第一章 化学反应与能量转化 复习题（含解析） 2022-2023学年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 复习题
一、单选题
1．相同温度和压强下，关于反应的 H，下列判断不正确的是
a. H1
b. H2
c. H3
d. H4
e. H5
A． H1= H2- H4 B． H2＞0， H4＞0
C． H1= H2+ H3- H5 D． H3＞ H5
2．下列有关实验说法不正确的是
A．当锌完全溶解后，铁与酸反应产生氢气的速率会显著减慢，此现象可作为判断镀锌铁皮中锌镀层是否完全被反应掉的依据
B．向少量的火柴头浸泡液中滴加、稀和，检验火柴头中的氯元素
C．制备摩尔盐时，最后在蒸发皿中蒸发浓缩溶液，加热至液体表面出现晶膜为止，不能将溶液全部蒸干
D．检验氯乙烷中的氯元素时，将氯乙烷和溶液混合加热后，用稀硫酸进行酸化
3．如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)直接转化为对环境友好物质的原电池装置。现利用甲装置产生的电能对乙装置中的饱和食盐水进行电解(A、B皆为石墨电极)。下列说法中不正确的是
①M电极反应式：H2NCONH2+H2O+6e-=CO2↑+N2↑+6H+
②当A电极产生11.2mL气体(标况)时，则N电极消耗25×10-4mol气体
③甲中H+透过质子交换膜由右向左移动
④A电极应与X相连接
⑤反应一段时间后，乙装置U型管中的溶液pH变大
A．①③ B．①③⑤ C．①②③ D．②④⑤
4．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．标准状况下，中所含的原子数为4
B．中含极性键的数目为20
C．标准状况下，溶于水，溶液中、和HClO的微粒数之和为
D．锌一铜稀硫酸原电池中，当电路中有2个电子通过时，产生
5．工业上常用软锰矿生产纯净的MnO2，工艺流程如图所示，已知软锰矿的主要成分为MnO2，还含有少量SiO2、Al2O3。下列说法错误的是
A．“溶解”过程中有氢气生成
B．“过滤”得到的滤渣中含有H2SiO3
C．“纯化”过程中应先加MnO2，再调pH=5，过滤
D．“电解”时MnO2在电解池阳极生成，溶液pH值降低
6．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是
A．化学反应都伴随着能量变化
B．钠与水的反应属于放热反应
C．化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D．1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.9kJ的热能，则金刚石比石墨稳定
7．已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为：H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）ΔH=-57.3kJ·mol-1，又知电解质的电离是吸热过程。向1L1mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物质：①浓硫酸②稀硫酸③稀醋酸，恰好完全反应。其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是（ ）
A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH2<ΔH3 C．ΔH1=ΔH2>ΔH3 D．ΔH1>ΔH3>ΔH2
8．下列说法正确的是
A．锌是正极，其质量不断减少 B．电子从锌片经导线流向铜片
C．该装置能将电能转化为化学能 D．铜电极发生反应为
9．科学家研制了一种全氯无膜液流电池的装置如图所示，该电池因无膜而具有很高的电压效率。下列说法错误的是
A．该电池因选用溶解而无需离子交换膜
B．用该电池电解精炼铜，放电时，阳极溶解64g铜Cu
C．充电时，向电极b迁移，并在b极生成
D．充电时，电极a的反应为
10．2020年6月，清华大学发现了一种新型的钾离子电池正极材料，比过去使用的任何材料都更加稳定。电池示意图如下，总反应为FeC2O4F+KC6C6+KFeC2O4F。下列有关说法错误的是
A．放电时，负极反应为：KC6-e-=K++C6
B．充电时，阳极反应：KFeC2O4F-e-=FeC2O4F+K+
C．充电时，当电路中通过的电子为0.02mol时，碳电极增加的质量为0.78g
D．用该电池电解饱和食盐水，阴极产生4.48L气体时，通过隔膜的K+为0.2mol
11．该科研小组探究用磷酸铁锂电池处理含的酸性废水，以得到有用的FePO4，其装置如图所示，下列说法正确的是
A．连接K1甲池中铁电极附近总反应为4Fe2++O2+4H++4PO=4FePO4↓+2H2O
B．乙池中电解质a可以用Li2SO4水溶液
C．连接K1，甲池中石墨为阳极，发生氧化反应
D．连接K2给乙池充电，电极b的电极反应式为LiFePO4+xe-=Li1-xFePO4+xLi+
12．已知下图所示的原电池在工作时，右池中Y2O转化为Y3+。下列叙述正确的是
A．左池电极反应式：X4++2e-=X2+
B．每消耗1molY2O，转移3mol电子
C．改变右池溶液的c(H+)，电流强度不变
D．左池中阴离子数目增加
13．关于焓和反应热的下列说法正确的是
A．焓值越小，物质越稳定
B．化学反应中焓变等于反应热
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物具有的能量无关
D．化学反应的焓变都可以通过实验直接测得
二、填空题
14．有关电化学示意图如图。回答下列问题：
图1
(1)图1是工业上用电解法在强碱性条件下除去废水中的的装置，发生的反应有
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
①石墨电极上发生_______(填“氧化”或“还原”)反应；阴极反应式为_______。
②电解过程中有关微粒的定向移动的说法错误的是_______(填字母)。
A．电子由电极b经导线流向铁电极
B．电流由铁电极经溶液流向石墨电极
C．移向石墨电极
D．移向铁电极
③为了使电解池连续工作，需要不断补充_______。
(2)图2是一种高性能的碱性硼化钒一空气电池，该电池工作时发生的离子反应。
图2
①电极为_______极(填“正”或“负”)，电池工作时正极反应式为_______。
②若离子选择性膜只允许通过，电池工作过程中，忽略溶液的体积变化，则正极室的碱性_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
③放电过程中，消耗36.5 g硼化钒，电路中转移_______mol电子。
15．按要求完成下列问题。
(1)奥运会火炬常用的燃料为丙烷、丁烷等。已知：丙烷的燃烧热ΔH1=-2220kJ/mol，正丁烷的燃烧热△H2=-2878kJ/mol；异丁烷的燃烧热ΔH3=-2869.6kJ/mol。
①下列有关说法不正确的是___________(填标号)。
A．奥运火炬燃烧时的能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能
B．异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
C．正丁烷比异丁烷稳定
②已知1molH2燃烧生成液态水放出的热量是285.8kJ，现有6mol由氢气和丙烷组成的混合气体，完全燃烧时放出的热量是3649kJ，则该混合气体中氢气和丙烷的物质的量比为___________。
(2)利用氢气可以制取工业原料乙酸。已知：
Ⅰ.CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=-870.3kJ·mol-1
Ⅱ.C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
Ⅲ.H2(g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1
①相同质量的CH3COOH、C、H2完全燃烧时，放出热量最多的是___________。
②利用上述信息计算反应：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l) ΔH=___________。
16．(1)甲烷(CH4)燃料电池是利用燃料CH4与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾溶液作为电解质溶液。
①该燃料电池正极的电极反应式为___________，负极的电极反应式为___________。
②随着电池不断放电，电解质溶液的碱性___________。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)铅蓄电池的总反应式为：Pb+PbO2+4H++2SO2PbSO4+2H2O，放电时，负极的反应式是___________，当外电路通过2mol电子时消耗H2SO4___________mol；充电时，铅蓄电池负极与直流电源极相连，其电极反应式是___________。
17．回答下列问题：
(1)炒菜的铸铁锅长期不用时会因腐蚀而出现红褐色锈斑，铁锅的锈蚀主要是电化学腐蚀中的___________腐蚀，正极的电极反应式为___________。
(2)锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点，是多种便携式电子设备和交通工具的常用电池。一种锂离子电池构造如图所示，其中电解质溶于混合有机溶剂中，通过电解质迁移入晶格中，生成。回答下列问题：
①a电极为该电池的___________极；
②该电池正极的电极反应式为___________。
(3)许多有机化学反应包含电子的转移，使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。
电有机合成反应条件温和，生产效率高。电解合成1，二氯乙烷的实验装置如图所示。回答下列问题：
①离子交换膜X为___________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)；
②阴极区的电极反应式是___________；
③阳极区发生的液相反应化学方程式为___________。
18．铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解液为稀硫酸。该电池总反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。请根据上述情况判断：
(1)该蓄电池的负极材料是________，放电时发生_______(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)该蓄电池放电时，电解质溶液的酸性_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)已知硫酸铅为不溶于水的白色固体，生成时附着在电极上。试写出该电池放电时，正极的电极反应：__________________________________(用离子方程式表示)。
(4)铅的电解精炼是工业上实现废铅回收以及粗铅提纯的重要手段。铅的电解精炼在由PbSiF6和H2SiF6两种强电解质组成的水溶液中进行。从还原炉中产出的某粗铅成分如下表所示：
成分 Pb Cu Ag Fe Zn Sn 其它
质量分数% 97.50 1.22 0.12 0.15 0.09 0.64 0.28
①电解精炼时阳极泥的主要成分是_______(填元素符号)。
②电解过程中，粗铅表面会生成SiF6气体，写出该电极反应式：_________________________。
19．下表为元素周期表的一部分，请参照元素①一④在表中的位置回答下列问题：
族 周期 IA 0
1 ① IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
2 ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
（1）③、⑤、⑥的离子半径由大到小的顺序为____________'（用离子符号表示）。
（2）写出⑤和⑥的最高价氧化物的水化物相互反应的化学方程式_______________
（3）②的某核素可用于文物年代的测定，该核素有8个中子，该核素的符号是______
（4）比较元素②、⑦和⑧的最高价氧化物的水化物的酸性大小_____
（5）①④两种元素可组成的一种既有极性共价键也有非极性共价键的化合物，写出该物质的电子式______
（6）①和④的单质可组成燃料电池，正极反应物为_____（用化学式表示，下同），若电解溶液为稀硫酸，写出负极的电极反应__________
20．为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如图：
(1)丙装置中负极反应式为_________________，丁装置中负极反应式为__________________。
(2)电池的放电过程中，甲装置中溶液质量________(填“增加”或“减少”)；丁装置中溶液碱性________(填“增强”或“减弱”)。
(3)当甲装置导线中转移0.3 mol电子时，正极生成气体________L(标准状况下)；假设开始时乙装置中两电极质量相等，导线中转移0.3 mol电子时，两电极质量相差________g。
21．回答问题：
(1)已知C(s、金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H=-395.4 kJ·mol-1，C(s、石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ·mol-1。则石墨中C－C键键能____(填“大于”“小于”或“等于”)金刚石中C－C键键能。
(2)已知下列反应的反应热：
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H2=-247.4 kJ·mol-1
则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为____。
22．（1）2016年9月我国成功利用大功率运载火箭发射“天宫二号”空间实验室。火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，如图是一定量肼完全燃烧生成氮气和1mol气态水过程中的能量变化图。
①该反应属于___（填“吸热”或“放热”）反应。
②写出该火箭推进器中相关反应的热化学方程式：___。
③若该火箭推进器中H2O2有24mol共价键发生断裂，则反应释放出的热量为__kJ。
（2）在25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ。则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为___。
（3）下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量(即键能，单位为kJ·mol－1)：
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能 414 489 565 158
根据键能数据计算以下反应的反应热△H：CH4（g）+4F2（g）=CF4（g）+4HF（g） △H=__。
（4）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。金红石（TiO2）制钛，涉及的步骤为：TiO2—TiCl4—Ti，已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.5kJ/mol ①
O2(g)+2CO(g)＝2CO2 (g) ΔH＝－566kJ/mol ②
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH＝+141kJ/mol ③
写出金红石与氯气、石墨制取TiCl4(s)和CO的热化学反应方程式___。
23．装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：
(1)B极是电源的________极，C极的电极反应式为_____________，
(2)一段时间后丁中X极附近的颜色逐渐____________(填“变深”或“变浅”)。
(3)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为_____________。
(4)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是______(填“铜”或“银”)，电镀液是__________溶液。常温下，当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol·L-1时(此时乙溶液体积为500mL)，丙中镀件上析出银的质量为____________g。
(5)若甲烧杯是在铁件表面镀铜，已知电镀前两电极质量相同，电镀完成后将它们取出，洗净、烘干、称量，发现二者质量相差7.68g，则电镀时电路中通过的电子为____mol。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】A．方程式a可由方程式b-方程式d得到，根据盖斯定律， H1= H2- H4，A正确；
B．反应CO2+C2CO为吸热反应，故反应d为放热反应， H4＜0，B错误；
C．方程式a可以由方程式b+方程式c-方程式e得到，根据盖斯定律， H1= H2+ H3- H5，C正确；
D．方程式c-方程式e可得方程式CO2+C2CO，该反应为吸热反应，根据盖斯定律， H3- H5＞0，故 H3＞ H5，D正确；
故选B。
2．D
【详解】A．电化学反应较化学反应快，锌和铁在酸性条件下可形成原电池反应，反应速率较快，可用于判断，故A正确；
B．火柴头中含有，检验氯元素，应把 还原为，酸性条件下，具有还原性，向少量的火柴头浸泡液中滴加、稀和，发生的离子反应为，出现白色沉淀，证明含有氯元素，故B正确；
C．将蒸发皿置于水浴上蒸发、浓缩至表面出现结晶薄膜为止，放置冷却，得晶体，不能将溶液全部蒸干，以防温度过高导致，分解，故C正确；
D．用稀硫酸进行酸化，可生成微溶于水的硫酸银沉淀，影响实验结论，应用硝酸酸化，故D错误；
故选D。
3．A
【详解】①H2NCONH2在负极M上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为H2NCONH2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+，故①错误；
②根据图示，A极产生的氢气密度比空气小，为氢气，则A为阴极，当A电极产生11.2mL气体(标况)时，物质的量为=0.0005mol，转移电子0.001mol，则N电极消耗氧气的物质的量==25×10-4mol，故②正确；
③M是负极，N是正极，H+透过离子交换膜由左M极移向右N极，故③错误；
④A电极为阴极，与原电池的负极相连，即与X相连接，故④正确；
⑤反应一段时间后，乙装置中反应生成氢氧化钠，溶液pH变大，故⑤正确；
不正确的有①③，故选A。
4．D
【详解】A．在标准状况下不是气体，无法使用气体摩尔体积计算其原子数，A项错误；
B．1个分子中含7个极性键，的物质的量为，则中含极性键的数目为，B项错误；
C．标准状况下，的物质的量为，溶于水发生可逆反应，溶液中还存在分子，则溶液中、和HClO的微粒数之和小于，C项错误；
D．锌—铜稀硫酸原电池中，按计算，当个电子通过时，产生，D项正确。
故选D。
5．B
【分析】软锰矿的主要成分为MnO2，还含有少量SiO2、Al2O3，加入较浓的硫酸和铁屑后MnO2被还原为Mn2+，Al2O3溶解为AlCl3，SiO2不反应，为过滤后的滤渣，再加入二氧化锰氧化Fe2+生成Fe3+后，调节pH=5，除去杂质铁和铝元素生成沉淀，电解Mn2+生成MnO2。
【详解】A．“溶解”过程中硫酸变稀硫酸后会与铁屑反应生成氢气，故A正确；
B．根据分析可得，“过滤”得到的滤渣中含有SiO2，故B错误；
C．“纯化”过程中应先加MnO2氧化Fe2+生成Fe3+后，再调pH=5，过滤，故C正确；
D．“电解”时Mn2+失电子生成MnO2，故在电解池阳极生成，发生反应Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+,故溶液pH值降低，故D正确；
故选B。
6．D
【详解】A．化学反应伴随着物质变化的同时也一定伴随着能量变化，故A正确；
B．钠与水剧烈反应，浮于水面并熔化成小球，说明该反应发热，属于放热反应，故B正确；
C．化学键断裂需要吸热，形成化学键会放热，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的变化引起的，故C正确；
D．1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.9kJ的热能，说明金刚石的能量更高，由能量越高越不稳定可知，石墨比金刚石稳定，故D错误；
故答案选D。
7．B
【详解】①浓硫酸溶液水会放出大量的热量，则浓硫酸与1L1mol·L-1的NaOH溶液反的ΔH1＜ΔH；②稀硫酸与1L1mol·L-1的NaOH溶液反应的ΔH2等于ΔH；③稀醋酸为若电解质，电离时会吸收热量你，则稀醋酸与1L1mol·L-1的NaOH溶液的ΔH3＞ΔH，综上分析有ΔH1<ΔH2<ΔH3，故选B。
答案选B
8．B
【详解】A．Zn的金属活动性强于铜，因此锌是负极，Zn失电子生成Zn2+，质量不断减少，A错误；
B．Zn为负极，失电子生成锌离子，电子从锌片经导线流向铜片，B正确；
C．该装置为原电池，将化学能转化为电能，C错误；
D．铜电极为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，D错误；
故答案选B。
9．B
【分析】根据装置图可知，放电时为原电池，氯气得电子生成氯离子，则b电极为正极，a电极为负极，充电时，为电解池，b为阳极，a为阴极，据此分析。
【详解】A．Cl2易溶于CCl4，但Na+不溶于CCl4，所以用CCl4溶解Cl2就无需离子交换膜，故A正确；
B．电解精炼铜时，粗铜作阳极，阳极可能有、等活泼金属放电，所以1molCl2放电时，转移2mol电子，阳极不一定溶解1mol即64gCu，故B错误；
C．充电时，b为阳极，Cl-向电极b迁移，并在b极生成Cl2，故C正确；
D．充电时，电极a为阴极，电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3，故D正确；
答案为B。
10．D
【详解】A．由总反应FeC2O4F+KC6C6+KFeC2O4F知：放电时，负极KC6失去电子生成C6，负极反应为KC6-e-=K++C6，A正确；
B．由总反应FeC2O4F+KC6C6+KFeC2O4F知：充电时，C6得电子在阴极反应，则KFeC2O4F在阳极反应，阳极反应为KFeC2O4F-e-=FeC2O4F+K+，B正确；
C．充电时碳电极为阴极，反应式为C6+ e-+ K+= KC6，碳电极增加的质量即K+的质量，当电路中通过的电子为0.02mol时，K+的物质的量也为0.02mol，质量为0.02mol ×39g/mol=0.78g ，C正确；
D．未提到标况下，无法用计算，D错误；
故选D。
11．A
【分析】由图可知，连接K1时：乙装置为原电池，a极为负极，b为正极，甲为电解池，石墨为阴极，Fe作阳极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，通入的O2把生成的Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+与反应生成FePO4；连接K2直流电源给乙池充电，电极b为阳极，电极反应式为LiFePO4-xe-=Li1-xFeO4+xLi+，a极为阴极，据此分析作答。
【详解】A．连接K1时，甲池中石墨为阴极，发生还原反应，Fe电极为阳极，Fe失去电子变为Fe2+，通入的O2 Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+与反应生成FePO4，故铁电极附近总反应为4Fe2++O2+4H++4PO=4FePO4↓+2H2O，A正确；
B．金属锂能与水反应，所以电解质a不能是水溶液，B错误；
C．连接K1时，甲池为电解池，铁电极是阳极，发生氧化反应；石墨电极为阴极，发生还原反应，C错误；
D．连接K2给乙池充电，电极b为阳极，电极反应式为LiFePO4-xe-=Li1-xFeO4+xLi+，D错误；
故合理选项是A。
12．D
【详解】A．右池中Y2O转化为Y3+，Y元素化合价降低，右池为正极、左池为负极；左池电极反应式：X2+-2e-=X4+，故A错误；
B．Y2O转化为Y3+，每消耗1molY2O，转移6mol电子，故B错误；
C．氢离子参与右池反应，故改变右池溶液的c(H+)，电流强度变化，故C错误；
D．左池为负极，盐桥中阴离子流入左池，左池中阴离子数目增加，故D正确。
故选D。
13．A
【详解】A．物质所具有的焓值越低，通常物质所具有的能量越低，能量越低通常物质越稳定，A正确；
B．恒压条件下的反应热通常等于焓变，恒容条件下反应热不等于反应中的焓变，B错误；
C．反应热的大小与反应物和生成物所具有的能量有关，C错误；
D．有些化学反应的焓变不能通过实验直接测得，需要通过设计反应路径通过盖斯定律进行计算而获得，D错误；
故选A。
14．(1) 氧化 B NaOH
(2) 负 不变 5.5
【分析】（1）根据题给信息，除去废水中分两步进行：第一步用电解法使氧化成， 氧化成，第二步用氧化，在强碱性条件下，最终转化成。第一步氧化反应失去电子，应发生在电解池的阳极，因此铁电极不能作阳极，只能作阴极，石墨电极作阳极，电源中a为正极，b为负极；
（2）根据电池反应总方程式，空气中的氧气在复合碳电极上得到电子被还原，复合碳电极为正极，那么发生氧化反应，为负极，根据离子选择膜的性质来确定溶液中离子移动的方向，题目据此解答。
【详解】（1）①根据分析，石墨电极是阳极，阳极上和失去电子氧化生成和，阴极上氢离子得电子生成氢气，在强碱性条件下，电极反应式为；
②A．电解池中铁电极是阴极，石墨电极是阳极，电源中a为正极，b为负极，电子由电极b经导线流向铁电极，A正确；
B．电流由电源正极a经导线流向石墨电极，经溶液流向铁电极，再经导线流向电源负极b，B错误；
C．电解池中阴离子移向阳极，即、移向石墨电极，C正确；
D．电解池中阳离子移向阴极，即移向铁电极，D正确；
故选B；
③阳极反应为、、，阴极反应为，理论上处理2mol时消耗6mol，此时阳极共失去10mol，同时共消耗12molNaOH，阴极生成10molNaOH，总反应需要消耗2molNaOH，所以要使电解池连续工作，需要不断补充NaOH；
（2）①由总反应可知，发生失电子的氧化反应，作负极，氧气在正极上得电子生成，正极电极反应式为；
②若离子选择性膜只允许通过，原电池工作时，由正极区通过离子交换膜移向负极区。正极电极反应式为，若电路中转移4mol，正极生成4mol，有4mol通过离子选择性膜移向负极，所以正极室的碱性保持不变；
③36.5g硼化钒的物质的量为，负极电极反应式为，所以消耗36.5g硼化钒()时电路中转移电子。
15．(1) BC 5：1
(2) H2 -488.3kJ·mol-1
【分析】(1)
①A．火炬燃烧时发光发热，所以能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能，A正确；
B．异丁烷和正丁烷所含碳氢键个数相同，B错误；
C．根据题目所给数据可知正丁烷燃烧放出的热量比异丁烷多，所以正丁烷的能量更高，则正丁烷不如异丁烷温度，C错误；
综上所述选BC；
②设混合气体中氢气为x mol，丙烷为y mol，则有x+y=6、285.8x+2220y=3649，联立可解得x=5 mol，y=1 mol，即氢气和丙烷的物质的量比为5：1；
(2)
①假设质量均为1g，则CH3COOH放出的热量为kJ，C放出的热量为kJ，氢气放出的热量为kJ，＞＞，所以放出热量最多的是H2；
根据盖斯定律，Ⅱ×2+Ⅲ×2-Ⅰ可得2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的ΔH=(-393.5kJ·mol-1)×2+(-285.8kJ·mol-1)×2-(-870.3kJ·mol-1)= -488.3kJ·mol-1。
16． O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO+7H2O 减小 Pb+SO﹣2e﹣=PbSO4 2 PbSO4+2e﹣=Pb+SO
【分析】碱性条件下，甲烷在负极失电子生成碳酸根离子和水，氧气在正极上得电子生成氢氧根离子，根据电池总反应判断溶液氢氧根离子浓度的变化；铅蓄电池中，Pb失电子为负极，PbO2为正极；由总反应判断转移电子的物质的量；充电时，铅蓄电池负极与外接电源的负极相连，作阴极，阴极上PbSO4得电子生成Pb。
【详解】(1)①该燃料电池碱性条件下，氧气在正极上得电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，甲烷在负极失电子生成碳酸根离子和水，负极的电极反应式为CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO+7H2O。故答案为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO+7H2O；
②甲烷与氧气反应生成碳酸根离子和水，即CH4+2O2+2OH-═CO+3H2O，反应过程中，氢氧根离子浓度减小，pH减小，随着电池不断放电，电解质溶液的碱性减小。故答案为：减小；
(2)铅蓄电池的总反应式为：Pb+PbO2+4H++2SO2PbSO4+2H2O，铅蓄电池中，Pb失电子为负极，PbO2为正极，放电时，负极上Pb失电子生成硫酸铅，负极的反应式是Pb+SO﹣2e﹣=PbSO4，当外电路通过2mol电子时消耗2molH2SO4；充电时，铅蓄电池负极与直流电源极相连，作阴极，阴极上PbSO4得电子生成Pb，其电极反应式是PbSO4+2e﹣=Pb+SO。故答案为：Pb+SO﹣2e﹣=PbSO4；2；PbSO4+2e﹣=Pb+SO。
17．(1) 吸氧
(2) 负
(3) 阴离子
【详解】（1）红褐色锈斑是氧化铁，是氢氧化铁分解得到的，根据氧元素守恒，故铁锅的锈蚀主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，正极是氧气分子和水分子得到电子生成氢氧根离子，故正极反应式是。
（2）放电过程中，锂失去电子变成，故a电极是电源负极，通过电解质迁移入晶格中，生成，而和b电极相连，则b电极是电源的正极。每有一个进入到晶格中，则同时通过b电极有一个电子进入到晶格中，故该电池正极的电极反应式为。
（3）①从电解合成1，二氯乙烷的实验装置图，可知Na+通过离子交换膜Y，进入到阴极区转化为氢氧化钠。在阳极区，氯化亚铜失去电子变成氯化铜，则Cl-通过离子交换膜X进入到阳极区，故离子交换膜X为阴离子交换膜。
②阴极区发生的反应主要是水电离出的氢离子得到电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，故发生反应的化学方程式是。
③根据阳极区域液相反应中的各物质前的箭头符号，可知反应物有乙烯和氯化铜，生成物是1，二氯乙烷和氯化亚铜，故反应的化学方程式是，其中氯化亚铜在阳极失去电子又生成氯化铜，如此循环。
18． Pb 氧化 减小 Cu、Ag
【分析】(1)铅蓄电池中，负极上金属失电子化合价升高；
(2)铅蓄电池工作时，硫酸参加反应生成硫酸铅，溶液中氢离子浓度降低；
(3)工作时，该铅蓄电池正极上PbO2得电子发生还原反应；
(4)①电解精炼时阳极泥的主要成分是金属性弱的铜和银等；
②电解过程中，粗铅表面会生成SiF6气体是SiF62-失电子生成。
【详解】(1)铅蓄电池中，根据原电池反应式中元素化合价变化知，Pb中Pb元素化合价由0价变为+2价，被氧化发生氧化反应，所以Pb作负极；
(2)铅蓄电池工作时，硫酸参加反应生成硫酸铅同时生成水，导致硫酸浓度降低、酸性减小；
(3)工作时，该铅蓄电池正极上PbO2得电子发生还原反应，电极反应为PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O；
(4)①电解精炼时阳极泥的主要成分是比铅活泼性差的铜和银，元素符号：Cu、Ag；
②电解过程中，粗铅表面会生成SiF6气体，该电极反应式：SiF62--2e-═SiF6。
19． N3－>Na+>Al3+ Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O HClO4>H2CO3>H2SiO3 O2 H2－2e－=2H+
【分析】结合周期表结构可知①到⑧分别为H、C、N、O、Na、Al、Si、Cl，结合元素周期表、律相关知识解答。
【详解】(1)③、⑤、⑥的离子分别为N3－、Na+、Al3+，三者核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，则三者离子半径由大到小的顺序为N3－>Na+>Al3+，故答案为：N3－>Na+>Al3+；
(2)⑤和⑥即Na和Al，二者的最高价氧化物的水化物相互反应的化学方程式为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，故答案为：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O；
(3)可用于文物年代的测定，故答案为：；
(4)②、⑦和⑧的最高价氧化物的水化物分别为H2CO3、H2SiO3、HClO4，酸性：HClO4>H2CO3>H2SiO3，故答案为：HClO4>H2CO3>H2SiO3；
(5)①④两种元素（H、O）可组成的一种既有极性共价键也有非极性共价键的化合物为H2O2，其电子式为，故答案为：；
(6)①和④的单质（H2、O2）可组成氢氧燃料电池，燃料电池中氧气在正极得电子，燃料（氢气）在负极失电子，若电解溶液为稀硫酸，负极的电极反应式为H2－2e－=2H+，故答案为：O2；H2－2e－=2H+。
20． Al－3e-＋4OH-=AlO＋2H2O CH4＋10OH-－8e-=CO＋7H2O 增加 减弱 3.36 18
【详解】(1)丙装置中Al为负极，Mg为正极，负极上Al失去电子生成AlO，负极反应式为Al－3e－＋4OH－=AlO＋2H2O；丁装置是燃料电池，石墨电极为正极，铂电极为负极，碱性条件下，甲烷在负极失去电子生成碳酸钾，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－=CO＋7H2O。
(2)甲装置中总反应为镁和稀硫酸生成硫酸镁和氢气，化学方程式为Mg＋H2SO4=H2↑＋MgSO4，则溶解24 g Mg时生成2 g H2，溶液质量增大；丁装置中总反应为，反应消耗KOH，溶液碱性减弱。
(3)甲装置中Mg为负极，Al为正极，正极上氢离子放电生成氢气，电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，则n(H2)＝n(e－)＝0.15 mol，标准状况下H2的体积为0.15 mol×22.4 L·mol－1＝3.36 L；乙装置中Fe为负极，发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋，Pt为正极，发生的反应为Cu2＋＋2e－=Cu，则转移2 mol电子时两极质量差为64 g＋56 g＝120 g，所以导线中转移0.3 mol电子时，两电极质量相差×0.3 mol＝18 g。
21．(1)大于
(2)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H=+659.8 kJ·mol-1
【解析】（1）
已知①C(s、金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H=-395.4 kJ·mol-1，
②C(s、石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ·mol-1，根据盖斯定律，将①-②，整理可得C(s、金刚石)=C(s、石墨) △H=-1.9 kJ·mol-1，此反应为放热反应，所以金刚石含有的能量比等质量的石墨多，石墨的能量低。物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强，所以石墨中C－C键键能大于金刚石中C－C键键能；
（2）
已知①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1=+206.2 kJ·mol-1
②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H2=-247.4 kJ·mol-1
根据盖斯定律，将①×2-②，整理可得CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H=+659.8 kJ·mol-1。
22． 放热 N2H4(g) +2H2O2(l)= 4H2O(g)+ N2 (g) △H=-641.6kJ/mol 2566.4kJ CH4(g)+ 2O2 (g) =CO2 (g)+ 2H2O (l) △H=-889.6kJ/mol -1928 kJ/mol TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)= TiCl4(s) +2CO(g)△H=-80 kJ/mol
【分析】（1）①根据图象可知，反应物的总能量大于生成物的总能量；
②根据方程式计算；
③1个H2O2反应时断开3条共价键，则24mol共价键发生断裂，有8mo H2O2参与反应；
（2）25℃、101kPa下，甲烷燃烧热吻生成CO2和液态水时释放的热量；
（3）旧键的断裂吸热，新键的形成放热；
（4）根据盖斯定律计算。
【详解】（1）①根据图象可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应为放热反应；
②一定量肼完全燃烧生成氮气和1mol气态水时，释放的热量为160.4kJ，N2H4(g) +2H2O2(l)= 4H2O(g)+ N2 (g) △H=160.4×4=-641.6kJ/mol；
③1个H2O2反应时断开3条共价键，则24mol共价键发生断裂，有8mo H2O2参与反应，则释放的热量为641.6×4=2566.4kJ；
（2）25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ，1mol即16g时释放的热量为889.6kJ，则 CH4(g)+ 2O2 (g) =CO2 (g)+ 2H2O (l) △H=-889.6kJ/mol；
（3）旧键的断裂吸热，新键的形成放热，根据方程式可得，△H=414×4+158×4-489×4-565×4=-1928 kJ/mol；
（4）根据盖斯定律，③+①×2-②可得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)= TiCl4(s) +2CO(g)，△H=+141－393.5×2+566=-80 kJ/mol。
23．(1) 负 2H2O-4e-＝O2↑+4H+(或4OH--4e-＝O2↑+2H2O)
(2)变浅
(3)1∶2∶2∶2
(4) 铜 AgNO3 5.4
(5)0.12
【分析】由C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，A、B为外接直流电源的两极，将直流电源接通后，F极附近呈红色可知，F电极附近有碱生成，则F电极上水电离出的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，为串联电解池的阴极，所以C、E、G、X是阳极，D、F、H、Y是阴极，连接阳极的电极A是电源的正极、连接阴极的电极B是电源的负极。
【详解】（1）由分析可知，电极B是电源的负极；C极为串联电解池的阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+(或4OH--4e-=O2↑+2H2O)；
（2）氢氧化铁胶粒带正电荷，通电一段时间后，氢氧化铁胶粒向阴极Y移动，则电极X附近的颜色逐渐变浅；
（3）由分析可知，C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：4OH--4e-=O2↑+2H2O、Cu2++2e-=Cu、2Cl-=Cl2↑+2e-、2H++2e-=H2↑，当电路中转移电子为1mol时，各电极生成单质的量分别为0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，则单质的物质的量之比为1∶2∶2∶2；
（4）电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，所以H应该是镀件铜，电解质溶液中含银离子，应为AgNO3溶液，当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol·L-1时时，由电极反应2H++2e-=H2↑可知，放电的氢离子的物质的量为0.1mol/l×0.5L=0.05mol，当转移0.05mol电子时，丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.05mol=5.4g；
（5）若甲烧杯是在铁件表面镀铜，已知电镀前两电极质量相同，电镀完成后将它们取出，洗净、烘干、称量，发现二者质量相差7.68g，说明阳极溶解的铜的物质的量为=0.06mol，则电路中通过的电子为0.06mol×2=0.12mol