高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 专题检测试卷(word版含解析)
文档属性
| 名称 | 高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 专题检测试卷(word版含解析) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-03-12 23:14:41 | ||
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文档简介
专题1 化学反应与能量变化 专题检测试卷
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分；每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于能量变化的说法正确的是( )
A．“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较，冰的能量高
B．化学反应在物质变化的同时，伴随着能量变化，其表现形式只有吸热和放热两种
C．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
D．化学反应遵循质量守恒的同时，也遵循能量守恒
2．C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已知：
①2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1
②
下列推断正确的是( )
A．C(s)的标准燃烧热为－110.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝484 kJ·mol－1
C．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.5 kJ·mol－1
D．将2 mol H2O(g)分解成H2(g)和O2(g)，至少需要提供4×463 kJ的热量
3．下列关于反应热的叙述正确的是( )
A．当ΔH<0时，表示该反应为吸热反应
B．1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热量就是H2的标准燃烧热
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D．1 mol NaOH分别和1 mol CH3COOH、1 mol HNO3反应放出的热量：CH3COOH4．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是( )
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D．若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，则测定数值偏高
5．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：
下列说法正确的是( )
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
6.用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( )
A．电子通过盐桥从乙池移向甲池
B．盐桥中的电解质溶液为KCl溶液
C．开始时，银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋
D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
7．有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是( )
图Ⅰ 碱性锌锰电池 图Ⅱ 铅－硫酸蓄电池
图Ⅲ 电解精炼铜 图Ⅳ 银锌纽扣电池
A．图Ⅰ所示电池中，MnO2的作用是催化剂
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液浓度始终不变
D．图Ⅳ所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag
8．下列关于如图装置说法正确的是( )
A．装置中电子移动的途径是：负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO
C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁
D．若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀
9．用铂(惰性)电极进行电解，下列说法正确的是( )
A．电解NaOH溶液时，溶液的pH减小
B．电解H2SO4溶液时，在阳极和阴极析出产物的物质的量之比为2∶1
C．电解饱和Na2SO4溶液时，溶液浓度将增大，pH不变
D．电解CuCl2溶液时，溶液浓度将减小
10．通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH2＝b kJ·mol－1
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH3＝c kJ·mol－1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH4＝d kJ·mol－1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1
D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1
11．已知下列热化学方程式：
Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s)
ΔH1＝－351.1 kJ·mol－1
Hg(l)＋O2(g)===HgO(s)
ΔH2＝－90.7 kJ·mol－1
由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l) ΔH3，其中ΔH3是( )
A．－441.8 kJ·mol－1 B．－254.6 kJ·mol－1
C．－438.9 kJ·mol－1 D．－260.4 kJ·mol－1
12．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应物、生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲
B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O
C．当电极甲上消耗1 mol N2H4时，电极乙上有22.4 L O2参与反应
D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
13．某学术刊物介绍了一种新型中温全瓷铁—空气电池，其结构如图所示。
下列有关该电池放电时的说法正确的是( )
A．O2－由b极移向a极
B．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－
C．铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2
D．若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移
14．2018年我国科学家成功研制出铝—石墨烯电池。若手机使用该电池，1.1 s即充满电并可连续使用半个月。电池的电解质为铝基离子液体(BMIM和AlCl3按一定比例配制而成)，主要阴离子为AlCl、Al2Cl，其电池如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，石墨烯作电池正极，发生氧化反应
B．放电时，铝电极的电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl
C．充电时，Al与电源正极相连
D．放电时，AlCl、Al2Cl向石墨烯移动
15．关于下列各装置图的叙述不正确的是( )
A．用图①装置实现铁上镀铜，a极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液
B．图②装置盐桥中KCl的Cl－移向右烧杯
C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
D．图④两个装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量不同
16．由于具有超低耗电量、寿命长的特点，LED产品越来越受欢迎，下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是( )
A．电池负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O
B．a处通入氧气，b处通入氢气
C．该装置中能量转化只涉及两种形式的能量转化
D．P型半导体连接的是电池负极
17．在K2Cr2O7存在下，可利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．负极的电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋
B．电路中每转移3 mol电子，正极生成103 g Cr(OH)3
C．装置工作一段时间后，中间室中NaCl溶液的浓度将减小
D．反应温度越高，该装置处理含苯酚废水的效率越高
18．工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8。电解时，阴极材料为Pb；阳极(铂电极)电极反应式为2HSO－2e－===S2O＋2H＋。下列说法正确的是( )
A．阴极电极反应式为Pb＋HSO－2e－===PbSO4＋H＋
B．阳极反应中S的化合价升高
C．S2O中既存在非极性键又存在极性键
D．可以用铜电极作阳极
二、非选择题(本题包括4小题，共46分)
19．(10分)(1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫，转化过程如下：S(单斜，s)S(斜方，s) ΔH＝－0.398 kJ·mol－1，则S(单斜，s)、S(斜方，s)相比，较稳定的是______[填“S(单斜，s)”或“S(斜方，s)”]。
(2)下表中的数据表示破坏1 mol化学键需消耗的能量(即键能，单位为kJ·mol－1)
化学键 H—H H—Cl
键能 436 431
热化学方程式：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJ·mol－1，则Cl—Cl的键能为________kJ·mol－1。
(3)标准状况下，6.72 L C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出389.7 kJ热量，请写出表示C2H2标准燃烧热的热化学方程式：_________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知：C(石墨，s)＋ O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－a kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－c kJ·mol－1
计算C(石墨，s)与H2(g)反应生成1 mol CH4(g)的ΔH为________kJ·mol－1 (用含a、b、c的式子表示)。
(5)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。则反应过程中，每生成2 mol N2理论上放出的热量为________。
20．(10分)铅酸蓄电池是典型的可充电电池，电池总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。
请回答下列问题：
(1)放电时，正极的电极反应式是__________________。电解液中H2SO4的浓度将变________，当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________ g，电池中消耗的硫酸物质的量为________。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图示连接，外加电源充电一段时间后，则在A电极上生成________。B电极上生成________，充电完成后，重新放电，A电极为________极。
21．(12分)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述________(填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为__________________________________________________________。
(2)用甲烷或其他有机物、氧气为原料可设计成原电池，以CnH2nOn、O2为原料，硫酸溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为__________________________________。
(3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。
图2电池负极区的电极反应为________________________________________________
__________________________________________________________________________；
若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现________色，c位置的电极反应式为______________________________________________________，
若用KI 淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是________(填“A”或“B”)电极。
22．(14分)(1)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：
正极为________(填“A电极”或“B电极”)，H＋移动方向为由________到________(填“A”或“B”)，写出A电极的电极反应式：____________________________________。
(2)SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。
①a是直流电源的________极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为________________________________________________________________________。
③用离子方程式表示吸收NO的原理__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)结合如图所示的电解装置可去除废水中的氨氮。
①a极为________。
②d极反应式为___________________________________________________________。
(4)VB2－空气电池是目前储电能力最高的电池。以VB2－空气电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示，该电池工作时的反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，VB2极发生的电极反应为_______________________________________________________________。
当外电路中通过0.04 mol电子时，B装置内共收集到0.448 L气体(标准状况)，若B装置内的液体体积为200 mL(电解前后溶液体积不变)，则电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。
答案与解析
专题1 化学反应与能量变化 专题检测试卷
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分；每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于能量变化的说法正确的是( )
A．“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较，冰的能量高
B．化学反应在物质变化的同时，伴随着能量变化，其表现形式只有吸热和放热两种
C．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
D．化学反应遵循质量守恒的同时，也遵循能量守恒
答案 D
解析 水和冰相比较，冰的能量低，故A错误；发生化学反应时能量的变化有多种形式，可以表现为热量的变化，还可以表现为光能等，故B错误；ΔH>0说明反应吸热，所以石墨的能量较低，能量越低物质越稳定，故石墨更稳定，故C错误；化学反应遵循质量守恒的同时，也遵循能量守恒，故D正确。
2．C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已知：
①2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1
②
下列推断正确的是( )
A．C(s)的标准燃烧热为－110.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝484 kJ·mol－1
C．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.5 kJ·mol－1
D．将2 mol H2O(g)分解成H2(g)和O2(g)，至少需要提供4×463 kJ的热量
答案 C
解析 A项，由题意可得反应③C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5 kJ·mol－1，但表达C(s)的标准燃烧热时必须生成稳定的氧化物二氧化碳，故标准燃烧热不是－110.5 kJ·mol－1，错误；B项，2 mol水分子中含有4 mol H—O键，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝436 kJ·mol－1×2＋496 kJ·mol－1－4×463 kJ·mol－1＝－484 kJ·mol－1，错误；C项，③C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1，④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484 kJ·mol－1，由③－×④得：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1－×(－484 kJ·mol－1)＝131.5 kJ·mol－1，正确；D项，由2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484 kJ·mol－1可知，分解2 mol H2O(g)，至少需要提供484 kJ的热量，错误。
3．下列关于反应热的叙述正确的是( )
A．当ΔH<0时，表示该反应为吸热反应
B．1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热量就是H2的标准燃烧热
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D．1 mol NaOH分别和1 mol CH3COOH、1 mol HNO3反应放出的热量：CH3COOH答案 D
解析 A项，ΔH<0表示反应为放热反应；C项，反应热等于反应物总能量与生成物总能量的差值，故与二者的能量有关；D项，CH3COOH电离时吸热。
4．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是( )
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D．若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，则测定数值偏高
答案 D
解析 A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，改为铝粉，没有改变反应的本质，放出的热量不变，错误；C项，铁质搅拌器导热性好，热量损失较大，错误；D项，NaOH固体溶于水时放热，正确。
5．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：
下列说法正确的是( )
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
答案 C
解析 A项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ和状态Ⅲ知，CO和O生成CO2是放热反应，错误；B项，由状态Ⅱ知，在CO与O生成CO2的过程中CO没有断键形成C和O，错误；C项，由状态Ⅲ及CO2的结构式O==C==O知，CO2分子中存在碳氧极性共价键，正确；D项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ(CO和O)和状态Ⅲ(CO2)分析，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O原子反应生成CO2的过程，错误。
6.用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( )
A．电子通过盐桥从乙池移向甲池
B．盐桥中的电解质溶液为KCl溶液
C．开始时，银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋
D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
答案 D
解析 电子不能通过电解质溶液，故A错误；乙烧杯中的电解质溶液为AgNO3溶液，能和KCl反应生成AgCl沉淀，堵塞盐桥，故B错误；铜片是负极，银片是正极，在银片上发生的反应式是Ag＋＋e－===Ag，故C错误；该原电池的负极是铜，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极是银，电极反应式为2Ag＋＋2e－===2Ag，两极的反应式相加得到总反应式：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应也是铜置换银，故D正确。
7．(2020·福建平和中学高二月考)有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是( )
图Ⅰ 碱性锌锰电池 图Ⅱ 铅－硫酸蓄电池
图Ⅲ 电解精炼铜 图Ⅳ 银锌纽扣电池
A．图Ⅰ所示电池中，MnO2的作用是催化剂
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液浓度始终不变
D．图Ⅳ所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag
答案 D
解析 该电池反应中MnO2得到电子被还原，为原电池的正极，故A错误；铅蓄电池放电时电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O, 该反应中有H2SO4参加反应，导致硫酸的浓度降低，故B错误；粗铜中不仅含有铜，还含有其他金属，电解时，粗铜中有铜和其他金属失电子，纯铜上只有Cu2＋得电子，所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜，溶液中Cu2＋浓度减小，故C错误。
8．下列关于如图装置说法正确的是( )
A．装置中电子移动的途径是：负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO
C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁
D．若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀
答案 B
9．(2020·南昌市第一中学高二期末)用铂(惰性)电极进行电解，下列说法正确的是( )
A．电解NaOH溶液时，溶液的pH减小
B．电解H2SO4溶液时，在阳极和阴极析出产物的物质的量之比为2∶1
C．电解饱和Na2SO4溶液时，溶液浓度将增大，pH不变
D．电解CuCl2溶液时，溶液浓度将减小
答案 D
解析 电解氢氧化钠溶液时，实质上是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以溶液的浓度增大，氢氧根离子的浓度增大，溶液的pH增大，选项A错误；电解H2SO4溶液，实质是电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，根据得失电子守恒，阳极和阴极析出产物的物质的量之比为1∶2，选项B错误；电解饱和硫酸钠溶液时，阴极上氢离子放电、阳极上氢氧根离子放电，相当于电解水，溶液过饱和析出晶体，浓度不变，硫酸钠是强酸强碱盐，其溶液呈中性，pH不变，选项C错误；电解CuCl2 溶液的实质是电解电解质本身，CuCl2溶液浓度将减小，选项D正确。
10．通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH2＝b kJ·mol－1
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH3＝c kJ·mol－1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH4＝d kJ·mol－1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1
D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1
答案 C
解析 反应③中的反应物为CO2、H2，由反应可知，反应①、②为反应③提供原料气，故A正确；反应③中的反应物为CO2，转化为甲醇，则反应③也是CO2资源化利用的方法之一，故B正确；由反应④可知，物质的量与热量成正比，且气态水的能量比液态水的能量高，则反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH≠ kJ·mol－1，故C错误；由盖斯定律可知，②×2＋③×2＋④得到2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)，则ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1，故D正确。
11．已知下列热化学方程式：
Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s)
ΔH1＝－351.1 kJ·mol－1
Hg(l)＋O2(g)===HgO(s)
ΔH2＝－90.7 kJ·mol－1
由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l) ΔH3，其中ΔH3是( )
A．－441.8 kJ·mol－1 B．－254.6 kJ·mol－1
C．－438.9 kJ·mol－1 D．－260.4 kJ·mol－1
答案 D
解析 将两个已知反应自上而下分别标作①和②，根据盖斯定律①－②得Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)ΔH3＝－351.1 kJ·mol－1＋90.7 kJ·mol－1＝－260.4 kJ·mol－1。即D项正确。
12．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应物、生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲
B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O
C．当电极甲上消耗1 mol N2H4时，电极乙上有22.4 L O2参与反应
D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
答案 A
解析 A项，在原电池内部，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2－由电极乙移向电极甲，正确；B项，电池的总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，错误；C项，当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，转移4 mol电子，根据得失电子守恒知，电极乙上有1 mol O2参与反应，在标准状况下O2的体积为22.4 L，题目中没有指明标准状况，错误；D项，在外电路中，电子由负极(甲)移向正极(乙)，错误。
13．某学术刊物介绍了一种新型中温全瓷铁—空气电池，其结构如图所示。
下列有关该电池放电时的说法正确的是( )
A．O2－由b极移向a极
B．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－
C．铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2
D．若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移
答案 C
解析 由新型中温全瓷铁—空气电池的装置图可知，a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极，铁与水反应生成氢气，氢气在b极失电子发生氧化反应为负极。在原电池中，阴离子向负极移动，O2－由a极移向b极，A项错误；a极空气中的氧气得电子发生还原反应，为正极，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，B项错误；由新型中温全瓷铁—空气电池的装置图可知，铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2，C项正确；有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则氧气为×＝0.2 mol，则电路中转移0.8 mol电子，D项错误。
14．(2020·济南期末)2018年我国科学家成功研制出铝—石墨烯电池。若手机使用该电池，1.1 s即充满电并可连续使用半个月。电池的电解质为铝基离子液体(BMIM和AlCl3按一定比例配制而成)，主要阴离子为AlCl、Al2Cl，其电池如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，石墨烯作电池正极，发生氧化反应
B．放电时，铝电极的电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl
C．充电时，Al与电源正极相连
D．放电时，AlCl、Al2Cl向石墨烯移动
答案 B
解析 放电时是原电池，Al作负极，发生氧化反应，石墨烯作正极，发生还原反应，故A错误；根据题意可知，电池中主要阴离子为AlCl、Al2Cl，且Al作负极，失去电子，电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl，故B正确；充电时，阴极得电子生成Al，所以Al应该连接电源负极，故C错误；放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，即阴离子(AlCl、Al2Cl)向Al移动，故D错误。
15．(2020·重庆期末)关于下列各装置图的叙述不正确的是( )
A．用图①装置实现铁上镀铜，a极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液
B．图②装置盐桥中KCl的Cl－移向右烧杯
C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
D．图④两个装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量不同
答案 B
解析 根据电流方向知a为电解池的阳极，要实现铁上镀铜，则铜为阳极，电解质溶液可以是CuSO4溶液，故A项正确；图②装置是原电池，Zn为负极，Cu为正极，在原电池内，阴离子移向负极，故B项错误；要保护钢闸门不受腐蚀，钢闸门应该连在电源的负极上，故C项正确；左边装置的负极反应式为Al－3e－===Al3＋，右边装置的负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，这两个装置中通过相同数目的电子时，消耗的负极材料的物质的量之比应该为2∶3，故D项正确。
16．(2020·合肥高二期末)由于具有超低耗电量、寿命长的特点，LED产品越来越受欢迎，下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是( )
A．电池负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O
B．a处通入氧气，b处通入氢气
C．该装置中能量转化只涉及两种形式的能量转化
D．P型半导体连接的是电池负极
答案 A
解析 根据LED发光二极管中电子移动方向可判断N型半导体与电池负极相连，H2在负极反应，电解质溶液为KOH溶液，负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，A正确；a处为负极，应该通入氢气，b处通入氧气，B错误；该装置主要涉及化学能、电能、光能三种形式的能量转化，C错误；P型半导体与电池正极相连，D错误。
17．(2021·百师联盟复习联考)在K2Cr2O7存在下，可利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．负极的电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋
B．电路中每转移3 mol电子，正极生成103 g Cr(OH)3
C．装置工作一段时间后，中间室中NaCl溶液的浓度将减小
D．反应温度越高，该装置处理含苯酚废水的效率越高
答案 D
解析 由图可知，负极发生氧化反应，C6H5OH失电子生成CO2，电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋，A项正确；正极K2Cr2O7被还原为Cr(OH)3，生成1 mol Cr(OH)3转移3 mol电子，1 mol Cr(OH)3的质量为103 g，B项正确；负极产生的H＋通过阳离子交换膜进入中间室，正极产生的OH－通过阴离子交换膜也进入中间室，H＋和OH－反应生成水，溶液体积增大，NaCl溶液的浓度将减小，C项正确；负极利用微生物实现将苯酚氧化为CO2，温度过高，则微生物失去活性，处理废水效率下降，D项错误。
18．(2020·山东等级模拟考，11)工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8。电解时，阴极材料为Pb；阳极(铂电极)电极反应式为2HSO－2e－===S2O＋2H＋。下列说法正确的是( )
A．阴极电极反应式为Pb＋HSO－2e－===PbSO4＋H＋
B．阳极反应中S的化合价升高
C．S2O中既存在非极性键又存在极性键
D．可以用铜电极作阳极
答案 C
解析 Na2S2O8的结构式为，由此结构可以判断出以下信息：S2O中含硫氧极性键和氧氧非极性键；S的化合价仍为＋6价，中间的两个O原子均为－1价，其他的O原子均为－2价；电解时阳极的HSO中O失去电子，S未变价；阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；若用铜作阳极，则阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋，综上所述，故选C。
二、非选择题(本题包括4小题，共46分)
19．(10分)(1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫，转化过程如下：S(单斜，s)S(斜方，s) ΔH＝－0.398 kJ·mol－1，则S(单斜，s)、S(斜方，s)相比，较稳定的是______[填“S(单斜，s)”或“S(斜方，s)”]。
(2)下表中的数据表示破坏1 mol化学键需消耗的能量(即键能，单位为kJ·mol－1)
化学键 H—H H—Cl
键能 436 431
热化学方程式：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJ·mol－1，则Cl—Cl的键能为________kJ·mol－1。
(3)标准状况下，6.72 L C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出389.7 kJ热量，请写出表示C2H2标准燃烧热的热化学方程式：_________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知：C(石墨，s)＋ O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－a kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－c kJ·mol－1
计算C(石墨，s)与H2(g)反应生成1 mol CH4(g)的ΔH为________kJ·mol－1 (用含a、b、c的式子表示)。
(5)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。则反应过程中，每生成2 mol N2理论上放出的热量为________。
答案 (1)S(斜方，s) (2)243 (3)C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1 299.0 kJ·mol－1 (4)c－2b－a (5)278 kJ
解析 (1)能量越高越不稳定，根据热化学方程式可知，S(单斜，s)S(斜方，s) ΔH＝－0.398 kJ·mol－1，S(单斜，s)能量高于S(斜方，s)，所以S(斜方，s)较稳定。
(2)根据已知条件可知，(431×2) kJ·mol－1－[436 kJ·mol－1＋E(Cl—Cl)]＝183 kJ·mol－1，计算可得到Cl—Cl的键能为243 kJ·mol－1。
(3)标准状况下，6.72 L C2H2(g)的物质的量为0.3 mol，则C2H2标准燃烧热的热化学方程式：C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－＝－1 299.0 kJ·mol－1。
(4)根据盖斯定律，C(石墨，s)与H2(g)反应生成1 mol CH4(g)的热化学方程式为C(石墨，s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝ΔH1＋2ΔH2－ΔH3＝[－a＋2×(－b)－(－c)]kJ·mol－1＝(c－2b－a)kJ·mol－1。
(5)根据能量变化图可知，热化学方程式为N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g) ΔH＝(209－348)kJ·mol－1＝ －139 kJ·mol－1，则反应过程中，每生成2 mol N2理论上放出的热量为278 kJ。
20．(10分)铅酸蓄电池是典型的可充电电池，电池总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。
请回答下列问题：
(1)放电时，正极的电极反应式是__________________。电解液中H2SO4的浓度将变________，当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________ g，电池中消耗的硫酸物质的量为________。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图示连接，外加电源充电一段时间后，则在A电极上生成________。B电极上生成________，充电完成后，重新放电，A电极为________极。
答案 (1)PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O
小 48 1 mol (2)Pb PbO2 负
解析 (1)电池总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，负极：Pb－2e－＋SO===PbSO4，正极：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O；电解液中H2SO4的浓度将减小；当外电路通过1 mol电子时，依据电子守恒计算理论上负极板的质量增加0.5 mol×303 g·mol－1－0.5 mol×207 g·mol－1＝48 g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，电极上析出的是PbSO4，若按题图连接电源，B为阳极应是失去电子发生氧化反应，A为阴极是得到电子发生还原反应，实质是电解反应，B电极上发生反应为PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO，A电极发生反应为PbSO4＋2e－===Pb＋SO，所以A电极上生成Pb，B电极上生成PbO2。
21．(12分)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述________(填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为__________________________________________________________。
(2)用甲烷或其他有机物、氧气为原料可设计成原电池，以CnH2nOn、O2为原料，硫酸溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为__________________________________。
(3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。
图2电池负极区的电极反应为________________________________________________
__________________________________________________________________________；
若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现________色，c位置的电极反应式为______________________________________________________，
若用KI 淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是________(填“A”或“B”)电极。
答案 (1)②③ 2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑
(2)CnH2nOn－4ne－＋nH2O===nCO2＋4nH＋
(3)BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O 红
O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B
解析 (1)①装置为原电池，铁为负极，被腐蚀；②装置为原电池，锌为负极被腐蚀，铁作正极被保护；③装置为电解池，铁作阴极被保护。装置③中铁被保护，实际是电解饱和食盐水，生成氢氧化钠、氢气和氯气，离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。
(2)燃料电池中燃料作负极，反应失去电子，在酸性条件下生成二氧化碳，电极反应式为CnH2nOn－4ne－＋nH2O=== nCO2＋4nH＋。
(3)NaBH4/H2O2燃料电池中负极为BH发生氧化反应，电极反应式为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O，即A为负极，B为正极。若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，形成原电池，锌失去电子，铅笔芯为正极，氧气得到电子，在该电极生成氢氧化钠，使酚酞变红色；c点的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；若用KI 淀粉溶液浸湿滤纸，c处出现蓝色，则c处发生反应2I－－2e－===I2，c为阳极，则b接电池正极，因为A是负极，B是正极，所以b连接B电极。
22．(14分)(1)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：
正极为________(填“A电极”或“B电极”)，H＋移动方向为由________到________(填“A”或“B”)，写出A电极的电极反应式：____________________________________。
(2)SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。
①a是直流电源的________极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为________________________________________________________________________。
③用离子方程式表示吸收NO的原理__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)结合如图所示的电解装置可去除废水中的氨氮。
①a极为________。
②d极反应式为___________________________________________________________。
(4)VB2－空气电池是目前储电能力最高的电池。以VB2－空气电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示，该电池工作时的反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，VB2极发生的电极反应为_______________________________________________________________。
当外电路中通过0.04 mol电子时，B装置内共收集到0.448 L气体(标准状况)，若B装置内的液体体积为200 mL(电解前后溶液体积不变)，则电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。
答案 (1)B电极 A B CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋
(2)①负 ②2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O ③2NO＋2S2O＋2H2O===N2＋4HSO
(3)①负极 ②Cl－－2e－＋H2O===H＋＋HClO
(4)2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O 0.05
解析 (1)燃料电池中通入燃料的一极为负极，即A为负极，负极上二甲醚失电子生成二氧化碳和氢离子，则负极的电极反应式为CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋，通入氧气的一极为正极，即B电极为正极；溶液中阳离子向正极移动，即H＋从A移向B。(2)由图中信息可知，与a相连的电极上，HSO被还原为S2O，所以a电极为电源的负极，b为正极。②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，溶液显酸性，所以阴极的电极反应式为2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O。③吸收NO的原理是NO与S2O反应生成氮气和HSO，离子方程式为2NO＋2S2O＋2H2O===N2＋4HSO。
(3)由图可知，电解时Cl－失去电子转化为HClO，HClO可氧化NH3生成N2，则d连接电源正极为阳极，a为负极，阳极反应式为Cl－－2e－＋H2O===H＋＋HClO。(4)该电池工作时的反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，碱性条件下，VB2极发生氧化反应，反应得到B2O3、V2O5，有OH－参与反应，同时有H2O生成，电极反应式为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O；B装置为电解池，阳极生成氧气，根据电子转移守恒可知生成氧气的物质的量为＝0.01 mol，生成气体总物质的量为＝0.02 mol，故生成氢气的物质的量为0.01 mol，由电子转移守恒知，电解前CuSO4的物质的量为＝0.01 mol，故电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为＝0.05 mol·L－1。
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分；每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于能量变化的说法正确的是( )
A．“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较，冰的能量高
B．化学反应在物质变化的同时，伴随着能量变化，其表现形式只有吸热和放热两种
C．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
D．化学反应遵循质量守恒的同时，也遵循能量守恒
2．C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已知：
①2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1
②
下列推断正确的是( )
A．C(s)的标准燃烧热为－110.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝484 kJ·mol－1
C．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.5 kJ·mol－1
D．将2 mol H2O(g)分解成H2(g)和O2(g)，至少需要提供4×463 kJ的热量
3．下列关于反应热的叙述正确的是( )
A．当ΔH<0时，表示该反应为吸热反应
B．1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热量就是H2的标准燃烧热
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D．1 mol NaOH分别和1 mol CH3COOH、1 mol HNO3反应放出的热量：CH3COOH
下列判断正确的是( )
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D．若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，则测定数值偏高
5．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：
下列说法正确的是( )
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
6.用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( )
A．电子通过盐桥从乙池移向甲池
B．盐桥中的电解质溶液为KCl溶液
C．开始时，银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋
D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
7．有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是( )
图Ⅰ 碱性锌锰电池 图Ⅱ 铅－硫酸蓄电池
图Ⅲ 电解精炼铜 图Ⅳ 银锌纽扣电池
A．图Ⅰ所示电池中，MnO2的作用是催化剂
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液浓度始终不变
D．图Ⅳ所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag
8．下列关于如图装置说法正确的是( )
A．装置中电子移动的途径是：负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO
C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁
D．若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀
9．用铂(惰性)电极进行电解，下列说法正确的是( )
A．电解NaOH溶液时，溶液的pH减小
B．电解H2SO4溶液时，在阳极和阴极析出产物的物质的量之比为2∶1
C．电解饱和Na2SO4溶液时，溶液浓度将增大，pH不变
D．电解CuCl2溶液时，溶液浓度将减小
10．通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH2＝b kJ·mol－1
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH3＝c kJ·mol－1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH4＝d kJ·mol－1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1
D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1
11．已知下列热化学方程式：
Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s)
ΔH1＝－351.1 kJ·mol－1
Hg(l)＋O2(g)===HgO(s)
ΔH2＝－90.7 kJ·mol－1
由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l) ΔH3，其中ΔH3是( )
A．－441.8 kJ·mol－1 B．－254.6 kJ·mol－1
C．－438.9 kJ·mol－1 D．－260.4 kJ·mol－1
12．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应物、生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲
B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O
C．当电极甲上消耗1 mol N2H4时，电极乙上有22.4 L O2参与反应
D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
13．某学术刊物介绍了一种新型中温全瓷铁—空气电池，其结构如图所示。
下列有关该电池放电时的说法正确的是( )
A．O2－由b极移向a极
B．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－
C．铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2
D．若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移
14．2018年我国科学家成功研制出铝—石墨烯电池。若手机使用该电池，1.1 s即充满电并可连续使用半个月。电池的电解质为铝基离子液体(BMIM和AlCl3按一定比例配制而成)，主要阴离子为AlCl、Al2Cl，其电池如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，石墨烯作电池正极，发生氧化反应
B．放电时，铝电极的电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl
C．充电时，Al与电源正极相连
D．放电时，AlCl、Al2Cl向石墨烯移动
15．关于下列各装置图的叙述不正确的是( )
A．用图①装置实现铁上镀铜，a极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液
B．图②装置盐桥中KCl的Cl－移向右烧杯
C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
D．图④两个装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量不同
16．由于具有超低耗电量、寿命长的特点，LED产品越来越受欢迎，下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是( )
A．电池负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O
B．a处通入氧气，b处通入氢气
C．该装置中能量转化只涉及两种形式的能量转化
D．P型半导体连接的是电池负极
17．在K2Cr2O7存在下，可利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．负极的电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋
B．电路中每转移3 mol电子，正极生成103 g Cr(OH)3
C．装置工作一段时间后，中间室中NaCl溶液的浓度将减小
D．反应温度越高，该装置处理含苯酚废水的效率越高
18．工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8。电解时，阴极材料为Pb；阳极(铂电极)电极反应式为2HSO－2e－===S2O＋2H＋。下列说法正确的是( )
A．阴极电极反应式为Pb＋HSO－2e－===PbSO4＋H＋
B．阳极反应中S的化合价升高
C．S2O中既存在非极性键又存在极性键
D．可以用铜电极作阳极
二、非选择题(本题包括4小题，共46分)
19．(10分)(1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫，转化过程如下：S(单斜，s)S(斜方，s) ΔH＝－0.398 kJ·mol－1，则S(单斜，s)、S(斜方，s)相比，较稳定的是______[填“S(单斜，s)”或“S(斜方，s)”]。
(2)下表中的数据表示破坏1 mol化学键需消耗的能量(即键能，单位为kJ·mol－1)
化学键 H—H H—Cl
键能 436 431
热化学方程式：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJ·mol－1，则Cl—Cl的键能为________kJ·mol－1。
(3)标准状况下，6.72 L C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出389.7 kJ热量，请写出表示C2H2标准燃烧热的热化学方程式：_________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知：C(石墨，s)＋ O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－a kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－c kJ·mol－1
计算C(石墨，s)与H2(g)反应生成1 mol CH4(g)的ΔH为________kJ·mol－1 (用含a、b、c的式子表示)。
(5)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。则反应过程中，每生成2 mol N2理论上放出的热量为________。
20．(10分)铅酸蓄电池是典型的可充电电池，电池总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。
请回答下列问题：
(1)放电时，正极的电极反应式是__________________。电解液中H2SO4的浓度将变________，当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________ g，电池中消耗的硫酸物质的量为________。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图示连接，外加电源充电一段时间后，则在A电极上生成________。B电极上生成________，充电完成后，重新放电，A电极为________极。
21．(12分)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述________(填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为__________________________________________________________。
(2)用甲烷或其他有机物、氧气为原料可设计成原电池，以CnH2nOn、O2为原料，硫酸溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为__________________________________。
(3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。
图2电池负极区的电极反应为________________________________________________
__________________________________________________________________________；
若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现________色，c位置的电极反应式为______________________________________________________，
若用KI 淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是________(填“A”或“B”)电极。
22．(14分)(1)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：
正极为________(填“A电极”或“B电极”)，H＋移动方向为由________到________(填“A”或“B”)，写出A电极的电极反应式：____________________________________。
(2)SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。
①a是直流电源的________极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为________________________________________________________________________。
③用离子方程式表示吸收NO的原理__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)结合如图所示的电解装置可去除废水中的氨氮。
①a极为________。
②d极反应式为___________________________________________________________。
(4)VB2－空气电池是目前储电能力最高的电池。以VB2－空气电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示，该电池工作时的反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，VB2极发生的电极反应为_______________________________________________________________。
当外电路中通过0.04 mol电子时，B装置内共收集到0.448 L气体(标准状况)，若B装置内的液体体积为200 mL(电解前后溶液体积不变)，则电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。
答案与解析
专题1 化学反应与能量变化 专题检测试卷
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分；每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于能量变化的说法正确的是( )
A．“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较，冰的能量高
B．化学反应在物质变化的同时，伴随着能量变化，其表现形式只有吸热和放热两种
C．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
D．化学反应遵循质量守恒的同时，也遵循能量守恒
答案 D
解析 水和冰相比较，冰的能量低，故A错误；发生化学反应时能量的变化有多种形式，可以表现为热量的变化，还可以表现为光能等，故B错误；ΔH>0说明反应吸热，所以石墨的能量较低，能量越低物质越稳定，故石墨更稳定，故C错误；化学反应遵循质量守恒的同时，也遵循能量守恒，故D正确。
2．C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已知：
①2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1
②
下列推断正确的是( )
A．C(s)的标准燃烧热为－110.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝484 kJ·mol－1
C．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.5 kJ·mol－1
D．将2 mol H2O(g)分解成H2(g)和O2(g)，至少需要提供4×463 kJ的热量
答案 C
解析 A项，由题意可得反应③C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5 kJ·mol－1，但表达C(s)的标准燃烧热时必须生成稳定的氧化物二氧化碳，故标准燃烧热不是－110.5 kJ·mol－1，错误；B项，2 mol水分子中含有4 mol H—O键，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝436 kJ·mol－1×2＋496 kJ·mol－1－4×463 kJ·mol－1＝－484 kJ·mol－1，错误；C项，③C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1，④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484 kJ·mol－1，由③－×④得：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1－×(－484 kJ·mol－1)＝131.5 kJ·mol－1，正确；D项，由2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484 kJ·mol－1可知，分解2 mol H2O(g)，至少需要提供484 kJ的热量，错误。
3．下列关于反应热的叙述正确的是( )
A．当ΔH<0时，表示该反应为吸热反应
B．1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热量就是H2的标准燃烧热
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D．1 mol NaOH分别和1 mol CH3COOH、1 mol HNO3反应放出的热量：CH3COOH
解析 A项，ΔH<0表示反应为放热反应；C项，反应热等于反应物总能量与生成物总能量的差值，故与二者的能量有关；D项，CH3COOH电离时吸热。
4．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是( )
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D．若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，则测定数值偏高
答案 D
解析 A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，改为铝粉，没有改变反应的本质，放出的热量不变，错误；C项，铁质搅拌器导热性好，热量损失较大，错误；D项，NaOH固体溶于水时放热，正确。
5．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：
下列说法正确的是( )
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
答案 C
解析 A项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ和状态Ⅲ知，CO和O生成CO2是放热反应，错误；B项，由状态Ⅱ知，在CO与O生成CO2的过程中CO没有断键形成C和O，错误；C项，由状态Ⅲ及CO2的结构式O==C==O知，CO2分子中存在碳氧极性共价键，正确；D项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ(CO和O)和状态Ⅲ(CO2)分析，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O原子反应生成CO2的过程，错误。
6.用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( )
A．电子通过盐桥从乙池移向甲池
B．盐桥中的电解质溶液为KCl溶液
C．开始时，银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋
D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
答案 D
解析 电子不能通过电解质溶液，故A错误；乙烧杯中的电解质溶液为AgNO3溶液，能和KCl反应生成AgCl沉淀，堵塞盐桥，故B错误；铜片是负极，银片是正极，在银片上发生的反应式是Ag＋＋e－===Ag，故C错误；该原电池的负极是铜，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极是银，电极反应式为2Ag＋＋2e－===2Ag，两极的反应式相加得到总反应式：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应也是铜置换银，故D正确。
7．(2020·福建平和中学高二月考)有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是( )
图Ⅰ 碱性锌锰电池 图Ⅱ 铅－硫酸蓄电池
图Ⅲ 电解精炼铜 图Ⅳ 银锌纽扣电池
A．图Ⅰ所示电池中，MnO2的作用是催化剂
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液浓度始终不变
D．图Ⅳ所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag
答案 D
解析 该电池反应中MnO2得到电子被还原，为原电池的正极，故A错误；铅蓄电池放电时电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O, 该反应中有H2SO4参加反应，导致硫酸的浓度降低，故B错误；粗铜中不仅含有铜，还含有其他金属，电解时，粗铜中有铜和其他金属失电子，纯铜上只有Cu2＋得电子，所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜，溶液中Cu2＋浓度减小，故C错误。
8．下列关于如图装置说法正确的是( )
A．装置中电子移动的途径是：负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO
C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁
D．若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀
答案 B
9．(2020·南昌市第一中学高二期末)用铂(惰性)电极进行电解，下列说法正确的是( )
A．电解NaOH溶液时，溶液的pH减小
B．电解H2SO4溶液时，在阳极和阴极析出产物的物质的量之比为2∶1
C．电解饱和Na2SO4溶液时，溶液浓度将增大，pH不变
D．电解CuCl2溶液时，溶液浓度将减小
答案 D
解析 电解氢氧化钠溶液时，实质上是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以溶液的浓度增大，氢氧根离子的浓度增大，溶液的pH增大，选项A错误；电解H2SO4溶液，实质是电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，根据得失电子守恒，阳极和阴极析出产物的物质的量之比为1∶2，选项B错误；电解饱和硫酸钠溶液时，阴极上氢离子放电、阳极上氢氧根离子放电，相当于电解水，溶液过饱和析出晶体，浓度不变，硫酸钠是强酸强碱盐，其溶液呈中性，pH不变，选项C错误；电解CuCl2 溶液的实质是电解电解质本身，CuCl2溶液浓度将减小，选项D正确。
10．通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH2＝b kJ·mol－1
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH3＝c kJ·mol－1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH4＝d kJ·mol－1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1
D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1
答案 C
解析 反应③中的反应物为CO2、H2，由反应可知，反应①、②为反应③提供原料气，故A正确；反应③中的反应物为CO2，转化为甲醇，则反应③也是CO2资源化利用的方法之一，故B正确；由反应④可知，物质的量与热量成正比，且气态水的能量比液态水的能量高，则反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH≠ kJ·mol－1，故C错误；由盖斯定律可知，②×2＋③×2＋④得到2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)，则ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1，故D正确。
11．已知下列热化学方程式：
Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s)
ΔH1＝－351.1 kJ·mol－1
Hg(l)＋O2(g)===HgO(s)
ΔH2＝－90.7 kJ·mol－1
由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l) ΔH3，其中ΔH3是( )
A．－441.8 kJ·mol－1 B．－254.6 kJ·mol－1
C．－438.9 kJ·mol－1 D．－260.4 kJ·mol－1
答案 D
解析 将两个已知反应自上而下分别标作①和②，根据盖斯定律①－②得Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)ΔH3＝－351.1 kJ·mol－1＋90.7 kJ·mol－1＝－260.4 kJ·mol－1。即D项正确。
12．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应物、生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲
B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O
C．当电极甲上消耗1 mol N2H4时，电极乙上有22.4 L O2参与反应
D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
答案 A
解析 A项，在原电池内部，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2－由电极乙移向电极甲，正确；B项，电池的总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，错误；C项，当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，转移4 mol电子，根据得失电子守恒知，电极乙上有1 mol O2参与反应，在标准状况下O2的体积为22.4 L，题目中没有指明标准状况，错误；D项，在外电路中，电子由负极(甲)移向正极(乙)，错误。
13．某学术刊物介绍了一种新型中温全瓷铁—空气电池，其结构如图所示。
下列有关该电池放电时的说法正确的是( )
A．O2－由b极移向a极
B．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－
C．铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2
D．若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移
答案 C
解析 由新型中温全瓷铁—空气电池的装置图可知，a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极，铁与水反应生成氢气，氢气在b极失电子发生氧化反应为负极。在原电池中，阴离子向负极移动，O2－由a极移向b极，A项错误；a极空气中的氧气得电子发生还原反应，为正极，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，B项错误；由新型中温全瓷铁—空气电池的装置图可知，铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2，C项正确；有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则氧气为×＝0.2 mol，则电路中转移0.8 mol电子，D项错误。
14．(2020·济南期末)2018年我国科学家成功研制出铝—石墨烯电池。若手机使用该电池，1.1 s即充满电并可连续使用半个月。电池的电解质为铝基离子液体(BMIM和AlCl3按一定比例配制而成)，主要阴离子为AlCl、Al2Cl，其电池如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，石墨烯作电池正极，发生氧化反应
B．放电时，铝电极的电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl
C．充电时，Al与电源正极相连
D．放电时，AlCl、Al2Cl向石墨烯移动
答案 B
解析 放电时是原电池，Al作负极，发生氧化反应，石墨烯作正极，发生还原反应，故A错误；根据题意可知，电池中主要阴离子为AlCl、Al2Cl，且Al作负极，失去电子，电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl，故B正确；充电时，阴极得电子生成Al，所以Al应该连接电源负极，故C错误；放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，即阴离子(AlCl、Al2Cl)向Al移动，故D错误。
15．(2020·重庆期末)关于下列各装置图的叙述不正确的是( )
A．用图①装置实现铁上镀铜，a极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液
B．图②装置盐桥中KCl的Cl－移向右烧杯
C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
D．图④两个装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量不同
答案 B
解析 根据电流方向知a为电解池的阳极，要实现铁上镀铜，则铜为阳极，电解质溶液可以是CuSO4溶液，故A项正确；图②装置是原电池，Zn为负极，Cu为正极，在原电池内，阴离子移向负极，故B项错误；要保护钢闸门不受腐蚀，钢闸门应该连在电源的负极上，故C项正确；左边装置的负极反应式为Al－3e－===Al3＋，右边装置的负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，这两个装置中通过相同数目的电子时，消耗的负极材料的物质的量之比应该为2∶3，故D项正确。
16．(2020·合肥高二期末)由于具有超低耗电量、寿命长的特点，LED产品越来越受欢迎，下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是( )
A．电池负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O
B．a处通入氧气，b处通入氢气
C．该装置中能量转化只涉及两种形式的能量转化
D．P型半导体连接的是电池负极
答案 A
解析 根据LED发光二极管中电子移动方向可判断N型半导体与电池负极相连，H2在负极反应，电解质溶液为KOH溶液，负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，A正确；a处为负极，应该通入氢气，b处通入氧气，B错误；该装置主要涉及化学能、电能、光能三种形式的能量转化，C错误；P型半导体与电池正极相连，D错误。
17．(2021·百师联盟复习联考)在K2Cr2O7存在下，可利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．负极的电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋
B．电路中每转移3 mol电子，正极生成103 g Cr(OH)3
C．装置工作一段时间后，中间室中NaCl溶液的浓度将减小
D．反应温度越高，该装置处理含苯酚废水的效率越高
答案 D
解析 由图可知，负极发生氧化反应，C6H5OH失电子生成CO2，电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O===6CO2↑＋28H＋，A项正确；正极K2Cr2O7被还原为Cr(OH)3，生成1 mol Cr(OH)3转移3 mol电子，1 mol Cr(OH)3的质量为103 g，B项正确；负极产生的H＋通过阳离子交换膜进入中间室，正极产生的OH－通过阴离子交换膜也进入中间室，H＋和OH－反应生成水，溶液体积增大，NaCl溶液的浓度将减小，C项正确；负极利用微生物实现将苯酚氧化为CO2，温度过高，则微生物失去活性，处理废水效率下降，D项错误。
18．(2020·山东等级模拟考，11)工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8。电解时，阴极材料为Pb；阳极(铂电极)电极反应式为2HSO－2e－===S2O＋2H＋。下列说法正确的是( )
A．阴极电极反应式为Pb＋HSO－2e－===PbSO4＋H＋
B．阳极反应中S的化合价升高
C．S2O中既存在非极性键又存在极性键
D．可以用铜电极作阳极
答案 C
解析 Na2S2O8的结构式为，由此结构可以判断出以下信息：S2O中含硫氧极性键和氧氧非极性键；S的化合价仍为＋6价，中间的两个O原子均为－1价，其他的O原子均为－2价；电解时阳极的HSO中O失去电子，S未变价；阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；若用铜作阳极，则阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋，综上所述，故选C。
二、非选择题(本题包括4小题，共46分)
19．(10分)(1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫，转化过程如下：S(单斜，s)S(斜方，s) ΔH＝－0.398 kJ·mol－1，则S(单斜，s)、S(斜方，s)相比，较稳定的是______[填“S(单斜，s)”或“S(斜方，s)”]。
(2)下表中的数据表示破坏1 mol化学键需消耗的能量(即键能，单位为kJ·mol－1)
化学键 H—H H—Cl
键能 436 431
热化学方程式：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJ·mol－1，则Cl—Cl的键能为________kJ·mol－1。
(3)标准状况下，6.72 L C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出389.7 kJ热量，请写出表示C2H2标准燃烧热的热化学方程式：_________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知：C(石墨，s)＋ O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－a kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－c kJ·mol－1
计算C(石墨，s)与H2(g)反应生成1 mol CH4(g)的ΔH为________kJ·mol－1 (用含a、b、c的式子表示)。
(5)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。则反应过程中，每生成2 mol N2理论上放出的热量为________。
答案 (1)S(斜方，s) (2)243 (3)C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1 299.0 kJ·mol－1 (4)c－2b－a (5)278 kJ
解析 (1)能量越高越不稳定，根据热化学方程式可知，S(单斜，s)S(斜方，s) ΔH＝－0.398 kJ·mol－1，S(单斜，s)能量高于S(斜方，s)，所以S(斜方，s)较稳定。
(2)根据已知条件可知，(431×2) kJ·mol－1－[436 kJ·mol－1＋E(Cl—Cl)]＝183 kJ·mol－1，计算可得到Cl—Cl的键能为243 kJ·mol－1。
(3)标准状况下，6.72 L C2H2(g)的物质的量为0.3 mol，则C2H2标准燃烧热的热化学方程式：C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－＝－1 299.0 kJ·mol－1。
(4)根据盖斯定律，C(石墨，s)与H2(g)反应生成1 mol CH4(g)的热化学方程式为C(石墨，s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝ΔH1＋2ΔH2－ΔH3＝[－a＋2×(－b)－(－c)]kJ·mol－1＝(c－2b－a)kJ·mol－1。
(5)根据能量变化图可知，热化学方程式为N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g) ΔH＝(209－348)kJ·mol－1＝ －139 kJ·mol－1，则反应过程中，每生成2 mol N2理论上放出的热量为278 kJ。
20．(10分)铅酸蓄电池是典型的可充电电池，电池总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。
请回答下列问题：
(1)放电时，正极的电极反应式是__________________。电解液中H2SO4的浓度将变________，当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________ g，电池中消耗的硫酸物质的量为________。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图示连接，外加电源充电一段时间后，则在A电极上生成________。B电极上生成________，充电完成后，重新放电，A电极为________极。
答案 (1)PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O
小 48 1 mol (2)Pb PbO2 负
解析 (1)电池总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，负极：Pb－2e－＋SO===PbSO4，正极：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O；电解液中H2SO4的浓度将减小；当外电路通过1 mol电子时，依据电子守恒计算理论上负极板的质量增加0.5 mol×303 g·mol－1－0.5 mol×207 g·mol－1＝48 g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，电极上析出的是PbSO4，若按题图连接电源，B为阳极应是失去电子发生氧化反应，A为阴极是得到电子发生还原反应，实质是电解反应，B电极上发生反应为PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO，A电极发生反应为PbSO4＋2e－===Pb＋SO，所以A电极上生成Pb，B电极上生成PbO2。
21．(12分)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述________(填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为__________________________________________________________。
(2)用甲烷或其他有机物、氧气为原料可设计成原电池，以CnH2nOn、O2为原料，硫酸溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为__________________________________。
(3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。
图2电池负极区的电极反应为________________________________________________
__________________________________________________________________________；
若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现________色，c位置的电极反应式为______________________________________________________，
若用KI 淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是________(填“A”或“B”)电极。
答案 (1)②③ 2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑
(2)CnH2nOn－4ne－＋nH2O===nCO2＋4nH＋
(3)BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O 红
O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B
解析 (1)①装置为原电池，铁为负极，被腐蚀；②装置为原电池，锌为负极被腐蚀，铁作正极被保护；③装置为电解池，铁作阴极被保护。装置③中铁被保护，实际是电解饱和食盐水，生成氢氧化钠、氢气和氯气，离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。
(2)燃料电池中燃料作负极，反应失去电子，在酸性条件下生成二氧化碳，电极反应式为CnH2nOn－4ne－＋nH2O=== nCO2＋4nH＋。
(3)NaBH4/H2O2燃料电池中负极为BH发生氧化反应，电极反应式为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O，即A为负极，B为正极。若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，形成原电池，锌失去电子，铅笔芯为正极，氧气得到电子，在该电极生成氢氧化钠，使酚酞变红色；c点的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；若用KI 淀粉溶液浸湿滤纸，c处出现蓝色，则c处发生反应2I－－2e－===I2，c为阳极，则b接电池正极，因为A是负极，B是正极，所以b连接B电极。
22．(14分)(1)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：
正极为________(填“A电极”或“B电极”)，H＋移动方向为由________到________(填“A”或“B”)，写出A电极的电极反应式：____________________________________。
(2)SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。
①a是直流电源的________极。
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为________________________________________________________________________。
③用离子方程式表示吸收NO的原理__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)结合如图所示的电解装置可去除废水中的氨氮。
①a极为________。
②d极反应式为___________________________________________________________。
(4)VB2－空气电池是目前储电能力最高的电池。以VB2－空气电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示，该电池工作时的反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，VB2极发生的电极反应为_______________________________________________________________。
当外电路中通过0.04 mol电子时，B装置内共收集到0.448 L气体(标准状况)，若B装置内的液体体积为200 mL(电解前后溶液体积不变)，则电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。
答案 (1)B电极 A B CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋
(2)①负 ②2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O ③2NO＋2S2O＋2H2O===N2＋4HSO
(3)①负极 ②Cl－－2e－＋H2O===H＋＋HClO
(4)2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O 0.05
解析 (1)燃料电池中通入燃料的一极为负极，即A为负极，负极上二甲醚失电子生成二氧化碳和氢离子，则负极的电极反应式为CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋，通入氧气的一极为正极，即B电极为正极；溶液中阳离子向正极移动，即H＋从A移向B。(2)由图中信息可知，与a相连的电极上，HSO被还原为S2O，所以a电极为电源的负极，b为正极。②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，溶液显酸性，所以阴极的电极反应式为2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O。③吸收NO的原理是NO与S2O反应生成氮气和HSO，离子方程式为2NO＋2S2O＋2H2O===N2＋4HSO。
(3)由图可知，电解时Cl－失去电子转化为HClO，HClO可氧化NH3生成N2，则d连接电源正极为阳极，a为负极，阳极反应式为Cl－－2e－＋H2O===H＋＋HClO。(4)该电池工作时的反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，碱性条件下，VB2极发生氧化反应，反应得到B2O3、V2O5，有OH－参与反应，同时有H2O生成，电极反应式为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O；B装置为电解池，阳极生成氧气，根据电子转移守恒可知生成氧气的物质的量为＝0.01 mol，生成气体总物质的量为＝0.02 mol，故生成氢气的物质的量为0.01 mol，由电子转移守恒知，电解前CuSO4的物质的量为＝0.01 mol，故电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为＝0.05 mol·L－1。