福建省龙岩市连城第一高级中学2023-2024学年高二上学期第一次月考化学试题（原卷版+解析版）

连城第一高级中学2023-2024学年高二上学期第一次月考
化学试题
(总分：100分 考试时间：75分钟)
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Pb-207
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、选择题：(本题共14小题，每小题4分，共56分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)，是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，反应原理：2NO(g)＋2CO(g)= N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1、ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是(　　)
A. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B. 该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂
C. 该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率
D. 汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
2. 根据如图所示的反应，判断下列说法中错误的是
A. CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量
B. 该反应的焓变大于零
C. 该反应中既有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量
D. 由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应
3. 用铂作为电极电解某种溶液，通电一段时间，溶液的酸性增强，并且在阳极得到0.1mol气体，阴极得到0.2mol气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是
A 稀盐酸 B. 稀硫酸 C. CuSO4溶液 D. KNO3溶液
4. 下列热化学方程式书写正确的是
A. CaCO3=CaO＋CO2　ΔH=＋178.2 kJ·mol-1
B. C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=＋393.5 kJ·mol-1
C. H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)　ΔH=＋57.3 kJ
D. H2(g)＋Cl2(g)=HCl(g)　ΔH=-92.5 kJ·mol-1
5. 化学反应的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是
A.
B.
C
D.
6. 某化学学习小组在学完原电池后，以为电池总反应设计电池，下列所设计的电池正确的是
A. B. C. D.
7. 海洋电池大规模用于灯塔等海边或岛屿上的小规模用电，海洋电池总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，该电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。下列说法错误的是
A. 该电池只需更换铝板就可继续使用
B. 以网状的铂为正极，能增大与氧气的接触面积
C. 电池工作时，电子由铂电极沿导线流向铝电极
D. 负极的电极反应式为Al-3e-+3OH-=Al(OH)3
8. 液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅[(CH3SO3)2Pb]代替硫酸作为电解质，该电池充放电的总反应为2Pb2++2H2O Pb+PbO2+4H+，下列说法不正确的是
A. 放电时，电极质量均减小
B. 放电时，正极反应是PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O
C. 充电时，溶液中Pb2+向阴极移动
D. 充电时，阳极周围溶液的pH增大
9. 图a~c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验(X、Y均表示石墨电极)微观示意图。
下列说法不正确的是
A. 图示中的代表的离子的电子式为
B. 图a中放入的是氯化钠固体，该条件下不导电
C. 能导电的装置中，X上均有气体产生
D. 能导电的装置中，Y的电极产物相同
10. 如图是氯碱工业离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图，图中阳离子交换膜只允许Na+等通过，不允许OH-、Cl-等阴离子及气体分子通过，下列有关说法错误的是
A. 阴极发生的反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B. 使用的阳离子交换膜阻止阴离子OH-和气体通过，使生成的NaOH更纯
C. e处出来的气体主要是O2
D. b处通入的原料是NaOH的稀溶液
11. 如图所示，甲池的总反应式为：，下列关于该电池工作时的说法正确的是
A. 该装置工作时，Ag电极上有气体生成
B. 甲池中负极反应为
C. 甲池和乙池中的溶液的pH均减小
D. 当甲池中消耗 时，乙池中理论上最多产生固体
12. 实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：
实验Ⅰ
5min时的现象：铁钉表面及周边未见明显变化。
25min时的现象：铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成。
实验Ⅱ
5min时的现象：铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化。
25min时的现象：铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化。
下列说法不正确的是
A. 实验Ⅱ中Zn保护了Fe，使铁的腐蚀速率比实验Ⅰ慢
B. 实验Ⅱ中正极的电极反应式：
C. 实验Ⅰ的现象说明溶液与Fe反应生成了
D. 若将Zn片换成Cu片，推测Cu片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色
13. 利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。可用电解LiCl溶液制备LiOH，装置如右图所示。下列说法中正确的是
A. 电极A连接电源正极
B. B极区电解液为LiCl溶液
C. 阳极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－
D. 每生成1 mol H2，有1 mol Li＋通过该离子交换膜
14. 科学家采用碳基电极材料设计了一种制取氯气的新工艺方案，装置如图示。下列说法正确的是
A. 电解池可用铁作阴极，铜作阳极
B. 阴极反应式为
C. 电路中转移1mol电子，消耗氧气5.6L
D. 该工艺的总反应为
二、填空题(本题共4小题，共44分。)
15. 将V1 mL 1.0 mol·L-1盐酸和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示，实验中始终保持V1+V2=50。
（1）下列叙述正确的是_______。
A. 该实验表明化学能可转化为热能 B. 做该实验时环境温度为22 ℃
C. NaOH溶液的浓度约为1.5 mol·L-1 D. 该实验表明有水生成的反应都是放热反应
（2）中和反应的反应热的理论值ΔH=-57.3 kJ·mol-1，写出表示稀盐酸和NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式_______。下列操作可能使测得的ΔH偏大的是_______(填序号)。
①室温低于10 ℃时进行实验
②分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
③实验时用环形铜丝搅拌棒代替搅拌器
（3）在做测定中和反应的反应热实验时，应使用仪器的正确组合是_______。
①天平　②量筒　③烧杯　④滴定管　⑤温度计　⑥试管　⑦酒精灯
A. ①②④ B. ②③⑤ C. ②③④⑦ D. 全部
16. 依题意回答下列问题。
（1）标准状况下，0.3mol C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出389.7 kJ热量，请写出表示C2H2摩尔燃烧焓的热化学方程式：_______。
（2）用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)　ΔH=+10.7 kJ·mol-1
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-543 kJ·mol-1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：_______。
17. 电化学是化学研究重要分支，在生产生活中发挥着非常重要的作用。请回答下列问题：
（1）某空间站局部能量转化系统如图所示，其中氢氧燃料电池采用KOH溶液为电解液，燃料电池放电时的负极反应式为_______。
（2）在载人航天器生态系统中，不仅要求分离出CO2，还要求提供充足的O2.某种电化学装置可实现转化2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，则阴极反应式为：_______。
（3）铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。电池总反应为。
①放电时，正极的电极反应式：_______，电解质溶液中硫酸的浓度_______(填“增大”“减小”或“不变”)，当外电路通过0.5 mol时，理论上负极板的质量增加_______g。
②用该蓄电池作电源，进行粗铜(含Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼。如下图所示，电解液c选用_______溶液，A电极的材料是_______，B电极反应式是_______。
（4）以CH3OH燃料电池为电源电解法制取ClO2，二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
①CH3OH燃料电池放电过程中，负极反应式为_______。
②图中电解池用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2，阳极产生ClO2的反应式为_______。
③电解一段时间，从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多1.12 L时(标准状况，忽略生成的气体溶解)，停止电解，通过阳离子交换膜的阳离子为_______mol(精确到小数点后两位)。
（5）下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是_______。
A. ④>②>③>① B. ②>①>③>④
C. ④>②>①>③ D. ③>②>④>①
18. 为了减少对环境的污染，在煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。应用电解法对煤进行脱硫处理具有脱硫效率高、经济效益好等优点。电解脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化为Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为：Fe3+和SO：FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO+16H+
（1）阳极电极反应为_______。
（2）电解刚刚开始时，观察到阴极石墨棒上有无色气体产生，请用化学用语解释产生该现象的原因_______。
（3）电解过程中，混合溶液中H+物质的量浓度将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
连城第一高级中学2023-2024学年高二上学期第一次月考
化学试题 答案解析
(总分：100分 考试时间：75分钟)
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Pb-207
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、选择题：(本题共14小题，每小题4分，共56分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)，是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，反应原理：2NO(g)＋2CO(g)= N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1、ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是(　　)
A. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B. 该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂
C. 该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率
D. 汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
【答案】B
【解析】
【分析】根据该反应焓变和熵变，利用判断反应进行的方向。
【详解】A.该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A正确；
B.常温下， ，故该反应常温下可自发进行，B错误；
C. 该反应常温下可自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率，故C正确；
D.和均会与血红蛋白结合而使人中毒，D正确；
答案选B。
【点睛】放热利于反应自发进行，熵增有利于反应自发；化学反应的方向的判据为： 反应能自发进行； 反应达到平衡状态；反应不能自发进行。
2. 根据如图所示的反应，判断下列说法中错误的是
A. CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量
B. 该反应的焓变大于零
C. 该反应中既有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量
D. 由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应
【答案】D
【解析】
【详解】A．碳酸钙受热分解的反应是生成物二氧化碳和氧化钙的总能量大于反应物碳酸钙总能量的吸热反应，故A正确；
B．碳酸钙受热分解的反应是吸热反应，反应的焓变大于零，故B正确；
C．由图可知，碳酸钙中既有离子键又有共价键，受热分解的反应中既有离子键断裂又有共价键断裂，故C正确；
D．反应是否放热与是否加热无关，如铝热反应放热，需要在高温下才能进行，故D错误；
故选D。
3. 用铂作为电极电解某种溶液，通电一段时间，溶液的酸性增强，并且在阳极得到0.1mol气体，阴极得到0.2mol气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是
A. 稀盐酸 B. 稀硫酸 C. CuSO4溶液 D. KNO3溶液
【答案】B
【解析】
【分析】阳极与阴极产生的气体体积比为1:2，相当于电解水，pH变小，说明电解了含氧酸；
【详解】A．电解稀盐酸溶液，两极上分别为Cl-和H+放电，两极气体体积之比是1:1，A不符合题意；
B．电解稀硫酸，两极上分别为OH-和H+放电，消耗水，H+浓度增大，溶液的pH变小，B符合题意；
C．电解CuSO4溶液，阴极析出铜，如时间较少，没有气体放出，C不符合题意；
D．电解硝酸钾溶液，两极上分别为OH-和H+放电，消耗水，溶液呈中性，pH不变，D不符合题意；
故选B。
4. 下列热化学方程式书写正确的是
A. CaCO3=CaO＋CO2　ΔH=＋178.2 kJ·mol-1
B. C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=＋393.5 kJ·mol-1
C. H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)　ΔH=＋57.3 kJ
D. H2(g)＋Cl2(g)=HCl(g)　ΔH=-92.5 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】A．热化学方程式需要标注物质的状态，未标注物质的状态，故A错误；
B．碳的燃烧为放热反应，焓变为负值，故B错误；
C．酸碱中和反应为放热反应，焓变为负值，故C错误；
D．物质的燃烧为放热反应，焓变为负值，故D正确；
答案选D。
5. 化学反应的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】由图可以看出，mol N2(g)和mol H2(g)断键吸收的能量为a kJ，形成1mol NH3(g)的放出的能量为b kJ，所以N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=(a-b)kJ/mol，而1mol的NH3(g)转化为1mol的NH3(l)放出的热量为c kJ，根据盖斯定律可知：N2(g)+H2(g)NH3(l) ΔH=(a-b-c) kJ/mol，N2(g)+H2(g)2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ/mol；
故合理选项是C。
6. 某化学学习小组在学完原电池后，以为电池总反应设计电池，下列所设计的电池正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．电池总反应为，故A错误；
B．电池总反应为，故B错误；
C．金属活泼性：，，故C正确；
D．与不反应，故D错误；
故选：C。
7. 海洋电池大规模用于灯塔等海边或岛屿上的小规模用电，海洋电池总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，该电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。下列说法错误的是
A. 该电池只需更换铝板就可继续使用
B. 以网状的铂为正极，能增大与氧气的接触面积
C. 电池工作时，电子由铂电极沿导线流向铝电极
D. 负极的电极反应式为Al-3e-+3OH-=Al(OH)3
【答案】C
【解析】
【分析】在海洋电池中铝板为负极，发生Al失去电子的氧化反应，铂网为正极，在正极上O2得到电子，发生还原反应，海水为电解质溶液，电子由负极经导线流向正极，海洋电池总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，根据原电池反应原理分析解答。
【详解】A．海洋电池中负极Al会不断失去电子，发生氧化反应：Al-3e-+3OH-=Al(OH)3，故负极会不断消耗，而正极铂网不消耗，因此该电池只需更换铝板就可继续使用，A正确；
B．以网状的铂为正极，能增大与氧气的接触面积，提高正极与负极的电势差，使电流强度增大，B正确；
C．电池工作时，电子由铝电极沿导线流向铂电极，电流由铂电极沿导线流向铝电极，C错误；
D．在电池工作时，Al为负极，Al失去电子变为Al(OH)3，负极的电极反应式为：Al-3e-+3OH-=Al(OH)3，D正确；
故合理选项是C。
8. 液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅[(CH3SO3)2Pb]代替硫酸作为电解质，该电池充放电的总反应为2Pb2++2H2O Pb+PbO2+4H+，下列说法不正确的是
A. 放电时，电极质量均减小
B. 放电时，正极反应是PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O
C. 充电时，溶液中Pb2+向阴极移动
D. 充电时，阳极周围溶液的pH增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．电池放电时，负极反应为Pb-2e-=Pb2+，正极反应为PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O，则放电时，电极质量均减小，故A项说法正确；
B．放电时，PbO2发生还原反应生成Pb2+，电极反应式为PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O，故B项说法正确；
C．充电时，阳离子向阴极移动，故C项说法正确；
D．充电时，阳极反应为Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+，阳极周围H+浓度逐渐增大，因此阳极周围溶液的pH减小，故D项说法错误；
综上所述，说法不正确的是D项，故答案为D。
9. 图a~c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验(X、Y均表示石墨电极)微观示意图。
下列说法不正确的是
A. 图示中的代表的离子的电子式为
B. 图a中放入的是氯化钠固体，该条件下不导电
C. 能导电的装置中，X上均有气体产生
D. 能导电的装置中，Y的电极产物相同
【答案】D
【解析】
【分析】图a表示NaCl晶体，由于NaCl晶体中含有Na+和Cl-，而Cl-的电子层数比Na+多一层，所以Cl-半径大于Na+半径；图b表示熔融的NaCl，通直流电后，Cl-向阳极移动，则X极为阳极，Y极为阴极；图c表示电解NaCl的水溶液。
【详解】A．图示中的代表的离子为Cl-，电子式为，A正确；
B．由以上分析知，图a中放入的是氯化钠固体，该条件下离子不能自由移动，固体不导电，B正确；
C．图b和图c装置中，电解质都能导电，X为阳极，都发生反应2Cl--2e-==Cl2↑，均有气体产生，C正确；
D．图b和图c装置都能导电，图b中Y的电极产物为Na，图c中Y的电极产物为H2等，D不正确；
故选D。
10. 如图是氯碱工业离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图，图中阳离子交换膜只允许Na+等通过，不允许OH-、Cl-等阴离子及气体分子通过，下列有关说法错误的是
A. 阴极发生的反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B. 使用的阳离子交换膜阻止阴离子OH-和气体通过，使生成的NaOH更纯
C. e处出来的气体主要是O2
D. b处通入的原料是NaOH的稀溶液
【答案】C
【解析】
【分析】电解饱和食盐水，阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式：；阴极发生得电子的还原反应，电极反应式：；
【详解】A．根据分析可知，阴极发生的反应：，故A正确；
B．根据题干信息，阳离子交换膜不允许OH-、Cl-等阴离子及气体分子通过，可使生成的NaOH更纯，故B正确；
C．根据分析，阳极产生的气体为Cl2，故C错误；
D．b处通入的原料是NaOH的稀溶液，可增强导电性，故D正确；
答案选C。
11. 如图所示，甲池的总反应式为：，下列关于该电池工作时的说法正确的是
A. 该装置工作时，Ag电极上有气体生成
B. 甲池中负极反应为
C. 甲池和乙池中的溶液的pH均减小
D. 当甲池中消耗 时，乙池中理论上最多产生固体
【答案】C
【解析】
【详解】甲池能自发的发生氧化还原反应而作原电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池为电解池，阴极电极反应为 Cu2++2e-=Cu、阳极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，A．通入肼的电极为负极，负极与阴极相连，银极为阴极，铜离子得电子生成铜单质，选项A错误；B．甲池负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，氢离子不能在碱性溶液中出现，选项B错误；C．甲池生成水，导致溶液中KOH浓度降低，则溶液pH减小，乙池中氢氧根离子放电，导致溶液pH减小，选项C正确；D．甲池N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，消耗0.1mol N2H4时，转移0.4mol电子，乙池Cu2++2e-=Cu，产生0.2mol铜，为12.8g固体，选项D错误。答案选C。
点睛：本题考查了原电池和电解池原理，根据电极反应确定电极上的生成物及溶液pH变化，难点是电极反应式的书写及计算。甲池能自发的发生氧化还原反应而作原电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池为电解池，阴极电极反应为 Cu2++2e-=Cu、阳极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，据此分析解答。
12. 实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：
实验Ⅰ
5min时的现象：铁钉表面及周边未见明显变化。
25min时的现象：铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成。
实验Ⅱ
5min时的现象：铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化。
25min时的现象：铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化。
下列说法不正确的是
A. 实验Ⅱ中Zn保护了Fe，使铁的腐蚀速率比实验Ⅰ慢
B. 实验Ⅱ中正极的电极反应式：
C. 实验Ⅰ的现象说明溶液与Fe反应生成了
D 若将Zn片换成Cu片，推测Cu片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色
【答案】C
【解析】
【详解】A．实验Ⅰ中Fe作负极，碳作正极，实验Ⅱ中Zn作负极，Fe作正极，所以实验Ⅱ中Zn保护了Fe，铁的腐蚀速率比实验Ⅰ慢，A正确；
B．实验Ⅱ中Fe作正极，在正极氧气得电子发生还原反应，其电极反应式为，B正确；
C．实验Ⅰ的现象不能说明溶液与Fe反应生成了，25min时蓝色区域的出现也可能是因为Fe失去电子生成，溶液与发生反应生成蓝色沉淀，C错误；
D．若将Zn片换成Cu片，Fe比Cu活泼，Fe作负极，Cu作正极，可推测Cu片上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，Cu片周边出现红色，铁钉失电子发生氧化反应生成，与溶液反应，使其周边出现蓝色，D正确。
故选C。
13. 利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。可用电解LiCl溶液制备LiOH，装置如右图所示。下列说法中正确的是
A. 电极A连接电源正极
B. B极区电解液为LiCl溶液
C. 阳极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－
D. 每生成1 mol H2，有1 mol Li＋通过该离子交换膜
【答案】A
【解析】
【详解】A．该装置为电解池，电极B产生氢气，由氢离子得电子生成，发生还原反应，作电解池的阴极，与电源的负极相接，电极A连接电源正极，故A正确；
B．B极区中生成LiOH，Li+经过阳离子交换膜向B极区移动，故A中电解液为LiCl溶液，故B错误；
C．A为阳极，由B项可知A中电解液为LiCl溶液，故阳极反应式为2Cl--2e－=Cl2,故C错误；
D．每生成1 mol H2，转移2mol电子，内电路有2 mol Li＋通过该离子交换膜，故D错误。
答案为：A。
14. 科学家采用碳基电极材料设计了一种制取氯气的新工艺方案，装置如图示。下列说法正确的是
A. 电解池可用铁作阴极，铜作阳极
B. 阴极反应式为
C. 电路中转移1mol电子，消耗氧气5.6L
D. 该工艺的总反应为
【答案】D
【解析】
【分析】HCl在阳极失电子，发生氧化反应，生成Cl2和H+，Fe3+在阴极得电子，还原成Fe2+，Fe2+、H+、O2反应生成Fe3+和H2O，Fe2+、Fe3+在阴极循环。
【详解】A．阳极为HCl失电子，需用惰性材料，铜为活性电极，会参与失电子反应，A错误；
B．阴极发生得电子反应，此为阳极反应式，B错误；
C．电路中转移1 mol电子，根据电极反应：Fe3++e-=Fe2+，知生成1 mol Fe2+，依据反应关系：4Fe2+~O2，知n(O2)=，V(O2)=22.4 L/mol×0.25 mol=5.6 L，由于题目未说明标准状况，故此时消耗O2不一定是5.6 L，C错误；
D．由图示可知，该过程实际为O2氧化HCl生成Cl2和H2O，对应总反应为：O2+4HCl=2Cl2+2H2O，D正确；
故答案选D。
二、填空题(本题共4小题，共44分。)
15. 将V1 mL 1.0 mol·L-1盐酸和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示，实验中始终保持V1+V2=50。
（1）下列叙述正确的是_______。
A. 该实验表明化学能可转化为热能 B. 做该实验时环境温度为22 ℃
C. NaOH溶液的浓度约为1.5 mol·L-1 D. 该实验表明有水生成的反应都是放热反应
（2）中和反应的反应热的理论值ΔH=-57.3 kJ·mol-1，写出表示稀盐酸和NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式_______。下列操作可能使测得的ΔH偏大的是_______(填序号)。
①室温低于10 ℃时进行实验
②分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
③实验时用环形铜丝搅拌棒代替搅拌器
（3）在做测定中和反应的反应热实验时，应使用仪器的正确组合是_______。
①天平　②量筒　③烧杯　④滴定管　⑤温度计　⑥试管　⑦酒精灯
A. ①②④ B. ②③⑤ C. ②③④⑦ D. 全部
【答案】（1）AC （2） ①. HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 ②. ①②③ （3）B
【解析】
【分析】酸碱中和反应是放热反应，反应放出热量使溶液温度升高，当二者恰好反应时溶液温度最高，根据反应的酸、碱的物质的量的相对多少确定产生水的物质的量，并根据反应前溶液温度与溶液最高的温度差，，利用Q=c·m·△t确定反应放出的热量，最后根据中和热为△H=-计算中和热，在进行中和热测定时，若操作导致热量损失，则混合溶液温度升高较少，中和热偏大，反正就偏少。
【小问1详解】
A．发生酸碱中和反应后，混合溶液温度升高，该实验表明化学能可转化为热能，A正确；
B．在V1=5 mL时溶液温度是22℃，由于V1+V2=50，说明此时已经发生了中和反应，反应放出了热量，溶液温度升高后为22℃，故做该实验时环境温度低于22℃，B错误；
C．根据图象可知在V1=30 mL，V2=20 mL时二者恰好发生反应：HCl+NaOH=NaCl+H2O，n(HCl)=n(NaOH)，30 mL×1.0 mol/L=20 mL×c(NaOH) mol/L，故c(NaOH)=1.5 mol/L，即NaOH溶液的浓度约为1.5 mol/L，C正确；
D．该实验只能说明酸、碱中和反应是放热反应，而不能说有水生成的反应都是放热反应，D错误；
故合理选项是AC；
【小问2详解】
中和热是强酸与强碱在稀溶液中发生反应产生可溶性盐和1 mol的水时放出的热量，中和反应的反应热的理论值ΔH=-57.3 kJ·mol-1，则表示稀盐酸和NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式为：HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1；
①室温低于10 ℃时进行实验，导致热量损失较大，溶液温度升高较低，由此计算的热量较少，因此中和热将偏大，①符合题意；
②分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中，导致反应放出的热量散失，混合溶液温度最高值偏低，由此计算的反应放出的热量较少，因此中和热将偏大，②符合题意；
③由于铜是热的良导体，实验时用环形铜丝搅拌棒代替搅拌器，导致热量散失较多，最后混合溶液温度最高值偏低，由此计算的热量较少，故使中和热偏大，③符合题意；
故合理选项是①②③；
【小问3详解】
在做测定中和反应的反应热实验时，应使用量筒量取酸、碱溶液；酸、碱溶液在烧杯中进行中和反应，使用温度计测量反应前后溶液的温度，故应该使用的仪器序号为②③⑤，故合理选项是B。
16. 依题意回答下列问题。
（1）标准状况下，0.3mol C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出389.7 kJ热量，请写出表示C2H2摩尔燃烧焓的热化学方程式：_______。
（2）用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)　ΔH=+10.7 kJ·mol-1
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-543 kJ·mol-1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：_______。
【答案】（1）C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-1299.0 kJ·mol-1
（2）2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1096.7 kJ·mol-1
【解析】
【小问1详解】
0.3molC2H2在氧气中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出389.7kJ热量，则1mol C2H2在氧气中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1299kJ的热量，故C2H2摩尔燃烧焓的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-1299.0 kJ·mol-1。
【小问2详解】
将反应②×2-反应①可得到气态肼与N2O4反应的热化学方程式，ΔH=(-543×2-10.7)kJ/mol=-1096.7kJ/mol。故热化学方程式为2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1096.7 kJ·mol-1。
17. 电化学是化学研究重要分支，在生产生活中发挥着非常重要的作用。请回答下列问题：
（1）某空间站局部能量转化系统如图所示，其中氢氧燃料电池采用KOH溶液为电解液，燃料电池放电时的负极反应式为_______。
（2）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离出CO2，还要求提供充足的O2.某种电化学装置可实现转化2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，则阴极反应式为：_______。
（3）铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。电池总反应为。
①放电时，正极电极反应式：_______，电解质溶液中硫酸的浓度_______(填“增大”“减小”或“不变”)，当外电路通过0.5 mol时，理论上负极板的质量增加_______g。
②用该蓄电池作电源，进行粗铜(含Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼。如下图所示，电解液c选用_______溶液，A电极的材料是_______，B电极反应式是_______。
（4）以CH3OH燃料电池为电源电解法制取ClO2，二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
①CH3OH燃料电池放电过程中，负极反应式为_______。
②图中电解池用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2，阳极产生ClO2的反应式为_______。
③电解一段时间，从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多1.12 L时(标准状况，忽略生成的气体溶解)，停止电解，通过阳离子交换膜的阳离子为_______mol(精确到小数点后两位)。
（5）下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是_______。
A. ④>②>③>① B. ②>①>③>④
C. ④>②>①>③ D. ③>②>④>①
【答案】（1）H2-2e-+2OH-=2H2O
（2）CO2+2e-+H2O=CO+2OH-
（3） ①. ②. 减小 ③. 24 ④. ⑤. 粗铜 ⑥.
（4） ①. CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O ②. Cl--5e-+2H2O=4H++ClO2↑ ③. 或0.17 （5）C
【解析】
【小问1详解】
氢氧燃料电池采用KOH溶液为电解质溶液，负极上H2失电子结合氢氧根离子生成水，电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O。
【小问2详解】
该电化学装置总反应为2CO2=2CO+O2，阳极电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极反应式=(总反应-阳极反应)÷2，故阴极反应为CO2+2e-+H2O=CO+2OH-。
【小问3详解】
①放电时，正极上PbO2得电子结合硫酸根离子生成PbSO4，电极反应式为。随着反应进行，硫酸逐渐转化为PbSO4，因此电解质溶液中硫酸的浓度减小。负极上Pb-2e-+=PbSO4，增加的质量为硫酸根离子的质量，外电路中通过0.5mol电子，则有0.25mol硫酸根离子参与反应，增加的质量为0.25mol×96g/mol=24g。
②粗铜的电解精炼，电解质溶液为硫酸铜溶液，A为电解池阳极，电极材料为粗铜，B电极为阴极，阴极上Cu2+得电子生成Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
【小问4详解】
①CH3OH燃料电池燃烧时，负极上CH3OH失电子结合氢氧根离子生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O。
②电解池中电解质溶液为NaCl溶液，电解一段时间生成ClO2，则Cl-失电子生成ClO2，故该反应在阳极进行，反应方程式为Cl--5e-+2H2O=4H++ClO2↑。
③阴极上2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极上Cl--5e-+2H2O=4H++ClO2↑，电解一段时间，阴极上收集到的气体比阳极上收集到的气体多0.05mol，转移5mol电子时，阴极上气体比阳极上气体多1.5mol，故阴极上收集到的气体比阳极上收集到的气体多0.05mol时转移电子数为mol，因此通过阳离子交换膜的阳离子数为0.17mol。
【小问5详解】
①中铁发生吸氧腐蚀，腐蚀速率较慢；②中Sn、Fe和海水构成原电池，Fe为负极加速腐蚀，腐蚀速率大于①；③Zn、Fe、海水构成原电池，Fe为正极被保护，腐蚀速率小于①；④中Fe为电解池阳极，腐蚀速率增大且腐蚀速率比原电池的负极更大，因此铁被腐蚀由快到慢的顺序是④>②>①>③，故答案选C。
18. 为了减少对环境污染，在煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。应用电解法对煤进行脱硫处理具有脱硫效率高、经济效益好等优点。电解脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化为Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为：Fe3+和SO：FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO+16H+
（1）阳极电极反应为_______。
（2）电解刚刚开始时，观察到阴极石墨棒上有无色气体产生，请用化学用语解释产生该现象的原因_______。
（3）电解过程中，混合溶液中H+的物质的量浓度将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】（1）Mn2+-e-=Mn3+
（2）2H++2e-=H2↑
（3）增大
【解析】
【分析】在电解时，与电源正极相连的电极为阳极，与电源负极相连的电极为阴极。根据图示可知：在电解时，在阳极上Mn2+失去电子变为Mn3+，发生氧化反应；在阴极上，溶液中的H+得到电子被还原产生H2，结合总反应判断溶液中c(H+)的变化。
【小问1详解】
根据图示可知：在电解时，在阳极上Mn2+失去电子变为Mn3+，阳极的电极反应式为：Mn2+-e-=Mn3+；
【小问2详解】
在电解刚刚开始时，观察到阴极石墨棒上有无色气体产生，这是由于溶液显酸性，溶液中的H+在阴极上得到电子被还原产生H2，阴极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑；
【小问3详解】
电解脱硫时，利用电极反应将Mn2+转化为Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为：Fe3+和SO，结合阴极反应式2H++2e-=H2↑，及反应的离子方程式为：FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO+16H+可知：随着反应的进行，溶液中c(H+)，反应消耗的少，产生的多，因此总的来说是增大。