专题1 化学反应与能量变化 单元检测题 （含解析） 2022-2023学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 专题1 化学反应与能量变化 单元检测题 （含解析） 2022-2023学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-04-25 22:47:12 | ||
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文档简介
专题1《化学反应与能量变化》单元检测题
一、单选题
1．镁海水电池是直接利用海水将化学能转化为电能的装置，它以镁为负极材料并以海水为电解质溶液，能量密度高、安全性好，在海洋装备领域具有很好的应用前景。(难溶于水)海水电池的总反应式：。下列关于该电池的说法错误的是
A．负极反应式为 B．正极反应式为
C．电池放电时由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应：
2．利用人工模拟光合作用合成甲烷的原理为：，装置如图所示，下列说法错误的是
A．电子从铜电极经负载流向氮化镓电极
B．该装置将太阳能转化为电能和化学能
C．氮化镓电极上电极反应式：
D．向装置中加入少量稀硫酸可提高合成工作效率
3．反应的能量变化与反应进程关系如图所示，下列说法正确的是
A．图中实线表示加入了催化剂
B．该反应的焓变
C．图中虚线表示的反应I、反应II均为吸热反应
D．加入催化剂，速率加快是因为改变了反应的焓变
4．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是
A．当有0.8mol电子转移时，b极在标况下产生2.24 L O2
B．为了增加导电性可以将左边容器中的水改为NaOH溶液
C．d极上发生的电极反应是：2H+ +2e-=H2
D．c极上进行氧化反应，A池中的H+可以通过隔膜进入B
5．25℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是、、、，则下列热化学方程式正确的是
A．
B．
C．
D．
6．研究金属的腐蚀与防护意义重大。下列说法错误的是
A．“西气东输”工程中的天然气管道，常用外加电流阴极保护法来防止腐蚀
B．铁腐蚀的反应消耗氧气和水，以铁粉为主要成分的双吸剂可以延长食物的保质期
C．将被保护金属与外加电源的正极相连，一定电压下可使金属发生钝化被保护
D．微电解技术处理工业废水原料是含有铁屑和木炭屑的多孔填料，其原理与电解池相同
7．已知： ；H-H和H-O键的键能分别为436和463则的为
A． B． C． D．
8．下图是一套电化学装置，对其有关说法错误的是
A．装置A是原电池，装置B是电解池
B．反应一段时间后，装置B中溶液pH增大
C．a口若消耗1mol CH4，d口可产生4mol气体
D．a口通入C2H6时的电极反应为 C2H6 -14e- + 18OH- = 2CO+ 12H2O
9．在101kPa时，32g CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出的热量为1780kJ，则甲烷的燃烧热为
A．1780kJ/mol B．-1780kJ/mol
C．890kJ/mol D．-890kJ/mol
10．目前研究较多的Zn－H2O2电池，其电池总反应为Zn+OH-+HO=ZnO+H2O。现以Zn－H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]碱性溶液制备氢气，同时获得N2及极少量O2(装置2中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极)。下列说法错误的是
A．装置1中OH-移向Zn电极
B．反应过程中，d极附近的pH增大
C．电极c的主要反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO+N2+6H2O
D．通电一段时间后，若Zn电极的质量减轻19.5g，则c电极产生N22.24L(标准状况)
11．荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值的锂离子电池的日本科学家，他设计的可充电电池的工作原理示意图如图所示。该可充电电池的放电反应为。表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．该电池用于电动汽车可有效减少光化学烟雾污染
B．充电时，正极反应为
C．放电时，由A极移向B极
D．若初始两电极质量相等，当转移2个电子时，两电极质量差为14g
12．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．电子从电极b流出，经外电路流向电极a
B．电极b是该电池的正极，发生氧化反应
C．转化为的反应为
D．若外电路中有0.4mol电子发生转移，则有0.5mol 通过质子交换膜
13．下列化学用语表达正确的是
A．乙烯的实验式：C2H4
B．电镀铜时，铁制镀件上的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+
C．用电子式表示NaCl的形成过程：
D．NH4Cl在水中的电离方程式：NH4ClNH + Cl-
14．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是
A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应
B．实验过程中，甲池左侧烧杯中的浓度不变
C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变
D．若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，乙池某电极析出1.6g金属，则乙中的某盐溶液可能是足量溶液
二、填空题
15．在高温、高压、催化剂作用下，1mol石墨转化为金刚石，吸收1.9 kJ的热量。
(1)该反应的△H_______0(填“大于”或“小于”)。
(2)对于石墨和金刚石，_______更稳定。
(3)N2(g)和H2(g)反应生成NH3(g)的过程中能量的变化示意图如图所示，说明每生成1mol NH3(g)_______(填“吸收”或“放出”)的能量是_______kJ。
16．电化学原理在工业生产、日常生活中有着广泛的应用。某课外活动小组用如图装置进行实验，回答下列问题：
(1)若开始时开关K与a连接，则A极的电极反应式为_____。
(2)若开始时开关K与b连接，则阴极反应式为_____。
(3)将K与b连接时，铁不易受腐蚀，把这种电化学保护法称为_____。
17．化学电池在通讯，交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可以表示为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是( )
①以上反应是可逆反应 ②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能 ④放电时化学能转变为电能
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值，在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为___________________。
18．按要求回答下列问题。
(1)有人研究了用电化学方法把转化为，其原理如图1所示：
则图中A电极接电源_______极。已知B电极为惰性电极，则在水溶液中，该极的电极反应式为_______。
(2)以连二亚硫酸盐为还原剂脱除烟气中的，并通过电解再生，装置如图2所示。阴极的电极反应式为_______，电解槽中的隔膜为_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(3)甲醛超标会危害人体健康，需对甲醛进行含量检测及污染处理。某甲醛气体传感器的工作原理如图3所示，b极的电极反应式为_______，当电路中转移电子时，传感器内参加反应的甲醛为_______。
19．回答下列问题：
(1)在25℃、101 kPa下，1 g液态甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.7 kJ，则该反应的热化学方程式应为_______。
(2)由氢气和氧气反应生成1 mol液态水时放热285.8 kJ，写出该反应的热化学方程式_______；若1g水蒸气转化成液态水放热2.4 kJ，则反应2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)的△H=_______。
(3)已知：① Cs＋O2g=CO2g； H=-393.5 kJ·mol1
② 2COg＋O2g=2CO2g； H=-566 kJ·mol1
③ TiO2s＋2Cl2g=TiCl4s＋O2g； H=+141 kJ·mol1
则TiO2s＋2Cl2g＋2Cs=TiCl4s＋2COg的H=_______。
(4)把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ C(s)+O2(g)=CO2(g)；ΔH1＜0 ①
途径Ⅱ 先制成水煤气：
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；ΔH2>0 ②
再燃烧水煤气：
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；ΔH3＜0 ③
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； ΔH4＜0 ④
请回答下列问题：
①途径Ⅰ放出的热量理论上_______(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
②ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是_______。
20．课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题：
(1)电源A 极的名称是________。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是__________________。
(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是________。
(4)欲用丙装置精炼铜，G应该是____（填“纯铜”或“粗铜”），电解液的成分是______。
(5)已知氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的粒子，那么装置丁中的现象是________________。
(6)在实验室电解500 mL 0.03 mol/L的NaCl溶液，通电一段时间后溶液中c(OH-)为1×10-2 mol/L(设电解时溶液的体积变化忽略不计)，阴极产生___mL(标况)气体，溶液中NaCl的浓度为_______mol/L。
21．回答下列问题：
(1)一种电化学装置如图所示，能溶解辉铜矿石(主要成分是Cu2S)制得硫酸铜。其电池总反应为Cu2S+5Fe2(SO4)3+4H2O=10FeSO4+2CuSO4+4H2SO4。
回答下列问题：
①M电极反应式为_______，电极N上发生_______反应(填“氧化”或“还原”)。
②X交换膜为_______离子交换膜(填“阳”或“阴”)。工作过程中，左室溶液质量_______(填“增大”或“减小”)，电路中每转移2mol电子，右室溶液变化_______g。
(2)工业上用PbSiF6、H2SiF6混合溶液作电解液，用电解法实现粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Fe、Zn)提纯，装置示意图如下。
①M为_______(填“粗铅”或“精铅”)，电解产生的阳极泥的主要成分为_______，工作一段时间后，溶液中c(Pb2+)_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②铅的电解精炼需要调控好电解液中的c(H2SiF6)。已知其他条件相同时，槽电压越小，对应铅产率越高。实验测得槽电压随起始时溶液中c(H2SiF6)的变化趋势如下图。由图可推知，随c(H2SiF6)增大，铅产率先增大后减小，减小的原因可能是_______。
22．回答下列问题：
(1)炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。请回答：铁锅的锈蚀是 ___________ 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)；写出铁锅腐蚀正极的电极反应式：______
(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于___________处。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为___________
23．某同学用下图装置电解硫酸钾溶液来获得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的________(填“正”或“负”)极相连，氢气从________(填“A”“B”“C”或“D”)口导出。
(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则M为________(填“阴离子”或“阳离子”，下同)交换膜，N为________交换膜，图中少量硫酸和少量氢氧化钾的作用是________________________________________。
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的电极反应式为______________________________________________。
(4)若使用铅蓄电池作电源完成上述电解，当制得11.2 L标准状况下的氢气时，理论上铅蓄电池消耗硫酸________ mol，正极板质量增加______g，负极板质量增加________g。
24．高锰酸钾广泛用作氧化剂。现有一个氧化还原反应的体系中共有KMnO4、MnSO4、H2O、Fe2(SO4)3、
FeSO4、H2SO4、K2SO4七种物质。
Ⅰ.写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式（需要配平）：____________。
Ⅱ.某研究性学习小组根据上述反应设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol/L，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
回答下列问题：
（1）此原电池的正极是石墨__________(填“a”或“b”)，发生________反应。
（2）电池工作时，盐桥中的SO42-移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。
（3）乙烧杯中的电极反应式分别为__________________。
（4）若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 mol·L－1，则反应中转移的电子为________mol。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】A． 负极镁失电子发生氧化反应，反应式为，故A正确；
B． 正极氯化亚铜得电子，反应式为，故B错误；
C． 原电池内部阴离子移向负极，电池放电时由正极向负极迁移，故C正确；
D． Mg是活泼金属，能与水反应，负极会发生副反应：，故D正确；
故选B。
2．A
【分析】由图可知，该装置为太阳能转化为电能和化学能的装置，通入二氧化碳的铜电极为原电池的正极，酸性条件下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲烷和水，电极反应式为CO2+8H++8e—=CH4+2H2O，氮化镓电极为负极，在太阳光作用下水在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+。
【详解】A．由分析可知，铜电极为原电池的正极，氮化镓电极为负极，电子从负极氮化镓电极经负载流向正极铜电极，故A错误；
B．由分析可知，该装置为太阳能转化为电能和化学能的装置，故B正确；
C．由分析可知，氮化镓电极为负极，在太阳光作用下水在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+，故C正确；
D．向装置中加入少量稀硫酸可增大溶液中的离子浓度，导电性增强，合成甲烷的工作效率提高，故D正确；
故选C。
3．B
【分析】如图，反应物总能大于生成物总能量，为放热反应；断开1molA(g)和2molB(g)需要吸收419kJ能量，形成1molC(g)释放出510kJ能量，该反应的反应热为；
【详解】A．加入催化剂可以降低活化能，虚线活化能低，表示加入了催化剂，故A错误；
B．如图，；断开1molA(g)和2molB(g)需要吸收419kJ能量，形成1molC(g)释放出510kJ能量，该反应的反应热为，故B正确；
C．如图，虚线表示的反应I、反应II均为反应物总能大于生成物总能量，为放热反应，故C错误；
D．加入催化剂，降低活化能，提高反应速率，不能改变反应热，故D错误；
故选B。
4．B
【详解】A．左侧装置为电解池，b与电源正极相连，b是阳极，发生反应 ，当有0.8mol电子转移时，b极产生标况下下的氧气4.48 L，故A错误；
B．左边容器中的水改为NaOH溶液，导电性增强，电解氢氧化钠溶液生成氢气和氧气，故B正确；
C．a是电解池阴极，a生成氢气，d极通入氢气，d是负极，发生的电极反应是H2-2e-=2H+，故C错误；
D．c极通入氧气，氧气发生还原反应，c极反应式是，B池中的H+可以通过隔膜进入A， 故D错误；
选B。
5．D
【分析】燃烧热指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，碳元素对应的是二氧化碳，氢元素对应的是液态水。
【详解】A．根据燃烧热的定义，碳完全燃烧生成的稳定氧化物是二氧化碳而不是一氧化碳，故A错误；
B．生成物中水应是液态而不是气态，故B错误；
C．应生成二氧化碳才能与ΔH＝-890.3 kJ/mol相对应，故C错误；
D．葡萄糖的燃烧热2800 kJ/mol，则0.5mol葡萄糖完全燃烧放出的热量是1400 kJ，热化学方程式书写正确，故D正确；
故选D。
6．C
【详解】A．常用的两种电化学保护方法为外加电流阴极保护法和牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；
B．铁腐蚀的反应消耗氧气和水，双吸剂加铁粉，铁粉吸收氧气和水，在干燥缺氧的环境下食物的保质期可以被延长，故B正确；
C．在电解池中，金属做阳极是先被腐蚀，所以被保护的金属作阴极，与电源的负极相连，故C错误；
D．铁与碳以及外接电源形成电解池，铁和木炭做电极材料，原理即电解池的原理，故D正确；
故答案选C。
7．A
【详解】△H=反应物总键能-生成物总键能，设O=O键键能为xkJ，，，因此的△H为，故选A。
8．B
【分析】由进气及出气可知A为原电池、B为电解池，然后根据原电池工作原理、电解原理进行分析；
【详解】A．根据上述分析以及装置图，可知A为原电池，装置B为电解池，故A说法正确；
B．装置B中是电解水，所以反应一段时间内，硫酸的浓度增大，c(H+)增大，pH降低，故B说法错误；
C．a口通入甲烷，则a为负极、d为阴极，消耗1molCH4失8mol电子，根据电解原理，d口产生气体为氢气，根据串联电路中通过电量相等，建立关系式为CH4～8e-～4H2，故C说法正确；
D．a口通入乙烷，则A装置为燃料电池，a极为负极，燃料电池相当于燃烧，乙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，二氧化碳与KOH反应生成碳酸钾，即电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2CO+ 12H2O，故D说法正确；
答案为B。
9．C
【详解】32g CH4的物质的量为2mol，所以1mol CH4在101kPa时，完全燃烧放出的热量为890kJ，其热化学方程式为，即甲烷的燃烧热为890kJ/mol，答案选C。
10．D
【分析】由电池总反应可知，Zn电极为电池的负极，b极为电池的正极；与b极相连的c为电解池的阳极，与Zn电极相连的d为电解池的阴极，H2O2-Zn燃料电池工作时，Zn为负极被氧化，H2O2为正极被还原，电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液，CO(NH2)2在阳极被氧化，水电离出的氢离子在阴极被还原。
【详解】A．装置I是原电池，在原电池中阴离子向负极移动，Zn为负极，OH-移向Zn电极，A正确；
B．由分析可知，d为阴极，水电离出的氢离子在阴极被还原为氢气，则氢离子浓度降低，氢氧根离子浓度增大，故d极附近的pH增大，B正确；
C．与b极相连的c为电解池的阳极，CO(NH2)2在阳极被氧化，电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO+N2+6H2O，C正确；
D．19.5gZn的物质的量为0.3mol，转移电子0.6mol，根据选项C的分析可知，此时生成氮气0.1mol，体积为2.24L，但是根据题意可知此时还有氧气生成，故生成氮气的体积会小于2.24L，D错误；
故选D。
11．D
【分析】放电时为原电池，根据题干中可充电电池的放电反应可知，A电极上的转化为C，发生失电子的氧化反应，作负极，B电极上的转化为，发生得电子的还原反应，作正极。充电时为电解池，原电池的负极作电解池的阴极，即A电极作阴极，原电池的正极作电解池的阳极，即B电极作阳极。
电极电极反应放电(原电池)A电极(负极)B电极(正极)充电(电解池)A电极(阴极)B电极(阳极)总反应
【详解】A．汽车尾气中的氮氧化物与空气中的碳氢化合物结合，在光的作用下易形成光化学烟雾，该可充电电池用于电动汽车可有效减少汽油的使用，从而减少光化学烟雾污染，A正确；
B．由电池分析知，充电时，正极反应为，B正确；
C．放电时为原电池，原电池中阳离子向正极迁移，故由A极移向B极，C正确；
D．由电极反应式知，当转移2个电子时，负极脱去2个，即负极质量减少，正极嵌入2个，即质量增加14g，若初始两电极质量相等，则此时两电极质量相差28g，D错误。
故选：D。
12．C
【详解】A．在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，因此可判断，a为负极，b为正极，电子从a极流出，经外电路移向b极，A错误；
B．电极b是该电池的正极，发生还原反应，B错误；
C．在负极发生氧化反应，转化为的反应为，C正确；
D．若外电路中有0.4mol电子发生转移，则有0.4mol 通过质子交换膜，D错误。
因此，本题选C。
13．C
【详解】A．乙烯的实验式为CH2，A项错误；
B．电镀铜时，铁制镀件做阴极，发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，B项错误；
C．NaCl是离子化合物，其形成过程的电子式表示为：，C项正确；
D．NH4Cl是强电解质，在水中的完全电离，电离方程式为：NH4Cl=NH+Cl-，D项错误；
答案选C。
14．C
【分析】甲池为原电池装置，活泼的铜失电子作负极，电流方向从正极流向负极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，铜放电生成铜离子，盐桥中的硝酸根离子向左边移动，如果用铜制U形物代替“盐桥”，甲池中的右边一个池为原电池装置，以此解答该题。
【详解】A．图中甲池为原电池装置，Cu电极为负极发生氧化反应，故A错误；
B．实验过程中，铜放电生成铜离子，盐桥中的硝酸根离子向左边移动，所以左侧烧杯中硝酸根离子的浓度变大，故B错误；
C．用铜制U形物代替“盐桥”，右边铜的质量减少，而左边铜的质量增加，而整个电路转移电子数相等，所以减少的质量与增加的质量相等，U型管的质量不变，故C正确；
D．若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，即生成银5.4g，物质的量为mol=0.05mol，所以整个电路转移0.05mol的电子，如果硝酸银足量应生成5.4g的银，说明硝酸银不足，故D错误；
故选：C。
15． 大于 石墨 放出 46
【详解】在高温、高压、催化剂作用下，1mol石墨转化为金刚石，吸收1.9 kJ的热量。该过程为吸热过程，
(1)该反应的△H大于0，答案为：大于
(2)石墨转化金刚石是吸收热量，金刚石的能量大，不稳定，石墨更稳定，答案为：石墨
(3)由上图可知，合成氨的反应为放热反应，每生成1mol NH3(g)放出的能量是600 kJ -508 kJ =46kJ。答案为放出；46
16．(1)O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=2OH-+H2↑)
(3)外加电流的阴极保护法
【解析】(1)
若开始时开关K与a连接，则形成原电池，A为原电池的正极，正极氧气得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。
(2)
若开始时开关K与b连接，则形成电解池，B与外接电源负极相连，为阴极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=2OH-+H2↑)。
(3)
开关K与b连接，则形成电解池，利用电解池保护铁的方法称为外加电流的阴极保护法。
17． B Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液
【详解】(1)Ni Cd电池的充、放电条件不相同，因此电池的充、放电反应不属于可逆反应。放电时化学能转变为电能，充电时电能转变为化学能。故选B。
(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2在酸性土壤中溶解，生成重金属离子Ni2＋和Cd2＋，污染土壤。
18．(1) 负
(2) 阳
(3) 3
【详解】（1）该装置中， A 电极上CO2转化为CH3OH发生得电子的还原反应，说明 A电极为阴极，连接电源的负极，则 B电极为阳极，发生失电子的氧化反应，在水溶液中，阳极上的电极反应式为：。
（2）阴极上亚硫酸根离子得电子生成，电极反应式为，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，右侧的氢离子通过离子交换膜进入左侧，所以电解池中的隔膜为阳离子交换膜。
（3）由图可知，甲醛气体传感器为原电池原理，b极为负极，甲醛发生氧化反应生成，电极反应式为；由反应式可知，当电路中转移电子时，传感器内参加反应的甲醛为。
19．(1)CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.4 kJ mol-1
(2) H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol -485.2kJ/mol
(3)-80kJ mol-1
(4) 等于 ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)
【解析】（1）
1 g液态甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.7 kJ，则1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热22.7kJ×32=726.4kJ，燃烧热热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.4 kJ mol-1；
（2）
由氢气和氧气反应生成1mol液态水时放热285.8kJ，则①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol，1g水蒸气转化成液态水放热2.4kJ，则②H2O(g)=H2O(l)△H=-43.2kJ/mol，由盖斯定律可知，①×2-②×2得到反应2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)，则△H=(-285.8kJ/mol)×2-(-43.2kJ/mol)×2=-485.2kJ/mol，故答案为：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol；-485.2kJ/mol；
（3）
根据盖斯定律③+①×2-②计算TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)═TiCl4(s)+2CO(g)的△H=+141 kJ mol-1+(-393.5 kJ mol-1)×2-(-566 kJ mol-1)=-80kJ mol-1，故答案为：-80kJ mol-1；
（4）
根据盖斯定律可知，反应热只与始态和终态有关，而与反应的途径无关，通过观察可知途径Ⅰ和途径Ⅱ是等效的，途径Ⅰ和途径Ⅱ等量的煤燃烧消耗的氧气相等，两途径最终生成物只有二氧化碳，所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量；由盖斯定律可知，②×2+③+④得2C(s)+2O2 (g)═2CO2(g)△H=2△H2+△H3+△H4，所以△H1=△H=(2△H2+△H3+△H4)=△H2+(△H3+△H4)，故答案为：等于；ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)。
20． 正 CuCl2Cu+ Cl2↑ 1：1 粗铜 CuSO4或CuCl2 Y极附近红褐色变深 56 0.02
【分析】将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明F极生成OH-，F为阴极，则可知A为电源的正极，B为电源的负极，C、E、G、X为电解池的阳极，D、F、H、Y为电解池的阴极。然后根据电解原理，结合同一闭合回路中电子转移数目相等计算。
【详解】根据上述分析可知：A为电源的正极，B为电源的负极，C、E、G、X为阳极，D、F、H、Y为阴极。
(1)A是电源的正极，B是电源的负极；
(2)用惰性电极电解CuCl2溶液，阳极上Cl-失去电子产生Cl2，阴极上Cu2+得到电子产生Cu单质，反应方程式为：CuCl2Cu+ Cl2↑；
(3)装置乙是电解饱和NaCl溶液，反应方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，可见反应产生的气体物质的量的比是1：1，在相同条件下气体的体积比为1：1；
(4)欲用丙装置精炼铜，在电解精炼铜时，应该粗铜作阳极，纯铜作阴极，含有铜离子的盐作电解质溶液，G连接电源的正极，为阳极，其材料是粗铜，电解液可以CuSO4或CuCl2；
(5)根据同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引的原理，氢氧化铁胶体中含有的带正电荷的粒子会向阴极即向Y极移动，故阴极Y极附近红褐色变深；
(6)电解NaCl饱和溶液，反应总方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，NaCl的物质的量n(NaCl)总=c·V=0.03 mol/L×0.5 L=1.5 ×10-2 mol，反应产生NaOH的物质的量为n(NaOH)=c·V=1×10-2 mol/L×0.5 L=5×10-3 mol，根据电解方程式可知：每反应产生2 mol NaOH，同时消耗2 mol NaCl，阴极上产生1 mol H2，则反应产生5×10-3 mol NaOH时，消耗NaCl的物质的量为n(NaCl)耗=n(NaOH)=5×10-3mol，得到H2的物质的量n(H2)=n(NaOH)=2.5×10-3 mol，其在标准状况下的体积V(H2)=2.5×10-3mol×22.4 L/mol=5.6×10-2 L=56 mL；反应后溶液中剩余NaCl物质的量为1.5 ×10-2 mol-5×10-3 mol=1.0×10-2 mol，其浓度为c(NaCl)==0.02 mol/L。
【点睛】本题考查电解原理，涉及电解和金属的精炼及有关计算，正确判断电源正、负极及电解池的阴、阳极是解题关键，知道各个电极上发生的反应，根据电极反应式，及总反应方程式，结合电路中电子转移的物质的量相等分析解答。
21．(1) Cu2S+4H2O-10e-=2Cu2++SO+8H+ 还原 阴 增大 96
(2) 精铅 Cu和Ag 减小 c(H2SiF6)增大，电解液中c(H+)增大，阴极发生副反应2H++2e =H2↑，影响Pb2+放电，使铅产率减小，槽电压增大
【解析】(1)
①该装置为原电池，Cu2S失去电子生成CuSO4，则M电极为负极，电极反应式为Cu2S+4H2O-10e-=2Cu2++SO+8H+，则N电极为正极，发生还原反应；
②负极反应式为Cu2S+4H2O-10e-=2Cu2++SO+8H+，正极反应式为Fe3++e-=Fe2+，根据电荷守恒可知，SO通过X膜移向M极，则X膜为阴离子交换膜；工作时，左室Cu2S溶解且SO移向左室，故溶液质量增大；电路中每转移2mol电子，右室发生反应Fe3++e-=Fe2+，右室向左室移动1molSO，故质量变化为1mol×96g/mol=96g。
(2)
①该装置的作用是粗铅提纯，所以工作时，阴极上铅离子放电生成铅单质，故M为精铅；Cu、Ag的活泼性比铅弱，不会在阳极放电，形成阳极泥；阳极铅、铁、锌都会失电子，但是阴极只有Pb2+得电子，故工作一段时间后，溶液中c(Pb2+)减小。
②pH越小，c(H+)增大，则阴极上氢离子反应的可能性越大，故铅产率减小的原因可能是：c(H2SiF6)增大，电解液中c(H+)增大，阴极发生副反应2H++2e =H2↑，影响Pb2+放电，使铅产率减小，槽电压增大。
22．(1) 吸氧
(2) N 牺牲阳极的阴极保护法
【解析】(1)
炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑，是由于铁与其中的碳和水渍构成原电池，造成吸氧腐蚀；其中铁作负极，空气中的氧气在正极得电子结合水生成氢氧根离子，电极反应式：。
(2)
①根据图示，若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，铁件应与外加直流电源的负极相连，形成保护，故开关K应置于N处；
②若X为锌，开关K置于M处，锌比铁活泼，装置构成了以锌为负极、以铁件为正极、以海水为电解质溶液的原电池，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
23．(1) 正 C
(2) 阴离子 阳离子 增强溶液导电性
(3)H2－2e－＋2OH－===2H2O
(4) 1 32 48
【分析】用图示装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾，由装置图可知，左室通入少量硫酸，硫酸应在左室得到；右室通入少量氢氧化钾，KOH在右室得到；根据“放氧生酸、放氢生碱”，左室氢氧根离子放电生成氧气，左室为阳极室，M为阴离子交换膜，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入左室生成硫酸；右室氢离子放电生成氢气，右室为阴极室，N为阳离子交换膜，钾离子通过阳离子交换膜进入右室生成氢氧化钾。
【详解】（1）左室为阳极室，X极与电源正极相连，右室为阴极室，氢离子放电生成氢气，氢气从C口导出。
（2）左室氢氧根离子放电生成氧气，左室为阳极室，硫酸根离子通过离子交换膜M进入左室生成硫酸，M为阴离子交换膜；右室氢离子放电生成氢气，右室为阴极室，钾离子通过离子交换膜N进入右室生成氢氧化钾，N为阳离子交换膜。硫酸与氢氧化钾均是强电解质，图中少量硫酸和少量氢氧化钾的作用是增强溶液导电性；
（3）将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池（石墨为电极），碱性条件下，负极氢气失去电子发生氧化反应生成水，负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O；
（4）生成氢气物质的量为11.2L÷22.4L/mol=0.5mol，转移电子为0.5mol×2=1mol。铅蓄电池的总反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)＝2PbSO4(s)+2H2O(l)，所以理论上铅蓄电池消耗硫酸1mol，正极板发生反应PbO2(s)+2e－+4H＋(aq)+SO42－aq)＝PbSO4(s)+H2O(l)，PbO2生成PbSO4，所以正极板质量增加0.5mol×303g/mol－0.5mol×239g/mol＝32g，负极板反应为Pb(s)－2e－+SO42－(aq)＝PbSO4(s)，Pb失电子生成PbSO4，质量增加0.5mol×96g/mol＝48g。
24． 2KMnO4+10FeSO4+8H2OS4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O a 还原 乙 Fe2＋－e－=Fe3＋ 0.5
【详解】ⅠKMnO4有强氧化性，在硫酸的溶液中能氧化还原性的FeSO4生成Fe2(SO4)3，本身被还原为MnSO4，则发生反应的化学方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2OS4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O ；
Ⅱ(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极；
(2)电池工作时，SO42-向负极移动，即向乙烧杯移动；
(3)乙烧杯中的电极反应式为Fe2+-e-═Fe3+；
(4)溶液中的MnSO4浓度由1mol L-1变为1.5mol L-1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为0.5mol L-1×0.2L=0.1mol，转移的电子为0.1mol×5=0.5mol
一、单选题
1．镁海水电池是直接利用海水将化学能转化为电能的装置，它以镁为负极材料并以海水为电解质溶液，能量密度高、安全性好，在海洋装备领域具有很好的应用前景。(难溶于水)海水电池的总反应式：。下列关于该电池的说法错误的是
A．负极反应式为 B．正极反应式为
C．电池放电时由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应：
2．利用人工模拟光合作用合成甲烷的原理为：，装置如图所示，下列说法错误的是
A．电子从铜电极经负载流向氮化镓电极
B．该装置将太阳能转化为电能和化学能
C．氮化镓电极上电极反应式：
D．向装置中加入少量稀硫酸可提高合成工作效率
3．反应的能量变化与反应进程关系如图所示，下列说法正确的是
A．图中实线表示加入了催化剂
B．该反应的焓变
C．图中虚线表示的反应I、反应II均为吸热反应
D．加入催化剂，速率加快是因为改变了反应的焓变
4．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是
A．当有0.8mol电子转移时，b极在标况下产生2.24 L O2
B．为了增加导电性可以将左边容器中的水改为NaOH溶液
C．d极上发生的电极反应是：2H+ +2e-=H2
D．c极上进行氧化反应，A池中的H+可以通过隔膜进入B
5．25℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是、、、，则下列热化学方程式正确的是
A．
B．
C．
D．
6．研究金属的腐蚀与防护意义重大。下列说法错误的是
A．“西气东输”工程中的天然气管道，常用外加电流阴极保护法来防止腐蚀
B．铁腐蚀的反应消耗氧气和水，以铁粉为主要成分的双吸剂可以延长食物的保质期
C．将被保护金属与外加电源的正极相连，一定电压下可使金属发生钝化被保护
D．微电解技术处理工业废水原料是含有铁屑和木炭屑的多孔填料，其原理与电解池相同
7．已知： ；H-H和H-O键的键能分别为436和463则的为
A． B． C． D．
8．下图是一套电化学装置，对其有关说法错误的是
A．装置A是原电池，装置B是电解池
B．反应一段时间后，装置B中溶液pH增大
C．a口若消耗1mol CH4，d口可产生4mol气体
D．a口通入C2H6时的电极反应为 C2H6 -14e- + 18OH- = 2CO+ 12H2O
9．在101kPa时，32g CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出的热量为1780kJ，则甲烷的燃烧热为
A．1780kJ/mol B．-1780kJ/mol
C．890kJ/mol D．-890kJ/mol
10．目前研究较多的Zn－H2O2电池，其电池总反应为Zn+OH-+HO=ZnO+H2O。现以Zn－H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]碱性溶液制备氢气，同时获得N2及极少量O2(装置2中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极)。下列说法错误的是
A．装置1中OH-移向Zn电极
B．反应过程中，d极附近的pH增大
C．电极c的主要反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO+N2+6H2O
D．通电一段时间后，若Zn电极的质量减轻19.5g，则c电极产生N22.24L(标准状况)
11．荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值的锂离子电池的日本科学家，他设计的可充电电池的工作原理示意图如图所示。该可充电电池的放电反应为。表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．该电池用于电动汽车可有效减少光化学烟雾污染
B．充电时，正极反应为
C．放电时，由A极移向B极
D．若初始两电极质量相等，当转移2个电子时，两电极质量差为14g
12．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．电子从电极b流出，经外电路流向电极a
B．电极b是该电池的正极，发生氧化反应
C．转化为的反应为
D．若外电路中有0.4mol电子发生转移，则有0.5mol 通过质子交换膜
13．下列化学用语表达正确的是
A．乙烯的实验式：C2H4
B．电镀铜时，铁制镀件上的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+
C．用电子式表示NaCl的形成过程：
D．NH4Cl在水中的电离方程式：NH4ClNH + Cl-
14．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是
A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应
B．实验过程中，甲池左侧烧杯中的浓度不变
C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变
D．若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，乙池某电极析出1.6g金属，则乙中的某盐溶液可能是足量溶液
二、填空题
15．在高温、高压、催化剂作用下，1mol石墨转化为金刚石，吸收1.9 kJ的热量。
(1)该反应的△H_______0(填“大于”或“小于”)。
(2)对于石墨和金刚石，_______更稳定。
(3)N2(g)和H2(g)反应生成NH3(g)的过程中能量的变化示意图如图所示，说明每生成1mol NH3(g)_______(填“吸收”或“放出”)的能量是_______kJ。
16．电化学原理在工业生产、日常生活中有着广泛的应用。某课外活动小组用如图装置进行实验，回答下列问题：
(1)若开始时开关K与a连接，则A极的电极反应式为_____。
(2)若开始时开关K与b连接，则阴极反应式为_____。
(3)将K与b连接时，铁不易受腐蚀，把这种电化学保护法称为_____。
17．化学电池在通讯，交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可以表示为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是( )
①以上反应是可逆反应 ②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能 ④放电时化学能转变为电能
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值，在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为___________________。
18．按要求回答下列问题。
(1)有人研究了用电化学方法把转化为，其原理如图1所示：
则图中A电极接电源_______极。已知B电极为惰性电极，则在水溶液中，该极的电极反应式为_______。
(2)以连二亚硫酸盐为还原剂脱除烟气中的，并通过电解再生，装置如图2所示。阴极的电极反应式为_______，电解槽中的隔膜为_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(3)甲醛超标会危害人体健康，需对甲醛进行含量检测及污染处理。某甲醛气体传感器的工作原理如图3所示，b极的电极反应式为_______，当电路中转移电子时，传感器内参加反应的甲醛为_______。
19．回答下列问题：
(1)在25℃、101 kPa下，1 g液态甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.7 kJ，则该反应的热化学方程式应为_______。
(2)由氢气和氧气反应生成1 mol液态水时放热285.8 kJ，写出该反应的热化学方程式_______；若1g水蒸气转化成液态水放热2.4 kJ，则反应2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)的△H=_______。
(3)已知：① Cs＋O2g=CO2g； H=-393.5 kJ·mol1
② 2COg＋O2g=2CO2g； H=-566 kJ·mol1
③ TiO2s＋2Cl2g=TiCl4s＋O2g； H=+141 kJ·mol1
则TiO2s＋2Cl2g＋2Cs=TiCl4s＋2COg的H=_______。
(4)把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ C(s)+O2(g)=CO2(g)；ΔH1＜0 ①
途径Ⅱ 先制成水煤气：
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；ΔH2>0 ②
再燃烧水煤气：
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；ΔH3＜0 ③
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； ΔH4＜0 ④
请回答下列问题：
①途径Ⅰ放出的热量理论上_______(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
②ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是_______。
20．课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题：
(1)电源A 极的名称是________。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是__________________。
(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是________。
(4)欲用丙装置精炼铜，G应该是____（填“纯铜”或“粗铜”），电解液的成分是______。
(5)已知氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的粒子，那么装置丁中的现象是________________。
(6)在实验室电解500 mL 0.03 mol/L的NaCl溶液，通电一段时间后溶液中c(OH-)为1×10-2 mol/L(设电解时溶液的体积变化忽略不计)，阴极产生___mL(标况)气体，溶液中NaCl的浓度为_______mol/L。
21．回答下列问题：
(1)一种电化学装置如图所示，能溶解辉铜矿石(主要成分是Cu2S)制得硫酸铜。其电池总反应为Cu2S+5Fe2(SO4)3+4H2O=10FeSO4+2CuSO4+4H2SO4。
回答下列问题：
①M电极反应式为_______，电极N上发生_______反应(填“氧化”或“还原”)。
②X交换膜为_______离子交换膜(填“阳”或“阴”)。工作过程中，左室溶液质量_______(填“增大”或“减小”)，电路中每转移2mol电子，右室溶液变化_______g。
(2)工业上用PbSiF6、H2SiF6混合溶液作电解液，用电解法实现粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Fe、Zn)提纯，装置示意图如下。
①M为_______(填“粗铅”或“精铅”)，电解产生的阳极泥的主要成分为_______，工作一段时间后，溶液中c(Pb2+)_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②铅的电解精炼需要调控好电解液中的c(H2SiF6)。已知其他条件相同时，槽电压越小，对应铅产率越高。实验测得槽电压随起始时溶液中c(H2SiF6)的变化趋势如下图。由图可推知，随c(H2SiF6)增大，铅产率先增大后减小，减小的原因可能是_______。
22．回答下列问题：
(1)炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。请回答：铁锅的锈蚀是 ___________ 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)；写出铁锅腐蚀正极的电极反应式：______
(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于___________处。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为___________
23．某同学用下图装置电解硫酸钾溶液来获得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的________(填“正”或“负”)极相连，氢气从________(填“A”“B”“C”或“D”)口导出。
(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则M为________(填“阴离子”或“阳离子”，下同)交换膜，N为________交换膜，图中少量硫酸和少量氢氧化钾的作用是________________________________________。
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的电极反应式为______________________________________________。
(4)若使用铅蓄电池作电源完成上述电解，当制得11.2 L标准状况下的氢气时，理论上铅蓄电池消耗硫酸________ mol，正极板质量增加______g，负极板质量增加________g。
24．高锰酸钾广泛用作氧化剂。现有一个氧化还原反应的体系中共有KMnO4、MnSO4、H2O、Fe2(SO4)3、
FeSO4、H2SO4、K2SO4七种物质。
Ⅰ.写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式（需要配平）：____________。
Ⅱ.某研究性学习小组根据上述反应设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol/L，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
回答下列问题：
（1）此原电池的正极是石墨__________(填“a”或“b”)，发生________反应。
（2）电池工作时，盐桥中的SO42-移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。
（3）乙烧杯中的电极反应式分别为__________________。
（4）若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 mol·L－1，则反应中转移的电子为________mol。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】A． 负极镁失电子发生氧化反应，反应式为，故A正确；
B． 正极氯化亚铜得电子，反应式为，故B错误；
C． 原电池内部阴离子移向负极，电池放电时由正极向负极迁移，故C正确；
D． Mg是活泼金属，能与水反应，负极会发生副反应：，故D正确；
故选B。
2．A
【分析】由图可知，该装置为太阳能转化为电能和化学能的装置，通入二氧化碳的铜电极为原电池的正极，酸性条件下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲烷和水，电极反应式为CO2+8H++8e—=CH4+2H2O，氮化镓电极为负极，在太阳光作用下水在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+。
【详解】A．由分析可知，铜电极为原电池的正极，氮化镓电极为负极，电子从负极氮化镓电极经负载流向正极铜电极，故A错误；
B．由分析可知，该装置为太阳能转化为电能和化学能的装置，故B正确；
C．由分析可知，氮化镓电极为负极，在太阳光作用下水在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+，故C正确；
D．向装置中加入少量稀硫酸可增大溶液中的离子浓度，导电性增强，合成甲烷的工作效率提高，故D正确；
故选C。
3．B
【分析】如图，反应物总能大于生成物总能量，为放热反应；断开1molA(g)和2molB(g)需要吸收419kJ能量，形成1molC(g)释放出510kJ能量，该反应的反应热为；
【详解】A．加入催化剂可以降低活化能，虚线活化能低，表示加入了催化剂，故A错误；
B．如图，；断开1molA(g)和2molB(g)需要吸收419kJ能量，形成1molC(g)释放出510kJ能量，该反应的反应热为，故B正确；
C．如图，虚线表示的反应I、反应II均为反应物总能大于生成物总能量，为放热反应，故C错误；
D．加入催化剂，降低活化能，提高反应速率，不能改变反应热，故D错误；
故选B。
4．B
【详解】A．左侧装置为电解池，b与电源正极相连，b是阳极，发生反应 ，当有0.8mol电子转移时，b极产生标况下下的氧气4.48 L，故A错误；
B．左边容器中的水改为NaOH溶液，导电性增强，电解氢氧化钠溶液生成氢气和氧气，故B正确；
C．a是电解池阴极，a生成氢气，d极通入氢气，d是负极，发生的电极反应是H2-2e-=2H+，故C错误；
D．c极通入氧气，氧气发生还原反应，c极反应式是，B池中的H+可以通过隔膜进入A， 故D错误；
选B。
5．D
【分析】燃烧热指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，碳元素对应的是二氧化碳，氢元素对应的是液态水。
【详解】A．根据燃烧热的定义，碳完全燃烧生成的稳定氧化物是二氧化碳而不是一氧化碳，故A错误；
B．生成物中水应是液态而不是气态，故B错误；
C．应生成二氧化碳才能与ΔH＝-890.3 kJ/mol相对应，故C错误；
D．葡萄糖的燃烧热2800 kJ/mol，则0.5mol葡萄糖完全燃烧放出的热量是1400 kJ，热化学方程式书写正确，故D正确；
故选D。
6．C
【详解】A．常用的两种电化学保护方法为外加电流阴极保护法和牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；
B．铁腐蚀的反应消耗氧气和水，双吸剂加铁粉，铁粉吸收氧气和水，在干燥缺氧的环境下食物的保质期可以被延长，故B正确；
C．在电解池中，金属做阳极是先被腐蚀，所以被保护的金属作阴极，与电源的负极相连，故C错误；
D．铁与碳以及外接电源形成电解池，铁和木炭做电极材料，原理即电解池的原理，故D正确；
故答案选C。
7．A
【详解】△H=反应物总键能-生成物总键能，设O=O键键能为xkJ，，，因此的△H为，故选A。
8．B
【分析】由进气及出气可知A为原电池、B为电解池，然后根据原电池工作原理、电解原理进行分析；
【详解】A．根据上述分析以及装置图，可知A为原电池，装置B为电解池，故A说法正确；
B．装置B中是电解水，所以反应一段时间内，硫酸的浓度增大，c(H+)增大，pH降低，故B说法错误；
C．a口通入甲烷，则a为负极、d为阴极，消耗1molCH4失8mol电子，根据电解原理，d口产生气体为氢气，根据串联电路中通过电量相等，建立关系式为CH4～8e-～4H2，故C说法正确；
D．a口通入乙烷，则A装置为燃料电池，a极为负极，燃料电池相当于燃烧，乙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，二氧化碳与KOH反应生成碳酸钾，即电极反应式为C2H6-14e-+18OH-=2CO+ 12H2O，故D说法正确；
答案为B。
9．C
【详解】32g CH4的物质的量为2mol，所以1mol CH4在101kPa时，完全燃烧放出的热量为890kJ，其热化学方程式为，即甲烷的燃烧热为890kJ/mol，答案选C。
10．D
【分析】由电池总反应可知，Zn电极为电池的负极，b极为电池的正极；与b极相连的c为电解池的阳极，与Zn电极相连的d为电解池的阴极，H2O2-Zn燃料电池工作时，Zn为负极被氧化，H2O2为正极被还原，电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液，CO(NH2)2在阳极被氧化，水电离出的氢离子在阴极被还原。
【详解】A．装置I是原电池，在原电池中阴离子向负极移动，Zn为负极，OH-移向Zn电极，A正确；
B．由分析可知，d为阴极，水电离出的氢离子在阴极被还原为氢气，则氢离子浓度降低，氢氧根离子浓度增大，故d极附近的pH增大，B正确；
C．与b极相连的c为电解池的阳极，CO(NH2)2在阳极被氧化，电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO+N2+6H2O，C正确；
D．19.5gZn的物质的量为0.3mol，转移电子0.6mol，根据选项C的分析可知，此时生成氮气0.1mol，体积为2.24L，但是根据题意可知此时还有氧气生成，故生成氮气的体积会小于2.24L，D错误；
故选D。
11．D
【分析】放电时为原电池，根据题干中可充电电池的放电反应可知，A电极上的转化为C，发生失电子的氧化反应，作负极，B电极上的转化为，发生得电子的还原反应，作正极。充电时为电解池，原电池的负极作电解池的阴极，即A电极作阴极，原电池的正极作电解池的阳极，即B电极作阳极。
电极电极反应放电(原电池)A电极(负极)B电极(正极)充电(电解池)A电极(阴极)B电极(阳极)总反应
【详解】A．汽车尾气中的氮氧化物与空气中的碳氢化合物结合，在光的作用下易形成光化学烟雾，该可充电电池用于电动汽车可有效减少汽油的使用，从而减少光化学烟雾污染，A正确；
B．由电池分析知，充电时，正极反应为，B正确；
C．放电时为原电池，原电池中阳离子向正极迁移，故由A极移向B极，C正确；
D．由电极反应式知，当转移2个电子时，负极脱去2个，即负极质量减少，正极嵌入2个，即质量增加14g，若初始两电极质量相等，则此时两电极质量相差28g，D错误。
故选：D。
12．C
【详解】A．在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，因此可判断，a为负极，b为正极，电子从a极流出，经外电路移向b极，A错误；
B．电极b是该电池的正极，发生还原反应，B错误；
C．在负极发生氧化反应，转化为的反应为，C正确；
D．若外电路中有0.4mol电子发生转移，则有0.4mol 通过质子交换膜，D错误。
因此，本题选C。
13．C
【详解】A．乙烯的实验式为CH2，A项错误；
B．电镀铜时，铁制镀件做阴极，发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，B项错误；
C．NaCl是离子化合物，其形成过程的电子式表示为：，C项正确；
D．NH4Cl是强电解质，在水中的完全电离，电离方程式为：NH4Cl=NH+Cl-，D项错误；
答案选C。
14．C
【分析】甲池为原电池装置，活泼的铜失电子作负极，电流方向从正极流向负极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，铜放电生成铜离子，盐桥中的硝酸根离子向左边移动，如果用铜制U形物代替“盐桥”，甲池中的右边一个池为原电池装置，以此解答该题。
【详解】A．图中甲池为原电池装置，Cu电极为负极发生氧化反应，故A错误；
B．实验过程中，铜放电生成铜离子，盐桥中的硝酸根离子向左边移动，所以左侧烧杯中硝酸根离子的浓度变大，故B错误；
C．用铜制U形物代替“盐桥”，右边铜的质量减少，而左边铜的质量增加，而整个电路转移电子数相等，所以减少的质量与增加的质量相等，U型管的质量不变，故C正确；
D．若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，即生成银5.4g，物质的量为mol=0.05mol，所以整个电路转移0.05mol的电子，如果硝酸银足量应生成5.4g的银，说明硝酸银不足，故D错误；
故选：C。
15． 大于 石墨 放出 46
【详解】在高温、高压、催化剂作用下，1mol石墨转化为金刚石，吸收1.9 kJ的热量。该过程为吸热过程，
(1)该反应的△H大于0，答案为：大于
(2)石墨转化金刚石是吸收热量，金刚石的能量大，不稳定，石墨更稳定，答案为：石墨
(3)由上图可知，合成氨的反应为放热反应，每生成1mol NH3(g)放出的能量是600 kJ -508 kJ =46kJ。答案为放出；46
16．(1)O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=2OH-+H2↑)
(3)外加电流的阴极保护法
【解析】(1)
若开始时开关K与a连接，则形成原电池，A为原电池的正极，正极氧气得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。
(2)
若开始时开关K与b连接，则形成电解池，B与外接电源负极相连，为阴极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=2OH-+H2↑)。
(3)
开关K与b连接，则形成电解池，利用电解池保护铁的方法称为外加电流的阴极保护法。
17． B Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液
【详解】(1)Ni Cd电池的充、放电条件不相同，因此电池的充、放电反应不属于可逆反应。放电时化学能转变为电能，充电时电能转变为化学能。故选B。
(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2在酸性土壤中溶解，生成重金属离子Ni2＋和Cd2＋，污染土壤。
18．(1) 负
(2) 阳
(3) 3
【详解】（1）该装置中， A 电极上CO2转化为CH3OH发生得电子的还原反应，说明 A电极为阴极，连接电源的负极，则 B电极为阳极，发生失电子的氧化反应，在水溶液中，阳极上的电极反应式为：。
（2）阴极上亚硫酸根离子得电子生成，电极反应式为，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，右侧的氢离子通过离子交换膜进入左侧，所以电解池中的隔膜为阳离子交换膜。
（3）由图可知，甲醛气体传感器为原电池原理，b极为负极，甲醛发生氧化反应生成，电极反应式为；由反应式可知，当电路中转移电子时，传感器内参加反应的甲醛为。
19．(1)CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.4 kJ mol-1
(2) H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol -485.2kJ/mol
(3)-80kJ mol-1
(4) 等于 ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)
【解析】（1）
1 g液态甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.7 kJ，则1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热22.7kJ×32=726.4kJ，燃烧热热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.4 kJ mol-1；
（2）
由氢气和氧气反应生成1mol液态水时放热285.8kJ，则①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol，1g水蒸气转化成液态水放热2.4kJ，则②H2O(g)=H2O(l)△H=-43.2kJ/mol，由盖斯定律可知，①×2-②×2得到反应2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)，则△H=(-285.8kJ/mol)×2-(-43.2kJ/mol)×2=-485.2kJ/mol，故答案为：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol；-485.2kJ/mol；
（3）
根据盖斯定律③+①×2-②计算TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)═TiCl4(s)+2CO(g)的△H=+141 kJ mol-1+(-393.5 kJ mol-1)×2-(-566 kJ mol-1)=-80kJ mol-1，故答案为：-80kJ mol-1；
（4）
根据盖斯定律可知，反应热只与始态和终态有关，而与反应的途径无关，通过观察可知途径Ⅰ和途径Ⅱ是等效的，途径Ⅰ和途径Ⅱ等量的煤燃烧消耗的氧气相等，两途径最终生成物只有二氧化碳，所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量；由盖斯定律可知，②×2+③+④得2C(s)+2O2 (g)═2CO2(g)△H=2△H2+△H3+△H4，所以△H1=△H=(2△H2+△H3+△H4)=△H2+(△H3+△H4)，故答案为：等于；ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)。
20． 正 CuCl2Cu+ Cl2↑ 1：1 粗铜 CuSO4或CuCl2 Y极附近红褐色变深 56 0.02
【分析】将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明F极生成OH-，F为阴极，则可知A为电源的正极，B为电源的负极，C、E、G、X为电解池的阳极，D、F、H、Y为电解池的阴极。然后根据电解原理，结合同一闭合回路中电子转移数目相等计算。
【详解】根据上述分析可知：A为电源的正极，B为电源的负极，C、E、G、X为阳极，D、F、H、Y为阴极。
(1)A是电源的正极，B是电源的负极；
(2)用惰性电极电解CuCl2溶液，阳极上Cl-失去电子产生Cl2，阴极上Cu2+得到电子产生Cu单质，反应方程式为：CuCl2Cu+ Cl2↑；
(3)装置乙是电解饱和NaCl溶液，反应方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，可见反应产生的气体物质的量的比是1：1，在相同条件下气体的体积比为1：1；
(4)欲用丙装置精炼铜，在电解精炼铜时，应该粗铜作阳极，纯铜作阴极，含有铜离子的盐作电解质溶液，G连接电源的正极，为阳极，其材料是粗铜，电解液可以CuSO4或CuCl2；
(5)根据同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引的原理，氢氧化铁胶体中含有的带正电荷的粒子会向阴极即向Y极移动，故阴极Y极附近红褐色变深；
(6)电解NaCl饱和溶液，反应总方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，NaCl的物质的量n(NaCl)总=c·V=0.03 mol/L×0.5 L=1.5 ×10-2 mol，反应产生NaOH的物质的量为n(NaOH)=c·V=1×10-2 mol/L×0.5 L=5×10-3 mol，根据电解方程式可知：每反应产生2 mol NaOH，同时消耗2 mol NaCl，阴极上产生1 mol H2，则反应产生5×10-3 mol NaOH时，消耗NaCl的物质的量为n(NaCl)耗=n(NaOH)=5×10-3mol，得到H2的物质的量n(H2)=n(NaOH)=2.5×10-3 mol，其在标准状况下的体积V(H2)=2.5×10-3mol×22.4 L/mol=5.6×10-2 L=56 mL；反应后溶液中剩余NaCl物质的量为1.5 ×10-2 mol-5×10-3 mol=1.0×10-2 mol，其浓度为c(NaCl)==0.02 mol/L。
【点睛】本题考查电解原理，涉及电解和金属的精炼及有关计算，正确判断电源正、负极及电解池的阴、阳极是解题关键，知道各个电极上发生的反应，根据电极反应式，及总反应方程式，结合电路中电子转移的物质的量相等分析解答。
21．(1) Cu2S+4H2O-10e-=2Cu2++SO+8H+ 还原 阴 增大 96
(2) 精铅 Cu和Ag 减小 c(H2SiF6)增大，电解液中c(H+)增大，阴极发生副反应2H++2e =H2↑，影响Pb2+放电，使铅产率减小，槽电压增大
【解析】(1)
①该装置为原电池，Cu2S失去电子生成CuSO4，则M电极为负极，电极反应式为Cu2S+4H2O-10e-=2Cu2++SO+8H+，则N电极为正极，发生还原反应；
②负极反应式为Cu2S+4H2O-10e-=2Cu2++SO+8H+，正极反应式为Fe3++e-=Fe2+，根据电荷守恒可知，SO通过X膜移向M极，则X膜为阴离子交换膜；工作时，左室Cu2S溶解且SO移向左室，故溶液质量增大；电路中每转移2mol电子，右室发生反应Fe3++e-=Fe2+，右室向左室移动1molSO，故质量变化为1mol×96g/mol=96g。
(2)
①该装置的作用是粗铅提纯，所以工作时，阴极上铅离子放电生成铅单质，故M为精铅；Cu、Ag的活泼性比铅弱，不会在阳极放电，形成阳极泥；阳极铅、铁、锌都会失电子，但是阴极只有Pb2+得电子，故工作一段时间后，溶液中c(Pb2+)减小。
②pH越小，c(H+)增大，则阴极上氢离子反应的可能性越大，故铅产率减小的原因可能是：c(H2SiF6)增大，电解液中c(H+)增大，阴极发生副反应2H++2e =H2↑，影响Pb2+放电，使铅产率减小，槽电压增大。
22．(1) 吸氧
(2) N 牺牲阳极的阴极保护法
【解析】(1)
炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑，是由于铁与其中的碳和水渍构成原电池，造成吸氧腐蚀；其中铁作负极，空气中的氧气在正极得电子结合水生成氢氧根离子，电极反应式：。
(2)
①根据图示，若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，铁件应与外加直流电源的负极相连，形成保护，故开关K应置于N处；
②若X为锌，开关K置于M处，锌比铁活泼，装置构成了以锌为负极、以铁件为正极、以海水为电解质溶液的原电池，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
23．(1) 正 C
(2) 阴离子 阳离子 增强溶液导电性
(3)H2－2e－＋2OH－===2H2O
(4) 1 32 48
【分析】用图示装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾，由装置图可知，左室通入少量硫酸，硫酸应在左室得到；右室通入少量氢氧化钾，KOH在右室得到；根据“放氧生酸、放氢生碱”，左室氢氧根离子放电生成氧气，左室为阳极室，M为阴离子交换膜，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入左室生成硫酸；右室氢离子放电生成氢气，右室为阴极室，N为阳离子交换膜，钾离子通过阳离子交换膜进入右室生成氢氧化钾。
【详解】（1）左室为阳极室，X极与电源正极相连，右室为阴极室，氢离子放电生成氢气，氢气从C口导出。
（2）左室氢氧根离子放电生成氧气，左室为阳极室，硫酸根离子通过离子交换膜M进入左室生成硫酸，M为阴离子交换膜；右室氢离子放电生成氢气，右室为阴极室，钾离子通过离子交换膜N进入右室生成氢氧化钾，N为阳离子交换膜。硫酸与氢氧化钾均是强电解质，图中少量硫酸和少量氢氧化钾的作用是增强溶液导电性；
（3）将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池（石墨为电极），碱性条件下，负极氢气失去电子发生氧化反应生成水，负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O；
（4）生成氢气物质的量为11.2L÷22.4L/mol=0.5mol，转移电子为0.5mol×2=1mol。铅蓄电池的总反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)＝2PbSO4(s)+2H2O(l)，所以理论上铅蓄电池消耗硫酸1mol，正极板发生反应PbO2(s)+2e－+4H＋(aq)+SO42－aq)＝PbSO4(s)+H2O(l)，PbO2生成PbSO4，所以正极板质量增加0.5mol×303g/mol－0.5mol×239g/mol＝32g，负极板反应为Pb(s)－2e－+SO42－(aq)＝PbSO4(s)，Pb失电子生成PbSO4，质量增加0.5mol×96g/mol＝48g。
24． 2KMnO4+10FeSO4+8H2OS4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O a 还原 乙 Fe2＋－e－=Fe3＋ 0.5
【详解】ⅠKMnO4有强氧化性，在硫酸的溶液中能氧化还原性的FeSO4生成Fe2(SO4)3，本身被还原为MnSO4，则发生反应的化学方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2OS4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O ；
Ⅱ(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极；
(2)电池工作时，SO42-向负极移动，即向乙烧杯移动；
(3)乙烧杯中的电极反应式为Fe2+-e-═Fe3+；
(4)溶液中的MnSO4浓度由1mol L-1变为1.5mol L-1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为0.5mol L-1×0.2L=0.1mol，转移的电子为0.1mol×5=0.5mol