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．钢铁在潮湿的空气中会形成原电池而被腐蚀，下列说法正确的是
A．原电池的正极反应为：O2+2H2O+4e－→4OH－
B．原电池的负极反应为：Fe→Fe3++3e－
C．钢铁设备上连接铜块可以防止腐蚀
D．钢铁与外加直流电源的正极相连可以防止腐蚀
2．为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验(如图)。有关实验现象，下列说法不正确的是
A．图I中温度计的示数高于图II的示数
B．图II中电子的流向：Zn→导线→Cu→溶液→Zn
C．图I锌棒和图II的铜棒表面产生气泡
D．图II中产生气体的速度比I快
3．已知：在标准压强、下，由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变，叫作物质B的标准摩尔生成焓，用表示。部分物质的说有如图所示关系。的标准摩尔生成焓为0。下列有关判断不正确的是（ ）
A．的能量大于与的能量之和
B．合成氨反应的热化学方程式为
C．催化氧化的热化学方程式为
D．的
4．利用如图装置，完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中，不正确的是
A．若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极保护法
B．若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀
C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子会向铜电极移动
D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将不变
5．已知化学反应的能量变化如图所示，判断下列说法正确的是
A．该反应的
B．与反应生成吸收能量
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂中键和中键，放出akJ能量
6．某化学研究性学习小组在学习了《化学反应原理》后作出了如下的归纳总结，其中不正确的是（ ）
A．夏天，打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体，可以用勒夏特列原理加以解释
B．使用催化剂既不会改变反应的限度也不会改变反应的焓变
C．吸热反应就是反应物的总能量比生成物的总能量低；也可以理解为化学键断裂时吸收的能量比化学键形成时放出的能量少
D．电解质溶液的导电能力与溶液中的离子浓度及离子所带电荷多少有关
7．胶州湾的沉积物燃料电池已运行多年。沉积物燃料电池可以将沉积物中的化学能直接转化为可用的电能，同时加速沉积物中污染物的去除。工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．碳棒a的电势比碳棒b高
B．碳棒a附近酸性比碳棒b附近强
C．硫在碳棒b上发生的电极反应：S-6e-＋4H2O=SO＋8H＋
D．硫化物、腐殖质和含碳有机物都是重要的电子供体
8．一种检测空气中甲醛(HCHO)含量的电化学传感器的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．传感器工作时，工作电极电势高
B．工作时H+通过交换膜向工作电极附近移动
C．当导线中通过1.2×10-6mol电子，进入传感器的甲醛为9×10-3mg
D．工作时，对电极区电解质溶液的pH减小
9．下列离子方程式书写正确的是
A．侯式联合制碱法：Na++H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+
B．电解氯化镁溶液：2Cl—+2H2O2OH—+H2↑+Cl2↑
C．草酸使酸性KMnO4溶液褪色：2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
D．铅蓄电池放电时负极反应：PbO2+2e—+4H++=PbSO4+2H2O
10．有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是
图Ⅰ 碱性锌锰电池 图Ⅱ 铅·硫酸蓄电池 图Ⅲ 电解精炼铜 图Ⅳ 银锌纽扣电池
A．图Ⅰ所示电池中，MnO2的作用是催化剂
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中 Cu2＋浓度始终不变
D．图Ⅳ所示电池工作过程中，电子由 Zn 极流向 AgO 极
11．潮湿土壤中的铁管道在硫酸盐还原菌(最佳生存环境为7~8)作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示。下列说法错误的是
A．铁作负极发生氧化反应
B．正极反应为
C．将管道连接废锌块可防止腐蚀
D．酸性环境下铁管道不易被硫酸根腐蚀
12．燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4、C2H6等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于乙烷(C2H6)燃料电池的说法正确的是
A．该电池工作时，正极附近溶液的碱性减弱
B．负极反应式：C2H6+18OH--14e-=2+12H2O
C．通入5.6LO2完全反应后，有1mol电子发生转移
D．燃料电池的优点之一是点燃时化学能大部分转化为电能而不是热能和光能
13．某兴趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物，实验装置如图。下列说法不正确的是
A．装置①④中药品均为浓硫酸
B．装置②③中的药品分别是无水硫酸铜、氯化钙
C．加热Y装置前，应先让装置X反应一段时间，排除装置中的空气
D．在锌粒中加入几粒硫酸铜晶体可能加快H2的生成
14．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。硫化氢-空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合，已知：2H2S(g)+O2(g)=S2(s)+2H2O(l) H=-632kJ/mol，下列说法中错误的是
A．电子从电极a流出，经负载流向电极b
B．当电极a的质量增加64g时，电池内部释放632kJ的热能
C．电极b上发生的电极反应为
D．标准状况下，每11.2LH2S参与反应，有1molH+经固体电解质膜进入正极区
二、填空题
15．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择__________(填字母)。
a.碳棒 b.锌板 c.铜板 d.钠块
(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的________(填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应式为__________
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因_________。
③0.4molCuSO4和0.4molNaCl溶于水，配成1L溶液，用该镁燃料电池用惰性电极进行电解，当一个电极得到0.3molCu时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积为_______L。
(3)如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①b处应通入______(填“CH4”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应式是_________________；
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH_____________；(填写“变大”“变小”或“不变”)装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度_______________；(填写“变大”“变小”或“不变”)
③在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L(标况)。
16．如图是一个电化学原理的示意图。填写下列空白：
(1)甲池中总反应的离子方程式为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO+6H2O。则甲池是_______(填“原电池”或“电解池”)。甲池中通入的电极名称是_______，电极反应式为_______。
(2)乙池中B(石墨)电极的电极反应式为_______。
(3)电解过程中，乙池溶液pH的变化为(“升高”“降低”或“不变”)_______。
(4)当乙池中A(Fe)极的质量增加3.24g时，甲池中理论上消耗_______mL(标准状况下)。
(5)若乙池中的换成一定量溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.15molCuO后恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子数为_______mol(忽略溶液体积的变化)。
17．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ/mol“表示。观察下图，回答问题：
(1)图中所示反应是_______________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)已知拆开1molH-H键、1molI-I、1molH-I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ，则由1mol氢气和1mol碘反应生成HI会______(填“放出”或“吸收”)_____kJ的热量。在化学反应过程中，将_____能转化为____能。
(3)下列反应中，属于放热反应的是_____________，属于吸热反应的是______________。
①物质燃烧；②炸药爆炸；③稀释浓硫酸；④二氧化碳通过炽热的碳⑤食物因氧化而腐败；⑥Ba(OH)2·8H2O与NHCl反应；⑦铁粉与稀盐酸反应
18．燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为氢氧燃料电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是_______，在导线中电子流动方向为_______(用a、b表示)。
(2)负极反应式为_______，正极反应式为_______。
(3)用该燃料电池作电源，用Pt作电极电解饱和食盐水：
①写出阴极的电极反应式：_______。
②写出总反应的离子方程式：_______。
19．（1）在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化如图所示。
①第一步反应是____(填“放热”或“吸热”)反应。
②1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是______。
（2）已知，H2(g)+Br2(l)=2HBr (g) △H=-72kJ/mol，蒸发1molBr2（l）需要吸收的能量为30kJ，其它相关数据如下表：
物质 H2(g) Br2(g) HBr (g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369
则表中a为_____。
（3）研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理方法具有重要的意义。
已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH= -196.6 kJ·mol-1
2NO（g）+O2（g）2NO2（g） ΔH= -113.0 kJ·mol-1
则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH=____kJ·mol-1；
20．回答下列问题
(1)水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用﹡标注。
可知水煤气变换的ΔH___________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正=___________eV。
(2)已知：
P(s，白磷)=P(s，黑磷)　　ΔH=-39.3 kJ·mol-1；
P(s，白磷)=P(s，红磷)　　ΔH=-17.6 kJ·mol-1；
由此推知，其中最稳定的磷单质是___________。
(3)已知反应器中还存在如下反应：
ⅰ．CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)　　　ΔH1
ⅱ．CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH2
ⅲ．CH4(g)=C(s)＋2H2(g) ΔH3
……
ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用___________反应的ΔH。
21．如图所示，A为新型高效的甲烷燃料电池，采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽，其电极材料、电解质溶液见图。
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应式分别为____；____。
（2）关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向d端移动，则电源a端为___极，通电一段时间后，观察到滤纸c端出现的现象是_____。
（3）已知C装置中溶液为AgNO3溶液，D装置的溶液为Cu(NO3)2溶液，打开K1，关闭K2，通电一段时间后，D装置中Cu极的电极反应式为____，C装置中总反应的离子方程式为___。
（4）若C装置中AgNO3溶液足量，且溶液体积为1L，电解一段时间后，C装置中产生O2的体积为0.56 L(标准状况下)，则电路通过的电子的物质的量为___，溶液的pH为___(忽略溶液体积变化)。
22．如图中，甲是电解饱和食盐水，乙是铜的电解精炼，丙是电镀，回答：
甲 乙 丙
（1）b极上的电极反应式为__，甲电池的总反应化学方程式是__。
（2）在粗铜的电解过程中，图中c电极的材料是__（填“粗铜板”或“纯铜板”）；在d电极上发生的电极反应为__；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质，则沉积在电解槽底部（阳极泥）的杂质是__，电解一段时间后，电解液中的金属离子有__。
（3）如果要在铁制品上镀镍（二价金属），则e电极的材料是__（填“铁制品”或“镍块”，下同），f电极的材料是__。
（4）若e电极的质量变化118 g，则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为__。
23．环戊二烯可用于制备二茂铁[，结构简式为]，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。
该电解池的阳极为___________，总反应为___________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为___________。
24．10月22号我们在“欢乐谷”参加了年级精心组织的实践活动，感受科技的魅力。小九同学在享受了“雅鲁藏布大漂流”的激情欢快之后，思考了以下化学问题：
(1)该游乐项目环境潮湿，各种钢铁设备很容易生锈，此生锈过程主要是 ___________腐蚀，钢铁做 ___________极，电极反应为 ___________，为防止被腐蚀，增强设备的耐用性，很多钢铁部件采用在表面电镀一层锌或镍的方法，电镀时钢铁部件需连接电源的 ___________极，而对于地下输水钢管，设计者经常使用“牺牲阳极法”进行保护，该方法中，钢铁承担的电极，电极反应方程式为 ___________。
(2)小九同学利用铁钉深入探究钢铁在不同溶液中的吸氧腐蚀，设计进行了如下实验：
实验装置 实验 浸泡液 pH 氧气浓度随时间的变化
① H2O 7
② 1.0mol L﹣1NH4Cl 5
③ 0.5mol L﹣1(NH4)2SO4 5
④ 1.0mol L﹣1NaCl 7
⑤ 0.5mol L﹣1Na2SO4 7
下列说法不正确的是_____A．①与④⑤比较说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率
B．②与③、④与⑤比较说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关
C．向实验⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快
D．向实验②溶液中加等体积的0.5mol L﹣1(NH4)2SO4，吸氧腐蚀速率一定加快
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A．钢铁在潮湿的空气中形成原电池，发生的主要是吸氧腐蚀，铁作负极，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，A正确；
B．原电池的负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，B错误；
C．铁、铜相连和合适的电解质溶液能构成原电池，由于金属活动性Fe>Cu，所以铁作负极，负极上铁更易失电子而被腐蚀，C错误；
D．钢铁与外加直流电源的正极连接时，Fe作阳极，阳极上铁失电子生成亚铁离子而被腐蚀，D错误；
故合理选项是A。
2．B
【详解】图I中发生的是锌的化学腐蚀，图Ⅱ形成铜-锌原电池。
A．图I主要将化学能转化为热能，而图Ⅱ主要将化学能转化为电能，则图I中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，选项A正确；
B．图II中电子的流向：电子由Zn电极流向Cu电极，电子不在溶液中移动，选项B不正确；
C．图I锌棒与稀硫酸反应产生氢气，图Ⅱ铜为正极，铜的表面有气泡产生，选项C正确；
D．利用原电池反应可以使金属与酸的反应速率加快，故图Ⅱ中产生气体的速度比I快，选项 D正确。
故答案为B。
3．C
【分析】结合题干信息以及图示可知，NO(g)的标准摩尔生成焓的热化学方程式为 ；H2O(g)的标准摩尔生成焓的热化学方程式为 ；NH3(g)的标准摩尔生成焓的热化学方程式为 。
【详解】A．1mol N2(g)和1mol O2(g)生成2mol NO(g)的反应 为吸热反应，的能量大于与的能量之和，A项正确；
B．由NH3(g)的标准摩尔生成焓可知 ，B项正确；
C．由反应① ；② ；③ ，结合盖斯定律可知等于，反应的，C项错误；
D．因为的能量低于，所以生成1mol时放出的能量更高，故的，D项正确；
故选C。
4．B
【详解】A．开关K置于M处，则该装置为原电池，由于活动性Zn>Fe，所以Zn为负极，Fe为正极，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，A正确；
B．开关K置于N处，则该装置为电解池，则X为阳极，Fe为阴极，Fe被保护，腐蚀速率大大减慢，B错误；
C．开关K置于M处，则该装置为原电池，若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，由于活动性Fe>Cu，Fe作负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，Cu为正极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，此时铜棒质量将增加，在外电路中的电子由Zn经导线向铜电极移动，C正确；
D．开关K置于N处，则该装置为电解池，Y为硫酸铜溶液，铜棒为阳极，电极反应：Cu-2e-=Cu2+，Fe为阴极，电极反应：Cu2++2e-=Cu可用于铁表面镀铜，由于两电极溶解的Cu的质量和析出的Cu 的质量相等，所以溶液中铜离子浓度将不变，D正确；
答案选B。
5．A
【详解】A.反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应为吸热反应，即，故A正确；
B.与反应生成吸收的能量为，故B错误；
C.根据图像可知，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，故C错误；
D.断键吸收能量，故D错误；
故选：A。
6．C
【详解】A.夏天，打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体，因为二氧化碳与水反应生成碳酸的反应受到压强的影响，故A正确。
B.使用催化剂既不会改变反应的限度也不会改变反应的焓变，故B正确。
C.吸热反应就是反应物的总能量比生成物的总能量低；也可以理解为化学键断裂时吸收的能量比化学键形成时放出的能量多，故C错误。
D.电解质溶液的导电能力与溶液中的离子浓度及离子所带电荷多少有关，故D正确。
故选：C。
7．B
【分析】由图可知，a极二氧化碳生成的氧气发生还原反应生成水和过氧化氢，为正极；则b为负极；
【详解】A．正极电势高于负极电势，故碳棒a的电势比碳棒b高，A正确；
B．碳棒a氧气转化为水、过氧化氢，反应为、，氢离子被消耗，故a附近酸性比碳棒b附近弱，B错误；
C．硫在碳棒b上失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，发生的电极反应：S-6e-＋4H2O=SO＋8H＋，C正确；
D．硫化物、腐殖质和含碳有机物在反应中失去电子，故都是重要的电子供体，D正确；
故选B。
8．C
【分析】由图可知，HCHO在工作电极失去电子发生氧化反应生成CO2，则工作电极为负极，电极反应式为HCHO+H2O-4e-=CO2+4H+，对电极为正极，电极反应式为O2+4e +4H+=2H2O。
【详解】A．由上述分析可知，工作电极为负极，则传感器工作时，工作电极电势低，A错误；
B．原电池中阳离子会向正极移动，因此工作时H+通过交换膜向对电极附近移动，B错误；
C．根据HCHO+H2O-4e-=CO2+4H+可知，当导线中通过1.2×10-6mol电子，消耗甲醛的物质的量为3×10-7mol，质量为3×10-7mol×30g/mol=9×10-6g=9×10-3mg，C正确；
D．对电极的电极反应式为O2+4e +4H+=2H2O，反应过程中消耗H+，同时生成水，则对电极电解质溶液的pH增大，D错误；
故选C。
9．A
【详解】A．侯式联合制碱法的反应原理为氯化钠饱和溶液与二氧化碳、氨气反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，反应的离子方程式为Na++H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+，故A正确；
B．电解氯化镁溶液时，反应生成氢氧化镁沉淀、氢气和氯气，电解的离子方程式为Mg2++2Cl—+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑，故B错误；
C．草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色的反应为草酸与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水，反应的离子方程式为2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，故C错误；
D．铅蓄电池放电时，铅为电池的负极，铅失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb—2e—+=PbSO4，故D错误；
故选A。
10．D
【详解】A．该电池反应中二氧化锰得到电子被还原，为原电池的正极，A错误；
B．铅蓄电池放电时电池反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，该反应中硫酸参加反应，生成水，硫酸浓度降低，B错误；
C．粗铜中不仅含有铜还含有其它金属，电解时，粗铜中有铜和其它金属失电子，纯铜上只有铜离子得电子，所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜，所以溶液中铜离子浓度降低，C错误；
D．该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，负极上锌失电子生成锌离子，原电池中电子从负极流向正极，则电子由 Zn 极流向 AgO 极，D正确；
故选D。
11．B
【分析】根据图示可知，铁失电子，为原电池的负极，发生氧化反应；正极上硫酸根得电子，被还原生成HS-，据此分析作答。
【详解】A．铁失电子，作负极发生氧化反应，A项正确；
B．正极上硫酸根得电子，被还原生成HS-，正极反应为，B项错误；
C．将管道连接废锌块，形成原电池，其中废锌块为负极，会先反应，可防止腐蚀，C项正确；
D．酸性环境下，硫酸盐还原菌会失活，则铁管道不易被硫酸根腐蚀，D项正确；
答案选B。
12．B
【详解】A．该电池工作时，正极发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，c(OH-)增大，正极附近溶液的碱性增强，选项A错误；
B．乙烷(C2H6)在负极失电子产生，负极反应式为：C2H6+18OH--14e-=2+12H2O，选项B正确；
C．没有说明标准状况下，无法计算氧气的物质的量，也就无法计算转移电子数，选项C错误；
D．燃料电池的突出优点是将化学能直接转变为电能，而不经过热能这一中间环节，能量利用率高，而不需要点燃，选项D错误；
答案选B。
13．A
【分析】X中产生氢气，先通一段时间氢气排净装置内空气，经过①干燥后进入Y，加热下Y中纯净的氢气和碳酸亚铁反应得到铁、水和二氧化碳气体，反应生成的水用无水硫酸铜检验，为了排除④中水分进入②发生干扰，③是吸水装置，④为检验反应生成的二氧化碳的装置，据此回答；
【详解】A．据分析，装置①中药品为浓硫酸，④中为澄清石灰水，A错误；
B． 据分析，装置②中的药品分别是无水硫酸铜、③中能吸收水份、不吸收二氧化碳的固体干燥剂，则为氯化钙，B正确；
C． 氢气和空气的混合气体点燃会爆炸，加热Y装置前，应先让装置X反应一段时间，排除装置中的空气，C正确；
D． 在锌粒中加入几粒硫酸铜晶体，锌置换出铜、锌、铜和稀硫酸形成原电池，能加快H2的生成，D正确；
答案选A。
14．B
【详解】A．a为负极，b为正极，电子从电极a流出，经负载流向电极b，选项A正确；
B．当电极a的质量增加64g时，即生成1molS2(s)，反应中化学能主要转化为电能，则电池内部释放的热能远小于632kJ，选项B错误；
C．该电池是质子固体做电解质，所以电极b反应式为，选项C正确；
D．由电极反应式2H2S-4e-=4H++S2可知，标准状况下，每11.2LH2S 物质的量=，H2S 参与反应，有1molH+经固体电解质膜进入正极区，选项D正确；
答案选B。
15． b 负 ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 5.6 O2 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 变小 不变 1.12
【分析】（1）形成原电池时，Fe作正极被保护；活泼性比Fe强的金属作负极，被腐蚀。
（2）①原电池中，负极上失电子发生氧化反应，化合价升高，正极上得电子发生还原反应，化合价降低，据此判断正负极。
②镁能和热水反应生成氢氧化镁和氢气。
③电解硫酸铜和氯化钠溶液时，阳极上氯离子先放电，然后氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，后氢离子放电，当阴极上析出析出铜的物质的量为0.3mol＜0.4mol，根据转移电子守恒计算阳极上生成气体体积。
（3）II中首先镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以b处通入的气体是O2。
①装置Ⅱ实现铁棒上镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水。
②装置Ⅰ中消耗氢氧化钾溶液PH减小，电镀过程中阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量。
③根据整个装置中电子转移相等计算消耗的甲烷的体积。
【详解】(1)该装置形成原电池，Fe作负极被保护，所以应该连接比Fe活泼的金属，故锌板。
故答案为：b；
(2)①电池中,负极上失电子发生氧化反应,化合价升高,正极上得电子发生还原反应,化合价降低,根据图知,Mg元素化合价由0价变为+2价、Cl元素化合价由+1价变为 1价,所以E是负极、F是正极,正极上次氯酸根离子得电子和水反应生成氯离子和氢氧根离子,离子方程式为。
故答案为：负；。
②镁能和热水反应生成氢氧化镁和氢气而导致负极利用率降低,反应方程式为。
故答案为： 。
③电解硫酸铜和氯化钠溶液时，阳极上氯离子先放电，然后氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，后氢离子放电，当阴极上析出铜的物质的量为0.3mol，阴极上转移电子的物质的量，根据原子守恒知，溶液中，氯离子完全放电时转移电子的物质的量，所以阳极上生成的气体是氯气和氧气，生成氯气的体积为0.2mol即4.48L。根据电极反应，，转移0.2mol电子，生成氧气的物质的量是0.05mol，即1.12L，所以另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是。
故答案为：5.6。
（3）①通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜,则Cu作阳极、Fe作阴极,I中a处电极为负极、b处电极为正极,负极上通入燃料、正极上通入氧化剂,所以b处通入的气体是O2 ,甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应为，
故答案为： O2；。
②根据I中电池反应为，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小；II中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量，则溶液中铜离子浓度不变。
故答案为：变小；不变。
③左边原电池和右边电解池转移电子数相等,所以消耗甲烷的体积。
故答案为：1.12。
【点睛】电解硫酸铜和氯化钠溶液时，阳极上Cl－先放电，然后OH－放电，阴极上Cu2＋放电，后H＋放电，当阴极上析出析出铜的物质的量为0.3mol＜0.4mol，根据转移电子守恒计算阳极上生成气体体积。
16．(1) 原电池 负极
(2)2H2O—4e—= O2+4H+
(3)降低
(4)168
(5)0.3
【分析】由图可知，甲池为燃料电池，通入甲醇的电极为燃料电池的负极，甲醇碱性条件下在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH3OH—6e—+8OH—=CO+6H2O，通入氧气的电极为正极，在水分子作用下，氧气在正极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—；乙池为电解池，与燃料电池正极相连的石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—= O2+4H+，铁电极为阴极，银离子在阴极得到电子生成银，电极反应式为Ag++e—=Ag，电解的总反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑。
【详解】（1）由分析可知，甲池为属于原电池的燃料电池，通入甲醇的电极为燃料电池的负极，甲醇碱性条件下在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH3OH—6e—+8OH—=CO+6H2O，故答案为：原电池；负极；CH3OH—6e—+8OH—=CO+6H2O；
（2）由分析可知，乙池为电解池，与燃料电池正极相连的石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—= O2+4H+，故答案为：2H2O—4e—= O2+4H+；
（3）由分析可知，乙池为电解池，电解的总反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑，反应中生成硝酸，溶液中氢离子浓度增大，溶液pH降低，故答案为：降低；
（4）由得失电子数目守恒可知，当乙池中铁极析出3.24g银时，甲池中理论上消耗标准状况下氧气的体积为××22.4L/mol×103mL/L=168mL，故答案为：168 mL；
（5）若乙池中硝酸银溶液换为硫酸铜溶液，电解的总反应方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.15mol氧化铜后恰好恢复到电解前的浓度和pH说明电解生成0.15mol硫酸，则反应转移电子的物质的量为0.15mol×2=0.3mol，故答案为：0.3。
17． 放热 放出 11 化学 热 ①②⑤⑦ ④⑥
【分析】(1) 生成物总能量低于反应物总能量为放热反应；
(2) 断键吸热、成键放热；
(3) 根据常见的吸热反应、放热反应回答。
【详解】(1) 依据图像分析反应物的能量大于生成物的能量，反应放热；
(2) 在反应H2+I2 2HI中，断裂1molH-H键，1molI-I键共吸收的能量为：1×436kJ+151kJ=587kJ，生成2molHI，共形成2molH-I键，放出的能量为：2×299kJ=598kJ，吸收的能量少，放出的能量多，所以该反应为放热反应，放出的热量为：598kJ-587kJ=11kJ，在化学反应过程中，化学能转化为热能；
(3)常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应，所有中和反应；绝大多数化合反应和铝热反应；常见的吸热反应有：绝大数分解反应，个别的化合反应(如C和CO2)，某些复分解(如铵盐和强碱)；
①物质燃烧属于放热反应；
②炸药爆炸属于放热反应；
③稀释浓硫酸放热，但属于物理变化，不是化学反应；
④二氧化碳通过炽热的碳是吸热反应；
⑤食物因氧化而腐败，属于缓慢氧化是放热反应；
⑥Ba(OH)2·8H2O与NHCl反应是吸热反应；
⑦铁粉与稀盐酸反应是放热反应；
所以属于放热反应的是①②⑤⑦，属于吸热反应的是④⑥。
【点睛】把握放热反应和吸热反应的含义是解答的关键，一般金属和水或酸反应，酸碱中和反应，一切燃烧，大多数化合反应和置换反应，缓慢氧化反应如生锈等是放热反应。大多数分解反应，铵盐和碱反应，碳、氢气或CO作还原剂的反应等是吸热反应。
18．(1) 由化学能转变为电能 由a到b
(2) 2H2-4e-+4OH-=4H2O O2+4e-+2H2O=4OH-
(3) 2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑ Cl-＋2H2OH2↑+2OH-+Cl2↑
【分析】氢氧燃料电池总反应为2H2+O2=2H2O，氢气所在电极为负极，氢元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，电子在导线中从a流向b，依此解答。
(1)
该装置是把化学物质中的能量转化为电能，所以是化学能转变为电能；在原电池中，负极上失电子，正极上得电子，电子的流向是从负极流向正极，根据分析可知氢气所在电极为负极，氢元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，电子在导线中从a流向b；
(2)
碱性环境中，该反应中负极上氢气失电子生成氢离子，电极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；
(3)
用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑ +2OH-或2H+ +2e-=H2↑，阳极上氯离子放电生成氯气，所以总反应离子方程式为：Cl-＋2H2OH2↑+2OH-+Cl2↑。
19． 放热 NH4+(aq)＋2O2(g)=NO3-(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l) ΔH＝－346kJ·mol－1 200 41.8
【分析】（1）①第一步反应中，根据图象可知反应物的总能量大于生成物的总能量；
②第一步反应+第二步反应即可；
（2）已知，Br2(l)= Br2(g) △H=+30kJ/mol，H2(g)+Br2(l)=2HBr (g) △H=-72kJ/mol，则H2(g)+Br2(g)=2HBr (g) △H=-102 kJ/mol，436+a-2369=-102；
（3）根据盖斯定律求解；
【详解】（1）①第一步反应中，根据图象可知反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应；
②第一步反应+第二步反应可得：NH4+(aq)＋2O2(g)=NO3-(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l) ΔH＝－346kJ/mol；
（2）已知，Br2(l)= Br2(g) △H=+30kJ/mol，H2(g)+Br2(l)=2HBr (g) △H=-72kJ/mol，则H2(g)+Br2(g)=2HBr (g) △H=-102 kJ/mol，436+a-2369=-102，求解a=200kJ；
（3）根据盖斯定律2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH= -196.6 kJ/mol，减去2NO（g）+O2（g）2NO2（g） ΔH= -113.0 kJ/mol，再除以2，即可得到，NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g） ΔH=-41.8kJ/mol；
20．(1) 小于 2.02
(2)黑磷
(3)C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)=2CO(g)
【详解】（1）根据图象，初始时反应物的总能量为0，反应后生成物的总能量为-0.72 eV，则ΔH=-0.72 eV，即ΔH小于0；由图象可看出，反应的最大能垒在过渡态2，此能垒E正=1.86 eV-(-0.16 eV)=2.02 eV；
（2）由盖斯定律得P(s，黑磷)=P(s，红磷)　ΔH=＋21.7 kJ·mol-1，能量越低越稳定，P的三种同素异形体的稳定性顺序为P(s，黑磷)>P(s，红磷)>P(s，白磷)，因此黑磷最稳定；
（3）根据盖斯定律，ⅰ式＋ⅱ式可得：CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)　ΔH1＋ΔH2，则(ⅰ式＋ⅱ式)-ⅲ式可得：C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)　ΔH；ⅰ式-ⅱ式可得：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1-ΔH2，则(ⅰ式-ⅱ式)-ⅲ式可得：C(s)＋CO2(g)=2CO(g)　ΔH，因此，要求反应ⅲ式的ΔH3，还必须利用反应C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)=2CO(g)的ΔH。
21． 2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－ CH4＋10OH－－8e－＝CO32-＋7H2O 负 变红色 Cu－2e－＝Cu2＋ 4Ag＋+2H2O4Ag＋O2↑＋4H+ 0.1mol 1
【分析】(1)燃料电池中，燃料电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，氧化剂电极为正极，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
(2)关闭K1，打开K2，为电解饱和食盐水装置，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向d端移动，根据电解池工作原理，阴离子向阳极移动判断电源的正负极并判断反应现象；
(3)打开K1，关闭K2，为电解硝酸银和硝酸铜的串联电路，结合电解原理分析解答；
(4)根据(3)的分析，结合电子得失电子守恒分析计算。
【详解】(1)甲烷燃料电池中通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极方程式为：2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－；负极上甲烷发生氧化反应，电极方程式为：CH4＋10OH－－8e－＝CO32-＋7H2O，故答案为2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－；CH4＋10OH－－8e－＝CO32-＋7H2O；
(2)根据题意，KMnO4紫红色液滴向d端移动，说明高锰酸根离子向d端移动，可推出d极为阳极，进一步可确定电源a端为负极，b端为正极，滤纸c端为阴极，通电一段时间后，滤纸c端发生反应为2H++2e-=H2↑，c端附近溶液显碱性，滴加酚酞呈红色，故答案为负；变红色；
(3)打开K1，关闭K2，为电解硝酸银和硝酸铜的串联电路，D装置中Cu极连接电源的正极，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为Cu-2e-=Cu2+；C装置中右端Pt电极为阳极，氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，左端Pt电极为阴极，银离子放电生成银，电极反应式为Ag ++e-= Ag，电解总反应为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+，故答案为Cu-2e-=Cu2+；4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+；
(4)C装置中产生标准状况下O2的体积为0.56L，则转移电子数为×4=0.1mol，C装置中总反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，则生成氢离子为0.1mol，又溶液体积为1L，所以氢离子浓度为0.1mol/L，pH为1，故答案为0.1mol；1。
【点睛】根据KMnO4紫红色液滴向d端移动判断电源的正负极为解答该题的关键。本题的易错点为电极反应式的书写，要注意结合电解质溶液的酸碱性书写反应产物。
22． 2H++2e﹣===H2↑ 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 粗铜板 Cu2++2e﹣===Cu Au、Ag Cu2+、Fe2+ 镍块 铁制品 44.8L
【详解】(1)甲是电解饱和食盐水，M为正极，则a为阳极发生氧化反应，b为阴极发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，总反应化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，故答案为2H++2e-=H2↑；2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑；
(2)用电解法进行粗铜提纯时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，该装置中M为原电池的正极，N为原电池的负极，所以c为电解池的阳极，d为电解池的阴极，电解时，以硫酸铜溶液为电解液，溶液中的Cu2+得到电子在阴极上发生还原反应，即Cu2++2e-=Cu；作阳极的粗铜中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液，所以Fe发生Fe-2e-═Fe2+反应，以Fe2+的形式进入溶液中；比铜不活泼的金属Au、Ag不会失去电子，以单质的形成沉入电解槽形成“阳极泥”，则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是Au、Ag，电解一段时间后，电解液中的金属离子有Cu2+、Fe2+，故答案为粗铜板；Cu2++2e-=Cu；Au、Ag；Cu2+、Fe2+；
(3)要在铁制品上镀镍(二价金属)，则铁作阴极与电源负极N相连即f极，镍为阳极与电源正极M相连即e极，故答案为镍块，铁制品；
(4)若e电极的质量变化118g，根据转移电子数相等，Ni～2e-～Cl2，则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为×22.4L/mol=44.8L，故答案为44.8L。
【点睛】本题考查了电解原理及其应用。掌握电解的基本原理和电极方程式的书写是解题的关键。本题的易错点为（2），粗铜的电解精炼过程中，阳极上比铜活泼的金属也要放电，活泼性比铜弱的形成阳极泥。
23． Fe电极 Fe+2＝+H2↑[Fe+2C5H6=Fe(C5H5)2+H2↑] 水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成，进一步与反应生成
【详解】根据反应历程可知，铁电极溶解生成了，故应让Fe电极作电解池的阳极；由反应历程可知，反应物为Fe与环戊二烯，生成物为二茂铁和，再根据原子守恒写出总反应式为：Fe+2＝+H2↑[Fe+2C5H6=Fe(C5H5)2+H2↑]；
反应历程中有Na生成，水可以和钠反应，且电解过程中水会在阴极生成，进一步与反应生成，故答案为：Fe电极；Fe+2＝+H2↑[Fe+2C5H6=Fe(C5H5)2+H2↑]；水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成，进一步与反应生成。
24．(1) 吸氧 负 负
(2)D
【解析】（1）
该游乐项目环境潮湿，各种钢铁设备很容易生锈，此生锈过程主要是吸氧腐蚀，钢铁做负极，电极反应为，为防止被腐蚀，增强设备的耐用性，很多钢铁部件采用在表面电镀一层锌或镍的方法，电镀时钢铁部件作为镀件需连接电源的负极，而对于地下输水钢管，设计者经常使用“牺牲阳极法”进行保护，该方法中，钢铁承担的电极是正极，得电子，电极反应方程式为。
（2）
A．①与④⑤比较，均是pH为7的溶液，结合图中①④⑤曲线可知，不同的盐溶液氧气浓度下降速率均比水快，说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率，A正确；
B．②与③阳离子种类和浓度相同，溶液的pH相同，阴离子不同是唯一变量，而曲线变化不相同，④与⑤阳离子种类和浓度相同，溶液的pH相同，阴离子不同是唯一变量，而曲线变化不相同，故可说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关，B正确；
C．从图中曲线分析可知，⑤Na2SO4溶液吸氧腐蚀速率较慢，③(NH4)2SO4溶液吸氧腐蚀速率较快，故向实验⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快，C正确；
D．从图中曲线分析可知，②NH4Cl溶液吸氧腐蚀速率比③(NH4)2SO4溶液吸氧腐蚀速率快，向实验②溶液中加等体积的0.5mol L﹣1(NH4)2SO4，阳离子浓度不变，阴离子增加了硫酸根离子，氯离子浓度减半，吸氧腐蚀速率不会加快，D错误；
故答案选D。
答案第1页，共2页
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