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12题）
1．利用数字化实验进行铁的电化学腐蚀实验探究，实验结果如下图所示，以下说法中正确的是

A．时，体系压强增大的原因主要是因为反应放热
B．整个过程中，负极是铁参与反应生成铁离子
C．时，只发生析氢腐蚀
D．时，只发生吸氧腐蚀
2．实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：
序号 实验 5 min 25 min
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生成铁锈说明铁钉发生了吸氧腐蚀
B．对比实验I，实验Ⅱ中铁钉在5 min即出现红色，说明锌片加速了铁的腐蚀速率
C．实验Ⅱ中正极的电极反应式： O2+ 2H2O+4e- = 4OH-
D．若将Zn片换成Cu片，推测Cu片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色
3．石墨在一定条件下转化为金刚石,其能量变化如图所示，其中△E1=393.5kJ，△E2=395.4kJ，下列说法正确的是
A．金刚石的稳定性强于石墨的
B．石墨转化为金刚石属于物理变化
C．1 mol金刚石的能量大于1 mol CO2的能量
D．1 mol石墨完全转化为金刚石需吸收1.9 kJ的能量
4．下列实验的反应原理用离子方程式表示正确的是
A．少量通入溶液中：
B．用惰性电极电解氯化镁溶液：
C．向溶液中加入足量Ba(OH)2溶液：
D．用双氧水和稀硫酸处理铜印刷电路板：
5．我国科学家设计了一种太阳能驱动的H2S分解装置，工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A．H+在电解质溶液中从右向左定向移动
B．乙中电极上发生氧化反应，溶液进入甲中将H2S转化为S
C．丙中发生的电极反应为-2e-+2H+=
D．丁中在催化剂表面发生电化学反应生成 H4[SiW12O40] 和H2
6．周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。用硫磺熏蒸中药材的传统由来已久；是一种易燃的有毒气体(燃烧热为)，可制取各种硫化物：硫酸、硫酸盐是重要化工原料；硫酰氯()是重要的化工试剂，常作氯化剂或氯磺化剂。硒()和碲()的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景，工业上以精炼铜的阳极泥(含)为原料回收，以电解强碱性，溶液制备。下列化学反应表示正确的是
A．遇水强烈水解生成两种强酸：
B．和浓硫酸反应：
C．电解强碱性溶液的阴极反应：
D．的燃烧：
7．已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1452 kJ·mol-1
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ·mol-1
下列说法错误的是
A．CH3OH(l)的燃烧热为726 kJ·mol-1
B．同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，CH3OH(l)放出的热量多
C．H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+H2O(l) △H≠-57.3 kJ·mol-1
D．2 mol H2(g)和1 mol O2(g)的总能量大于2 mol H2O(l)的总能量
8．下列我国科技成果所涉及物质的应用中，具体操作或过程不涉及化学变化的是
A．利用阳光将二氧化碳转化为淀粉
B．利用模拟月壤研究从钛铁矿(FeTiO3) 中提取铁
C．利用雷达探测巡视表面土壤厚度、冰层结构
D．利用深海锂电池为“奋斗者”号控制系统提供电能
9．已知某化学反应，其反应过程中体系的能量变化如图所示，则下列说法正确的是
A．该反应的热效应为
B．图中A…B…C过渡态存在是因为使用了催化剂
C．为正反应的活化能
D．该反应中，反应物的键能总和等于
10．新型镁 锂双离子二次电池的工作原理如图。已知：氧化性Mg2+ > Li+。下列关于该电池的说法正确的是
A．放电时，Li+通过离子交换膜向左移动
B．放电时，正极的电极反应式为：Li1-x FePO4 +xLi+ xe-= LiFePO4
C．充电时，左侧电极的电势高于右侧电极的电势
D．充电时，导线中每通过0.4 mol e-，左室中溶液的质量减少2 g
11．近日报道的表面锂掺杂的锡(s-SnLi)催化剂通过电化学法将转化为甲酸盐，同时产生电能，工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，Zn电极周围pH升高
B．放电时，每生成，转移个电子
C．充电时，阳极反应式为
D．充电时，向Zn电极迁移
12．一种光照充电电池工作原理如下图所示，光照时，光催化电极产生电子和空穴，对电池进行充电。下列说法正确的是。
A．该电池交换膜为交换膜
B．电池的总反应：
C．放电时，正极反应：
D．充电时阳极反应：
二、填空题（共9题）
13．回答下列问题：
(1)丙烷(C3H8)热值较高，污染较小，是一种优良的气态燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1molH2O(l)过程中的能量变化图，写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式： 。
(2)已知：C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-572kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2598kJ·mol-1
根据盖斯定律，计算298K时由C(s，石墨)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的焓变：△H= 。
(3)已知25℃、101kpa时，一些物质的燃烧热为：
化学式 CO(g) H2(g) CH3OH(l)
△H/(kJ/mol) -283.0 -285.8 -726.5
完成CO和H2生成CH3OH的热化学方程式 。
(4)已知3.6g碳在6.4g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出xkJ热量。已知单质碳的燃烧热为ykJ/mol，则1molC与O2反应生成CO的反应热△H为 kJ mol-1。
14．（1）将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷(或氢气、一氧化碳等可燃性气体)和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的一极是原电池的 极，该极的电极反应式是 ，电池工作时的总反应的离子方程式是 。
（2）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极气体，空气与CO2的混合气体为正极气体，制得650 ℃下工作的燃料电池，完成下列反应式：
正极： ，
负极：2CO＋2CO32-－4e－=4CO2。
总反应： 。
（3）铅蓄电池放电时，总反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，由此可以判断：
①原电池的电极材料：负极： 。
②电极反应式：正极：PbO2＋4H＋＋SO42-＋2e－=PbSO4＋2H2O，负极反应式为 。
③工作后，铅蓄电池里电解质溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)，理由是 。
15．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
(1)在中和热测定实验中，用醋酸代替盐酸进行实验，测得的 (填“偏大”或“偏小”)，产生偏差的原因是 。
(2)相同条件下，石墨比金刚石更稳定，则 0(填“>”或“<”)。
(3)实验测得，完全燃烧生成和时放热23 kJ。该状态下燃烧热的热化学方程式为 。
(4)已知在298.15 K、100 kPa条件下， 。
①结合表格数据计算a= 。
化学键
键能 a 391 436
②、和的比热容分别为29.1、28.9和。一定压强下反应中，反应物[]、生成物[]的能量随温度T的变化示意图合理的是 (填标号)。
A． B．
C． D．
16．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
(2)已知拆开1molH-H键，1molN-H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
(3)火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料，以二氧化氮作氧化剂，它们相互反应生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H=+67.7kJ mol-1；
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-534kJ mol-1；
H2O(l)=H2O(g) H=+44.0kJ mol-1；
则N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH= 。
请写出N2H4和NO2反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式： 。
17．为了避免对海洋氮循环系统产生影响，含氮废水需经处理后排放。如图是用间接氧化法去除工业废水中氨态氮()的示意图。
(1)结合电极反应式简述间接氧化法去除氨态氮的原理： 。
(2)若生成和的物质的量之比为3：1，则处理后废酸性氨氮废水的将 (填“增大”“不变”或“减小”)，请简述原因： 。
18．认真观察图中装置，回答下列问题：
(1)下列说法中正确的是 （填序号)。
a．甲中铜片质量减少　　　　　　　　b．乙中锌片质量减少
c．乙中铜片上没有明显变化　　　　　d．甲装置为原电池，乙装置为电解池
(2)同等条件下，两烧杯中产生气泡的速率：甲 (填“＞”“＜”或“＝”)乙。
(3)甲烧杯中锌电极为 (正极或负极)，写出铜极的反应电极方程式 。
(4)当甲中产生2.24 L(标准状况)气体时，理论上通过导线的电子数目为 mol。
19．通过下列反应均可获取氢气。
①太阳光催化分解水制氢气：
②焦炭与水反应制氢气：
③甲烷与水反应制氢气：
(1)反应①中主要能量转化形式为 能转化为 能。
(2)从能量转化角度分析，反应②为 反应。
(3)反应③如果使用催化剂， (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)反应的 。
20．根据所给信息及要求填空。
(1)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH1，CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH2，则ΔH2 ΔH1(填“＞”、“＜”或“=”)。
(2)1克甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出了akJ的热量，写出甲烷燃烧热的热化学方程式： 。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为 。
(4)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=xkJ mol-1
已知：碳的燃烧热 ΔH1=akJ mol-1
S(s)+2K(s)=K2S(s) ΔH2=bkJ mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s) ΔH3=ckJ mol-1，则x为 kJ/mol。
21．化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产、科技及科研中应用广泛。
(1)制作冷敷袋可利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2)“即热饭盒”为生活带来便利，它可利用下面________(填字母)反应放热加热食物。
A．浓硫酸和水 B．生石灰和水 C．纯碱和水 D．食盐和白醋
(3)已知：与足量充分燃烧生成液态水时放出热量。
①该反应的能量变化可用图中的 (填字母)表示。
②写出燃烧生成液态水的热化学反应方程式 。
③关于热化学方程式：的说法正确的是 。
A．热化学方程式中化学计量数表示分子数 B．该反应大于零
C．该反应的 D．该反应可表示水分解时的热效应
(4)神舟系列火箭用偏二甲肼作燃料，作氧化剂，反应后产物无污染。
已知：反应1：
反应2：
写出和反应生成、、的热化学方程式：
(5)已知某金属氧化物催化丙烷脱氢过程中，部分反应进程如图，则过程中的焓变为 (列式表示)。
(6)已知，在和下，部分化学键的键能数据如表所示。
化学键
键能/() 436 391 a 498 414 803 462 193
①在和下，工业合成氨，每生成就会放出热量，在该条件下，向某容器中加入、及合适的催化剂，充分反应后测得其放出的热量小于，原因可能是 ，表中的 。
②科学家发现一种新的气态分子( )。在和下转化为的热化学方程式为 。由此可知，与中更稳定的是 (填化学式)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，故A错误；
B．锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为，故B错误；
C．若时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降，而图中时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，故C错误；
D．由图可知，时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生；同时锥形瓶内的气压也减小，说明没有产生氢气的析氢腐蚀发生，故D正确；
故选D。
2．B
【详解】A．实验I出现极少量红色说明有OH-生成，Fe失去电子生成Fe2+，K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2+发生反应生成特征蓝色沉淀，则铁钉发生了吸氧腐蚀，A正确；
B．实验II中Zn比Fe活泼，作原电池的负极，发生吸氧腐蚀生成OH-，Fe作正极，被保护，铁的腐蚀速率比实验I慢，B错误；
C．实验II中Fe作正极，氧气发生得电子的还原反应，其电极反应式：O2 + 2H2O + 4e- =4OH-，C正确；
D．若将Zn片换成Cu片，因为Fe比Cu活泼，推测Cu片周边氧气发生得电子的还原反应生成氢氧根离子，酚酞溶液会出现红色，铁钉作原电池的负极，发生失电子的氧化反应生成亚铁离子，与K3[Fe(CN)6]溶液反应，使其周边会出现蓝色，D正确；
故选：B。
3．D
【详解】A．石墨能量低，则石墨比金刚石稳定，故A错误；
B．石墨和金刚石为两种不同单质，二者转化为化学变化，故B错误；
C．放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，即1mol金刚石和1mol氧气的总能量大于1molCO2的能量，而1mol金刚石的能量与1molCO2的能量大小无法比较，故C错误；
D．由图可知，△E2-△E1=1.9kJ，即石墨转化为金刚石吸收能量，则1mol石墨完全转化为金刚石需吸收1.9kJ热量，故D正确；
故选：D
4．D
【详解】A．SO2少量无法生成CO2，离子方程式应为SO2+2CO+H2O=SO+2HCO，A错误；
B．电解氯化镁溶液时阴极产生的氢氧根会和镁离子生成沉淀，离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓，B错误；
C．Ba(OH)2足量，最终会得到偏铝酸根，正确离子方程式为Al3++2SO+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO+2H2O，C错误；
D．双氧水在酸性环境中会将Cu氧化为Cu2+，选项所给离子方程式无误，D正确；
综上所述答案为D。
5．B
【分析】由图可知：H2S在甲区中与Fe3+发生氧化反应生成S单质，反应为2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓，乙区Fe2+发生失电子的氧化反应转化为Fe3+，所以乙区为阳极区，丙区为阴极区，H4[SiW12O40]得电子生成H6[SiW12O40]，电极反应为：H4[SiW12O40]+2e- +2H+=H6[SiW12O40]；丁区H6[SiW12O40]在催化剂表面发生分解反应生成H4[SiW12O40]和H2，结合电子守恒进行计算，据此分析解答。
【详解】A．在理论上甲区每生成1 mol S时，转移2 mol电子，由于电子和质子电荷数相等，又乙区为阳极区，丙区为阴极区，所以H+由质子交换膜左侧向右侧移动的物质的量为2 mol，A错误；
B．乙区Fe2+发生失电子的氧化反应转化为Fe3+，在甲装置中Fe3+与H2S发生氧化还原反应为：2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓，B正确；
C．丙区为阴极区，H4[SiW12O40]得电子生成H6[SiW12O40]，电极反应为：H4[SiW12O40]+2e- +2H+=H6[SiW12O40]，C错误；
D．丁区H6[SiW12O40]在催化剂表面发生分解反应生成H4[SiW12O40]和H2，没有发生电化学反应，D错误；
故合理选项是B。
6．D
【详解】A．反应生成硫酸与盐酸，故不应该出现亚硫酸根，应该为硫酸根，，故A错误；
B．浓硫酸具有强氧化性，可以氧化Se2-，，故B错误；
C．强碱性环境，反应物中不应该出现氢离子，，故C错误；
D．革命剧题意可知燃烧热为，燃烧的热化学方程式为：，故D正确；
故答案为D。
7．B
【详解】A．由2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1452 kJ·mol-1可知，1mol CH3OH(l)完全燃烧生成1mol CO2(g)和2molH2O(l)时放出的热量为：kJ=726 kJ，则CH3OH(l)的燃烧热为726 kJ·mol-1，故A正确；
B．设H2(g)和CH3OH(l)的质量均为32g，则H2(g)和CH3OH(l)的物质的量分别为：16mol、1mol，由热化学方程式可知，H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧放出的热量分别为：4572.8kJ、726 kJ，则同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多，故B错误；
C．因硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀时也有热量放出，则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+H2O(l) △H≠-57.3 kJ·mol-1，故C正确；
D．由2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1可知，该反应为放热反应，则2 mol H2(g)和1 mol O2(g)的总能量大于2 mol H2O(l)的总能量，故D正确；
答案选B。
8．C
【详解】A．利用阳光将废二氧化碳转化为淀粉的过程中产生新物质， 是化学变化，A不符合题意；
B．利用模拟月壤研究从钛铁矿(FeTiO3)中提取铁的过程中有新物质生成，是化学变化，B不符合题意；
C．利用雷达探测巡视表面土壤厚度、冰层结构过程中没有产生新物质，属于物理变化，C符合题意；
D．利用深海锂电池为“奋斗者”号控制系统提供电能，属于原电池原理，是化学变化，D不符合题意；
故选C。
9．A
【详解】A．由图可知：该反应的热效应为，故A正确；
B．不使用催化剂的反应也可能存在过渡态，故B错误；
C.．E1为正反应的活化能，E2为逆反应活化能，故C错误；
D．键能是气态分子中1 mol化学键离解变到气态原子吸收的能量，过渡态中化学键并没有完全离解，所以反应物的键能总和不等于，故D错误；
故答案：A。
10．D
【分析】新型镁 锂双离子二次电池，放电时，Mg失去电子变为镁离子即左边为负极，右边Fe化合价降低得到电子即为正极，充电时，左边电极为阴极，右边电极为阳极，据此答题。
【详解】A．放电时作为原电池，左边为负极，右边为正极，Li+通过离子交换膜向正极即向右移动，A项错误；
B．放电时作为原电池，正极的电极反应式为： Li1-x FePO4 +xLi++xe-= LiFePO4，B项错误；
C．充电时作为电解池，氧化性Mg2+ > Li+，则Mg为阴极与电源负极相连，左侧电极的电势低于右侧电极的电势，C项错误；
D．充电时，Mg为阴极，阴极是Mg2++2e-=Mg，溶液中Li+向阴极即左室移动，导线上每通过0.4 mol e-，则有0.2mol Mg2+消耗，有0.4mol Li+移向左室，左室中溶液的质量减少0.2mol×24g mol 1-0.4mol×7g mol 1=2 g，D项正确；
答案选D。
11．D
【详解】A．放电时，Zn电极的反应为，氢氧根离子浓度减少，pH减小，A错误；
B．放电时，装置右侧的电极反应为，生成1molHCOO-，转移的电子量为2mol，B错误；
C．充电时，阳极反应式为，C错误；
D．充电时，锌离子是阳离子，向负极锌电极移动，D正确。
故选D。
12．D
【分析】由图可知，放电时，锂发生氧化反应生成锂离子，锂为负极，则光催化电极为正极；
【详解】A．该电池交换膜在充放电时要能顺利通过阳离子锂离子的迁移，故为阳离子交换膜，A错误；
B．由分析可知，放电时锂发生氧化反应生成锂离子，氧气得到电子发生还原反应与迁移过来的锂离子生成Li2O2；充电时发生相反的反应，故总反应为：，B错误；
C．放电时，光催化电极为正极，氧气得到电子发生还原反应生成Li2O2，反应为，C错误；
D．光照时，光催化电极产生电子和空穴，对电池进行充电；充电时光催化电极为阳极，Li2O2发生氧化反应生成锂离子和氧气，阳极反应：，D正确；
故选D。
13．(1)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H1=-2215.0kJ/mol
(2)△H=227kJ/mol
(3)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-128.1kJ mol-1
(4)-(5x-0.5y)
【解析】（1）
由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应；一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1molH2O(l)，放出热量为553.75kJ，所以1molC3H8(g)完全燃烧，生成4mol H2O(l)时，放出的热量为4×553.75kJ=2215.0kJ，表示丙烷燃烧热的热化学方程式：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H1=-2215.0kJ/mol；
（2）
①C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-572kJ·mol-1
③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2598kJ·mol-1
根据盖斯定律，①×2+②×-③×可得：2C(s，石墨)+H2(g)= C2H2(g) △H=2△H1+△H2- △H3=2×(-393)+ ×(-572)- ×(-2598)= 227kJ/mol；
（3）
一氧化碳燃烧的热化学方程式：①CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H1=-283.0kJ·mol-1
氢气燃烧的热化学方程式：②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
甲醇燃烧的热化学方程式：③CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H3=-726.5kJ·mol-1
根据盖斯定律：①+②-③可得：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-283.0+(-571.6)-( -726.5)=-128.1kJ mol-1；
（4）
3.6g碳的物质的量为=0.3mol，6.4g氧气的物质的量为=0.2mol；根据氧气不足：2C+O22CO，氧气足量：C+O2CO2分析，n(C)：n(O2)=3:2，介于2：1与1：1之间，上述反应都发生；设生成CO为xmol，CO2为ymol；根据碳元素守恒：x+y=0.3，根据氧元素守恒：x+2y=0.2×2，联立方程解得x=0.2mol，y=0.1mol；单质碳的燃烧热为ykJ/mol，所以生成0.1molCO2放出热量为0.1ykJ，生成0.2molCO放出的热量为x kJ-0.1ykJ，由于碳燃烧为放热反应，所以△H的符号为“-”，故1molC与氧气反应生成CO的反应热△H=-=-(5x-0.5y) kJ·mol-1。
14． 负极 CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2O CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O O2＋2CO2＋4e－=2CO32- 2CO＋O22CO2 Pb Pb－2e－＋SO42-=PbSO4 变大 铅蓄电池在放电过程中消耗了H2SO4
【分析】（1）甲烷、氧气和氢氧化钾溶液构成燃料电池，甲烷易失电子发生氧化反应，则甲烷所在电极为负极，氧气所在电极为正极，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，在得失电子相等的条件下，将电极反应式相加即得电池反应式；
（2）该燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，在得失电子相同条件下将正负极电极反应式相加即可得电池反应式，据此分析解答；
（3）在原电池中得电子化合价降低的作正极；Pb为负极，负极上Pb失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅；根据方程式知，硫酸参加反应生成硫酸铅沉淀和水，所以溶液中氢离子浓度降低。
【详解】（1）根据上述分析可知，负极上电极反应式为CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2O，正极上电极反应式为为O2+2H2O+4e-=4OH-，在得失电子相等的条件下，将电极反应式相加即得电池反应式，所以电池反应离子方程式为：CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O，
故答案为负极；CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2O；CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O；
（2）该熔融盐燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－=2CO32-，又负极电极反应式为2CO+2CO32- 4e ═4CO2，在得失电子相同条件下将正负极电极反应式相加得电池反应式2CO＋O22CO2，
故答案为O2＋2CO2＋4e－=2CO32-;2CO＋O22CO2；
（3）①在原电池中得电子化合价降低的作正极，放电时，Pb元素化合价由0价、+4价变为+2价，所以Pb作负极、PbO2作正极，故答案为Pb；
②Pb为负极，负极上Pb失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb+SO42--2e-═PbSO4；
③根据方程式知，硫酸参加反应生成硫酸铅沉淀和水，所以溶液浓度降低，溶液中氢离子浓度降低，则溶液的pH变大，故答案为变大；铅蓄电池在放电过程中消耗了H2SO4。
【点睛】书写燃料电池电极反应式时要注意溶液的酸碱性不同，电极反应式不同。如甲烷燃料电池中，若为酸性溶液，则CH4在负极氧化产物为CO2，若为碱性环境，则CH4在负极氧化产物为CO32-，根据产物不同，结合电荷守恒、原子守恒书写正确的电极反应式。
15．(1) 偏大 醋酸是弱酸，电离过程吸收热量
(2)<
(3)
(4) 946 B
【详解】（1）醋酸为弱酸，电离要吸热，若用醋酸代替HCl做实验，会使放出的热量减少，由于放热反应<0，放热越小，越大，所以导致测定结果偏大；
（2）石墨比金刚石更稳定，则是放热反应，<0；
（3）燃烧热指1mol纯物质完全燃烧生成指定物质放出的热量，完全燃烧生成和时放热23 kJ，则1mol完全燃烧放出的热量=23 kJ×32=736kJ，所以燃烧热的热化学方程式为： ；
（4）①方程式的反应热等于反应物的键能和与生成物键能和之差，所以，解得a=946；
②N2(g)、H2(g)合成NH3(g)的反应为放热反应，所以反应物能量高于生成物，N2(g)、H2(g)和NH3(g)的摩尔热容分别为29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1，升高相同温度时，N2(g)和H2(g)能量升高的更多，能量随温度T的变化示意图合理的是B，答案为：B。
16．(1)
(2)
(3) -622kJ/mol
【详解】（1）1g甲醇的物质的量为，故1mol甲醇完全燃烧生成液态水放出的热量为：，表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：；
（2）反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，，反应热为：，热化学方程式为：；
（3）题干中三个热化学方程式依次记为I、II、III，，故；N2H4和NO2反应生成氮气和水蒸气的化学方程式：，， ，热化学方程式为：。
17．(1)阳极反应：2Cl--2e-=Cl2，产生的氯气氧化废水中的释放出N2。
(2) 减小 电路中通过相同电量时，若生成和的物质的量之比为3：1，则阳极产生的H+比阴极消耗的H+多。
【分析】由装置图分析可知，此装置为电解池装置，电解质溶液为酸性溶液。与电源正极相连的为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2，氯气具有氧化性，酸性溶液中将氧化成N2，该反应的离子方程式为：3Cl2+2=N2+6Cl-+8H+。与电源负极相连的为阴极，阴极氢离子得到电子生成氢气，阴极反应为：2H++2e-=H2。
【详解】（1）由分析可知，与电源正极相连的为阳极，阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2，氯气具有氧化性，酸性溶液中将氧化成N2。
（2）电解池中阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2，生成的氯气氧化，离子方程式为：3Cl2+2=N2+6Cl-+8H+；阴极反应为：2H++2e-=H2。若生成和的物质的量之比为3：1，根据电子守恒可得：6H+~3H2~6e-~3Cl2~ N2~8H+，转移相同电子时，阳极产生的H+比阴极消耗的H+多，故溶液减小。
【点睛】本题突破点电解池阴阳极判断。电解池中与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极，再根据电解池原理解题。此题还涉及陌生化学反应方程式的书写，陌生化学反应方程式书写一定要注意反应发生的环境，酸性溶液还是碱性溶液。
18． bc ＞ 负 2H++2e-=H2↑ 0.2
【分析】(1)根据原电池构成条件及反应原理分析解答；
(2)原电池反应可以加快反应速率；
(3)活动性强的电极为负极，负极失去电子，发生氧化反应；活动性弱的电极为正极，正极上溶液中的H+得到电子被还原产生H2；
(4)根据同一闭合回路中电子转移数目相等，结合物质的量的有关计算公式计算。
【详解】(1)a.甲构成了原电池，Cu活动性比Zn弱，为正极，正极上溶液中的H+得到电子被还原产生H2，Cu电极本身不参加反应，因此甲中铜片质量不变，a错误；
b.在金属活动性顺序表中Zn位于H的前边，可以与酸发生置换反应而被氧化，因此锌的质量会不断减少，b正确；
c．Cu的活动性比H弱，因此不能与酸发生反应，所以乙中铜片上没有明显变化，c正确；
d. 甲装置具备原电池构成条件，形成了原电池，乙装置没有形成闭合回路，也没有电源，因此既没有构成原电池，也没有形成电解池，d错误；
故合理选项是bc；
(2)甲装置构成了原电池，Zn为负极，失去电子，被氧化变为Zn2+；Cu活动性弱，为原电池的正极，正极上溶液中的的H+得到电子被还原产生H2，原电池反应加快了放出氢气的速率，而乙装置没有形成原电池，因此同等条件下，两烧杯中产生气泡的速率：甲＞乙；
(3)甲烧杯中形成原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，锌电极为负极，失去电子被氧化；铜为正极，正极上溶液中的的H+得到电子被还原产生H2，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；
(4)2.24 L标准状况下的氢气的物质的量n(H2)==0.1 mol，根据电极反应式2H++2e-=H2↑可知：每反应产生1 mol H2，转移2 mol电子，则产生0.1 mol H2时转移电子的物质的量是0.2 mol。
【点睛】本题考查原电池的反应原理、电极反应式的书写与判断、转移电子数目的计算的知识。原电池构成必须同时具备四个条件：活动性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路、自发进行氧化还原反应，且在同一闭合回路中电子转移数目相等。一般情况下，活动性强的电极为负极，失去电子，发生氧化反应；活动性弱的电极为正极，正极上溶液中离子得到电子，发生还原反应。
19．(1) 太阳 化学
(2)吸热
(3)不变
(4)74.8
【详解】（1）水在太阳光催化下反应生成氢气和氧气，是将太阳能转化为化学能；
（2）反应②的ΔH>0，为吸热反应；
（3）催化剂会通过改变反应途径降低活化能，进而加快反应速率，但不会改变反应的焓变。反应的热效应只与反应体系的始末状态有关，与反应途径无关；
（4）根据盖斯定律，反应等于反应③-反应②，故可得该反应。
20．(1)＞
(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-16akJ·mol-1
(3)2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2600kJ·mol-1
(4)3a+b-c
【详解】（1）甲醇完全燃烧放热多，由于焓变小于0，所以ΔH2＞ΔH1。
（2）1克甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出了akJ的热量，则1mol甲烷即16g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出16akJ的热量，所以甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-16akJ·mol-1。
（3）1mol乙炔完全燃烧转移10mol电子，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量，即0.5mol乙炔完全燃烧生成CO2和液态水放出650kJ的热量，则2mol乙炔完全燃烧生成CO2和液态水放出2600kJ的热量，所以表示该反应的热化学方程式为2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2600kJ·mol-1。
（4）已知：碳的燃烧热 ΔH1=akJ mol-1，则
①O2(g)+C(s)=CO2(g) ΔH1=akJ mol-1
②S(s)+2K(s)=K2S(s) ΔH2=bkJ mol-1
③2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s) ΔH3=ckJ mol-1
依据盖斯定律可知①×3+②－③即得到S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH＝（3a+b-c）kJ/mol，则x＝3a+b-c。
21．(1)吸热
(2)B
(3) a B
(4)＋2＝3＋＋
(5)[(E1 E2)＋△H＋(E3 E4)] kJ mol 1
(6) 该反应是可逆反应，2mol氮气反应不完全，因此放出的热量小于92kJ 946
【详解】（1）制作冷敷袋可利用吸收周围的热量的化学变化或物理变化；故答案为：吸热。
（2）A．浓硫酸和水混合会放出大量热，大不安全，故A不符合题意；B．生石灰和水混合放出大量的热，相对安全，故B符合题意；C．纯碱和水混合后热量变化很小，故C不符合题意；D．食盐和白醋混合后热量变化很小，故D不符合题意；综上所述，答案为：B。
（3）①图a是反应物总能量大于生成物总能量，图b是反应物总能量小于生成物总能量，因此该反应的能量变化可用图中的a表示；故答案为：a。
②与足量充分燃烧生成液态水时放出热量，则燃烧生成液态水的热化学反应方程式。；故答案为：。
③A．热化学方程式中化学计量数表示物质的量，故A错误；B．该反应是吸热反应即大于零，故B正确；C．该反应的，故C错误；D．该反应可表示液态水分解生成4g气态氢气和32g气态氧气时的热效应，故D错误；综上所述，答案为：B。
（4）根据盖斯定律，反应2减去反应1的2倍得到＋2＝3＋＋ ；故答案为：＋2＝3＋＋ 。
（5）根据焓变等于反应物的活化能减去生成物的活化能，则过程中的焓变为[(E1 E2)＋△H＋(E3 E4)] kJ mol 1；故答案为：[(E1 E2)＋△H＋(E3 E4)] kJ mol 1。
（6）①在和下，工业合成氨，每生成就会放出热量，在该条件下，向某容器中加入、及合适的催化剂，充分反应后测得其放出的热量小于，原因可能是该反应是可逆反应，2mol氮气反应不完全，因此放出的热量小于92kJ，根据每生成就会放出热量，则每生成就会放出热量，则，解得a=946；故答案为：该反应是可逆反应，2mol氮气反应不完全，因此放出的热量小于92kJ；946。
②根据题意得到在和下转化为的热化学方程式为 ，该反应是放热反应，根据能量越低越稳定，则与中更稳定的是；故答案为： ；。
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