第一章：化学反应与能量转化强化基础（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 强化基础
一、单选题
1．我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。下列说法错误的是
A．制氢时，溶液中向Pt电极移动
B．供电时，X电极发生还原反应，生成还原产物
C．供电时，Zn电极附近溶液的pH不变
D．制氢时，X电极反应式为
2．根据表格中信息，下列说法正确的是
pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快
主要产物
A．pH越大，钢铁腐蚀越困难
B．中性环境中，钢铁较难腐蚀
C．时正极反应为
D．自然界中钢铁腐蚀的产物只有
3．下列关于化学能与电能的说法正确的是
A．用石墨作电极电解熔融在阳极生成金属铝
B．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：
C．镀层破损后，镀锌的铁皮要比镀锡的铁皮更易腐蚀
D．氢氧燃料电池碱性条件下的负极反应：
4．类比法是化学上研究物质的重要方法之一，下列类比的结果正确的是
A．分子中存在N≡N，化学性质稳定，则CH≡CH的化学性质稳定
B．工业上电解熔融的冶炼镁，则电解熔融的冶炼铝
C．的空间构型为正四面体型，则碳骨架的空间构型为正四面体型
D．镁和铝与稀硫酸所形成的原电池中镁作负极，则镁和铝与氢氧化钠溶液所形成的原电池中镁作负极
5．热爱劳动是中华民族的传统美德。下列劳动项目与所涉及的化学知识不相符的是
选项 劳动项目 化学知识
A 餐后将洗净的铁锅擦干 铁在潮湿的环境中容易生锈
B 用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含N、P、K等元素
C 用明矾处理污水 明矾有杀菌消毒的作用
D 冷链运输和冷藏储存抗病毒疫苗 蛋白质受热可变性
A．A B．B C．C D．D
6．一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量。在该条件下，下列结论正确的是
A．金刚石比石墨稳定
B．等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同
C．1mol C(金刚石)比1mol C(石墨)的总键能大
D．1mol C(金刚石)比1mol C(石墨)的总能量高
7．燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等特点。一种甲酸(化学式为，其中碳元素为价)燃料电池的基本结构如图所示，两电极区间用允许、通过的半透膜隔开。下列说法错误的是
A．X可选用硫酸溶液
B．放电时从甲池向乙池移动
C．放电时的负极反应为：
D．甲池消耗甲酸，则乙池至少通入标准状况下
8．我国科学工作者基于二氧化碳和有机物相互转化反应设计了一种可逆的水系Zn-CO2电池。放电时工作原理如图所示(双极膜阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阳膜和阴膜)：
下列说法错误的是
A．X极附近pH增大
B．多孔纳米材料增大了CO2与材料的接触面积，加快反应速率
C．负极反应式：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)
D．电流由Y极流向X极
9．下列关于热化学反应的描述正确的是
A．已知 ，则含56.0gKOH的稀溶液与稀次氯酸完全反应中和，放出57.3kJ的热量
B．CO(g)的燃烧热是，则反应的
C．已知： ； ；则
D．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式为
10．下图为一种一氧化碳气体传感器的结构示意图，它与报警器配套使用，是一氧化碳气体报警器中的核心检测元件。当一氧化碳气体扩散到传感器时，其输出端产生电流输出，通过外接信号采集电路和相应的转换、输出电路，就能够对一氧化碳气体实现检测和监控。下列关于这种一氧化碳气体传感器的说法中正确的是
A．该传感器将电能转化为化学能
B．传感器中的对电极为负极，电解液中向对电极移动
C．一氧化碳气体在工作电极上的反应式为：
D．该传感器产生输出电流大小与一氧化碳气体的浓度成正比
11．锂海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其示意图如图所示。电池反应为2Li＋2H2O == 2LiOH＋H2↑。电池工作时，下列说法错误的是
A．金属锂作负极
B．镍电极上发生氧化反应
C．可将化学能转化为电能
D．电子从锂电极经导线流向镍电极
12．已知H2和O2反应放热，且破坏1molH﹣H键、1molO＝O键、1molO﹣H键需吸收的能量分别为Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ。下列关系正确的是
A．Q1+Q2＞Q3 B．Q1+Q2＞2Q3 C．2Q1+Q2＜2Q3 D．2Q1+Q2＜4Q3
13．25℃、下，、、和的燃烧热ΔH依次是、、、，下列热化学方程式书写正确的是
A． ΔH=-566kJ/mol
B． ΔH=-1411kJ/mol
C．ΔH=-3267.5kJ/mol
D．ΔH=-1366.8kJ
14．下图所示为实验室中完成不同的化学实验所选用的装置或进行的操作，其中没有明显错误的是
A．实验Ⅰ：测定中和热 B．实验Ⅱ：用石灰石和稀盐酸制CO2
C．实验Ⅲ：蒸馏石油 D．实验Ⅳ：配制溶液中转移溶液
二、填空题
15．完全燃烧时放热约，而汽油完全燃烧时放热约。请回答：
(1)等质量的氢气和汽油相比，_______完全燃烧放出的热多，请通过计算加以说明：_______
(2)氢气被公认是21世纪替代矿石燃料的理想能源，试简述氢气作为能源的三个优点：
①_______；
②_______；
③_______。
16．回答下列问题
(1)图中甲池是_____ (“原电池”或“电解池”)装置，其中OH-移向 _____ (填“CH4”或“O2")极。
(2)写出通入CH4的电极的电极反应式： _______________________________________
(3)向乙池两电极附近分别滴加适量紫色石蕊溶液，附近变红的电极为_________(填“A"或“B")极，并写出此电极的电极反应式______________________________________________
(4)乙池中总反应的离子方程式为______________________________
(5)常温下，当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，乙池的pH是_______________(若此时乙池中溶液的体积为500mL)；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是________________(填字母)。
A．MgSO4 B．CuSO4 C．NaCl
17．请按要求书写电极产物或电极反应式。
(1)写出用惰性电极电解下列溶液时的阳极产物：
①KOH溶液______________；
②溶液____________；
③溶液____________。
(2)写出用惰性电极电解下列溶液时的阴极产物：
①NaCl溶液______________；
②溶液______________；
③溶液_______________。
(3)写出用Cu电极电解溶液的电极反应：阴极_______________；阳极_______________；总反应_____________。
18．（1）化学反应中的能量变化，是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同所致。下图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化：
N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化
①人们通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，则N≡N的键能为________kJ/mol。
②由上图写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式：___________________________
（2）①已知：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6kJ/mol
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2599.2kJ/mol，
则由C(石墨，s)和H2(g)反应生成1mol C2H2(g)时ΔH＝________kJ/mol。
②火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8mol H2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。反应的热化学方程式为__________________________。
19．氮的化合物是重要的工业原料，也是主要的大气污染来源，研究氮的化合物的反应具有重要意义。
如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700—900℃时，O2 可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。N2H4的电子式为___，该燃料电池的负极反应式为___。
20．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(就是H+)和水分子通过。其工作原理的示意图如下图，请回答下列问题：
(1)该装置的能量转化形式为__________。
(2)Pt(a)电极是电池的_____ (填“正”或“负”)极。
(3)电解液中的H+向_________(填“a”或“b")极移动。
(4)如果该电池工作时消耗1 mol CH3OH，则电路中通过______mol电子，其通入空气(O2)一极的电极反应式为_______。
(5)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化率高，其次是__________。
21．太阳能光解水制备的 H2和化工生产的副产氢，可实现资源的再利用。
(1)半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中，光照时可在其表面得到产物。
①该催化剂在水中发生光催化反应的原理如图-1 所示。用简洁的语言描述光解水的过程：___________。
②若将该催化剂置于 AgNO3溶液中，产物之一为 O2，另一产物为___________。
(2)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的 Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH-FeO+3H2↑。工作原理如图-2 所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。
①电解过程中须将阴极产生的气体及时排出，其原因是___________。
②c(Na2FeO4)随初始 c(NaOH)的变化如图-3。M、N两点的 c(Na2FeO4)均低于最高值的原因是___________。
22．I.将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置(以下均假设反应过程中溶液体积不变)。
(1)铜片上的电极反应式为___，电流由___(填“铁片”或“铜片”)流向___。
(2)若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为2.4g，计算导线中流过的电子的物质的量为___mol。
II.金属的电化学腐蚀的本质是形成了原电池。如图2所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
(1)图2的B中的Sn为___极，Sn极附近溶液的酸性___(填增强、减弱或不变)。
(2)图2的C中被腐蚀的金属是___。比较A、B、C中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是___。
III.人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图3是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
(1)写出该氢氧燃料电池的正极电极反应式___。
(2)电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度___(填“增大”、“减小”或“不变”)。
23．能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。
(1)甲硅烷(SiH4)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃。
①甲硅烷(SiH4)属于___(“离子化合物”或“共价化合物”)。
②已知室温下1 g甲硅烷自燃生成SiO2和液态水放出热量44.6 kJ，则甲硅烷自燃的热化学方程式为___________。
(2)氢氧燃料电池的总反应为2H2＋O2=2H2O，其工作原理如下图所示。
①图中H2从___________(填“a”或“b”)通入，该电池的正极是___________(填“M”或“N”)电极，其中在N极发生的电极反应式是___________。
②如果在外电路中有1 mol e-发生转移，则消耗标准状况下O2的体积为___________L。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】闭合K2、断开K1时，制氢并储能，构成电解池，Pt电极发生还原反应，为阴极，X电极发生氧化反应，为阳极；断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极。
【详解】A．制氢时，Pt电极为阴极，电子从X电极向Pt电极移动，溶液中K+向Pt电极移动，A正确；
B．供电时，X电极发生还原反应，NiOOH转化为Ni(OH)2，B正确；
C．供电时，Zn电极发生氧化反应，发生反应Zn-2e-+4OH-=ZnO22-+2H2O，消耗OH-，pH减小，C错误；
D．制氢时，X电极为阳极，反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，D正确；
答案为C。
2．B
【详解】A．由表格数据可知，溶液pH小于4或溶液pH大于8时，钢铁腐蚀都较快，而溶液pH在6~8之间，钢铁腐蚀慢，说明pH越大碱性越强，钢铁腐蚀越容易，故A错误；
B．由表格数据可知，溶液pH在6~8之间，钢铁腐蚀慢，说明中性环境中，钢铁较难腐蚀，故B正确；
C．溶液pH>14时，钢铁发生吸氧腐蚀，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e-+2H2O =4OH-，故C错误；
D．自然界中溶液的pH在6.5左右，由表格数据可知，钢铁腐蚀的产物可能为四氧化三铁或氧化铁，故D错误；
故选B。
3．B
【详解】A．用石墨作电极电解熔融在阴极生成金属铝，故A错误；
B．钢铁吸氧腐蚀的正极反应，故B正确；
C．镀锌的铁皮镀层破损后构成原电池，锌做负极；镀锡的铁皮镀层破损后构成原电池，铁做负极；镀层破损后，镀锡的铁皮要比镀锌的铁皮更易腐蚀，故C错误；
D．氢氧燃料电池碱性条件下的负极反应：，故D错误；
选B。
4．C
【详解】A． 分子中存在N≡N，化学性质稳定，但CH≡CH中碳碳三键中有2个π键容易断裂、化学性质较活泼，A错误；
B． 氯化镁是离子化合物、氯化铝是共价化合物，工业上电解熔融的冶炼镁，电解熔融的氧化铝冶炼铝，B错误；
C． 的空间构型为正四面体型，4个甲基等同、则碳骨架的空间构型为正四面体型，C正确；
D． 镁和铝与稀硫酸所形成的原电池中镁作负极，则镁和铝与氢氧化钠溶液所形成的原电池中、总反应为铝与氢氧化钠溶液反应、则金属铝作负极，D错误；
答案选C。
5．C
【详解】A．潮湿环境中铁锅易发生电化学腐蚀，所以餐后将洗净的铁锅擦干，可以防止铁锅生锈，A正确；
B．用厨余垃圾制肥料，是因为厨余垃圾含N、P、K等元素，腐败后可被农作物吸收利用，B正确；
C．明矾溶于水后可以水解产生氢氧化铝胶体，吸附杂质，从而净水，但不能杀菌消毒，C错误；
D．疫苗的主要成分为蛋白质，蛋白质受热易变性，为避免蛋白质变性，冷链运输和冷藏储存抗病毒疫苗，D正确；
综上所述答案为C。
6．D
【详解】A．石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，A错误；
B．金刚石的能量高，等质量的石墨和金刚石完全燃烧释放的能量金刚石比石墨多，B错误；
C．石墨转化为金刚石要吸收能量，ΔH=反应物总键能-生成物总键能>0，则1molC(石墨)比1molC(金刚石)的总键能大，C错误；
D．石墨转化为金刚石要吸收能量，说明1molC(金刚石)比1molC(石墨)的总能量高，D正确；
故答案选D。
7．C
【分析】根据中碳元素为价， 中碳元素为+4价，所以发生氧化反应， 为燃料电池的负极，乙池中的Fe3+变成Fe2+，所以发生还原反应， 为燃料电池的正极，以此分析解答本题。
【详解】A．由图可知：乙池中发生的反应为：Fe3++e-=Fe2+, 4H++4Fe2++O2= 4Fe3++2H2O，是Fe2+在酸性条件下被O2氧化，出来的是K2SO4，所以X可选用硫酸溶液，故A正确；
B．根据分析可知：甲池为燃料电池的负极，乙池为燃料电池的正极，放电时阳离子由负极移向正极，所以从甲池向乙池移动，故B正确；
C．根据分析可知：甲池为燃料电池的负极，放电时的负极反应为：，故C错误；
D．根据分析可知：甲池为燃料电池的负极，放电时的负极反应为：；乙池为燃料电池的正极，放电时的正极反应为：Fe3++e-=Fe2+, 4H++4Fe2++O2= 4Fe3++2H2O，根据得失电子守恒，甲池消耗甲酸，转移1mol电子，则乙池至少需要通入标准状况下O2的体积V==, 故D正确；
故答案：C。
8．A
【详解】A．根据图示可知X电极材料是Zn，Zn失去电子产生的Zn2+与溶液中的OH-结合形成Zn(OH)，消耗OH-，使附近溶液中c(OH-)减小，因此附近溶液的pH减小，A错误；
B．Y电极为多孔钯纳米材料，增大了CO2与材料的接触面积，从而使反应速率加快，B正确；
C．X电极为Zn电极，Zn失去电子，作负极，产生的Zn2+与溶液中的OH-结合形成Zn(OH)，所以负极反应式：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，C正确；
D．由于电流方向规定是正电荷移动方向，在该电池反应中，X电极是Zn电极为负极，Y电极是多孔钯纳米材料为正极，所以电流由Y极流向X极，D正确；
故合理选项是A。
9．B
【详解】A．次氯酸电离吸热，含56.0gKOH的稀溶液与稀次氯酸完全反应中和，放出的热量小于57.3kJ，故A错误；
B．CO(g)的燃烧热指1molCO(g)完全燃烧放出的热量，所给热化学方程式为其逆反应，反应吸热，且为2molCO(g)，故B正确；
C．固态S的能量小于气态S，所以气态S燃烧放出的热量多，比较焓变要带正负号，反应，故C错误；
D．为1mol，表示氢气燃烧的热化学方程式为 ，故D错误；
选B。
10．D
【分析】结合题干信息可知，该装置为原电池的工作原理，CO转化为CO2，失去电子发生氧化反应，说明这一极为负极，氧气在正极得电子生成水，据此结合信息分析。
【详解】A．根据题意该传感器吸收一氧化碳向外界传出电流，故为原电池装置，将化学能转化为电能，A项错误；
B．对电极为氧气进入的一极，根据上述分析可知，氧气得电子，在该极发生还原反应，是原电池的正极，电解液中向正极（对电极）移动，B项错误；
C．一氧化碳气体在工作电极上失电子被氧化，反应式为：，C项错误；
D．该传感器用于监测空气中一氧化碳含量，所产生输出电流与参加反应气体量相关，其大小与一氧化碳气体的浓度成正比，D项正确；
故选D。
11．B
【详解】根据原电池的工作原理，较活泼金属作负极，失去电子被氧化。A、该电池中锂比镍活泼，所以金属锂作负极，故A正确；B、金属镍作正极，得到电子被还原，所以B错误；C、该装置是把锂与水反应的化学能转化为电能，故C正确；D、电子从负极锂失去，经导线流向正极镍，故D正确。本题答案为B。
12．D
【详解】已知H2和O2反应放热，且破坏1molH﹣H键、1molO＝O键、1molO﹣H键需吸收的能量分别为Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ，反应2H2+O2=2H2O中需要断裂2molH-H键和1molO=O键，形成4molO-H键，由于反应为放热反应，故断键过程中吸收的能量小于形成化学键过程中放出的能量，即2Q1+Q2<4Q3，故答案为：D。
13．A
【详解】A．的燃烧热表示1mol完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出283kJ的热量，燃烧热的热化学方程式为ΔH=-283kJ/mol，则2molCO完全燃烧生成二氧化碳放出566kJ的热量， ΔH=-566kJ/mol，故A符合题意；
B．的燃烧热表示1mol完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出1411kJ的热量，的燃烧热的热化学方程式为ΔH =-1411kJ/mol，故B不符合题意；
C．燃烧热表示1mol完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量3267.5kJ，表示燃烧热的热化学方程式为ΔH=-3267.5kJ/mol，故C不符合题意；
D．的燃烧热表示1mol液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量3267.5kJ，ΔH的的单位为kJ/mol，表示燃烧热的热化学方程式为：，ΔH=-1366.8kJ /mol，故D不符合题意；
答案选A。
14．B
【详解】A．测定中和热缺少环形玻璃棒，A错误；
B．用石灰石和稀盐酸制CO2，属于块状不溶性固体和液体在室温下的反应，故可采用如图所示的气体发生装置，装置没有错误，B正确；
C．温度计的水银球应该在蒸馏烧瓶的支管口附近，冷凝水应“下进上出”，C错误；
D．向容量瓶中转移溶液时要用玻璃棒引流，D错误。
答案选B。
15． 氢气 1molH2为2g，1kg H2完全燃烧约放热，故燃烧等质量的氢气和汽油，氢气完全燃烧放出的热多 原料丰富 单位质量的氢气燃烧时放出的热多 燃烧后不产生污染
【详解】(1)1molH2为2g，1kg H2完全燃烧约放热，故燃烧等质量的氢气和汽油，氢气完全燃烧放出的热多；
(2)氢气作为能源的三个主要优点①来源丰富；②单位质量的氢燃烧时释放的热量大；③燃烧后不产生污染。
16．(1) 原电池 CH4
(2)CH4+10OH--8e- =+7H2O
(3) A 2H2O-4e-=O2↑+4H+
(4)4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+
(5) 1 B
【分析】从图中可以看出，甲池为燃料电池，乙池、丙池都为电解池。在甲池中，通入CH4的电极为负极，通入O2的电极为正极。在乙池中，A电极为阳极，B电极为阴极；在丙池中，C电极为阳极，D电极为阴极。
【详解】（1）由分析可知，图中甲池是原电池装置，通入CH4的电极为负极，通入O2的电极为正极。原电池工作时，阴离子向负极移动，则OH-移向CH4极。答案为：原电池；CH4；
（2）通入CH4的电极为负极，CH4失电子产物与电解质反应，生成等，电极反应式：CH4+10OH--8e- =+7H2O。答案为：CH4+10OH--8e- =+7H2O；
（3）在乙池中，A极为阳极，2H2O-4e-=O2↑+4H+，B极为阴极，4Ag++4e-=4Ag，向乙池两电极附近分别滴加适量紫色石蕊溶液，则附近变红的电极为A极，此电极的电极反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+。答案为：A；2H2O-4e-=O2↑+4H+；
（4）乙池为电解硝酸银溶液，在阳极水失电子生成O2等，在阴极Ag+得电子生成Ag，总反应的离子方程式为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+。答案为：4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+；
（5）常温下，当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，则生成Ag的质量为5.40g，n(Ag)==0.05mol，依据得失电子守恒，可建立关系式：Ag——H+，则乙池生成H+0.05mol，c(H+)==0.1mol/L，pH是1；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则溶液中含有金属性不太活泼的金属离子，设金属离子的带电荷为x，则其相对原子质量为=32x，当x=2时，该金属的相对原子质量为64，所以丙中的某盐溶液可能是CuSO4，故选B。答案为：1；B。
【点睛】在串联电路中，各电极通过电子的物质的量相等。
17． O2 Cl2 O2 H2 H2 Cu
【详解】(1)①氢氧化钾为强碱，电解氢氧化钾溶液时，氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气，故答案为：O2；
②氯化锌为活泼金属的无氧酸盐，电解氯化锌溶液时，氯离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氯气，故答案为：Cl2；
③硫酸钠是活泼金属的含氧酸盐，电解硫酸钠溶液时，水电离出的氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气，故答案为：O2；
(2)①氯化钠为活泼金属的无氧酸盐，电解氯化钠溶液时，水电离出的氢离子在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，故答案为：H2；
②硫酸为含氧酸，电解硫酸溶液时，氢离子在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，故答案为：H2；
③硫酸铜为不活泼金属的含氧酸盐，电解硫酸铜溶液时，铜离子在阴极上得到电子发生还原反应生成铜，故答案为：Cu；
(3)用Cu电极电解溶液时，活性电极铜做阳极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，电极反应式为，阴极上银离子得到电子发生还原反应生成银，电极反应式为，电解的总反应为，故答案为：；；。
18． 946 N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180kJ/mol +226.8 N2H4（g）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）△H=-641.75kJ/mol
【详解】①由图可知：N≡N键的键能为946kJ·mol－1，反应热=反应物总键能-生成物总键能=946kJ·mol－1+498kJ·mol－1-2×632kJ·mol－1=180 kJ·mol－1，热化学方程式为：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180 kJ·mol－1；（2）①已知：①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5kJ/mol，②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6kJ/mol，③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2599.2kJ/mol，①×2+②/2-③/2得到，所以反应焓变△H=2×（-393.5kJ·mol－1）+（-571.6kJ·mol－1）/2-（-2599.2kJ·mol－1）/=+226.8kJ·mol－1；反应方程式为：N2H4+2H2O2=N2+4H2O，0.4mol液态肼放出256.7KJ的热量，则1mol液态肼放出的热量为256.7kJ/0.4=641.75kJ，所以反应的热化学方程式为：N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）△H=-641.75kJ·mol－1。
19． N2H4－4e－＋2O2 ＝N2↑＋2H2O
【详解】N2H4的电子式为：；乙极通入氧气，作原电池正极，甲极为负极，该燃料电池的负极反应式为：N2H4－4e－＋2O2 ＝N2↑＋2H2O；故答案为：；N2H4－4e－＋2O2 ＝N2↑＋2H2O。
20． 化学能转化为电能 负 b 6 O2+4H++4e-=2H2O 对环境无污染
【分析】该原电池中质子交换膜只允许质子和水分子通过，说明电解质溶液为酸性溶液，燃料电池中，通入燃料的电极为负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应为：CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，通入氧气的电极为正极，氧气得到电子生成氢氧根离子，酸性条件下生成水，电极反应O2+4H++4e-═2H2O，据此解答。
【详解】(1)该装置的能量转化形式为原电池反应是化学能转化为电能；
(2)Pt(a)电极甲醇通入失电子发生氧化反应，是电池负极；
(3)燃料电池中，通入燃料的电极Pt(a)为负极，负极上失电子发生氧化反应，通入氧气的电极Pt(b)为正极，氧气得到电子生成氢氧根离子，电解液中的H+向正极移动，即向b电极移动；
(4)通入燃料的电极为负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应为：CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，根据电子守恒，该电池工作时消耗1molCH3OH，则电路中通过6mol电子，通入氧气的电极为正极，氧气得到电子生成氢氧根离子，酸性条件下生成水，电极反应O2+4H++4e-═2H2O；
(5)燃料电池的能量转化率高，甲醇反应产物为CO2和H2O，对环境无污染。
【点睛】通过电子的移动方向知，左半极为负极，右半极为正极；燃料电池中，负极上投放燃料，燃料在负极上失电子发生氧化反应；正极上投放氧化剂，氧化剂在正极上得电子发生还原反应。
21．(1) 半导体光催化剂在光照条件下产生光生电子和光生空穴，(或)被光生电子还原为，(或)被光生空穴氧化为 Ag
(2) 防止与反应使产率降低 低，稳定性差，且反应速率慢使产率降低，过高，铁电极上有(或)生成，使产率降低
【解析】（1）
①半导体光催化剂在光照条件下产生光生电子和光生空穴，(或)被光生电子还原为，(或)被光生空穴氧化为；
②若将该催化剂置于 AgNO3溶液中，(或)被光生空穴氧化为，被光生电子还原为，所以另一产物是Ag；
（2）
①Na2FeO4易被H2还原，为防止与反应使产率降低，电解过程中须将阴极产生的氢气及时排出；
②低，稳定性差，且反应速率慢使产率降低，过高，铁电极上有(或)生成，使产率降低。
22． Cu2++2e-=Cu 铜片 铁片 0.04 正 减弱 Zn B>A>C O2+4e-+4OH-=2H2O 减小
【详解】I．(1)该原电池中，铁片作负极，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，铜片作正极，其电极反应式为Cu2++2e-=Cu；原电池中电流由正极流向负极，即有铜片流向铁片；
(2)电池总反应为Cu2++Fe=Fe2++Cu，所以消耗的铁与生成的铜物质的量相等，若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为2.4g，则有n(Fe)==0.02mol，转移的电子为0.04mol
Ⅱ．(1)B为原电池装置，其中Fe比Sn活泼，则Fe极作负极，Sn极作正极，H+在Sn极得到电子产生H2，导致Sn极附近H+的浓度降低，酸性减弱；
②C为原电池装置，其中Zn比Fe活泼，则Zn作负极，被腐蚀的金属为Zn，Fe被保护；同理，在B中，Fe被腐蚀；A不是原电池装置，Fe的腐蚀速度要慢一些；故三个装置中，纯铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B>A>C；
Ⅲ．(1)燃料电池中通入空气(氧气)的一极为正极，电解质溶液显酸性，O2得电子后H+反应生成水：O2+4H++4e-=2H2O；
(2)该电池的总反应为2H2+O2=2H2O，电池工作一段时间后，水的量增多，硫酸的量没有改变，则硫酸溶液的浓度减小。
23．(1) 共价化合物 SiH4(g)＋2O2(g)＝SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝-1427.2 kJ·mol－1
(2) b N 4H+＋O2＋4e-=2H2O 5.6
【解析】（1）
①Si和H均是非金属元素，因此甲硅烷(SiH4)属于共价化合物；
②已知室温下1 g甲硅烷自燃生成SiO2和液态水放出热量44.6 kJ，则1mol甲硅烷完全燃烧放出的热量是32×44.6 kJ＝1427.2 kJ，因此甲硅烷自燃的热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)＝SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝-1427.2 kJ·mol－1；
（2）
①氢气在负极发生失去电子的氧化反应，电极N产生水，所以N电极是正极，M电极是负极，则图中H2从b通入，该电池的正极是N电极，其中在N极发生的电极反应式是4H+＋O2＋4e-=2H2O；
②如果在外电路中有1 mol e-发生转移，1mol氧气得到4mol电子，则消耗标准状况下O2的物质的量是0.25mol，体积为0.25mol×22.4L/mol＝5.6L。
答案第1页，共2页
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