第一章：化学反应与能量转化同步习题（含解析）2022---2023学年上学期高二化学鲁科版（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．南开大学科研团队以KSn合金为负极，以含羧基多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)为正极催化剂构建了可充电K-CO2电池，电解质溶液为有机电解质，电池放电反应为4KSn+3CO2=2K2CO3+C+4Sn。该成果对改善环境和缓解能源问题具有巨大潜力。下列说法正确的是
A．充电时，阴极反应为2K2CO3+C-4e- =4K+ +3CO2↑
B．电池每吸收22.4L CO2，电路中转移4mol e-
C．放电时，内电路中电流由KSn合金经有机电解质流向MWCNTs-COOH
D．为了更好的吸收温室气体CO2，可用适当浓度的KOH溶液代替有机电解质
2．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构如图所示。已知总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，关于该电池的叙述正确的是
A．a电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．O2在a电极被氧化
C．b电极反应：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2＋24H＋
D．该电池能够在高温下工作
3．磷酸铁锂电池应用广泛。该锂电池将锂嵌入碳材料，含Li+导电固体为电解质；电解质中迁移介质是一种有机聚合物，其单体之一M结构简式如下图：
M的结构简式
电池反应为：LiC6＋FePO4LiFePO4＋6C
下列说法正确的是
A．放电时，体系中的Li+向负极移动
B．放电时，FePO4作正极发生氧化反应
C．充电时，与电源正极相连的电极反应为：LiFePO4－e－==Li+＋FePO4
D．1 mol有机物M与足量NaOH溶液反应，消耗2 mol NaOH
4．酸性废水中的NH可在一定条件下利用硝酸盐菌转化为NO，再用如图所示的电化学装置除去NO，下列有关说法正确的是
A．a端是直流电源的负极
B．该装置把化学能转化为电能
C．图中离子交换膜应为阴离子交换膜
D．阴极的电极反应式为2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O
5．下列反应属于吸热反应的是
A．石灰石在高温下的分解反应 B．生石灰和水的反应
C．盐酸与氢氧化钠溶液的反应 D．木炭在氧气中燃烧
6．CN-能抑制人体组织细胞内酶的活性，不能直接排放到环境中。工业上通过电激发产生HO*和OH-，可处理废水中的CN-，机理如图。下列说法错误的是
A．该电极应该连接直流电源的负极
B．反应I为2CN-+2OH-+10HO*=N2↑+2+6H2O
C．处理1 mol CN-，反应II理论上生成5 mol O2
D．OH-、HO*和H2O2中氧原子的杂化方式不同
7．金属矿物通常色彩缤纷、形状各异。下列冶炼金属的方法属于热还原法的是（ ）
A．（熔融） B．
C． D．
8．工业上可用软锰矿(主要成分为MnO2)和闪锌矿(主要成分为ZnS)制取干电池中所需的MnO2和Zn，其工艺流程如下：
下列说法正确的是
A．酸溶时，MnO2作还原剂 B．可用盐酸代替硫酸进行酸溶
C．原料硫酸可以循环使用 D．在电解池的阴极处产生MnO2
9．已知断裂1molH2(g)中的H—H键需要吸收436kJ的能量，断裂1molO2(g)中的共价键需要吸收498kJ的能量，生成H2O(g)中的1molH—O键能放出462.8kJ的能量。下列说法正确的是
A．断裂1molH2O中的化学键需要释放925.6kJ的能量
B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)，该反应放出能量481.2kJ
C．2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)，该反应放出能量471.6kJ
D．H2(g)+O2(g)=H2O(l)，1mol参与反应放出能量240.6kJ
10．H2和I2在一定条件下能发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，能量变化如图所示。
生成1molH-I键所需要释放的能量是
A． B． C． D．
11．已知：①C(s、金刚石)+ O2(g)= CO2(g) ΔH1=-395.4 kJ mol-1，② C(s、石墨) + O2(g)= CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ mol-1，上述反应中的能量变化如图所示，下列说法错误的是
A．石墨和金刚石之间的转化是化学变化 B．图中b代表反应①的能量变化
C．C(s、金刚石)=C(s、石墨) ΔH= +1.9 kJ mol-1 D．石墨比金刚石的热稳定性好
12．我国科学家最近发明了一种Zn-PbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：
下列有关说法错误的是
A．该装置是原电池装置，Zn电极为负极
B．a膜为阴离子交换膜
C．负极电极反应式为Zn-2e-+4OH-=
D．B区域的电解质溶液为K2SO4溶液
二、填空题
13．回答下列问题
(1)高铁酸钾()不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中，其电池方程式为：。如图1所示是高铁电池的模拟实验装置。
①该电池放电时正极反应式为_______。
②盐桥中盛有饱和溶液，此盐桥中氯离子向_______(填“左”或“右”)移动；
③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_______。
(2)和是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收和。
①是直流电源的_______极。
②已知电解池的阴极室中溶液的在4~7之间，阴极的电极反应为_______。
③用离子方程式表示吸收的原理_______。
14．回答下列问题：
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：
已知：
①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)　 ΔH1
②C4H10(g)+ O2(g)=C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1
③H2(g)+ O2 (g)=H2O(g)　 ΔH3=-242 kJ·mol-1
反应①的ΔH1为___________ kJ·mol-1。
(2)已知4.4 g CO2气体与H2经催化加氢生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的能量。该反应的热化学方程式为：___________。
(3)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2，ΔH1___________ΔH2(填“>”“＜”或“=”，下同)。
(4)氨气是一种重要的物质，可用于制取化肥和硝酸等。已知H—H键、N—H键、N≡N键的键能分别是436 kJ·mol-1、391 kJ·mol-1、946 kJ·mol-1。写出合成氨的热化学方程式：___________。
15．铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：
（1）如图是自来水表的常见安装方式，发生腐蚀过程中，电流从___(填“接头流向水表”或“水表流向接头”)。
（2）某二次电池放电的电池反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2。反应结束时，电池的负极的质量___(“减小”“不变”或“增加”)，该电池的正极反应式为___。
（3）有如图装置：
①图1中，用惰性电极电解过程中的实验数据如图，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中图1装置中产生气体的总体积(标准状况)。电解过程中转移n(e-)=0.4mol，b电极的实验现象为___；Q点时，a电极收集到的气体体积为___。
②图2中，装置通电后，溶液仍然保持澄清，铁电极附近呈紫红色(已知FeO42-在水溶液中呈紫红色)，Fe电极上发生的电极反应式为___。
16．(1)已知水的比热容为4.18×10-3 kJ g-1 ℃-1．10g硫黄在O2中完全燃烧生成气态SO2，放出的热量能使500g H2O的温度由18℃升至62.4℃，则硫黄的燃烧热为__，热化学方程式为_．
(2)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)，反应过程如下：
2P(s)+3Cl2(g)＝2PCl3(g)△H＝﹣612kJ/mol
2P(s)+5Cl2(g)＝2PCl5(g)△H＝﹣798kJ/mol
气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为___．
(3)用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：
①从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是____．
②烧杯间填满碎纸条的作用是_．
③大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值_(填“偏大、偏小、无影响”)．
④如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_________(填“相等、不相等”)，所求中和热_(填“相等、不相等”)．
⑤用相同浓度和体积的氨水(NH3 H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会__；(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)．
三、计算题
17．化工生产中用烷烃和氧气或水蒸气反应可得到以和为主的混合气体，这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨。对甲烷而言，有以下两个主要反应：
①
②
（1）反应②中参加反应的与的总能量__________（填“大于”“小于”或“等于”）生成的与的总能量。
（2）若氧气和水蒸气的混合气体中氧气的物质的量分数为，且甲烷恰好与二者完全反应，请填写下列空白：
序号 与反应的 与反应的 总反应的
I 0.2 _____ ____
II ____ _______
（3）若某化工厂生产中反应的能量在利用过程中不计耗损，为使能量实现零排放和零补充，则进料气中水蒸气与空气（的体积分数为）的体积之比为__________。
18．用CO与H2反应合成甲醇符合原子经济的绿色化学理念，反应过程中能量变化如图所示。
(1)请写出CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式_______；
(2)该反应中相关的化学键键能数据如表所示：则C≡O中的键能为_______kJ/mol；
化学键 H-H C-O H-O C-H
E/(kJ/mol) 436 343 465 413
(3)图中曲线I和II所对应的反应路径，比较容易发生的是_______(填I或II)；
(4)已知：① ，
② ，
③ ，
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：_______。
(5)一定条件下，1 g甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出Q kJ的热量。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_______。
四、工业流程题
19．下面是工业上以含金、银、铂、铜的金属废料提取金、银、铂的工艺流程。
已知：溶液I中铂和金形成化合物为H[AuC14]和H2[PtCl6]。浓盐酸物质浓度：12mol／L，密度1.179g／cm3；浓硝酸质量分数约为65％，密度约为1.4g／cm3
(1)写出NH4C1的电子式______________。
(2)操作I中金属废料应该连接电源的____极，若另一极采用纯铜，该过程的工业名称为________________。
(3)依据信息和所学知识，王水配制的具体操作为_________________。
(4)通入SO2的作用是__________，SO2不能通入过量的原因是_____________。
(5)阳极泥与王水反应，硝酸被还原为NO，请写出其中一个反应的化学方程式______________。
(6)由银制备银-氯化银参比电极的工作原理如图所示。一段时间后与A连接的电极就会被氯化银覆盖，当乙池中产生0.2g气体时，甲池溶液质量变化为_________________。
20．锡常用于制造保险丝等合金。工业上以锡精矿(主要含锡、铁、铜、银、铅、钨等硫化物和砷化物)为原料制备锡，其流程如下：
请回答下列问题：
(1)锡精矿在空气中焙烧，使硫元素和砷元素转化为易挥发的SO2和As2O3，可用___________(填化学式)溶液吸收尾气。
(2)“焙烧”中将WS2转化成WO3，用10%纯碱溶液“碱浸”将WO3转化成易溶性的Na2WO4并放出气体，写出离子方程式：___________。
(3)“熔炼”时使用焦炭粉，粉碎焦炭的目的是___________；如果炭还原SnO2时生成锡和CO、CO2(体积比3：1)，写出化学方程式：___________。
(4)利用如图所示装置精炼锡。Y极材料是___________(填化学式)，阳极最先发生反应的电极反应式为___________。
(5)精炼锡的阳极泥主要有Cu、Ag和PbSO4，回收铜和银的流程如下：
①下列说法正确的是___________(填字母)。
A．KClO3氧化Cu和Ag B．只能用置换法提取铜
C．滤渣2的主要成分是PbSO4 D．浸取2需要“高温”
②浸液2的主要成分是[Ag(NH3)2]Cl，氨水溶解氯化银的离子方程式为___________。(已知[Cu(NH3)4]SO4的电离方程式书写：[Cu(NH3)4]SO4=＋)
③若制得4 mol银，至少需要水合肼(N2H4·H2O)___________mol(已知：水合肼的氧化产物对环境友好)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】由题干信息可知，电解质溶液为有机电解质，电池放电反应为4KSn+3CO2=2K2CO3+C+4Sn，故KSn合金作负极，电极反应为：K-e-=K+，正极反应式为：3CO2+4e-=C+2，则充电时，阴极反应式为：K++e-=K，阳极电极反应式为：C+2-4e-=3CO2，据此分析解题。
【详解】A．充电时，阴极发生还原反应，故其电极反应为K++e-=K，A错误；
B．题干未说明标况，故无法计算22.4L CO2的物质的量，无法计算电路中转移的电子数目，B错误；
C．放电时，内电路中电流是由负极流向正极，即由KSn合金经有机电解质流向MWCNTs-COOH，C正确；
D．由于K能与KOH溶液中的H2O反应，故不能用适当浓度的KOH溶液代替有机电解质，D错误；
故答案为C。
2．C
【分析】该燃料电池a极通入O2，则为正极，而b极葡萄糖发生氧化反应，为负极。
【详解】A．a极上氧气得电子发生还原反应，反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，故A错误；
B．O2在a极发生还原反应，故B错误；
C．b极为负极，葡萄糖发生氧化反应，电极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2＋24H＋，故C正确；
D．高温条件下微生物会变性，该电池不能够在高温下工作，故D错误；
故答案为C。
3．C
【详解】A．放电时是原电池，LiC6是负极，FePO4是正极，FePO4反应后生成LiFePO4，体系中的Li+向正极移动，A错误；
B．放电时是原电池，原电池中正极发生还原反应，B错误；
C．充电时是电解池，与电源正极相连的电极是阳极，阳极发生氧化反应，C正确；
D．1 mol有机物M中3mol酯基，与足量NaOH溶液反应，能消耗3 mol NaOH，D错误；
故选C。
4．D
【分析】电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，电子从阳极流出，电子沿着导线流向电源正极，与电源负极相连的电极是阴极，电源负极上电子流出，电子沿着导线流向电解池的阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，由图知，Ag-Pt电极上NO转变为N2，则Ag-Pt为阴极，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极，据此分析；
【详解】A．据分析、Ag-Pt为阴极，则Pt为阳极，a端是直流电源的正极，A错误；
B． 该装置为电解池，把电能转化为化学能，B错误；
C． 若图中为阴离子交换膜，只允许阴离子通过，则硝酸根离子会由右侧区域向左侧区域移动、影响去除硝酸根离子的效果。若为阳离子交换膜，只允许阳离子通过，阳极反应，则产生的及酸性废水中氢离子会由左侧区域向右侧区域移动、参与阴极反应而除去硝酸根离子和氢离子，达到使用目的，故图中离子交换膜应为阳离子交换膜，C错误。
D．据分析Ag-Pt为阴极，Ag-Pt电极上NO得电子被还原为N2、电解质为酸性废水，则阴极的电极反应式为2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O，D正确；
答案选D。
5．A
【详解】A．石灰石在高温下的分解反应是吸热反应，A正确；
B．生石灰和水生成氢氧化钙的反应是放热反应，B错误；
C．盐酸与氢氧化钠溶液的反应是放热反应，C错误；
D．木炭在氧气中燃烧是放热反应，D错误；
答案选A。
6．D
【详解】A．过程中有O2得电子被还原成*O，属于阴极，该电极应该连接直流电源的负极，A正确；
B．反应I是HO*、OH-和CN-，反应生成氮气、碳酸根和水，反应的离子方程式为2CN-+2OH-+10HO*=N2↑+2+6H2O，B正确；
C．*O结合H+生成*O2H，*O2H分解生成O2和H2O2：2*O2H＝O2↑+H2O2，双氧水分解产生HO*、OH-，然后发生反应2CN-+2OH-+10HO*=N2↑+2+6H2O，则处理1 mol CN-，需要5mol HO*，即需要5mol双氧水，所以反应Ⅱ理论上生成5 mol O2，C正确；
D．OH-、HO*和H2O2中氧原子均形成单键，杂化方式均是sp3杂化，D错误；
答案选D。
7．B
【详解】金属的冶炼方法取决于金属的活泼性，活泼金属K、、、、一般用电解熔融的氯化物（是用电解熔融的）制得；较不活泼的金属、、、、等用热还原法制得，常用的还原剂有C、、等；、用加热分解氧化物的方法制得；、用物理分离的方法制得；
A. 钠性质活泼，需用电解法制取不属于热还原法，A错误；
B. 钨性质较不活泼，可用热还原法制取，B正确；
C. 为湿法制铜的反应原理，不属于热还原法，C错误；
D. 银性质不活泼，可用热分解法制取，不属于热还原法，D错误；
答案选B。
8．C
【分析】软锰矿(主要成分为MnO2)和闪锌矿(主要成分为ZnS)加入硫酸中进行酸溶，生成硫，同时生成Mn2+、Zn2+等；过滤出硫后，将滤液进行电解，在阳极，Mn2+失电子产物与电解质反应生成MnO2，在阴极，Zn2+得电子生成Zn。
【详解】A．二氧化锰能氧化硫离子，生成单质硫，作氧化剂，A不正确；
B．二氧化锰能氧化盐酸生成氯气，所以不能用盐酸代替硫酸，B不正确；
C．由于电解时，还生成硫酸，所以可循环使用，C正确；
D．电解池工作时，阴极得到电子，而溶液中的锰离子生成二氧化锰是失去电子，因此在阳极生成二氧化锰，D不正确；
故选C。
9．B
【详解】A．1mol H2O(g)含有2molH-O，生成1mol H-O放出462.8kJ能量，故生成1mol H2O(g)放出462.8kJ×2=925.6kJ能量，同理断裂1mol H2O(g)中的化学键需要吸收925.6kJ能量，但选项中未说明H2O的状态，吸收的能量无法准确判断，故A项错误；
B．1mol O2参与反应，放出的能量为4mol×462.8kJ/mol-436kJ/mol×2mol-498kJ/mol×1mol=481.2kJ，故B项正确；
C．水分解吸热，故C项错误；
D．热化学方程式生成物H2O的状态为液体，题干中的H2O为气体状态，因此无法计算焓变，故D项错误；
答案选B。
10．B
【分析】根据反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差分析解答。
【详解】由于反应热△H=反应物断裂化学键需要的能量-生成物形成化学键放出的能量=bkJ/mol+ckJ/mol-2E(H-I)=-akJ/mol，则断开1molH-I键所需能量E(H-I)=，故合理选项是B。
11．C
【详解】A．石墨和金刚石是由碳元素构成的两种不同的单质，石墨和金刚石之间的转化是化学变化，故A正确；
B．已知：①C(s、金刚石)+O2(g)═CO2(g)△H1=-395.4kJ mol-1，②C(s、石墨)+O2(g)═CO2(g)△H2=-393.5kJ mol-1，根据盖斯定律可知：将①-②可得：C(s、金刚石)═C(s、石墨)△H=-1.9 kJ mol-1，金刚石的能量比石墨的能量高，故图b代表的是①的能量变化，故B正确；
C．根据B项分析可知，C(s、金刚石)=C(s、石墨) ΔH= -1.9 kJ mol-1，故C错误；
D．根据物质能量越低越稳定，结合B项分析，金刚石的能量比石墨的能量高，石墨比金刚石的热稳定性好，故D正确；
答案选C。
12．B
【分析】由图可知，原电池工作时，Zn为负极，被氧化生成，PbO2为正极，发生还原反应，电解质溶液A为KOH，B为K2SO4，C为H2SO4，原电池工作时，负极反应为Zn-2e- +4OH-=，则消耗OH-，钾离子向正极移动，正极反应为PbO2+2e -+4H++=PbSO4+2H2O，正极消耗氢离子，阴离子向负极移动，则b是阴离子交换膜，a为阳离子交换膜。
【详解】A．该装置连有电流表，故为原电池装置，Zn电极为负极，A正确；
B．A区域是KOH溶液，OH-发生反应变为 ，为了维持溶液呈电中性，多余的K+通过交换膜进入到B区域，由于阳离子交换膜只允许阳离子通过，因此a膜应为阳离子交换膜，B错误；
C．负极电极反应式为Zn-2e- +4OH-=，正极的电极反应式为PbO2+2e -+4H++=PbSO4+2H2O，C正确；
D．由分析可知，B区域电解质为K2SO4溶液，D正确；
故选B。
13．(1) +4H2O+3e-═Fe(OH)3↓+5OH- 右 使用时间长、工作电压稳定
(2) 负 2+2e-+2H+=+2H2O 2NO+2+2H2O=N2+4
【详解】（1）①根据电池装置，Zn做负极，C为正极，高铁酸钾的氧化性很强，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3，正极电极反应式为：+4H2O+3e-═Fe(OH)3↓+5OH-；
②盐桥中阴离子移向负极移动，盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性，起到平衡电荷，构成闭合回路，放电时盐桥中氯离子向右移动，故答案为：右；
③由图可知高铁电池的优点有：使用时间长、工作电压稳定，故答案为：使用时间长、工作电压稳定；
（2）进去的是，出来的是，硫元素的化合价降低，发生还原反应，是阴极，与电源的负极相连，即a极为直流电源的负极；
②由图可知，阴极上得电子被还原为，且在4~7之间，溶液显酸性，故阴极的电极反应为2+2e-+2H+=+2H2O；
③吸收NO的原理是，NO与反应生成氮气和，离子方程式为2NO+2+2H2O=N2+4。
14．(1)+123
(2)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+ H2O(g) △H=-49.5 kJ/mol
(3)=
(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92kJ/mol
【解析】（1）
已知：②C4H10(g)+O2(g)C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1根据盖斯定律，将②-③，整理可得①C4H10(g)C4H8(g)+H2(g) ΔH1=ΔH2-ΔH3=+123 kJ·mol-1，即反应①的反应热ΔH1=+123 kJ·mol-1；
（2）
4.4 g CO2的物质的量是0.1 mol，4.4 g CO2气体与足量H2经催化生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的热量，则1 mol气体与足量H2经催化生成CH3OH气体和水蒸气时放出Q=4.95 kJ×=49.5 kJ，故该反应的热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+ H2O(g) △H=-49.5 kJ/mol；
（3）
相同条件下反应的 H只与反应物的总能量和生成物的总能量、方程式中的化学计量数有关，与反应条件无关，故同温同压下，H2(g) +Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H1=△H2；答案为：=。
（4）
合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，反应的 H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92kJ/mol，合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92kJ/mol；
15． 水表流向接头 增加 O2+4e-+2H2O=4OH- 先有红色物质析出，后有气泡产生 2.24L Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O
【分析】(1)铁、铜、水溶液构成原电池，铁较活泼，失去电子，作负极，Cu作正极，电流方向由正极流向负极；
(3)①根据图示，同样是转移0.2mol电子，生成的气体体积不同，说明电极反应不同，开始是电解CuSO4和水，之后只有电解水。
【详解】(1)铁、铜、水溶液构成原电池，铁较活泼，失去电子，作负极，Cu作正极，电流方向由正极流向负极，电流方向为；水表流向接头；
(2)根据电池反应的，Fe失去电子化合价升高，作负极，转化为Fe(OH)2，则负极的质量增加；根据电池反应的产物Fe(OH)2，说明电解质溶液是中性或者碱性，O2在正极得到电子，与反应生成OH－，电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-；
(3)①根据图示，OP阶段转移0.2mol电子，生成1.12L气体，而PQ阶段，转移0.2mol电子，生成3.36L气体，转移相同的电子，但是气体体积不同，说明两个阶段的电极反应不同。OP段，与电源正极相连的a电极，溶液中的OH－放电，电极方程式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，转移了0.2mol电子，收集到1.12LO2；阴极，Cu2＋放电，Cu2＋＋2e－=Cu。PQ段，a电极上，依然是OH－放电，而b电极上，是H＋放电，电极方程式为2H＋＋2e－=H2↑，同样转移0.2mol电子，a电极上生成1.12LO2，而b电极上生成2.24LH2。电解过程中转移n(e-)=0.4mol，b电极上开始有铜生成，后有气体生成，实验现象为先有红色物质析出，后有气泡产生；a电极上总产生O2的体积为2.24L；
②图2中，装置通电后，溶液仍然保持澄清，铁电极生成FeO42-，Fe电极上发生的电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O。
16． 296.9kJ mol-1 S(s)+O2(g)＝SO2(g)△H＝-296.9kJ mol-1 PCl5(g)＝PCl3(g)+Cl2(g) △H＝+93kJ/mol 环形玻璃搅拌棒 保温、隔热，减少实验过程中的热量损失 偏小 不相等 相等 偏小
【详解】（1）10g硫磺即物质的量，燃烧共放出热量为：Q=m c(t2 t1)=500g×4.18×10 3 kJ (g ℃) 1×(62.4 18)℃=92.796 kJ，则1mol(32g)硫磺燃烧放出的热量为：92.796kJ÷0.3125=296.9kJ，所以硫磺的燃烧热为296.9kJ mol 1，热化学方程式为；
（2）根据盖斯定律，可以得出气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为：PCl5(g)＝PCl3(g)+Cl2(g)△H＝+93kJ/mol；
（3）①根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒，故答案为：环形玻璃搅拌棒；
②中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失，故答案为：保温、隔热，减少实验过程中的热量损失；
③大烧杯上如不盖硬纸板，会有部分热量散失，故中和热数值偏小；
④用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，参与反应的酸碱量更多，所放出的热量更多，故与上述实验相比，放出的热量更多；反应物不变，均是盐酸和氢氧化钠，故中和热不变；
⑤一水合氨为弱碱，电离过程为吸热过程，所以用氨水代替NaOH溶液反应，反应放出的热量偏小，故答案为：偏小。
17． 小于 ＋216 ＋198 0.5 ＋108 1:15
【详解】（1）反应②是吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，故答案为：小于；
（2）当x（O2）=0.2时，x（H2O）=0.8，即n(H2O)=4n(O2)。由反应①的Qp=-18kJ，可知I中的n（O2)=0.25mol,则n(H2O)=1mol,代入反应②可得CH4与水反应的Qp=+216kJ,总反应的Qp=+198kJ；当反应①的Qp=-36kJ时，反应①中的n（O2)=0.5mol,反应②的Qp=+72kJ-(-36)kJ=+108kJ,代入反应②得n(H2O)=0.5mol,即，Qp=+108kJ，故答案为： ＋216；＋198；0.5；＋108。
（3）设空气的物质的量为n(空），反应①的热效应为Q1，，Q1=-14.4n(空气）kJ mol-1，设水蒸气的物质的量为n(H2O),反应②的热效应Q2=+216kJ mol-1×n(H2O)，由能量零排放，得14.4n(空）=216n(H2O)，n(H2O):n(空）=1:15；故答案为： 1:15。
18．(1)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-91 kJ/mol
(2)1084
(3)II
(4)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H2=-442.8 kJ/mol
(5)CH3OH(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H2=-32Q kJ/mol
【详解】（1）根据图示可知1 mol CO与2 molH2反应生成1 mol CH3OH，反应放出热量Q=510 kJ-419 kJ=91 kJ，则合成甲醇的热化学方程式：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-91 kJ/mol；
（2）反应热等于反应物的总键能与生成物的总键能的差，则(C≡O+2×436 kJ/mol)-(3×413 kJ/mol+343 kJ/mol+465 kJ/mol)=-91 kJ/mol，解得C≡O的键能为1084 kJ/mol；
（3）反应进行需要的活化能越低，反应就越容易发生。催化剂能降低反应的活化能，所以图中曲线II表示使用催化剂时反应的能量变化，该途径消耗能量比较低，故图中曲线I和II所对应的反应路径，比较容易发生的是Ⅱ；
（4）①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H1=-1275.6 kJ/mol；
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0 kJ/mol；
③H2O(g)=H2O(l) △H3=-44.0 kJ/mol；
根据盖斯定律，将①×-②×+③×2，整理可得CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H2=-442.8 kJ/mol；
（5）1 g CH3OH(g)完全燃烧产生CO2和液体水时放出热量是Q kJ，1 mol CH3OH(g)的质量是32 g，则1 mol CH3OH(g)完全燃烧产生CO2和液体水放出热量是32Q kJ，则表示CH3OH(g)燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-32Q kJ/mol。
19． 正 粗铜的精炼 取一体积浓硝酸慢慢倒入到三体积浓盐酸中，不断用玻璃棒搅拌。 将金从溶液中还原出来 防止金属铂被还原 Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO↑+2H2O(3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO↑+8H2O，3Ag+HNO3+3HCl=3AgCl↓+NO↑+2H2O) 减少7.3g
【详解】(1)NH4C1是离子化合物，电子式为；
(2)电解后产生；蓝色溶液，说明铜失去电子，转化为铜离子，则操作I中金属废料应该连接电源的正极，2阳极；若另一极采用纯铜，该过程的工业名称为粗铜的精炼；
(3)无水是浓盐酸和浓硝酸按照体积比3：1混合而成，所以王水配制的具体操作为取一体积浓硝酸慢慢倒入到三体积浓盐酸中，不断用玻璃棒搅拌；
(4)SO2具有还原性，因此通入SO2的作用是将金从溶液中还原出来；由于在反应中不能还原铂，所以SO2不能通入过量的原因是防止金属铂被还原；
(5)阳极泥与王水反应，硝酸被还原为NO，反应的化学方程式为Au+HNO3+4HCl＝H[AuCl4]+NO↑+2H2O或3Pt+4HNO3+18HCl＝3H2[PtCl6]+4NO↑+8H2O或3Ag+HNO3+3HCl＝3AgCl↓+NO↑+2H2O；
(6)要制备银-氯化银参比电极，则甲中电极是阳极，银失去电子转化为氯化银，即Ag－e－＋Cl－＝AgCl。乙池是氢离子放电，0.2g气体是氢气，物质的量是0.1mol，根据电子得失守恒可知消耗氯离子是0.2mol，同时还有0.2mol氢离子从甲池移动到乙池，因此甲池溶液质量变化为减少7.3g。
点睛：该题的易错点是电解的有关计算，答题时溶液忽视甲池中氢离子的变化。关于电化学的有关计算需要注意以下几点：①根据电子守恒计算：用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。②根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。③根据关系式计算：根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
20． NaOH 增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分 Sn AC 1
【分析】锡精矿在空气中焙烧，使硫元素和砷元素转化为易挥发的SO2和As2O3，得到WO3，“碱浸”将WO3转化成易溶性的Na2WO4并放出气体CO2，将Na2WO4熔炼得到粗锡，电解粗锡得到精锡。
【详解】(1)挥发出的SO2和As2O3属于酸性气体，可用NaOH溶液吸收酸性气体；
(2)WO3是酸性氧化物，用10%纯碱溶液“碱浸”将WO3转化成易溶性的Na2WO4并放出气体，根据元素守恒可知该气体为CO2，故反应的离子方程式为；
(3)粉碎焦炭的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分；C 失去电子作还原剂得到CO2和CO，二者体积比为3：1，即计量数之比为3：1，SnO2得到Sn单质，得电子作氧化剂，根据得失电子守恒，原子守恒可写出反应的化学方程式为：；
(4)精炼锡时，用纯锡为阴极，粗锡为阳极，Y极为阴极，Y极材料为Sn；在粗锡含的杂质中，铁最活泼，最先被氧化失电子，故电极反应式为：；
(5)①A．根据流程可知，浸液1中含有Cu2+，浸渣1中含Ag元素，因此浸取1中加入盐酸和氯酸钾发生的反应有：氯酸钾将铜和银氧化为铜离子和银离子，而银离子与氯离子结合生成氯化银沉淀，A项正确；
B．不仅可以用置换法提取铜，还可以采用电解法提取铜，B项错误；
C．硫酸铅不溶于氨水，C项正确；
D．浸取2使用氨水，高温条件下氨水挥发加快，不能采用高温，D项错误；
答案选AC。
②氨水溶解氯化银可得[Ag(NH3)2]Cl和水，反应的离子方程式为：；
③由水合肼的氧化产物对环境友好可推出该氧化产物为N2，离子方程式为，若制得4 mol银，至少需要水合肼1mol。
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