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、选择题
1．锂电池研发已有重大突破，关于锂电池的叙述正确的是
A．放电时电能转化为化学能 B．电容量大，质量轻
C．不可循环放电 D．废旧锂电池是干垃圾
2．2022年11月10日，中国科学院成功开发出能量密度高、可逆性高的Cd-Mn混合型液流电池。该电池放电时的工作原理如下图所示，下列说法正确的是
A．放电时，a极发生氧化反应
B．放电时，b极区电解质溶液中减小
C．充电时，a极发生的电极反应为
D．充电时，b极区溶液减重20.8g时，外电路理论上通过个电子
3．我国科学家合成的催化剂可以用于建构二次电池，装置如图所示。双极膜中水电离的和在电场作用下可以向两极迁移。下列说法正确的是
A．放电时，外电路中电流由流向极
B．放电时，双极膜中的移向极
C．充电时，阴极反应式：
D．充电时，若消耗乙醇和乙酸的物质的量之比为1∶1，则理论上生成的锌和的物质的量之比为5∶2
4．某实验小组要定量探究铁锈蚀的因素，设计如图所示实验装置，检查气密性，将5 g铁粉和2 g碳粉加入三颈烧瓶，时刻，加入2 mL饱和氯化钠溶液后，再将一只装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。下列说法错误的是
A．铁发生锈蚀的反应是放热反应
B．温度降低是因为反应速率减慢了
C．BC段压强减小是因为铁和氧气直接反应生成了氧化铁
D．压强变大是因为发生了铁的析氢腐蚀
5．以石墨为电极电解KI溶液(含少量淀粉)的装置如图。下列说法错误的是
A．a为阴极，b为阳极 B．b极逸出气体
C．a极附近溶液呈蓝色 D．a极发生氧化反应
6．化学电源在生活中有广泛的应用，各种电池的示意图如图，下列有关说法正确的是
A．甲：电流由锌片经导线流向铜片
B．乙：负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，使用一段时间锌筒会变薄
D．丁：使用一段时间后电解质溶液的酸性增强，导电能力增大
7．关于电解饱和食盐水，下列说法错误的是（ ）
A．正极产物为氯气 B．阴极产物是氢气
C．此过程将电能转化为化学能 D．阴极产物有氢氧化钠
8．室温下，下列实验探究方案能达到目的的是
选项 探究方案 探究目的
A 取铝与氧化铁发生铝热反应后的固体，溶于足量稀硫酸，取上层清液，加KSCN溶液后无明显变化，再加入双氧水出现血红色 固体产物中有单质铁
B 向NaBr溶液中滴加过量的氯水，再加入淀粉KI溶液，观察溶液颜色变化 氧化性：Cl2＞Br2＞I2
C 用0.55mol L-1NaOH溶液分别与等体积等浓度CH3COOH溶液、盐酸反应，测得反应热依次为△H1、△H2，△H1＞△H2 CH3COOH(aq)H+(aq)+CH3COO-(aq) △H＞0
D 在淀粉溶液中加入稀硫酸，水浴加热一段时间，冷却后再加入新制Cu(OH)2浊液并煮沸，没有生成砖红色沉淀 淀粉没有水解
A．A B．B C．C D．D
9．下列说法正确的是
A．化学变化不一定都伴随着能量变化
B．加入催化剂能改变化学反应的热效应
C．ΔH单位kJ mol-1中的mol-1是指每摩尔反应物
D．需要加热才能发生的化学反应，可能是吸热反应也可能是放热反应
10．下列关于燃烧热的热化学方程式书写正确的是
A．2H2+O2 = 2H2O -571.6 kJ/mol
B．CH4(g)+2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) +890.3 kJ/mol
C．4NH3(g)+3O2(g) = 2N2(g)+6H2O -1269 kJ/mol
D．C(s)+O2(g) = CO2(g) -393.5 kJ/mol
11．生活离不开化学，下列事实与电化学腐蚀有关的是
A．暴晒在太阳光下的地膜塑料易变成碎片
B．在铁中添加一定量的镍制成的金属硬币不易被腐蚀
C．铜、铝电线连接起来使用易出现断电现象
D．在雨水冲击下的汉白玉建筑物纹理变得模糊
12．海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其进行保护(如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极)。下列有关叙述中错误的是
A．高硅铸铁作为惰性辅助阳极是不会损耗的
B．通电后外电路的电流被强制流向钢制管桩
C．保护电流应该根据环境条件变化进行调整
D．通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零
13．在直流电场作用下双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，并分别向两极迁移。如图所示装置，可将捕捉的二氧化碳转化为CaCO3而矿化封存，减少碳排放，同时得到氧气、氢气、高浓度盐酸等产品。下列说法正确的是
A．CaCO3在碱室形成
B．两个双极膜中间层的H+均向右移动
C．向碱室中加入NaHCO3固体，有利于CO2的矿化封存
D．b极为阳极，电极反应式为4OH--4e=O2↑+2H2O
14．以硝酸盐为离子导体的Na－O2电池装置与其某一电极M附近的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A．镍电极上发生氧化反应
B．NO是该电池的氧化剂
C．固体电解质只起到离子导体的作用
D．M的电极反应为2Na++O2+2e-=Na2O2
15．X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为
A．X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y C．Y＞X＞Z D．Y＞Z＞X
二、填空题
16．比较金属的活动性强弱
原电池中，一般活动性强的金属为 极，活动性弱的金属为 极。
例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性 。
17．利用电催化可将同时转化为多种燃料，装置如图。
(1)铜电极上产生的电极反应式为 。
(2)若铜电极上只生成，则铜极区溶液质量变化了 g。
18．下图是氮在生态系统中的循环。细菌和电催化可促使含氮物质进行氧化还原反应。
(1)写出N在周期表中的位置 。中N元素的化合价为 。
(2)依据图中所示的氮循环，写出自然界中固氮的一种途径 。
(3)氮肥是水体中铵态氮的主要来源之一、实验室中检验可以用 溶液，产生气体使湿润的 色石蕊试纸变色。
(4)硝化过程中，含氮物质发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
(5)铵态氮()与亚硝态氮()可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中，当产生氮气时，转移电子的物质的量为 。
(6)由于过度的人为干预，水体中的硝酸盐水平正在增加。硝酸盐转化为无害氮的反硝化作用，可以通过电催化法来实现，写出在中性介质中硝酸盐转化为氮气的阴极电极反应式 。
19．如图所示，A、B、C三个装置的烧杯中分别盛有足量的CuCl2溶液。
（1）A、B、C三个装置中属于电解池的是 。
（2）A池中Zn是 极， Cu极发生 反应，电极反应为 。反应过程溶液中c(Cu2+) (填“变大”、“变小”或“不变”)。
（3）B池中C棒上发生 反应，电极反应为 。B 池中的总反应为 。
（4）C池中Zn极的反应现象为 。Cu极电极反应为 。反应过程溶液中c(Cu2+) (填“变大”、“变小”或“不变”)。
20．回答下列问题：
(1)①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
(a)若上述反应放出或吸收的热量数值均正确，则上述热化学方程式中，不正确的有 (填序号)。
(b)根据上述信息，写出C转化为CO的热化学方程式 。
(2)已知热化学方程式： ，其逆反应的活化能为，则其正反应的活化能为 kJ/mol。
(3)用催化还原可以消除氮氧化物的污染。例如：
若用标准状况下还原生成，反应中转移的电子总数为 (阿伏加德罗常数用表示)，放出的热量为 kJ。
21．甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知：
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-571.8kJ· mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=-192.9 kJ· mol-1
（1）甲醇蒸汽完全燃烧的热化学方程式为 。
（2）反应②中的能量变化如下图所示，则△H2= （用E1和E2表示）。
（3）H2(g)的燃烧热为 kJ· mol-1。
（4）请你分析H2(g)作为能源比甲醇蒸汽作为能源的优点： （写出一点）
22．(1)图中甲装置为CH3OCH3碱性燃料电池，其电极均为Pt电极。装置乙中，C、D电极为Pb电极，其表面均覆盖着PbSO4，其电解液为稀H2SO4溶液。
①写出甲装置中B极的电极反应式 。
②写出乙装置中D极的电极反应式 。
③当有46g二甲醚参加反应时，电路中通过的电子的物质的量为 mol。
(2)钢铁锈蚀图示如图丙所示：请你分析高铁铁轨锈蚀的原因是 。
(3)我国的科技人员为了消除SO2的污染，利用原电池原理，变废为宝，设计由SO2和O2来制备硫酸，设计装置如图丁所示，电极A、B为多孔的材料。
①A极为 (填“正极”或“负极”)。
②B极的电极反应式是 。
23．(1)利用反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2设计成如图所示原电池，回答下列问题：
①写出电极反应式：正极 ；
②图中X溶液是 ，
③原电池工作时，盐桥中的 (填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。
(2)如图是一个化学过程的示意图。
①甲池中OH-移向 极（填“CH3OH”或“O2”）。
②写出通入CH3OH的电极的电极反应式 。
③乙池中总反应的离子方程式 。
④当乙池中B（A g）极的质量增加5.40g，若此时乙池中溶液的体积为500ml，则溶液的C(H+)是 ；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是 （填序号）。A．MgSO4 B．CuSO4 C．NaCl D．AgNO3
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．电池放电时是化学能转化成电能，故A错误；
B．Li相对原子质量较小，密度小，因此相同质量的金属锂的体积小，单位质量能量比高，具有电容量大，质量轻的优点，故B正确；
C．锂电池属于二次电池，可以循环充电使用，故C错误；
D．电池属于有害垃圾，污染土壤和水，不属于干垃圾，故D错误；
答案为B。
2．D
解析：A．由题图可知，a为正极，b为负极，放电时，正极发生还原反应，A项错误；
B．放电时，阴离子向负极移动，即b极区电解质溶液中增大，B项错误；
C．充电时电极反应与放电时相反，a极发生的电极反应为，C项错误；
D．充电时，b极区的转为Cd，且从b极区移向a极区，故溶液减重20.8g，即减少0.1molCdSO4时，外电路理论上通过个电子，D项正确；
故选D。
3．D
【分析】由图可知，放电时Zn为负极，Zn失电子结合OH-生成[Zn(OH)4]2-，Cu2P2O7为正极，CO2得电子生成乙醇、乙酸，充电时Zn电极为阴极，[Zn(OH)4]2-得电子生成Zn和氢氧根离子，Cu2P2O7为阳极，乙醇、乙酸失电子生成CO2。
解析：A．放电时Zn为负极，Cu2P2O7为正极，外电路中电流从Cu2P2O7极流向Zn，A错误；
B．放电时双极膜中的氢氧根离子向负极移动，故OH-移向Zn电极，B错误；
C．充电时，[Zn(OH)4]2-得电子生成Zn和氢氧根离子，电极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，C错误；
D．设消耗乙醇和乙酸的物质的量均为amol，则amol乙酸和amol乙醇转化为CO2共转移20amol电子，生成4amolCO2，根据[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-，转移20amol电子，生成10amolZn，则生成的锌和CO2的物质的量之比为5：2，D正确；
故答案选D。
4．C
解析：A．由温度曲线可知，铁发生锈蚀的反应是放热反应，温度升高，A正确；
B．温度降低是因为装置中氧气被消耗，导致铁被锈蚀反应速率减慢了，B正确；
C．BC段压强减小是因为铁在氧气、水共同作用下反应生成了铁锈，铁锈主要成分为氧化铁，C错误；
D．压强变大是因为注射器中盐酸被压入三颈烧瓶中，盐酸和铁生成氢气，发生了铁的析氢腐蚀，D正确；
故选C。
5．A
解析：A．a连接电源的正极，a为阳极，b为阴极，A错误；
B．b为阴极，溶液中氢离子放电生成氢气，因此b极逸出气体，B正确；
C．a为阳极，溶液中的碘离子放电生成碘单质，因此a极附近溶液呈蓝色，C正确；
D．a为阳极，溶液中的碘离子放电生成碘单质，因此a极发生氧化反应，D正确；
答案选A。
6．C
解析：A．活泼金属做负极，所以Zn为负极，Cu为正极，电流由铜片经导线流向锌片，A错误；
B．电解质溶液是KOH溶液，负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，B错误；
C．锌筒作负极，发生氧化反应，锌失电子生成Zn2+，使用一段时间锌筒会变薄，C正确；
D．铅蓄电池放电时，Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，使用一段时间后电解质溶液的酸性增减弱，导电能力减弱，D错误；
故答案选C。
7．A
【分析】电解饱和食盐水：阳极电极式：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极电极式：2H2O+2e-==2OH-+H2↑；
解析：A．电解是阴阳极，不是正负极，故A项错误；
B．电解饱和食盐水，阴极产物是氢气，故B项正确；
C．电解过程将电能转化为化学能，故C项正确；
D．电解饱和食盐水，阴极产物有氢氧化钠，故D项正确；
故答案为A。
8．C
解析：A．即使固体产物中无单质铁，Al,氧化铁的混合物中也会出现实验中的现象，，，加KSCN溶液后无明显变化，加入双氧水，被氧化为，，出现血红色，A项错误；
B．由于氯水过量，反应后有氯水剩余，加入淀粉KI溶液时，KI先与反应，和KI的反应不一定发生，溶液变蓝也无法证明氧化性，B项错误；
C．，，等量的,HCl分别与NaOH反应，，说明前者放出的热量少，说明弱酸的电离是吸热反应，，C项正确；
D．淀粉溶液中加入稀硫酸，水浴加热一段时间后，由于溶液中有硫酸显酸性，在检验前，应先加入足量NaOH溶液，调节溶液显碱性，再加入新制悬浊液并煮沸，否则稀硫酸会和反应，试剂失效，D项错误；
答案选C。
9．D
解析：A．化学变化一定都伴随着能量变化，故A错误；
B．加入催化剂只能降低反应所需的活化能，不能改变化学反应的热效应，故B错误；
C．ΔH单位kJ mol-1中的mol-1是指每摩尔反应，故C错误；
D．需要加热才能发生的化学反应，可能是吸热反应也可能是放热反应，故D正确；
故选D。
10．D
解析：A．未标注物质的聚集状态，A错误；
B．燃烧放热，，B错误；
C．燃烧热的热化学方程式要求可燃物的化学计量系数为1，C错误；
D．碳的燃烧热的热化学方程式为C(s)+O2(g) = CO2(g) -393.5 kJ/mol
故选D。
11．C
解析：A．暴晒在太阳光下的地膜塑料易变成碎片是塑料老化分解的原因，A错误；
B．在铁中添加一定量的镇改变了内部结构，使得制成的金属硬币不易被腐蚀，与电化学腐蚀无关，B错误；
C．铜、铝电线连接起来使用，接头在潮湿空气中形成原电池，铝线表面被氧化而不导电，出现断电现象，C正确；
D．汉白玉主要成分为碳酸钙，酸性的雨水能溶解碳酸钙，故建筑物纹理变得模糊，D错误；
故选C。
12．B
【分析】外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，被保护金属与电源的负极相连作为阴极，电子从电源负极流出，给被保护的金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，让被保护金属结构电位低于周围环境，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生，阳极若是惰性电极，则是电解质溶液中的离子在阳极失电子；据此解答。
解析：A．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，选项A正确；
B．通电后，惰性高硅铸铁作阳极，海水中的氯离子等在阳极失电子发生氧化反应，电流由电极正极经导线流向阳极，再从阴极流向负极即高硅铸铁，选项B错误；
C．在保护过程中要使被保护金属结构电位低于周围环境，则通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，选项C正确；
D．被保护的钢制管桩作为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，使钢制管桩表面腐蚀电流接近于零，避免或减弱电化学腐蚀的发生，选项D正确；
答案选B。
13．D
【分析】右侧双极膜中氢离子进入酸室，氢氧根离子右移在电极b上发生还原反应生成O2，所以b为阳极，左侧双极膜中氢氧根离子进入碱室，与二氧化碳反应生成碳酸根离子，氢离子左移在电极a上发生还原反应生成H2，所以a为阴极，以此解答。
解析：A．由图可知，CO通过左侧阴离子交换膜进入中间室内与Ca2+结合形成碳酸钙，CaCO3 在中间室形成，故A错误；
B．由图可知，右侧双极膜中氢离子进入酸室生成盐酸，左侧双极膜中氢离子左移在电极a上发生还原反应生成H2，故B错误；
C．碱室中二氧化碳和碱反应生成碳酸根离子，碳酸根离子通过左侧阴离子交换膜进入中间室内，与Ca2+结合形成碳酸钙，加入NaHCO3固体会消耗氢氧根不利于CO2的吸收，故C错误；
D．右侧双极膜中氢离子进入酸室，氢氧根离子右移在电极b上发生还原反应生成O2，所以b为阳极，电极反应式为4OH--4e=O2↑+2H2O，故D正确；
故选D。
14．D
【分析】该装置为电池装置，液态钠为活泼金属，根据原电池工作原理，液态钠电极为负极，镍电极为正极。
解析：A．金属钠为活泼金属，作负极，镍电极为正极，正极上得到电子，发生还原反应，故A错误；
B．根据反应机理可知，为该电池的催化剂，故B错误；
C．固体电解质还能防止钠直接与氧气反应，能起到隔绝空气的作用，故C错误；
D．根据原理图可知，M电极的电极反应为，然后又发生2+O2=2Na2O2和2+ O2=2 ，总反应为2Na++O2+2e-=Na2O2，故D正确；
答案为D。
15．C
解析：X浸入Z的硝酸盐溶液中，有Z析出，说明X能置换出Z，故活泼性X＞Z；根据原电池原理，金属活泼性强的容易失电子，在原电池中作负极，所以活泼性Y＞X；故答案选C。
二、填空题
16． 负 正 A>B
解析：原电池中，一般活动性强的金属容易失去电子发生氧化反应，为负极；活动性弱的金属为正极；
例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，说明A失去电子发生氧化反应为电源负极，B极上有气泡产生为电源正极，由原电池原理可知，金属活动性A大于B。
17．(1)
(2)3.6
解析：（1）铜电极与电源负极相连，为阴极，发生还原反应转化为，电极反应式为：；
（2）根据，知铜电极上生成即的同时生成，因此铜极区溶液质量增重，答案为：3.6。
18．(1) 第二周期第VA族 +3
(2)生物固氮(或闪电作用)
(3) 浓氢氧化钠 红
(4)氧化
(5)0.06
(6)2NO +10e- + 6H2O = N2↑ + 12OH-
解析：（1）N是7号元素，在周期表中的位置是第二周期第VA族；设中N元素的化合价为x，x-2×2=-1，x=+3。
（2）自然界中固氮的途径主要为生物固氮或闪电作用；
（3）根据+OH-NH3↑+H2O，检验可以用浓氢氧化钠溶液，氨气是碱性气体，产生气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。
（4）硝化过程中，N元素化合价升高，含氮物质发生氧化反应。
（5）与反应生成氮气，中N元素化合价由-3升高为0、中N元素化合价由+3降低为0，根据得失电子守恒，配平反应的离子方程式为+=N2↑+2H2O，生成1mol氮气转移3mol电子，当产生氮气时，转移电子的物质的量为0.06。
（6）在中性介质中在阴极得电子生成氮气，阴极电极反应式2NO +10e- + 6H2O = N2↑ + 12OH-。
19． BC 负 还原 Cu2++ 2e-Cu 变小 还原 Cu2++2e-Cu CuCl2Cu+Cl2↑ 有红色物质生成 Cu-2e-Cu2+ 不变
【分析】装置A中没有外接电源，是原电池，锌是负极，铜是正极；装置B中有外接电源，是电解池，碳棒接电源的负极是阴极，Pt电极是阳极；装置C中有外接电源，是电解池，锌电极接电源的负极是阴极，铜电极是阳极；结合原电池和电解池的工作原理分析解答。
解析：（1）B、C两个装置有外接电源，是电解池，A是原电池。
（2）Zn比较活泼，在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu2+在正极得到电子变成Cu，电极反应为Cu2++2e-＝Cu，Cu2+放电析出铜，则c(Cu2+)变小。
（3）B池中C棒接电源的负极，作阴极，阳离子在阴极放电，电极反应为Cu2++2e-＝Cu，阳极是氯离子放电生成氯气，则总反应为CuCl2Cu+Cl2↑。
（4）C池中Zn作阴极，Cu2+放电变为Cu，所以可以看到有红色物质生成，Cu作阳极，Cu是活泼金属材料，所以阳极是Cu放电，电极反应为Cu-2e-＝Cu2+，阴极消耗Cu2+，阳极生成Cu2+，所以溶液中c(Cu2+)不变。
【点睛】注意掌握电解池中电极反应式的书写流程，即“二判二析一写”，二判：①判断阴阳极；②判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。二析：①分析溶液中离子的种类；②根据离子放电顺序，分析电极反应。一写：根据电极产物，写出电极反应式。
20．(1) ①③ C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=—110.5kJ/mol
(2)167.2
(3) 16NA 1734
解析：（1）(a) ①中除水为液体，聚集状态标注为l外，其他物质都是溶液，聚集状态应标注为aq，故错误；③中碳酸钙的分解反应为吸热反应，反应△H＞0，故错误，其余热化学方程式均正确，故答案为：①③；
(b)由盖斯定律可知，④－⑤得到碳不完全燃烧的反应C(s)+O2(g)=CO(g)，则△H=(—393.5 kJ/mol)—(—283kJ/mol)=－110.5kJ/mol，反应的热化学方程式为C(s)+ O2(g)=CO2(g)ΔH=—110.5kJ/mol，故答案为：C(s)+ O2(g)=CO2(g)ΔH=—110.5kJ/mol；
（2）该反应为放热反应，反应的焓变△H=—(E逆—E正)，所以E正=409.0kJ/mol—241.8 kJ/mol=167.2 kJ/mol，故答案为：167.2；
（3）将已知反应依次编号为①②，由盖斯定律可知，可得反应CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，则△H==—867kJ/mol，若标准状况下，44.8L甲烷完全反应，整个过程中转移的电子总数为×8NA=16NA，放出的热量为 ×867 kJ/mol＝1734kJ，故答案为：16NA；1734。
21．CH3OH(g)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H2=-764.7kJ/mol； E1-E2 285.9 来源广、热值高、不污染环境
【分析】(1)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
(2)依据反应焓变△H=生成物总能量-反应物总能量分析；
(3)依据燃烧热的概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，结合热化学方程式分析计算；
(4)根据氢能源的优点和氢能源的开发和利用的最新动向即可作答。
解析：(1)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-571.8kJ· mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=-192.9 kJ· mol-1
由盖斯定律②+①得到甲醇蒸气完全燃烧的热化学反应方程式为：CH3OH(g)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H2=-764.7kJ/mol；
(2)反应②中的能量变化如图所示，依据图像分析，反应焓变△H=生成物总能量-反应物总能量，△H2=E1-E2；
(3)燃烧热的概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，根据2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H1=-571.8kJ/mol可知2mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为571.8kJ，则1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为285.9kJ，故氢气燃烧热为285.9kJ/mol；
(4)地球上水资源丰富，可以从水中提取氢气，说明资源广泛；依据燃烧热计算分析，氢气的燃烧值高；因为氢气燃烧产物是水，不污染环境。
22．O2+2H2O+4e-=4OH- PbSO4+2e-=Pb+SO 12 当电解质溶液酸性较强时，铁轨发生析氢腐蚀，铁失电子；当电解质溶液呈弱酸性或中性时，铁轨发生吸氧腐蚀，铁失电子 正极 SO2+2H2O-2e-=SO+4H+
【分析】(1)①CH3OCH3碱性燃料电池中，加入CH3OCH3的电极是负极，即A极为负极，B极为正极，通入氧气得电子；
②乙装置为电解池，电解时D极与原电池的负极相连，D极作阴极，得电子；
③由CH3OCH3＋16OH－－12e－=2CO＋11H2O进行计算；
(2)高铁铁轨锈蚀的原因是发生了析氢腐蚀或吸氧腐蚀。
(3)①由题意可知设计原电池的目的是用SO2和O2来制备硫酸，根据题图知B极生成硫酸，则通入的气体为SO2。
②B极通入SO2，发生氧化反应，SO2转化为SO。
解析：(1)①CH3OCH3碱性燃料电池中，加入CH3OCH3的电极是负极，即A极为负极，B极为正极，通入氧气得电子，因此B极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－；答案为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；
②乙装置为电解池，电解时D极与原电池的负极相连，D极作阴极得电子，其电极反应式为：PbSO4+2e-=Pb+SO；答案为：PbSO4+2e-=Pb+SO；
③46g二甲醚为1mol，由CH3OCH3＋16OH－－12e－=2CO＋11H2O可知电路中通过的电子的物质的量为12mol；答案为：12；
(2)高铁铁轨锈蚀的原因是发生了析氢腐蚀或吸氧腐蚀。答案为：当电解质溶液酸性较强时，铁轨发生析氢腐蚀，铁失电子；当电解质溶液呈弱酸性或中性时，铁轨发生吸氧腐蚀，铁失电子；
(3)①由题意可知设计原电池的目的是用SO2和O2来制备硫酸，根据题图知B极生成硫酸，则通入的气体为SO2，发生氧化反应，故B极为负极，A极为正极。答案为：正极；
②B极通入SO2，发生氧化反应，电极反应式为SO2＋H2O－2e－=SO＋4H＋。答案为：SO2＋2H2O－2e－=SO＋4H＋。
23． Fe3＋＋e-=Fe2＋ FeCl3 阳 CH3OH CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+ 0.1mol·L－1 BD
解析：(1) ①反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2中，铜失电子发生氧化反应，Fe3+得电子发生还原反应，原电池中正极发生还原反应，碳做正极，发生的还原反应为：Fe3＋＋e-=Fe2＋；综上所述，本题答案是：Fe3＋＋e-=Fe2＋。
②石墨是正极，正极极反应为：Fe3＋＋e-=Fe2＋，所以图中X溶液是FeCl3 溶液；综上所述，本题答案是：FeCl3 。
③原电池工作时，阳离子移向正极，石墨是正极，所以盐桥中的阳离子向X溶液方向移动；综上所述，本题答案是：阳。
(2) ①燃料电池中,投放燃料的电极是负极,投放氧化剂的电极是正极,原电池放电时,电解质溶液中氢氧根离子向负极移动,即向投放甲醇的电极移动；综上所述，本题答案是：CH3OH。
②该燃料电池中,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-=CO32-+6H2O；因此，本题正确答案是：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。
③电解硝酸银溶液时,银离子得电子生成银、水失电子生成氧气和氢离子,离子方程式为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+ ；综上所述，本题答案是：4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+。
④当乙池中B（Ag）极的质量增加5.40g 时，设氢离子浓度为xmol/L，4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+，根据反应关系：4Ag---4H+，432：4=5.4：0.5x，计算得出: x=0.1，所以溶液的c(H+)=0.1mol·L－1；阴极上析出金属，则在金属活动性顺序表中金属元素处于H元素后，根据串联电池中转移电子数相等知，丙中析出金属元素需要的电子等于或小于乙池中转移电子数，据此确定含有的金属元素,析出5.40g 时转移电子是0.05mol；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是：
A、硫酸镁中镁元素处于H元素前,所以阴极上不析出金属单质，故错误；
B、电解硫酸铜溶液时,阴极上析出1.6g铜需要转移电子0.05mol,故正确；
C、NaCl中钠元素处于氢元素前，所以阴极上不析出金属单质，故错误；
D、电解硝酸银溶液时,阴极上析出1.6g 银需要转移电子0.0148mol<0.05mol,故正确；
因此，本题选:BD。
综上所述，本题答案是：0.1mol·L－1；BD