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．已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)= 2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－26.7 kJ·mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)= 2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－50.75 kJ·mol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)= 3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝－36.5 kJ·mol－1
则试通过计算判断，下列有关反应FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)的能量变化示意图正确的是
A． B． C． D．
2．如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是（ ）
A．二氧化硅是太阳能电池的光电转换材料
B．装置X能实现氢气和氧气再生
C．若装置Y中电解质溶液呈碱性，则正极的电极反应式为
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
3．如图，用石墨电极电解溶液，下列分析正确的是
A．通电时才发生电离
B．A端为直流电源的正极
C．阳极上发生的反应：
D．通电一段时间后，在阳极附近观察到黄绿色气体
4．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是
A．甲：溶液中Zn2+向Cu电极方向移动，外电路电流由Cu流向Zn
B．乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
C．丙：锌筒作负极，电极反应为Zn-2e- = Zn2+
D．丁：为了增强电解质溶液的导电能力，通常使用98%的硫酸
5．金属钠可溶于水银形成合金“钠汞齐”Na·nHg，利用这一性质可通过电解饱和食盐水得到金属钠，实验装置如图所示(电键、电压计、电流计等已略去)。下列说法不正确的是
A．铁丝只是导线，水银才是阴极
B．电解开始后，石墨棒表面立即出现大量气泡，水银表面始终没有气泡产生
C．洗气瓶中可见白烟产生，因为发生反应3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl
D．阴极电极反应式：Na++e-+nHg=Na·nHg
6．下列实验现象或图像信息能充分说明是放热反应的是
说明：装置③④气密性均良好。
A．图①温度计的水银柱上升
B．图②中生成物总能量大于反应物总能量
C．图③中反应停止一段时间后，针筒活塞向左移动
D．图④中反应开始一段时间后，甲处液面高于乙处液面
7．已知甲、乙都为单质，丙为化合物，能实现下述转化关系。下列说法正确的是
A．若丙溶于水后得到强碱溶液，则甲可能是
B．若溶液丙遇放出气体，则甲不可能是
C．若溶液丙中滴加溶液有蓝色沉淀生成，则甲一定为
D．若溶液丙中滴加溶液有白色沉淀生成后沉淀溶解，则甲可能为
8．下列有关测定中和反应反应热实验的说法正确的是
A．用铜丝代替环形玻璃搅拌棒，测得的△H偏小
B．强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1molH2O的△H均为-57.3kJ/mol
C．测定中和反应反应热的实验中，混合溶液的温度不再变化时，该温度为终止温度
D．某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液反成1molH2O反应热，造成这一结果的原因是用测量过稀盐酸温度的温度计直接测量稀NaOH溶液的温度
9．Fe－Cu原电池装置图如图，下列说法正确的是
A．电池工作时，外电路中电子流动方向为Fe电极→导线→Cu电极
B．Cu电极上的电极反应式为2H++2e-=H2↑
C．电池工作一段时间后，容器中溶液的颜色由无色变为黄色
D．若用稀硫酸代替浓硝酸，电池工作时，Fe电极上发生氧化反应
10．潜艇的金属外壳浸在海水中，在海水和海水中所溶解的空气作用下会被腐蚀，下列有关潜艇的金属外壳的腐蚀与防护的叙述错误的是
A．舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀
B．可将潜艇的金属外壳上刷油漆进行保护
C．可在潜艇底部安装锌块进行保护
D．将潜艇外壳与电源的负极相连进行保护
11．下列各说法正确的是
A．对于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H=-QkJ/mol(Q＞0),若向一密闭容器中加入1molSO2和0.5molO2充分反应后，放出的热量为0.5QkJ
B．热化学方程式中的化学计量数表示相应物质的物质的量，不能用分数表示
C．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
D．小苏打在水中的电离方程式：NaHCO3=Na++H++CO32-
12．CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示。下列说法不正确的是
A．电极A上发生的电极反应式为：CO2+2e-=CO+O2-
B．电池工作时，O2-向电极B移动
C．若生成乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH4和CO2体积比为5∶6
D．标准状况下，当电路中转移1mole-时，则A电极上可以产生11.2L气体
13．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的二次电池。将溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为，下列说法正确的是
A．放电时，向正极移动
B．放电时释放，充电时吸收
C．放电时，正极反应为
D．放电时，负极反应为Na + e- =Na+
二、填空题（共7题）
14．某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题：

（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为 。
（2）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为 ，总反应的离子方程式为 。
（3）若开始时开关K与b连接.下列说法正确的是 。
A．溶液中Na＋向A极移动
B．从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
C．反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
D．若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子
（4）该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为 。
②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”) 导出。
③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因 。
15．电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
(1)如图，其中a是电解液，X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极，a是CuSO4溶液，则电解时的化学方程式为 。
通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为 ；当X、Y分别是铁和铜，a仍是CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为 。
(2)已知＋2价的铁的化合物通常具有较强的还原性，易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，但是若用电解的方法却可以较易制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如图所示，其中a、b两电极材料分别为铁和石墨。
①a电极上的反应式为 。
②电解液d最好选 (填字母，下同)。
A．纯水 B．NaOH溶液 C．AgNO3溶液 D．H2SO4溶液
③液体c为 。
A．苯 B．醋酸 C．四氯化碳 D．酒精
16．电解精制饱和食盐水的方法制取氢氧化钠、氢气、氯气等系列化工产品，这种工业生产称为氯碱工业。如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，如图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
(1)自然界一切物质都具有能量，而且能量可以相互转化。从能量来看，电解是 转变为 的过程。能量的转化很多是以热量的形式出现的，例如甲烷作为一种清洁能源，标准状况下燃烧0.448L甲烷生成液态水，放出QkJ热量，写出该反应的热化学方程式： 。
(2)写出电解饱和食盐水的离子方程式 。
(3)试预测离子交换膜法电解食盐水中离子交换膜可能的作用是 、 。
(4)电解熔融的氯化钠可以得到金属钠。写出该反应的化学方程式 。铝也可以用电解法得到，请用一个实验事实说明钠与铝的金属性强弱 。
17．数十年来，化学工作者对氮的氧化物、碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得一些重要成果。
已知2NO（g）+O2（g） 2NO2（g）的反应历程分两步：
第一步：2NO（g） N2O2（g） （快） H1<0；v1正=k1正c2（NO） ；v1逆=k1逆c（N2O2）
第二步：N2O2（g）+O2（g） 2NO2（g） （慢） H2< 0； v2正=k2正c（N2O2）c（O2）；v2逆=k2逆c2（NO2）
①2NO（g）+O2（g） 2NO2（g）的反应速率主要是由 （填“第一步”或“第二步”）反应决定。
②一定温度下，反应2NO（g）+O2（g） 2NO2（g）达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K= ；
18．回答下列问题：
(1)如图表示使用新型电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量，同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式： 。生产中可分离出的物质A的学式为 。
(2)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航空航天。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导正极生成的O2。
①d电极的名称为 ，电极的电极反应式为 。
②如图2所示为用惰性电极电解100mL 0.5mol·L-1CuSO4，溶液，b电极上的电极反应式为 ：总反应的离子方程式为 。
19．(1)为了研究化学反应A+B=C+D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：
①该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
②已知B为水，写出一个符合题中条件的化学方程式： 。
(2)依据事实，书写下列热化学方程式：
①在25℃、101kPa时，1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2，吸热131.5kJ： 。
②1mol甲烷燃烧时，生成液态水和二氧化碳，同时放出890 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式 。
③根据下图写出热化学方程式 。
④已知：C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1；2CO2(g)+H2(g)=C2H2(g)+2O2(g) ΔH2。根据盖斯定律，由C(s，石墨)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g)的热化学方程式为： (反应热ΔH用含ΔH1和ΔH2表达式表示)
20．回答下列问题
(1)水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用﹡标注。
可知水煤气变换的ΔH 0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正= eV。
(2)已知：
P(s，白磷)=P(s，黑磷)　　ΔH=-39.3 kJ·mol-1；
P(s，白磷)=P(s，红磷)　　ΔH=-17.6 kJ·mol-1；
由此推知，其中最稳定的磷单质是 。
(3)已知反应器中还存在如下反应：
ⅰ．CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)　　　ΔH1
ⅱ．CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH2
ⅲ．CH4(g)=C(s)＋2H2(g) ΔH3
……
ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用 反应的ΔH。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】已知：①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－26.7 kJ·mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－50.75 kJ·mol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝－36.5 kJ·mol－1
依据盖斯定律①×3-（③×2+②）得到：6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO2（g）△H=+70.35kJ/mol，即该反应是吸热反应，说明生成物总能量高于反应物总能量，催化剂降低活化能，则图象B正确，答案选B。
2．B
【详解】A．硅是太阳能电池的光电转换材料，二氧化硅是光导纤维的主要成分，故A错误；
B．根据图示可知装置X是电解池，电解水生成氢气和氧气，所以装置X能实现氢气和氧气再生，故B正确；
C．氢氧燃料电池中正极上氧气得电子发生还原反应，装置Y中电解质溶液为碱性，所以正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C错误；
D．化学能与电能间不可能完全转化，还有部分能量转化为其他能量形式，所以装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，但不能实现化学能与电能间的完全转化，故D错误；
综上所述答案为B。
3．D
【详解】A．氯化铜溶于水即发生电离得到铜离子、氯离子，A错误；
B．依据装置图可知，铜离子移向的电极为阴极，阴极和电源负极相连，故A为负极，B错误；
C．阴极上发生还原反应，铜离子获得电子生成Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，C错误；
D．与B连接的电极是阳极，氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，通电一段时间后，在阳极附近观察到黄绿色气体，D正确；
故选D。
4．D
【详解】A．Zn-Cu原电池中，Zn作负极，Cu电极是正极，溶液中Zn2+向Cu电极方向移动，电子由Zn电极流向Cu电极，外电路电流由Cu流向Zn，故A正确；
B．该装置中Zn易失电子作负极、Ag2O作正极，正极上Ag2O得电子发生还原反应，正极反应式为：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，故B正确；
C．Zn易失电子发生氧化反应而作负极，生成的锌离子进入电解质中导致锌筒变薄，故C正确；
D．溶液的导电能力，与离子的浓度有关，离子浓度大，导电能力强，98%的浓H2SO4中大部分以分子形式存在，使用98%的硫酸，导电能力下降，故D错误；
故选D。
5．B
【分析】水银是阴极，电极反应式：Na++e-+nHg=Na·nHg，石墨棒是阳极，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，洗气瓶中发生反应3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl。
【详解】A． 铁丝只是导线，水银才是阴极，电极反应式：Na++e-+nHg=Na·nHg，故A正确；
B． 电解开始后，石墨棒表面立即出现大量气泡，生成氯气，水银表面也会有气泡产生，发生副反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故B错误；
C． 石墨棒是阳极，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，氯气与氨气发生反应，生成氯化铵和氮气，洗气瓶中可见白烟产生，因为发生反应3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl，故C正确；
D． 水银是阴极，金属钠可溶于水银形成合金“钠汞齐”Na·nHg，阴极电极反应式：Na++e-+nHg=Na·nHg，故D正确；
故选B。
6．C
【详解】A．温度计的水银柱不断上升，则浓硫酸溶于水放出热量，但不属于化学反应，选项A不符合；
B．由图可知，反应物总能量低于生成物总能量，说明相应的化学反应是吸热反应，选项B不符合；
C．Zn 与稀硫酸反应生成氢气，停止一段时间后，针筒活塞向左移动，温度升高，压强增大，充分说明相应的化学反应是放热反应，选项C符合；
D．反应开始后，甲处液面高于乙处液面，说明装置内压强减小，温度升降低，反应为吸热反应，选项D不符合；
答案选C。
7．A
【详解】A．若甲是，乙为金属钠，二者化合得，溶于水后得到强碱溶液(NaOH溶液)，电解时可生成，A正确；
B．若丙的溶液遇，产生气体，丙可以为，电解盐酸生成氢气与氯气，氢气在氯气中燃烧生成，符合转化关系，即甲可能为，B错误；
C．若溶液丙中滴加溶液有蓝色沉淀生成，则说明丙为铜盐，甲、乙应为氯气和铜，则甲可能为氯气，也可能为，C错误；
D．若溶液丙中滴加溶液有白色沉淀生成后沉淀溶解，证明丙中含有，氢离子放电能力强于，电解丙溶液得不到Al，甲不可能为Al，D错误；
故选：A。
8．D
【详解】A．用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒，金属的导热性很好，会导致热量的散失，使测得放出的热量偏小，ΔH偏大，A错误；
B．强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1mol水放出的热量不一定都为57.3kJ，反应的焓变ΔH不一定为—57.3kJ/mol，如稀硫酸和氢氧化钡反应，B错误；
C．测定中和反应反应热的实验中，混合溶液的温度不再升高时的最高温度为终止温度，C错误；
D．用测量过稀盐酸温度的温度计直接测量稀NaOH溶液的温度，导致溶液的温度差偏小，测得的△H偏小，D正确；
故选D。
9．D
【分析】常温下铁在浓硝酸中钝化，铜溶于浓硝酸中，铜电极是负极，铁电极是正极，据此解答。
【详解】A．铜电极是负极，铁电极是正极，因此电池工作时，外电路中电子流动方向为Cu电极→导线→Fe电极，A错误；
B．铜电极是负极，Cu电极上的电极反应式为Cu－2e－＝Cu2＋，B错误；
C．铜溶解，电池工作一段时间后，容器中溶液的颜色由无色变为蓝色，C错误；
D．若用稀硫酸代替浓硝酸，金属性铁大于铜，因此铜电极是正极，铁电极是负极，电池工作时，Fe电极上发生氧化反应，D正确；
答案选D。
10．A
【详解】A．海水是弱碱性环境，金属主要发生的是吸氧腐蚀，A项错误；
B．在潜艇的金属外壳上刷油漆可以防止金属和海水、空气接触，从而对潜艇进行保护，B项正确；
C．在潜艇底安装锌块，形成原电池，金属锌是负极，被腐蚀，正极材料潜艇外壳被保护，C项正确；
D．将潜艇外壳与电源的负极相连，即潜艇外壳为阴极，受到保护，D项正确；
答案选A。
11．C
【详解】A、反应为可逆反应，所以1摩尔二氧化硫不可能完全转化，所以放出的热量比0.5Q小，错误；
B、热化学方程式的化学计量数表示物质的量，可以用分数表示，错误；
C、有些放热反应也要加热，正确；
D、碳酸氢钠完全电离出钠离子和碳酸氢根离子，错误。
故选C。
12．C
【分析】利用电化学装置将CH4和CO2耦合转化生成乙烯、乙烷、水和一氧化碳，由原理图可知，A电极上CO2→CO、C元素化合价降低、发生还原反应，则A电极为阴极，电解质传导O2-，B电极为阳极，阴极反应式为CO2+2e-=CO+O2-，阳极B上生成一定量的乙烯和乙烷混合气体，以此来解析；
【详解】A．电极A为阴极，阴极上CO2得电子，则阴极上的反应式为CO2+2e-=CO+O2-，A正确；
B．电池工作是，O2-为阴离子，阴离子向阳极移动，B为阳极，B正确；
C．生成的乙烯和乙烷的体积比为2：1时，由得失电子守恒和原子守恒写出反应的总方程式为6CH4+5CO2=2C2H4+C2H6+5CO+5H2O，所以消耗CH4和CO2的体积比为6：5，C错误；
D．由阴极上的反应式CO2+2e-=CO+O2-可知，转移1mol电子，参加反应的CO2为0.5mol，在标准状况下的体积为11.2L，D正确；
故选C。
13．C
【分析】根据电池总反应可知：放电时Na被氧化，CO2被还原，则放电时Na为负极，负极反应式为Na-e-=Na+；Ni为正极，正极上CO2得电子生成Na2CO3和C，正极反应式为3CO2+4e-=2+C．放电时，阳离子移向正极Ni、阴离子移向负极Na；充电时原电池的正负极与外加电源的正负极相接，即Na为阴极，Ni为阳极，电极反应与原电池反应相反，据此分析解答。
【详解】A．根据分析可知，放电时，Na失电子作负极，Ni作正极，电解质溶液中阴离子向负极移动，即ClO向负极移动，A错误；
B．放电时Na作负极，Ni作正极，充电时Ni作阳极，Na作阴极，则放电电池反应式为3CO2+4Na=2Na2CO3+C；充电电池反应式为2Na2CO3+C=3CO2+4Na ，所以充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B错误；
C．放电时Ni为正极，正极上CO2得电子生成Na2CO3和C，正极反应式为3CO2+4e-=2+C，C正确；
D．放电时Na为负极，负极反应式为Na-e-=Na+，D错误；
答案选C。
14． Fe-2e- = Fe2＋ 2H＋+2e- = H2↑ 2Cl-+2H2O=2OH－+ H2↑+ Cl2↑ B 2H2O－4e- =4H＋ +O2↑（或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑） D H2O H＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)，溶液显碱性
【详解】(1)开始时开关K与a连接形成原电池反应，B电极铁做负极失电子生成亚铁离子，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故答案为Fe-2e-=Fe2+；
(2)开关K与b连接，装置为电解池，铁为阴极，发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，即B电极反应为2H++2e-=H2↑；电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案为2H++2e-=H2↑；2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑；
(3)A、电解过程中阳离子向阴极移动，B为阴极，溶液中Na+向B极移动，故A错误；B、A极上生成氯气，氯气能够置换出碘化钾溶液中的碘生成碘单质，遇到淀粉变蓝，故B正确；C、反应一段时间后加适量HCl气体，可恢复到电解前电解质的浓度，不是加入盐酸，故C错误；D、若标准状况下B极产生2.24L氢气，物质的量为0.1mol，依据电极反应式2H++2e-=H2↑知，电路中转移0.2mol电子，但电子不能经过溶液，故D错误；故答案为B；
(4)①电解时，阳极上失电子发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子，所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气，由于溶液为硫酸，故电极反应式为2H2O－4e- =4H＋ +O2↑(或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑)，故答案为2H2O－4e- =4H＋ +O2↑(或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑)；
②阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钾离子向阴极移动，电解产生的氢氧化钾在阴极生成，所以氢氧化钾溶液从出口D流出，故答案为D；
③电解过程中阴极区是水电离出的氢离子放电，2H++2e-=H2↑，所以水的电离平衡正向移动，导致氢氧根离子浓度大于氢离子，溶液显示碱性，故答案为H2O H＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)，溶液显示碱性。
15．(1) 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 0.4 mol Cu-2e-=Cu2＋
(2) Fe-2e-=Fe2＋ B A
【详解】（1）若X和Y均为惰性电极，a为CuSO4溶液，电解时，X电极上铜离子放电、Y电极上氢氧根离子放电，所以电解时的化学方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4；加入0.2molCuO能使溶液恢复原状，说明电解过程中只生成氧气和铜，根据Cu原子守恒得n(CuO)=n(Cu)=0.2mol，根据Cu和转移电子之间的关系知，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol；若X、Y分别为铁和铜，a仍为CuSO4溶液，Y电极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；故答案为：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4；0.4 mol；Cu-2e-=Cu2＋；
（2）①制纯净的Fe(OH)2沉淀，则Fe为阳极，失去电子，a与电源正极相连，则a为阳极，发生的电极反应为Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；
②纯水导电性太差，影响物质的制备；而NaOH溶液中氢离子放电，可生成Fe(OH)2沉淀；电解液为AgNO3溶液，发生Fe+ 2AgNO3=2Ag+Fe(NO3)2；电解液为H2SO4溶液，不能生成Fe(OH)2沉淀；则电解液d可选择B，故答案为：B；
③苯的密度比水的小，不溶于水，可隔绝空气，防止氢氧化亚铁被氧化；四氯化碳的密度比水的大，在下层达不到隔绝空气目的；酒精、醋酸与水互溶达不到隔绝空气目的；故答案为：A。
【点睛】考查电解池原理的应用、电解电极方程式的书写、氢氧化亚铁的制备等知识点，明确电解原理及Fe为阳极是解答本题的关键，注意实验中防止氢氧化亚铁被氧化。
16．(1) 电能 化学能 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣50QkJ/mol
(2)2Cl﹣+2H2O2OH﹣+Cl2↑+H2↑
(3) 能得到纯度更高的氢氧化钠溶液； 避免Cl2与H2反应
(4) 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 钠和冷水反应，铝和冷水不反应，金属性Na＞Al
【分析】（1）电解是将电能转化为化学能的过程；标准状况下0.448L甲烷的物质的量n==0.02mol，燃烧0.02mol甲烷生成液态水，放出QkJ热量，则1mol甲烷完全燃烧放出热量==50QkJ，反应的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-50QkJ/mol；
（2）电解饱和食盐水时，阳极上氯离子失电子生成氯气、水电离出的H+在阴极得电子生成氢气，则电解饱和食盐水的离子方程式为：2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑；
（3）离子交换膜只能钠离子通过，其它离子或气体不能通过；且生成的氯气和氢气不混合，则交换膜的作用是防止NaOH和氯气反应，得到纯度更高的氢氧化钠溶液、避免Cl2与H2反应；
（4）电解熔融的氯化钠可以得到金属钠和氯气，反应的化学方程式为：2NaCl (熔融) 2Na+Cl2↑，钠和冷水反应，铝和冷水不反应，说明金属性强弱为：Na>Al；
17． 第二步
【分析】I．①已知总反应的快慢由慢的一步决定，②由反应达平衡状态，所以v1正=v1逆、v2正=v2逆，所以v1正×v2正=v1逆×v2逆，而正反应是放热反应，所以升高温度，平衡常数减小；
【详解】I．①已知总反应的快慢由慢的一步决定，第二步：N2O2（g）+O2（g）═2NO2（g） （慢），主要是由第二步决定反应速率，故答案为：第二步；
②由反应达平衡状态，所以v1正=v1逆、v2正=v2逆，所以v1正×v2正=v1逆×v2逆，即k1正c2（NO）×k2正c（N2O2）c（O2）=k1逆c（N2O2）×k2逆c2（NO2），则K= = ；故答案为：；
18．(1)
(2) 负极
【详解】（1）根据图中信息分析可知氢气中氢元素的化合价升高，在负极发生氧化反应，氮气中氮元素的化合价降低，在正极发生还原反应，因此该电池的正极反应式：N2+8H++6e-=2 ；生产中补充的是盐酸和氯化铵，因此可分离出了物质A的化学式为NH4Cl；
（2）①根据图中信息可知，d电极的名称是负极，甲烷在负极发生氧化反应，该电极的电极反应式为CH4+8e-+4O2-=2H2O+CO2；
②由图示可知，b是阴极吸引阳离子，Cu2+变成Cu，故电极反应式为Cu2++2e-=Cu；a是阳极吸引阴离子，且放电顺序为OH-> ，OH-变成O2，故总反应的离子方程式为2Cu2++2H2O=2Cu+O2 +4H+。
19． 放热 2Na+ 2H2O =2NaOH+ H2↑(其他合理答案也可以) C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +131.5kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890.3 kJ·mol-1 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92kJ/mol 2C(s，石墨)+H2 (g)=C2H2(g) △H=2△H1+△H2
【详解】(1)①当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升，说明装置内气体压强增大，则该反应放出热量，使气体压强增大；
②已知B为水，钠与水反应为放热反应，化学方程式为：2Na+ 2H2O =2NaOH+ H2↑；
(2)①在25℃、101kPa时，1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2，吸热131.5kJ，热化学方程式为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +131.5kJ/mol；
②1mol甲烷燃烧时，生成液态水和二氧化碳，同时放出890 kJ的热量，该反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890.3 kJ·mol-1；
③由图可知，氮气与氢气反应生成氨气的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=508kJ/mol -600kJ/mol =-92kJ/mol；
④C(s，石墨)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g)的化学方程式为2C(s，石墨)+H2 (g)=C2H2(g)，已知：①C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1；②2CO2(g)+H2(g)=C2H2(g)+2O2(g) ΔH2，根据盖斯定律可知，由①×2+②可得2C(s，石墨)+H2 (g)=C2H2(g) △H=2△H1+△H2。
20．(1) 小于 2.02
(2)黑磷
(3)C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)=2CO(g)
【详解】（1）根据图象，初始时反应物的总能量为0，反应后生成物的总能量为-0.72 eV，则ΔH=-0.72 eV，即ΔH小于0；由图象可看出，反应的最大能垒在过渡态2，此能垒E正=1.86 eV-(-0.16 eV)=2.02 eV；
（2）由盖斯定律得P(s，黑磷)=P(s，红磷)　ΔH=＋21.7 kJ·mol-1，能量越低越稳定，P的三种同素异形体的稳定性顺序为P(s，黑磷)>P(s，红磷)>P(s，白磷)，因此黑磷最稳定；
（3）根据盖斯定律，ⅰ式＋ⅱ式可得：CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)　ΔH1＋ΔH2，则(ⅰ式＋ⅱ式)-ⅲ式可得：C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)　ΔH；ⅰ式-ⅱ式可得：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1-ΔH2，则(ⅰ式-ⅱ式)-ⅲ式可得：C(s)＋CO2(g)=2CO(g)　ΔH，因此，要求反应ⅲ式的ΔH3，还必须利用反应C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)=2CO(g)的ΔH。
答案第1页，共2页
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