第1章化学反应与能量转化同步习题（含解析）高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第一章：化学反应与能量转化同步习题
一、单选题
1．中国文化源远流长，三星堆出土了大量文物，下列有关说法正确的是。
A．测定文物年代的与互为同素异形体
B．三星堆出土的青铜器上有大量铜锈，可用明矾溶液除去
C．青铜是铜中加入铅，锡制得的合金，其成分会加快铜的腐蚀
D．文物中做面具的金箔由热还原法制得
2．科学家采用如图所示方法，可持续合成氨，跟氮气和氢气高温高压合成氨相比，反应条件更加温和。下列说法正确的是
A．该过程中Li和H2O作催化剂
B．三步反应都是氧化还原反应
C．反应Ⅲ可能是对LiOH溶液进行了电解
D．反应过程中每生成1mol NH3，同时生成0.75mol O2
3．常温常压下，充分燃烧一定量的乙醇放出的热量为Q kJ，用400mL 5mol·L-1 KOH溶液吸收生成的CO2，恰好完全转变成正盐，则充分燃烧1mol C2H5OH所放出的热量为
A．Q kJ B．2Q kJ C．3Q kJ D．4Q kJ
4．关于如图所示转化关系，下列说法正确的是
A．△H2>0
B．△H1>△H3
C．△H3 =△H1+△H2
D．△H1=△H2+△H3
5．白磷与氧气在一定条件下可以发生如下反应：P4+3O2=P4O6。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P 198kJ/mol，P—O 360kJ/mol，O=O 498kJ/mol。
根据上图所示的分子结构和有关数据，计算该反应的能量变化，正确的是
A．释放1638kJ的能量 B．吸收1638kJ的能量
C．释放126kJ的能量 D．吸收126kJ的能量
6．我国利用合成气直接制烯烃获重大突破，其原理是
反应①：
反应②：
反应③：
反应④：
反应⑤：
下列说法正确的是
A．反应③使用催化剂，减小
B．反应④中正反应的活化能大于逆反应的活化能
C．
D．
7．某公司推出一款铁—空气燃料电池，成本仅为锂电池的，其装置放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，M为正极
B．放电一段时间，KOH溶液浓度不变
C．充电时，N极的电极反应式中包括：
D．放电时，从M移向N
8．某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，当该装置工作时，下列说法不正确的是
A．盐桥中K+向Y极移动
B．电路中流过7.5mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8L
C．电子流由X极沿导线流向Y极
D．Y极发生的反应为2＋10e-＋6H2O===N2↑＋12OH—，周围pH增大
9．用一定浓度的NaOH溶液与稀盐酸进行中和反应反应热的测定实验时，测得生成1mol液态水时的 -，产生这种偏差的原因不可能是
A．实验用NaOH溶液的浓度过大
B．实验时搅拌速度慢
C．分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
D．用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液
10．已知：H2 (g)+F2(g) =2HF(g) △H=- 270 kJ /mol，下列说法正确的是
A．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢分子放出270kJ
B．1 mol 氢气与1 mol 氟气反应生成2mol 液态氟化氢放出的热量小于270kJ
C．在相同条件下，2 mol 氟化氢气体的总能量大于1 mol 氢气与1 mol 氟气的总能量
D．2 mol氟化氢气体分解成1mol的氢气积1mol的氟气吸收270kJ热量
11．关于下列的判断正确的是
A．， B． C． D．，
12．下列实验操作规范且能达到目的的是
A B C D
除去碳酸钠中的碳酸氢钠 氯气的净化 粗铜精炼 收集NO气体
A．A B．B C．C D．D
13．下列反应方程式书写正确的是
A．过氧化钠与水反应：2O+2H2O=O2↑+4OH-
B．用白醋除水垢：CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+
C．电解熔融MgCl2制镁：2Cl-+Mg2+Mg+Cl2↑
D．Al2(SO4)3溶液中加入足量Ba(OH)2溶液：Al3++SO+Ba2++3OH-=Al(OH)3↓+BaSO4↓
二、填空题
14．我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。
(1)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为_______。
(2)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为_______。
(3)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，负极是_______(填“a”或“b”或“c”)；
②环境中的Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉铜锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_______；
③若生成4.29gCu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_______L(标准状况)。
15．如下图所示的装置中，若通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，试回答：
(1)电源电极X的名称为_______。
(2)pH变化：A_______(填“增大”、“减小”或“不变)，B_______，C_______。
(3)写出A中电解的总反应的离子方程式_______。
(4)写出C中Ag电极的电极反应式_______。
(5)通电5min后，B中共收集224mL气体(标准状况)，溶液体积为200mL，则通电前溶液的物质的量浓度为_______(设电解前后溶液体积无变化)。
16．电解原理在生产生活中应用广泛，请回答下列问题：
（1）①电解法制备金属铝的化学反应方程式为___。
②为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜，此时铁器应与电源__极相连；电解精炼铜时，粗铜应与电源__极相连。
③利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。为减缓铁的腐蚀，开关K应置于__处。
（2）用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，阴、阳两极分别收集到2.24L和3.36L气体（标况下），溶液想恢复至电解前的状态可加入___。
A．0.2molCuO和0.1molH2O B．0.1molCuCO3
C．0.1molCu(OH)2 D．0.1molCu2(OH)2CO3
（3）汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源，NOx也是雾霾天气的主要成因之一。利用反应NO2＋NH3→N2＋H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。
①电极a的电极反应式为___。
②常温下，若用该电池电解0.6L1mol/L的食盐水，当消耗336mLB气体（标况下）时电解池中溶液的pH=__（假设电解过程溶液体积不变）。
17．Ⅰ.判断：
(1)下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是_______(填字母，下同)。
A． B．
C． D．
Ⅱ.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。
(2)O～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_______，溶液中的向_______移动(填“正极”或“负极”)；t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是_______。
三、计算题
18．我国目前使用能源仍然以煤等化石能源为主体。以石墨代表煤中碳素，能量变化关系如图所示：
已知：的键能分别为498、799。估算键能为
A． B． C． D．
19．(1)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 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2.444kJ，则反应H2(g)+O2(g)=H2O(l)的ΔH=_______kJ/mol。氢气的燃烧热为_______kJ/mol。
(2)火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料，以二氧化氮作氧化剂，它们相互反应生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ/mol；N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ/mol；则N2H4和NO2反应的热化学方程式为_______。
四、实验题
20．I.在高炉炼铁中，铁的三种氧化物均可作为原料冶炼铁，已知：
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H1
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H3
(1)丙同学翻阅了资料，了解了盖斯定律后，写出CO还原FeO的热化学方程式为_______。
II.丁同学回忆起初中学过的还原氧化铜的实验，想用CO还原Fe2O3，并在实验结束后用磁铁吸出生成的黑色粉末X进行探究。
【探究目的】分析黑色粉末X的组成，并进行相关实验。
【查阅资料】
①CO还原Fe2O3的实验中若温度不同、受热不均时会生成Fe3O4，也能被磁铁吸引。
②Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
③Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O8Fe+30HNO3(更稀)=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O
④3Fe3O4+28HNO3(稀)=9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O
【实验探究】
第一部分：定性检验
编号 实验操作 实验现象
① 取少量黑色粉末X放入试管1中，注入浓盐酸，微热 黑色粉末逐渐溶解，溶解呈黄绿色；有气泡产生
② 向试管1中滴加几滴KSCN溶液，振荡 溶液出现血红色
③ 另取少量黑色粉末X放入试管2中，注入足量硫酸铜溶液，振荡，静置 有极少量红色物质析出，仍有较多黑色固体未溶解
(2)实验③发生的反应的离子方程式为_______。
(3)上述实验说明黑色粉末X中含有_______。
第二部分：定量测定
根据下图所示的实验方案进行实验并记录数据：
(4)通过以上数据，可以计算出13.12g黑色粉末X中各成分的物质的量为_______。
第三部分：问题讨论
在实验过程中，发现在溶液Y中滴加过量NaOH溶液时有刺激性气味气体生成。为了确定溶液Y中各离子浓度，甲同学重复上述实验。在步骤①中共收集到标准状况下896mL的气体，经分析其中只含有NO；测得溶液Y中c(H+)=0.5mol/L(假设溶液体积仍为200mL)
(5)通过计算可知，溶液Y中c(Fe3+)=_______mol/L，c()=_______mol/L，c()=_______mol/L
21．Ⅰ、某探究性学习小组为测量中和反应反应热，向20mL1.5NaOH溶液中逐滴滴加某浓度的H2SO4溶液，搅拌均匀后并迅速记录溶液温度，实验过程操作规范正确，测量的简易装置如图甲所示，根据实验数据绘制的曲线如图乙。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为___________。
(2)若用浓硫酸代替稀硫酸，M点将___________(填“向左上方移动”“向右上方移动”或“不移动”)，原因是___________。
(3)写出氢氧化钠溶液与稀硫酸反应的离子方程式___________；
Ⅱ、乙同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验：
实验序号 反应温度/ 浓度 稀硫酸
① 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0
② 40 0.10 0.50
③ 20 0.10 4.0 0.50
(4)该实验①、②可探究___________对反应速率的影响，因此是___________。
(5)实验①、③可探究硫酸浓度对反应速率的影响，因此___________。
参考答案：
1．B
【解析】A．与是质子数相同，中子数不同的两种核素互为同位素，A错误；
B．铜锈为碱式碳酸铜，明矾溶于水，铝离子水解，溶液显酸性可与碱式碳酸铜反应而除去，B正确；
C．铅、锡比铜活泼，腐蚀反应中铜做正极，会减缓铜的腐蚀，C错误；
D．古代得到金的方法是淘漉法，D错误；
故选B。
2．D
【解析】A．从图中可以看出，该反应中Li参加了反应，最终又生成了Li，所以Li是催化剂。虽然在第二步水也参加了反应，第三步生成了水，但总反应为2N2+6H2O=3O2+4NH3，所以水为反应物，故A错误；
B．第二步反应是Li3N和水反应生成LiOH和NH3，没有化合价变化，不是氧化还原反应，故B错误；
C．电解LiOH溶液时，在阴极不可能是Li+得电子生成Li，故C错误；
D．根据总反应方程式：2N2+6H2O=3O2+4NH3，每生成1mol NH3，同时生成0.75mol O2，故D正确；
故选D。
3．B
【解析】氢氧化钾的物质的量为2mol，与二氧化碳反应转化为正盐，需要二氧化碳的物质的量为1mol，则根据乙醇燃烧方程式分析，乙醇的物质的量为0.5mol，则1mol乙醇完全燃烧放出的热量为2Q kJ。
故选B。
4．D
【解析】A．CO（g）+O2（g）=CO2（g）为CO的燃烧，放出热量，△H2<0，故A错误；
B．C不充分燃烧生成CO，充分燃烧生成CO2，充分燃烧放出的热量大于不充分燃烧，焓变为负值，则△H1<△H3，故B错误；
C．根据①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1，②CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H2，③C（s）+O2（g）=CO（g）△H3，结合盖斯定律③=①-②，则△H3 =△H1-△H2，故C错误；
D．根据①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1，②CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H2，③C（s）+O2（g）=CO（g）△H3，结合盖斯定律①=②+③，则△H1=△H2+△H3，故D正确；
故选D。
5．A
【解析】拆开反应物的化学键需要吸热能量为198×6+498×3=2682 kJ，形成生成物的化学键释放的能量为360×12=4320kJ，二者之差为释放能量4320kJ-2682 kJ=1638 kJ。
综上所述答案为A。
6．C
【解析】A．催化剂不能改变焓变，A错误；
B．反应④是放热反应，其中正反应的活化能小于逆反应的活化能，B错误；
C．根据盖斯定律：①－②即得到氢气燃烧的热化学方程式，氢气燃烧是放热反应，所以ΔH1－ΔH2<0，C正确；
D．根据盖斯定律：③×3+⑤得3CO（g）+6H2（g）→CH3CH=CH2（g）+3H2O（g）△H=-301.3kJ mol-1，D错误，
故答案选C。
【点睛】
7．D
【解析】由图可知，放电时，N极Fe失去电子作为负极，则M极为正极，充电时，N极为阴极，M极为阳极，据此分析作答。
【解析】A．Fe为活泼金属，放电时被氧化，所以N为负极，O2被还原，所以M为正极，选项A正确；
B．放电过程中的总反应为Fe与O2反应得到Fe的氧化物，所以KOH溶液的浓度不变，选项B正确；
C．充电时，N极为阴极，铁的氧化物被还原，包括，选项C正确；
D．原电池中阳离子移向正极，则放电时，从N移向M，选项D错误；
答案选D。
8．B
【解析】根据处理垃圾渗滤液并用其发电的示意图知道：装置属于原电池装置，X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为：2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电流从正极流向负极，据此回答。
【解析】A．处理垃圾渗滤液的装置属于原电池装置，盐桥中的阳离子移向正极，即盐桥中K+向Y极移动，故A正极；
B．X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为：2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，则总反应式为：5NH3+3═4N2+6H2O+3OH-，则电路中流过7.5 mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为×4mol×22.4L/mol=44.8L，故B错误；
C．电子从负极经外电路流向正极，即X极沿导线流向Y极，故C正确；
D．Y是正极，发生得电子的还原反应，2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，生成氢氧根离子，周围pH 增大，故D正确；
故答案为B。
9．A
【解析】A．NaOH溶液稀释过程释放热量，导致中和热 -，故A符合题意；
B．实验时搅拌速度慢，导致热量散失，测得中和热 -，故B不符合题意；
C．分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中，导致热量散失，测得中和热 -，故C不符合题意；
D．用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液，氢氧化钠被部分反应，导致测得中和热 -，故D不符合题意。
故选A。
10．D
【解析】A．热化学方程式中的化学计量数代表物质的量，不代表分子数，A错误；
B．2mol液态氟化氢所含能量比2mol气态氟化氢所含能量低，故生成2mol液态氟化氢比生成2mol气态氟化氢放热多，B错误；
C．该反应是放热反应，所以在相同条件下，2 mol 氟化氢气体的总能量小于1 mol 氢气与1 mol 氟气的总能量，C错误；
D．由热化学方程式可知，2mol氟化氢气体分解成1mol的氢气和1mol的氟气时应吸收270kJ的热量，D正确。
答案选D。
11．C
【解析】A．反应1为化合反应，是放热反应，则，反应2是水的电离，是吸热反应，，A错误；
B．反应1的为负数，反应2为正数，则，B错误；
C．由盖斯定律反应1+反应2得到反应3，则，C正确；
D．未知、的绝对值大小，无法判断是否大于0，D错误；
故选：C。
12．D
【解析】A．加热固体应在坩埚中进行，A错误；
B．除去氯气中的氯化氢和水，应先通入饱和食盐水，再通入浓硫酸，B错误；
C．粗铜精炼时粗铜应作阳极，与电源正极相连，C错误；
D．NO能与氧气反应，但不溶于水，故用排水法收集NO，D正确；
答案选D。
13．C
【解析】A．过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，离子方程式为：，A错误；
B．白醋可除去水壶中的水垢，白醋为弱酸，不可拆成离子形式，离子方程式为：，B错误；
C．工业上电解熔融的氯化镁制金属镁，发生反应的离子方程式为：2Cl-+Mg2+Mg+Cl2↑，C正确；
D．Ba(OH)2足量，最终会得到偏铝酸根，D错误；
故选C。
14．(1)10∶1
(2)Ag2O+2CuCl=2AgCl+Cu2O
(3) c 2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓ 0.448
【解析】(1)
根据N=×NA，青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g，则该青铜器中Sn和Pb原子数目之比为：=10:1；
(2)
复分解反应为相互交换成分的反应，因此该反应的化学方程式为Ag2O＋2CuCl=2AgCl＋Cu2O；
(3)
①负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c，其中负极反应：Cu－2e－=Cu2＋，正极反应：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；
②正极产物为OH－，负极产物为Cu2＋，两者与Cl－反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=Cu2(OH)3Cl↓；
③4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量为0.02 mol，由Cu元素守恒知，发生电化学腐蚀失电子的Cu单质的物质的量为0.04 mol，失去电子0.08 mol，根据电子守恒可得，消耗O2的物质的量为＝0.02 mol，所以理论上消耗氧气的体积为0.448 L(标准状况)。
15．(1)负极
(2) 增大 减小 不变
(3)
(4)
(5)
【解析】该装置为电解池，通电5min后，铜电极质量增加2.16g，则说明铜电极为阴极，溶液中的Ag+在铜电极上得到电子生成银：Ag++e-=Ag，2.16gAg的物质的量为0.02mol，所以电路中转移电子为0.02mol。
【解析】（1）铜为阴极，则电源电极X为负极；
（2）A装置中阳极是Cl-失去电子变为氯气，阴极是水电离出来的H+得到电子生成氢气，水电离出H+的同时会电离出OH-，导致溶液中OH-浓度增大，溶液pH增大；B装置阴极是Cu2+得到电子生成铜，阳极是水电离出来的OH-失去电子生成氧气，水电离出OH-的同时还电离出H+，导致溶液中H+浓度增大，溶液的pH减小；C装置阳极是电极材料Ag失去电子生成Ag+，同时溶液中的Ag+在阴极得到电子变为Ag析出，溶液的pH不变；
（3）A中放电的是Cl-和水电离的H+，生成氢气、NaOH和氯气，电解总反应的离子方程式为：；
（4）C中银为阳极，在阳极，银失去电子变为Ag+，电极反应式为：；
（5）B中收集到的224mL气体的物质的量为0.01mol。在B中，阳极始终是水电离出来的OH-失去电子生成氧气：2H2O-4e-=O2↑+4H+，通电5min，电路中转移电子为0.02mol，则生成的氧气为0.005mol，所以在阴极还有0.005molH2生成，即阴极开始时是溶液中的Cu2+得到电子生成Cu，当Cu2+消耗结束时，溶液中的H+得到电子生成H2：2H++2e-=H2↑，生成0.005molH2，转移0.01mol电子，则铜离子生成铜转移0.001mol电子，根据电极反应式：Cu2++2e-=Cu可知，溶液中的Cu2+为0.005mol，所以通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为0.005mol÷0.2L=0.025mol/L。
16． 2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑ 负极 正极 N AD 2NH3－6e-+6OH-=2N2+6H2O 13
【解析】（1）①电解法制备金属铝，三氧化铝电解生成铝和氧气；
②铁是待镀金属，此时铁器应与电源负极相连；电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜应与电源正极相连。
③模拟铁的电化学防护，用外加电流的阴极保护法，铁在阴极；
（2）根据电解池中离子的放电顺序和两极上发生的变化来书写电极反应方程式进行计算，两个电极上转移的电子数目是相等的，据此计算出溶液中减少的物质的物质的量，思考需加入物质．
（3）电极a电极发生氧化反应，氨气在碱性条件下氧化为氮气：2NH3－6e-+6OH-=2N2+6H2O ；
当消耗336mLNO2气体（标况下）时，由反应2NO2+8e－+4H2O=N2+8OH－计算生成的OH-。
【解析】（1）①电解法制备金属铝，三氧化铝电解生成铝和氧气，化学反应方程式为2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。
故答案为：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑；
②为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜，铁是待镀金属，此时铁器应与电源负极相连；电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜应与电源正极相连。
故答案为：负极 ； 正极；
③模拟铁的电化学防护，为减缓铁的腐蚀，用外加电流的阴极保护法，开关K应置于N处。故答案为：N；
（2）电解H2SO4和CuSO4的混合溶液，阳极发生的反应为：4OH－→2H2O+O2↑+4e－，阴极上发生的电极反应为：Cu2＋+2e－→Cu，2H＋+2e－→H2↑，
阳极生成3.36L氧气，即0.15mol，由阳极电极反应式可知，转移电子为0.6mol，阴极收集到2.24L（标况）气体，即生成0.1mol的氢气，
由阴极电极反应式可知，阴极上生成的0.1molH2只得到了0.2mol电子，所以剩余0.4mol电子由铜离子获得，生成铜0.2mol，综上分析，电解H2SO4和CuSO4的混合溶液时，生成了0.2molCu，0.1mol氢气，0.15mol氧气，溶液要想恢复电解前的状态，需加入0.2molCuO（或碳酸铜）和0.1mol水，
故选AD。
（3）电极a电极发生氧化反应，氨气在碱性条件下氧化为氮气：2NH3－6e-+6OH-=2N2+6H2O ；电极b的电极发生还原反应，二氧化氮转化生成氮气，电极方程式为2NO2+8e－+4H2O=N2+8OH－，总反应：6NO2＋8NH3→7N2＋12H2O，消耗标准状况下336mL NO2时，电路中转移0.06mol电子，电解池中生成0.06mol OH－，c（OH－）=0.06mol÷0.6L=0.1mol·L－1，c（H＋）= mol·L－1=10-13mol·L－1，故pH=13，
故答案为：2NH3－6e-+6OH-=2N2+6H2O ；13。
17．(1)D
(2) 正极 Al在浓硝酸中发生钝化，形成的氧化膜阻止了Al进一步反应
【解析】（1）
原电池是将化学能转变为电能的装置，只有氧化还原反应才有电子的转移，才能形成原电池，B、D为氧化还原反应，但选项B的化学方程式未配平，A、C为非氧化还原反应，不可以设计成原电池，故答案为：D；
（2）
O～t1时，Al在浓硝酸中发生钝化过程，Al为负极，铜为正极，溶液中的硝酸根离子得到电子，正极电极反应式为：，原电池中阳离子向正极移动，则溶液中的H+向正极移动；由于随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，t1时，铜做负极反应，Al为正极，因此电流方向发生改变。
18．C
【解析】根据盖斯定律，；反应热等于断裂键键能总和与形成共价能的键能总和之差，据此分析解题。
【解析】据分析可知：，解得：；
故答案选C。
19． 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ/mol -285.792 285.792 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7kJ/mol
【解析】(1)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ，则2molH2(g)与1molO2(g)反应生成2molH2O(g)，放热483.6kJ，该反应的热化学方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ/mol。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，则2H2O(g)= 2H2O(l) ΔH=-2.444 kJ/g×36g/mol=-87.984kJ/mol，利用盖斯定律，将二式相加，然后除以2，即得反应H2(g)+O2(g)=H2O(l)的ΔH=-285.792kJ/mol。氢气的燃烧热为生成1mol液态水时所放出的热量，所以氢气的燃烧热为-285.792kJ/mol。答案为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ/mol；-285.792；-285.792；
(2) N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ/mol ①
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ/mol ②
利用盖斯定律，将②×2-①，可求出ΔH=(-534 kJ/mol)×2-(+67.7 kJ/mol)= -1135.7kJ/mol，从而得出N2H4和NO2反应的热化学方程式为2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7kJ/mol。答案为：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7kJ/mol。
【点睛】燃烧热强调燃烧物为1mol，且产物处于稳定态；中和热强调酸与碱反应，生成1mol水。
20．(1) △H =
(2)
(3)Fe3O4和Fe的混合物
(4)Fe；0.11mol，Fe3O4；0.03mol
(5) 1 0.15 3.65
【解析】(1)
CO还原FeO生成铁和二氧化碳：；
已知①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H1
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H3
根据盖斯定律，由(①②-③2)得反应 △H =；
(2)
实验③极少量红色物质为铜，为黑色粉未中的铁粉与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，发生的反应的离子方程式为；
(3)
铁能和盐酸反应生成气体，且铁和铜离子发生置换反应生成红色的铜，据此现象判断存在铁；Fe3+能使KSCN溶液呈现血红色，这是Fe3+的特征反应，据此判断Fe3O4的存在．故黑色粉末X为Fe3O4和Fe的混合物．
故答案为：Fe3O4和Fe的混合物；
(4)
红棕色固体为氧化铁，16g氧化铁中含有铁原子的物质的量为×2=0.2mol，设13.12g混合固体中铁的物质的量为xmol，Fe3O4的物质的量为ymol，则①x+3y=0.2mol②56x+232y=13.12 两式联立求得x=0.11mol，y=0.03mol，故答案为：Fe：0.11mol、Fe3O4：0.03mol；
(5)
通过（4）中计算可知铁离子的物质的量为0.2mol，因此c(Fe3+)==1mol/L，实验Y中滴加过量NaOH溶液时有刺激性气味气体生成，说明有铵根离子生成，硝酸总量为0.2L 4mol/L=0.8mol，最终氮元素存在于硝酸根离子、铵根离子和NO中，其中n (NO) ==0.04mol， 根据氮元素质量守恒，设生成的n ()为x，n ()=0.8-0.04- x，再根据溶液中电荷守恒有: n(H+) +n () +3n (Fe3+) =n()，0.1+x+0.6=0.8=0.04-x， 解得x=0.03，则n () =0.03mol, n ()=0.73mol，故c () =0.15mol/L， c() =3.65mol/L；
故答案为: 1；0.15；3.65。
21．(1)环形玻璃搅拌器
(2) 向左上方移动 若用浓硫酸代替稀硫酸，浓硫酸浓度大需要的体积减小，浓硫酸稀释液会放热，放出的热量比原来多，故M点将向左上方移动
(3)H++OH-=H2O
(4) 反应温度 10.0
(5)6.0
【解析】（1）仪器a的名称为环形玻璃搅拌器。
（2）用浓硫酸代替稀硫酸，浓硫酸浓度大需要的体积减小，浓硫酸稀释液会放热，放出的热量比原来多，故M点将向左上方移动。
（3）氢氧化钠溶液与稀硫酸反应生成水和硫酸钠，离子方程式为：H++OH-=H2O。
（4）实验①、②的温度不同，则实验①、②是探究反应温度对反应速率的影响，而要探究温度对反应速率的影响，则必须保持其他影响因素一致，即加入的溶液的量相同，即V1=10.0mL。
（5）实验①、③是探究浓度对反应速率的影响，要探究硫酸的浓度不同对反应速率的影响，则必须保持其他影响因素一致，即加入的溶液的量相同，则V4=10.0mL，溶液总体积也须相同，溶液总体积为20.0mL，所以加入的水的体积20mL-10.0mL-4.0mL=6.0 mL。