专题1 化学反应与能量变化 专题检测试卷(一)(1) （含解析）2023-2024学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1
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| 名称 | 专题1 化学反应与能量变化 专题检测试卷(一)(1) （含解析）2023-2024学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 987.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-12 11:11:55 | ||
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文档简介
课时作业7：专题检测试卷(一)
学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________
一、单选题（共15小题）
1. (3分)下列叙述正确的是( )
A. 电解质溶液导电的过程实际上就是电解的过程
B. 氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C. 粗铜精炼时，电解质溶液中铜离子浓度保持不变
D. 铁与稀硫酸反应时，加入过量硫酸铜溶液，可使反应速率加快
2. (3分)已知某些燃料的标准燃烧热数据如下表所示：
使用上述燃料，最能体现“低碳经济”理念的是( )
A. 一氧化碳 B. 甲烷 C. 丙烷 D. 乙醇
3. (3分)某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是( )
A. 由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B. 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C. 实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁制搅拌器对实验结果没有影响
D. 若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，则测定数值偏高
4. (3分)已知下列热化学方程式：
Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH1＝－351.1 kJ·mol－1
Hg(l)＋O2(g)===HgO(s) ΔH2＝－90.7 kJ·mol－1
由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l) ΔH3，其中ΔH3是( )
A. －441.8 kJ·mol－1 B. －254.6 kJ·mol－1
C. －438.9 kJ·mol－1 D. －260.4 kJ·mol－1
5. (3分)利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产，下列说法正确的是( )
A. 氯碱工业中，X、Y均为石墨，Y附近能得到氢氧化钠 B. 铜的电解精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4溶液
C. 电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D. 外加电流的阴极保护法中，X是待保护金属
6. (3分)实验发现，298 K时，在氯化铁酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是( )
A. 该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋ B. 左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去
C. 该电池铂电极上立即有气泡出现 D. 该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋
7. (3分)用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池原理如图所示，下列说法正确的是( )
A. 充电时，阴极的电极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O
B. 放电时，负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O
C. 放电时，OH－移向镍电极
D. 充电时，将电池的碳电极与外接电源的正极相连
8. (3分)根据如图所示的物质转化关系，下列说法错误的是( )
A. 相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，前者具有的能量较高
B. 相同质量的NO2(g)和N2O4(g)，破坏两种物质中所有的化学键，后者所需的能量高
C. ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
D. N2H4(l)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH，则ΔH>ΔH4
9. (3分)(2022·厦门一中高二月考)下列根据实验操作及现象进行的分析和推断不正确的是( )
A. NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路
B. ①中变红是因为发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C. ②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红
D. ①和②中发生的氧化反应均可表示为M－2e－===M2＋(M代表锌或铁)
10. (3分)工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8。电解时，阴极材料为Pb；阳极(铂电极)电极反应式为2HSO－4－2e－===S2O＋2H＋。下列说法正确的是( )
A. 阴极电极反应式为Pb＋HSO－2e－===PbSO4＋H＋ B. 阳极反应中S的化合价升高
C. 电解时，电子由Pt电极移向Pb电极 D. 可以用铜电极作阳极
11. (3分)如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A. 电池内的O2－由电极乙移向电极甲
B. 电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O
C. 当电极甲上消耗1 mol N2H4时，电极乙上有22.4 L O2参与反应
D. 电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
12. (3分)(2023·辽宁，10)如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是( )
A. 放电时，M电极反应为Ni－2e－===Ni2＋ B. 放电时，Li＋由M电极向N电极移动
C. 充电时，M电极的质量减小 D. 充电时，N电极反应为Li3Bi＋3e－===3Li＋＋Bi
13. (3分)(2022·海南，11改编)某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是( )
A. 电池可用于乙醛的制备 B. b电极为正极
C. 电池工作时，a电极附近c(H＋)增大 D. a电极的反应式为O2－4e－＋4H＋===2H2O
14. (3分)下列选项正确的是( )
A. 图①可表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝26.7 kJ·mol－1的能量变化
B. 图②中ΔH表示碳的标准燃烧热
C. 实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测得混合液的最高温度如图③所示(已知V1＋V2＝60 mL)
D. 已知稳定性：B15. (3分)太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许Li＋通过，电池反应式为LixC6＋Li1－xFePO4LiFePO4＋6C。下列说法正确的是( )
A. 放电时Li＋从左边移向右边，PO从右边移向左边
B. 放电时，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
C. 充电时M极连接电源的负极，电极反应式为6C＋xe－===C
D. 充电时电路中通过2.0 mol电子，产生28.0 g Li
二、填空题（共4小题）
16. (13分)(1)已知：①Fe(s)＋O2(g)===FeO(s) ΔH1＝－272.0 kJ·mol－1；
②2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH2＝－1 675.7 kJ·mol－1。
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_____________________________________。
某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是________(填“能”或“不能”)，你的理由是_____________________________________________________________________。
(2)反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应过程分别为A、B，如图所示：
①据图判断该反应是____(填“吸”或“放”)热反应。
②其中过程B表明此反应采用的条件为______(填字母)。
A．升高温度 B．增大反应物的浓度
C．降低温度 D．使用催化剂
17. (14分)氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。如图是某氯碱工业生产原理示意图：
(1)写出装置A在通电条件下反应的化学方程式：______________________________。
(2)装置A所用食盐水由粗盐水精制而成。精制时，为除去粗盐水中的Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为________、________。
(3)氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中Y是________________(填化学式)；X与稀NaOH溶液反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
②比较图示中氢氧化钠的质量分数a%与b%的大小：____________________。
③若用装置B作为装置A的辅助电源，每当消耗标准状况下11.2 L氧气时，则装置B可向装置A提供的电量约为________(一个e－的电量为1.60×10－19 C；计算结果精确到0.01)。
18. (15分)(2023·山东烟台高二月考)电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。
(1)我国在甲烷燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如图甲所示。甲烷燃料应从________________________________________________________________________(填字母)口通入，发生的电极反应式为________________________________________________。
(2)以石墨作电极电解饱和食盐水，如图乙所示。电解开始后在________(填“阴极”或“阳极”)的周围先出现红色，该极的电极反应式为___________________________________。
(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________(填字母)。
a．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．电能全部转化为化学能
(4)人工肾脏或采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2]，原理如图丙。
①电源的正极为________(填“A”或“B”)。
②电解结束后，阴极室溶液的c(H＋)与电解前相比将________(填“增大”“减小”或“不变”)；若两极共收集到气体6.72 L(标准状况)，则除去的尿素质量为________g(忽略气体的溶解)。
19. (13分)硫碘循环，水分解制氢的原理示意图如图：
(1)已知：在25 ℃和101 kPa时，H2的标准燃烧热为－285.8 kJ·mol－1，则在相同条件下，水分解生成氢气的热化学方程式为____________________________________________。
(2)水在2 200 ℃条件下分解可得到氢气。硫碘循环制H2的优势为________________________________________________________________________。
(3)进行反应Ⅲ之前，需要经过以下两个步骤：
①步骤1：除杂。反应Ⅰ所得混合物经过初步分离后得到HI和I2的混合溶液，其中含有少量H2SO4杂质。工业上采用加热至110 ℃的方法除去H2SO4，写出相应的化学方程式：_________________________________________________________________________。
②步骤2：电解。通过电解法实现HI和I2的分离与富集，装置示意图如图，结合电极反应解释获得浓HI溶液的原因是_________________________________________________。
③利用电解后某一极的溶液，作为反应Ⅱ中SO2的吸收剂，实现O2与SO2的分离，吸收剂的有效成分是________。
1. 【答案】A
【解析】氢氧燃料电池的负极发生失去电子的氧化反应，B错误；粗铜精炼时，阳极是粗铜，粗铜中的杂质也会失去电子，而阴极始终是铜离子放电，因此电解质溶液中铜离子浓度降低，C错误；铁与稀硫酸反应时，加入过量硫酸铜溶液，铁全部被铜离子氧化，铜离子被还原为铜，铜不与稀硫酸反应，反应速率不会加快，D错误。
2. 【答案】B
【解析】最能体现“低碳经济”理念的燃料即生成等量的二氧化碳时，放出热量最多的燃料。CH4生成1 mol二氧化碳放出的热量为891.0 kJ，丙烷(C3H8)生成1 mol二氧化碳放出的热量为 kJ≈739.97 kJ，乙醇(C2H6O)生成1 mol二氧化碳放出的热量为 kJ＝683.4 kJ，CO生成1 mol二氧化碳放出的热量为283.0 kJ。综上所述，生成1 mol二氧化碳放出热量最多的是甲烷，则最能体现“低碳经济”理念的是甲烷，B正确。
3. 【答案】D
【解析】A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，改为等质量的铝粉，没有改变反应的本质，放出的热量不变，错误；C项，铁制搅拌器导热性好，热量损失较大，错误；D项，NaOH固体溶于水时放热，正确。
4. 【答案】D
【解析】将两个已知反应自上而下分别标记为①和②，根据盖斯定律①－②得：Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l) ΔH3＝－351.1 kJ·mol－1＋90.7 kJ·mol－1＝－260.4 kJ·mol－1。
5. 【答案】A
【解析】铜的电解精炼时，应用粗铜作阳极、纯铜作阴极；电镀时，应以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极；外加电流的阴极保护法中，待保护的金属应与电源负极相连。
6. 【答案】B
【解析】该电池总反应为Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯铂电极为正极，电极反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，右烧杯锌电极为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。
7. 【答案】B
【解析】充电时相当于电解池，阴极发生还原反应，A项错误；放电时相当于原电池，负极失去电子，氢气在负极放电，B项正确；放电时OH－等阴离子向负极移动，结合图示电子流向可确定碳电极为负极，即OH－向碳电极移动，C项错误；充电时，电池的碳电极与外接电源的负极相连，D项错误。
8. 【答案】D
【解析】N2H4(l)变为N2H4(g)需要吸收热量，故相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，N2H4(g)的能量高于N2H4(l)，A项正确；NO2(g)===N2O4(g) ΔH3<0，所以破坏1 mol NO2所含的化学键需要吸收的能量比破坏0.5 mol N2O4所含的化学键需要吸收的能量低，B项正确；由盖斯定律可知，ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，C项正确；N2H4(l)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH，ΔH＝ΔH3＋ΔH4，因ΔH3<0，故ΔH<ΔH4，D错误。
9. 【答案】B
【解析】构成原电池的条件之一是形成闭合回路，①和②实验中，NaCl的琼脂水溶液的作用是形成闭合回路，即NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路，故A正确；中性或碱性条件下，①中Zn、Fe和热的NaCl的琼脂水溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以铁钉裸露在外的附近区域变红，故B错误；②中NaCl的琼脂水溶液、Cu、Fe构成原电池，Fe比Cu活泼，Fe作负极，Cu作正极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以铁钉裸露在外的附近区域Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，铜丝附近区域酚酞遇碱变红，故C正确；①中Zn和②中Fe作负极，均失去2e－生成＋2价的阳离子(Zn2＋和Fe2＋)，发生氧化反应，所以①和②中发生的氧化反应均可表示为M－2e－===M2＋(M代表锌或铁)，故D正确。
10. 【答案】C
【解析】Na2S2O8的结构式为，由此结构可以判断出以下信息：S2O中S的化合价为＋6价，中间的两个O原子均为－1价，其他的O原子均为－2价；电解时阳极的HSO中O失去电子，S未变价；阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；若用铜作阳极，则阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋。
11. 【答案】A
【解析】A项，在原电池内部，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2－由电极乙移向电极甲，正确；B项，电池的总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，错误；C项，当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，转移4 mol电子，根据得失电子守恒知，电极乙上有1 mol O2参与反应，在标准状况下O2的体积为22.4 L，题目中没有指明标准状况，错误；D项，在外电路中，电子由负极(电极甲)移向正极(电极乙)，错误。
12. 【答案】B
【解析】放电时，M极为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，故A错误；放电时，阳离子向正极(N电极)移动，故B正确；充电时，M电极为阴极，电极反应式为Li＋＋e－===Li，质量增加，故C错误；充电时，N极为阳极，电极反应式为Li3Bi－3e－===3Li＋＋Bi，故D错误。
13. 【答案】A
【解析】该电池将乙烯和水转化为了乙醛，可用于乙醛的制备，故A符合题意；a电极为正极，b电极为负极，故B不符合题意；电池工作时，氢离子移向正极，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，a电极附近c(H＋)降低，故C不符合题意；a电极为正极，发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故D不符合题意。
14. 【答案】D
15. 【答案】B
【解析】M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，含有Li单质。M电极为负极，放电时，阳离子向正极移动，Li＋从左向右移动，隔膜只允许Li＋通过，PO不能通过，A项错误；放电时，正极得到电子，Li1－xFePO4变成LiFePO4，根据得失电子守恒，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，B项正确；放电时，M为负极，充电时M为阴极，连接电源的负极，生成LixC6，电极反应式为6C＋xLi＋＋xe－===LixC6，C项错误；碳是锂的载体，根据6C＋xLi＋＋xe－===LixC6，转移x mol e－得到x mol Li，则转移2 mol e－生成2 mol Li单质，其质量为14 g，D项错误。
16. 【答案】(1)3FeO(s)＋2Al(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s) ΔH＝－859.7 kJ·mol－1 不能 铝热反应虽然为放热反应，但铝需要电解法制备，消耗能量多；铝热反应得到的物质纯度低；引发需要消耗大量的热量等
(2)①吸 ②D
【解析】(1)根据盖斯定律，②－①×3即得：3FeO(s)＋2Al(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s) ΔH＝－859.7 kJ·mol－1。(2)①反应物能量低于生成物能量，所以该反应为吸热反应。②从A到B反应的活化能明显降低，所以采用的条件是加入了催化剂。
17. 【答案】(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(2)NaOH溶液 Na2CO3溶液
(3)①H2 2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O
②b%＞a%
③1.93×105 C
【解析】(1)根据生产原理示意图，装置A是电解池，电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(2)除去杂质时不能引入新的杂质，所以除去Mg2＋用NaOH溶液，除去Ca2＋用Na2CO3溶液。(3)①装置A右端产生NaOH溶液，说明右端电极是阴极，发生反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，因此Y是H2；装置A的左端电极是阳极，发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，X为Cl2，Cl2和NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。②装置B中通入O2的一极为正极，电解质溶液是NaOH溶液，因此正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Na＋通过离子膜由左向右迁移，NaOH的物质的量增加，因此b%＞a%。③两装置通过的电量相等，则每消耗标准状况下11.2 L氧气时装置B向装置A提供的电量为×4×6.02×1023 mol－1×1.60×10－19 C≈1.93×105 C。
18. 【答案】(1)b CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋
(2)阴极 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
(3)ab
(4)①A ②不变 3.6
【解析】(1)已知图甲为甲烷燃料电池，阳离子向正极移动，根据图甲中氢离子的移动方向可知，右侧电极是正极，左侧电极为负极，b口通入的是甲烷，发生的电极反应式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。(2)以石墨作电极电解饱和食盐水，阴极上H2O电离出的氢离子放电，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，溶液呈碱性，使酚酞变红。(3)在阳极上，不如铜活泼的Ag、Pt、Au等金属会沉积在电解池底部形成阳极泥，利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属，故a正确；电解精炼铜时，粗铜作阳极，接电源正极，发生氧化反应，故b正确；电解池中阳离子向阴极移动，所以溶液中Cu2＋向阴极移动，故c错误；电能不可能全部转化为化学能，故d错误。(4)①根据电解池中阳离子在阴极放电的规律及图丙中右侧电极室的电极产物H2，可以判断出放出氢气的电极为阴极，与之连接的B为电源的负极，A为电源的正极。②由图丙可知，阳极反应式为6Cl－－6e－===3Cl2↑，Cl2与尿素反应，化学方程式为CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl，反应产生的H＋透过质子交换膜进入阴极室放电，阴极反应式为6H＋＋6e－===3H2↑，根据阴、阳极室中转移电子数目相等，阴极室中参与放电的H＋全部是由阳极室迁移过去的H＋，阴极室中H2O未参与反应，所以阴极室中电解前后溶液的c(H＋)不变；由上述反应式可以看出，转移6 mol e－时，阴极产生3 mol H2，阳极产生1 mol N2和1 mol CO2，故电解收集到的6.72 L(标准状况)气体中，V(N2)＝V(CO2)＝＝1.344 L，即n(N2)＝n(CO2)＝＝0.06 mol，根据关系式CO(NH2)2～CO2～N2可知生成0.06 mol N2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.06 mol，其质量m[CO(NH2)2]＝0.06 mol×60 g·mol－1＝3.6 g。
19. 【答案】(1)H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝285.8 kJ·mol－1
(2)反应条件温和，在较低温度下实现分解水制取H2；实现了H2和O2分离，避免安全问题等(答案合理即可)
(3)①H2SO4＋2HISO2＋2H2O＋I2
②阴极：I2＋2e－===2I－，阳极碘离子失电子变成碘单质，氢离子移向阴极，故HI浓度增大
③I2
【解析】(1)已知：在25 ℃和101 kPa时，H2的标准燃烧热为－285.8 kJ·mol－1，则在相同条件下，水分解生成氢气的热化学方程式为H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝285.8 kJ·mol－1。
(3)①加热到110 ℃的方法除去硫酸，对应化学方程式为H2SO4＋2HISO2＋2H2O＋I2。②该装置为电解池，阴极为碘单质得电子变成碘离子，阳极碘离子失电子变成碘单质，氢离子移向阴极，故HI浓度增大。
③氢离子进入阴极，得到浓HI溶液，电解过程中阳极产生碘单质，可以和二氧化硫发生氧化还原反应，故吸收剂的有效成分为I2
学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________
一、单选题（共15小题）
1. (3分)下列叙述正确的是( )
A. 电解质溶液导电的过程实际上就是电解的过程
B. 氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C. 粗铜精炼时，电解质溶液中铜离子浓度保持不变
D. 铁与稀硫酸反应时，加入过量硫酸铜溶液，可使反应速率加快
2. (3分)已知某些燃料的标准燃烧热数据如下表所示：
使用上述燃料，最能体现“低碳经济”理念的是( )
A. 一氧化碳 B. 甲烷 C. 丙烷 D. 乙醇
3. (3分)某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是( )
A. 由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B. 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C. 实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁制搅拌器对实验结果没有影响
D. 若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，则测定数值偏高
4. (3分)已知下列热化学方程式：
Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH1＝－351.1 kJ·mol－1
Hg(l)＋O2(g)===HgO(s) ΔH2＝－90.7 kJ·mol－1
由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l) ΔH3，其中ΔH3是( )
A. －441.8 kJ·mol－1 B. －254.6 kJ·mol－1
C. －438.9 kJ·mol－1 D. －260.4 kJ·mol－1
5. (3分)利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产，下列说法正确的是( )
A. 氯碱工业中，X、Y均为石墨，Y附近能得到氢氧化钠 B. 铜的电解精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4溶液
C. 电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D. 外加电流的阴极保护法中，X是待保护金属
6. (3分)实验发现，298 K时，在氯化铁酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是( )
A. 该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋ B. 左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去
C. 该电池铂电极上立即有气泡出现 D. 该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋
7. (3分)用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池原理如图所示，下列说法正确的是( )
A. 充电时，阴极的电极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O
B. 放电时，负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O
C. 放电时，OH－移向镍电极
D. 充电时，将电池的碳电极与外接电源的正极相连
8. (3分)根据如图所示的物质转化关系，下列说法错误的是( )
A. 相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，前者具有的能量较高
B. 相同质量的NO2(g)和N2O4(g)，破坏两种物质中所有的化学键，后者所需的能量高
C. ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
D. N2H4(l)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH，则ΔH>ΔH4
9. (3分)(2022·厦门一中高二月考)下列根据实验操作及现象进行的分析和推断不正确的是( )
A. NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路
B. ①中变红是因为发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C. ②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红
D. ①和②中发生的氧化反应均可表示为M－2e－===M2＋(M代表锌或铁)
10. (3分)工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8。电解时，阴极材料为Pb；阳极(铂电极)电极反应式为2HSO－4－2e－===S2O＋2H＋。下列说法正确的是( )
A. 阴极电极反应式为Pb＋HSO－2e－===PbSO4＋H＋ B. 阳极反应中S的化合价升高
C. 电解时，电子由Pt电极移向Pb电极 D. 可以用铜电极作阳极
11. (3分)如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A. 电池内的O2－由电极乙移向电极甲
B. 电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O
C. 当电极甲上消耗1 mol N2H4时，电极乙上有22.4 L O2参与反应
D. 电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
12. (3分)(2023·辽宁，10)如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是( )
A. 放电时，M电极反应为Ni－2e－===Ni2＋ B. 放电时，Li＋由M电极向N电极移动
C. 充电时，M电极的质量减小 D. 充电时，N电极反应为Li3Bi＋3e－===3Li＋＋Bi
13. (3分)(2022·海南，11改编)某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是( )
A. 电池可用于乙醛的制备 B. b电极为正极
C. 电池工作时，a电极附近c(H＋)增大 D. a电极的反应式为O2－4e－＋4H＋===2H2O
14. (3分)下列选项正确的是( )
A. 图①可表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝26.7 kJ·mol－1的能量变化
B. 图②中ΔH表示碳的标准燃烧热
C. 实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测得混合液的最高温度如图③所示(已知V1＋V2＝60 mL)
D. 已知稳定性：B
A. 放电时Li＋从左边移向右边，PO从右边移向左边
B. 放电时，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
C. 充电时M极连接电源的负极，电极反应式为6C＋xe－===C
D. 充电时电路中通过2.0 mol电子，产生28.0 g Li
二、填空题（共4小题）
16. (13分)(1)已知：①Fe(s)＋O2(g)===FeO(s) ΔH1＝－272.0 kJ·mol－1；
②2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH2＝－1 675.7 kJ·mol－1。
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_____________________________________。
某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是________(填“能”或“不能”)，你的理由是_____________________________________________________________________。
(2)反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应过程分别为A、B，如图所示：
①据图判断该反应是____(填“吸”或“放”)热反应。
②其中过程B表明此反应采用的条件为______(填字母)。
A．升高温度 B．增大反应物的浓度
C．降低温度 D．使用催化剂
17. (14分)氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。如图是某氯碱工业生产原理示意图：
(1)写出装置A在通电条件下反应的化学方程式：______________________________。
(2)装置A所用食盐水由粗盐水精制而成。精制时，为除去粗盐水中的Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为________、________。
(3)氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中Y是________________(填化学式)；X与稀NaOH溶液反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
②比较图示中氢氧化钠的质量分数a%与b%的大小：____________________。
③若用装置B作为装置A的辅助电源，每当消耗标准状况下11.2 L氧气时，则装置B可向装置A提供的电量约为________(一个e－的电量为1.60×10－19 C；计算结果精确到0.01)。
18. (15分)(2023·山东烟台高二月考)电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。
(1)我国在甲烷燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如图甲所示。甲烷燃料应从________________________________________________________________________(填字母)口通入，发生的电极反应式为________________________________________________。
(2)以石墨作电极电解饱和食盐水，如图乙所示。电解开始后在________(填“阴极”或“阳极”)的周围先出现红色，该极的电极反应式为___________________________________。
(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________(填字母)。
a．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．电能全部转化为化学能
(4)人工肾脏或采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2]，原理如图丙。
①电源的正极为________(填“A”或“B”)。
②电解结束后，阴极室溶液的c(H＋)与电解前相比将________(填“增大”“减小”或“不变”)；若两极共收集到气体6.72 L(标准状况)，则除去的尿素质量为________g(忽略气体的溶解)。
19. (13分)硫碘循环，水分解制氢的原理示意图如图：
(1)已知：在25 ℃和101 kPa时，H2的标准燃烧热为－285.8 kJ·mol－1，则在相同条件下，水分解生成氢气的热化学方程式为____________________________________________。
(2)水在2 200 ℃条件下分解可得到氢气。硫碘循环制H2的优势为________________________________________________________________________。
(3)进行反应Ⅲ之前，需要经过以下两个步骤：
①步骤1：除杂。反应Ⅰ所得混合物经过初步分离后得到HI和I2的混合溶液，其中含有少量H2SO4杂质。工业上采用加热至110 ℃的方法除去H2SO4，写出相应的化学方程式：_________________________________________________________________________。
②步骤2：电解。通过电解法实现HI和I2的分离与富集，装置示意图如图，结合电极反应解释获得浓HI溶液的原因是_________________________________________________。
③利用电解后某一极的溶液，作为反应Ⅱ中SO2的吸收剂，实现O2与SO2的分离，吸收剂的有效成分是________。
1. 【答案】A
【解析】氢氧燃料电池的负极发生失去电子的氧化反应，B错误；粗铜精炼时，阳极是粗铜，粗铜中的杂质也会失去电子，而阴极始终是铜离子放电，因此电解质溶液中铜离子浓度降低，C错误；铁与稀硫酸反应时，加入过量硫酸铜溶液，铁全部被铜离子氧化，铜离子被还原为铜，铜不与稀硫酸反应，反应速率不会加快，D错误。
2. 【答案】B
【解析】最能体现“低碳经济”理念的燃料即生成等量的二氧化碳时，放出热量最多的燃料。CH4生成1 mol二氧化碳放出的热量为891.0 kJ，丙烷(C3H8)生成1 mol二氧化碳放出的热量为 kJ≈739.97 kJ，乙醇(C2H6O)生成1 mol二氧化碳放出的热量为 kJ＝683.4 kJ，CO生成1 mol二氧化碳放出的热量为283.0 kJ。综上所述，生成1 mol二氧化碳放出热量最多的是甲烷，则最能体现“低碳经济”理念的是甲烷，B正确。
3. 【答案】D
【解析】A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，改为等质量的铝粉，没有改变反应的本质，放出的热量不变，错误；C项，铁制搅拌器导热性好，热量损失较大，错误；D项，NaOH固体溶于水时放热，正确。
4. 【答案】D
【解析】将两个已知反应自上而下分别标记为①和②，根据盖斯定律①－②得：Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l) ΔH3＝－351.1 kJ·mol－1＋90.7 kJ·mol－1＝－260.4 kJ·mol－1。
5. 【答案】A
【解析】铜的电解精炼时，应用粗铜作阳极、纯铜作阴极；电镀时，应以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极；外加电流的阴极保护法中，待保护的金属应与电源负极相连。
6. 【答案】B
【解析】该电池总反应为Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯铂电极为正极，电极反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，右烧杯锌电极为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。
7. 【答案】B
【解析】充电时相当于电解池，阴极发生还原反应，A项错误；放电时相当于原电池，负极失去电子，氢气在负极放电，B项正确；放电时OH－等阴离子向负极移动，结合图示电子流向可确定碳电极为负极，即OH－向碳电极移动，C项错误；充电时，电池的碳电极与外接电源的负极相连，D项错误。
8. 【答案】D
【解析】N2H4(l)变为N2H4(g)需要吸收热量，故相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，N2H4(g)的能量高于N2H4(l)，A项正确；NO2(g)===N2O4(g) ΔH3<0，所以破坏1 mol NO2所含的化学键需要吸收的能量比破坏0.5 mol N2O4所含的化学键需要吸收的能量低，B项正确；由盖斯定律可知，ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，C项正确；N2H4(l)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH，ΔH＝ΔH3＋ΔH4，因ΔH3<0，故ΔH<ΔH4，D错误。
9. 【答案】B
【解析】构成原电池的条件之一是形成闭合回路，①和②实验中，NaCl的琼脂水溶液的作用是形成闭合回路，即NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路，故A正确；中性或碱性条件下，①中Zn、Fe和热的NaCl的琼脂水溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以铁钉裸露在外的附近区域变红，故B错误；②中NaCl的琼脂水溶液、Cu、Fe构成原电池，Fe比Cu活泼，Fe作负极，Cu作正极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以铁钉裸露在外的附近区域Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，铜丝附近区域酚酞遇碱变红，故C正确；①中Zn和②中Fe作负极，均失去2e－生成＋2价的阳离子(Zn2＋和Fe2＋)，发生氧化反应，所以①和②中发生的氧化反应均可表示为M－2e－===M2＋(M代表锌或铁)，故D正确。
10. 【答案】C
【解析】Na2S2O8的结构式为，由此结构可以判断出以下信息：S2O中S的化合价为＋6价，中间的两个O原子均为－1价，其他的O原子均为－2价；电解时阳极的HSO中O失去电子，S未变价；阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；若用铜作阳极，则阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋。
11. 【答案】A
【解析】A项，在原电池内部，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2－由电极乙移向电极甲，正确；B项，电池的总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，错误；C项，当电极甲上有1 mol N2H4消耗时，转移4 mol电子，根据得失电子守恒知，电极乙上有1 mol O2参与反应，在标准状况下O2的体积为22.4 L，题目中没有指明标准状况，错误；D项，在外电路中，电子由负极(电极甲)移向正极(电极乙)，错误。
12. 【答案】B
【解析】放电时，M极为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，故A错误；放电时，阳离子向正极(N电极)移动，故B正确；充电时，M电极为阴极，电极反应式为Li＋＋e－===Li，质量增加，故C错误；充电时，N极为阳极，电极反应式为Li3Bi－3e－===3Li＋＋Bi，故D错误。
13. 【答案】A
【解析】该电池将乙烯和水转化为了乙醛，可用于乙醛的制备，故A符合题意；a电极为正极，b电极为负极，故B不符合题意；电池工作时，氢离子移向正极，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，a电极附近c(H＋)降低，故C不符合题意；a电极为正极，发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故D不符合题意。
14. 【答案】D
15. 【答案】B
【解析】M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，含有Li单质。M电极为负极，放电时，阳离子向正极移动，Li＋从左向右移动，隔膜只允许Li＋通过，PO不能通过，A项错误；放电时，正极得到电子，Li1－xFePO4变成LiFePO4，根据得失电子守恒，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，B项正确；放电时，M为负极，充电时M为阴极，连接电源的负极，生成LixC6，电极反应式为6C＋xLi＋＋xe－===LixC6，C项错误；碳是锂的载体，根据6C＋xLi＋＋xe－===LixC6，转移x mol e－得到x mol Li，则转移2 mol e－生成2 mol Li单质，其质量为14 g，D项错误。
16. 【答案】(1)3FeO(s)＋2Al(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s) ΔH＝－859.7 kJ·mol－1 不能 铝热反应虽然为放热反应，但铝需要电解法制备，消耗能量多；铝热反应得到的物质纯度低；引发需要消耗大量的热量等
(2)①吸 ②D
【解析】(1)根据盖斯定律，②－①×3即得：3FeO(s)＋2Al(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s) ΔH＝－859.7 kJ·mol－1。(2)①反应物能量低于生成物能量，所以该反应为吸热反应。②从A到B反应的活化能明显降低，所以采用的条件是加入了催化剂。
17. 【答案】(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(2)NaOH溶液 Na2CO3溶液
(3)①H2 2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O
②b%＞a%
③1.93×105 C
【解析】(1)根据生产原理示意图，装置A是电解池，电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(2)除去杂质时不能引入新的杂质，所以除去Mg2＋用NaOH溶液，除去Ca2＋用Na2CO3溶液。(3)①装置A右端产生NaOH溶液，说明右端电极是阴极，发生反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，因此Y是H2；装置A的左端电极是阳极，发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，X为Cl2，Cl2和NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。②装置B中通入O2的一极为正极，电解质溶液是NaOH溶液，因此正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Na＋通过离子膜由左向右迁移，NaOH的物质的量增加，因此b%＞a%。③两装置通过的电量相等，则每消耗标准状况下11.2 L氧气时装置B向装置A提供的电量为×4×6.02×1023 mol－1×1.60×10－19 C≈1.93×105 C。
18. 【答案】(1)b CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋
(2)阴极 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
(3)ab
(4)①A ②不变 3.6
【解析】(1)已知图甲为甲烷燃料电池，阳离子向正极移动，根据图甲中氢离子的移动方向可知，右侧电极是正极，左侧电极为负极，b口通入的是甲烷，发生的电极反应式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。(2)以石墨作电极电解饱和食盐水，阴极上H2O电离出的氢离子放电，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，溶液呈碱性，使酚酞变红。(3)在阳极上，不如铜活泼的Ag、Pt、Au等金属会沉积在电解池底部形成阳极泥，利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属，故a正确；电解精炼铜时，粗铜作阳极，接电源正极，发生氧化反应，故b正确；电解池中阳离子向阴极移动，所以溶液中Cu2＋向阴极移动，故c错误；电能不可能全部转化为化学能，故d错误。(4)①根据电解池中阳离子在阴极放电的规律及图丙中右侧电极室的电极产物H2，可以判断出放出氢气的电极为阴极，与之连接的B为电源的负极，A为电源的正极。②由图丙可知，阳极反应式为6Cl－－6e－===3Cl2↑，Cl2与尿素反应，化学方程式为CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl，反应产生的H＋透过质子交换膜进入阴极室放电，阴极反应式为6H＋＋6e－===3H2↑，根据阴、阳极室中转移电子数目相等，阴极室中参与放电的H＋全部是由阳极室迁移过去的H＋，阴极室中H2O未参与反应，所以阴极室中电解前后溶液的c(H＋)不变；由上述反应式可以看出，转移6 mol e－时，阴极产生3 mol H2，阳极产生1 mol N2和1 mol CO2，故电解收集到的6.72 L(标准状况)气体中，V(N2)＝V(CO2)＝＝1.344 L，即n(N2)＝n(CO2)＝＝0.06 mol，根据关系式CO(NH2)2～CO2～N2可知生成0.06 mol N2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.06 mol，其质量m[CO(NH2)2]＝0.06 mol×60 g·mol－1＝3.6 g。
19. 【答案】(1)H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝285.8 kJ·mol－1
(2)反应条件温和，在较低温度下实现分解水制取H2；实现了H2和O2分离，避免安全问题等(答案合理即可)
(3)①H2SO4＋2HISO2＋2H2O＋I2
②阴极：I2＋2e－===2I－，阳极碘离子失电子变成碘单质，氢离子移向阴极，故HI浓度增大
③I2
【解析】(1)已知：在25 ℃和101 kPa时，H2的标准燃烧热为－285.8 kJ·mol－1，则在相同条件下，水分解生成氢气的热化学方程式为H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝285.8 kJ·mol－1。
(3)①加热到110 ℃的方法除去硫酸，对应化学方程式为H2SO4＋2HISO2＋2H2O＋I2。②该装置为电解池，阴极为碘单质得电子变成碘离子，阳极碘离子失电子变成碘单质，氢离子移向阴极，故HI浓度增大。
③氢离子进入阴极，得到浓HI溶液，电解过程中阳极产生碘单质，可以和二氧化硫发生氧化还原反应，故吸收剂的有效成分为I2