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（共13题）
1．微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。下列说法不正确的是
A．好氧微生物反应器中反应为NH+2O2=NO+2H++H2O
B．电子由A极沿导线流向B极
C．标准状况下，B极上每生成3. 36L气体时，理论上电路中有1mol电子通过
D．A极的电极反应式为CH3COO- -8e -+2H2O=2CO2↑+7H+
2．Fe3O4中含有亚铁离子、铁离子，分别表示为Fe(II)、Fe(III)，以Fe3O4/Pd为催化材料，可实现用H2消除酸性废水中的致癌物，其反应过程示意图如图所示，下列说法错误的是
A．用该法处理后水体的pH降低。
B．反应过程中被Fe(II)还原为N2
C．Pd上发生的电极反应为
D．Fe(II)与Fe(III)的相互转化起到了传递电子的作用
3．肼（N2H4）空气燃料电池是一种环保碱性燃料电池，其电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。电池总反应为N2H4＋O2=N2↑＋2H2O。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是（　　）
A．溶液中阴离子物质的量基本不变
B．正极的电极反应是N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑
C．正极的电极反应是O2＋4H＋＋4e－=2H2O
D．溶液中阴离子向正极移动
4．对于反应C2H4（g） C2H2（g）＋H2（g）、2CH4（g） C2H4（g）＋2H2（g），当升高温度时平衡都向右移动。
①C（s）＋2H2（g）=CH4（g）　ΔH1；
②2C（s）＋H2（g）=C2H2（g）　ΔH2；
③2C（s）＋2H2（g）=C2H4（g）　ΔH3
则①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小顺序排列正确的是（　　）
A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH2＞ΔH3＞ΔH1
C．ΔH2＞ΔH1＞ΔH3 D．ΔH3＞ΔH2＞ΔH1
5．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：
S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJ·mol－1
已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝a kJ·mol－1
②K2S(s)=S(s)＋2K(s) ΔH＝b kJ·mol－1
③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)　ΔH＝c kJ·mol－1
下列说法不正确的是
A．x<0　a<0
B．b>0　c<0
C．x＝3a－b－c
D．1 mol C(s)在空气中不完全燃烧生成CO的焓变小于a kJ·mol－1
6．已知在25、101Kpa下，1g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40KJ热量，则表示上述反应的热化学方程式正确的是
A．2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g)△H =+96.80kJ/mol
B．2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)△H =—11035.20kJ/mol
C．2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)△H =+11035.20kJ/mol
D．2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g)△H =—96.80kJ/mol
7．下列说法正确的是
A．原电池中，负极上发生的反应是还原反应
B．原电池中，电流的方向是负极 导线 正极
C．双液原电池中的盐桥是为了连通电路，所以也可以用金属导线代替
D．在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极
8．如图所示，将铁棒和石墨棒插入1 L 1 mol·L-1食盐水中。下列说法正确的是
A．若电键K与N连接，铁被保护不会腐蚀
B．若电键K与N连接，正极反应式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑
C．若电键K与M连接，铁棒上有黄绿色气体产生
D．若电键K与M连接，当两极共产生22.4 L(标准状况)气体时，生成了1 mol NaOH
9．运动会上发令枪所用的“火药”成分是氯酸钾和红磷，经撞击发出响声，同时产生白色烟雾。撞击时发生反应：5KClO3+6P=3P2O5+5KCl，则下列有关叙述错误的是（ ）
A．该反应是放热反应
B．产生白色烟雾的原因是生成的P2O5白色固体小颗粒（烟）吸水性很强，吸收空气中的水分，生成磷酸小液滴（雾）
C．因红磷和白磷互为同分异构体，所以上述火药中的红磷可以用白磷代替
D．该上述反应中消耗3molP时，转移电子的物质的量为15mol
10．电池具有稳定性高，安全，对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：，电池的正极材料是，负极材料是石墨，含U导电固体为电解质。下列有关电池说法正确的是
A．可加入硫酸以提高电解质的导电性
B．放电时电池内部Li+向负极移动
C．充电过程中，电池正极材料的质量增加
D．放电时电池正极反应为：
11．中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢的方案，其基本工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．该装置中的能量转化形式：光能→电能→化学能
B．该电化学装置中，Pt电极的电势低于BiVO4电极的电势
C．电子流向：BiVO4电极→H2O→Pt电极→外电路
D．BiVO4电极上的反应式为SO-2e-+H2O=SO+2H+
12．甲烷、乙烯和丙烯都是重要的化工原料，都能燃烧，丙烯的燃烧热比乙烯的燃烧热小。下列相关说法正确的是
A．和的焓变很接近
B．已知 ，乙烯的燃烧热为
C．丙烯燃烧放出的热量一定比乙烯燃烧放出的热量多
D．若 ， ，则
13．如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是

A．图表示的是吸热反应的能量变化
B．图中反应物比生成物稳定
C．图可以表示氧化钙与水反应的能量变化
D．图不需要加热就一定能发生，图一定需要加热才能发生
二、填空题（共8题）
14．如图所示是一个电化学装置的示意图。
请回答下列问题：
（1）图中丙池是 (填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)。
（2）B电极的名称是 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)。
（3）写出通入CH3OH的电极的电极反应式： 。
（4）乙池中反应的化学方程式为 。
（5）当乙池中B(Ag)极质量增加10.8g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 L(标准状况)，此时丙池中某电极析出2.8g某金属，则丙池中的某盐溶液可能是 (填字母)。
A．MgSO4B．CuSO4C．NaCl D．AgNO3.
15．A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：
阳离子 Ag＋、Na＋
阴离子 NO3－、SO42－、Cl－
下图Ⅰ所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、 B、 C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了27 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如下图Ⅱ所示。据此回答下列问题：

（1）M为电源的 （填“正”或“负”）极，乙中阳离子向 （填“c”或“d”）定向移动，A是 （填写化学式）。
（2）计算电极f上生成的气体在标准状况下的体积为 。
（3）b电极上发生的电极反应为 ；
乙烧杯的电解池总反应的化学方程式为 。
（4）要使丙恢复到原来的状态，应加入物质的质量为 。
16．电化学是研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学。如图所示，A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽，其电极材料及电解质溶液如(图1)所示。

(1)上述装置在工作时， 能转化为 能。
(2)闭合K1，断开K2，若c、d为惰性电极，通电后，d端显红色，则电源b端为 极；c端的电极反应式为 。
(3)补全并配平滤纸中央KMnO4溶液处发生反应的离子方程式：
(4)已知C装置中溶液的溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均为0.1mol，打开K1，关闭K2，通电一段时间后，阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量m(mol)关系如(图2)所示，当通过的电子物质的量大于0.2mol时，得电子的微粒为 ，Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是 。

(5)D装置中溶液是H2SO4溶液，则电极C端从开始至一段时间后的实验现象，下列描述不正确的是___________。
A．开始时产生气泡 B．一段时间后产生气泡
C．开始时溶液逐渐变蓝 D．一段时间后有红色物质析出
17．膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置图如下。
(1)A装置是 ，B装置是 (填“原电池”或“电解池”)。
(2)N2O5在电解池的 (填“c极”或“d极”)区生成，其电极反应式为 。
(3)A装置中通入O2的一极是 极，其电极反应式为 ；通入SO2的一极是 极，其电极反应式为 。
18．已知2 mol氢气燃烧生成液态水时放出572 kJ的热量，反应方程式是2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)。请回答下列问题：
(1)若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量 (填“＞”、“＜”或“=”)572 kJ。
(2)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)反应的热化学方程式是 。
(3)已知下列反应的热化学方程式：
①6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)　ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH2
③C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)的ΔH为 。(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)
19．碳是化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：
(1)有机物M经过太阳光照可转化成N，转化过程如下：ΔH=＋88.6 kJ·mol-1.则M、N相比，较稳定的是 。
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为238.6 kJ·mol-1，CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) ΔH=-akJ·mol-1，则a 238.6(填“＞”、“＜”或“=”)。
(3)已知：
则以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为： 。
(4)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。已知表中所列键能数据，则N2(g)+ 3H2 (g) 2NH3(g) H= kJ/mol
化学键 H-H N-H N≡N
键能kJ/mol 436 391 945
20．下图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。
请回答下列问题：
(1)该装置将 能转化为 能，电流方向为 (填“b→a”或“a→b”)。
(2)催化剂b表面O2发生 反应，其附近酸性 (填“增强”、“不变”或“减弱”)。
(3)催化剂a表面的电极反应式： 。
21．某实验小组用0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。
I．配制0.50mol/LNaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245mLNaOH溶液，则至少需要称量NaOH固体 g。
(2)从图1中选择称量NaOH固体所需要的仪器(填序号) 。
Ⅱ．测定中和热的实验装置如图2所示。取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
(3)请填写下表中的空白：
温度 实验 次数 起始温度t1/℃ 终止温度 t2/℃ 温度差平均值 (t2-t1)/℃
H2SO4 NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1
2 27.0 27.4 27.2 33.3
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.4
(4)近似认为0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g·℃)。则中和热ΔH= (取小数点后一位)。
(5)上述实验结果的数值与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是(填字母) 。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．在量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．NH4+在好氧微生物反应器中转化为NO3-，结合电子守恒、电荷守恒得到反应的离子方程式为NH4++2O2═NO3-+2H++H2O，故A正确；
B．微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，所以电子由A(负)极沿导线流向B(正)极，故B正确；
C．NO3-离子在B(正)极得到电子生成氮气，电极反应式为2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O，标准状况下，生成3. 36LN2时，即n(N2)==0.15mol，理论上电路中有1.5mol电子通过；故C错误；
D．酸性介质中，CH3COO-在原电池A(负)极失电子，发生氧化反应生成CO2气体，则A极的电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O═2CO2↑+7H+，故D正确；
答案为C。
2．A
【分析】根据反应过程示意图可知，被Fe(II)还原为N2，Fe(Ⅲ)将H2氧化为H+，总反应方程式为。
【详解】A．总反应为，用该法处理后，由于消耗水体中的氢离子，故pH升高，A错误；
B．反应过程中被Fe(II)还原为N2，B正确；
C．根据分析可知，Pd上发生的电极反应为，C正确；
D．由图中信息可知，Fe(II)与Fe(III)是该反应的催化剂，其相互转化起到了传递电子的作用，D正确；
故答案选A。
3．A
【分析】该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为N2H4+4OH--4e═4H2O+N2↑，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-，放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，据此分析解答。
【详解】A．根据电池反应式知，KOH的物质的量在反应中不变，所以溶液中阴离子的物质的量基本不变，故A正确；
B．正极上氧气得电子发生还原反应，而N2H4是在负极上失电子发生氧化反应，故B错误；
C．正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-，故C错误；
D．放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故D错误；
故答案为A。
4．B
【详解】当升高温度时反应(1) C2H4（g） C2H2（g）＋H2（g），的平衡向右移动说明该反应正向为吸热反应，△H>0，反应(2) 2CH4（g） C2H4（g）＋2H2（g）的平衡向右移动说明该反应正向为吸热反应，△H>0。
①C（s）＋2H2（g）=CH4（g）　ΔH1；
②2C（s）＋H2（g）=C2H2（g）　ΔH2；
③2C（s）＋2H2O（g）=C2H4（g）　ΔH3
利用盖斯定律，2×[②-③]得到C2H4（g） C2H2（g）+ H2（g），△H=2(△H2-△H3)，与题干中的(1)中的方程式一样，而(1)中的反应为吸热反应，△H>0则△H2-△H3＞0，所以△H2＞△H3，同理③-2×①，得到2CH4（g） C2H4（g）＋2H2（g），△H=△H3-2△H1，与题干中的(2)中的方程式一样，而(2)中的反应为吸热反应，则△H3-2△H1＞0，所以△H3＞2△H1，即△H3＞△H1，综上，ΔH2＞ΔH3＞ΔH1，故选B。
5．D
【详解】A．黑火药的爆炸、碳的燃烧都属于放热反应，因此x<0，a<0，A正确；
B．反应②为分解反应，反应吸热，b>0，反应③为化合反应，多数化合反应放热，c<0，B正确；
C．根据盖斯定律将方程式3×①－②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)的ΔH＝(3a－b－c)kJ·mol－1，所以x＝3a－b－c，C正确；
D．1 mol C(s)在空气中不完全燃烧生成CO放出的热量小于生成CO2时放出的热量，所以焓变大于a kJ·mol－1，D错误；
答案选D。
6．B
【详解】由25、101Kpa下，1g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40KJ热量可知，2mol辛烷燃烧生成二氧化碳和液态水的反应热△H =—×2=—11035.20kJ/mol，则反应的热化学方程式为2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)△H =—11035.20kJ/mol，故选B。
7．D
【详解】A项、原电池中，负极上发生氧化反应，故A错误；
B项、原电池中，电流的方向是电子移动方向的反向，应是正极 导线 负极，故B错误；
C项、盐桥的作用是通过离子的定向移动，构成闭合回路，不能用导线代替，故C错误；
D项、在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，故D正确；
故选D。
8．D
【详解】A．电键K与N连接时，铁作原电池的负极，发生氧化反应，会发生腐蚀，A错误；
B．K与N连接时，正极发生还原反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，B错误；
C．K与M连接时，铁做阴极，溶液中的氢离子在此极得电子变为无色无味的氢气，C错误；
D．K与M连接时该装置为电解池，石墨棒是阳极，铁棒是阴极，发生总反应式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，由反应数量对应关系可知，两电极产生的气体体积相等，而产生1molCl2时生成的OH-为2mol，故两极共生成22.4L(标准状况)气体时，生成1 mol NaOH，D正确；
本题正确选项D。
9．C
【分析】5KClO3+6P=3P2O5+5KCl中，Cl元素的化合价由+5价降低为-1价，P元素的化合价由0升高为+5价，并注意结合习题中的信息来解答。
【详解】A． “火药”成分是氯酸钾和红磷，经撞击发出响声，可知该反应为放热反应，故A正确；
B． 生成物中有P2O5白色固体小颗粒(烟)，其吸水性很强，吸收空气中的水分，生成磷酸小液滴(雾)，故B正确；
C．红磷和白磷为同种元素的不同单质，互为同素异形体，且白磷着火点低，不能将火药中的红磷可以用白磷代替，故C错误；
D． P元素的化合价由0升高到+5价，则消耗3molP时，转移电子的物质的量为3mol×(5 0)=15mol，故D正确；
故选C。
10．D
【详解】A．若加入硫酸，硫酸与Li单质(固体)发生反应，故A错误；
B．放电时阳离子向正极移动，电池内部Li+向正极移动，故B错误；
C．充电过程中，阳极反应为LiFePO4-e-=FePO4+Li+，电池正极材料的质量减小，故C错误；
D．放电时，负极反应为Li-e-=Li+，正极反应为：，故D正确；
选D。
11．A
【分析】该装置为原电池，由Pt电极上反应(H2O→H2)或BiVO4电极上反应(→)可知，Pt电极上氢离子得电子生成氢气，发生还原反应，为正极，电极反应为2H2O+2e- ═H2↑+2OH-；BiVO4电极为负极，失电子生成硫酸根，发生氧化反应，电极反应为-2e-+2OH-= +H2O，据此分析解答。
【详解】A． 由图可知，该装置中的能量转化形式：光能→电能→化学能，A正确；
B． Pt电极为正极，BiVO4电极为负极，所以Pt电极电势高于BiVO4电极，B错误；
C． 电子从BiVO4电极(负极)经导线流向Pt电极(正极)，不能进入溶液，C错误；
D． BiVO4电极为负极，发生氧化反应，溶液呈碱性，则BiVO4电极上的反应式为-2e-+2OH-= +H2O，D错误；
故选A。
12．A
【详解】A．从化学键的角度分析，两个反应断键和成键方式相似，所以焓变很接近，选项A正确；
B．表示乙烯的燃烧热应生成液态水，选项B错误；
C．未指明乙烯和丙烯的用量，选项C错误；
D．放热越多，焓变越小，，选项D错误。
答案选A。
13．B
【详解】A．图反应物的总能量高于生成物，所以为放热反应，故A错误；
B．图中反应物的总能量比生成物低，所以反应物比生成物稳定，故B正确；
C．氧化钙与水反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物，故C错误；
D．放热反应有时候需要加热，吸热反应不一定加热，故D错误；
故选B。
14． 电解池 阴极 CH3OH-6e-+8OH-═6H2O+CO32- 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 0.56 BD
【分析】（1）图中甲池能自发进行氧化还原反应，属于原电池，通燃料的电极是负极，通氧气的电极是正极；
（2）通入甲醇的电极为负极、通入氧气的电极为正极，电解池中连接原电池负极的电极为阴极、连接原电池正极的电极为阳极；
（3）甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；
（4）乙池中A电极上氢氧根离子放电、阴极上银离子放电，据此书写乙池中反应的化学方程式；
（5）根据转移电子相等结合电极反应式进行计算。
【详解】（1）图中甲池能自发进行氧化还原反应，将化学能转化为电能，属于原电池，乙池和丙池属于电解池，丙池中两个电极一样，不是电镀池，
故答案为电解池；
（2）通入甲醇的电极为负极、通入氧气的电极为正极，A连接原电池正极，为电解池阳极，B是阴极，
故答案为阴极；
（3）甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-═6H2O+CO32-，
故答案为CH3OH-6e-+8OH-═6H2O+CO32-；
（4）乙池中A电极上氢氧根离子放电、阴极上银离子放电，所以乙池电池反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，
故答案为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；
（5）B(Ag)极的质量增加10.8g时，根据Ag++e- =Ag ，n(Ag)==0.1mol，则转移电子为0.1mol，根据转移电子相等，甲池中1molO2转变为阳离子转移4mol电子，则转移电子为0.1mol理论上消耗O2标况下的体积=×22.4L/mol=0.56L，此时丙池中某电极析出2.8g某金属，转移电子为0.1mol，
A.电解MgSO4溶液，根据电解池中阳离子放电顺序，氢离子先放电，则不能析出金属单质，故A不符合题意；
B.电解CuSO4溶液，根据电解池中阳离子放电顺序，铜离子先放电，1mol铜离子得到2mol电子变为1mol铜单质64g，转移电子为0.1mol，生成铜单质3.2g，若溶液中铜离子物质的量小于=0.044mol，则可能得到2.8g金属，故B符合题意；
C.电解NaCl溶液，根据电解池中阳离子放电顺序，氢离子先放电，则不能析出金属单质，故C不符合题意；
D.电解AgNO3溶液，根据电解池中阳离子放电顺序，银离子先放电，1mol银离子得到1mol电子变为1mol银单质108g，转移电子为0.1mol，生成钠单质10.8g，若溶液中银离子物质的量等于=0.026mol，则可能得到2.8g金属，故D符合题意；
答案为：0.56；BD。
15． 负 c NaCl 1.4 L 2Cl―― 2e－==Cl2 4AgNO3＋2H2O ==4Ag＋O2↑＋4HNO3 2.25g
【详解】试题分析：（1）（1）接通电源，经过一段时间后，测得乙中C电极质量增加了27克，说明C电极是阴极，所以连接阴极的电极M是原电池的负极；电解池中和阳离子向阴极运动，乙中阳离子向c定向移动；电解时，甲装置中溶液的pH值增大，说明阳极上是放电能力大于氢氧根离子的离子放电，根据表格知，为氯离子，氯离子和银离子能生成沉淀，所以甲装置电解质溶液是氯化钠溶液，所以A是NaCl ；
（2）丙中pH不变，则C为硫酸钠，f电极上生成氧气，n（Ag）==0.25mol，由2Ag～4e-～O2↑可知生成标况下氧气的体积为0.25mol÷4×22.4L/mol=1.4L，故答案为1.4L；
（3）电解氯化钠溶液，阳极b电极上发生的电极反应为2Cl―― 2e－== Cl2；
乙中的电解质为AgNO3，电解的总反应的化学方程式为4AgNO3＋2H2O == 4Ag＋O2↑＋4HNO3。
（4）丙中电解质为硫酸钠，就是电解水，1molH2O电解时转移2mol电子，要使丙恢复到原来的状态，应加入水的质量为0.25mol÷2×18g/mol=2.25g
考点：考查了电解原理及计算
16．(1) 电能 化学能
(2) 负
(3)
(4) H+ Cu2+＞H+＞X3+
(5)B
【分析】根据题目信息可知该装置闭合后与电源相连接，说明是电解池，将电能转化为化学能的装置；闭合K1，断开K2则为电解饱和食盐水装置，其总反应为；
【详解】（1）该装置闭线路后与电源相连接，为电解池装置，电能转化为化学能；
（2）闭合K1，断开K2，通电后，d端显红色说明生成OH-，根据可知电源b端为负极；则c端与电源正极相连，为电解池阳极发生失电子的氧化反应，电极反应为：；
（3）根据得失电子守恒、电荷守恒以及质量守恒，可得补全后反应方程式为：；
（4）根据图乙可知通电即有固体产生，通过电子0.2mol时固体质量析出最大值，证明此时析出固体为铜。说明氧化能力Cu2+＞X3+，当电子超过0.2mol时固体质量不再变化，说明析出的为氢气，证明H+＞X3+，综上，氧化能力由大到小的顺序为Cu2+＞H+＞X3+；
（5）断开K1闭合K2，由（1）分析可知b为电源负极，即D装置中铜棒作阳极发生失电子反应生成铜离子，碳棒作阴极发生得电子反应，电解质溶液中H+先得电子生成氢气，之后由铜离子得电子生成铜单质，所以现象为：产生无色气体，溶液变蓝，一段时间后由红色物质析出，答案选B。
17．(1) 原电池 电解池
(2) c极 N2O4＋2HNO3－2e－=2N2O5＋2H＋
(3) 正 O2＋4H＋＋4e－=2H2O 负 SO2－2e－＋2H2O=SO＋4H＋
【分析】由于B装置中c、d两极均为惰性电极，不符合构成原电池的条件，因此可推知A装置为原电池（可视作燃料电池），用来制备H2SO4，B装置为电解池，用来制备N2O5，A装置为B装置提供电能。A中通入SO2的一极发生氧化反应，为原电池负极，通入O2的一极发生还原反应，为原电池正极，c电极与电池正极相连，c是阳极；d与与电池负极相连，d是阴极。
【详解】（1）由于B装置中c、d两极均为惰性电极，不符合构成原电池的条件，因此可推知A装置为原电池，用来制备H2SO4，B装置为电解池，用来制备N2O5。
（2）N2O4发生氧化反应生成N2O5，所以N2O5在电解池的c极(阳极)生成，电极反应式是N2O4＋2HNO3－2e－=2N2O5＋2H＋；
（3）A装置中O2得电子发生还原反应，通入O2的一极是正极，其电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O；SO2发生氧化反应生成硫酸，通入SO2的一极是负极，其电极反应式为SO2－2e－＋2H2O= SO＋4H＋。
18．(1)＜
(2)SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l) ΔH=-130 kJ mol-1
(3)12ΔH3＋5ΔH2-2ΔH1
【详解】（1）水蒸气的能量大于液态水，若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，放出的热量＜572 kJ。
（2）①2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH1=-197 kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l)　ΔH2=-44 kJ·mol-1
③2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)　ΔH3=-545 kJ·mol-1
根据盖斯定律③-②-①得SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l) ΔH=-545 kJ·mol-1+44 kJ·mol-1+197 kJ·mol-1=-130 kJ mol-1；
（3）①6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)　ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH2
③C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH3
根据盖斯定律-①×2+③×12+②×5得4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)的ΔH=5ΔH2+12ΔH3-2ΔH1；
19．(1)M
(2)＜
(3)CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g) △H=+165.0 kJ mol-1
(4)-93
【分析】能量越低越稳定；燃烧热是1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量；反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，结合盖斯定律分析解答。
(1)
有机物M经过太阳光光照可转化成N的△H=+88.6kJ mol-1，该反应是吸热反应，说明M的能量低于N的能量，能量越低越稳定，则M稳定，故答案为：M；
(2)
燃烧热是1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量小于燃烧热，即a＜238.6，故答案为：＜；
(3)
①CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g) △H=+206.2kJ mol-1，②CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g) △H=+247.4kJ mol-1，根据盖斯定律，①×2-②可得：CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g) △H=+165.0 kJ mol-1，故答案为：CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g) △H=+165.0 kJ mol-1；
(4)
反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，则N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=945kJ mol-1+436kJ mol-1×3-391kJ mol-1×6=-93kJ mol-1，故答案为：-93。
20． 化学 电 b→a 还原 减弱 SO2+2H2O 2e ==+4H+
【详解】(1)该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能,电流方向与电子流向相反，由b→a。
(2) 由图示可看出，电子由a表面转移到b表面，因此b表面发生还原反应，催化剂b处的反应为：O2+2H++2e-=H2O， 酸性减弱。
(3)催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸，电极方程式为：SO2+2H2O 2e ==+4H+
21．(1)5.0
(2)abe
(3)4.0
(4)-53.5kJ/mol；
(5)acd
【分析】Ⅰ．要使用245mL NaOH溶液，应使用250mL容量瓶，根据该体积进行计算；NaOH固体具有一定的腐蚀性且易潮解，应在烧杯中称量，称量时选择托盘天平，取用药品时还需使用药匙；
Ⅱ．由表格中的数据可知，第2组数据误差较大，去掉该组数据后求平均值进行计算；起始温度t1的平均值为=26.1℃，终止温度t2的平均值为=30.1℃，因而温度差为30.1-26.1=4.0℃；根据△H==进行计算和误差分析；
【详解】（1）要使用245mL NaOH溶液，应使用250mL容量瓶，需要称量NaOH固体的质量m=cVM=0.50mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g；
（2）NaOH固体具有一定的腐蚀性且易潮解，应在烧杯中称量，称量时选择托盘天平，取用药品时还需使用药匙，故选择abe；
（3）①第2组实验误差较大，舍去。起始温度t1的平均值为=26.1℃，终止温度t2的平均值为=30.1℃，因而温度差为30.1-26.1=4.0℃；
（4）△H=== = -53.5 kJ/mol。
（5）a. 实验的成功与否与热量损失的多少密不可分，放出的能量偏低，符合题意；
b. 量取NaOH溶液的体积时仰视读数，测量得溶液体积偏大，放出的热量偏高，不符合题意；
c. 分次加入液体，热量损失过多，尽量一次性倒入，放出的能量偏低，符合题意；
d. 温度计上粘有的氢氧化钠与硫酸反应，使硫酸的起始温度偏高，放出的能量偏低，符合题意；
故答案选acd。
答案第1页，共2页
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