第一章：化学反应与能量转化同步习题（含解析）2023---2024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．根据反应2CrO＋2H＋＋H2O，用惰性电极电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。下列说法不正确的是
A．a连接电源负极
B．b极反应式为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋
C．通过2 mol电子时生成1 mol
D．c为阳离子交换膜
2．如表所示是有关物质中的化学键断裂时吸收的能量：
据此判断，下列热化学方程式的书写正确的是
A．
B．
C．
D．
3．国际化学年的主题是“化学—我们的生活，我们的未来”。下列说法正确的是
A．可从海水中提取氯化镁，使氯化镁分解获得镁并释放出能量
B．推广使用应用原电池原理制成的太阳能电池和氢动力汽车，减少化石能源的使用
C．将单质铜制成“纳米铜”时，具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧，这说明“纳米铜”比铜片更易失电子
D．采煤工业上，爆破时把干冰和炸药放在一起，既能增强爆炸威力，又能防止火灾
4．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪的电池反应的化学方程式为CH3CH2OH+O2＝CH3COOH+H2O。下列有关说法正确的是
A．负极上发生的反应为CH3CH2OH+H2O-4e-＝CH3COOH+4H+
B．正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O＝4OH-
C．检测时，电解质溶液中的H+向负极移动
D．若有0.4mol电子转移，则消耗2.24L氧气
5．单液流锌镍电池以其成本低、效率高、寿命长等优势表现出较高的应用价值，电解液为ZnO溶解于碱性物质的产物Zn(OH)，总反应为Zn+2NiOOH+2H2O+2OH-Zn(OH)+2Ni(OH)2，电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是

A．充电时，锌极发生的电极反应为Zn(OH)+2e-=Zn+4OH-
B．放电时，镍极发生的电极反应为NiOOH+H2O+4e-=Ni(OH)2+OH-
C．充电时，阴离子从镍极区向锌极区移动，在锌极上反应生成Zn(OH)
D．利用循环泵驱动电解液进行循环流动，可有效提高电池能量效率
6．以熔融 Li2CO3和 K2CO3为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图。下列说法正确 的是
A．以此电池为电源电解饱和食盐水，当有 0.2 mol e－转移时，阳极产生标准状况下 2.24 L 氢气
B．若以甲烷在燃料极反应时，负极电极反应式为： CH4＋4－8e－=5CO2＋2H2O
C．该电池使用过程中需补充 Li2CO3和 K2CO3
D．空气极发生的电极反应式为 O2－4e－＋2CO2 =2
7．化学与工业生产密切相关，下列说法不正确的是
A．在钢铁厂的生产中，炽热的钢水注入留有水的模具，便于快速冷却成型
B．侯氏制碱法应在饱和食盐水中先通氨气再通二氧化碳
C．电子工业中，用覆铜板制作印刷电路板时，利用溶液作为“腐蚀液”
D．电解饱和食盐水能耗高，但可以用于工业制备NaOH
8．如图甲是利用一种微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能，并生成对环境友好物质的装置，同时利用此装置产生的电能对乙装置进行铁上镀铜的实验，下列说法中不正确的是
A．H+透过质子交换膜由左向右移动
B．M电极反应式：
C．铁电极应与X相连接
D．当N电极消耗0.5气体时，则铁电极增重64g
9．乙醛酸(HOOCCHO)是有机合成的重要中间体。工业上以乙二醛(OHCCHO)和乙二酸(HOOCCOOH)为原料，用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示。该装置中阴、阳两极均为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极生成的物质反应生成乙醛酸。下列说法错误的是
A．M极与直流电源的正极相连
B．N电极上的电极反应式为：HOOCCOOH +2e—+2H+=HOOCCHO +H2O
C．电解一段时间后，N极附近溶液的pH变小
D．若有2molH+通过质子交换膜，则该装置中生成的乙醛酸为2mol
10．下列说法中正确的是
A．Mg在空气中燃烧时发出耀眼的白光，可用于制造信号弹
B．铜的金属活泼性比铝的弱，可用铜罐代替铝罐贮运浓硝酸
C．明矾可用于除去酸性废水中的悬浮颗粒
D．MgO、Al2O3是耐高温材料，工业上常用其电解冶炼对应的金属单质
11．最近有科学家发现正丁烷（）脱氢或不完全氧化也可制得1，3-丁二烯（），已知热化学方程式如下：（ ）
①=
②=
③=
下列说法正确的是（ ）
A．由②可知，正丁烷（）的燃烧热为
B．由①和②可推知：=
C．=
D．由①和②可知，同质量的正丁烷（）转变为1，3-丁二烯（）所需要的能量相同
12．下列有关能量的判断和表示方法正确的是（ ）
A．由C(s，石墨)=C(s，金刚石)ΔH=＋1.9kJ·mol-1，可知：石墨比金刚石更稳定
B．等质量的C2H5OH（g）和C2H5OH（l）分别完全燃烧，后者放出的热量更多
C．由H+(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1，可知：含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出热量等于57.3kJ
D．2gH2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH=-285.8kJ
13．某化学反应X＋Y→Z分两步进行：①X→M；②M＋Y→Z。其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．M是总反应的催化剂 B．总反应是理想的绿色化学反应
C．反应①②和总反应都是放热反应 D．反应物(X和Y)的总能量低于产物(Z)的总能量
二、填空题
14．
(1)下列金属防腐的措施中，① 水中的钢闸门连接电源的负极使用的是 法；
② 地下钢管连接镁块使用的是 法。
(2)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见右图，石墨Ⅰ为电池的 极；该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为 。
(3)以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，右图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。回答下列问题：
① A极为电池 极，电极反应式为 。
② 若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解100 mL 1 mol·L-1的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为 (标准状况下)。
15．按要求填空
(1)SiH4是一种无色气体，在空气中能发生爆炸性自燃生成固态SiO2和液态H2O。已知室温下16gSiH4(g)自燃放出热量713.6kJ。写出室温下SiH4(g)自燃的热化学方程式 。
(2)一定量N2(g)和H2(g)在一定条件下反应生成2molNH3(g)，放出92.2kJ热量，若在相同条件下，0.5molN2(g)和1.5molH2(g)反应放出的热量 (填“＞”、“＜”或“=”) 46.1kJ。
(3)在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则在此条件下，1mol乙醇完全燃烧的△H= kJ/mol
(4)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下，已知该反应每转移1mole﹣，放热44.4kJ，该反应的热化学方程式 。
16．铅酸蓄电池
工作原理 Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
放电 总反应 Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
负极
正极
17．R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。R的最外层电子数是内层电子数的两倍，X2W2可用于呼吸面具，Y的主族序数与周期数相等，Z的氢化物的分子式为H2Z。
(1)Z在周期表中的位置是 。
(2)RZ2的结构式是 ，X2Z2的电子式是 。
(3)H2ZW3在水中电离的方程式为 ，向H2ZW3水溶液滴入少量酸性高锰酸钾溶液，发生反应的离子方程式为 。
(4)某传感器可以检测空气中ZW2的含量，工作原理如图所示。则电流流向为 时针方向(填“顺”或“逆”)，其阴极电极反应式 。
18．回答下列问题：
(1)新型固体燃料电池的电解质是固体氧化钴和氧化钇，高温下允许氧离子()在其间通过。如图所示，其中多孔电极不参与电极反应。写出该反应的负极电极反应式：
(2)一氧化氮——空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式： ，若过程中产生2 mol ，则消耗标准状况下的体积为 L。
(3)以(g)为燃料可以设计甲烷燃料电池，该电池以稀作电解质溶液，写出该电池正极电极反应式： 。
(4)利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 。
19．完成下表(电极为惰性电极)
类型 实例 电极反应式 电解对象 溶液变化 溶液复原方法
(1)电解水型 含氧酸 阳极： 阴极： 总反应： 水
强碱 阳极： 阴极： 总反应：
活泼金属的含氧酸盐 阳极： 阴极： 总反应：
(2)电解电解质型 无氧酸(氢氟酸除外) 阳极： 阴极： 总反应：
不活泼金属的无氧酸盐 阳极： 阴极： 总反应：
(3)放氢生碱型 活泼金属的无氧酸盐 阳极： 阴极： 总反应： 和
(4)放氧生酸型 不活泼金属的含氧酸盐 阳极： 阴极： 总反应： 和
20．如图是以铅蓄电池为电源，模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图（C、D均为石墨电极）。电解一段时间后，若在电解池中C极一侧出来的气体无色无味，D极一侧出来的气体呈黄绿色有刺激性气味。请回答以下问题：
（1）已知铅蓄电池在放电时发生的反应：Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O，则A极为电源的 极（填“正”或“负”），电极反应为 ；
（2）电解饱和食盐水的离子反应方程式是 ；
（3）电极C的电极反应是 ；
（4）电解时为防止两种气体产物混合，用阳离子交换膜做隔膜。则电解时Na+从 极区移向 极区（填“C”或“D”）；
（5）若电路上有0.2mol电子的电量通过，则铅蓄电池中消耗硫酸 mol。
21．在铜锌原电池中(如图)，
(1)以硫酸铜为电解质溶液，锌为 极，电极上发生的是 (填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为 。锌片上观察到的现象为 ；铜为 极，电极上发生的是 (填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式是 ；铜片上观察到的现象是 ，原电池总反应的离子方程式为 。
(2)若锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25g，铜表面析出了氢气 L(标准状况)，导线中通过 mol电子。(注：相对原子质量Zn-65)
22．电化学原理在能量转换、物质合成、防止金属腐蚀等方面应用广泛。
(1)下图是常见电化学装置图
①负极材料为Zn，其在此装置中的作用是 。
②若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中，电流计指针也发生偏转，推测：其中一个为原电池，一个为电解池，写出a端发生的电极反应 。
(2)下图是氯碱工业电解饱和NaCl溶液的示意图
①电解饱和NaCl溶液的离子方程式是 。
②NaOH溶液从 (填b或c)口导出。结合化学用语解释NaOH在此区域生成的原因 。
③电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 。
(3)下图探究金属Fe是否腐蚀的示意图
在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合，滴入5~6滴酚酞溶液，混合均匀，将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为 端(填“左”或“右”)，结合化学用语解释变红的原因 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】如图所示，装置右室通入的溶液生成了溶液，则右室发生了反应，则在右室应有氢离子生成，说明b极是氢氧根离子失电子，同时生成了氢离子，则b极为阳极，则与b极相连的是电源的正极；a极为阴极，与a相连的是电源的负极。据此解答
【详解】A.阳极氢氧根离子失电子，同时生成氢离子，则与b极相连的是电源的正极，与a极相连的是电源的负极，故A正确；
B.b极为阳极,水中的氢氧根离子发生氧化反应,生成氧气,电极反应式为：2H2O 4e =O2↑+4H+，故B正确；
C.b极为阳极，电极反应式为2H2O 4e =O2↑+4H+，则通过2 mol电子,产生2mol的氢离子,而是可逆反应，则产生的2mol氢离子不可能全部转化为1mol,故C错误。
D.a极为阴极，阴极上氢离子失电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，与右边流过来的钠离子结合成氢氧化钠而从左边溢出，所以c为阳离子交换膜，故D正确。
故答案选C。
2．B
【详解】A．忽视了生成物为)，且反应热不对，选项A错误；
B．，选项B正确；
C．化学计量数变为原来的，而的数值未变，正确为=+4.35kJ/mol，选项C错误；
D．反应物不是固态，而是气态，选项D错误；
答案选B。
3．D
【详解】A．电解熔融氯化镁得到金属镁，需要吸收能量，A错误；
B．太阳能电池是一种对光有响应并能将光能转换成电能的器件，不是使用原电池原理制成的，B错误；
C．得失电子是由元素原子的结构决定的，将单质铜制成“纳米铜”没有改变原子结构，不能说明“纳米铜”比铜片更容易失电子，C错误；
D．干冰为固态二氧化碳，爆破是利用了炸药剧烈反应瞬间释放大量热能与气体而产生爆炸效果，爆炸时炸药释放的热能将干冰快速气化，相当于增加了爆炸的气体量，同时二氧化碳气体阻燃，避免高温引燃矿道中的煤炭粉尘，避免发生危险，D正确；
答案选D。
4．A
【分析】由CH3CH2OH+O2＝CH3COOH+H2O可知，该酸性燃料电池的负极反应为：CH3CH2OH－4e－+H2O=CH3COOH+4H＋，正极为O2得电子被还原，电极反应式为：O2+4e－+4H＋=2H2O，据此分析解答。
【详解】A．在该酸性燃料电池中，乙醇在负极上失电子生成乙酸，负极反应为：CH3CH2OH－4e－+H2O=CH3COOH+4H＋，故A正确；
B．在该酸性燃料电池中，氧气在正极上得电子被还原生成水，正极反应为：O2+4e－+4H＋=2H2O，故B错误；
C．在原电池中，阳离子向正极移动，则电解质溶液中的H＋向正极移动，故C错误；
D．氧气得电子被还原，化合价由0价降低到-2价，若有0.4mol电子转移，则应有0.1mol氧气被还原，因未指明是否处于标准状况，所以氧气的体积不一定为2.24L，故D错误，答案选A。
【点睛】本题考查燃料电池相关知识，解题时要注意题中乙醇被氧化为乙酸的特点，D项为易错点，若未指明气体的状态，则无法根据氧气的消耗量判断氧气的体积。
5．C
【分析】由总反应可知，放电时锌极上锌失去电子发生氧化反应为负极，镍极的NiOOH得到电子发生还原反应为正极；
【详解】A．充电时，锌极为阴极，电极反应为，A正确；
B．放电时，镍极为正极，电极反应为，B正确；
C．充电时，镍极为阳极，阴离子从锌极区向镍极区移动，在锌极上得电子生成金属锌，C错误；
D．利用循环泵驱动电解液使其通过输送管道在电池反应槽与储液罐之间循环流动，可有效抑制电池内部电解液的浓度差造成的影响，从而提高电池能量效率，D正确。
故选C。
6．B
【分析】根据图示信息知道，天然气中的甲烷在催化剂作用下转化为H2，H2在负极发生失电子的氧化反应，负极电极反应式为：H2-2e-+=CO2+H2O，通入空气和CO2的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2，依此解答。
【详解】A．电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl + 2H2O2NaOH + Cl2↑+ H2↑，转移 2mol 电子，阳极产生 1molCl2，A错误；
B．若以甲烷在燃料极反应时，通入甲烷的电极是负极，在负极上，发生氧化反应，负极电极反应式为CH4＋4－8e－=5CO2＋2H2O，B正确；
C．空气中的 CO2会不断转化为，不需要补充 Li2CO3和 K2CO3，C错误；
D．空气极为正极，正极上的电极反应式为：O2+4e +2CO2=2，D错误；
答案选B。
7．A
【详解】A．高温下水和铁生成四氧化三铁和氢气，A错误；
B．侯氏制碱法应在饱和食盐水中先通氨气使溶液显碱性，再通二氧化碳可以吸收更多的二氧化碳，利于碳酸氢钠的生成，B正确；
C．溶液和铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可利用溶液作为“腐蚀液”，C正确；
D．电解饱和食盐水生成氯气、氢气、氢氧化钠，虽然能耗高但可以用于工业制备NaOH，D正确；
故选A。
8．B
【分析】在M极，有机废水中的尿素(H2NCONH2)失电子生成N2等，则M电极为负极，N电极，O2得电子产物与电解质反应生成H2O，M极为正极；Fe表面镀Cu，则Fe电极为阴极，Cu电极为阳极。
【详解】A．由分析可知，N电极为正极，原电池工作时，阳离子向正极移动，则H+透过质子交换膜由左向右移动，A正确；
B．甲池为原电池，电解质呈酸性，所以M电极反应式：，B不正确；
C．铁电极为阴极，X电极为负极，则铁电极应与X相连接，C正确；
D．当N电极消耗0.5气体(O2)时，转移电子的物质的量为0.5mol×4=2mol，在铁电极上发生反应Cu2++2e-=Cu，则生成Cu1mol，增重64g，D正确；
故选B。
9．C
【分析】由图可知，与直流电源正极相连的M电极为电解池的阳极，乙二醛在阳极失去电子发生氧化反应生成乙醛酸，电极反应式为OHCCHO—2e—+ H2O= HOOCCHO +2H+，N电极为阴极，乙二酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸，电极反应式为HOOCCOOH +2e—+2H+=HOOCCHO +H2O。
【详解】A．由分析可知，与直流电源正极相连的M电极为电解池的阳极，故A正确；
B．由分析可知，N电极为阴极，乙二酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸，电极反应式为HOOCCOOH +2e—+2H+=HOOCCHO +H2O，故B正确；
C．由分析可知，N电极为阴极，乙二酸在阴极得到电子发生还原反应生成乙醛酸，电极反应式为HOOCCOOH +2e—+2H+=HOOCCHO +H2O，放电时消耗氢离子，溶液pH增大，故C错误；
D．由分析可知，若有2mol氢离子通过质子交换膜，阴极和阳极均生成1mol乙醛酸，则装置中生成的乙醛酸的物质的量共为2mol，故D正确；
故选C。
10．A
【详解】A．Mg在空气中燃烧时发出耀眼的白光，明亮显眼，可用于制造信号弹，A项正确；
B．常温下铝罐能贮运浓硝酸的原因是铝能被冷的浓硝酸钝化，而铜在室温下易被浓硝酸氧化，B项错误；
C．在酸性废水中，Al3+的水解被抑制，很难生成Al(OH)3胶体，因此不能起到吸附悬浮颗粒的作用，C项错误；
D．MgO、Al2O3的熔点高，是耐高温材料，但制取镁单质时常用熔点较低的MgCl2代替MgO，D项错误。
答案选A。
11．B
【详解】A. 燃烧热的定义是1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，正丁烷（）的燃烧热指的是生成二氧化碳和液态水，故A错误；
B. 根据盖斯定律，由②减①得，=，故B正确；
C.中和热指的是稀的强酸和强碱反应生成1mol液态水时放出的热量，=中除了生成液态水时，还生成了硫酸钡，生成硫酸钡沉淀是要放出热量，故C错误；
D. 由①和②可知，同质量的正丁烷（C4H10）转变为1，3-丁二烯（C4H6）所需要的能量不相同，故D错误；
答案选B。
12．A
【详解】A．由C(s，石墨)=C(s，金刚石)ΔH=＋1.9kJ·mol-1说明等质量的石墨所具有的能量比金刚石少，故石墨比金刚石更稳定，A正确；
B．等质量的C2H5OH（g）和C2H5OH（l）前者具有的能量更多，故他们分别完全燃烧，前者放出的热量更多，B错误；
C．由H+(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1，由于CH3COOH是弱酸为弱电解质，弱电解质的电离过程需要吸收热量，故含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出热量小于57.3kJ，C错误；
D．2gH2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol，D错误；
故答案为：A。
13．B
【详解】A．M是中间产物而不是催化剂，A错误；
B．总反应是化合反应，原子被100%利用，是理想的绿色化学反应，B正确；
C．反应①中生成物能量高于反应物，为吸热反应，C错误；
D．由图可知，反应物(X和Y)的总能量高于产物(Z)的总能量，D错误；
故选B。
14．(1) 外加电流的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法
(2) 负 NO2+ NO-e-=N2O5
(3) 正 O2 + 4e- = 2O2- 1.12L
【详解】（1）钢闸门连接电源的负极做阴极，此方法为外加电流的阴极保护法；若连接镁块，则让镁作原电池的负极，此方法为：牺牲阳极的阴极保护法；
（2）该燃料电池中，负极上通入NO2，石墨Ⅰ为负极，电极反应式为NO2-e-+═N2O5，正极上通入O2，石墨Ⅱ为正极，电极反应式为O2+2N2O5+4e-=4，所以向负极移动，即向石墨Ⅰ；
（3）①由阴离子移动方向可知B为负极，负极发生氧化反应，甲烷被氧化生成二氧化碳和水，电极方程式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，A极是正极，该电极上是氧气得电子的还原反应，电极方程式为O2+4e-=2O2-；
②硫酸铜的物质的量=0.1L×2mol/L=0.2mol，开始阶段发生反应：2Cu2++2H2O=2Cu+O2↑+4H+，铜离子完全放电后，发生反应2H2O2H2↑+O2↑，当两极收集到的气体体积相等时，即氢气与氧气的体积相等，令是氢气为xmol，根据电子转移守恒，则：0.1mol×2+2x=4x，解得x=0.1，根据电子转移守恒，可知消耗的甲烷物质的量==0.05mol，故消耗甲烷的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L。
15． SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) △H=－1427.2kJ/mol ＜ －2Q 4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H=－177.6kJ/mol
【详解】(1)室温下16gSiH4(g)自燃生成固态SiO2和液态H2O放出热量713.6kJ，则1mol SiH4(g) 自燃放出1427.2kJ的能量，室温下SiH4(g)自燃的热化学方程式是SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l) △H=－1427.2kJ/mol；
(2)反应可逆，生成2molNH3(g)放出92.2kJ热量，0.5molN2(g)和1.5molH2(g)反应生成NH3(g)的物质的量小于1mol，所以放出的热量＜46.1kJ。
(3)在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则生成二氧化碳的物质的量是1mol，燃烧乙醇的物质的量是0.5mol，在此条件下，0.5mol无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，所以1mol乙醇完全燃烧的△H=－2Q kJ/mol；
(4)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和黑色固体CuO。在25℃、101kPa下，已知该反应每转移1mole﹣，放热44.4kJ，1mol CuCl(s)反应转移2mol电子，则放热88.8kJ，该反应的热化学方程式4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H=－177.6kJ/mol。
16． Pb+SO-2e-=PbSO4 PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O
【详解】负极失电子，化合价升高，铅作负极，失电子生成铅离子，铅离子结合硫酸根离子生成硫酸铅，因此负极反应式为：Pb+SO-2e-=PbSO4；正极得电子，化合价降低，二氧化铅作正极，得电子生成铅离子，铅离子结合硫酸根离子生成硫酸铅，正极反应式为：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O。
17．(1)第三周期第ⅥA族
(2) S=C=S
(3) 、 5H2SO3+2=2Mn2++5+3H2O+4H+
(4) 逆 2+2H++2e-=+2H2O
【分析】R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。R的最外层电子数是内层电子数的两倍，R含2个电子层，最外层电子数为4，为C元素；X2W2可用于呼吸面具，为Na2O2，则X为Na元素，W为O元素；Y的主族序数与周期数相等，原子序数比11大，为Al元素；Z的氢化物的分子式为H2Z，则Z为S元素，结合元素周期律和电解池的工作原理分析解题。
【详解】（1）由分析可知，Z为S元素，Z在周期表中位于第三周期第ⅥA族，故答案为：第三周期第ⅥA族；
（2）由分析可知，RZ2的化学式为CS2，与CO2的结构相似，结构式为S=C=S；X2Z2的化学式为Na2S2，与Na2O2的结构相似，电子式为，故答案为：S=C=S；；
（3）由分析可知，Z为S，W为O，故H2ZW3为H2SO3是一种弱酸，其在水中电离的方程式为：、，向H2ZW3水溶液滴入少量酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸、硫酸钾、硫酸锰和水，发生反应的离子方程式为：5H2SO3+2=2Mn2++5+3H2O+4H+，故答案为：、；5H2SO3+2=2Mn2++5+3H2O+4H+；
（4）某传感器可以检测空气中SO2的含量，阴极上发生还原反应，根据工作原理示意图，Pt电极上转化为，其中S元素的化合价由+4价变成+3价，发生还原反应，因此Pt电极为阴极，故电源a为正极，b为负极，电流方向是由正极经外电路流向负极，即电流方向为逆时针方向，阴极上的电极反应式为2+2H++2e-=+2H2O，故答案为：逆；2+2H++2e-=+2H2O。
18．(1)
(2) 33.6
(3)
(4)牺牲阳极的阴极保护法
【详解】（1）由图知，燃料电池中的燃料为甲醇，在负极上反应失去电子转化为水和二氧化碳，由题知反应离子为氧离子，因此可写出负极反应式为；
（2）由原电池的工作原理图示可知，阳离子移向正极，即左端的铂电极为负极，其电极反应式为；产生2 mol ，时转移6mol电子，1molO2参与反应转移4mol电子，故需要1.5molO2参与反应，标准状况下体积为；
（3）甲烷燃料电池中，氧气在正极被还原，电解质为硫酸，正极反应式为；
（4）若X为锌，开关K置于M处，形成原电池，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法；
19． 减小 加水 增大 通入气体 增大 加固体 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH NaCl 增大 通入气体 减小 加入固体
【详解】(1)电解水型：电解质为含氧酸H2SO4溶液时，阴离子OH-移向阳极失电子，其电极反应式为，阳离子H+移向阴极得电子生成H2，电极反应为，总方程式为，电解过程中，水减少，H2SO4溶液的浓度增大，故溶液的pH减小；电解质为强碱的NaOH溶液时，阴离子OH-移向阳极得电子，其电极反应式为，阳离子H+和Na+移向阴极，其中H+优先得电子生成H2，其电极反应为，总反应为，在电解过程中，水减少，故溶液复原方法是加水；电解质为活泼金属的含氧酸盐KNO3溶液时，阴离子OH-和NO移向阳极，其中OH-优先得电子，其电极反应式为，阳离子H+和K+移向阴极，其中H+优先得电子生成H2，其电极反应为，总方程式为，在电解过程中，水减少，故溶液复原方法是加水；
(2)电解电解质型：电解质为无氧酸(氢氟酸除外)的HCl溶液，阴离子Cl-和OH-移向阳极，其中Cl-优先失电子，其电极反应式为，阳离子H+移向阴极得电子生成H2，其电极反应为，总方程式为，通过总方程式可知电解对象为HCl，溶液中HCl减少，溶液的pH增大，故溶液复原方法是通入HCl气体；电解质是不活泼金属的无氧酸盐时，阴离子OH-和Cl-移向阳极，其中Cl-优先失电子，其电极反应式为，阳离子Cu2+和H+移向阴极，其中Cu2+优先电子生成Cu，其电极反应为，总方程式为，通过总方程式可知电解对象为，溶液中CuCl2减少，Cu2+水解程度减弱，溶液的pH略微增大，故溶液复原方法是加固体；
(3)放氢生碱型：电解质是活泼金属的无氧酸盐溶液，阴离子OH-和Cl-移向阳极，其中Cl-优先失电子，其电极反应式为，阳离子Na+和H+移向阴极，其中H+优先电子生H2，其电极反应为，总方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，通过总方程式可知电解对象为和NaCl，溶液中生成NaOH，溶液的pH增大，通过总方程式可知溶液复原方法是通入气体；
(4)放氧生酸型：电解质是不活泼金属的含氧酸盐AgNO3溶液，阴离子OH-和NO移向阳极，其中OH-优先失电子，其电极反应式为，阳离子Ag+和H+移向阴极，其中Ag+优先电子生成Ag，其电极反应为，总方程式为，通过总方程式可知电解对象为和H2O，溶液中生成HNO3，故溶液的pH减小，通过总方程式可知溶液复原方法是加入加入固体。
20． 负 Pb+2e-+SO42-=PbSO4 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑ D C 0.2
【分析】电解一段时间后，若在电解池中C极一侧出来的气体无色无味是氢气，则C极是阴极，D极一侧出来的气体呈黄绿色有刺激性气味是氯气，D极是阳极，所以原电池中A极是负极，B极是正极，据此解答。
【详解】根据以上分析可知A极是负极，B极是正极，C极是阴极，D极是阳极，则
（1）A是负极，负极上铅失电子和硫酸根离子结合生成硫酸铅，则负极电极反应为Pb+2e-+SO42-=PbSO4；
（2）电解氯化钠溶液时，C是阴极，阴极上得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，D是阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，同时生成氢氧化钠，所以其电池反应式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
（3）根据以上分析可知电极C的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑；
（4）氯碱工业中所用的高分子隔膜叫做阳离子膜，其作用是让阳离子钠离子穿过，阻止氯离子和氢氧根离子穿过，防止氯气和氢气接触而发生反应，同时防止氯气和氢氧化钠接触发生反应。电解池中阳离子向阴极移动，因此电解时Na+从D极区移向C极区；
（5）根据方程式Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O可知当转移2mol电子时，消耗硫酸的物质的量是2mol，则转移0.2mol电子时消耗硫酸的物质的量是0.2mol。
【点睛】本题考查了原电池和电解池原理，根据电解池电极上发生的反应来确定电解池阴阳极和原电池正负极，再根据物质和转移电子之间的关系式进行计算，电极反应式的书写是高考热点和难点。
21． 负 氧化 Zn-2e-=Zn2+ 锌片溶解 正 还原 Cu2++2e-=Cu 铜极变粗 Zn+Cu2+=Zn2++Cu 1.12 0.1
【详解】(1)以硫酸铜为电解质溶液，锌的活泼性大于铜，锌失电子发生氧化反应，锌为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，锌片上观察到的现象为锌片溶解；锌的活泼性大于铜，铜电极上铜离子得电子发生还原反应，生成铜单质，铜为正极，电极反应式是Cu2++2e-=Cu；铜片上观察到的现象是铜极变粗，正极反应式、负极反应式相加得电池总反应，原电池总反应的离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu。
(2)若锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，锌为负极，负极反应式是Zn-2e-=Zn2+，铜是正极，正极反应式是2H++2e-=H2，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25g，锌失电子的物质的量是，根据得失电子守恒，铜表面析出了氢气0.05mol，标准状况下的体积是0.05mol×22.4L/mol=1.12L。
22．(1) 做还原剂(或失电子)，失电子的场所，电子导体 Cu 2e =Cu2+
(2) 2Cl +2H2O2OH +Cl2↑+H2↑ c c口为阴极区，阴极发生反应：2H2O+2e-=O2↑+2OH ，OH 在阴极生成，阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极，因此NaOH在c口导出 Cl2+H2O HCl+HClO，用盐酸控制阳极的pH，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，有利于氯气逸出收集
(3) 左 铜、铁和溶液构成原电池，铜为正极，发生吸氧腐蚀，反应为O2+4e +2H2O=4OH ，使左端附近溶液c(OH )>c(H+)，溶液呈碱性
【详解】（1）①负极材料为Zn，即Zn做还原剂(或失电子)，失电子的场所，同时Zn也是导电，可以作为电子导体；
②若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中，则左侧烧杯中发生锌的吸氧腐蚀，为原电池，右侧烧杯为电解池，a电极与原电池的正极相连，为阳极，电极反应为Cu 2e =Cu2+；
（2）①电解饱和NaCl溶液时，阳极氯离子被氧化为氯气，阴极水电离出的氢离子被还原生成氢气，同时产生氢氧根，离子方程式为2Cl +2H2O2OH +Cl2↑+H2↑；
②c口为阴极区，阴极发生反应：2H2O+2e-=O2↑+2OH ，OH 在阴极生成，阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极，因此NaOH在c口导出；
③阳极产生的氯气会和水发生反应：Cl2+H2O HCl+HClO，用盐酸控制阳极的pH，增大氢离子浓度，平衡逆向移动，有利于氯气逸出收集；
（3）铜、铁和溶液构成原电池，铜为正极，整个体系中发生Fe的吸氧腐蚀，正极反应为O2+4e +2H2O=4OH ，使左端附近溶液c(OH )>c(H+)，溶液呈碱性，所以左端变红。
答案第1页，共2页
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