資源簡介

專題六　化學反應的微觀過程分析與表達
[選擇+題空]　第1練　物質轉化的微觀分析
(選擇題1~8題，每小題7分，共56分)
1.(2023·新課標卷，12)“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物為催化中心，可將NH2OH與NH3轉化為肼(NH2NH2)，其反應歷程如下所示。
下列說法錯誤的是(　　)
A.NH2OH、NH3和H2O均為極性分子
B.反應涉及N—H、N—O鍵斷裂和N—N鍵生成
C.催化中心的Fe2+被氧化為Fe3+，后又被還原為Fe2+
D.將NH2OH替換為ND2OD，反應可得ND2ND2
2.(2024·安徽模擬)利用TiO2-Cr2(H+)可快速測定水體化學需氧量，以CH3OH表示水體中的有機物，已知TiO2+e-，部分反應機理如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A.該過程中和·OH均表現出還原性
B.該過程中TiO2是催化劑
C.Cr2可以防止和e-重新結合
D.該過程的離子方程式可以表示為CH3OH+Cr2+8H+===2Cr3++CO2+6H2O
3.如圖為一種新的HCl生產Cl2的反應機理圖，下列說法正確的是(　　)
A.該反應機理整個過程所涉及的反應均為氧化還原反應
B.CuO、Cu(OH)Cl均作催化劑
C.Cu(OH)Cl分解產生兩種產物，物質X為H2O，為氧化產物
D.Cu2OCl2轉化為CuO過程中，氧化劑、還原劑的物質的量之比為1∶2
4.合成氨是制備醫藥、炸藥、化肥、染料等的基礎反應。一種電催化制備NH3的兩種途徑反應機理如圖所示，下列說法不正確的是(　　)
A.兩種途徑均發生了加成反應
B.氮氮三鍵的鍵能很大，所以能壘最高的過程應為①和④
C.選擇強酸性溶液，有利于電催化合成反應的進行
D.氨氣應在陰極區生成
5.(2024·黑吉遼，12)“綠色零碳”氫能前景廣闊。為解決傳統電解水制“綠氫”陽極電勢高、反應速率緩慢的問題，科技工作者設計耦合HCHO高效制H2的方法，裝置如圖所示。部分反應機理為：。下列說法錯誤的是(　　)
A.相同電量下H2理論產量是傳統電解水的1.5倍
B.陰極反應：2H2O+2e-===2OH-+H2↑
C.電解時OH-通過陰離子交換膜向b極方向移動
D.陽極反應：2HCHO-2e-+4OH-===2HCOO-+2H2O+H2↑
6.(2024·山西臨汾三模)某沉積物-微生物電池可以回收處理含硫廢渣(硫元素的主要存在形式為FeS2)，工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.碳棒b的電勢比碳棒a的電勢低
B.碳棒b上FeS2生成S的電極反應式：FeS2-2e-===Fe2++2S
C.每生成1 mol S，理論上消耗33.6 L O2(標準狀況下)
D.工作一段時間后溶液酸性增強，硫氧化菌可能失去活性，電池效率降低
7.(2024·山東淄博模擬)基于Br-輔助MnO2放電的液流電池裝置如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.充電時，H+向電極A遷移
B.放電時，在該環境下的氧化性：Cd2+C.放電時，電極B上還可能發生：2Br--2e-===Br2
D.可利用Br-及時清除電極B上的“死錳”(MnO2)，提高充放電過程的可逆性
8.(2024·南昌統考模擬)鹽酸羥胺(NH3OHCl)是一種常見的還原劑和顯像劑，其化學性質類似NH4Cl。工業上主要采用向兩側電極分別通入NO和H2，以鹽酸為電解質來進行制備，其電池裝置(圖1)和含Fe的催化電極反應機理(圖2)如圖。不考慮溶液體積的變化，下列說法正確的是(　　)
A.電池工作時，含Fe的催化電極為正極，發生還原反應
B.圖2中，A為H+和e-，B為NH3OH+
C.電池工作時，每消耗標準狀況下2.24 L NO，左室溶液質量增加3.0 g
D.電池工作一段時間后，正、負極區溶液的pH均下降
9.(6分)[2024·廣東，19(2)]在非水溶劑中，將CO2轉化為化合物ⅱ(一種重要的電子化學品)的催化機理示意圖如圖，其中的催化劑有　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　。
10.(3分)用NaClO3、 H2O2 和稀硫酸制備 ClO2，反應開始時加入少量鹽酸，ClO2的生成速率大大提高(Cl-對反應有催化作用)。該過程可能經兩步反應完成，將其補充完整：
①　　　　　　　　(用離子方程式表示)；
②H2O2+Cl2===2Cl-+O2+2H+。
11.(3分)利用某分子篩作催化劑，NH3可脫除廢氣中的NO和NO2，生成兩種無毒物質，其反應歷程如圖所示。
則上述歷程的總反應為　　　　　　　。
12.(6分)[2024·江蘇，17(3)②]使用含氨基物質(化學式為CN—NH2，CN是一種碳衍生材料)聯合Pd-Au催化劑儲氫，可能機理如圖所示。氨基能將控制在催化劑表面，其原理是　　　　　　　；用重氫氣(D2)代替H2，通過檢測是否存在　　　　　　　(填化學式)確認反應過程中的加氫方式。
13.(5分)[2023·北京，16(3)]近年研究發現，電催化CO2和含氮物質(等)在常溫常壓下合成尿素，有助于實現碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的KNO3溶液通CO2至飽和，在電極上反應生成CO(NH2)2，電解原理如圖所示。
①電極b是電解池的　　　　　極。
②電解過程中生成尿素的電極反應式是　　　　　　　。
14.(6分)[2022·湖南，16(2)②③]2021年我國制氫量位居世界第一，煤的氣化是一種重要的制氫途徑。
一種脫除和利用水煤氣中CO2方法的示意圖如下：
②再生塔中產生CO2的離子方程式為　　　　　　　。
③利用電化學原理，將CO2電催化還原為C2H4，陰極反應式為　　　　　　　。
15.(9分)(2024·安徽高三模擬)利用(Q)與電解轉化法從煙氣中分離CO2的原理如圖。已知氣體可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。
(1)a端為電源的　　　　　極。
(2)純凈的CO2從　　　　　(填“出口1”或“出口2”)排出，CO2在M極上發生反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。
16.(6分)(2023·江西上饒模擬)實現碳達峰和碳中和是環保工作的重要目標。研發針對二氧化碳的碳捕捉和碳利用技術是其中的關鍵。
O2輔助的Al-CO2電池電容量大，能有效捕獲利用CO2，其工作原理如圖所示。其中，離子液體是優良的溶劑，具有導電性；電池反應產物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。此電池的正極區反應式有6O2+6e-===6、　　　　　　　　　　　　　　　，當電解過程中有1 mol Al2(C2O4)3生成，則參與反應的O2的物質的量是　　　　。
答案精析
1.D　2.A
3.D　[由圖可知，氧化銅與鹽酸反應生成Cu(OH)Cl，反應中沒有元素化合價發生變化，屬于非氧化還原反應，故A錯誤；由圖可知，氧化銅是反應的催化劑，Cu(OH)Cl是中間產物，故B錯誤；由圖可知，Cu(OH)Cl分解生成Cu2OCl2和物質X，由元素守恒可知，X為水，反應中沒有元素化合價發生變化，屬于非氧化還原反應，故C錯誤；由圖可知，Cu2OCl2轉化為氧化銅的反應為2Cu2OCl2+O22Cl2+4CuO，反應中氧元素的化合價降低被還原，氧氣是氧化劑，氯元素的化合價升高被氧化，Cu2OCl2是還原劑，則氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶2，故D正確。]
4.B　[由圖可知，①和④是氮氮三鍵轉化為氮氮雙鍵的過程，②和⑤是氮氮雙鍵轉化為氮氮單鍵的過程，則兩種途徑均發生了加成反應，故A正確；反應的活化能越大，反應速率越慢，慢反應是反應的決速步，由圖可知，③和⑥是反應的決速步，則能壘最高的過程為③和⑥，故B錯誤；由圖可知，氮氣生成氨氣的過程中，氫離子是該反應的反應物，所以選擇強酸性溶液，增大反應物的濃度，有利于電催化合成反應的進行，故C正確；由化合價變化可知，生成氨氣的電極為電解池的陰極，酸性條件下氮氣在陰極得到電子發生還原反應生成氨氣，故D正確。]
5.A　[據圖示可知，b電極上HCHO 轉化為HCOO-，HCHO發生氧化反應，所以b電極為陽極，a電極為陰極，HCHO為陽極反應物，陽極反應：①HCHO+OH--e-===HCOOH+H2↑，②HCOOH+OH-===HCOO-+H2O，陰極反應：2H2O+2e-===H2↑+2OH-，即轉移2 mol電子時，陰、陽兩極各生成1 mol H2，共2 mol H2；而傳統電解水：2H2O2H2↑+O2↑，轉移2 mol電子，只有陰極生成1 mol H2，所以相同電量下H2理論產量是傳統電解水的2倍，故A錯誤、B正確；由電極反應式可知，電解過程中陰極生成OH-，OH-通過陰離子交換膜向陽極移動，即向b極方向移動，故C正確；由分析可知陽極反應為2HCHO-2e-+4OH-===2HCOO-+2H2O+H2↑，故D正確。]
6.C　[碳棒b上發生失電子的氧化反應：FeS2→S→，碳棒a上O2發生得電子的還原反應，碳棒a為正極，電勢較高，A正確；碳棒b(負極)上FeS2生成S的電極反應式：FeS2-2e-===Fe2++2S，B項正確；負極上每生成1 mol S，電路中轉移7 mol電子(S元素的化合價由-1價升至+6價)，根據得失電子守恒，理論上消耗O2的物質的量為=1.75 mol，標準狀況下的體積為1.75 mol×22.4 L·mol-1=39.2 L，C項錯誤；電池總反應：2FeS2+7O2+2H2O===2Fe2++4+4H+，工作一段時間后，c(H+)增大，酸性增強，硫氧化菌可能失去活性，電池效率降低，D項正確。]
7.C　[由題干圖示信息可知，充電時，電極A上Cd2+轉化為Cd，發生還原反應，電極反應為Cd2++2e-===Cd，電極B上Mn2+轉化為Mn3+，電極反應為Mn2+-e-===Mn3+，B為陽極，還可能為溴離子失去電子發生氧化反應，發生電極反應：2Br- -2e-===Br2；放電時，A電極上Cd轉化為Cd2+，電極反應為Cd-2e-===Cd2+，發生氧化反應，A為負極，B電極上Mn3+轉化為Mn2+，發生還原反應，電極反應為Mn3++e-===Mn2+。充電時，陽離子向陰極遷移，故H+向電極A遷移，A正確； 由放電時的總反應：2Mn3++Cd===Cd2++2Mn2+可知，氧化性：Mn3+>Cd2+，B正確；由分析可知，充電時，電極B上可能發生反應：2Br--2e-===Br2；放電時，電極B為正極，應該發生還原反應，C錯誤；MnO2沉積在電極B上，可能會影響充放電的進行，Br-具有一定的還原性，可將MnO2還原為Mn2+，從而提高充放電過程的可逆性，D正確。]
8.A　[由圖可知，Pt電極上H2→H+，失去電子發生氧化反應，作負極，含Fe的催化電極為正極，發生還原反應，故A正確；根據題意可知，NH2OH可以和鹽酸反應生成鹽酸羥胺，所以缺少的一步反應為NH2OH+H+===NH3OH+，圖2中，A為H+，B為NH3OH+，故B錯誤；含鐵的催化電極為正極，其電極反應為NO+3e-+4H++Cl-===NH3OHCl，4個氫離子中有1個是左側溶液中HCl提供的，3個是右側溶液遷移過來的；標準狀況下消耗2.24 L NO的物質的量為0.1 mol，則左室增加的質量為0.1 mol NO和0.3 mol H+的質量，即質量增加3.3 g，故C錯誤；負極電極反應式為H2-2e-===2H+，H+濃度增大，pH減小，正極電極反應為NO+3e-+4H++Cl-===NH3OHCl，正極區H+濃度減小，pH增大，故D錯誤。]
9.AcOH　KI
解析　催化劑參與化學反應，但反應前后質量和化學性質并未改變，由催化機理示意圖可知，催化劑有AcOH和KI。
10.2Cl+2Cl-+4H+===2ClO2+Cl2+2H2O
解析　②步中Cl2生成Cl-，可知催化劑Cl-的變化歷程是Cl-→Cl2→Cl-，即Cl-在第①步中變成Cl2，由題給信息及氧化還原知識可知，氧化劑是Cl，且Cl反應后生成ClO2。
11.2NH3+NO+NO22N2+3H2O
12.—NH2可以與形成氫鍵　CN—NHD或DCOO-
解析　氨基中的H原子連在電負性較大的N原子上，中的H原子連在電負性較大的O原子上，二者之間可以形成氫鍵N—H…O、N…H—O。總反應為H2+HC===H2O+HCOO-。
13.①陽　②2N+16e-+CO2+18H+===CO(NH2)2+7H2O
解析　①電極b上發生H2O失電子生成O2的氧化反應，是電解池的陽極。②a極硝酸根離子得電子轉化為尿素，再結合酸性環境可分析出電極反應式為2N+16e-+CO2+18H+===CO(NH2)2+7H2O。
14.②2HCCO2↑+C+H2O
③2CO2+12e-+12H+===C2H4+4H2O、AgCl+e-===Ag+Cl-
15.(1)負　(2)出口2　CO2+OH-
16.6CO2+6===3C2+6O2　6 mol
解析　由電池分析可得關系式：Al2(C2O4)3~6CO2~6O2，每生成1 mol Al2(C2O4)3，有6 mol O2參與反應。(共38張PPT)
[選擇+題空]
專題六　第1練　
物質轉化的微觀分析
1.(2023·新課標卷，12)“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物為催化中心，可將NH2OH與NH3轉化為肼(NH2NH2)，其反應歷程如下所示。
下列說法錯誤的是
A.NH2OH、NH3和H2O均為極性
分子
B.反應涉及N—H、N—O鍵斷裂
和N—N鍵生成
C.催化中心的Fe2+被氧化為Fe3+，
后又被還原為Fe2+
D.將NH2OH替換為ND2OD，反應可得ND2ND2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
√
10
11
12
13
14
15
16
NH2OH、NH3、H2O的電荷分布都不均勻，均為極性分子，A正確；
由反應歷程可知，有N—H、N—O斷裂，還有N—N的生成，B正確；
反應過程中，Fe2+先失去電子發
生氧化反應生成Fe3+，后面又得
到電子生成Fe2+，C正確；
反應過程中，生成的NH2NH2中
有兩個氫來源于NH3，所以將
NH2OH替換為ND2OD，反應得
到ND2NH2和HDO，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2.(2024·安徽模擬)利用TiO2-Cr2(H+)可快速測定水體化學需氧量，以CH3OH表示水體中的有機物，已知TiO2 +e-，部分反應機理如圖所示。下列敘述錯誤的是
A.該過程中和·OH均表現出還原性
B.該過程中TiO2是催化劑
C.Cr2可以防止和e-重新結合
D.該過程的離子方程式可以表示為CH3OH+Cr2+8H+===2Cr3++CO2+6H2O
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
根據反應機理圖可知，和·OH均能將水體中的有機物(CH3OH)轉化為CO2，CH3OH作還原劑，所以該過程中和·OH均表現出氧化性，故A錯誤；
由于存在TiO2 +e-，Cr2
得到e-轉化為Cr3+，可以防止
和e-重新結合，故C正確；
從反應機理圖可以看出，該過程是Cr2在TiO2的催化作用下氧化有機物，離子方程式為CH3OH+Cr2+8H+===2Cr3++CO2+6H2O，故D正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3.如圖為一種新的HCl生產Cl2的反應機理圖，下列說法正確的是
A.該反應機理整個過程所涉及的反應均為氧化
還原反應
B.CuO、Cu(OH)Cl均作催化劑
C.Cu(OH)Cl分解產生兩種產物，物質X為H2O，
為氧化產物
D.Cu2OCl2轉化為CuO過程中，氧化劑、還原劑
的物質的量之比為1∶2
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
由圖可知，氧化銅與鹽酸反應生成Cu(OH)Cl，反應中沒有元素化合價發生變化，屬于非氧化還原反應，故A錯誤；
由圖可知，氧化銅是反應的催化劑，Cu(OH)Cl
是中間產物，故B錯誤；
由圖可知，Cu(OH)Cl分解生成Cu2OCl2和物質X，
由元素守恒可知，X為水，反應中沒有元素化合
價發生變化，屬于非氧化還原反應，故C錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
由圖可知，Cu2OCl2轉化為氧化銅的反應為
2Cu2OCl2+O2 2Cl2+4CuO，反應中
氧元素的化合價降低被還原，氧氣是氧化劑，
氯元素的化合價升高被氧化，Cu2OCl2是還
原劑，則氧化劑和還原劑的物質的量之比為
1∶2，故D正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
4.合成氨是制備醫藥、炸藥、化肥、染料等的基礎反應。一種電催化制備NH3的兩種途徑反應機理如圖所示，下列說法不正確的是
A.兩種途徑均發生了加成反應
B.氮氮三鍵的鍵能很大，所以
能壘最高的過程應為①和④
C.選擇強酸性溶液，有利于電
催化合成反應的進行
D.氨氣應在陰極區生成
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
16
由圖可知，①和④是氮氮三鍵轉化為氮氮雙鍵的過程，②和⑤是氮氮雙鍵轉化為氮氮單鍵的過程，
則兩種途徑均發生了加成反應，
故A正確；
反應的活化能越大，反應速率
越慢，慢反應是反應的決速步，
由圖可知，③和⑥是反應的決速步，則能壘最高的過程為③和⑥，故B錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
由圖可知，氮氣生成氨氣的過程中，氫離子是該反應的反應物，所以選擇強酸性溶液，增大反應
物的濃度，有利于電催化合
成反應的進行，故C正確；
由化合價變化可知，生成氨
氣的電極為電解池的陰極，
酸性條件下氮氣在陰極得到電子發生還原反應生成氨氣，故D正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
5.(2024·黑吉遼，12)“綠色零碳”氫能前景廣闊。為解決傳統電解水制“綠氫”陽極電勢高、反應速率緩慢的問題，科技工作者設計耦合
HCHO高效制H2的方法，裝置如圖所示。部分反應機理為：
。下列說法錯誤的是
A.相同電量下H2理論產量是傳統
電解水的1.5倍
B.陰極反應：2H2O+2e-===2OH-+
H2↑
C.電解時OH-通過陰離子交換膜向b極方向移動
D.陽極反應：2HCHO-2e-+4OH-===2HCOO-+2H2O+H2↑
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
據圖示可知，b電極上HCHO 轉化為HCOO-，HCHO發生氧化反應，所以b電極為陽極，a電極為陰極，HCHO為陽極反應物，陽極反應：①HCHO+
OH--e-===HCOOH+H2↑，②HCOOH+OH-===HCOO-+H2O，陰極反應：2H2O+2e-===H2↑+2OH-，即轉移
2 mol電子時，陰、陽兩極各生成
1 mol H2，共2 mol H2；而傳統電
解水：2H2O 2H2↑+O2↑，
轉移2 mol電子，只有陰極生成
1 mol H2，所以相同電量下H2理論產量是傳統電解水的2倍，故A錯誤、B正確；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
由電極反應式可知，電解過程中陰極生成OH-，OH-通過陰離子交換膜向陽極移動，即向b極方向移動，故C正確；
由分析可知陽極反應為2HCHO-2e-+4OH-===2HCOO-+2H2O+H2↑，故D正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
6.(2024·山西臨汾三模)某沉積物-微生物電池可以回收處理含硫廢渣(硫元素的主要存在形式為FeS2)，工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是
A.碳棒b的電勢比碳棒a的電勢低
B.碳棒b上FeS2生成S的電極反
應式：FeS2-2e-===Fe2++2S
C.每生成1 mol S，理論上
消耗33.6 L O2(標準狀況下)
D.工作一段時間后溶液酸性增
強，硫氧化菌可能失去活性，電池效率降低
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
碳棒b上發生失電子的氧化反
應：FeS2→S→，碳棒a
上O2發生得電子的還原反應，
碳棒a為正極，電勢較高，A
正確；
碳棒b(負極)上FeS2生成S的電
極反應式：FeS2-2e-===Fe2++2S，B項正確；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
負極上每生成1 mol S，電路中轉移7 mol電子(S元素的化合價由-1價升至+6價)，根據得失電子守恒，理論上消耗O2的物質的量為=
1.75 mol，標準狀況下的體
積為1.75 mol×22.4 L·mol-1
=39.2 L，C項錯誤；
電池總反應：2FeS2+7O2+
2H2O===2Fe2++4+4H+，
工作一段時間后，c(H+)增
大，酸性增強，硫氧化菌可能失去活性，電池效率降低，D項正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
7.(2024·山東淄博模擬)基于Br-輔助MnO2放電的液流電池裝置如圖所示。下列說法錯誤的是
A.充電時，H+向電極A遷移
B.放電時，在該環境下的氧
化性：Cd2+C.放電時，電極B上還可能
發生：2Br--2e-===Br2
D.可利用Br-及時清除電極B上的“死錳”(MnO2)，提高充放電過程的可
逆性
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
由題干圖示信息可知，充電時，電極A上Cd2+轉化為Cd，發生還原反應，電極反應為Cd2++2e-===Cd，電極B上Mn2+轉化為Mn3+，電極反應為Mn2+-e-===Mn3+，B為陽極，還可能為溴離子失去電子發生氧化反應，發生電極反應：2Br- -2e-===Br2；放電時，A電極上Cd轉化為Cd2+，電極反應為Cd-2e-===Cd2+，發生
氧化反應，A為負極，B電極上
Mn3+轉化為Mn2+，發生還原反應，
電極反應為Mn3++e-===Mn2+。充
電時，陽離子向陰極遷移，故H+
向電極A遷移，A正確；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
由放電時的總反應：2Mn3++Cd===Cd2++2Mn2+可知，氧化性：Mn3+>Cd2+，B正確；
由分析可知，充電時，電極B上
可能發生反應：2Br--2e-===Br2；
放電時，電極B為正極，應該發
生還原反應，C錯誤；
MnO2沉積在電極B上，可能會影響充放電的進行，Br-具有一定的還原性，可將MnO2還原為Mn2+，從而提高充放電過程的可逆性，D正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
8.(2024·南昌統考模擬)鹽酸羥胺(NH3OHCl)是一種常見的還原劑和顯像劑，其化學性質類似NH4Cl。工業上主要采用向兩側電極分別通入NO和H2，以鹽酸為電解質來進行制備，其電池裝置(圖1)和含Fe的催化電極反應機理(圖2)如圖。不考慮溶液體積的變化，下列說法正確的是
A.電池工作時，含Fe的催化電極為正極，發生還原反應
B.圖2中，A為H+和e-，B為
NH3OH+
C.電池工作時，每消耗標準
狀況下2.24 L NO，左室溶
液質量增加3.0 g
D.電池工作一段時間后，正、負極區溶液的pH均下降
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
由圖可知，Pt電極上H2→H+，失去電子發生氧化反應，作負極，含Fe的催化電極為正極，發生還原反應，故A正確；
根據題意可知，NH2OH可
以和鹽酸反應生成鹽酸羥
胺，所以缺少的一步反應
為NH2OH+H+===NH3OH+，
圖2中，A為H+，B為NH3OH+，
故B錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
含鐵的催化電極為正極，其電極反應為NO+3e-+4H++Cl-===NH3OHCl，4個氫離子中有1個是左側溶液中HCl提供的，3個是右側溶液遷移過來的；標準狀況下消耗
2.24 L NO的物質的量
為0.1 mol，則左室增
加的質量為0.1 mol NO
和0.3 mol H+的質量，
即質量增加3.3 g，故C錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
負極電極反應式為H2-2e-===2H+，H+濃度增大，pH減小，正極電極反應為NO+3e-+4H++Cl-===NH3OHCl，正極區H+濃度減小，pH增大，故D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
催化劑參與化學反應，但反應前后質量和化學性質并未改變，由催化機理示意圖可知，催化劑有AcOH和KI。
9.[2024·廣東，19(2)]在非水溶劑中，將CO2轉化為化合物ⅱ(一種重要的電子化學品)的催化機理示意圖如圖，其中的催化劑有　　　和　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
AcOH
KI
10.用NaClO3、 H2O2 和稀硫酸制備 ClO2，反應開始時加入少量鹽酸，ClO2的生成速率大大提高(Cl-對反應有催化作用)。該過程可能經兩步反應完成，將其補充完整：
①　　　　　 　　(用離子方程式表示)；
②H2O2+Cl2===2Cl-+O2+2H+。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2Cl+2Cl-+4H+===2ClO2+Cl2+2H2O
②步中Cl2生成Cl-，可知催化劑Cl-的變化歷程是Cl-→Cl2→Cl-，即Cl-在第①步中變成Cl2，由題給信息及氧化還原知識可知，氧化劑是Cl，且Cl反應后生成ClO2。
11.利用某分子篩作催化劑，NH3可脫除廢氣中的NO和NO2，生成兩種無毒物質，其反應歷程如圖所示。
則上述歷程的總反應為　　　　　 　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2NH3+NO+NO2 2N2+3H2O
12.[2024·江蘇，17(3)②]使用含氨基物質(化學式為CN—NH2，CN是一種碳衍生材料)聯合Pd-Au催化劑儲氫，可能機理如圖所示。氨基能將控制在催化劑表面，其原理是
　　　　　　 　；
用重氫氣(D2)代替H2，通過檢
測是否存在__________________
(填化學式)確認反應過程中的
加氫方式。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
—NH2可以與形成氫鍵
CN—NHD或DCOO-
氨基中的H原子連在電負性較大的N原子上，中的H原子連在電負性較大的O原子上，二者之間可以形成氫鍵
N—H…O、N…H—O。總反應為H2+HC===H2O+HCOO-。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
電極b上發生H2O失電子生成O2的氧化反應，是電解池的陽極。
13.[2023·北京，16(3)]近年研究發現，電
催化CO2和含氮物質(等)在常溫常壓
下合成尿素，有助于實現碳中和及解決
含氮廢水污染問題。向一定濃度的KNO3
溶液通CO2至飽和，在電極上反應生成
CO(NH2)2，電解原理如圖所示。
①電極b是電解池的　　極。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
陽
a極硝酸根離子得電子轉化為尿素，再結合酸性環境可分析出電極反應式為2N+16e-+CO2+18H+===CO(NH2)2+7H2O。
②電解過程中生成尿素的電極反應式是_____________________________
　　　　　 　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2N+16e-+CO2+18H+===
CO(NH2)2+7H2O
14.[2022·湖南，16(2)②③]2021年我國制氫量位居世界第一，煤的氣化是一種重要的制氫途徑。
一種脫除和利用水煤氣中CO2方法的示意圖如下：
②再生塔中產生CO2的離子方程式為　　　　　　 　 。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2HC CO2↑+C+H2O
再生塔中KHCO3受熱分解生成K2CO3、H2O和CO2，該反應的離子方程式為2HC CO2↑+C+H2O。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
③利用電化學原理，將CO2電催化還原為C2H4，陰極反應式為_________
　　　　　 　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
+12H+===C2H4+4H2O、AgCl+e-===Ag+Cl-
2CO2+12e-
利用電化學原理，將CO2電催化還原為C2H4，陰極上發生還原反應，陽極上水放電生成氧氣和H+，H+通過質子交換膜遷移到陰極區參與反應生成乙烯，鉑電極和AgCl/Ag電極均為陰極，在電解過程中AgCl可以轉化為Ag，則陰
極的電極反應式為
2CO2+12e-+12H+===
C2H4+4H2O、AgCl+
e-===Ag+Cl-。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
15.(2024·安徽高三模擬)利用 (Q)與
電解轉化法從煙氣中分離CO2的
原理如圖。已知氣體可選擇性通
過膜電極，溶液不能通過。
(1)a端為電源的　　　極。
(2)純凈的CO2從　　　　(填“出口1”或“出口2”)排出，CO2在M極上發生反應的離子方程式為　　　　　　　　　。
負
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
出口2
CO2+OH-===
16.(2023·江西上饒模擬)實現碳達峰和碳中和是環保工作的重要目標。研發針對二氧化碳的碳捕捉和碳利用技術是其中的關鍵。
O2輔助的Al-CO2電池電容量大，能有效捕獲利
用CO2，其工作原理如圖所示。其中，離子液
體是優良的溶劑，具有導電性；電池反應產物
Al2(C2O4)3是重要的化工原料。此電池的正極區
反應式有6O2+6e-===6、　　　　　　　　　　　　，當電解過程中有1 mol Al2(C2O4)3生成，則參與反應的O2的物質的量是　　　　。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
6CO2+6===3C2+6O2
6 mol
由電池分析可得關系式：Al2(C2O4)3~6CO2~6O2，每生成1 mol Al2(C2O4)3，有6 mol O2參與反應。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

展開更多......

收起↑