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

第一章：化学反应与能量转化同步习题
一、单选题
1．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
2．用下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测得具支锥形瓶中压强、溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列分析错误是
A．压强增大主要是因为产生了H2
B．pH=4时正极只发生：O2+ 4e+ 4H+→2H2O
C．负极的反应都为：Fe-2e-→ Fe2+
D．都发生了吸氧腐蚀
3．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
4．根据所示的能量图，下列说法正确的是
A．断裂和的化学键所吸收的能量之和小于断裂的化学键所吸收的能量
B．的总能量大于和的能量之和
C．和的能量之和为
D．
5．中科院研制出了双碳双离子电池，以石墨(Cn)和中间相炭微粒球(MCMB)为电极，电解质溶液为含有KPF6的有机溶液，其充电示意图如下。下列说法错误的是
A．固态KPF6为离子晶体
B．放电时MCMB电极为负极
C．充电时，若正极增重39g，则负极增重145g
D．充电时，阳极发生反应为Cn+xPF6－－xe-=Cn(PF6)x
6．一定温度和压强下，实验研究的化学反应能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的
B．使用催化剂，可改变反应的反应热
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
7．新中国成立70年来，中国制造、中国创造、中国建造联动发力，不断塑造着中国崭新面貌，以下相关说法不正确的是
A．C919大型客机中大量使用了镁铝合金
B．华为麒麟芯片中使用的半导体材料为二氧化硅
C．北京大兴国际机场建设中使用了大量硅酸盐材料
D．港珠澳大桥在建设过程中使用的钢材为了防止海水腐蚀都进行了环氧涂层的处理
8．反应A+BC分两步进行：①A+BX，②XC，反应过程中能量变化如下图所示，E1表示反应A+BX的活化能。下列有关叙述正确的是
A．E2表示反应XC的活化能
B．X是反应A+BC的催化剂
C．反应A+BC的ΔH<0
D．加入催化剂可改变反应A+BC的焓变
9．下列关于热化学反应的描述正确的是
A．25℃ 101kPa下，稀盐酸和稀NaOH溶液反应的中和反应反应热ΔH=-57.3kJ mol-1，则含1mol H2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为114.6kJ
B．H2(g)的燃烧热为285.8kJ/mol，则反应2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)的ΔH=+571.6kJ mol-1
C．放热反应比吸热反应容易发生
D．1mol丙烷燃烧生成水蒸气和二氧化碳所放出的热量是丙烷的燃烧热
10．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
11．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
12．利用下列装置(夹持装置略)进行实验，能达到实验目的的是
①②③④
A．图①装置可制备无水 MgCl2
B．图②装置可证明氧化性：Cl2＞Br2＞I2
C．图③装置可制乙烯并验证其还原性
D．图④装置可观察铁的析氢腐蚀
13．下面四种燃料电池中正极的反应产物为水的是
A B C D
固体氧化物燃料电池 碱性燃料电池 质子交换膜燃料电池 熔融盐燃料电池
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
14．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)。
15．应用电化学原理，回答下列问题：
(1)甲中电流计指针偏移时，盐桥(装有含琼胶的KCl饱和溶液)中离子移动的方向是：K+移向_______，Cl-移向_______。一段时间后，当电路中通过电子为0.5mol时，锌电极质量_______(填“增加”或“减少”，下同)，铜电极质量_______了_______ g。
(2)乙中正极反应式为_______；若将H2换成CH4，则负极反应式为_______。
(3)丙中铅蓄电池放电时正极的电极反应式为：_______，放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极与铅蓄电池 _______极相连接。
16．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_______。
17．相对分子质量为44的烷烃和O2气在KOH溶液中可以组成燃料电池，装置如图所示。在石墨1极上发生的电极反应为O2 +2e-+2 H2O= 4OH-
(1)石墨1极为_______(填“负”或“正”)极。在石墨2极上发生的电极反应为_______
(2)放电时，电子流向是_______(填字母)。
a.由石墨1极流出，经外电路流向石墨2极
b.由石墨2极流出，经电解质溶液流向石墨1极
c.由石墨1极流出，经电解质溶液流向石墨2极
d.由石墨2极流出，经外电路流向石墨1极
三、计算题
18．联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应：，石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中，连续鼓入空气，使焦炭完全燃烧生成，其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中，40%的最终转化为纯碱。已知：焦炭的热值为(假设焦炭不含杂质)。请回答：
(1)每完全分解石灰石(含，杂质不参与反应)，需要投料_______kg焦炭。
(2)每生产106kg纯碱，同时可获得_______(列式计算)。
19．液态肼(N2H4)和液态双氧水可作为火箭推进剂的原料，它们混合时发生反应，生成N2和水蒸气，并放出大量的热。已知1 g液态肼完全反应生成气态水放出的热量为20 kJ。
(1)H2O(l)=H2O(g)　ΔH=+44 kJ·mol-1，写出液态肼与液态双氧水反应生成N2和液态水的热化学方程式：___________。
(2)以N2和H2为原料通过一定途径可制得N2H4，已知断裂1 mol N—N键、N≡N键、N—H键、H—H键所需的能量分别为193 kJ·mol-1、946 kJ·mol-1、390.8 kJ·mol-1、436 kJ·mol-1，试写出由N2、H2合成气态肼(N2H4)的热化学方程式为___________。
(3)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：
①H2(g)+O2(g)=H2O2(l)　ΔH1=-134.3 kJ·mol-1；
②H2O(l)=H2(g)+O2(g)　ΔH2=+286 kJ·mol-1。
则反应③H2O2(l)=H2O(l)+O2(g)的ΔH=___________。
四、实验题
20．为探究原电池和电解池的工作原理，某研究性小组分别用如图所示装置进行实验。
（1）甲装置中，a电极的反应式为_____。
（2）乙装置中，阴极区产物为_____。
（3）丙装置是一种家用84消毒液（NaClO）发生器。外接电源a为_____ (填“正”或“负”)极，该装置内发生反应的化学方程式为_____、_____。
（4）若甲装置作为乙装置的电源，一段时间后，甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为_____ (不考虑气体的溶解)。
（5）某工厂采用电解法处理含Cr2O72-的废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽内盛放含铬废水，Cr2O72-被还原成为Cr3+，Cr3在阴极区生成Cr(OH)3沉淀除去，工作原理如图。
①写出电解时阴极的电极反应式____。
②写出Cr2O72-被还原为Cr3+的离子方程式____。
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．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。
2．B
【解析】A．pH=2.0的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，A正确；
B．若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降；而图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，B错误；
C．锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，C正确；
D．由题干溶解氧随时间变化曲线图可知，三种pH环境下溶解氧的浓度都有减小，则都发生了吸氧腐蚀，D正确；
故答案为：B。
3．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。
4．B
【解析】A．右图示可知，该反应为吸热反应，故断裂和的化学键所吸收的能量之和大于断裂的化学键所吸收的能量，A错误；
B．右图示可知，该反应为吸热反应，故生成物的总能量高于反应物的总能量，即的总能量大于和的能量之和，B正确；
C．由图示可知，和的键能之和为，C错误；
D．反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，故该反应的热化学方程式为：，D错误；
故答案为：B。
5．C
【解析】A．由图可知，固态KPF6能电离生成PF和K+，则固态KPF6为离子晶体，故A正确；
B．根据放电时离子的移动方向可知充电时石墨电极为阳极、MCMB电极为阴极，则放电时石墨电极为正极、MCMB电极为负极，故B正确；
C．充电时，PF移向阳极、K+移向阴极，二者所带电荷数值相等，则移向阳极的PF和移向阴极的K+数目相等，即n(PF)=n(K+)=39g÷39g/mol=1mol，n(PF)=nM=1mol×145g/mol=145g，即充电时，若负极增重39g，则正极增重145g，故C错误；
D．充电时，阳极发生失去电子的氧化反应，即反应为Cn+xPF6－－xe-=Cn(PF6)x，故D正确；
故选C。
6．D
【解析】A．根据图中数据，该反应的，A错误；
B．使用催化剂只能改变反应的速率，不能改变反应的反应热，B错误；
C．正反应的活化能为209，逆反应的活化能为348，正反应的活化能小于逆反应的活化能，C错误；
D．如图所示反应物到过渡态需要吸收能量为209，过渡态到产物放出能量为348，故断键吸收的能量小于成键放出的能量，D正确；
故选D。
7．B
【解析】A．镁铝合金密度小，强度大，C919大型客机中大量使用了镁铝合金，A项正确；
B．华为麒麟芯片中使用的半导体材料为硅，B项错误；
C．北京大兴国际机场建设中使用的玻璃属于硅酸盐材料，C项正确；
D．对钢材进行环氧涂层的处理可以防止海水腐蚀，D项正确；
答案选B。
8．C
【解析】A．E2表示活化分子转化为C时伴随的能量变化，A项错误；
B．若X是反应A+BC的催化剂，则X是反应①的反应物，是反应②的生成物，B项错误；
C．由图象可知，反应物A、 B的总能量高于生成物C的能量，反应是放热反应，ΔH<0，C项正确；
D．焓变和反应物和生成物能量有关，与反应变化过程无关，催化剂只改变反应速率，不改变反应的焓变，D项错误；
答案选C。
9．B
【解析】A．钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡时放热，并且含1molH2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡反应生成2molH2O（1），所以含1molH2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量大于114.6kJ，故A错误；
B．H2(g)的燃烧热为285.8kJ/mol，则H2(g)+O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol，所以2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)的ΔH=+571.6kJ mol-1，故B正确；
C．反应是否容易发生，与放热、吸热无关，有些吸热反应常温下也很容易发生，如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应，故C错误；
D．1mol丙烷完全燃烧生成液体水和二氧化碳时所放出的热量是丙烷的燃烧热，而不是水蒸气，故D错误；
故选B。
10．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。
11．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。
12．A
【解析】A．由于镁离子水解，因此得到MgCl2，需要在HCl气流中加热，因此图①装置可制备无水 MgCl2，故A符合题意；
B．图②装置不能证明氧化性：Cl2＞Br2＞I2，可能氯气过量，将KI氧化为I2，从而使淀粉变蓝，故B不符合题意；
C．由于乙醇易挥发，图③装置可制乙烯，但乙醇和乙烯都能使酸性高锰酸钾褪色，因此不能证明酸性高锰酸钾褪色是乙烯的还原性，故C不符合题意；
D．NaCl溶液是中性环境，因此图④装置可观察铁的吸氧腐蚀，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
13．C
【解析】A．电解质为能够传导氧离子的固体氧化物，正极氧气得电子生成氧离子，故A不选；
B．电解质溶液是氢氧化钾，正极上氧气得电子与水反应生成氢氧根离子，故B不选；
C．存在质子交换膜，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，故C选；
D．电解质为熔融碳酸盐，正极氧气得电子结合二氧化碳生成碳酸根离子，故D不选；
故选C。
14．(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。
15． CuSO4溶液 ZnSO4溶液 减小 增加 16 O2+4e-+2H2O=4OH- CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O PbO2+4H++2e-+SO=PbSO4+2H2O 负
【解析】(1)Zn的活泼性大于Cu，则Zn作负极，内电路中阳离子向正极移动，则K+移向CuSO4溶液；Cl-移向ZnSO4溶液；电路中通过电子为0.5mol时，反应0.25mol锌，变为锌离子，则锌电极质量减小；铜电极为铜离子得电子生成铜，则铜电极质量增加0.25mol×64g/mol=16g；
(2)乙中氧气得电子，作正极，氧气与水反应生成氢氧根离子，则正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；负极甲烷失电子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O；
(3)铅蓄电池放电时正极二氧化铅得电子与氢离子反应生成硫酸铅和水，电极反应式为PbO2+4H++2e-+SO=PbSO4+2H2O；充电时，电池的负极提供电子，则电解池的阴极得电子，则电源的负极与铅蓄电池负极相连。
16．(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。
17．(1) 正
(2)d
【解析】由题目中烷烃的相对分子质量为44，可知该烷烃为C3H8；在原电池中，负极失去电子，正极得到电子，电子由负极经导线移向正极。
(1)
在石墨1极上发生的电极反应为，在该电极O2得到电子，故为原电池的正极；在石墨2极上发生的电极反应为；
(2)
在原电池中，电子由负极经导线移向正极，故d项正确。
18．(1)10.8
(2)70
【解析】（1）完全分解石灰石(含，杂质不参与反应)，需要吸收的热量是＝162000kJ，已知：焦炭的热值为(假设焦炭不含杂质)，其热量有效利用率为50%，所以需要投料焦炭的质量是＝10800g＝10.8kg。
（2）根据（1）中计算可知消耗焦炭的物质的量是=900mol，参加反应的碳酸钙的物质的量是900mol，这说明参加反应的碳酸钙和焦炭的物质的量之比为1：1，所以根据原子守恒可知生成氧化钙的质量是＝70kg。
19．(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)　ΔH=-816 kJ·mol-1
(2)N2(g)+2H2(g)=N2H4(g)　ΔH=+61.8 kJ·mol-1
(3)-151.7 kJ·mol-1
【解析】（1）
1 g液态肼完全反应生成气态水放出的热量为20 kJ。则1mol液态肼(N2H4)与足量液态双氧水反应，生成水蒸气和氮气，放出的热量为。设热化学方程式为①N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640kJ/mol
②H2O(l)=H2O(g) ΔH=＋44kJ·mol-1，
根据盖斯定律①-②×4得液态肼与液态双氧水生成液态水和氮气反应的热化学反应方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) ΔH=-640kJ/mol-44kJ·mol-1×4=-816 kJ/mol；
（2）
N2、H2合成气态肼(N2H4)的化学方程式为N2+2H2= N2H4，则根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和可知，该反应的反应热ΔH=946 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-193 kJ·mol-1-4×390.8 kJ·mol-1=+61.8 kJ·mol-1，故其热化学方程式为：N2(g)+2H2(g)=N2H4(g)　ΔH=+61.8 kJ·mol-1；
（3）
根据盖斯定律可知-(①+②)得到反应③H2O2(l)=H2O(l)+O2(g)，则对应的反应焓变ΔH=-(-134.3+286)kJ mol-1=-151.7 kJ·mol-1。
20． H2-2e-+2OH-=2H2O 氢氧化钠和氢气 负 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 3:4 2H++2e-=H2↑ Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
【解析】甲装置：该装置为氢氧燃料电池，氢气被氧化作负极，氧气被还原做作正极；
乙装置：该装置为电解池，与正极相连的一极为阳极发生氧化反应，与负极相连的为阴极发生还原反应；
丙装置：该装置为电解池，电解饱和食盐水时阳极产生氯气，阴极产生氢气和氢氧根，要制备次氯酸钠所以需要氯气到阴极与氢氧根反应，所以下端为阳极产生氯气；
(5)B电极生成氢气，说明该电极发生还原反应为阴极，氢离子放电生成氢气，导致阴极区pH变大；A电极为阳极，铁为电极材料，则铁被氧化生成Fe2+，继而将Cr2O72-还原成为Cr3+，然后迁移到阴极与OH-生成沉淀。
【解析】(1)甲装置是氢氧燃料电池，a电极通入氢气为负极，电解质溶液为KOH溶液，所以电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O；
(2)乙装置是电解池，电解饱和食盐水，所以阴极区产物为氢氧化钠和氢气；
(3)根据分析可知该装置中发生电解饱和食盐水的反应，同时阳极产生的氯气与阴极产物发生反应制备次氯酸钠，下端为阳极，上端为阴极，即a电极为电源负极，该装置内发生反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
(4)若甲装置作为乙装置的电源，一段时间后，甲中总反应为：2H2+O2=2H2O；乙中总反应为：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑；各电极转移的电子相等，假如都是4mol，甲池消耗气体2mol+1mol=3mol，乙池产生气体2mol+2mol=4mol，物质的量之比为3：4；
(5)①阴极氢离子放电生成氢气，电极方程式为：2H++2e-=H2↑；
②根据分析可知反应过程中Fe2+将Cr2O72-还原成为Cr3+，方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
【点睛】第(5)题为易错点，虽然Cr2O72-被还原成为Cr3+，但根据图示可知阴极产生的是氢气，说明Cr2O72-被还原并不是电极反应，再结合阳极材料为Fe，可知是阳极产生的Fe2+将Cr2O72-还原。
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。