均为平衡点。根据分析可知,上述反应的ΔH<0,A错误;在2L刚性不可变容器中发生反应,气体的总质量不变,容器的容积不变,所以气体的密度始终不变,则气体密度不变不能说明反应达到平衡状态,B错误;c点平衡后,向容器中再充入等量原反应气体,等效于加压,则会使平衡正向移动,达新平衡时,CO2的转化率增大,C正确;a点,二氧化碳转化率为50%,则转化的二氧化碳的物质的量为0.5mol,转化的氢气的物质的量为0.5mol×3=1.5mol,根据速率公式可知,5min内用H2表示的反应速率为0.15mol·L-1·min-1,D错误。选择题突破九A组基础巩固练(分值:40分)学生用书P231(选择题每小题4分)题组一新型化学电源1.(2024·广东2月大联考)钠离子电池的充放电过程是钠离子在电池正极材料和负极材料之间来回脱嵌的过程,因此钠离子电池被称为“摇椅电池”,其工作原理如图所示,电池总反应式为Na1-xMnO2+NaxCnNaMnO2+nC。下列说法错误的是()A.放电时,电流从a极经过用电器流向b极B.放电时,负极的电极反应式为NaxCn-xe-nC+xNa+C.充电时,每转移0.1mol电子,a极的质量减少2.3gD.充电时,a极连接电源的负极答案:D解析:由总反应式中放电时NaxCn到C的变化可知,C元素化合价升高,故b极是负极,电流从a极经过用电器流向b极,A正确;放电时,负极NaxCn失电子生成C,电极反应式为NaxCn-xe-nC+xNa+,B正确;充电时a极的电极反应式为NaMnO2-xe-Na1-xMnO2+xNa+,每转移0.1mol电子,a极减少0.1molNa+,质量减少2.3g,C正确;充电时,a极作阳极,连接电源正极,D错误。2.(2024·上海卷)关于下述电化学反应过程,描述正确的是()A.该装置实现电能转化为化学能B.电极b是负极C.电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极aD.每1mol(CH2O)n参与反应时,转移4mol电子答案:B解析:本题为自发的氧化还原反应,故为原电池,原电池是一个由化学能转化为电能的装置,A项错误;电极a上NO3-化合价降低,发生还原反应为正极,电极b上碳元素化合价升高发生氧化反应,为原电池的负极,B项正确;电子在外电路中由负极流向正极,电子不进入水体,C项错误;1mol(CH2O)n被氧化后得到nmolCO2,可知转移4nmole-3.(2024·广东江门一模)钇稳定氧化锆浓差电池可用于测定待测环境中氧气的含量,在冶金、能源等领域应用广泛。其原理是利用空气与待测环境中氧气的浓度差对电压的影响,某工作状态如图所示。该电池工作时,下列说法不正确的是()A.电极A为正极B.O2-由电极A向电极B迁移C.电极B发生的反应为2O2--4e-O2↑D.理论上,电解质中O2-的总物质的量会增加答案:D解析:由题给信息可知,空气侧的铂电极为浓差电池的正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧负离子,A电极为正极,反应式为O2+4e-2O2-,测量侧的铂电极B为负极,氧负离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气,电极反应式为2O2--4e-O2↑,相同压强下,测量侧气体中氧气含量越低,浓差电池的电势差越大。由分析可知,空气侧的铂电极为正极,A正确;阴离子向负极移动,O2-由电极A向电极B迁移,B正确;测量侧的铂电极B为负极,氧负离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气,电极反应式为2O2--4e-O2↑,C正确;结合得失电子守恒,理论上,电解质中O2-的总物质的量不变,D错误。4.(2024·广东深圳一模)我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池,其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A.硫电极为负极B.Cu2+通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移C.硫电极上发生的反应为2Cu2++S+4e-Cu2SD.理论上,每消耗1molS,同时消耗2molLi答案:C解析:该装置为原电池,硫电极为正极,电极反应式为2Cu2++S+4e-Cu2S,锂电极为负极,电极反应式为Li-e-Li+,A错误、C正确;原电池中阳离子向正极(硫电极)移动,B错误;依据电子守恒可知,每消耗1molS,同时消耗4molLi,D错误。题组二金属腐蚀与防护5.“北溪”天然气管道至少泄漏8万吨天然气,近20年间甲烷的温室效应率是CO2的84倍。已知管道接口处有钢铁材料等,海水的pH约为8.0。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述不正确的是()A.损坏的钢铁材料在海水中主要发生吸氧腐蚀B.制造管道时表面涂层能起到抗腐蚀作用C.wg铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数一定为3w56×D.修复管道时在钢管表面镶嵌锌块,这种方法叫牺牲阳极法答案:C解析:钢铁在弱碱性环境中主要发生吸氧腐蚀,A正确;表面涂层能防止钢铁管道和水、O2等物质接触,从而起到抗腐蚀作用,B正确;钢铁腐蚀时负极电极反应式为Fe-2e-Fe2+,wg铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数为2w56×NA,后续发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,不属于电化学腐蚀,C错误;锌比铁活泼,在海水中构成原电池,锌为负极,铁为正极,这种保护钢铁的方法叫牺牲阳极法,D正确。6.(2024·广东揭阳二模)某同学进行以下实验:操作现象取一块打磨过的生铁片,在其表面滴1滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水放置一段时间后,生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色,中心区域为蓝色,在两色环交界处出现铁锈下列说法正确的是()A.腐蚀过程中有H2生成B.边缘处红色说明:Fe-3e-Fe3+C.反应后中心区域溶液的pH>7D.反应过程中化学能完全转化为电能答案:C解析:根据题意分析可知,铁皮发生吸氧腐蚀,没有H2生成,A错误;铁片发生吸氧腐蚀,Fe电极反应式为Fe-2e-Fe2+,边缘处为红色的原因是O2+2H2O+4e-4OH-,B错误;铁片发生吸氧腐蚀,反应后中心区域溶液呈碱性,pH>7,C正确;铁皮发生吸氧腐蚀的原理是发生原电池反应,但化学能不会完全转化为电能,D错误。题组三电解原理及应用7.(2023·北京卷)回收利用工业废气中的CO2和SO2,实验原理示意图如下。下列说法不正确的是()A.废气中SO2排放到大气中会形成酸雨B.装置a中溶液显碱性的原因是HCO3-的水解程度大于HCC.装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2D.装置b中的总反应为SO32-+CO2+H2O答案:C解析:SO2是酸性氧化物,废气中SO2排放到空气中会形成硫酸型酸雨,A正确;装置a中溶液的溶质为NaHCO3,溶液显碱性,说明HCO3-的水解程度大于电离程度,B正确;装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体,CO2与NaHCO3溶液不反应,不能吸收CO2,C错误;由电解池阴极和阳极反应式可知,装置b中总反应为SO32-+CO2+H2O8.(2024·广东韶关一模)酸性废水中的NH4+可在一定条件下利用硝酸盐菌转化为NO3A.b端为铅酸蓄电池的负极B.该装置电能转化为化学能C.M为阳离子交换膜D.电解池阴极的电极反应式为2NO3-+6H2O+10e-N2↑+12OH答案:D解析:硝酸根转化为氮气应该是在阴极上发生的,所以b是电源的负极,a是正极,A正确;图示的电化学装置属于电解装置,把电能转化为化学能,B正确;若图中为阴离子交换膜,只允许阴离子通过,则硝酸根离子会由右侧区域向左侧区域移动,影响去除硝酸根离子的效果。若为阳离子交换膜,只允许阳离子通过,阳极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,则产生的氢离子及酸性废水中氢离子会由左侧区域向右侧区域移动,参与阴极反应而除去硝酸根离子和氢离子,达到使用目的,故图中离子交换膜应为阳离子交换膜,C正确;据分析Ag-Pt为阴极,Ag-Pt电极上NO3-得电子被还原为N2、电解质溶液为酸性废水,则阴极的电极反应式为2NO3-+12H++10e-N2↑+6H29.(2024·四川成都一模)我国科学家报道了机理如图所示的电化学过程。下列说法正确的是()A.Ni-YSZ电极为负极,发生氧化反应B.Ni电极上的电极反应式为3CO2+4e-C+2CO3C.理论上,每有1molCO2与O2-结合,电路中转移的电子数为4NAD.该过程是将甲烷转化成了二氧化碳,比甲烷燃烧更高效地利用了甲烷的化学能答案:C解析:由图可知,Ni-YSZ电极上CH4→CO2,C元素化合价升高,电极反应式为CH4+2O2--4e-CO2+2H2,为该电解池的阳极,发生氧化反应,A错误;Ni电极C元素化合价降低得电子,故Ni电极为阴极,电极反应式为CO32-+4e-C+3O2-,B错误;Ni电极上每转移4mol电子会生成3molO2-,其中2molO2-用于参加阳极反应生成CO2,另外1molO2-与生成的CO2结合成CO32-,故理论上,每有1molCO2与O2-结合,电路中转移电子数为4NA,C正确;该过程是利用电解的条件,将甲烷分解成碳和氢气,是电能转化为化学能的过程题组四交换膜在电化学中的应用10.(2024·广东东莞中学、广州二中等六校联考)钒电池是化学储能领域的一个研究热点,该电池储能大、寿命长,利用该电池电解含NH4NO3的废水制备硝酸和氨水的原理如图所示,a、b、c、d电极均为惰性电极。下列说法中正确的是()A.用钒电池处理废水时,a电极区溶液由蓝色变成黄色B.电势:a极高于c极C.膜2为阴离子交换膜,p口流出液为HNO3D.当钒电池有2molH+通过质子交换膜时,可处理含80gNH4NO3的废水答案:B解析:钒电池放电时,a电极上VO2+VO2+,发生得电子的还原反应,a电极为正极,b电极为负极,正极反应式为VO2++2H++e-VO2++H2O,a电极区溶液由黄色变成蓝色,A错误;原电池中a为正极,电解池中c极为阴极,则电势:a极高于c极,B正确;右边为电解池,电解含NH4NO3的废水制备硝酸和氨水,c电极为阴极,d电极为阳极,阴极上H2O得电子生成H2和OH-,废水中NH4+通过隔膜1进入X区,OH-与NH4+反应生成NH3·H2O,阳极上H2O失电子生成O2和H+,废水中NO3-通过隔膜2进入Y区,H+与NO3-结合为HNO3,隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜,故q口流出液为硝酸,C错误;电解池中阳极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,当左边装置中有2molH+通过质子交换膜时,处理NH4NO3的物质的量为2mol,所以其质量为2mol×80选择题突破九B组能力提升练(分值:36分)学生用书P233(选择题每小题4分)1.(2024·广东大亚湾区1月联合模拟)一种镁/海水燃料电池处理海水富营养化的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A.Mg作原电池的正极B.放电时,PO4C.反应初始阶段产生的是Mg(OH)2,后期会产生MgNH4PO4沉淀D.气体扩散电极的电极反应式为O2+4NH4++2H2O+4e-4NH3·H2答案:D解析:镁/海水燃料电池工作时,Mg发生失电子的反应生成Mg2+,故Mg电极为负极,A错误;原电池工作时,Mg电极为负极,气体扩散电极为正极,NH4+向正极移动,PO43-向负极(Mg电极)移动,B错误;反应初始阶段Mg2+与(NH4)3PO4反应生成MgNH4PO4沉淀,后期NH4+向正极移动,溶液碱性增强,生成Mg(OH)2沉淀,C错误;原电池工作时,Mg电极为负极,气体扩散电极为正极,正极上O2得电子生成OH-,与迁移过来的NH4+结合生成NH3·H2O,则正极反应式为O2+4NH4++2H2.(2024·广东二模)一种基于原电池原理的氧气传感器可用于测定样气中氧气的含量,其装置如图所示。下列说法正确的是()A.铅电极为正极B.银电极上发生的反应为O2+4e-+2H2O4OH-C.电子由铅电极经过KOH溶液流向银电极D.工作过程中,传感器装置的质量不变答案:B解析:因为该电池可用于测定样气中氧气的含量,氧气进入银电极,所以银电极是正极,铅电极是负极,A错误;银电极是正极,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,B正确;电子从负极经外电路流向正极,所以电子由铅电极经过导线流向银电极,C错误;由银电极即正极电极反应可知,氧气转化为氢氧根,进入装置溶液中,使装置质量变大,所以工作过程中,传感器装置的质量增加,D错误。3.(2024·安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池,其示意图如下。该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn为电极,以ZnSO4和KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是()A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键B.电池总反应为I3-+ZnZn2++3IC.充电时,阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPPD.放电时,消耗0.65gZn,理论上转移0.02mol电子答案:C解析:由图中信息可知标注框内所示结构中存在共价键,还有由N提供孤电子对,Zn2+提供空轨道形成的配位键,A正确。由图中信息可知,该新型水系锌电池的负极是锌,正极是超分子材料,放电时负极反应是Zn-2e-Zn2+,正极反应是I3-+e-3I-,则放电时电池总反应为I3-+ZnZn2++3I-;充电时的反应是其逆反应,B正确。充电时,阴极反应为Zn2++2e-Zn,被还原的Zn2+主要来自电解质溶液,C错误。放电时,负极反应为Zn-2e-Zn2+,消耗0.65gZn(即0.01molZn)理论上转移0.02mol电子,D正确。4.(2024·广东揭阳二模)我国某大学科研团队通过超快电脉冲热还原法开发了一种新型碳载钌镍合金纳米催化剂(RuNi/C),并基于此催化剂制备出一种极具竞争力的高能量镍氢气(Ni-H2)电池,其工作原理如图所示,下列说法错误的是()A.放电时,OH-向电极a移动B.放电一段时间后,KOH溶液的浓度增大C.放电时,NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-D.以H2为能源较为环保答案:B解析:由图可知,电极a为原电池的负极,电极b为正极,氢氧根离子向电极a移动,A正确;电池总反应为H2+2NiOOH2Ni(OH)2,则放电一段时间后,氢氧化钾溶液的浓度基本不变,B错误;放电时,电极b为正极,在水分子作用下碱式氧化镍在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化镍,电极反应式为NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-,C正确;放电时,电极a为原电池的负极,碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水,则以氢气为能源较为环保,不会对环境造成污染,D正确。5.(2024·福建泉州一模)最新研究发现一种“氯介导电化学pH变化”系统,通过调节海水的pH去除海水中CO2,电化学原理为Bi+3AgCl+H2OBiOCl+3Ag+2H++2Cl-,甲系统放电时的原理如图所示,该装置可实现充放电交替运行,达到节约成本的目的;碱化的海水继续吸收空气中的CO2可缓解温室效应。下列说法正确的是()A.甲系统放电时,正极反应式为Ag++e-AgB.甲系统充电时,Bi电极附近溶液pH变大C.乙系统放电时,Ag极作负极D.乙系统充电时,若有3NA个电子通过则产生标准状况下44.8LCO2答案:B解析:由图结合总反应可知,放电时,甲中Bi极发生氧化反应为负极、氯化银极发生还原反应为正极。甲系统放电时,氯化银极发生还原反应为正极,正极反应式为AgCl+e-Ag+Cl-,A错误;甲系统充电时,则Bi电极为阴极,BiOCl发生还原反应:BiOCl+3e-+2H+Bi+Cl-+H2O,反应消耗氢离子,导致附近溶液pH变大,B正确;乙系统放电时,则甲系统充电,甲中氯化银极为阳极,则与之相连的Ag极作正极,C错误;乙系统充电时,则甲系统放电,Bi极反应为Bi+Cl-+H2O-3e-BiOCl+2H+,若有3NA个电子通过,则生成2mol氢离子,2mol氢离子和碳酸根离子生成1mol二氧化碳、和碳酸氢根离子生成2mol二氧化碳,则产生标准状况下CO2的体积小于44.8L,D错误。6.(2024·广东揭阳二模)含Br-的废水在废水处理过程中与臭氧发生反应会产生BrO3-。模拟在RuCu/CNT上电催化处理BrA.电子流向:N→导线→M→电解质溶液B.该装置工作时,阳极区溶液酸性减弱C.P极上的电极反应式为BrO3-+6e-+6H+Br-+3H2D.每处理1molBrO3-,理论上可生成3.答案:C解析:由图可知P电极上BrO3-得电子生成B