第1章 化学反应与能量转化 单元训练卷（含解析） 高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 单元训练卷
一、选择题
1．HCl气体被氧气氧化的能量关系如图，下列叙述正确的是
A．该反应、
B．该反应的浓度平衡常数
C．用E表示键能，则该反应
D．反应
2．下图为一种多硫化物一空气二次电池的原理示意图，其中a和b为惰性电极，池内各室溶液可往复利用。下列叙述不正确的是
A．充电时，a接外电源的负极，作阴极
B．充电时，b电极附近溶液碱性减弱
C．放电时，a电极反应为
D．放电时，b电极反应为
3．如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是
①X是正极，Y是负极
②若用右侧装置在钥匙上镀铜，则将钥匙放在a处
③溶液的酸性先增强，再不变
④精炼粗铜时，则将粗铜放在a处
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
4．某种电催化法以为催化电极合成腈类化合物和偶氮化合物，装置示意图如图。下列说法错误的是
A．左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应
B．阴极发生反应：
C．从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动
D．每当合成得到，同时合成
5．实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：
序号 实验
实验Ⅰ 铁钉表面及周边未见明显变化 铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成
实验Ⅱ 铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现 锌片周边未见明显变化 铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现 锌片周边未见明显变化
下列说法不正确的是A．实验Ⅰ中铁钉发生了吸氧腐蚀
B．实验Ⅱ中锌片未发生反应
C．实验Ⅱ中正极的电极反应式：
D．若将片换成片，推测片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色
6．已知中的化学键断裂时需要吸收的能量，中的化学键断裂时需要吸收的能量，中的化学键形成时释放的能量，与反应生成的热化学方程式为
A．
B．
C．
D．
7．根据下列实验的现象，所得结论不正确的是
实验 现象 结论
A 浸泡在热水中的烧瓶内红棕色加深，浸泡在冰水中的烧瓶内红棕色变浅 其他条件不变，改变温度可以使化学平衡发生移动
B 有白色沉淀，加入稀盐酸后有无色气泡产生
C 一段时间后，液体呈红褐色 加热促进溶液的水解，生成了胶体
D 一段时间后，导管中水柱上升 具支试管中发生了吸氧腐蚀
A．A B．B C．C D．D
8．常温下，某小组探究不同溶液中钢铁的腐蚀，结果如下。下列说法不正确的是
溶液
腐蚀快慢 较快 慢 慢 较快
主要产物
A．在溶液中，主要发生的是析氢腐蚀
B．在溶液中，发生腐蚀时正极反应为：
C．由实验可知，溶液碱性越强，钢铁腐蚀越困难
D．钢铁腐蚀的产物受到溶液酸碱性的影响
9．基元反应的反应过程如下图。下列分析不正确的是
A．该基元反应涉及键断裂和键形成
B．该基元反应属于吸热反应
C．使用催化剂，可以改变该反应
D．增大，该反应单位体积内活化分子数增多
10．已知：与反应生成1 mol正盐时反应的；强酸、强碱的稀溶液反应的中和热的。则在水溶液中电离的等于
A． B．
C． D．
11．反应的能量变化示意图如图所示。下列说法正确的是
A．1mol和1mol的内能之和为akJ
B．该反应每生成2个AB分子，吸收能量
C．该反应每生成1molAB，放出能量bkJ
D．反应 ，则
12．神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，两个航天员乘组首次实现“太空会师”。发射火箭的燃料常用联氨、液氢，氧化剂有液氧、液态等。
下列叙述错误的是
A．液氢和液氧燃烧放出大量热量，产物对环境友好
B．发射场因液态产生大量而呈红棕色
C．液氢和液氧在气化过程中发生了吸热反应
D．和反应中产物总能量小于反应物总能量
13．下列关于反应热的说法正确的是
A．可逆反应“”中的小于0，说明此反应为吸热反应
B．已知的反应热为，说明硫的燃烧热为
C．一个化学反应的反应热等于反应物的总能量减去生成物的总能量
D．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关
14．微生物燃料电池和微生物电合成技术具有广阔的发展空间，二者的原理如图所示。假定废弃有机物为，下列有关说法错误的是
A．二者的能量转化形式恰好相反
B．图示左侧电极为正极，右侧电极为阴极
C．左侧电极反应式为
D．若用该燃料电池供电，理论上合成1mol ，需消耗45g
二、填空题
15．已知红磷和Cl2发生反应生成PCl3或PCl5，反应过程中的能量变化如图所示(图中△H表示生成1mol产物的数据)。
(1)P和Cl2反应生成PCl3(g)的热化学方程式为______。
(2)PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2的热化学方程式为______。
(3)白磷能自燃，红磷不能自燃。白磷转变成红磷是______(“放”或“吸”)热反应，如果用白磷代替红磷和Cl2反应生成1molPCl5的反应热为△H3，则△H3______△H1(填“>”、“<”或“=”)。
(4)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5，其原因是______。
16．铁是中学化学的重要物质。某学校的三个兴趣小组根据反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计了如图三个原电池装置，丙装置的盐桥中装的是琼脂—饱和KCl溶液。回答下列问题：
(1)上述三个装置中能实现题给反应的是_____(填装置序号)。
(2)①原电池装置甲中，铜电极上发生的现象是_____。
②原电池装置乙中有明显现象发生时，铁电极上的电极反应方程式为_____。
③原电池装置丙中，原电池工作时盐桥中的K+移向______(填“铜”或“铁”)极，若反应产生2.24L气体(标准状况)，则右侧溶液中溶质的质量增加_____g。
(3)实验后同学们经过充分讨论，得出了有关原电池如下结论，你认为这些结论正确的是_____(填标号)。
A．氧化还原反应都能设计为原电池
B．凡是有盐桥的原电池，盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性
C．在经典原电池中，活动性强的金属做原电池的负极，与电解质溶液种类无关
D．上述装置丙中，右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替，对原电池的放电效率无影响
17．2021年12月9日，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平和叶光富在中国空间站太空授课，空间站内氧气和二氧化碳的循环利用引发了同学们强烈的好奇心。请根据有关信息回答下列问题。
(1)空间站主要利用电解生活废水及尿液实现氧气再生，阳极的电极反应式为______。
(2)叶光富介绍，有望在空间站利用CO2与H2反应生成水和燃料，实现呼吸产生的CO2与电解水产生的H2的高效循环利用。二氧化碳与氢气制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g) △H。
该反应一般通过如下步骤来实现：
i.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ mol-1
ii.CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g) △H2=-90kJ mol-1
①总反应的△H=_____kJ mol-1；若反应i为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_____(填标号)，判断的理由是_____。
A． B．
C． D．
②甲醇是燃料电池的重要原料，若电解质为H2SO4溶液，则负极的电极反应式为_____。
(3)利用电化学原理可以将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)，实验装量如图所示，则H+移向_____极(填“a”或“b”)。
18．回答下列问题
(1)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。已知：
2Cu(s)＋O2(g)=Cu2O(s) ΔH=-169 kJ·mol-1；
C(s)＋O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1；
2Cu(s)＋O2(g)=2CuO(s) ΔH=-314 kJ·mol-1。
工业上用木炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为_______。
(2)某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中电解质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
①甲池为_______(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，A极的电极反应式为_______。
②丙池中F极为_______(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，该池的总反应式为_______。
③当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_______mL(标准状况)。
19．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及其化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：
ΔH=88.6 kJ·mol－1
则M、N相比，较稳定的是_______。
(2)已知 CH3OH(l)的燃烧热为-726.5kJ·mol－1，CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=－akJ·mol－1，则a_______726.5(填“>”“<”或“=”)。
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应生成1molCO2时的热化学方程式：_______。
(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)═2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=－1176kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1mol电子放出的热量为_______。
(5)温度在150℃以上时，H2O2便迅速分解为H2O和O2，发射火箭时用过氧化氢作强氧化剂就是利用这个原理，已知：
a. H2(g)+O2(g)═H2O2(l)ΔH1=-134.3kJ·mol-1
b. H2O(l)═H2(g)+O2(g) ΔH2=+286kJ·mol-1
则反应H2O2(l)═H2O(l)+O2(g)的ΔH =_______。
三、实验题
20．某学习小组用MnO2和浓盐酸共热制取氯气，再用氯气与潮湿的消石灰反应制取漂白精(这是一个放热反应)，据此回答下列问题：
(1)实验室用MnO2和浓盐酸共热制备氯气，其反应的离子反应方程式是_____
(2)工业上电解饱和食盐水来制备氯气，其化学方程式是_______，阳极产生的产物为_______
(3)此实验Ca(ClO)2产率太低。经分析发现，主要原因是在U形管中存在两个副反应：
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，可采取的措施是_______。
②试判断另一个副反应(用化学方程式表示)：_______；为避免此副反应的发生，可采取的措施是_______
21．Ⅰ.某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件，按下图所示装置进行试验并得到下表试验结果：
试验序号 A B 烧杯中的液体 灵敏电流计指针是否偏转
1 乙醇 无
2 稀硫酸 有
3 稀硫酸 无
4 苯 无
5 C 氯化钠溶液 有
6 氢氧化钠溶液 有
分析以上数据，回答下列问题：
(1)试验中电流由_______极流向_______极填“”或“”。
(2)试验中电子由极流向极，表明负极是_______电极填“镁”或“铝”。
(3)试验表明_______。
A．铜在潮湿空气中不会被腐蚀 铜的腐蚀是自发进行的
(4)分析上表有关信息，下列说法不正确的是_______。A．相对活泼的金属一定做负极
B．失去电子的电极是负极
C．烧杯中的液体必须是电解质溶液
D．浸入同一电解质中两个电极，必须是活泼性不同的二种金属或其中一种是非金属
Ⅱ.为了验证铁在不同条件下发生的腐蚀，向两支内壁分别涂有氯化钠溶液和稀醋酸的具支试管分别标为a、b撒入铁粉混有少量炭粉，按下图装置好仪器，回答下列问题：
(5)a装置中观察到的主要现象_______；
(6)在a中发生了_______腐蚀，在b中正极的电极反应式为_______；
(7)为了防止金属的腐蚀，可以采取的措施是_______。
①喷漆②镀锌③连接电源的正极，形成电解池④连接电源的负极，形成电解池
四、原理综合题
22．化学变化常伴随能量变化，现有反应：
A．CaCO3CaO+CO2↑ B．Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
C．C+CO22CO D．2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O
(1)上述四个反应中属于氧化还原反应且反应过程中能量变化符合如图的是_____________(填反应序号)。
(2)判断上述四个反应中能设计成原电池的是_______________(填反应序号)。
(3)根据该原电池回答下列问题：
①负极发生____________(填“氧化”或“还原”)反应；正极的电极反应式为______________。
②当导线中有1mol电子通过时，理论上发生的变化是_______________(填序号)。
a.溶液增重32.5g　　　b.溶液增重31.5g　　　c.析出1gH2　　　d.析出11.2LH2
(4)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以C为电极，CH3OH为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，电池工作时消耗1molCH3OH，则电路中通过_____________mol电子。
23．的重整、回收和转化受到越来越多的关注，它是有效应对全球气候变化、促进低碳社会构建的重要方法。
(1)与经催化重整可制得合成气，其反应原理为。
①已知键能是指气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量，上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
键能/() 413 745 436
则__________。
②按体积比1∶1将和充入某恒压容器中(已添加催化剂)，测得温度对和的平衡转化率的影响如图所示：
随温度升高，的平衡转化率升高的原因为____________________；从理论上讲，甲烷和二氧化碳的平衡转化率应该相等，但实际上二氧化碳的平衡转化率始终大于甲烷，其原因可能是____________________。
(2)一种从高炉气回收制储氢物质的综合利用示意图如图所示：
①某温度下，当吸收池中溶液的时，此时该溶液中__________[已知：该温度下、]。
②利用电化学原理控制反应条件能将电催化还原为，写出铂电极上生成的电极反应式：____________________；电解过程中还伴随着析氢反应，若生成的电解效率为90%，当电路中转移时，阴极室溶液的质量增加__________g[B的电解效率]。
参考答案：
1．D
【详解】A．如图可知，、，故A错误；
B．反应的平衡常数是产物的浓度次幂比上反应物浓度次幂，，故B错误；
C．用E表示键能反应热时，水的状态应该是气态，则该反应，故C错误；
D．液态水转化成气态水需要吸热，反应 ，故D正确；
故答案为D。
2．D
【分析】结合a电极Na2S2转化为Na2S4，S元素失去电子，化合价升高，则放电时a为负极，a电极的电极反应为，则b为正极，根据b电极通入空气和NaOH溶液，放电时的电极反应为。充电时，a接外电源的负极，作阴极，b接外电源的正极，作阳极。放电时左侧钠离子经过阳离子交换膜进入中间隔室，右侧氢氧根离子经过阴离子交换膜进入中间隔室，从而在中间隔室得到浓氢氧化钠溶液，据此解答。
【详解】A．根据分析，充电时，a接外电源的负极，作阴极，A正确；
B．根据放电时b电极反应为，则充电时b电极反应为，b附近溶液碱性减弱，B正确；
C．根据分析，放电时，a电极反应为，C正确；
D．放电时，b电极反应为，D错误；
故选D。
3．C
【分析】如图，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，含酚酞的食盐水，b极附近溶液呈红色，则b极有生成，作为阴极，电极反应式为，与电池的负极相连，所以Y为电池的负极；a为阳极，电极反应式为；与电源正极相连，所以电池X极为正极；
【详解】①综上所述，X极为正极；Y为电池的负极，故①正确；
②Y为电池的负极，与之相连的一极b极为阴极，a为阳极，若用右侧装置在钥匙上镀铜，则将钥匙放在b处，故②错误；
③如图，电解硫酸铜溶液，Cu作为阴极，电极反应为；Pt电极为阳极，电极反应式为，在溶液中没有消耗完之前，溶液中增大，酸性增强，当溶液中反应完之后，开始在阴极放电，，碱小，酸性减弱，故③错误；
④精炼粗铜时，粗铜作为电解池的阳极，则将粗铜放在a处，故④正确；
综上所述，①④正确；
故选C。
4．D
【详解】A．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极、左侧为阳极，所以左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应，故A正确；
B．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极，阴极发生反应为 ，故B正确；
C．右侧为阴极、左侧为阳极，从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动，故C正确；
D．阳极反应式为，R-CH2NH2-4e-+4OH-=R-CN+4H2O，根据得失电子守恒，每当合成得到，同时合成，故D错误；
选D。
5．B
【详解】A．根据实验现象可知，实验Ⅰ中铁钉被空气中氧气氧化，随机出现极少量红色和蓝色区域，Fe2+与K3[Fe(CN6)]会生成蓝色沉淀，OH-在酚酞作用下会使溶液变红，故反应过程中溶液存在OH-、Fe2+，最后有少量红棕色铁锈生成，发生了吸氧腐蚀，A项正确；
B．实验Ⅱ的反应速率比实验Ⅰ快，实验ⅠI中形成了以铁为正极，锌为负极的原电池，锌片发生氧化反应，B项错误；
C．实验Ⅱ中，溶液酸性较弱，且由铁钉周边出现红色区域可知，正极的电极反应式：，C项正确；
D．若将片换成片，则实验Ⅱ中，铁为负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，铁钉周边会出现蓝色；铜为正极，根据C选项正极电极反应式可知，有OH-生成，铜片周边会出现红色，D项正确；
答案选B。
6．D
【详解】断裂1 molN2(g)和1 molO2(g)中化学键吸收能量分别为946kJ、498kJ，形成1 mol NO(g)中化学键释放出632kJ能量。反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)中，断裂反应物中化学键吸收总能量为946kJ+498kJ=1444kJ，形成反应物中化学键释放的总能量为632kJ×2=1264kJ，则该反应是吸热反应，二者的能量差为1444kJ-1264kJ=180kJ，故△H=+180 kJ/mol，与反应生成的热化学方程式为，故选D。
7．B
【详解】A．对于平衡2NO2(g) N2O4(g) ，升高温度平衡逆向移动，NO2浓度增大颜色加深，降低温度平衡正向移动，NO2浓度减小颜色变浅，A正确；
B．加入稀盐酸后有无色气泡产生，说明有BaCO3生成，但不能就此说明，若，当碳酸根离子浓度足够大时，加入BaCO4，同样会有BaCO3生成，B错误；
C．水解是吸热的，加热促进溶液的水解，有利于生成胶体，C正确；
D．导管中水柱上升，说明具支试管中压强减小，由此可知蘸有食盐水的铁钉发生了吸氧腐蚀，D正确；
故选B。
8．C
【详解】A．在溶液中，酸性条件下，主要发生的是析氢腐蚀，故A正确；
B．在溶液中，发生吸氧腐蚀，正极反应为：，故B正确；
C．中腐蚀速度快，说明溶液碱性越强，钢铁腐蚀越容易，故C错误；
D．不同pH条件下，钢铁腐蚀的产物不同，受到溶液酸碱性的影响，故D正确；
故答案选C。
9．C
【详解】A．由图示可知，该基元反应涉及H I键断裂和H H键形成，A正确；
B．断键吸收的能量大于成键放出的能量，该反应吸热，B正确；
C．催化剂只改变活化能，影响反应速率，不影响焓变，C错误；
D．增大c(HI)，该反应单位体积内活化分子数增多，反应速率加快，D正确；
故选C。
10．A
【详解】由题意知，生成1mol正盐，同时生成，由此可得．稀氨水与稀硫酸的中和热；而强酸与强碱的稀溶液反应的中和热，故电离时应吸收的热量为；
故答案为：A。
11．D
【分析】反应，生成吸收akJ能量；生成释放bkJ能量；据此分析解题。
【详解】A．akJ是生成吸收的能量，不是1mol和1mol的内能之和，故A错误；
B．根据图像判断，该反应每生成2molAB分子，吸收能量，故B错误；
C．该反应每生成1molAB，吸收能量；故C错误；
D．反应 ，反应，固体B转化为气体B为吸热过程，故D正确；
故答案选D。
12．C
【详解】A．液氢和液氧燃烧是放热反应，产物为水，不污染环境，A项正确；
B．液体气化过程中，部分转化成释放，产生红棕色雾，B项正确；
C．液氢、液氧气化过程属于物理变化，不属于吸热反应，C项错误；
D．和反应是放热反应，反应物总能量高于产物总能量，D项正确；
故选C。
13．D
【详解】A．小于0，说明此反应正反应方向为放热反应，A错误；
B．硫的燃烧热是指1mol固态S完全燃烧生成气态SO2所放出的热量，B错误；
C．一个化学反应的反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量，C错误；
D．根据盖斯定律知，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关，D正确；
故选D。
14．BC
【分析】微生物燃料电池是原电池装置，微生物电合成是电解池装置，由图中产物可知，燃料电池中转化为时失电子，则左侧为负极；右侧电极接电源负极，为阴极，据此分析解答。
【详解】A．燃料电池的能量转化形式为化学能转化为电能，电合成为电能转化为化学能，A项正确；
B．燃料电池中转化为时失电子，则左侧为负极；右侧电极接电源负极，为阴极，B项错误；
C．由产物为知该电极所处溶液环境为酸性，电极反应为，C项错误；
D．用合成1mol ，反应中转移6mol电子，则需的质量为，D项正确；
答案选BC。
15．(1)P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) △H=-306kJ mol-1##2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g) △H=-612kJ mol-1
(2)PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) △H=+93kJ mol-1
(3) 放 <
(4)两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解
【详解】（1）由图中信息P和Cl2生成1molPCl3放出399kJ-93kJ=306kJ热量，热化学方方程式为P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) △H=-306kJ mol-1，答案：P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) △H=-306kJ mol-1或2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g) △H=-612kJ mol-1；
（2）由图中信息可知PCl3和Cl2生成1molPCl5，放出93kJ热量，所以PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2的热化学方程式为PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) △H=+93kJ mol-1，答案：PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) △H=+93kJ mol-1；
（3）因为能量越低越稳定，白磷能自燃，红磷不能自燃，相同质量的白磷能量高于红磷，白磷转变成红磷是放热反应，如果用白磷代替红磷和Cl2反应生成1molPCl5，放出热量多，△H小，△H3<△H1，答案：放；<；
（4）因为PCl5分解反应是吸热反应，温度太高，不利于 PCl5的生成，答案：两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解。
16．(1)甲、丙
(2) 有气泡产生 NO+2H++2e-=NO2↑+H2O 铜 12.7
(3)B
【详解】（1）由图可知，甲池中金属性强的铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，原电池的总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑；乙池中铁在浓硝酸中钝化，阻碍反应的继续进行，则能与浓硝酸反应的铜为原电池的负极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，铁为正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，原电池的总反应为Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O；丙池中金属性强的铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，原电池的总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，则能实现题给反应的是甲、丙，故答案为：甲、丙；
（2）①原电池装置甲中，铜电极为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，则实验现象为有气泡产生，故答案为：有气泡产生；
②原电池装置乙中，铁为正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，电极反应式为NO+2H++2e-=NO2↑+H2O，故答案为：NO+2H++2e-=NO2↑+H2O；
③原电池装置丙中，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，则盐桥中阳离子钾离子移向正极、阴离子氯离子移向负极，若标准状况下反应产生2.24L氢气，则右侧溶液中增加亚铁离子和氯离子的质量之和为××56g/mol+×2×35.5g/mol=12.7g，故答案为：铜；12.7；
（3）A．能自发发生的氧化还原反应且为放热反应才能设计成原电池，故A错误；
B．有盐桥的原电池，盐桥的作用始终是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性，故B正确；
C．在经典原电池中，活动性强的金属不一定做原电池的负极，如装置乙中铜做负极，说明金属是否做原电池的负极，与电解质溶液的种类有关，故C错误；
D．金属在中活性强的为负极，若装置丙中右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替，铁与氯化铁溶液反应，不可能构成铁铜原电池，故D错误；
故选B。
17．(1)2H2O-4e-=O2↑+4H+
(2) -49 A △H1为正值，△H2和△H为负值，反应i的活化能大于反应ii的活化能 CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
(3)a
【详解】（1）电解水阳极失去电子生成氧气，故电极方程式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。
（2）①已知i.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ mol-1
ii.CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g) △H2=-90kJ mol-1
由盖斯定律可知总反应CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)等于反应i+反应ii，故△H=△H1+△H2=-49kJ mol-1；反应i吸热反应，反应ii为放热反应，总反应为放热反应，故图像为A，理由为△H1为正值，△H2和△H为负值，反应i的活化能大于反应ii的活化能；
②甲醇燃料电池中甲醇在负极上发生反应CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+。
（3）根据装置可知，与电源负极相连的a为阴极，b为阳极，电解池中阳离子移向阴极，故H+移向a极。
18．(1)C(s)＋2CuO(s)=Cu2O(s)＋CO(g) ΔH=＋34.5 kJ·mol-1
(2) 原电池 CH3OH＋8OH--6e-=CO＋6H2O 阴极 2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑ 560
【分析】在第(2)问中，甲池中电极A通入CH3OH，电极B通入O2，电解质为KOH溶液，因此甲池为燃料电池即原电池；乙池为电解池，电极C连接正极，则电极C为阳极，电解D为阴极；丙池为电解池，电极F连接负极，则电极F为阴极，电极E为阳极。
【详解】（1）将题中给的三个方程式依次编码为①②③，根据盖斯定律①-②+③可得还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为C(s)＋2CuO(s)=Cu2O(s)＋CO(g) ΔH=(-169 kJ·mol-1)-110.5 kJ·mol-1-(-314 kJ·mol-1)=＋34.5 kJ·mol-1。
（2）①由分析可知甲池为燃料电池，即原电池；由于电解质溶液是KOH溶液，故A极的电极反应式为CH3OH＋8OH--6e-=CO＋6H2O。
②在甲池中A极为负极，B极为正极，丙池中F极连接负极，故F极为电解池的阴极，电解总反应式为2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑。
③C极为阳极，电极反应为Ag-e-=Ag+，甲池中B电极为正极，电极反应为O2+4e-=2H2O=4OH-，当乙池中C极质量减轻10.8 g即0.1mol Ag时，失去电子数为0.1mol，根据得失电子守恒，甲池中B电极O2得到1mol电子，所以O2的物质的量为n= =0.025mol，故V(O2)=0.025 mol×22.4 L·mol-1=0.56 L=560 mL。
【点睛】在电化学计算时，注意电荷守恒，失电子数一定等于得电子数。
19．(1)M
(2)＜
(3)2Cl2(g+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g) ΔH=﹣290kJ·mol﹣1
(4)98
(5)-151.7 kJ·mol-1
【详解】（1）M转化为N是吸热反应，所以N的能量高，能量越高越不稳定，能量越低越稳定，故稳定性M＞N；
（2）甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故a＜726.5；
（3）有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，反应的热化学方程式为：2Cl2(g+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g) ΔH=﹣290kJ·mol﹣1；
（4）Al元素化合价从0价升高到＋3价，因此所给反应中转移12个电子，故每转移1mol电子放出的热量为1176kJ÷12=98kJ；
（5）根据盖斯定律可知-(①+②)得到反应H2O2(l)═H2O(l)+O2(g)的ΔH = -(-134.3+286)kJ·mol-1=-151.7 kJ·mol-1。
20．(1)
(2) 氯气
(3) 将U形管放置在冰水浴中 在装置B与装置C之间增加一个盛有饱和食盐水的洗气瓶
【分析】装置A和B用于制备氯气，装置C用于制备漂白粉，装置D用于吸收多余的氯气，防止污染环境，据此分析解答。
【详解】（1）MnO2和浓盐酸共热制备氯气，还生成氯化锰和水，其反应的离子反应方程式是。
（2）工业上电解饱和食盐水来制备氯气，阳极发生氧化反应，氯离子放电生成氯气，阳极产生的产物为氯气，阴极上水电离出的氢离子得电子，生成氢气和氢氧根离子，故其化学方程式是。
（3）①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，可采取的措施是将U形管放置在冰水浴中。
②由于浓盐酸易挥发，则制备的氯气中含有HCl，则另一个副反应为；故为避免此副反应的发生，可采取的措施是在装置B与装置C之间增加一个盛有饱和食盐水的洗气瓶，除去氯气中的HCl。
21．(1) B A
(2)铝
(3)B
(4)A
(5)导管内水位上升
(6) 吸氧
(7)①②④
【详解】（1）实验中较活泼，应为原电池的负极，则为正极，电流从正极流向负极，即从极流向极，故答案为：B；A；
（2）Al可与反应而Mg不反应，则形成原电池时Al为负极，Mg为正极，故答案为：铝；
（3）铜在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀，为自发的氧化还原反应，故答案为：；
（4）A．相对活泼的金属不一定做负极，如实验中电子由极流向极，为负极，故A错误；
B．负极发生氧化反应，活泼金属失去电子被氧化，故B正确；
C．烧杯中的液体，必须是电解质溶液，原电池工作时溶液中通过离子的定向移动形成闭合回路，故C正确；
D．形成原电池的两极应是活泼性不同的两种金属或金属与非金属，可形成电势差而形成电流，故D正确；
故选A；
（5）a装置中发生吸氧腐蚀，由于消耗了氧气，可观察到的现象是导管内水位上升，故答案为：导管内水位上升；
（6）a装置中发生吸氧腐蚀，在中发生析氢腐蚀，正极反应式为，故答案为：吸氧；；
（7）为了防止金属的腐蚀，可以采取的措施是喷漆，在铁制品表面镀锌，电化学防护可采用牺牲阳极的阴极保护法和外加电源的阴极保护法，
故答案为：。
22．(1)C
(2)B
(3) 氧化 BC
(4)6
【分析】A．CaCO3CaO+CO2↑为非氧化还原反应，属于吸热反应。
B．Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑为氧化还原反应，属于放热反应。
C．C+CO22CO为氧化还原反应，属于吸热反应。
D．2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O为非氧化还原反应，属于放热反应。
【详解】（1）图示反应中生成物能量大于反应物能量、为吸热反应，又属于氧化还原反应，C满足。
（2）氧化还原反应且属于放热反应的能设计为原电池，则上述四个反应中能设计成原电池的是B。
（3）该原电池总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑：
①负极反应为，发生氧化反应；正极氢离子得电子被还原为氢气，电极反应式为。
②该原电池总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，当导线中有1mol电子通过时，理论上32.5g Zn与H2SO4反应生成ZnSO4，放出1gH2，则发生的变化：
a．溶液增重32.5g-1g=31.5g，A错误；　　　
b．溶液增重31.5g，B正确；　　　
c．析出1gH2，C正确；　　　
d．未指明标准状况，不一定析出11.2LH2，D错误；；
选BC。
（4）甲醇燃料电池中，以C为电极，CH3OH为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，电池工作时，负极反应式为，电极上得失电子数守恒，则消耗1molCH3OH，则电路中通过6mol电子。
23．(1) 与的重整反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，的平衡转化率增大 部分与产生的发生了反应
(2) 4 41.4
【详解】（1）①焓变=反应物总键能-生成物总键能，设的键能为x，，则745×2+413×4-2x-436×2=+120，x=1075， 是断裂1mol键，所以△H=+1075；
②随温度升高，与的重整反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，的平衡转化率增大；部分与产生的发生了反应，所以二氧化碳的平衡转化率始终大于甲烷。
（2）①某温度下，当吸收池中溶液的时，溶液中。
②利用电化学原理控制反应条件能将电催化还原为，铂电极是阴极，铂电极上二氧化碳得电子生成，电极反应式；若生成的电解效率为90%，当电路中转移时，根据，生成的物质的量为0.9mol，阴极室溶液的质量增加0.9mol×46g/mol=41.4g。