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．氢气在氯气中燃烧时发出苍白色火焰，在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为a kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为b kJ，形成1 mol HCl中的化学键释放的能量为c kJ，下列关系中正确的是 (　　)
A．b>c B．a+b>2c
C．a+b2．在298K、100kPa时，已知：H2O（g）=O2（g）＋H2（g） △H1
H2（g）＋Cl2（g）= 2HCl（g） △H2
2H2O（g）＋2Cl2（g）= 4HCl（g）＋O2（g） △H3
则△H3与△H1和△H2间的关系正确的是（ ）
A．△H3 =2△H1＋2△H2 B．△H3 =2△H1—△H2
C．△H3 =2△H1—2△H2 D．△H3 =2△H1＋△H2
3．下列说法不正确的是
A．易腐垃圾富含生物质能
B．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
C．石油的分馏、重油的催化裂化均能得到燃料油
D．从煤的干馏产物中分离出的甲苯可用于生产TNT
4．下图为镁-次氯酸盐电池的工作原理，下列说法中正确的是
A．a极为电池正极
B．电子由a极流向b极，再经过溶液回到a极
C．电池总反应式为
D．外电路中转移2mol电子，b极消耗2mol
5．我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示：
已知：几种物质中化学键的键能如表所示(假设O=O可表示中的化学键)。
化学键 H—O O=O H—H O—O
键能 467 498 436 138
若反应过程中分解了，则下列说法错误的是A．整个过程实现了光能向化学能的转换
B．总反应为
C．过程II有O—O单键生成并放出能量
D．过程III属于放热反应
6．该装置为锂钒氧化物二次电池，其成本较低，对环境无污染：在下图中用该电池电解含镍酸性废水可得到单质镍(已知：)。下列说法不正确的是
A．该电池充电时，A电极的电极反应式为
B．电解过程中，b中NaCl溶液的物质的量浓度会增大
C．当锂钒氧化物二次电池中有7gLi参与放电时，一定能得到29.35g镍
D．锂钒氧化物二次电池一般用非水溶液作为电解液
7．用石墨作电极电解饱和食盐水可制取 NaClO 消毒液，简易装置如图所示。下列说法正确的是
A．a 为电源的负极
B．用铁制容器盛放食盐水
C．电解过程中，c(Na+)保持不变
D．电解结束后，用 pH 试纸测定溶液的pH
8．利用吸收污染气体的原理制作原电池，供电的同时也可制备硫酸(容积充足，运行时不考虑将产物分离出)，其工作原理如下图。已知电极A、B均为惰性电极，K膜为阻隔膜(限制某些离子或分子通过)，“＋”表示用电器正极，电流由用电器正极流至其负极，表示两处差值，下列说法不正确的是
A．K膜为阴离子阻隔膜，污染气体从X通入
B．持续为用电器供电过程中，无需向原电池内补充
C．理论上，标况下每吸收气体，K膜将通过4mol离子
D．反应开始后，一段时间内电极A、B两端的 |ΔpHAB| 将变大
9．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ· mol－1说明2 mol H2(g)和1 mol O2(g)的能量总和小于2 mol H2O(g)的能量
B．已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.4 kJ·mol－1，则含20 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量
D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2
10．下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A．同温同压下，反应在光照和点燃条件下的不同
B．，则石墨比金刚石稳定
C．由可知，稀醋酸与溶液反应生成液态水时释放的热量
D．，表示甲烷的燃烧热为
11．金属铬常用于制备特种合金。工业上以铬铁矿(主要成分为，含有少量)为原料，电解制备金属铬的流程如图。下列说法正确的是
A．过程①会生成气体
B．过程②需加入过量稀硫酸
C．物质A的化学式为
D．过程③生成金属的电极反应式为
12．最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)。下列说法正确的是
A．该电池Zn为负极，ZnO为正极，MnO2为催化剂
B．导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn
C．该电池的正极反应为：MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-
D．电池工作时正极发生氧化反应
13．一次性医用口罩在包装前常采用环氧乙烷灭菌，环氧乙烷(，简称EO，易溶于水)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经间接电解制备EO的原理示意图如下。下列说法正确的是
A．N极与电源正极相连
B．膜X应采用阴离子交换膜
C．从含EO的溶液中分离得到EO，可以采用蒸馏法
D．M极的电极反应式为：
14．人体内葡萄糖的消耗可用下列热化学方程式表示：C6H12O6(s)＋6O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH=-2800.6 kJ·mol-1；如果某人每天消耗12540 kJ热量，则他每天至少要摄入葡萄糖的质量为
A．806 g B．1000 g C．1250 g D．1500 g
二、填空题
15．某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。
(1)该电池中OH－向_______极移动(填“正”或“负”)
(2)该电池负极的电极反应为___________________
(3)用该电池电解(惰性电极)500 mL某CuSO4溶液，电解一段时间后，为使电解质溶液恢复到原状态，需要向溶液中加入9.8 g Cu(OH)2固体。则原CuSO4溶液的物质的量浓度为_______________，电解过程中收集到标准状况下的气体体积为_____________。
16．如图是一个化学过程的示意图。
(1)丙池中C电极的名称__________。
(2)写出通入O2的电极上的电极反应式________。
(3)乙池中总的电极反应化学方程式为________。
(4)当乙池中B(Ag)极的质里增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2___mL(标准状况下)；若丙池中饱和食盐水溶液的体积为500mL，电解后，溶液的pH=___(25℃，假设电解前后溶液的体积无变化)。
17．已知：2H2＋O22H2O。
I．该反应1 g氢气完全燃烧生成液态水放出热量121.6 kJ，则2 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为___________kJ。
II．原电池是直接把化学能转化为电能的装置。航天技术上使用的氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。下图是氢－氧燃料电池的装置图。则：
(1)溶液中OH-移向___________电极(填“a”或“b”)。
(2)b电极附近pH___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)该原电池的b极发生___________ (填“氧化”或“还原”)反应，该电极的反应式为___________。
(4)若把上述电解质溶液改为稀硫酸溶液，则正极的电极反应式为___________。
(5)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：产生氢气的体积___________L(标准状况)。
18．将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式_____________。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________。
③电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向___________极室（填“阴”或者“阳”）加入____________（填化学式）。
19．等质量的碳酸钠、碳酸氢钠粉末分别与足量的盐酸发生反应时，产生CO2较多的是_________(填化学式)。实验过程中,同学们感受到碳酸钠与盐酸的反应是放热反应,而碳酸氢钠与盐酸的反应是吸热反应,下图中代表碳酸钠与盐酸反应的是____________(填字母)。
20．用氧化铁包裹的纳米铁粉(用Fe@Fe2O3表示)能有效还原水溶液中的Cr(Ⅵ)。Fe@Fe2O3还原近中性废水中Cr(Ⅵ)的可能反应机理如图所示。Fe@Fe2O3中Fe还原CrO的过程可描述为___________
。
21．某兴趣小组利用电解装置，探究“铁作阳极”时发生反应的多样性，实验过程如图。
I．KCl作电解质
(1)一定电压下，按图1装置电解，现象：石墨电极上迅速产生无色气体，铁电极上无气体生成，铁逐渐溶解。5min后U形管下部出现灰绿色固体，之后铁电极附近也出现灰绿色固体。
①石墨电极上的电极反应式是___________________。
②预测图2中的实验现象：________________________
③图2与图1实验现象差异的原因是___________________。
II．KOH作电解质
(2)用图1装置电解浓KOH溶液，观察到铁电极上立即有气体生成，附近溶液变为淡紫色(FeO)，无沉淀产生。
①铁电极上OH-能够放电的原因是____________________。
②阳极生成FeO的总电极反应式是________________________。
22．(1)已知2 mol氢气燃烧生成液态水时放出572 kJ热量，反应方程式是2H2（g）+O2（g）= 2H2O（l）， 请回答下列问题：
①该反应的生成物能量总和________（填“大于”、 “小于”或“等于”）反应物能量总和。
②若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量_____（填“＞”、“＜”或“＝”）572 kJ。
③与化石燃料相比，利用氢能源有很多优点，请说出其中一点_______。
(2) 已知拆开1 mol H—H键，1 mol N—H键，1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为________
(3) FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25 ℃、101 kPa时：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH1＝－197 kJ·mol-1；
H2O（g） = H2O（l） ΔH2＝－44 kJ·mol-1；
2SO2（g）＋O2（g）＋2H2O（g） = 2H2SO4（l） ΔH3＝－545 kJ·mol-1
则SO3（g）与H2O（l）反应生成H2SO4（l）的热化学方程式是_________________
23．I.下列反应中，属于放热反应的是_______(填序号)
①物质燃烧；②石灰石在高温下的分解反应；③酸碱中和反应；④二氧化碳通过炽热的炭⑤食物因氧化而腐败；⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；⑦氧化钙与水反应⑧NaOH溶于水⑨将胆矾加热变为白色粉末
II.工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，反应过程中的能量变化情况如图所示。
(1)曲线I和曲线II分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。
(2)该反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应。计算当反应
(3)生成1.5molCH3OH(g)时，能量变化值是_______kJ。
(4)推测反应CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
III.断开1molH-H键、1molN-H键、1molN≡N键分别需要吸收能量为436kJ、391kJ、946kJ，则1molH2与足量N2反应生成NH3需_______(填“吸收”或“放出”)能量_______kJ。(小数点后保留两位数字)，事实上，反应的热量总小于理论值，理由是_______。
24．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。请回答下列问题：
(1)甲池为_______(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的反应式为_______。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_______(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为_______。
(3)当乙池中B极质量增加21.6g时，甲池中理论上消耗O2的体积为_______L(标准状况下)，丙池中D极析出_______g铜。
(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】氢气在氯气中燃烧时发出苍白色火焰，该反应为放热反应，因此断键吸收的能量﹤成键放出的能量，即a+b﹤2c，故答案D。
2．A
【详解】设H2O(g)=O2(g)+H2(g)△H1 …① Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g )△H2…②
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)△H3…③ 由盖斯定律可知，③=①×2+2×②，因此△H3=2△H1+2△H2，故选A。
3．B
【详解】A．易腐垃圾经过发酵后会转化为热值较高的物质如甲烷等，故易腐垃圾富含生物质能，A正确；
B．氢氧燃料电池放电时化学能部分转化为电能，部分转化为热能，所以不能全部转化为电能，B错误；
C．石油通过分馏可用得到汽油、柴油等燃料油；以石油分馏得到重油为原料，经催化裂化可得到分子中含有C原子数比较少的短链液态烃，从而可提高液态轻质油的产量和质量，因此也能得到燃料油，C正确；
D．煤经干馏得到的煤焦油中含有甲苯，将其分离出来，然后与浓硝酸、浓硫酸混合加热，发生硝化反应产生三硝基甲基，即得到炸药TNT，D正确；
故合理选项是B。
4．C
【详解】A．在b极，ClO-得到电子转化为Cl-，所以b极为原电池的正极，则a为负极，故A错误；
B．电子由负极流向正极，但不经过电解质溶液，故B错误；
C．a为负极，则负极是镁失去电子，生成的Mg2+和溶液中的OH-结合成Mg(OH)2；正极是ClO-得到电子转化为Cl-，所以电池总反应式为 Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2+Cl-，故C正确；
D．1molClO-得到2mol电子转化为Cl-，所以当外电路中转移2mol电子时，b极消耗1mol ClO-，故D错误；
故选C。
5．D
【详解】A．利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水生成氢气和氧气，整个过程实现了光能向化学能的转换，故A正确；
B．分解水生成氢气和氧气，总反应为，故B正确；
C．根据图示，过程II有H2O2生成，有O—O单键生成，过程II形成化学键，所以放出能量，故C正确；
D．过程III发生反应，焓变=(467×2+138-436-498)KJ/mol=+138 KJ/mol，属于吸热反应，故D错误；
选D。
6．C
【分析】用该电池电解含镍酸性废水可得到单质镍，则镀镍铁棒作阴极，碳棒作阳极，则A为正极、B为负极。电解过程中，碳棒上氢氧根离子放电生成氧气，则a中钠离子进入b区，镀镍铁棒上Ni2+放电生成Ni，则氯离子进入b区。
【详解】A．根据前面分析A为正极，该电池充电时，A电极为阳极，失电子发生氧化反应，电解反应式为LixV2O5 xe－ = V2O5+xLi＋，故A正确；
B．电解过程中，碳棒上氢氧根离子放电生成氧气，则a中钠离子进入b区，镀镍铁棒上Ni2+放电生成Ni，则氯离子进入b区，所以导致b区域NaCl浓度增大，故B正确；
C．串联电路中转移电子相等，如果锂钒氧化物二次电池中有7gLi参与放电时，转移电子物质的量= ×1=1mol，当随着电解的进行，c(Ni2+)减小，H＋的放电大于Ni2+，则得到Ni的物质的量小于 ×1mol=0.5mol，m(Ni)小于0.5mol×58.7 g mol 1＝29.35g，故C错误；
D．Li能和水反应生成LiOH，所以锂钒氧化物二次电池不能用LiCl水溶液作为电解液，故D正确.
综上所述，答案为C。
7．A
【详解】A．电解饱和食盐水，阳极上发生氯离子失去电子生成氯气的反应，阴极上发生水得电子生成氢气和氢氧根离子的反应，为使氯气和氢氧根离子反应生成次氯酸根与氯离子，必须使氯气在装置下部产生，故下面为阳极，b电源为正极，a为电源负极，故A正确；
B．铁在中性食盐水中易发生吸氧腐蚀，铁失去电子变成亚铁离子，故不能用铁制容器盛放食盐水，故B错误；
C．电解过程中，阴极水作为反应物被消耗，溶液体积减小，钠离子物质的量不变，所以c(Na+)减小，故C错误；
D．由于次氯酸钠具有漂白性，会漂白pH 试纸，所以不能用pH 试纸测定溶液的pH，故D错误；
故答案为A。
8．C
【分析】利用吸收污染气体的原理制作原电池，供电的同时也可制备硫酸；由图可知，“＋”表示用电器正极，电流由用电器正极流至其负极，B为正极，过氧化氢得到电子发生还原反应，2H++2e- +H2O2=2H2O；A为负极，二氧化硫失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，SO2-2e-+2H2O=+4H+；总反应为SO2+H2O2=+2H+；
【详解】A．由分析可知，氢离子加入右室，K膜可以通过阳离子为阴离子阻隔膜，污染气体从X通入，A正确；
B．总反应为SO2+H2O2=+2H+，故持续为用电器供电过程中，无需向原电池内补充，B正确；
C．理论上，标况下每吸收气体（1mol），K膜将通过2mol氢离子，C错误；
D．反应开始后，一段时间内电极B端不断生成氢离子，溶液酸性增强，导致将变大，D正确；
故选C。
9．C
【详解】A．此反应是放热反应，说明反应物的总能量大于生成物的总能量，故错误；
B．能量越低，物质越稳定，石墨的能量低于金刚石，石墨比金刚石稳定，故错误；
C．20gNaOH参与反应放出热量为20×57.4/40kJ=28.7kJ，故正确；
D．此反应属于放热反应，△H<0，因此△H1<△H2，故错误。
10．B
【详解】A．反应焓变与条件无关，同温同压下，反应在光照和点燃条件下的相同，A错误；
B．，反应放热，石墨的能量更低，石墨比金刚石稳定，B正确；
C．稀醋酸为弱酸，电离时要吸热，稀醋酸与反应生成液态水时释放的能量小于57.3kJ，C错误；
D．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量，甲烷完全燃烧的产物中的水应为液态，D错误；
故选B。
11．A
【分析】考查工业流程的分析。工业上以铬铁矿(主要成分为，含有少量)为原料，加入碳酸钠固体处理原料，其中与Na2CO3反应转化为NaAlO2和CO2，Cr2O3与Na2CO3反应转化为Na2CrO4过程中铬元素化合价升高，说明空气中的氧气参与了反应，则FeO也会被氧化得到Fe2O3，但是Fe2O3不能继续与Na2CO3反应；所以物质A是Fe2O3；过程②中Na2CrO4与稀硫酸不反应，NaAlO2与稀硫酸反应得到Al(OH)3；Na2CrO4与浓硫酸反应生成，溶液B为溶液，电解溶液得到Cr。
【详解】A．与Na2CO3反应转化为NaAlO2和CO2，Cr2O3与Na2CO3反应转化为Na2CrO4和CO2，A项正确；
B．过程②加入过量稀硫酸，会溶解Al(OH)3转化为可溶性硫酸铝，不能与Na2CrO4分离，多以不能加过量稀硫酸，B项错误；
C．灼烧过程中，氧化亚铁被氧化得到Fe2O3，故物质A是Fe2O3，C项错误；
D．过程③是电解溶液得到Cr，生成金属的电极反应式为，D项错误；
故答案选A。
12．C
【详解】A．在电池总反应中，Zn失电子发生氧化反应生成ZnO，Zn为负极，MnO2得电子发生还原反应生成MnO(OH)，MnO2为正极，A错误；
B．导电时外电路电子由Zn(负极)流向MnO2(正极)，电子不流经内电路，内电路中依靠离子的定向移动形成闭合回路，B错误；
C．正极上MnO2得电子发生还原反应生成MnO(OH)，电极反应式为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-，C正确；
D．电池工作时，正极发生得电子的还原反应，D错误；
答案选C。
13．C
【分析】Cl-在M极失去电子生成Cl2，M极是阳极，Cl2在溶液中歧化得到HClO，HClO与乙烯发生加成反应得到HOCH2CH2Cl，该溶液与KOH溶液反应后分离得到环氧乙烷(EO)；N极是阴极，发生还原反应，KCl溶液是电解质溶液，发生反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，得到含KOH的溶液a。
【详解】A．据分析，N极是阴极，与电源负极相连，A错误；
B．据分析，N极得到KOH溶液，为防止OH-通过膜X进入M极直接发生反应，膜X应是阳离子交换膜，B错误；
C．由于EO易溶于水，从含EO的溶液中分离得到EO，可以采用蒸馏法，C正确；
D．据分析，M极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2，之后溶液中发生反应：Cl2+H2OHCl+HClO，，D错误；
故选C。
14．A
【详解】根据葡萄糖热化学方程式可知每天需要摄入葡萄糖的物质的量为：，葡萄糖的质量为×180 g/mol=806 g，综上所述故选A。
15． 负 CH3OH-6e-+8OH-= +6H2O 0.2mol/L 4.48L
【详解】(1)原电池中阴离子移向负极，该电池中OH－向负极移动；
(2)甲醇燃料电池，通入甲醇的一极为负极，发生氧化反应，该电池负极的电极反应为CH3OH-6e-+8OH-= +6H2O；
(3)加入9.8g Cu(OH)2固体能使电解质溶液恢复原状，n[Cu(OH)2]= =0.1mol，相当于加入0.1molCuO和0.1molH2O，根据Cu原子守恒得n（CuSO4）=n[Cu(OH)2]=0.1mol，则c（CuSO4）==0.2mol/L，根据O原子守恒得n（O2）=n[Cu(OH)2]=0.1mol，根据H原子守恒得n（H2）=n[Cu(OH)2]=0.1mol，则气体在标准状况下的体积=（0.1+0.1）mol×22.4L/mol=4.48L。
16． 阳极 280 13
【分析】燃料电池中，通入燃料的电极为负极，负极电极反应为，通入氧化剂的电极为正极，正极反应为 ，乙池、丙池是电解池，与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极，则A是阳极、B是阴极，乙池中阳极氢氧根放电产生氧气，阴极银离子放电产生银，丙池中C是阳极，D是阴极，电解质溶液是氯化钠溶液，氢离子在阴极放电，氯离子在阳极放电，据此分析解答。
【详解】(1) C(Pt)电极的名称是阳极，
故答案为：阳极；
(2)通入O2的电极上的电极反应式是，
故答案为：；
(3)乙池中A是阳极、B是阴极，阳极水电离出的氢氧根失电子产生氧气，阴极银离子得电子产生单质银，属于放氧生酸型，电解反应的化学方程式为：，
故答案为：；
(6)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，根据，转移电子为：，根据，甲池中理论上消耗O2的体积是：，丙池中产生氢氧根的物质的量为：0.05mol，，则溶液pH=13，
故答案为：280；13。
17． 486.4 a 增大 还原 O2＋2H2O＋4e－=4OH－ O2＋4H＋＋4e－=2H2O 4.48
【详解】I．该反应1 g氢气完全燃烧生成液态水放出热量121.6 kJ，则2 mol氢气即4g，完全燃烧生成液态水放出的热量为121.6 kJ ×4=486.4kJ；故答案为：486.4。
II．(1)根据图中信息，电子向右移动，说明a为负极，b为正极，离子移动方向是“同性相吸”即溶液中OH－移向a；故答案为：a。
(2)b电极为正极，是氧气得到电子变为氢氧根，因此b电极附近pH增大；故答案为：增大。
(3)该原电池的b极是正极，发生还原反应，该电极的反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－；故答案为：还原；O2＋2H2O＋4e－=4OH－。
(4)若把上述电解质溶液改为稀硫酸溶液，则正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O；故答案为：O2＋4H＋＋4e－=2H2O。
(5)根据题意得到Zn质量减少为60g－47g＝13g即物质的量为0.2mol，根据总反应得到关系式Zn～H2↑，则产生氢气的物质的量为0.2mol，标准状况下体积为0.2mol×22.4 L mol 1＝4.48L；故答案为：4.48。
18． H+ 阴 PbO
【分析】如图电解池装置中，阳极H2O失去电子发生氧化反应生成氧气，阴极PbCl42-得到电子发生还原反应生成Pb，由此回答。
【详解】（1）电解时阴极PbCl42-得到电子发生还原反应生成Pb，电极方程式为：，故答案为：；
（2）电解时阳极H2O失去电子发生氧化反应：，为了平衡电荷，生成的H+会通过阳离子交换膜移向阴极，故答案为：H+；
（3）电解过程阴极发生反应：，由于溶液中含有Na+和通过阳离子交换膜移向阴极的H+，则阴极溶液中含有溶质HCl和NaCl，则可向阴极室添加PbO生成Na2PbCl4电解液，故答案为：阴；PbO。
19． NaHCO3 a
【详解】根据质量守恒可知C元素的质量分数越大，等质量的碳酸钠、碳酸氢钠粉末产生的二氧化碳越多，碳酸钠中C元素的质量分数为，碳酸氢钠中C元素的质量分数为，所以NaHCO3产生的CO2较多；碳酸钠与盐酸反应放热，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，故选a。
20．单质铁发生吸氧腐蚀，3Fe-6e-=3Fe2＋，3Fe2+＋CrO＋4H2O+4OH-=Cr(OH)3↓+3Fe(OH)3↓；
【分析】单质铁发生吸氧腐蚀，Fe-2e-=Fe2+，Fe2+再还原CrO生成Cr(OH)3↓。
【详解】还原近中性废水中的Cr(Ⅵ)，单质铁发生吸氧腐蚀，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，Fe2+易被氧化成Fe3+，CrO42-被还原为三价铬，由图可知，根据质量守恒和电子转移守恒写出离子方程式为：3Fe2+＋CrO＋4H2O+4OH-=Cr(OH)3↓+3Fe(OH)3↓。
21． 石墨电极上迅速产生无色气体，铁电极上无气体生成，铁逐渐溶解 盐桥的存在阻碍了OH-向阳极迁移，避免灰绿色固体生成 c(OH-)增大，反应速率加快（更容易放电）
【详解】I．KCl作电解质
(1)①石墨电极上是氢离子放电，产生氢气，电极反应式是，故本题答案为：；
②图2中纯铁做阳极，石墨做阴极，所以石墨电极上迅速产生无色气体，铁电极逐渐溶解，无气体产生， 故本题答案为：石墨电极上迅速产生无色气体，铁电极上无气体生成，铁逐渐溶解；
③图2的装置存在盐桥，阻碍了OH-向阳极迁移，避免灰绿色固体生成，故本题答案为：盐桥的存在阻碍了OH-向阳极迁移，避免灰绿色固体生成；
II．KOH作电解质
(2)①在电解池中，氢氧根向阳极移动，铁电极上c(OH-)增大，反应速率加快（更容易放电），故本题答案为：c(OH-)增大，反应速率加快（更容易放电）；
②阳极上铁失电子，生成FeO，电极反应式为，故本题答案为：。
【点睛】本题以铁为阳极发生反应的多样性探究实验考查电解原理的应用，明确电解原理为解题的关键，注意掌握常见元素化合物的性质。
22． 小于 ＜ 不会对环境造成任何污染
【分析】根据反应热计算公式判断能量高低，根据ΔH=反应物键能-生成物键能计算焓变，根据盖斯定律书写热反应方程式。
【详解】(1)已知2 mol氢气燃烧生成液态水时放出572 kJ热量，
①根据反应热可知，该反应的生成物能量总和小于反应物能量总和。
②若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，水蒸气的能量大于水的热量，则生成物能量变高，放出的热量＜ 572 kJ。
③与化石燃料相比，利用氢能源有很多优点，如环保，不会对环境造成任何污染；属于可再生能源等。
(2) 已知拆开1 mol H—H键，1 mol N—H键，1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为。
(3)根据盖斯定律可知，SO3（g）与H2O（l）反应生成H2SO4（l）的热化学方程式是。
23． ①③⑤⑦ 放热 136.5 吸热 放出 30.67 该反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物
【详解】I．①物质燃烧放出热量，属于放热反应；②石灰石在高温下的分解反应需要吸收热量，属于吸热反应；③酸碱中和反应放出热量，为放热反应；④二氧化碳通过炽热的炭为吸热反应；⑤食物因氧化而腐败是缓慢氧化的过程，过程中放出热量，属于放热反应；⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应吸收热量，属于吸热反应；⑦氧化钙与水反应放出大量的热，属于放热反应；⑧NaOH溶于水会放出热量，但过程是物理变化；⑨将胆矾加热变为白色粉末是分解反应，属于吸热反应；综上，属于放热反应的是①③⑤⑦，故答案为：①③⑤⑦。
II．(2)根据图象可知，该反应的生成物的总能量低于反应物的总能量，属于放热反应，故答案为：放热。
(3)每生成1mol CH3OH放出的热量为510 kJ-419 kJ=91 kJ，因此当反应生成1.5mol CH3OH时，能量的变化值为1.5×91 kJ=136.5kJ，故答案为：136.5。
(4)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)为放热反应，则反应CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)吸热，故答案为：吸热。
III．已知断开1mol H-H键、1mol N-H键、1mol N≡N键分别需要吸收能量为436kJ、391kJ、946kJ，则生成1mol N-H键能够释放391kJ能量，又3H2(g)+N2(g)2NH3(g)，则1mol H2与mol N2反应生成mol NH3时，断键吸收的能量为436kJ+×946kJ=751.33kJ，成键释放能量为×3×391kJ=782kJ，因此1mol H2与足量N2反应生成NH3会放出782kJ-751.33kJ=30.67kJ，但该反应为可逆反应，因此反应的热量总小于理论值，故答案为：放出；30.67；该反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物。
24．(1) 原电池 CH3OH 6e－+8OH－=CO+6H2O
(2) 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
(3) 1.12 6.4
(4)减小
【分析】甲池中通入甲醇氧气燃料电池，甲醇为燃料，化合价升高，失去电子，作原电池负极，氧气是氧化剂，为正极，乙、丙池为电解池，A、C为电解池的阳极，B、D为电解池的阴极。
【详解】（1）根据前面分析甲池为原电池，通入CH3OH电极的反应式为CH3OH 6e－+8OH－=CO+6H2O；故答案为：原电池；CH3OH 6e－+8OH－=CO+6H2O。
（2）乙池中A(石墨)与原电池正极相连，因此A电极的名称为阳极，阳极是水中氢氧根失去电子变为氧气和水，阴极是银离子得到电子变为银单质即总反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；故答案为：阳极；4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。
（3）根据关系式4Ag～ O2～2Cu，当乙池中B极质量增加21.6g时(物质的量为0.2mol)，甲池中理论上消耗O2物质的量为0.05mol，则标准状况下体积为11.2L，丙池中D极析出0.1mol铜，其质量为6.4g铜；故答案为：11.2；6.4。
（4）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中甲醇、氧气、KOH溶液反应生成碳酸钾和水，碱性减弱即甲中溶液的pH将减小；故答案为：减小。
答案第1页，共2页
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