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

第1章 化学反应与能量转化 测试题
一、选择题
1．2022年6月17日，首艘自主设计建造的弹射型航空母舰命名为“中国人民解放军海军福建舰”，舷号“18”，为我国第三艘航空母舰。下列有关说法正确的是
A．为屏蔽自身不被定位，舰体采用高强度耐腐蚀低磁钢，其熔点高于纯铁
B．雷达系统相控阵化所用碳化硅属于新型有机物
C．在舰体表面刷漆涂上中国海军灰白色涂装，目的之一是防止金属腐蚀
D．航空母舰的燃料都是重油，为混合物，主要成分属于酯类
2．下列有关电化学知识的描述正确的是
A．锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，电解质溶液的pH保持不变
B．用足量锌粒与稀硫酸反应制取，若要增大反应速率，可以滴入几滴溶液
C．将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其负极反应式为
D．燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化为热能，然后再转化为电能的化学电源
3．下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 用石墨电极电解等浓度的足量FeCl3、CuCl2混合溶液 阴极有红色固体物质析出 金属活动性：Fe＞Cu
B 取适量NaHCO3固体于试管中，滴入少量水并用温度计检测 试管内温度上升，NaHCO3结块变为晶体 NaHCO3溶于水放热
C 向AlCl3溶液中逐滴加入稀氨水至过量 产生白色沉淀，并逐渐增多，后慢慢溶解 碱性：NH3 H2O＞Al(OH)3
D 向足量NaBr溶液中通入少量氯气，再加入淀粉KI溶液 溶液先变橙色，后变为蓝色 氧化性：Cl2＞Br2＞I2
A．A B．B C．C D．D
4．下列有关如图所示铅蓄电池的说法正确的是
A．放电时，铅被还原
B．放电时，电解质溶液增大
C．充电时，原极接电源的负极即可复原
D．放电时总反应：
5．把a、b、c三块金属浸入硫酸铜溶液中，用导线两两相连组成原电池，若a、b相连时，b为正极；b、c相连时，电流由c到b；a、c相连时， c极质量增重；则三种金属的活动性顺序是
A．a>b>c B．a>c>b C．c>a>b D．b>c>a
6．下列关于热化学方程式的叙述正确的是
A．已知，则白磷比红磷稳定
B．将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是，则的燃烧热为
C．；，则
D．在、催化下，将和置于密闭容器中充分反应放热，其热化学方程式为
7．某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热 kJ mol。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是
A．由盖斯定律知： kJ mol
B．三个基元反应中只有③是放热反应
C．与均是总反应的催化剂
D．该过程的总反应为
8．已知如下热化学方程式：
①
②
③
则下列判断正确的是
A． B． C． D．反应③是吸热反应
9．化学反应伴随着能量变化。下列反应的能量变化，符合如图的是
A．木炭燃烧 B．氧化钙溶于水
C．镁条与盐酸反应 D．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应
10．某储能电池原理如图。下列说法正确的是
A．放电时透过多孔活性炭电极向中迁移
B．放电时负极反应：
C．充电时每转移1mol电子，理论上释放0.5mol
D．充电过程中。NaCl溶液浓度增大
11．LiPON薄膜锂离子电池是目前研究最广泛的全固态薄膜锂离子电池。如图为其工作示意图，薄膜只允许通过，放电时移动方向如图中所示，电池反应为。下列有关说法正确的是
A．极电极电势高于极
B．LiPON薄膜在充放电过程中质量发生变化
C．放电时极发生的反应为
D．导电介质可以是溶液
12．F2是一种极为活泼的卤素气体，在制冷、化学工业中有着广泛应用。F2可通过电解KHF2的无水HF溶液制备，该过程有两种气体生成。下列说法正确的是
A．该反应生成了、
B．电解一段时间后，阴、阳两极生成的气体质量之比为19∶1
C．电解过程中转移1 mol电子时，生成的气体体积为22.4 L
D．一段时间后，加入一定量的固体，可使电解液恢复到电解前的状态
13．化学与生产、生活密切相关。下列叙述错误的是
A．工厂常常利用胶体带电的性质进行静电除尘
B．镀层破损后，白铁(镀锌)较马口铁(镀锡)更耐腐蚀
C．制作医用护目镜聚酯属于有机高分子材料
D．新的乘用汽车可可放置活性炭去除车内异味
14．实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：
序号 实验
实验Ⅰ 铁钉表面及周边未见明显变化 铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成
实验Ⅱ 铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现 锌片周边未见明显变化 铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现 锌片周边未见明显变化
下列说法不正确的是
A．实验Ⅰ的现象说明溶液与反应生成了
B．实验Ⅱ中保护了，使铁的腐蚀速率比实验Ⅰ慢
C．实验Ⅱ中正极的电极反应式：
D．若将片换成片，推测片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色
15．化学研究人员开发出一种生产石灰乳的绿色工艺，其装置如下图所示。装置工作时，下列说法错误的是
A．电能转变为化学能
B．X膜为阴离子交换膜
C．阴极区溶液的pH不断变大
D．a极上的电极反应式为2H2O-4e- =4H++O2↑
二、填空题
16．回答下列问题：
（1）铅蓄电池的总反应为：Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O，放电时，负极反应式为 ，充电时，阳极反应式为 。
（2）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
①若X为石墨，为减缓铁的腐蚀，将开关K置于Ｎ处，该电化学防护法称为 。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 。
（3）我国的科技人员为了消除SO2的污染，利用原电池原理，设计如图2装置用SO2和O2制备硫酸，电极A、B为多孔的材料。
① A极的电极反应式是 。
② B极的电极反应式是 。
17．物质中的化学能在一定条件下可转化为电能。
(1)将锌片、铜片按照图装置所示连接，该装置叫做 。
(2)锌片作： 极，实验现象是： 。铜片作： 极，电极反应式： 。总反应式： 。
(3)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
① ② ③
18．全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作原理示意图，两电极均为惰性电极，为保证电池稳定运行，“隔膜”选用质子交换膜，请回答下列问题：
钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同种类的钒离子(V2+、V3+、VO2+、)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2++V3+ +H2OV2+++2H+，放电时，H+由B区通过隔膜移动到A区。
(1)放电时，A为电池的 区(“正极”或“负极”)，B区电解液含有的钒离子为 。
(2)充电时，a为外界电源的 极，A区溶液pH (填“增大”、“减小”或“不变”)，B区发生的电极反应式为 。
(3)常温下，NaCl的溶解度为35.9g，利用钒电池电解1L饱和食盐水，当溶液pH变为13时，假设气体全部逸出并且不考虑溶液的体积变化，食盐水质量减少 g(精确到0.01)，此时钒电池正极与负极区电解液质量将相差 g(假设原正极与负极区电解液质量相同)。
19．电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：
(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效。广谱。快速。安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取C1O2的新工艺如图所示。
图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。产生ClO2的电极的电极反应式为 ；电解过程中右侧电极区pH (填“增大”。“减小”或“不变”)。
(2)燃料电池因具有发电效率高。环境污染少等优点而备受人们关注。用于笔记本电脑的甲醇(CH3OH) 燃料电池示意图如下，b是 极，写出a电极的电极反应式 。
(3)如图是一种用电解原理来制备H2O2，并用产生的H2O2处理废氨水的装置。
①为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水中加入适量HNO3调节溶液的pH约为5，则所得溶液中c() c()(填“〉”。"<”或“=”)。
②Ir—Ru惰性电极吸附O2生成H2O2，其电极反应式为 。
20．能源是人类生存和发展的重要支柱，研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义，已知下列热化学方程式：
①H2（g）+O2（g）= H2O（ g） ΔH = - 242kJ/mol；
②2H2（g）+ O2（g）= 2H2O（ l） ΔH= - 572kJ/mol；
③C（s）+O2（g）=CO （g） ΔH =-110.5 kJ/mol；
④C（s）+O2（g）= CO2（g） ΔH=- 393.5 kJ/mol；
⑤CO2（g）+2H2O（g）= CH4（g）+ 2O2（ g） ΔH = + 802kJ/mol:
化学键 O=O C-C H-H O-O C-O O-H C-H
键能 kJ/mol 497 348 436 142 351 463 414
回答下列问题
（1）写出能表示H2燃烧热的热化学方程式 ；
（2）已知C（s）+ H2O（g）H2（g）+ CO（g） ΔH = kJ/mol;
（3）估算出C=O键能为 kJ/mol:
（4）CH4的燃烧热ΔH = kJ/mol:
（5）25℃、101kPa下，某燃具中CH4的燃烧效率是90%（注：相当于10%的CH4未燃烧），水壶的热量利用率是70%,则用此燃具和水壶，烧开 1L 水所需要的CH4的物质的量为 mol[保留到小数点后2位：已知：c（H2O）=4.2J/（g ℃）］。
21．第十三届全国人大第一次会议的政府工作报告中，对大气污染物的治理提出了更高要求。治理NO2污染的一种方法是将其转化成N2。
已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ/mol
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133.0kJ/mol
(1)反应①属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)反应①消耗1molO2(g)时，热量变化是 kJ。
(3)反应②的热量变化为133.0kJ时，需消耗N2(g)的质量是 g。
(4)治理NO2的反应：4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g) ΔH= kJ/mol。
22．短周期五种主族元素合A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A、C的单质在常温下呈气态；C原子最外层电子数是其电子层数的3倍；B是形成有机物的主要元素；D能在BC2中燃烧重新生成B单质，其氧化物是一种耐高温材料；E和C位于同主族。回答下列问题：
(1)写出的电子式： ；
(2)D、E的简单离子中，离子半径大小关系是： （用离子符号表示）；
(3)D的单质能在BC2气体中燃烧，写出化学方程式： ；
(4)碱性燃料电池放电效率高，其正极反应式为： 。
23．(1)按图装置进行实验。请回答下列问题：
①以下叙述错误的是 (填字母)。
A．铜片是正极，表面有气泡产生
B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转化
C．外电路中电流方向Zn→Cu
D．溶液中SO42－向铜片方向移动
②实验发现不仅在铜片上有气泡产生，在锌片上也有气泡产生。分析锌片上产生气泡的原因是 。
③实验中当负极材料消耗质量为2.6g时，则电路中转移电子数为 。
(2)某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。
①电池工作时，空气从 口通入(填“A”或“B”)；
②若使用的燃料为氢气(H2)，a极的电极反应式为 。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．低磁钢属于合金，合金熔点低于成分金属，故其熔点低于纯铁，A错误；
B．碳化硅属于新型无机非金属材料，B错误；
C．舰体表面刷漆可以隔绝氧气和水，防止金属锈蚀，C正确；
D．重油也叫做燃料油，主要成分包括了碳氢化合物，硫磺和极少部分无机化合物等，主要成分不属于酯类，D错误；
故选C。
2．B
解析：A．锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，H+在正极上放电生成H2，电解质溶液的pH增大，A错误；
B．用足量锌粒与稀硫酸反应制取，滴入几滴溶液，Zn与Cu2+发生置换反应，锌粒表面由Cu生成，在稀硫酸形成原电池，能增大反应速率，B正确；
C．将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，常温下铁遇浓硝酸发生钝化，因此铜作负极，铁作正极，其负极反应式为：，C错误；
D．燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化电能的化学电源，D错误；
故选B。
3．D
解析：A．由于氧化性铁离子大于铜离子，而且氯化铁足量，因此阴极不能生成红色物质，故A错误；
B．取适量NaHCO3固体于试管中，滴入少量水并用温度计检测，温度计会下降，是吸热过程，故B错误；
C．向AlCl3溶液中逐滴加入稀氨水至过量，产生沉淀，沉淀不会溶解，故C错误；
D．向足量NaBr溶液中通入少量氯气，溶液先变橙色，说明氧化性：Cl2＞Br2，再加入淀粉KI溶液，溶液变为蓝色，说明氧化性：Br2＞I2，故D正确。
综上所述，答案为D。
4．B
解析：A．放电时，铅作负极，化合价升高，失去电子，被氧化，故A错误；
B．放电时，铅、二氧化铅和硫酸反应生成硫酸铅和水，硫酸浓度降低，因此电解质溶液增大，故B正确；
C．放电时，极为正极，则充电时，原极接电源的正极即可复原，故C错误；
D．是充电时总反应，放电时总反应为，故D错误。
综上所述，答案为B。
5．A
解析：把a、b、c三块金属浸入硫酸铜溶液中，用导线两两相连组成原电池，若a、b相连时，b为正极，则a为负极，负极金属更为活泼，所以金属活动性a>b，b、c相连时，电流由c到b，电流由正极流向负极，故c为正极，b为负极，所以金属活动性b>c，a、c相连时， c极质量增重，故c为正极，所以金属活动性a >c，综上三种金属的活动性顺序为a>b>c，故选A。
6．C
解析：A．，红磷的能量小于白磷，根据能量越低越稳定，白磷稳定性小于红磷，故A错误；
B．1mol燃烧生成气态和液态水，才能表示的燃烧热，故B错误；
C．吸热，等量的和完全燃烧，放热多，由于放热为负，所以，故C正确；
D．由于该反应为可逆反应，题目信息无法确定转化的的量，故其焓变无法确定，故D错误；
选C。
7．D
解析：A．由图可知，，A项错误；
B．由图可知，反应②和③的反应物总能量大于生成物总能量，属于放热反应，B项错误；
C．不是总反应的催化剂 ，C项错误；
D．由图可知，该反应总方程式为，D项正确；
答案选D。
8．B
解析：A．①MnO2(s)+C(s)═MnO(s)+CO(g)ΔH1=+24.4kJ mol-1，②MnO(s)+CO(g)═MnO(s)+CO2(g)ΔH2=-148.1kJ mol-1，可知，ΔH1＞ΔH2，故A错误；
B．①MnO2(s)+C(s)═MnO(s)+CO(g)ΔH1=+24.4kJ mol-1，②MnO(s)+CO(g)═MnO(s)+CO2(g)ΔH2=-148.1kJ mol-1，盖斯定律计算①+②得到③2MnO2(s)+C(s)═2MnO(s)+CO2(g)ΔH3=ΔH1+ΔH2，故B正确；
C．B的计算分析可知，ΔH3=ΔH1+ΔH2，故C错误；
D．①MnO2(s)+C(s)═MnO(s)+CO(g)ΔH1=+24.4kJ mol-1，②MnO(s)+CO(g)═MnO(s)+CO2(g)ΔH2=-148.1kJ mol-1，盖斯定律计算①+②得到③2MnO2(s)+C(s)═2MnO(s)+CO2(g)ΔH3=ΔH1+ΔH2=(+24.4kJ mol-1)+(-148.1kJ mol-1)=-123.6kJ mol-1，反应③是放热反应，故D错误；
故选：B。
9．D
【分析】由图可知，该反应为吸热反应，以此解题。
解析：A．木炭燃烧为放热反应，A错误；
B．氧化钙溶于水为放热反应，B错误；
C．镁条与盐酸反应为放热反应，C错误；
D．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应为吸热反应，D正确；
故选D。
10．B
【分析】放电时负极反应: ，正极反应: Cl2+2e-= 2C1-，消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极: 2C1--2e-=Cl2↑；
解析：A．放电时，阴离子向负极移动，则Cl-透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，选项A错误；
B．放电时负极发生失电子的氧化反应，电极反应式为，选项B正确；
C．充电时，每转移1mol电子，充电时阳极: 2C1--2e-=Cl2↑，不是CCl4释放Cl2，选项C错误；
D．充电时，阳极上为2C1--2e-=Cl2↑，Cl-被消耗，NaCl溶液浓度减小，选项D错误；
答案选B。
11．C
【分析】放电时由Li+移动方向可知，a极为负极，电极反应式为LixSi-xe-=xLi++Si，b极为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2，据此分析解答。
解析：A．根据分析，放电时a极为负极，b极为正极，则a极电极电势低于b极，A错误；
B．LiPON薄膜在充放电过程中仅仅起到传导Li+的作用，并未参与电极反应，故其质量不发生变化，B错误；
C．根据分析，b极为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2，C正确；
D．由于2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故导电介质c中不能有水，则不可为Li2SO4溶液，D错误；
故选C。
12．A
【分析】由题干信息可知，F2可通过电解KHF2的无水HF溶液制备，该过程有两种气体生成，则在无水HF中电解KHF2制得单质氟的反应方程式为：2KHF22KF+H2↑+F2↑，据此分析解题。
解析：A．由分析可知，该反应生成了H2、F2，A正确；
B．电解池中阳极上发生氧化反应生成F2，阴极上发生还原反应生成H2，故电解一段时间后，阴、阳两极生成的气体质量之比为1∶19，B错误；
C．由分析可知，电解过程中转移1 mol电子时，生成的气体的物质的量为0.5molH2和0.5molF2，但未告知气体所处的状态，故无法计算其体积，C错误；
D．由分析可知，电解出来的为H2和F2，故一段时间后，需加入一定量的HF，才可使电解液恢复到电解前的状态，D错误；
故答案为：A。
13．A
解析：A．胶体不带电，胶粒带有电荷，工厂常常利用胶粒带电的性质进行静电除尘，A错误；
B．金属活动性：Zn>Fe>Sn，镀层破损后，白铁(镀锌)中锌会保护铁，较马口铁(镀锡)更耐腐蚀，B正确；
C．制作医用护目镜的聚酯(酯类聚合物)，属于有机高分子材料，C正确；
D．活性炭具有吸附性，新的乘用汽车可放置活性炭去除车内异味，D正确；
答案为A。
14．A
解析：A．根据实验现象可知，实验Ⅰ中铁钉被空气中氧气氧化，随机出现极少量红色和蓝色区域，Fe2+与K3[Fe(CN6)]会生成蓝色沉淀，OH-在酚酞作用下会使溶液变红，故反应过程中溶液存在OH-、Fe2+，最后有少量红棕色铁锈生成，发生了吸氧腐蚀，但是不能说明K3[Fe(CN6)]与Fe 反应生成了Fe2+，A项错误；
B．实验ⅠI中形成了以铁为正极，锌为负极的原电池，锌片发生氧化反应，故Ⅱ中铁的腐蚀速率降低，B项正确；
C．实验Ⅱ中，溶液酸性较弱，且由铁钉周边出现红色区域可知，正极的电极反应式：，C项正确；
D．若将片换成片，则实验Ⅱ中，铁为负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，铁钉周边会出现蓝色；铜为正极，根据C选项正极电极反应式可知，有OH-生成，铜片周边会出现红色，D项正确；
答案选A。
15．B
解析：A．该装置是电解池，将电能转变为化学能，A项正确；
B．根据图中信息，左侧加入碳酸钙，中间生成氢氧化钙，左侧生成钙离子向中间移动，则X膜为阳离子交换膜，B项错误；
C．阴极区氢氧根不断向中间移动，水中氢离子不断被消耗，溶液的pH变大，C项正确；
D．a极上水中氢氧根失去电子生成氧气，电极反应式为，产生的氢离子溶解碳酸钙，D项正确；
答案选B。
二、填空题
16．Pb + SO42-－2e-＝ PbSO4 PbSO4 + 2H2O-2e-＝PbO2 + 4H+ + SO42- 外加电流的阴极保护法 牺牲阳极阴极保护法 4H+ + O2 + 4e-＝2H2O SO2 + 2H2O - 2e- ＝ SO42- + 4H+
【分析】(1)放电时，该装置是原电池，负极上铅失电子发生氧化反应，充电时，该装置是电解池，阳极失电子发生氧化反应；
(2)作原电池正极或作电解池阴极的金属被保护；
(3)该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，正极上投放的气体是氧气，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，根据硫酸和水的出口方向知，B极是负极，A极是正极，据此书写电极反应式。
解析：：(1)放电时，该装置是原电池，负极上铅失电子发生氧化反应，即Pb+SO42--2e-=PbSO4，在充电时，该装置是电解池，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应，即PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-，故答案为：Pb+SO42--2e-=PbSO4；PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-；
(2)①若X为石墨，为减缓铁的腐蚀，将开关K置于N处，该装置构成电解池，铁作阴极而被保护，该电化学防护法称为外加电流的阴极保护法；故答案为：外加电流的阴极保护法；
②若X为锌，开关K置于M处，该装置构成原电池，锌易失电子作负极，铁作正极而被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：牺牲阳极的阴极保护法．
(3)该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，即B极是负极，负极二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式是SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，正极上投放的气体是氧气，即A极是正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式是4H++O2+4e-=2H2O，故答案为：①4H++O2+4e-=2H2O； ②SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。
17．(1)原电池
(2)负 不断溶解 正 2H++2e-=H2↑ Zn+2H+= Zn2++ H2↑
(3)②③
解析：（1）将锌片、铜片按照图装置所示连接，电流表显示有电流通过，将化学能转化为电能，该装置叫做原电池；
（2）反应中Zn不断溶解，失去电子变成Zn2+，是负极，铜片上H+得到电子生成H2，为正极，电极反应式为2H++2e-=H2 ，总反应式为Zn+2H+= Zn2++ H2；
（3）自发进行的氧化还原反应，才能将化学能直接转化为电能，①不是氧化还原反应，②③都是氧化还原反应能实现化学能直接转化为电能，故为②③。
18． 正极 VO2+、 正 增大 +2H++e-=VO2++H2O 3.65 0.2
【分析】根据反应，放电时负极反应为VO2+-e-+H2O=+2H+，正极反应为V3++e-=V2+，此时正极区阳离子浓度减小，H+向正极区移动；充电时，电极反应与原电池的电极反应相反，故阴极反应为+2H++e-=VO2++H2O，阳极反应为V2+-e-=V3+，据此分析。
解析：(1)根据分析，正极区阳离子浓度减小，H+向正极区移动，且题目中已知H+由B区透过隔膜向A区移动，说明A区为正极区，B区为负极区；B区含有的含有钒的离子为和VO2+；
(2)根据分析，A区电极发生失电子的反应，a应与电池的正极相连；A区阳离子浓度增加，H+向B区移动，A区溶液pH增大；B区的电极方程式为+2H++e-=VO2++H2O；
(3)当溶液pH变为13时，此时溶液中c(OH-)=0.1mol/L，电解过程中消耗c(H+)=0.1mol/L，电解食盐水的总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，该过程有氢气和氯气溢出，溶液减少的质量为氢气和氯气的综合，因此，溶液质量的减少量m=n(H2)·M(H2)+n(Cl2)·M(Cl2)=0.05mol×2g/mol+0.05mol×71g/mol=3.65g；利用此电池电解食盐水，当溶液pH变为13时共转移电子0.1mol，当转移0.1mol电子时电池消耗0.2mol氢离子，需要有0.2mol氢离子透过交换膜，因此电池的正负极质量相差0.2mol×1g/mol=0.2g。
19．(1) 2Cl--10e-+4H2O=2ClO2+8H+ 增大
(2) 正 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
(3) < O2+2e-+2H+=2H2O2
解析：（1）由信息可知，在阳极Cl-放电产生ClO2，电极反应式2Cl--10e-+4H2O=2ClO2+8H+，根据Na+移向阴极可知右侧为阴极区，电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极区pH增大，故为：2Cl--10e-+4H2O=2ClO2+8H+；增大；
（2）原电池中阳离子移向正极，根据H+移动方向可知右侧b为正极，左侧a为负极，燃料甲醇在负极反应生成CO2，电极反应式CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，故为：正；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；
（3）溶液中存在电荷守恒，c（H+）+c()=c()+c（OH-），溶液显酸性，c（H+）>c（OH-），c()20． H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l） ΔH=-286 kJ / mol +131.5 800 -890 0.56
解析：(1)燃烧热指的是101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，由2H2（g）+ O2（g）= 2H2O（l）ΔH= - 572kJ/mol可知，表示H2燃烧热的热化学方程式为H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l） ΔH=-286 kJ / mol；
(2) 已知：①H2（g）+O2（g）= H2O（ g）ΔH = - 242kJ/mol；③C（s）+O2（g）=CO （g）ΔH =-110.5 kJ/mol，根据盖斯定律③-①得C（s）+ H2O（g）H2（g + CO（g） ΔH =+131.5kJ/mol；
(3) 设C=O键能为xkJ/mol，根据CO2（g）+2H2O（g）= CH4（g）+ 2O2（ g）ΔH = + 802kJ/mol和表中数据可知，ΔH=2xkJ/mol+4×463kJ/mol-4×414kJ/mol-2×497kJ/mol=+ 802kJ/mol，得x=800；
(4)已知①H2（g）+O2（g）= H2O（ g）ΔH = - 242kJ/mol；②2H2（g）+ O2（g）= 2H2O（ l）ΔH= - 572kJ/mol；⑤CO2（g）+2H2O（g）= CH4（g）+ 2O2（ g）ΔH = + 802kJ/mol，根据盖斯定律可知，②-2×①-⑤得CH4（g）+ 2O2（ g）=CO2（g）+2H2O（l）ΔH= - 890kJ/mol；
(5) 烧开 1L 水所需要的热量为1000g×75℃×4.2J/（g ℃）=315000J=315kJ，设需要甲烷的物质的量为amol，则根据CH4（g）+ 2O2（ g）=CO2（g）+2H2O（l）ΔH= - 890kJ/mol可知，890kJ/mol×amol×90%×70%=315kJ，得a=0.56。
【点睛】
解题时要注意燃烧热的定义，尤其是H对应的产物应为液态水，为易错点。
21．放热 483.6 28 -1100.2
解析：(1)焓变小于零的反应是放热反应，反应①属于放热反应；
(2)根据热化学方程式的意义，反应①消耗1molO2(g)时，放出483.6kJ的热量，热量变化是483.6kJ；
(3)消耗1mol氮气时需要吸收133.0kJ的热量，反应②的热量变化为133.0kJ时，需消耗N2(g)的物质的量是1mol，质量是1mol×28g/mol=28g；
(4)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-483.6kJ/mol
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH2=+133.0kJ/mol
根据盖斯定律将①×2-②可以得到反应：
4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=(-483.6kJ/mol)×2-133.0kJ/mol=-1100.2kJ/mol。
22． Mg2+＜ S2 CO2+2MgC+2MgO 2O2+4H2O+8e-═8OH-
【分析】C原子最外层电子数是其电子层数的3倍，则C元素为O元素；B是形成有机物的主要元素，则B为C元素；D能在CO2中燃烧重新生成碳单质，其氧化物是一种耐高温材料，则D为Mg元素；E和C位于同主族，则E为S元素；A的单质在常温下呈气态，则A为H元素，以此解答。
解析：(1)由分析可知，为CO2，电子式为：；
(2)由分析可知，D、E的简单离子为Mg2+和S2-，S2-的电子层数较多，故半径大小关系是：Mg2+＜S2；
(3)Mg在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳单质，方程式为：CO2+2MgC+2MgO；
(4)CH4-O2碱性燃料电池中负极甲烷失电子被氧化，正极氧气得电子被还原，正极反应式为：2O2+4H2O+8e-═8OH-。
【点睛】本题考查的是元素周期律的相关知识，要求考生对元素周期表的结构有清楚的认识和了解。同时本题还考查了化学用语，如电子式的书写、氧化还原反应中电子转移的表示方法等。综合性较强，是一道元素推断题中的好题。
23． CD 锌与稀硫酸直接反应生成了氢气 0.08NA B H2-2e-+2OH-=4H2O
【分析】(1)该装置为原电池装置，电池总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，所以Zn为负极，Cu为正极；
(2)根据电子的流向可知a为负极，b为正极。
解析：(1)①A．根据分析可知铜片为正极，氢离子得电子生成氢气，所以有气泡生成，故A正确；
B．原电池可以将化学能转化为电能，电能通过LED灯转化为光能，故B正确；
C．外电路中电流由正极流向负极，即Cu→Zn，故C错误；
D．电解质溶液中阴离子流向负极，所以硫酸根流向锌片，故D错误；
综上所述选CD；
②锌与稀硫酸直接反应生成了氢气，所以锌片上也产生气泡；
③负极发生Zn-2e-=Zn2+，2.6g锌的物质的量为=0.04mol，根据电极方程式可知转移的电子数为0.08NA；
(2)①燃料电池中，氧气发生还原反应，为正极，所以空气从B口通入；
②若燃料为氢气，则氢气发生氧化反应，A口通入a极反应，电解质溶液为碱性，所以电极反应式为H2-2e-+2OH-=4H2O