专题1《化学反应与能量变化》单元检测题（含解析）2023-2024学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择性必修1

专题1《化学反应与能量变化》
一、单选题
1．化学反应H2+Cl2=2HCl的能量变化如图所示。关于该过程能量变化的叙述不正确的是
A．氢气与氯气反应的热化学方程式：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol-1
B．该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的
C．2 mol HCl分子中的化学键形成时要释放862 kJ能量
D．2 mol气态氢原子的能量低于1 mol氢气的能量
2．以碳负载纳米钌催化剂作为正极材料的锂 二氧化碳电池工作原理如图所示，电解液为饱和LiClO4 (CH3)2SO(二甲基亚砜)溶液。下列说法错误的是
A．放电时，向负极移动
B．电池的总反应式为4Li+3CO2=2Li2CO3+C
C．若消耗标准状况下22.4LCO2，则转移4mol电子
D．该电池的研发和推广有利于缓解温室效应
3．在℃、下，的白磷(化学式为)完全燃烧放出的热量比的红磷(化学式为)完全燃烧放出的热量多。反应方程式分别为，。由此判断，下列说法中正确的是
A．由红磷转化为白磷是吸热反应，红磷比白磷稳定
B．由红磷转化为白磷是放热反应，红磷比白磷稳定
C．由红磷转化为白磷是放热反应，白磷比红磷稳定
D．由红磷转化为白磷是吸热反应，白磷比红磷稳定
4．如图为利用电化学方法处理有机废水的原理示意图。下列说法正确的是
A．a、b极不能使用同种电极材料
B．工作时，a极的电势低于b极的电势
C．工作一段时间之后，a极区溶液的pH增大
D．b极的电极反应式为：CH3COO-+4H2O-8e-=2HCO+9H+
5．氯及其化合物应用广泛。氯的单质Cl2可由MnO2与浓盐酸共热得到，Cl2能氧化Br-，可从海水中提取Br2；氯的氧化物ClO2可用于自来水消毒，ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水，与碱反应会生成ClO与ClO；亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效漂白剂和氧化剂。亚氯酸钠(NaClO2)实验室制备过程为：①在强酸性介质中用SO2还原NaClO3制备ClO2；②在碱性介质中ClO2与H2O2反应，得到亚氯酸钠溶液；③再经一系列操作可得亚氯酸钠固体。下列说法正确的是
A．①中可用盐酸作强酸性介质，②中可用NaOH作碱性介质
B．反应①阶段，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为1∶2
C．反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D．若通过原电池反应来实现①，正极的电极反应为ClO+e-+2H+=ClO2+H2O
6．下列关于金属的腐蚀与防护的叙述不正确的是
A．图①马口铁(镀锡铁)即使镀层破损，依然不易生锈
B．图②若将钢闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀
C．图②若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀
D．图③若金属M比铁活泼，可防止钢铁输水管腐蚀
7．我国学者开发了一种新型高效电解析氢(HER)催化剂，大幅降低了电解所需的电压，同时可将气体变废为宝。其工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．Y电极可选择铁
B．X的电极反应式为
C．吸收的反应的离子方程式为
D．当回收32t硫时，理论上有通过M由a流向b
8．工业上，冶炼铁的有关热化学方程式如下：
①C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1
②CO2(g)＋C(s)=2CO(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1
③Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1
④2Fe2O3(s)＋3C(s)=4Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH4＝d kJ·mol－1
(上述热化学方程式中，a、b、c、d均不等于0)下列说法正确的是
A．bB．C(s)＋O2(g)=CO(g)　ΔH＝kJ·mol－1
C．d＝3c＋2b
D．CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH9．汽车的启动电源常用铅蓄电池，其结构如图所示。下列说法正确的是
A．电池工作时，电子由PbO2板通过外电路流向Pb板
B．放电时，正极附近pH减小
C．充电时，PbO2电极接外电源负极
D．每当有2mol电子通过电路时，负极材料增重96g
10．如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为PbO2+Pb+4H++2=2PbSO4+2H2O。下列有关说法正确的是
A．K与N相接时，能量由电能转化为化学能
B．K与N相接时，H+向负极区迁移
C．K与M相接时，所用电源的a极为负极
D．K与M相接时，阳极附近的pH逐渐增大
11．用二氧化碳可合成低密度聚乙烯(LDPE)。常温常压下以纳米二氧化钛膜为工作电极，电解CO2可制得LDPE，该电极反应可能的机理如图所示。下列说法正确的是
A．CO2与CO是同一种微粒 B．OH-的电子式为
C．过程III中碳元素被氧化 D．LDPE不易分解，对环境有污染
12．“定电位”NOx传感器可以用来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．该方法既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能
B．对电极的材料可能为活泼金属锌
C．工作电极上的电极反应式为NO2+2e-+2H+=NO+H2O，当有4.48LNO2被处理时，转移电子数为0.4NA
D．传感器工作时，电子从工作电极经过放大器后流向对电极
13．某小组同学以HCl溶液和NaOH溶液为例，进行中和反应反应热的测定，下列有关说法正确的是
A．利用图装置进行中和热测定实验，装置中只有一处错误
B．测定中和热时，将NaOH溶液分次缓慢倒入装有盐酸的量热计中
C．用环形玻璃搅拌棒左右搅拌，有助于反应充分
D．完成一次中和反应反应热测定实验，温度计需要使用3次
14．用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含、、、)的装置如图(、为石墨电极)所示，下列说法正确的是
A．电池工作时，负极反应式为H2-2e-+2OH- =2H2O
B．电解时，电子流动路径：负极外电路阴极溶液阳极正极
C．试管中溶液可以用饱和食盐水替代
D．忽略能量损耗，当电池中消耗(标准状况)时，极会产生气体
二、填空题
15．某课外小组分别用如图所示装置对原电池和电解池的原理进行实验探究。
请回答：
Ⅰ.用图1所示装置进行第一组实验。
（1）实验过程中N极附近变红，左边反应原理为Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu。电极M是 极，电极反应式为 。
（2）若实验过程中有0.4mol电子转移，则有 molCl-通过隔膜。
Ⅱ.用如图2所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区逐渐产生蓝色沉淀；停止实验，铜电极明显变细，电解液仍然澄清；分别收集两极产生的气体进行实验，发现其中一种气体可在另一种气体中燃烧，据此回答下列问题。
（3）Y极产生的气体为 （填化学式），产生该气体的电极反应式为 。
（4）电解过程中，X极区溶液的pH （填“增大“减小”或“不变”）。
（5）若在X极收集到672mL气体时，Y极收集到168mL气体（均已折算为标准状况下的气体体积），则Y电极（电极）质量减少 g。
16．为了实现“碳中和”的目的，科学家积极探索减少的排放水平，并通过新技术对进行综合利用。
(1)是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义，与经催化重整，制得合成气： ，已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键 C—H C＝O H—H
键能 413 745 436 1075
写出的电子式 ；则该反应的 。
(2)工业废气中的可用碱液吸收，所发生的反应如下：
，
，
则：
①的 （用含a、b的代数式表示）。
②标况下，与足量的NaOH溶液充分反应后，放出的热量为 kJ（用含a或b的代数式表示）。
(3)以甲醇为燃料的新型电池，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，但同时会释放，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：
①电极A为 （填“正”“负”）极；甲醇在电极B上发生的反应式为 。
②该电池正常工作一段时间，当电池中有60mol电子转移时，会产生 g。
17．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀。
①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则 (填“a”或“b”)试管内盛有食盐水。
②a试管中铁发生的是 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，生铁中碳上发生的电极反应式为 。
(2)如图两个图都是金属防护的例子。
①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 (填字母)，此方法叫做 保护法。
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
②图乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的 (填“正”或“负”)极。
③以上两种方法中， 填“甲”或“乙”)方法能使铁闸门保护得更好。
18．请根据所学知识回答下列问题：
(1)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2， ΔH1 ΔH2(填“>”“＜”或“=”，下同)。
(2)已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中ΔH的大小：ΔH1 ΔH2。
①P4(白磷，s)＋5O2(g)=2P2O5(s)　ΔH1
②4P(红磷，s)＋5O2(g)=2P2O5(s)　ΔH2
(3)已知：稀溶液中，H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1，则浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水，放出的热量 57.3 kJ。
(4)已知：0.5 mol CH4(g)与0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式 。
19．铅蓄电池是典型的可充电电池，电池总反应式为：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO 2PbSO4＋2H2O。请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：
(1)放电时，正极的电极反应式是 。电解液中H2SO4的浓度将变 ，当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加 g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成 。B电极上生成 ，充电完成后，重新放电，A电极为 。
20．电化学原理具有极为广泛的应用，请回答下列问题:
（1）电镀是防止金属腐蚀的重要方法，铁制品表面上镀铜的装置示意图如图所示：
①A电极对应的金属是 (写元素名称)。
②电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为a g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。
（2）工业上常用电解熔融氯化镁获得金属镁，若电解槽中有水分，则生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应，使阴极表面产生MgO钝化膜，降低电解效率，写出生成MgO 的化学方程式 。
（3）“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置如图所示：
①该电池的正极反应式为 。
②若用该电池为电源，用惰性电极电解CuSO4溶液，电解一段时间后，向电解液中加入0.1mol Cu2(OH)2CO3，恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH。电解过程产生的气体体积(在标准状况下)为 。
21．氢能是一种无污染的能源，随着氢气需求的不断增长，制氢技术在不断进步。
(1)甲烷水蒸气重整制氢：
已知：a. ；
b. 。
① ，为了得到更多的，一般采用的反应条件是 (填“高温”、“低温”或“常温”)。
②工业上甲烷水蒸气重整制氢的过程中，经常加入吸附剂强化[ ]，相比于甲烷水蒸气重整，吸附强化甲烷水蒸气重整的优点有 、 。
(2)甲醇水蒸气重整制氢：甲醇和水蒸气重整时，未使用催化剂和使用催化剂两种反应进程中能量的变化曲线a和b如图所示。
①b过程第Ⅰ步反应和第Ⅱ步反应分别为 (填“放热反应”或“吸热反应”，下同)、 ，第Ⅰ步反应与第Ⅱ步反应的 (填“>”、“<”或“=”)。
②甲醇和水蒸气重整时发生反应的热化学方程式为 。
22．Ⅰ．根据化学能转化为电能的相关知识，回答下列问题：
(1)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母，下同)。
A． B．
C． D．
Ⅱ.铅蓄电池是常用的化学电源。
(2)铅蓄电池属于 (填“一次”或“二次”)电池。已知硫酸铅为不溶于水的白色固体，生成时附着在电极上。写出该电池放电时，正极上的电极反应式： 。
(3)甲烷(CH4)燃料电池以30%KOH溶液为电解质溶液，该燃料电池放电时负极上的电极反应式为 ；正极附近溶液的碱性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(4)银锌电池总反应为：Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag。则该电池的正极电极反应式： 。
(5)如图为氢氧燃料电池的构造示意图。
①氧气从 (填“a”或“b”)口通入；电池工作时，OH-向 (填“X”或“Y”)极移动。
②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质可以传导O2-，则电池工作时负极电极反应式为 。
23．回答下列问题：
(1)下列反应中，属于放热反应的 ，属于吸热反应的是 填序号)
①物质燃烧 ②炸药爆炸 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铁粉与稀盐酸反应
(2)断开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol NN分别需要吸收能量为436 kJ、391 k、946kJ，则1 mol H2与足量N2反应生成NH3需 (填“吸收”或“放出”)能量 kJ。(认为反应进行到底)。(小数点后保留两位数字)
(3)X、Y两种前20号主族元素能形成XY2型化合物，已知XY2中共有38个电子，若XY2为常见元素形成的离子化合物，且X、Y两元素不在相邻的两个周期，则XY2的电子式为： 。
24．根据所学知识回答问题：
(1)写出下列反应的热化学方程式：
①NH3(气态)在高温高压催化剂下分解生成1mol N2(气态)与H2(气态)，吸收92.2kJ的热量 。
②1mol H2(气态)与适量O2(气态)起反应，生成H2O(液态)能放出285.8kJ的热量 。
(2)工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0 MPa)和催化剂作用下进行的，反应器中发生了下列反应：
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1=-90.7 kJ·mol-1①
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5 kJ·mol-1②
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2 kJ·mol-1③
反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)，计算该反应的ΔH= 。
(3)一定温度下，反应H2+Cl2═2HCl中的某一基元反应H2+Cl·→HCl+H·，其能量变化如图所示。表示反应物分子中旧化学键没有完全断裂、新化学键没有完全形成的过渡态。
该基元反应的活化能为 kJ mol-1，△H为 kJ mol-1。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．根据图示可知：反应物的能量比生成物的高，发生反应放出热量，氢气与氯气反应的热化学方程式：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=679 kJ/mol-862 kJ/mol=-183 kJ·mol-1，A正确；
B．改变反应条件只是改变提供能量的方式，由于反应物、生成物的能量不变，所以反应热效应相同，故该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的，B正确；
C．断裂化学键需吸收能量，形成化学键会释放能量，二者能量变化数值相等，故根据图示可知形成2 mol HCl分子中的化学键时要释放862 kJ能量，C正确；
D．2 mol气态氢原子形成1 mol H2中的化学键会释放能量，说明2 mol气态氢原子的能量高于1 mol氢气的能量，D错误；
故合理选项是D。
2．C
【详解】A．Li为负极，负极反应为Li e =Li+，为平衡电荷，向负极移动，A正确；
B．根据图示可知，正极反应式为4Li++4e +3CO2=2Li2CO3+C，故电池的总反应式为4Li+3CO2=2Li2CO3+C，B正确；
C．标准状况下22.4 L CO2的物质的量为1 mol，根据总反应式可知消耗3 mol CO2转移4 mol电子，C错误；
D．由题给信息可知，这种电化学转化方式中CO2转化为固体产物C和碳酸盐，减少了CO2的排放，可以缓解温室效应，D正确。
答案选C。
3．A
【详解】已知在25℃，101kPa下，1mol的白磷（化学式为P4）完全燃烧放出的热量比4mol的红磷（化学式为P）完全燃烧放出的热量多，这说明白磷的总能量高于红磷，则4P(s)＝P4(s)的△H＞0，能量越低越稳定，故红磷比白磷稳定。
故选A。
4．D
【详解】A．电极a、b上发生的反应不同，两电极均不参与反应，因而两极间形成电势差，故电极材料可同可异，A项错误；
B．工作时，电极b上CH3COO-→HCO，碳元素从平均0价失电子升至+4 价，电极b是原电池的负极，则电极a是电池的正极，a极的电势高于b极的电势，B项错误；
C．电极a(正极)电极反应为+H++2e-　→　 ＋Cl-，正极每得到2mol电子时，为使溶液电中性，必有2molＨ+通过质子交换膜进入a极溶液，同时电极反应消耗1mol H+，故工作一段时间之后，a极区溶液中H+浓度增大，pH减小，C项错误；
D．工作时，电极b上CH3COO-→HCO，碳元素从平均0价失电子升至+4 价，电极b是原电池的负极，b极的电极反应式为：CH3COO-+4H2O-8e-=2HCO+9H+，D项正确；
本题选D。
5．D
【详解】A．NaClO3与盐酸发生反应生成有毒气体氯气，因此反应①中不能用盐酸作强酸性介质，故A说法错误；
B．反应中NaClO3作氧化剂，Cl的化合价由+5价降低为+4价，降低1价，SO2作还原剂，S的化合价由+4升高为+6价，升高2价，参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1，故B说法错误；
C．在碱性介质中ClO2与H2O2反应生成NaClO2，Cl的化合价由+4价降低为+3价，H2O2作还原剂，NaClO4不能代替过氧化氢，故C说法错误；
D．用原电池实现反应①，根据原电池工作原理，正极上得电子，化合价降低，即电极反应式为ClO+e-+2H+=ClO2+H2O，故D说法正确；
答案为D。
6．A
【详解】A．由于Fe比Sn活泼，图①马口铁(镀锡铁)即使镀层破损，将因为与空气中的CO2、H2O、O2等形成电化学腐蚀，加快铁生锈，A不正确；
B．图②若将钢闸门与电源的负极相连，则钢闸门作阴极，故可防止钢闸门腐蚀，B正确；
C．图②若断开电源，钢闸门中将形成Fe和C两电极，在海水和O2作用下形成原电池，电解质溶液呈中性或弱酸性，故将发生吸氧腐蚀，C正确；
D．图③若金属M比铁活泼，则M作负极，失电子，从而保护了铁，故可防止钢铁输水管腐蚀，D正确；
故答案为：A。
7．C
【分析】根据图示，左侧氢离子得电子生成氢气，故左侧X为阴极，右侧Y为阳极，亚铁离子失去电子生成铁离子，铁离子与H2S发生氧化还原反应得到S。
【详解】A．Y为电解池阳极，若选择铁作电极，则电极反应式为，A错误；
B．X的电极反应式为，B错误；
C．吸收反应的离子方程式为，C正确；
D．当回收32t硫时，S元素化合价由-2价升高为0价，转移电子数为：，故理论上有通过M由b流向a，D错误；
故选C。
8．B
【详解】A．反应①为放热反应，a<0，反应②为吸热反应，b＞0，则b＞a，故A错误；
B．由盖斯定律可知，反应得反应C(s)＋O2(g)=CO(g)，则ΔH==kJ·mol－1，故B正确；
C．由盖斯定律可知，②×3+③×2可得反应④，则ΔH4=d kJ·mol－1=(3b＋2c)kJ·mol－1，故C错误；
D．反应①为1mol碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量为akJ，1mol一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量一定小于akJ，由于两个反应都为放热反应，反应热ΔH为小于0的负值，则一氧化碳燃烧的反应热ΔH＞a kJ·mol－1，故D错误；
故选B。
9．D
【分析】铅蓄二次电池，总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。
【详解】A．电池工作放电时，Pb作负极失电子通过外电路流向正极PbO2板，故A错误；
B．放电时正极的电极反应为PbO2+SO +4H++2e-=PbSO4+2H2O，消耗H+，正极附近pH增大，故B错误；
C．放电时，PbO2作正极得电子化合价降低发生还原反应，充电时，PbO2连接外接电源的正极作阳极发生氧化反应，故C错误。
D．每当有2mol电子通过电路时，负极材料铅转化为硫酸铅，增重硫酸根的96g，D正确；
故选D。
10．C
【详解】A．K与N相接时形成原电池，能量转化是化学能转化为电能，A错误；
B．K与N相接时形成原电池，原电池工作时，H+向负电荷较多的正极迁移，B错误；
C．K与M连接时，该装置是电解池，Pb电极为阴极，连接电源的负极，所以a为负极，C正确；
D．K与M相接时，该装置是电解池，为电池充电过程，阳极反应式为：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++，反应产生H+，阳极附近溶液中c(H+)增大，故溶液的pH减小，D错误；
故合理选项是C。
11．D
【解析】结合电解原理和反应机理可知，过程Ⅰ为+4价的Ti得电子被还原为+3价的Ti，+3价的Ti将CO2还原为CO，同时+3价的Ti被CO2氧化为+4价；过程Ⅱ中CO中C元素化合价由+3降低到CO中+2价，CO被还原为CO；过程III中CO中C元素由+2价降低到CH2中-2价，CO被还原为CH2，同时，化合物X不含C，应为H2O2；过程Ⅳ中CH2发生聚合反应生成LDPE，据此解答。
【详解】A．CO2与CO所含电子数不一样，不是同一种微粒，A错误；
B．OH-带一个单位的负电荷且氧原子最外层达八电子结构，其电子式为，B错误；
C．过程III中：CO中C元素由+2价降低到CH2中-2价，CO被还原为CH2，C错误；
D．LDPE为聚乙烯，是一种塑料，不易分解，对环境有污染即白色污染，D正确。
答案选D。
12．B
【分析】根据装置图，该装置为原电池装置，工作电极中NO2→NO，N的化合价降低，工作电极为正极，对电极为负极，据此分析；
【详解】A．根据装置图，NO2转化成NO，NO2、NO对环境都有污染，因此该方法不能消除氮氧化物和减轻环境污染，故A错误；
B．根据上述分析，对电极为负极，金属锌为活泼金属，可以作负极，故B正确；
C．题中没有指明是否是标准状况，因此无法判断转移电子物质的量，故C错误；
D．根据原电池工作原理，电子从负极经负载流向正极，即电子从对电极经放大器流向工作电极，故D错误；
答案为B。
13．D
【详解】A．由图装置可知缺少玻璃搅拌器，同时大小烧杯口应齐平，故如图所示的装置不止一处错误，A错误；
B．测定中和热时，为减少实验误差，应该将NaOH溶液一次快速倒入装有盐酸的量热计中，并用环形玻璃搅拌棒搅拌，使其充分反应并测其温度，B错误；
C．环形玻璃搅拌棒的作用就是通过搅拌加快反应速率，尽快结束实验，记录数据，减少热量耗散，但搅拌时应该上下搅拌，C错误；
D．完成一次中和反应反应热测定实验，温度计需要使用3次，分别是反应前酸、碱的温度、反应中最高温度，D正确；
答案选D。
14．D
【分析】根据图知，左侧电池为原电池，通入燃料H2的电极为负极、通入O2的电极为正极，由此装置有外接电源而作电解池，a连接正极，则a为阳极，b为阴极，阳极上先Br-放电生成溴，阴极上水得电子生成H2和OH-，
【详解】A．电池工作时，酸性条件下正极上不能得到OH-，得到的是H2O，则电极反应式为O2+4H++4e-═2H2O，故A错误；
B．电子不进入电解质溶液，所以导致流动路径为负极→外电路→阴极、阳极→外电路→正极，故B错误；
C．NaCl不能抑制氯气溶解，所以不能用饱和食盐水代替NaOH溶液，故C错误；
D．b电极上生成H2，忽略能量损耗，电池中消耗2.24 L(标准状况)H2等于右侧b电极上生成的氢气，则b极会产生0.1mol气体，故D正确；
故选：D。
15． 阳 2Cl--2e-=Cl2↑ 0.4 O2 4OH--4e-=O2↑+2H2O 增大 0.96
【详解】Ⅰ．（1）电解滴加酚酞的NaCl溶液，N极附近变红，则N极为阴极，与原电池负极相接，M电极为电解池的阳极，阳极上Cl-放电生成氯气，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；
（2）原电池中锌为负极、铜为正极，放电时，阴离子移向负极，即Cl-从右向左移向锌极，由于Cl-与电子均带1个单位的负电荷，所以电路中转移电子与溶液中转移Cl-的物质的量相等，即0.4mol电子转移时有0.4molCl-通过隔膜；
Ⅱ．（3）实验过程中，两极均有气体产生，Y极区逐渐产生蓝色沉淀，该沉淀是氢氧化铜沉淀；停止实验，铜电极明显变细，电解液仍然澄清；分别收集两极产生的气体进行实验，发现其中一种气体可在另一种气体中燃烧，气体应该是氢气和氧气，这说明Y（Cu）为阳极，阳极上OH-失去电子生成O2，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O；
（4）电解池中X（C）为阴极，阴极上H+得电子生成H2，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，生成OH-，X极区溶液的碱性增强、pH增大；
（5）X极生成H2所得电子的物质的量等于Y极上Cu失去电子与OH-生成氧气所失电子的物质的量之和，即2n（H2）=4n（O2）+2n（Cu），n（H2）=0.672L÷22.4L/mol=0.03mol，4n（O2）=0.168L÷22.4L/mol=0.0075mol，2×0.03mol=4×0.0075mol+2n（Cu），n（Cu）=0.015mol，Y电极（Cu电极）质量减少64g/mol×0.015mol=0.96g。
16．(1)
(2)
(3) 正 440
【详解】（1）为共价化合物，其电子式为：，反应的焓变反应物键能之和-生成物键能之和=(4413+2745-21075-2436)kJ/mol=。
（2）①已知反应(1) ，反应(2) ，依据盖斯定律，反应可由2(2)- (1)得到，则焓变2()-()=。
②标况下，的物质的量为=0.5mol，由热化学方程式可知，1molCO2与足量NaOH溶液反应放出akJ的热量，则0.5molCO2与足量NaOH溶液反应放出kJ的热量。
（3）①原电池中阴离子向负极移动，由氧离子的移动方向可知，B极为原电池的负极，则A极为原电池的正极，负极甲醇失电子结合氧离子生成二氧化碳和水，电极反应式为：。
②由可知，当电池中有60mol电子转移时，会产生10molCO2，质量为10mol44g/mol=440g。
17．(1) b 析氢
(2) C 牺牲阳极的阴极 负 乙
【详解】（1）①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则a发生析氢腐蚀，a中盛有氯化铵溶液，b发生吸氧腐蚀，b中盛有食盐水，故答案为b。
②a试管中铁发生的是析氢腐蚀，生铁中碳为正极，正极上发生还原反应，故发生的电极反应式为。b试管中铁发生的是吸氧腐蚀，生铁中碳为正极，发生的电极反应式O2+2H2O+4e-=4OH-；铁为负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。
（2）①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钠能够与水反应，不能做电极材料，所以选锌，此方法叫做牺牲阳极的阴极保护法，故答案为C；牺牲阳极的阴极；
②电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故答案为负。
③因为电解池的保护比原电池保护更好，所以方法乙能使铁闸门保护得更好；故答案为乙。
18．(1)=
(2)<
(3)>
(4)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+2a kJ·mol-1
【分析】(1)
反应热只与始态和终态无关，与反应条件无关，则光照和点燃条件的ΔH相同，即ΔH1＝ΔH2；
(2)
已知常温时红磷比白磷稳定，说明白磷能量高，反应放出的热量较多，由于放热ΔH<0，放出的能量越多反应热越小，因此ΔH1<ΔH2
(3)
由于浓硫酸溶于水放热，所以浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水，放出的热量>57.3 kJ；
(4)
已知0.5 mol CH4(g)与0.5 mol水蒸气在t℃、pkPa时，完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收了akJ热量，所以1 mol CH4(g)与1 mol水蒸气在t℃、pkPa时，完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收了2akJ热量，所以该反应的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+2a kJ·mol-1。
19．(1) PbO2＋4H+＋SO＋2e-=PbSO4＋2H2O 小 48g
(2) Pb PbO2 负
【详解】（1）放电是电池，根据原电池的工作原理，正极是得电子，化合价降低，因此PbO2是正极材料，电极反应式为PbO2＋4H+＋SO＋2e-=PbSO4＋2H2O；根据总电极反应方程方式，硫酸被消耗，因此硫酸的浓度减小；负极材料：Pb＋2SO－2e－=PbSO4，负极板质量增加的是SO的质量，因此通过1mol电子时，增加的质量是1×96/2g=48g；
（2）A接的是电源的负极，A作阴极，发生电极反应式为PbSO4－2e－=Pb＋SO，因此A电极上是Pb，B接电源的正极，B为阳极，PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SO，B电极上产生PbO2，重新放电，A电极为负极。
20． 铜 a/64 2MgOHCl+Mg＝2MgO+MgCl2+H2↑ ClO－+2e－+H2O＝Cl－+2OH－ 5.6L
【详解】(1)①在铁上镀铜时，铜作阳极连接原电池正极，铁作阴极连接原电池负极，所以A为铜，B为铁，铁电极上铜离子得电子生成铜单质，电极反应式为 Cu2++2e-═Cu，故答案为铜；
②电镀时，阳极上金属失电子导致金属质量减少，阴极上析出金属，导致质量增加，电镀后两极质量差的一半为阴极上析出的铜质量，所以阴极上析出铜的质量=ag×=g，转移电子的物质的量=×2= mol，故答案为；
(2)生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应生成MgO，氯化镁和氢气，反应的化学方程式为：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑，故答案为2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑；
(3)①根据“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置图中微粒变化可知，ClO-在正极放电，生成Cl-，结合碱性的环境，正极反应式：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-，故答案为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；
②电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是铜、氢氧根离子，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段：第一阶段2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4，第二阶段：2H2O2H2↑+O2↑，将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO H2O CO2，所以加入0.1molCu2(OH)2CO3 就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水，加入0.2molCuO说明电解放出了0.1mol氧气，电解0.1mol水生成0.1mol氢气和0.05mol氧气，共生成气体0.1mol+0.1mol+0.05mol=0.25mol，气体在标准状况下的体积=0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故答案为5.6L。
21．(1) 高温 能增大的产率 能降低反应过程中的能耗
(2) 吸热反应 放热反应 >
【详解】（1）①已知：a. ；
b. 。
依据盖斯定律b－a×2即得到+164.9，正反应是吸热，因此为了得到更多的，一般采用的反应条件是高温。
②氧化钙和二氧化碳反应，降低生成物浓度，使平衡正向移动，同时反应放热，所以相比于甲烷水蒸气重整，吸附强化甲烷水蒸气重整的优点有能增大的产率、能降低反应过程中的能耗。
（2）①b过程第Ⅰ步反应中反应物总能量低于生成物总能量，属于吸热反应，第Ⅱ步反应中反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，所以第Ⅰ步反应与第Ⅱ步反应的＞。
②根据图象可知焓变为（510－461）kJ/mol＝+49 kJ/mol，则甲醇和水蒸气重整时发生反应的热化学方程式为 。
22．(1)D
(2) 二次 PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O
(3) CH4-8e-+10OH-=+7H2O 增强
(4)
(5) b X
【详解】（1）原电池发生的反应是氧化还原反应。
A．该反应是中和反应，反应过程中元素化合价不变，因此不属于氧化还原反应，不能构成原电池，A不符合题意；
B．该反应属于氧化还原反应，但离子方程式书写中，电子不守恒，电荷不守恒，B不符合题意；
C．该反应基本类型是化合反应，但反应反应过程中元素化合价不变，因此不属于氧化还原反应，不能构成原电池，C不符合题意；
D．该反应属于氧化还原反应，反应过程中电子守恒，元素守恒，方程式书写正确，因此能构成原电池，D符合题意；
故合理选项是D。
（2）铅蓄电池能够反复放电和充电使用，因此属于二次电池；
在铅蓄电池放电时，负极材料是Pb，Pb失去电子发生氧化反应，负极的电极反应式为：Pb-2e-+=PbSO4；正极材料是PbO2，PbO2得到电子被还原产生Pb2+结合溶液中的生成PbSO4；O2-结合H+生成H2O，则正极的电极反应式为：PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O；
（3）在甲烷燃料电池中，通入燃料甲烷的电极为负极，CH4失去电子被氧化产生的CO2与溶液中的OH-结合形成，同时产生H2O，则负极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O；
在正极上O2得到电子，与溶液中的H2O结合形成OH-，故正极附近c(OH-)增大，故正极附近溶液的碱性增强；
（4）银锌电池中，Zn为负极，失去电子发生氧化反应，Ag2O为正极，得到电子发生还原反应，正极的电极反应式为：；
（5）①根据图示可知：在X电极上有电子流出，则X电极为负极，a口通入的气体为H2；在Y电极上有电子流入，则Y电极为正极，b口通入的气体为O2。因此氧气从b口通入；电池工作时，OH-向正电荷较多的负极区移动，因此OH-向X电极移动。
②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质可以传导O2-，则电池工作时负极上H2失去电子产生的H+结合O2-生成H2O，则负极的电极反应式为。
23． ①②③⑤⑦ ④⑥ 放出 30.67
【分析】
(1)常见的放热反应有：物质燃烧、氧化反应、金属与酸反应、金属与水反应、中和反应、大多数化合反应和铝热反应；常见的吸热反应有：大多数分解反应，个别的化合反应（C和CO2）及某些复分解反应(如铵盐和强碱)。
(2)化学反应中，化学键断裂吸收能量，形成新的化学键放出能量，根据化学方程式计算吸收或放出的能量。
(3) 根据化学式判断元素化合价，由题中信息确定元素在元素周期表中的位置。
【详解】
(1)①物质燃烧属于放热反应；②炸药爆炸属于放热反应；③酸碱中和反应属于放热反应；④二氧化碳通过炽热的炭属于化合反应，但为吸热反应；⑤食物因氧化而腐败属于放热反应；⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应属于吸热反应；⑦铁粉与稀盐酸反应属于吸热反应；所以属于放热反应的有：①②③⑤⑦，属于吸热反应的④⑥；
(2)在反应H2+N2 NH3中，按反应进行到底进行计算，断裂1 mol H—H键、mol NN键共吸收的能量为436 kJ+946kJ=751.33 kJ，生成mol NH3，放出能量为 3391 kJ=782 kJ，吸收的能量少，放出的能量多，所以该反应为放热反应，放出的热量为782 kJ-751.33 kJ=30.67 kJ，答案为：放出；30.67；
(3) X、Y两种前20号主族元素能形成XY2型离子化合物，则X为+2价，应该是第IIA族元素，Y为-1价，应该是第VIIA族元素，XY2中共有38个电子且不在相邻的两个周期，只能分别在第二、第四周期，X为Ca元素，为Y为F元素，CaF2为离子化合物，阴阳离子以离子键构成化合物，CaF2的电子式为 。
【点睛】
反应热=反应物的键能总和—生成物的键能总和，计算键能时要注意化学计量数和化学键的数目。
24．(1) 2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH= +92.2kJ·mol-1 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH= -285.8kJ·mol-1
(2)-246.1kJ·mol-1
(3) 21.5 +7.5
【详解】（1）①NH3(g)在高温高压催化剂下分解生成1mol N2(g)与H2(g)，吸收92.2kJ的热量，NH3分解生成1mol N2(g)，则NH3的物质的量为2mol，生成的H2(g)为3mol，该反应为可逆吸热反应，焓变为正数，其热化学方程式为2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH=+92.2kJ·mol-1；
②1mol H2(g)与适量O2(g)起反应，生成H2O(l)需放出285.8kJ的热量，1mol H2(g)完全燃烧会消耗0.5mol O2，该反应为放热非可逆反应，焓变为负数，其热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH= -285.8kJ·mol-1；
（2）根据盖斯定律可知，3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)可由2①+②+③得到，该反应的ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3=2×(-90.7kJ·mol-1)+( -23.5kJ·mol-1)+( -41.2kJ·mol-1)=-246.1kJ/mol；
（3）反应的活化能=过渡态的能量-反应物的能量=E1=21.5kJ/mol；△H=生成物的内能和-反应物的内能和=E2=+7.5kJ/mol。
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