第1章 化学反应与能量转化 测试题（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 测试题
一、单选题
1．氨—空气燃料电池的结构如图所示。关于该电池的工作原理，下列说法正确的是（　　）
A．b极发生氧化反应
B．O2-由b极移向a极
C．a极的电极反应：2NH3+3O2-+6e-＝N2+3H2O
D．理论上消耗2molNH3，同时消耗33.6LO2
2．为了研究化学反应的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有试剂甲的试管中滴加试剂乙时，U形管中液面呈现出左高右低的现象，则试剂甲、乙的组合是（　　）
A．甲：镁条乙：盐酸 B．甲：碳酸氢钠乙：盐酸
C．甲：氢氧化钡乙：硫酸 D．甲：二氧化锰乙：双氧水
3．下列能源组合中，均属于新能源的一组是（　　）
①天然气；②煤；③沼气能；④石油；⑤太阳能；⑥生物质能；⑦风能；⑧氢能．
A．①②③④ B．①⑤⑥⑦⑧
C．③④⑤⑥⑦⑧ D．③⑤⑥⑦⑧
4．反应X＋Y→Z(△H>0)分两步进行：①X＋Y→W(△H<0)，②W→Z(△H>0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（　　）
A． B．
C． D．
5．原电池（　　）
A．把光能转化为化学能 B．把化学能转化为光能
C．把热能转化为电能 D．把化学能转化为电能
6．利用如图装置可以测定铜锌原电池工作时转移电子的物质的量，假设量筒的量程足够大，锌片和铜片中无杂质，气体积已转换为标准状况。下列说法正确的是（　　）
A．a电极的电极材料是铜
B．如果将稀硫酸换为CuSO4溶液，则不能达到实验目的
C．锌与稀硫酸反应时放出的热量对实验测定不产生影响
D．若量筒中收集到aLH2，则电解质溶液中通过了a/11.2mol电子
7．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成电池，①②相连时，电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极，②④相连时，②有气泡逸出现，③④相连时，③的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（　　）
A．①③②④ B．①③④②
C．③④②① D．③①②④
8．一种新型电池结构示意图如图，电池由三个不同区域(A、B、C)组成，所用电解质分别为和，不同区域由离子交换膜隔开。下列关于该电池的说法错误的是（　　）
A．为电池的负极，发生氧化反应
B．a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜
C．电极反应：
D．电池工作过程中，区域A、B、C溶液分别减小、不变、增大
9．已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下（Q1、Q2均为正值）：
H2（g）+Cl2（g）→2HCl（g）+Q1
H2（g）+Br2（g）→2HBr（g）+Q2 根据上述反应做出的判断正确的是（　　）
A．Q1＞Q2
B．生成物总能量均高于反应物总能量
C．生成1mol HCl（g）放出Q1热量
D．等物质的量时，Br2（g）具有的能量低于Br2（l）
10．有X、Y、Z、W四种金属元素，其中只有Z的单质不能与稀硫酸反应，将X、Y的单质用导线连接起来浸入稀硫酸中，X的单质所在电极上产生大量气泡；X元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性比W强，则四种金属元素的单质活泼性由强到弱的顺序是（　　）
A． B． C． D．
11．科学工作者研发了一种 SUNCAT的系统，借助锂循环可持续合成氨，其原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．过程Ⅰ若通过原电池来实现，阴极电极反应式为
B．过程Ⅱ生成W的反应：
C．过程Ⅲ中LiOH在阳极得电子生成金属锂，该体系中可用金属锂作阳极材料
D．过程Ⅲ中阴极电极反应式为
12．下列反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量的是（　　）
A．氢气在氧气中燃烧 B．焦炭在高温下与水蒸气反应
C．硫在氧气中燃烧 D．铁丝在氧气中燃烧
13．下列反应过程中，能量变化符合如图的是（　　）
A．Zn与盐酸反应 B．CaO与H2O反应
C．NaOH溶液与盐酸反应 D．消石灰与NH4Cl固体反应
14．铅蓄电池是目前常见的二次电池，其放电时总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。下列说法中正确的是（　　）
A．放电时，Pb作为电池的负极发生还原反应
B．放电时，内电路中的H+向Pb电极移动
C．充电时，外接电源的负极需要与Pb电极相连
D．充电时，阳极区附近溶液酸性减弱
15．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．由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应
B．由图2知，S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1， S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2 ，则ΔH1＞ΔH2
C．由图3知，白磷比红磷稳定
D．由图4知，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＞0
16．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。下列说法正确的是（　　）
A．正极反应为AgCl ＋e－＝Ag ＋Cl－
B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变
D．当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
二、综合题
17．面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景．
（1）已知在常温常压下反应的热化学方程式：
①CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）△H1=﹣90kJ mol﹣1
②CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）△H2=﹣41kJ mol﹣1
写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：　 　．
（2）在容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示．
①p1 　 　p2（填“大于”、“小于”或“等于”）；
②在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO与2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率　 　（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），平衡常数　 　．
（3）已知在T℃时，CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）的平衡常数K=0.32，在该温度下，已知c始（CO）=1mol L﹣1，c始（H2O）=1mol L﹣1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应　 　（填“已经”或“没有”）达到平衡，原因是　 　，此时刻v正　 　v逆（填“＞”或“＜”）．
18．某化学兴趣小组要完成中和热的测定．
（1）实验桌上备有大小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、量筒、0.5mol L﹣1盐酸、0.55mol L﹣1NaOH溶液，实验尚缺少的玻璃用品是　 　．
（2）①实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？　 　（填“能”或“否”），其原因是　 　．
②在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是　 　．
（3）他们记录的实验数据如表：
实验用品 溶液温度 中和热
t1 t2 △H
① 50 mL 0.55 mol L﹣1 NaOH溶液 50 mL 0.5 mol L﹣1 HCl溶液 20℃ 23.3℃ 　 　kJ/mol
② 50 mL 0.55 mol L﹣1 NaOH溶液 50 mL 0.5 mol L﹣1 HCl溶液 20℃ 23.5℃
已知：反应后溶液的比热容c为4.18kJ ℃﹣1 kg﹣1，各物质的密度均为1g cm﹣3．计算完成上表（保留两位小数）．
（4）实验分析
①若用醋酸代替HCl做实验，测得的中和热的数值　 　（填“偏大”或“偏小”或“无影响”）．
②若用60mL 0.5mol L﹣1HCl溶液与50mL 0.55mol L﹣1NaOH溶液完成实验，与上述实验相比，测得反应放出的热量　 　（填“偏大”或“偏小”或“不变”），中和热　 　（填“偏大”或“偏小”或“不变”）
19．把煤作为燃料可以通过下列两种途径：
途径I ：C(s)+O2(g)=CO2(g) (放热Q1 kJ)
途径II：先制水煤气：C(s)+H2O(g)=CO+ H2(g) (吸热Q2kJ)，
再燃烧水煤气：
（1）判断两种途径放热：途径I放出的热量　 　途径II放出的热量(填“> ” “<”“=”或“不确定”)。
（2）Q1、Q2、Q3的数学关系式为　 　。由于制取水煤气反应里，生成物所具有的总能量　 　反应物所具有的总能量(填“> ” “<”“=”或“不确定”)。
（3）简述煤通过途径II作为燃料的意义：　 　 (答两点即可)。
（4）乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0g 乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ热量，表示乙醇燃烧热的热化学方程式为　 　。
20．某课外兴趣小组用右图装置进行实验，试回答：
（1）若开始时开关K与a连接，则A电极反应式为　 　。
（2）若开始时开关K与b连接，这种方法经常用于金属的防护，这种防护措施叫做　 　，则A电极反应式为　 　;B电极反应式为　 　。
（3）开关K与b连接，将饱和食盐水换成CuSO4溶液，则A电极反应式为　 　，该反应的离子方程式为　 　 ，电解一段时间后（溶液仍然为蓝色），溶液的pH值将　 　（填“变大”、“变小”、“不变”），若将电解质溶液恢复至原状，应补充　 　 。
21．根据要求回答下列问题：
① 和
② 和
③CH4和CH3CH2CH3
④金刚石和石墨
⑤H、D、T
⑥乙醇（CH3CH2OH）和甲醛（CH3OCH3）
⑦臭氧（O3）和氧气（O2）
⑧ 和
⑨ 和
⑩CuSO4 5H2O与CuSO4 3H2O
（1）这10组物质中，是同素异形体的是　 　（填序号，下同）；是同位素的是　 　；是同分异构体的是　 　；是同一物质的是　 　；是同系物的是　 　
（2）写出支链只有一个乙基且相分子质量最小的烷烃的结构简式　 　．
（3）一定量的稀硫酸和稀NaOH溶液反应，当生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ，则中和热的热化学方程式为　 　．
（4）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 （填选项字母）．
A．C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H＞0
B．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H＜0
C．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H＜0．
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．b极通入氧气，为燃料电池的正极，发生还原反应，A项不符合题意；
B．根据原电池原理，阴离子向原电池中的负极移动，即O2-由b极移向a极，B项符合题意；
C．根据原电池原理可知，a极为燃料电池的负极，NH3失去电子发生氧化反应，电极反应式为：2NH3+3O2--6e-＝N2+3H2O，C项不符合题意；
D．根据原电池原理，该燃料电池的总反应为：4NH3+3O2＝2N2+6H2O，可知标准状况下该电池工作时，每消耗4molNH3，同时消耗3molO2。则在标准状况下，理论上消耗2molNH3，同时消耗1.5molO2，即消耗O2，D项中若非标准状况下，则消耗的O2的体积不是33.6L，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、b极发生还原反应；
C、a极为燃料电池的负极，应该失去电子；
D、没有强调标准状态下。
2．【答案】B
【解析】【解答】 U形管中液面呈现出左高右低的现象 ，说明集气瓶中发生的是吸热反应。
A.盐酸与镁条反应为放热反应，放出热量使集气瓶内气体膨胀，压强增大， 会使U形管中液面左低右高，故错误；
B.碳酸氢钠和盐酸反应为吸热反应，吸收热量使集气瓶内气体收缩，压强减小， 会使U形管中液面左高右低的现象，故正确；
C.氢氧化钡和硫酸反应酸碱中和反应，为放热反应，放出热量使集气瓶内气体膨胀，压强增大， 会使U形管中液面左低右高，故错误；
D.二氧化锰催化双氧水分解反应为放热反应，放出热量使集气瓶内气体膨胀，压强增大， 会使U形管中液面左低右高，故错误。
故答案为B。
【分析】 U形管中液面呈现出左高右低的现象 ，说明集气瓶中发生的是吸热反应。
活泼金属与酸，酸碱中和反应，燃烧反应，二氧化锰分解均为放热反应，不符合题意，碳酸氢钠与盐酸反应为吸热反应，符合题意。
3．【答案】D
【解析】【解答】煤、石油、天然气是化石能源,不是新能源,常见新能源有:太阳能、沼气能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等属于未来新能源,所以符合未来新能源标准的是③⑤⑥⑦⑧,所以D选项是符合题意的.
【分析】新能源是指传统能源之外的各种能源形式，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等，据此解答即可。
4．【答案】A
【解析】【解答】X、Y转化为W的反应为放热反应，说明X、Y的总能量高于W的总能量；W转化为Z的反应为吸热反应，则W的能量小于Z；而X、Y转化为Z的反应为吸热反应，说明X、Y的总能小于Z的能量，A符合题意；
故答案为：A
【分析】根据反应的热效应判断反应物和生成物总能量的相对大小，从而确定答案。
5．【答案】D
【解析】【解答】解：原电池是将化学能转变为电能的装置，在负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿大小流向正极，
故选D．
【分析】原电池是将化学能转变为电能的装置，据此分析解答．
6．【答案】B
【解析】【解答】A、由图可知b电极有H2，则b为铜，为正极；a为锌，为负极，故A不符合题意；
B、如果将稀硫酸换为 CuSO4 溶液，则b上铜离子得电子生成铜，无气体生成，则不能达到实验目的，故B符合题意；
C、锌与稀硫酸反应时放出的热量会使气体温度升高膨胀，实验测定产生影响，故C不符合题意；
D、电解质溶液中无电子通过，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】在原电池中，有两个活泼性不同的电极。其中活泼性较强的做负极，失去电子，发生氧化反应，活泼性较弱的电极做正极，得到电子，化合价降低。电子的流向是从负极到正极，在电解液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
7．【答案】B
【解析】【解答】①②相连时，外电路电流从②流向①，①为负极，金属性①＞②；①③相连时，③为正极，①为负极，金属性①＞③；②④相连时，②上有气泡逸出，④为负极，金属性④＞②；③④相连时，③的质量减少，③为负极，金属性③＞④，金属活动性由大到小的顺序是①③④②，
故答案为B。
【分析】该题考查原电池的形成条件及利用原电池判断金属活泼性的强弱，负极活泼性强而正极活泼性弱，所以重点是掌握正负极判断的方法，主要方法有：①活泼性强的做负极②电子流出的做负极③电流流入的做负极④电极质量减少的做负极⑤电极质量增加或者有气体产生的做正极⑥发生氧化反应的做负极）
8．【答案】B
【解析】【解答】A．由分析可知Zn为电源的负极，反应氧化反应，A项不符合题意；
B．电解质溶解中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，B项符合题意；
C．PbO2电极发生的电极反应式为：，C项不符合题意；
D．电池工作过程中，区域A中OH-被消耗，pH减小；A区域的K+移向B区域，C区域的移向B区域，故B区域pH不变；C区域H+被消耗，pH增大；D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、金属单质作为负极，失去电子被氧化；
B、根据离子的移动，阻止哪些离子通过，需要哪些离子通过去判断离子交换膜；
C、根据反应物和生成物的原子守恒和溶液性质判断电极反应式；
D、pH的判断通常是用溶液中H+或者OH-的浓度变化判断。
9．【答案】A
【解析】【解答】A．氯气更活泼，所以反应物总能量高，氯化氢更稳定，所以生成物总能量低，即相对大小差值大，所以放出能量多，应为Q1＞Q2，故A正确；
B．两个反应都是放热反应，生成物的总能量低于反应物的总能量，故B错误；
C．由热化学方程式可知，生成2mol氯化氢放出的热量才是Q1，故C错误；
D．物质在气态时具有的能量一般高于液态和固态时，则1molBr2（g）具有的能量高于1molBr2（l）具有的能量，故D错误；
故选A．
【分析】两个反应都是放热反应，生成物的总能量低于反应物的总能量；由热化学方程式可知，生成2mol氯化氢放出的热量才是Q1；物质在气态时具有的能量一般高于液态和固态时，以此解答该题．
10．【答案】B
【解析】【解答】X、Y、Z、W四种金属元素，其中只有Z的单质不能与稀硫酸反应，说明活动性Z最弱；将X、Y的单质用导线连接起来浸入稀硫酸中，X的单质所在电极上产生大量气泡，说明X为正极、Y为负极，活动性Y大于X；金属性越强，最高价氧化物对应得水合物碱性越强，X元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性比W强，说明金属性活泼性X大于W；故四种金属元素的单质活泼性由强到弱的顺序是；
故答案为：B。
【分析】利用原电池原理可以比较金属活泼性，活泼金属做负极，相对不活泼的做正极；最高价氧化物对应水化物酸性越强，金属性越强，金属越活泼
11．【答案】B
【解析】【解答】A．过程Ⅰ得到 ，若用原电池来实现，原电池为正、负极，正极上电极反应式为 ，不符合题意；
B．根据流程可知，过程Ⅱ是由 和水反应生成氨气和W，根据质量守恒可推出W为LiOH，反应为 ，符合题意；
C．过程Ⅲ中应该是氢氧化锂转变为锂、氧气和水，应该是电解，LiOH生成金属Li发生还原反应，在阴极发生反应，金属锂可用作阴极材料，不符合题意；
D．过程Ⅲ涉及电解池的阳极电极反应： ，不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.实现此反应，发生还原反应，在正极进行
B.根据质量守恒，反应物和部分生成物，确定另一生成物
C.考查的是水对该反应的影响
D.阳极吸引大量的阴离子，氢氧根在阳极放电
12．【答案】B
【解析】【解答】A、氢气在氧气中燃烧反应是一个放热反应，故A错误；
B、焦炭在高温下与水蒸气反应是一个吸热反应，故B正确；
C、硫在氧气中燃烧反应是一个放热反应，故C错误；
D、铁丝在氧气中燃烧反应是一个放热反应，故D错误．
故选B．
【分析】反应中生成物总能量高于反应物总能量，说明该反应是一个吸热反应，根据常见的吸热反应知识来回答．
13．【答案】D
【解析】【解答】解：A、锌和盐酸反应发生氧化还原反应，反应是放热反应，故A不符合；
B、氧化钙和水反应生成氢氧化钙是化合反应，属于放热反应，故B不符合；
C、酸碱中和反应是放热反应，故C不符合；
D、消石灰与NH4Cl固体反应需要加热才能发生反应生成氨气，属于吸热反应，故D符合；
故选D．
【分析】生成物具有的总能量高于反应物具有的总能量，该反应为吸热反应，常见的吸热反应：C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2O； C+CO2→CO的反应，以及KClO3、KMnO4、CaCO3的分解、铵盐和碱的反应等．
14．【答案】C
【解析】【解答】A、放电时，该原电池的负极材料是铅，铅失电子发生氧化反应，A不符合题意；
B、放电时，蓄电池内电路中H+向正极（即PbO2极）移动，B不符合题意；
C、充电时，外接电源的负极与Pb阴极相连，阴极发生的反应是PbSO4+2e-=Pb+SO42-，C符合题意；
D、阳极反应为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+，由电解方程式可知阳极附近电解质溶液的pH逐渐减小，酸性增强，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.放电时，Pb在负极发生失电子的氧化反应；
B.原电池中，阳离子移向正极；
C.二次电池中，放电过程的负极为充电过程的阴极；
D.根据充电时阳极的电极反应分析；
15．【答案】A
【解析】【解答】A．根据图1知，石墨能量低，因此石墨转变为金刚石是吸热反应，故A符合题意；
B．根据图2知，1mol S(g)具有的能量比1mol S(s)具有的能量高，S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1， S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2 ，1mol S(g)燃烧放出的热量多，由于放热焓变为负，放出热量越多，焓变反而越小，因此则ΔH1＜ΔH2，故B不符合题意；
C．根据图3知，根据能量越低越稳定，得出红磷比白磷稳定，故C不符合题意；
D．根据图4知，CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) ΔH＞0，则CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g) ΔH＜0，故D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A．石墨能量低，因此石墨转变为金刚石是吸热反应；
B．放热焓变为负，放出热量越多，焓变反而越小；
C．根据能量越低越稳定分析；
D．CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g)的ΔH＜0。
16．【答案】D
【解析】【解答】A项正确的正极反应式为Cl2＋2e－＝2Cl－，不符合题意；
B项由于阳离子交换膜只允许阳离子通过，故在左侧溶液中才会有大量白色沉淀生成，不符合题意；
C项若用NaCl溶液代替盐酸，电池总反应不变，不符合题意；
D项当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧产生0.01 mol Ag＋与盐酸反应产生AgCl沉淀，同时约有0.01 mol H＋通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中，故左侧溶液共约0.02 mol离子减少，符合题意。
故答案为：D。
【分析】该原电池装置中， AgCl/Ag电极作负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：2Ag－2e－=2Ag＋；通入Cl2的Pt电极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为：Cl2＋2e－＋2Ag＋=2AgCl；据此结合选项进行分析。
17．【答案】（1）CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H2=﹣49kJ mol﹣1
（2）小于；增大；不变
（3）没有；Qc＜K；＞
【解析】【解答】解：（1）已知式：①CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=﹣90kJ mol﹣1；②CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H2=﹣41kJ mol﹣1，
根据盖斯定律将①﹣②得：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H2=﹣49kJ mol﹣1；
故答案为：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H2=﹣49kJ mol﹣1；（2）①相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，根据图象知，p1小于p2，故答案为：小于；②在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a mol H2，相当于将2amolCO、4amolH2充入2VL密闭容器中，当反应达到平衡状态时再缩小体积至VL，增大压强，平衡向正反应方向移动，所以CO的转化率增大，
由于反应的温度不变，则平衡常数不变，
故答案为：增大；不变；（3）某时刻经测定CO的转化率为10%，则
CO（g）+ H2O（g） CO2（g）+ H2（g）
起始（mol/L） 1 1 0 0
转化（mol/L） 0.1 0.1 0.1 0.1
某时刻（mol/L） 0.9 0.9 0.1 0.1
Qc= =0.012＜0.32，
则没有达到平衡状态，反应向正反应方向移动，v正＞v逆，
故答案为：没有；Qc＜K；＞．
【分析】（1）根据盖斯定律和已知热化学方程式，可知二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式可由①﹣②得出；（2）相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大；温度不变，则平衡常数不变；（3）根据转化率计算各物质的浓度，进而计算Qc，与平衡常数相比较，可判断反应是否达到平衡状态，并判断反应的方向．
18．【答案】（1）温度计、环形玻璃搅拌棒
（2）否；铜是热的良导体，有热量散失；保温，减少热量散失
（3）﹣56.8
（4）偏小；偏大；不变
【解析】【解答】解：（1）中和热的测定过程中，需要用量筒量取酸溶液、碱溶液的体积，需要使用温度计测量温度，测量过程中用玻璃棒不断搅拌，所以还缺少玻璃用品是温度计、环形玻璃搅拌棒；
故答案为：温度计、环形玻璃搅拌棒；（2）①不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒，因为铜是热的良导体，热量损失大；
故答案为：否；铜是热的良导体，有热量散失；
②中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失；
故答案为：保温，减少热量散失；（3）2次温度差分别为：3.3℃，3.5℃，第2组数据都有效，温度差平均值=3.4℃，50mL0.55mol L﹣1NaOH和50mL.0.5mol L﹣1HCl质量和为m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/（g ℃），△T=3.4℃，代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/（g ℃）×100g×3.4℃=1421.2J=1.4212kJ，即生成0.025mol的水放出热量1.4212kJ，所以生成1mol的水放出热量为 =56.8kJ，即该实验测得的中和热△H=﹣56.8kJ/mol；
故答案为：﹣56.8；（4）①醋酸为弱酸，电离过程为吸热过程，所以醋酸（CH3COOH）代替HCl溶液反应，反应放出的热量偏小；
故答案为：偏小；
②反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，若用60mL 0.5mol L﹣1HCl溶液与50mL 0.55mol L﹣1NaOH溶液完成实验，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以用60mL 0.5mol L﹣1HCl溶液与50mL 0.55mol L﹣1NaOH溶液进行实验，测得中和热数值相等；
故答案为：偏大；不变．
【分析】（1）根据中和热测定的实验步骤选用需要的仪器，然后判断还缺少的仪器；（2）①金属导热快，热量损失多；
②中和热测定实验成败的关键是保温工作；（3）先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值，再根据Q=m c △T计算反应放出的热量，然后根据△H=﹣ kJ/mol计算出反应热；（4）①弱电解质电离吸热；
②反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并根据中和热的概念和实质来回答．
19．【答案】（1）=
（2）Q1= Q3- Q2；>
（3）提高燃料的燃烧效率，减少对环境的污染
（4）C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) =-1366.89kJ/mol
【解析】【解答】(1)由盖斯定律可知，反应热只与始终态有关，通过观察可知，两个途径的始终态相同，故两途径放出的热量相等。
(2)途径I的焓变，途径II的焓变，根据盖斯定律， ，则Q1= Q3- Q2；制取水煤气反应为吸热反应，则生成物所具有的总能量大于反应物所具有的总能量。
(3)煤通过途径II作为燃料可以提高燃料的燃烧效率，减少对环境的污染。
(4)乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水，2.0g 乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ热量，则1mol乙醇完全燃烧生成液态水放出的热量为1366.89kJ，故燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) =-1366.89kJ/mol。
【分析】(1)依据盖斯定律，反应热只与始终态有关，通与反应途径无关。
(2)根据盖斯定律计算；吸热反应中生成物所具有的总能量大于反应物所具有的总能量。
(3)提高燃料的燃烧效率。
(4)燃烧热是101kP时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热；
20．【答案】（1）O2 + 4e－+ 2H2O = 4OH－
（2）外加电流的阴极保护法；2Cl－ -2e－ =Cl2↑；2H++2e－=H2↑
（3）4OH－- 4e－ = O2 ↑+2H2O；2Cu2+ + 2H2O 2Cu+O2↑+ 4H+；变小；CuO（或CuCO3）
【解析】【解答】（1）若开始时开关K与a连接，则该装置是原电池，A是正极、B是负极，铁发生类似吸氧腐蚀的原电池反应，A电极反应式为O2 + 4e－+ 2H2O = 4OH－。（2）若开始时开关K与b连接，A电极与电源正极相连接，所以A是阳极，B是阴极，这种方法经常用于金属的防护，这种防护措施叫做外加电流的阴极保护法，此时阳极上是溶液中的阴离子放电，则A电极反应式为2Cl－ -2e－ =Cl2↑;阴极上是溶液中的氢离子放电，B电极反应式为2H++2e－=H2↑。（3）开关K与b连接，将饱和食盐水换成CuSO4溶液，阳极上是溶液中的氢氧根放电生成氧气，阴极上是铜离子放电生成铜，则A电极反应式为4OH－- 4e－ = O2 ↑+2H2O，该反应的离子方程式为2Cu2+ + 2H2O 2Cu+O2↑+ 4H+，因此，溶液的pH值将变小。因为电解质中只损失了铜和氧两种元素，若将电解质溶液恢复至原状，应补充CuO（或CuCO3也可以，其与硫酸反应后可将多余的元素转化为二氧化碳逸出）。
【分析】（1）若开始时开关K与a连接，无电源是原电池，B活泼是负极（2）若开始时开关K与b连接，有电源，是电解池，A电极与电源正极相连接，所以A是阳极，B是阴极，(3) 开关K与b连接，电解池，阳极水提供OH-失电子生成O2，阴极铜离子得电子生成Cu。
21．【答案】（1）④⑦；⑤；②⑥；①⑧⑨；③
（2）
（3） H2SO4（aq）+NaOH（aq）= Na2SO4（aq）+H2O（l）；△H=﹣57.3kJ/mol
（4）B
【解析】【解答】解：（1）① 和 名称与结构简式一致，为同一种物质，为2﹣甲基丁烷；② 和 分子式相同C5H12，结构不同，为碳链异构，其名称分别为：2，2﹣二甲基丙烷、2﹣甲基丁烷，互为同分异构体；③CH4和CH3CH2CH3结构相似，都属于烷烃，形成2个CH2原子团，互为同系物；④金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体；⑤H、D、T中子数不同，是氢元素的不同核素，互为同位素； ⑥乙醇（CH3CH2OH）和甲醚（CH3OCH3）分子式相同C2H6O，结构不同，互为同分异构体；⑦臭氧（O3）和氧气（O2）是由氧元素组成的不同单质，互为同素异形体；⑧ 和 名称与结构简式一致，为同一种物质；⑨ 和 名称与结构简式一致，为同一种物质，为2﹣甲基丁烷；⑩CuSO4 5H2O与CuSO4 3H2O都为铜盐，结晶水数量不同，什么都不是；故答案为：④⑦；⑤；②⑥；①⑧⑨；③；（2）烷烃中含有乙基，则乙基至少在3号位，所以只有一个乙基且式量最小的烷烃的结构简式为 ，故答案为： ；（3）中和热指稀的强酸和强碱反应生成1mol水所放出的热量，H2SO4和NaOH反应的中和热是指反应生成1mol水放出57.3kJ的热量，反应的热化学方程式为 H2SO4（aq）+NaOH（aq）= Na2SO4（aq）+H2O（l）；△H=﹣57.3kJ/mol，故答案为： H2SO4（aq）+NaOH（aq）= Na2SO4（aq）+H2O（l）；△H=﹣57.3kJ/mol；（4）能设计成原电池的反应通常是放热反应，且必须是能自发进行的氧化还原反应，A．该反应是吸热反应，所以不能设计成原电池，故A不选；B．该反应是放热反应且能自发的进行氧化还原反应，所以能设计成原电池，故B选；C．该反应不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故C不选；故选B．
【分析】（1）同种元素形成的不同单质互为同素异形体；质子数相同质量数（或中子数）不同的原子互称同位素；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；组成和结构都相同的物质为同一物质，同一物质组成、结构、性质都相同，结构式的形状及物质的聚集状态可能不同；同系物指结构相似、通式相同，组成上相差1个或者若干个CH2原子团的化合物，官能团数目和种类相等；（2）烷烃中出现乙基，则主链至少含有5个C，据此写出该有机物的结构简式；（3）根据中和热的概念：稀的强酸和强碱反应生成1mol水所放出的热量书写中和热的热化学方程式；（4）能设计成原电池的反应通常是放热反应，且必须是能自发进行的氧化还原反应．