专题1 化学反应与能量 单元检测 （含解析）2023-2024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 单元检测
一、单选题
1．氢气和氧气反应生成水的能量关系如图所示：
下列说法正确的是（　　）
A．△H5＜0 B．△H1＞△H2+△H3+△H4
C．△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=0 D．O-H键键能为△H1
2．小茗同学根据“研究物质变化时，人们可以从不同角度、不同层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化”，得出的结论错误的是（　　）
A．将固体氯化钠溶解于水，离子键发生断裂生成Na+和Cl-，所以该变化为化学变化
B．氢气在氧气中燃烧，可看作储存在物质中的化学能转化为热能释放出来
C．金属镁和氯气反应生成氯化镁后，反应体系的能量降低
D．氢气在氧气中燃烧是放热反应，但反应需要在点燃的条件下才能发生，故反应是吸热还是放热与反应条件无关
3．金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石并需要吸收能量，已知12克石墨或金刚石完全燃烧时放出的热量依次为Q1和Q2，下列说法错误的是（　　）
A．Q1B．石墨不如金刚石稳定
C．质量相等的石墨与金刚石，石墨具有的能量比金刚石低
D．质量相等的石墨与金刚石完全燃烧，生成的二氧化碳一样多
4．人类利用化学反应中的热能始于火的发现，下列反应中不属于放热反应的是（　　）
A．燃放鞭炮 B．酸碱的中和反应
C．焦炭燃烧 D．CaCO3 受热分解
5．下列属于吸热反应的是（　　）
A．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
B．铝热反应
C．稀硫酸与烧碱反应
D．生石灰与水反应
6．化学反应A2+B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．该反应是吸热反应
B．断裂1molA﹣A键和1molB﹣B键可放出xkJ能量
C．断裂2molA﹣B键需要吸收ykJ能量
D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量
7．沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出445 kJ的热量，则下列热化学方程式中正确的是 （　　）
A．2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g) + 4H2O(l) ΔH＝+890 kJ·
B．CH4(g) +2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) ΔH＝+890 kJ·
C．CH4(g) +2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) ΔH＝-890 kJ·
D． CH4(g) +O2(g)= CO2(g) +H2O(l) ΔH＝-890 kJ·
8．锌-空气燃料电池是一种低能耗电池，在生产生活中应用广泛，其装置示意图如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．充电时，a与电源正极相连
B．放电过程中，KOH溶液浓度不变
C．充电时，N极的电极反应式为ZnO+2H++2e-=Zn+H2O
D．放电时，M极每消耗16gO2，理论上N极质量增加16g
9．298K、101kPa下，一组物质的摩尔燃烧焓如下表：
物质
摩尔燃烧焓
下列说法正确的是（　　）
A．和的内能之和比的内能多285.8kJ
B．在足量中燃烧生成和液态水，放出890.3kJ热量
C．完全燃烧的热化学方程式为
D．单位质量的三种物质完全燃烧，放出的能量最多
10．鱼雷采用的动力电池是以溶有KOH的流动海水为电解液，电池反应为，下列说法正确的是（　　）
A．电池工作过程中正极附近区域碱性增强
B．负极的电极反应式为
C．电子由电极经外电路流向Al电极
D．电池工作过程中，向电极移动
11．下列说法正确的是（　　）
A．需要加热的反应一定是吸热反应
B．反应是放热还是吸热需要看反应物和生产物所具有的总能量的相对大小
C．放热反应在常温下一定很容易发生
D．化学反应都伴随能量变化，而且都表现为热量变化
12．选取 和 的醋酸溶液分别与生铁反应，进行腐蚀实验，测量密闭容器内压强变化情况如图。下列结论错误的是（　　）
A． 的醋酸溶液中一定存在吸氧腐蚀
B．酸度不同，腐蚀的主要类型可能不同
C．两组溶液的pH一定逐渐变大
D．若改用盐酸进行实验，腐蚀速率一定变大
13．下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是（　　）
A．石墨转变为金刚石是吸热反应
B．等质量的 S(g)完全燃烧放出的热量小于 S(s)
C．白磷比红磷稳定
D．CO(g) + H2O(g)=CO2(g)+H2(g)为吸热反应
14．由于具有超低耗电量、寿命长的特点，LED产品越来越受人欢迎，下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置．下列有关叙述正确的是（　　）
A．电池负极电极反应式为H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O
B．a处通入氧气，b处通入氢气
C．该装置中能量转化只涉及两种形式的能量
D．P一型半导体连接的是电池负极
15．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
16．25 ℃、101 kPa下，2 g氢气燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（　　）
A．2H2（g）+O2（g）＝2H2O（1） ΔH=﹣285.8 kJ mol-1
B．2H2（g）+O2（g）＝2H2O（1） ΔH=+571.6 kJ mol-1
C．2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） ΔH=﹣571.6 kJ mol-1
D．H2（g）+1/2 O2（g）＝H2O（1） ΔH=﹣285.8 kJ mol-1
二、综合题
17．短周期五种元素A,B,C,D,E的原子序数依次增大。A,B,C的单质在常温下都呈气态，C原子最外层电子数是电子层数的3倍，C和E位于同主族。1molDA2与足量的A2C反应生成2molG气体。A、B的单依次为G、T，在密闭容器中充入一定量的G、T，一定条件下发生反应G+T→W（未配平），测得各物质的浓度如表所示。
物质 T G W
10min时，c/(mol·L-1) 0.5 0.8 0.2
20min时，c/(mol·L-1) 0.3 0.2 0.6
回答下列问题：
（1）A，B，C能组成既含离子键又含共价键的化合物，该化合物的化学式为　 　。
（2）B，C，D，E的简单离子中，离子半径由大到小排序为　 　。（用离子符号表示）
（3）J、L是由A，B，C，E四种元素组成的两种常见酸式盐，J、L混合可产生有刺激性气味的气体，写出这两种溶液发生反应的离子方程式　 　；J、L中能使酸性高锰酸钾溶液退色的是　 　（填化学式）。
（4）由B2A4与C2组成的碱性燃料电池放电效率高。该电池放电时生成B2和A2C，正极反应式为　 　。
18．看图回答下列问题
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是　 　，电流表指针　 　（填偏转或不偏转），两极反应式为：正极　 　；负极　 　．
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为　 　（填Mg或Al），总反应方程式为　 　
（3）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成．该电池的正极反应式为：　 　．
（4）如果将上述装置中通入的H2改成CH4气体，也可以组成一个原电 池装置，电池的总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，则该电池的负极反应式为：　 　．
19．如图是一个化学过程的示意图，回答下列问题：
（1）甲池是　 　装置，电极A的名称是　 　．
（2）甲装置中通入CH4的电极反应式为　 　，乙装置中B（Ag）的电极反应式为　 　，丙装置中D极的产物是　 　（写化学式），
（3）一段时间，当丙池中产生112mL（标准状况下）气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在25℃时的pH=　 　．（已知：NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500mL）．若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入　 　（写化学式）．
20．
（1）I.按要求填写下列空白：
在常温常压下，1 g 氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出91.5 kJ 的热量。写出相应的热化学方程式为 　 　。
（2）已知： ①2Mg(s) + O2(g) = 2MgO(s) ΔH2 = -1203.4 kJ/mol
②C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH1 = -393.5 kJ/mol
写出Mg与CO2反应的热化学方程式　 　。
（3）氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：　 　。
（4）II.某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，填写下列空白。
该反应的化学方程式为　 　。
（5）反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率v(Z)= 　 　。
（6）上述反应在t1～t6内反应速率与时间图像如图所示，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则下列说法正确的是____ (填字母)。
A．在t1时增大了压强 B．在t3时加入催化剂
C．在t4时降低了温度 D．t2～t3时X的转化率最高
21．完成下列问题。
（1）如图 NO2(g)和 CO(g)反应生成 CO2(g)和 NO(g)过程中能量变化图。该反应物的总焓 　 　生成物的焓(填“小于”或“大于”)。请写出 NO2 和 CO 反应的热化学方程式　 　；
（2）有如下三个热化学方程式：
H2(g)+ O2(g)═H2O(g) △H1=akJ mol﹣1
H2(g)+ O2(g)═H2O(l) △H2=bkJ mol -1
2H2O(l)═2H2(g)+O2(g) △H3=ckJ mol ﹣1
①请写出 b 、c 的关系式　 　 ；判断 c　 　0(填“>”或“<”)。
②试比较△H　 　△H2(填“>”或“<”)。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A. 液态水转化为气态水需要吸热，则△H5＞0，A不符合题意；
B. 根据盖斯定律可知△H1＝△H2+△H3+△H4+△H5，由于△H5＞0，因此△H1＞△H2+△H3+△H4，B符合题意；
C. 根据盖斯定律可知△H1＝△H2+△H3+△H4+△H5，则△H2+△H3+△H4+△H5-△H1=0，C不符合题意；
D. O-H键键能为△H1/2，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】根据物质转化过程的热效应，以及盖斯定律进行分析。
2．【答案】A
【解析】【解答】A．化学反应的实质：旧化学键的断裂和新化学键的形成，电解质的电离只有化学键的断裂没有化学键的形成，所以该变化不是化学变化，选项A符合题意；
B．氢气在氯气中燃烧放出热量，所以氢气在氯气中燃烧，可看作储存在物质中的化学能转化为热能释放出来，选项B不符合题意；
C．镁在氯气中燃烧为放热反应，根据能量守恒定律知，反应体系的能量较低，选项C不符合题意；
D．反应是吸热还是放热与反应条件无关，有些化学反应为吸热反应，但不需要条件，如：氯化铵和氢氧化钡反应为吸热反应，但不需要条件，有些化学反应为放热反应，但需要加热、点燃等条件，如铝热反应为放热反应，需要高温条件，选项D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成；
B.物质的燃烧都是放热反应；
C.物质的燃烧放热；
D.反应是放热还是吸热与反应物和生成物能量的相对大小有关，与反应条件无关。
3．【答案】B
【解析】【解答】A．金刚石的能量高于石墨，二者完全燃烧时放出热量，则Q1B．金刚石的能量高于石墨，石墨比金刚石更稳定，B符合题意；
C．质量相等的石墨与金刚石，石墨具有的能量比金刚石低，C不符合题意；
D．质量相等的石墨与金刚石完全燃烧均生成二氧化碳，生成的二氧化碳一样多，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】石墨在一定条件下可以转化为金刚石并需要吸收能量，则金刚石的能量高于石墨，石墨比金刚石更稳定。
4．【答案】D
【解析】【解答】A．燃放鞭炮在燃烧过程中放出大量的热，A不符合题意；
B．酸碱的中和反应放出热量，B不符合题意；
C．焦炭燃烧放出热量，C不符合题意；
D．CaCO3 受热分解是一个吸热过程，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】碳酸钙分解吸收热量，中和反应、物质的燃烧都放出热量。
5．【答案】A
【解析】【解答】A．Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl晶体混合反应是吸热反应，在反应中吸收热量，A符合题意；
B．铝热反应是放热反应，B不符合题意；
C．稀硫酸与烧碱反应属于中和反应，反应为放热反应，C不符合题意；
D．生石灰变成熟石灰的反应是放热反应，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】常见的吸热和放热反应如下：
吸热反应：大多数分解反应，C、CO、H2还原金属氧化物，带8个结晶水的氢氧化钡与氯化铵的反应，大多数盐的水解反应；
放热反应：大多数的化合反应，酸碱中和反应，金属和酸的反应，金属和水的反应，燃烧反应，爆炸反应；
6．【答案】C
【解析】【解答】解：A、因反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，故A错误；
B、因旧键的断裂吸收能量，而不是释放能量，故B错误；
C、因旧键的断裂吸收能量，由图可知断裂2molA﹣B键需要吸收ykJ能量，故C正确；
D、由图可知，1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，故D错误；
故选C．
【分析】A、根据反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应；
B、根据旧键的断裂吸收能量，新键的生成释放能量；
C、根据旧键的断裂吸收能量；
D、根据图象可判断反应物与生成物的总能量．
7．【答案】C
【解析】【解答】0.5 molCH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出445 kJ的热量，则1 mol甲烷完全燃烧放出的热量为445kJ×2＝890kJ，此反应是放热反应，即ΔH<0，因此热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol－1，
故答案为：C。
【分析】热化学方程式书写注意要标状态，焓变要带正负值单位，燃烧热要注意生成稳定的氧化物。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．放电时M为正极，则充电时M为阳极，a与电源正极相连，A不符合题意；
B．放电过程中N极反应为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，M极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应为2Zn+O2=2ZnO，所以KOH溶液浓度不变，B不符合题意；
C．电解质溶液为碱性溶液，充电时N极反应应为ZnO+H2O+2e-=Zn+2OH-，C符合题意；
D.16gO2的物质的量为0.5mol，根据电极方程式可知转移2mol电子，有1molZn转化为1molZnO，增加的质量即为1molO的质量，为16g，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】锌-空气燃料电池中Zn为活泼金属，放电时被氧化，所以N为负极，M为正极，氧气被还原。
9．【答案】C
【解析】【解答】A．焓变等于总生成物能量减去总反应物能量，A不符合题意；
B． 在足量中 燃烧生成CO2（g）和液态水，放出890.3kJ热量，B不符合题意；
C． 完全燃烧的热化学方程式为 ， ，C符合题意；
D.比较摩尔质量，单位质量的三种物质完全燃烧，H2（g）放出的能量最多，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A．焓变等于总生成物能量减去总反应物能量；
B．CH4在足量中燃烧生成CO2和液态水；
C．焓变的计算；
D.比较摩尔质量，单位质量的三种物质完全燃烧，摩尔质量小的放出能量多。
10．【答案】A
【解析】【解答】Al-Ag2O动力电池是以溶有KOH的流动海水为电解液，Al作负极，失电子与电解质溶液中的氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子和水，Ag2O得电子，与水反应生成Ag和氢氧根离子；
A．Ag2O作正极得电子，和水反应生成Ag和氢氧根离子，A符合题意；
B．Al作负极失电子，电极反应式Al+4OH--3e－=AlO2-+2H2O，B不符合题意；
C．电子由Al极经外电路流向Ag2O极，C不符合题意；
D．电池工作过程中， 向负极Al电极移动，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A．Ag2O作正极得电子，和水反应生成Ag和氢氧根离子；
B．电极反应式的书写；
C．电子由Al极经外电路流向Ag2O极；
D．电池工作过程中， 向负极Al电极移动。
11．【答案】B
【解析】【解答】解：A．某些放热反应也需要加热才能发生，如铝热剂发生的反应是放热反应，需要加热发生反应，吸热反应不需要加热也可以发生反应，如氢氧化钡晶体和氯化铵的反应为吸热反应，常温下能发生反应，故A错误；
B．生成物的总能量低于反应物总能量的反应，是放热反应，若是吸热反应则相反，所以反应是放热还是吸热取决于反应物和生成物的总能量的相对大小，故B正确；
C．放热反应在常温下不一定很容易发生，如碳与氧气的反应为放热反应，但须点燃，故C错误；
D．化学反应的能量变化可以是热能、光能、电能等等，不仅仅是热能，故D错误；
故选B．
【分析】A．某些放热反应也需要加热才能发生，吸热反应不需要加热也可以发生反应；
B．生成物的总能量低于反应总能量的反应，是放热反应，若是吸热反应则相反；
C．放热反应在常温下不一定很容易发生，吸热反应在常温下不一定不能发生；
D．化学反应的能量变化可以是热能、光能、电能等．
12．【答案】D
【解析】【解答】A．pH=5.0醋酸溶液时压强减小，则是吸氧腐蚀，故A不符合题意；
B．pH=2.5时，压强增大，是析氢腐蚀，pH=5.0时，压强减小，是吸氧腐蚀，酸度不同，腐蚀的主要类型可能不同，故B不符合题意；
C．两组溶液都在消耗氢离子，pH一定逐渐变大，故C不符合题意；
D．腐蚀速率与氢离子浓度有关，换成盐酸，若pH相同，则速率相同，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】pH=2.5的醋酸溶液与铁反应的压强增大，则为析氢腐蚀，电极反应式为：2CH3COOH+2e-=H2↑+2CH3COO-，pH=5.0时压强减小，则是吸氧腐蚀，电极反应式为：O2+4 CH3COOH +4e-=2H2O+4CH3COO-；
13．【答案】A
【解析】【解答】A. 图1中，石墨的能量比金刚石低，所以石墨转变为金刚石是吸热反应，A符合题意；
B. 图2中，S(g)的能量比S(s)的能量高，所以等质量的S(g)完全燃烧放出的热量大于S(s)，B不符合题意；
C. 图3中，白磷的能量高于红磷的能量，所以白磷比红磷能量高，稳定性差，C不符合题意；
D. 图4中，CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.能量越低越稳定，金刚石的能量高于石墨的能量，故石墨转为金刚石需要吸热
B.根据图示，气态硫单质具有的能量高于固态硫单质，能量越低越稳定，固态硫比气态硫稳定，因此气态硫完全燃烧放出热量高于固态硫单质
C.能量越低越稳定，红磷能量高于白磷
D.反应物的能量高于生成物，根据焓变=生成物的能量-反应物的能量即可计算
14．【答案】A
【解析】【解答】解：A、由电子流向可知a为负极，H2失电子发生氧化反应，电极反应为H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O，故A正确；
B、由电子流向可知a为负极，b为正极，负极上发生氧化反应，通入氢气，正极上发生还原反应，通入的是氧气，故B错误；
C、该装置的能量转换有化学能、电能和光能，故C错误；
D、P一型半导体连接的是电池正极，故D错误．
故选A．
【分析】A、由电子流向可知a为负极，H2失电子发生氧化反应；
B、由电子流向可知a为负极，b为正极，以此判断；
C、该装置的能量转换有化学能、电能和光能等；
D、根据电子流向可知P一型半导体连接的是电池正极．
15．【答案】A
【解析】【解答】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符合题意；
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不符合题意；
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不符合题意；
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不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．能量越高的物质越不稳定；
B．等质量的同种物质的气态的能量大于液态；
C．弱酸电离过程需要吸收热量；
D．热化学方程式的系数是物质的量；
16．【答案】D
【解析】【解答】2gH2的物质的量，即1molH2燃烧生成H2O(l)时放出的热量为285.8kJ，则该反应的热化学方程式为：H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol，D符合题意；
故答案为：D
【分析】根据公式计算2gH2的物质的量，在结合反应放出的热量确定反应热，从而得出热化学方程式。
17．【答案】（1）NH4NO3或NH4NO2
（2）S2-＞N3-＞O2-＞Mg2+
（3）H++HSO3=H2O+SO2↑；NH4HSO3
（4）O2+2H2O+4e-=4OH-
【解析】【解答】（1）由分析可知，A为H、B为N、C为O，可组成的既含有离子键又含有共价键的化合物为NH4NO3或NH4NO2；
（2）核外电子层数越大，离子半径越大，核外电子层数相同，核电荷数越大，离子半径越小，因此C、D、E的简单离子中，离子半径大小顺序为S2－>N3－>O2－>Mg2＋；
（3）A、B、C、E四种元素可形成的酸式盐为 NH4HSO4和NH4HSO3，二者混合后可反应生成SO2，该反应的离子方程式为：H＋＋HSO3－=SO2↑＋H2O；其中能使酸性KMnO4溶液褪色的为NH4HSO3；
（4）B2A4的化学式为N2H4，C2的化学式为O2，二者形成的碱性燃料电池中，O2作为正极反应物，发生得电子的还原反应，其电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；
【分析】C原子的最外层电子数是电子层数的3倍，则C原子的电子层数为2，最外层电子数为6，因此C为O；C和E同主族，则E为S；A、B、C的单质在常温下都是气态，因此A为为H，B为N。G为A的单质，则G为H2；B的单质为T，因此T为N2；H2与N2反应生成NH3，因此W为NH3。1molDA2与足量的A2C反应生成2molH2，因此D为二价金属，故D为Mg。据此结合题干设问分析作答。
18．【答案】（1）镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出；偏转；2H++2e﹣=H2↑；Mg﹣2e﹣=Mg2+
（2）Al；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
（3）O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
（4）CH4+8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O
【解析】【解答】解：（1.）镁、铝和稀硫酸构成了原电池，自发进行的反应是镁和硫酸反应，金属镁做负极，电极反应：Mg﹣2e﹣=Mg2+，金属铝为正极，溶液中的2H+得到电子发生还原反应，电极反应为：2H++2e﹣=H2↑，所以可看到镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转，故答案为：镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出；电流表指针发生偏转；Mg﹣2e﹣=Mg2+；2H++2e﹣=H2↑．
（2.）镁、铝和氢氧化钠溶液构成了原电池，自发的氧化还原反应是金属铝和氢氧化钠之间的反应，总反应方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，铝失电子，为负极，金属镁作正极，故答案为：Al；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
（3.）氢气、氧气和氢氧化钾溶液构成了原电池，自发的氧化还原反应是氢气和氧气之间的反应，总反应方程式为：2H2+O2=2H2O，正极上通的是氧气，B极是正极，电极反应：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，故答案为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
（4.）燃料电池的总反应离子方程式为：CH4+2O2+2OH﹣=CO32﹣+3H2O，正极上通的是氧气，电极反应：2O2+4H2O+8e﹣=8OH﹣，负的极一定是燃料失电子的过程，因正极和负极相加即为总反应，所以：CH4+8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O，
故答案为：CH4+8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O．
【分析】根据自发的氧化还原反应能设计成原电池，失电子的一极是负极，发生氧化反应，得到电子的是正极，发生还原反应；
在燃料电池中，通入正极的一极氧气，通入负极的一极氧气是燃料，负极的电极反应=总反应﹣正极的电极反应和；
19．【答案】（1）原电池；阳极
（2）CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O；Ag++e﹣=Ag；H2和NaOH
（3）12；HCl
【解析】【解答】解：（1）甲池中一极通入甲烷，另一极通入氧气，所以甲池为甲烷形成的燃料电池，通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，A与正极相连，所以A为阳极；故答案为：原电池；阳极；（2）CH4在负极上失电子，碱性条件下生成碳酸根，所以甲装置中通入CH4的电极反应式为CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O；乙装置中B（Ag）的电极为银离子得电子，其电极反应式为：Ag++e﹣=Ag；丙装置中D极为阴极，电极上水放电生成氢气和氢氧根离子，所以D极的产物是H2和NaOH；
故答案为：CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O；Ag++e﹣=Ag；H2和NaOH；（3）设电解后氢氧化钠的物质的量浓度是xmol/L，丙池中产生112mL，则氢气的体积与氯气的体积相同均为56mL，
2NaCl+ 2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2NaOH
22.4L 2mol
0.056L 0.5xmol
则x= =0.01mol/L
则C（H+）=10﹣12 mol/L，所以溶液的pH=12，
由于电解生成H2和Cl2从溶液中逸出，所以应该加二者的化合物，即加入HCl，
故答案为：12；HCl．
【分析】（1）甲池为甲烷形成的燃料电池；根据原电池的正负极判断电解池的阴阳极；（2）CH4在负极上失电子，碱性条件下生成碳酸根；乙装置中B（Ag）的电极为阳离子得电子；丙装置中D极为阴极；（3）电解氯化钠溶液时，阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电，根据氯气和氢氧化钠的关系式计算氢氧化钠的物质的量浓度，从而得出溶液的pH；根据电解的产物分析，根据“析出什么元素加入什么元素”的原则确定加入的物质．
20．【答案】（1）H2(g) +Cl2(g) = 2HCl(g)ΔH = -183 kJ/mol
（2）2Mg(s) + CO2(g) = 2MgO(s) + C(s)ΔH=-809.9 kJ/mol
（3）H2 - 2e- +2OH-= 2H2O
（4）3X＋Y2Z
（5）0.05 mol·L－1·min－1
（6）B
【解析】【解答】(1)在常温常压下，1 g 氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出91.5 kJ 的热量，则1mol氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出183kJ 的热量，反应的热化学方程式为H2(g) +Cl2(g) = 2HCl(g)ΔH = -183 kJ/mol；
(2)①2Mg(s) + O2(g) = 2MgO(s)ΔH2 = -1203.4 kJ/mol
②C(s) + O2(g) = CO2(g)ΔH1 = -393.5 kJ/mol
根据盖斯定律①-②得Mg与CO2反应的热化学方程式为2Mg(s) + CO2(g) = 2MgO(s) + C(s)ΔH=-809.9 kJ/mol；
(3)碱性氢氧燃料电池，氢气在负极失电子生成水，负极反应式H2 - 2e- +2OH-= 2H2O；
(4)X、Y物质的量减少，Z物质的量增多，所以X、Y是反应物，Z是生成物，X、Y、Z物质的量变化为0.3mol、0.1mol、0.2mol，该反应的化学方程式为3X＋Y2Z；
(5)反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率v(Z)= mol·L－1·min－1；
(6)A．t1时，正反应速率不变，逆反应速率突然增大，改变的条件是加入生成物Z，故A不正确；
B．在t3时，正逆反应速率同等程度增大，改变的条件是加入催化剂，故B正确；
C．在t4时，正逆反应速率均降低，平衡逆向移动，改变的条件为减小压强，故C不正确；
D．t2～t3时，反应达到平衡，X的转化率不变，故D不正确；
选B。
【分析】(1)根据盖斯定律；
(3)燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应；
(4)同一反应中，速率之比等于计量数之比；
(5)依据计算；
(6)依据影响反应速率和化学平衡的因素分析。
21．【答案】（1）大于；NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ/mol
（2）2b+c=0；>；>
【解析】【解答】（1）由图可知，反应物的总焓大于生成物的总焓。NO2与CO反应的化学方程式为：NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)，该反应的反应热ΔH=E1－E2=134kJ·mol－1－368kJ·mol－1=－234kJ·mol－1，因此该反应的热化学方程式为：NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g) ΔH=－234kJ·mol－1。
（2）①由盖斯定律可知，2ΔH2=－ΔH3，所以2b=－c，所以2b＋c=0。水的分解反应为吸热反应，因此ΔH3＞0，即c＞0。
②水由气态转化为液态的过程要放热，因此生成液态水时放出的热量更多，ΔH越小。所以ΔH1>ΔH2。
【分析】（1）根据图像确定反应物、生成物总焓的相对大小。反应热ΔH=E1－E2，据此写出反应的热化学方程式。
（2）①根据盖斯定律确定b、c的关系。水的分解反应为吸热反应。
②水由气态转化为液态的过程要放热，因此生成液态水时放出的热量更多，ΔH越小。