专题1 化学反应与能量变化 复习题（含解析） 2022-2023学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

专题1《化学反应与能量变化》复习题
一、单选题
1．根据图中的各物质间的能量循环图，下列说法正确的是
A．△H1=△H2+△H3+△H4+△H5+△H6+△H7+△H8
B．△H5＜0，△H7＞0，△H8＜0
C．Br(g)的△H6小于Cl(g)的△H6
D．△H5+△H6+△H7+△H8＜△H2
2．下列说法中，正确的是
A．△H＞0表示放热反应，△H＜0表示吸热反应
B．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数
C．1molH2SO4与1molBa(OH)2反应生成BaSO4，沉淀时放出的热量为57.3kJ
D．1molH2与0.5molO2反应放出的热量就是H2的燃烧热
3．2018年5月美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如图所示:
下列说法正确的是
A．图中能量转化方式只有2种
B．H+向a极区移动
C．b极发生的电极反应式N2+6H++6e－=2NH3
D．a极上每产生22.4 L O2流过电极的电子数为4NA
4．某电动汽车的锂离子电池的正极材料为层状的LiFePO4、负极材料为新型材料石墨烯(LixC6)，电解液为LiClO4的丙烯碳酸酯溶液，在充放电过程中，Li＋在两个电极之间往返嵌入和脱出；放电时，Li＋从负极脱嵌，经过电解质溶液和离子交换膜嵌入正极；充电时则相反；其工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A．充电时，电极a与电源负极连接，电极b与电源正极连接
B．电池充电时，阳极的电极反应为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi＋
C．电池工作时，负极材料质量减少1.4 g，转移0.4 mol电子
D．充电时，阴极发生氧化反应，电极反应为xLi＋+xe-+C6=LixC6
5．如图是将SO2转化为重要化工原料H2SO4的原理示意图，下列说法正确的是
A．d口通入的是O2，发生氧化反应
B．溶液中H+的迁移方向是由b→a
C．当正极消耗22.4 L气体时，电路中通过的电子数目为4NA
D．催化剂a表面的电极反应式为：SO2-2e-＋2H2O=SO＋4H＋
6．《RSCAdvances》报道了一种固体铁——空气电池(采用铁——石墨电极)，是大规模应用于牵引力最有可能的电化学动力源之一。有关该电池工作时说法不正确的是
A．电子由铁电极流向石墨电极
B．石墨电极本身发生还原反应
C．电池的负极反应为：Fe-2e-=Fe2+
D．该电池工作时化学能转化为电能
7．下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A． ，则氢气燃烧热为241.8kJ/mol
B．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s) ，则金刚石比石墨稳定
C．含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为：
D． ，则
8．某原电池的电池反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，与此电池反应不符合的原电池是
A．铜片、铁片、HCl溶液组成的原电池 B．石墨、铁片、稀H2SO4溶液组成的原电池
C．银片、铁片、稀H2SO4溶液组成的原电池 D．石墨、铁片、HNO3溶液组成的原电池
9．在如图串联装置中，通电片刻后发现乙装置左侧Pt电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是
A．丙中Ag电极连接的是电源的正极
B．向乙中加入适量的Cu(OH)2固体，一定能使溶液恢复到电解前的状态
C．电解过程中丙中c(Ag+)无变化
D．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量可能增加21.6g
10．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：，下列叙述错误的是
A．高铁电池的负极材料是 Zn
B．放电时正极附近溶液的碱性减弱
C．电池工作时每转移3 mol电子，正极有1molK2FeO4参加反应
D．放电时正极和充电时阴极均发生还原反应
11．氨硼烷(NH3·BH3)电池装置如图所示(起始未加入氨硼烷之前，两极室内液体质量相等)，该电池工作时的总反应为NH3·BH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。下列说法不正确的是
A．负极反应式为NH3·BH3-6e-+2H2O=+BO+6H+
B．当消耗6.2gNH3·BH3时，左右两极室内液体质量差为5g
C．电池工作时，阳离子向正极移动，故H+通过质子交换膜向右移动
D．其他条件不变，向酸性H2O2溶液中加入适量硫酸能增强溶液导电性
12．化学与科学、技术、社会、环境关系密切，下列说法不正确的是
A．海水淡化的方法有蒸馏法、离子交换法、电渗析法等
B．电解熔融氧化镁可以得到镁，电解熔融氯化镁不能得到镁
C．用牺牲镁块的方法防止地下钢铁管道的腐蚀
D．NH4Cl和ZnCl2溶液可用作焊接钢铁时的除锈剂
13．游泳池水质普遍存在尿素超标现象，一种电化学除游泳池中尿素的实验装置如图所示(样品溶液成分见图示)，其中钌钛常用作析氯电极，不参与电解。已知：，下列说法正确的是
A．电解过程中不锈钢电极会缓慢析出
B．电解过程中不锈钢电极附近pH降低
C．电解过程中钌钛电极上发生反应为
D．电解过程中每逸出，电路中至少通过6mol电子
二、填空题
14．为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行实验，回答下列问题。
Ⅰ.用甲装置进行第一组实验：
(1)甲装置中电解池在 (左侧或右侧)，在保证电极反应不变的情况下，下列材料不能代替左侧Cu电极的是_______(填序号)。
A．石墨 B．镁 C．银 D．铂
(2)实验过程中，SO_____(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有_______。
Ⅱ.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍澄清。查阅资料知，高铁酸根离子()在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，填写下列空白：
(3)电解过程中，X极溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)电解过程中，Y极发生的电极反应为______和_______。
(5)已知K2FeO4和Zn可以构成碱性电池，其中K2FeO4在电池中作正极材料，电池总反应为2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2，则该电池正极发生的电极反应为：_______。
15．利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应A：
已知：
(1)反应Ⅱ是___________反应(填“吸热”或“放热”)，其原因是___________。
(2)反应A的热化学方程式是___________。
16．2021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”)。
17．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。某课外实验小组欲探究铝和铜的金属性(原子失电子能力)强弱，同学们提出了如下实验方案：
A．比较铝和铜的硬度和熔点
B．比较二者在稀硫酸中的反应现象
C．将铝片放入硫酸铜溶液，观察铝片上是否有红色物质
D．将铝片、铜片用导线连接后共同投入氢氧化钠溶液中接入电流计，观察电流方向
(1)上述方案中能达到实验目的的是_______(填字母)。
(2)上述方案D中负极为_______，电极反应为_______。
(3)将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入500mL相同浓度的稀硫酸一段时间，两烧杯中均产生气泡，有同学认为产生气泡的位置相同，你赞同吗？请写出理由_______。
(4)当甲中产生2.24L(标准状况)气体时，将锌、铜片取出(设反应前后溶液体积不变)，再将烧杯中的溶液稀释至1L，测得溶液中。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为_______mol/L。
(5)镍铁电池放电时也可产生FeO(OH)，其工作原理如图所示。
Fe放电生成后，继续放电时，电极上的可转化为，写出该过程的电极反应式：_______。
18．一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”，如2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，可拆写为氧化反应式：Cu-2e=Cu2+，还原反应式：2Fe3++2e-=2Fe2+。并由此实现了化学能与电能的相互转化。据此，回答下列问题。
(1)将反应Zn+2H+=Zn2++H2↑拆写为两个“半反应式”，氧化反应式为：______，还原反应式为：______。
(2)由题(1)反应，设计成原电池如图所示：若电极a为Zn，电极b可选择材料：______(只填一种)；电解质溶液是______。
(3)由反应2H2+O22H2O，设计出以稀硫酸为电解质溶液的原电池电极反应式：负极____，正极：_____。
19．如图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。
(1)甲中负极的电极反应式为___。
(2)乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为___。
20．某课外活动小组同学用如图所示装置进行实验，试答下列问题：
(1)①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的____腐蚀。
②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为______。
(2)硝化学式Na2SO4 l0H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。
①该电解槽的阳极反应式为___。
②制得的氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)___导出。
③若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为___。
④已知H2的燃烧热为285.8kJ mol 1，则该燃料电池工作产生36gH2O时，理论上有___kJ的能量转化为电能。
21．回答下列问题
(1)利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图：
反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ：S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式：_______。
(2)某烃A的球棍模型如图所示，其分子式为_______，A的一氯代物有_______种。
(3)由A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
①装置甲中负极的电极反应式是_______。
②四种金属活泼性由强到弱的顺序是_______ 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【分析】根据盖斯定律可以计算出该反应的反应热，即或。
【详解】A．根据盖斯定律可以计算出该反应的反应热，即或，故A错误；
B．钠原子失去电子属于吸热反应，即；钠离子与铝离子结合生成氯化钠属于放热反应，即；物态变化中气态到液态，液态到固态均放热，即，故B错误；
C．Br的非金属性比Cl弱，得电子能力比Cl弱，所以Br(g)的△H6大于Cl(g)的△H6，故C正确；
D．由图可知放热，即；固态钠气化吸热，即，所以有，故D正确；
故选D。
2．B
【详解】A．放热反应的焓变小于0，吸热反应的焓变大于0，故ΔH >0表示吸热反应，ΔH <0表示放热反应，选项A错误；
B．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，不表示分子数，所以可用分数或小数表示，选项B正确；
C．中和热是指稀的强酸和强碱反应当生成1mol水时所放出的热量，而1mol硫酸和1mol氢氧化钡反应时生成了2mol水，且生成沉淀有热量变化，放出的热量不是57.3kJ，选项C错误；
D．燃烧热是指在101kPa下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，此时生成的水必须为液态，没有指明生成水的状态，则放出的热量不一定是燃烧热，选项D错误；
答案选B。
3．C
【分析】a极上水被氧化为氧气，发生氧化反应，则a为负极，b极上氮气被还原为氨气，发生还原反应，则b为正极。
【详解】A．图中太阳能电池板将太阳能转化为电能，风力发电机将风能转化为电能，原电池将化学能转化为电能，能量转化方式不只2种，A错误；
B．根据分析可知a极为负极，原电池中阳离子流向正极，所以H+向b极区移动，B错误；
C．b极上氮气被还原结合氢离子生成氨气，电极反应式为N2+6H++6e－=2NH3，C正确；
D．未注明温度和压强，无法确定22.4 L O2的物质的量，则无法确定转移电子数，D错误；
综上所述答案为C。
4．B
【分析】由题干信息：电动汽车的锂离子电池的正极材料为层状的LiFePO4放电时发生还原反应、负极材料为新型材料石墨烯(LixC6)放电时发生氧化反应，电解液为LiClO4的丙烯碳酸酯溶液，充电时，外界电源的正极接原电池的正极作阳极发生氧化反应，外界电源的负极接原电池的负极作阴极发生还原反应，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，正极材料为层状的LiFePO4，负极材料为新型材料石墨烯(LixC6)，故充电时，电极a与电源正极连接，电极b与电源负极连接，A错误；
B．电池充电时，阳极发生氧化反应，故其电极反应为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi＋，B正确；
C．电池工作时，负极的电极反应为：LixC6-xe-= xLi＋+C6，故材料质量减少1.4 g，转移电子，C错误；
D．充电时，阴极发生还原反应，电极反应为xLi＋+xe-+C6=LixC6，D错误；
故答案为：B。
5．D
【分析】根据原理图中电子的移动方向可知，催化剂a电极为负极，故c口通入的是SO2，d口通入的是O2，b是正极，据此分析解题。
【详解】A．由以上分析可知，d口通入的是O2，发生还原反应，A错误；
B．原电池当中阳离子向正极移动，故溶液中H+的迁移方向是由a→b，B错误；
C．未知外界的温度和压强，故无法计算，C错误；
D．由分析可知，催化剂a作负极，发生氧化反应，故表面的电极反应式为：SO2 2e +2H2O= +4H+，D正确；
故选D。
6．B
【分析】铁——空气电池(采用铁——石墨电极)，铁失电子，做负极；空气中氧气得电子，在正极发生反应，石墨作正极。
【详解】A．电子由负极流向正极，故A正确；
B．石墨作正极材料，正极上氧气发生得电子的还原反应，故B错误；
C．负极上铁失电子，故负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故C正确；
D．原电池是将化学能转化为电能的装置，故D正确；
故选B。
7．D
【详解】A．氢气的燃烧是放热反应，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，即H2O(g)，故A错误；
B．C(石墨，s)=C(金刚石，s) ，说明金刚石的能量比石墨高，能量越低越稳定，故石墨比金刚石稳定，故B错误；
C．中和热是在稀溶液中酸和碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量，含20.0 g NaOH的稀溶液n(NaOH)=0.5mol，，故C错误；
D．C与氧气反应生成CO，CO还可以燃烧再放出热量，C燃烧生成CO2放出的热量比生成CO多，则，故D正确；
故答案为D。
8．D
【解析】该原电池的负极为铁，正极是比铁不活泼的金属或非金属电极材料，电解质溶液为盐酸或稀硫酸，即可实现该反应。
【详解】A．铁的活泼性大于铜，铁作负极，铜作正极，电解质溶液为盐酸，所以能实现该反应；
B．铁的活泼性大于石墨，铁作负极，石墨作正极，电解质溶液为稀硫酸，所以能实现该反应；
C．铁的活泼性大于银，铁作负极，银作正极，电解质溶液是稀硫酸，能实现该反应；
D．铁的活泼性虽然大于石墨，但铁和硝酸反应不生成氢气，而是生成氮的氧化物，不能实现该反应；
答案选D。
9．B
【分析】由题干信息，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，即乙池中左侧电极为阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，乙池中右侧电极为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，甲池中左侧电极为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，右侧电极为阳极，电极反应为：2Cl-- 2e-=Cl2↑，丙池中左侧Cu电极为阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag，右侧Ag电极为阳极，电极反应为：Ag-e-=Ag+，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，丙中Ag电极为阳极，连接的是电源的正极，A正确；
B．由分析可知，乙池阴极的电极反应为：Cu2++2e-=Cu，阳极电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，当乙池中的硫酸铜溶液没有被完全电解时，加入CuO可以使溶液恢复到电解前的状态，若Cu2+放电结束，则在阴极，H+得到电子生成氢气，而在阳极，仍然是水电离出来的OH-失去电子，则此时相当于电解水，当电解的水的物质的量和Cu2+的物质的量相等时，可以向溶液中加入适量的Cu(OH)2固体，能使溶液恢复到电解前的状态，即只有在电解的水的物质的量和Cu2+的物质的量相等时，才可以加入适量的Cu(OH)2固体使溶液恢复到电解前的状态，其他情况下都不可以，B错误；
C．由分析可知，丙池为电镀池，电解过程中丙中溶液AgNO3的浓度保持不变，故溶液中c(Ag+)无变化，C正确；
D．标准状况下当甲中产生4.48L气体时即产生的H2和Cl2的物质的量之和为： 4.48L÷22.4L mol-1 =0.2mol，则n(H2)=0.1mol，转移的电子的物质的量为0.2mol，根据电极反应式，丙中Cu电极质量增加0.2mol×108g/mol=21.6g，D正确；
故选B。
10．B
【分析】由总反应可知，高铁电池放电时锌被氧化，为原电池负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，高铁酸钾在正极得到电子，电极反应式为FeO+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，充电时，阳极上氢氧化铁转化成高铁酸钾，电极反应式为Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO+4H2O，阳极消耗OH-离子，碱性减弱，阴极上电极反应式为Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH-，生成氢氧根离子，以此解答该题。
【详解】A．高铁电池放电时锌被氧化，为原电池负极，故A正确；
B．放电时为原电池装置，由电极方程式FeO+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-可知正极附近溶液的碱性增强，故B错误；
C．电池工作时为原电池装置，正极电极反应式为FeO+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，可知放电时每转移3mol电子，正极有1mol K2FeO4被还原，故C正确；
D．放电时，高铁酸钾在正极得到电子，正极发生还原反应，充电时阴极与电源负极相连，发生Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH-，放电时正极和充电时阴极均发生还原反应，故D正确；
故选：B。
11．B
【分析】以氨硼烷（NH3 BH3）电池工作时的总反应为：NH3 BH3+3H2O2═NH4BO2+4H2O可知，左侧通入NH3 BH3电极为负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为NH3 BH3+2H2O-6e-=NH4BO2+6H+，右侧H2O2所在电极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为3H2O2+6H++6e-═6H2O，据此分析解答。
【详解】A．左侧通入NH3 BH3电极为负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为NH3 BH3+2H2O-6e-=NH4BO2+6H+，A正确；
B．未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，消耗6.2gNH3 BH3后，负极电极反应式为NH3 BH3+2H2O-6e-=NH4BO2+6H+，正极反应式为3H2O2+6H++6e-═6H2O，则转移的电子的物质的量为1.2mol，则左室质量增加=6.2g-1.2g=5g，右室质量增加1.2g，即两极质量相差(5-1.2)g=3.8g，B错误；
C．电池内部阳离子向正极移动，右侧H2O2所在电极为正极，电池工作时H+由左侧极室经质子交换膜进入右侧极室，C正确；
D．由于H2SO4是强电解质，其他条件不变，向酸性H2O2溶液中加入适量硫酸能增大溶液中自由移动离子的浓度，故能增强溶液导电性，D正确；
故答案为：B。
12．B
【详解】A．海水淡化的方法有很多，常见有蒸馏法、离子交换法、电渗析法等，A正确；
B．因为氧化镁和氯化镁都是离子化合物，电解熔融都能得到镁，因为氧化镁熔点高，氯化镁熔点低，工业上通常采用电解熔融氯化镁制取金属镁，B错误；
C．用牺牲镁块的方法防止地下钢铁管道的腐蚀，因为镁活泼，是原电池的负极，钢铁管是正极，得到保护，C正确；
D．NH4Cl和ZnCl2都是强酸弱碱盐，水解呈酸性，其溶液可用作焊接钢铁时的除锈剂，D正确；
故选B。
13．B
【分析】由题干装置图信息可知，右侧是处理尿素，即将发生，故电极B发生的电极反应为：Cl- - 2e-+H2O=ClO-+2H+，发生氧化反应，故电源b电极为正极，电源a电极为负极，则A电极为阴极，电解反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，电解过程中不锈钢电极A为阴极，则不锈钢电极产生的是氢气，A错误；
B．由分析可知，电解过程中不锈钢电极B为阴极，发生的电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故不锈钢附近增大，B正确；
C．由分析可知，电解过程中钌钛电极B为阳极，发生电极反应为Cl- - 2e-+H2O=ClO-+2H+，C错误；
D．由于未告知N2所处的状态，故不知道22.4LN2的物质的量，故无法计算电路中至少通过的电子的物质的量，D错误；
故选B。
14．(1)B
(2) 从右向左 滤纸上有蓝色沉淀产生
(3)增大
(4) 4OH 4e =2H2O+O2↑ Fe 6e +8OH =+4H2O
(5)2+6e +5H2O=Fe2O3+10OH
【分析】甲装置中左侧为原电池装置，锌比铜活泼，则锌为负极，锌失电子，生成锌离子；铜为正极，铜离子得电子生成单质铜；电池的内电路中，阴离子向负极移动；外电路电解池中，阴离子向阳极移动；乙为电解池，左侧铜作阳极失电子；右侧铜做阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子。
（1）
甲装置中电解池在右侧；原电池中在保证电极反应不变，正极材料的活泼性不能大于Zn，因此不能用镁代替铜，答案选B。
（2）
硫酸根离子向负极移动，移动方向为从右向左。M极作阳极，失去电子有铜离子生成，铜离子结合氢氧根离子生成氢氧化铜沉淀。故答案为：从右向左；滤纸上有蓝色沉淀产生。
（3）
X极作阴极，得到电子生成氢气和氢氧根离子，故X极溶液的逐渐增大。故答案为：增大。
（4）
由题意可知，铁作阳极，阳极发生氧化反应，氢氧根离子失去电子生成氧气、铁失去电子生成。电极反应为4OH 4e =2H2O+O2↑和Fe 6e +8OH =+4H2O。
（5）
碱性电池中锌作负极，K2FeO4在电池中作正极材料；在正极得到电子发生还原反应转化为氧化铁，电极反应为：2+6e +5H2O=Fe2O3+10OH 。
15．(1) 吸热 反应物总能量低于生成物总能量(或)
(2)
【详解】（1）根据图示可知，反应Ⅱ中，即反应物的总能量低于生成物总能量，因此该反应是吸热反应；
（2）由图示可得反应①：，反应②：，反应②-反应①可得反应A，根据盖斯定律可知，反应A的，因此反应A的热化学方程式为 。
16．(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。
17．(1)BC
(2) Al
(3)不赞同，甲池构成原电池装置，在电极上发生还原反应产生，乙池为正常的与发生置换反应产生，故产生气泡位置不同(或其他合理答案)
(4)0.4
(5)
【解析】（1）A．铝和铜的硬度和熔点与金属性的强弱无关，故A不符合题意；B．金属性越强，与酸反应越剧烈，可通过比较Cu、Al在稀硫酸中的表现判断其金属性强弱，故B符合题意；C．金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前面的金属，能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来，将铝片放入硫酸铜溶液，若铝片上有红色物质生成，说明发生置换反应生成了铜，则可说明铝的金属性强于铜，故C符合题意；D．与氢氧化钠溶液反应是铝的化学性质，与金属活泼性无关，故D不符合题意；故答案为：BC；
（2）将铝片、铜片用导线连接后共同投入氢氧化钠溶液中，铝能与氢氧化钠反应而铜不能与氢氧化钠反应，形成的原电池中，铝作负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为，故答案为：Al；；
（3）甲烧杯形成原电池，该原电池中，锌为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，铜电极上产生气泡；乙烧杯中没有形成原电池，发生的是锌和稀硫酸的置换反应，锌电极上产生气泡，因此两烧杯中均产生气泡，但生成气泡的位置不同，故答案为：不赞同，甲池构成原电池装置，在电极上发生还原反应产生，乙池为正常的与发生置换反应产生，故产生气泡位置不同(或其他合理答案)；
（4）稀释后氢离子的物质的量为，生成氢气的氢离子的物质的量为，则原溶液中氢离子的物质的量为0.4mol，氢离子的浓度为，硫酸为二元强酸，则原稀硫酸的浓度为0.4mol/L，故答案为：0.4；
（5）Fe放电生成后，继续放电时，电极上的可转化为，则该过程的电极反应式为，故答案为：。
18．(1) Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=H2↑
(2) Cu 稀H2SO4
(3) 2H2-4e-=4H+ O2+4H++4e-=2H2O
【分析】半反应就是把氧化反应和还原反应分开写，相当于电极反应式。据此可完成第一问。第二问的电极b的材料，比锌稳定的导体都可以，如铜、石墨等。书写第三问的电极反应式，要考虑到溶液是酸性的，反应式中不能出现OH-。
【详解】（1）根据方程式知，锌失电子发生氧化反应，反应式为：Zn-2e-=Zn2+；氢离子得电子发生还原反应，反应式为：2H++2e-=H2↑，故答案为：Zn-2e-=Zn2+；2H++2e-=H2↑。
（2）反应Zn+2H+=Zn2++H2↑，若电极a为Zn，电极b不如锌活泼的金属或导电的非金属，如铜等，电解质溶液为含有氢离子的非氧化性强酸，可以是稀H2SO4，故答案为：Cu；稀H2SO4。
（3）由反应2H2+O22H2O，设计出以稀硫酸为电解质溶液的原电池，负极上氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为：2H2-4e-=4H+，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，故答案为：2H2-4e-=4H+；O2+4H++4e-=2H2O。
19． CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O 2.24L
【分析】由图可知甲为碱性甲醇燃料电池，通入氧气的一极为正极，通入甲醇的一极为负极；乙、丙均是电解池，A、C为阳极，B、D为阴极。
【详解】(1)甲醇燃料电池是原电池反应，甲醇在负极失电子，发生氧化反应，电极反应为：CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O，故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O；
(2)工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同，分析电极反应，B为阴极，溶液中铜离子先得电子析出铜，溶液中铜离子物质的量为0.1mol，则，铜离子得0.2mol电子，铜离子反应完后氢离子得到电子生成氢气，设生成气体物质的量为xmol，由2H++2e-＝H2↑可得氢离子得2xmol电子；A电极为阳极，溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为：4OH--4e-＝2H2O+O2↑，则氢氧根离子失电子物质的量表示为4xmol，则根据得失电子守恒得到：0.2+2x＝4x，解得：x＝0.1，乙中A极析出的气体是氧气，物质的量为0.1mol，在标准状况下的体积为：22.4L/mol×0.1mol＝2.24L，故答案为：2.24L。
20． 吸氧 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 2H2O-4e-=O2↑+4H+
D H2+2OH--2e-=2H2O 571.6
【详解】(1)①若开始时开关K与a连接，组成原电池，饱和食盐水是中性溶液，则铁发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀；
②若开始时开关K与b连接，组成电解池，铁作阴极，不参加反应，故为电解饱和食盐水，则总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
(2)①该电解槽中阳极失去电子，由于溶液中的含硫酸，因此是H2O失去电子生成氧气，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+；
②右边是阴极区，氢氧化钠在阴极区生成，所以制得的氢氧化钠溶液从出口D导出。
③原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以氢气在负极通入，由于溶液是氢氧化钠溶液，因此负极电极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O；
④已知H2的燃烧热为285.8 kJ mol 1，则该燃料电池工作产生36g H2O时，即水的物质的量为=2mol，理论上有2 mol×285.8 kJ mol 1=571.6kJ的能量转化为电能。
21．(1)3SO2(g)+2H2O(g)═2H2SO4(l)+S(s)△H2=-254 kJ mol-1
(2) C8H18 4
(3) A-2e-═A2+ D＞A＞B＞C
【解析】（1）
根据盖斯定律：-(反应I+反应II)计算3SO2(g)+2H2O(g)═2H2SO4(l)+S(s)的焓变△H2=-[+551 kJ mol-1+(-297 kJ mol-1)]=-254 kJ mol-1，所以热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)═2H2SO4(l)+S(s)△H2=-254 kJ mol-1；
（2）
根据A的球棍模型可知，A的结构简式为(CH3)3CCH2CH(CH3)2，其分子式为C8H18；(CH3)3CCH2CH(CH3)2中含有4种H，则A的一氯代物有4种；
（3）
①甲中二价金属A不断溶解，则A为负极，失去电子，则负极的电极反应式是A-2e-═A2+，故答案为：A-2e-═A2+；
②一般原电池中负极金属活泼，由甲可知金属性为A＞B，乙中为B＞C，丙中为D＞A，则金属活泼性为D＞A＞B＞C，故答案为：D＞A＞B＞C