专题1《化学反应与能量变化》单元检测题（含解析）2023---2024学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择性必修1

专题1《化学反应与能量变化》
一、单选题（共14题）
1．解耦式电解海水制氢能有效的解决氯腐蚀问题，其原理如图，下列说法不正确的是

A．电极B的电极反应：
B．在实验条件下比更易在阴极参与电极反应
C．装置(b)中实验在下进行，可加快反应速率
D．装置(b)中还原剂为
2．下列说法正确的是
A．乙醇的燃烧热为ΔH=-akJ·mol-1，则乙醇燃烧的热化学方程式可表示为：C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=-akJ·mol-1
B．稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1
C．S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-akJ·mol-1，S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-bkJ·mol-1，则a＞b
D．500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-38.6kJ·mol-1
3．和CO气体在表面转化为无害气体，总反应为，该反应的物质及能量变化过程分别如下图所示。下列说法错误的是反应过程
A．
B．反应②的速率比反应①的慢
C．该反应过程有共价键的断裂和形成
D．若处理标准状况下11.2L气体，共转移1mol电子
4．催化剂Ag@AgBr/mp-TiO2可以光降解2-萘酚，将其处理成无害物，装置如图。下列说法正确的是
A．b极电势高于a极
B．该装置将化学能转化为电能
C．工作时，O2-从负极迁移到正极
D．工作时的负极发生反应：-46e-+23O2-=10CO2↑+4H2O
5．Li与转化为的能量变化图如图所示。下列说法正确的是
A． B．
C．， D．
6．为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是
①酸溶液的浓度和体积 ②碱溶液的浓度和体积
③水的比热容 ④反应后溶液的质量(单位：g)
⑤生成水的物质的量 ⑥反应前后温度变化
⑦操作所需的时间
A．③④⑤⑥ B．③④⑤⑦ C．①③⑥ D．全部
7．室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx
下列叙述错误的是
A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B．放电时外电路电子流动的方向是a→b
C．放电时正极反应为：2Na++S8+2e-→Na2Sx
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
8．课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是
A．图中a极为锌片、b极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片
B．原电池由电极、电解质溶液和导线等组成
C．图中a极为铝条、b极为锌片时，导线中会产生电流
D．原电池是将化学能转化成电能的装置
9．科学家设计了一种电解装置，能将甘油()和二氧化碳转化为甘油醛()和合成气，装置如下图所示。下列说法正确的是
A．催化电极b应与电源正极相连
B．电解一段时间后，催化电极b附近的pH增大
C．催化电极a上发生的电极反应方程式：
D．当外电路转移4mol 时，生成的合成气标况下的体积为22.4L
10．下列化工生产中所用设备与右边化学反应方程式对应错误的是
A．石油工业：裂化装置 C16H34C8H18+C8H16
B．纯碱工业：碳酸化塔 NaCl+NH3+CO2+H2O →NaHCO3↓ +NH4Cl
C．钢铁工业：高炉 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D．氯碱工业：电解槽 Cl2+ 2NaOH→ NaCl+NaClO+H2O
11．某新型电池工作时中间室K2SO4溶液浓度增大，装置如图，下列说法错误的是
A．外电路电子流向：N→M
B．b为阴离子交换膜
C．该原电池总反应为非氧化还原反应
D．M极反应：
12．已知：反应HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3 kJ/mol。现分别取50 mL0.50 mol/L醋酸与50 mL0.55 mol/LNaOH溶液进行中和反应，用如图实验装置测定该反应的中和热△H，下列叙述正确的是
A．图中装置缺少铜丝搅拌棒
B．为了让反应充分进行，NaOH分三次倒入
C．该实验测定的反应热△H＞-57.3 kJ/mol
D．用50 mL0.50 mol/LNaOH溶液更准确
13．高铁酸钠是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓溶液制备，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是
A．Fe为阳极
B．放电过程中，甲溶液NaOH浓度增大
C．离子交换膜a是阳离子换膜
D．当电路中通过1mol电子的电量时，中间隔室中离子数目减少
14．利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢的同时可获得氧气，其工作情况如图所示，有关说法正确的是
A．连接K1时，可制得O2
B．连接K2时，OH-向电极3迁移
C．制得11.2LO2时，NiOOH和Ni(OH)2发生转化的物质的量为2mol
D．制高纯氢时电极3上发生反应：Ni(OH)2﹣e-+OH-=NiOOH+H2O
二、填空题（共10题）
15．回答下列问题：
(1)2008年北京奥运会“祥云”火炬的燃料是丙烷(C3H8)，1996年亚特兰大奥运会火炬的燃料是丙稀(C3H6)。丙烷脱氢可得倒丙烯。已知：
①C3H8(g)=CH4(g)+C2H2(g)+H2(g) △H1=+255.7kJ/mol
②C3H6(g)=CH4(g)+C2H2(g) △H2=+131.5kJ/mol；
计算C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)的△H= kJ/mol。
(2)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应A：CO2+H2OCO+H2+O2
已知：
①反应II是 反应(填“吸热”或“放热”)，其原因是 。
②反应A的热化学方程式是 。
16．I.请对下列化学反应按吸热或放热的标准分类：
①过氧化钠与水反应②碳酸氢钠受热分解③食物腐烂④酒精燃烧⑤光合作用将CO2转化为O2⑥生石灰与水作用制熟石灰⑦电解水生成H2和O2⑧铝片遇浓硫酸钝化
(1)属于放热反应的有： (填序号，下同)。
(2)属于吸热反应的有： 。
II.磷元素有多种性质不同的单质，红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体，充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷。在常温常压隔绝空气条件下，62g白磷完全转化为红磷，大约放出22kJ的热量，根据以上事实回答下列问题：
(3)62g白磷与62g红磷两者中能量较高的是 (填“红磷”或“白磷”，下同)，二者更稳定的是 ；等质量的红磷和白磷分别完全燃烧，放出热量较多的是 。
(4)一般情况下，石墨比金刚石更稳定，由此推测将石墨转化为金刚石属于 (填“放热”或“吸热”)反应。
17．某化学反应中，设反应物的总能量为，生成物的总能量为。
(1)若若，则该反应为 （填“放热”或“吸热”）反应。该可用反应图 (填“A”或“B”)表示。
(2)若若，则该反应为 （填“放热”或“吸热”）反应。该可用反应图 (填“A”或“B”)表示。
18．为了减少对环境的污染，煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。电解脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化为Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要成分是FeS2)氧化为Fe3+和SO：FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO+16H+。
已知：两电极为完全相同的惰性电极。
回答下列问题：
(1)M为电源的 (填“正极”或“负极”)。
(2)电解池刚开始工作时，R上的电极反应式为 。
(3)电解池工作时，SO往 (填“P”或“R”)极移动，一段时间后，混合液中SO的物质的量 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)电解过程中，混合溶液中的pH将 (填“变大”、“变小”或“不变)。
19．I.按要求完成下列问题：
(1)同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)，在光照和点燃条件下的△H(化学计量数相同)分别为△H1、△H2，△H1 △H2(填“>”“<”或“=”)。
(2)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：
则M、N相比，较稳定的是 。
(3)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
则N2H4(g)与NO2(g)完全反应生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式为 。
II.利用如图装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50mL0.25mol·L-1硫酸倒入小烧杯中，测出硫酸温度；
②用另一量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液，并用另一温度计测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测出混合液最高温度。
回答下列问题：
(4)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是 。
(5)倒入NaOH溶液的正确操作是 (从下列选项中选出)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入　　　　B．分三次少量倒入　　　　C．一次迅速倒入
(6)实验数据如表：
实验次数 起始温度t1℃ 终止温度t2/℃
H2SO4 NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 29.5
2 27.0 27.4 27.2 32.3
3 25.9 25.9 25.9 29.2
4 26.4 26.2 26.3 29.8
近似认为0.55mol·L-1NaOH溶液和0.25mol·L-1硫酸溶液的密度都是1g·cm-3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。则中和热ΔH= (取小数点后一位)。
20．铅蓄电池、镍镉碱性充电电池都是重要的二次电池。已知：
①铅蓄电池总的化学方程式为：，使用(放电)段时间后，其内阻明显增大，电压却几乎不变，此时只有充电才能继续使用；
②镍镉碱性充电电池放电时，正极反应为：，负极反应式：，使用(放电)到后期，当电压明显下降时，其内阻却几乎不变，此时充电后也能继续使用；
回答下列问题：
(1)铅蓄电池负极板上覆盖的物质是 (填名称)，充电时，PbSO4在 (填“阳极”、“阴极”或“两个电极”)上 (填“生成或除去”)。
(2)镍镉碱性充电电池在充电时的总反应的化学方程式为 。
(3)铅蓄电池和镍镉碱性充电电池使用一段时间后，一个内阻明显增大，而另一个内阻却几乎不变的主要原因可能是 。
(4)现用铅蓄电池作为电源，连成如图所示装置，其中a为电解质溶液，X、Y是两块电极板，
①若X、Y都是惰性电极，a是CuSO4溶液，电解一段时间后，阴极只析出6.4g固体，则需要加入 (填化学式)即可恢复电解质溶液的浓度。
②可用该装置在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理，可使铝制品表面形成较致密的氧化膜以更好地保护铝制品，a是稀硫酸溶液，写出Y电极上发生的电极反应式 。
21．化学反应都有能量变化。丙烷(C3H8)是一种优良的燃料，如图是一定量丙烷在常温常压下完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图。试回答下列问题：
(1)写出丙烷燃烧热的热化学方程式： 。
(2)二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1455 kJ的热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO和液态水共放出1607 kJ的热量，则混合气体中丙烷和二甲醚的物质的量之比为 。
22．燃料电池
(1)工作原理：将反应物分别不断地输入电池的两极，通过燃料在负极发生 反应、氧化剂在正极发生 反应，实现一个相当于燃烧反应的电池反应，将化学能转化为电能。
常见类型：除了氢气外，甲烷、甲醇和乙醇等也可用作燃料电池的负极反应物。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，它可以使用不同的电解质如KOH溶液、H3PO4溶液、熔融碳酸盐、固体电解质作为离子导体。
主要特点：电极不参与反应，电池的正、负极反应物分别是氧化剂和燃料。
(2)燃料电池优点：能量利用 、可连续使用和污染轻等优点。
23．根据下图，回答下列问题：
(1)若闭合S1，装置属于 。
(2)若闭合S2，装置属于 ，锌极上的反应为 。
(3)若闭合S3，总反应为 。
24．氯碱工业是工业制备氯气和烧碱的工艺，它属于高耗能产业，现有一种将氯碱工业与燃料电池相组合的新工艺可以节能28%~35%。在这种新工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出：回答下列有关问题：

(1)X气体的化学式
(2)纯净的X气体与Y气体在一定条件下可以反应，写出该反应的化学方程式： ，该反应的实验现象是：
(3)电解池的阴极反应式为：
(4)通入空气的电极的电极反应式为：
(5)燃料电池中阳离子的移动方向： (填由左向右或者由右向左)
(6)比较氢氧化钠溶液浓度abc从小到大的顺序是： 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A． 电极B上电子流出、电极A上电子流入，则A为阴极，B为阳极，阳极上发生氧化反应，则B电极反应为：，A正确；
B． 图a为电解池，电极B为阳极，结合已知：解耦式电解海水制氢能有效的解决氯腐蚀问题，则在实验条件下比更易在阳极参与电极反应，B错误；
C． 装置(b)中实验在下进行，温度升高能加快离子运动速率、增强导电性、可加快反应速率，C正确；
D． 装置(b)为原电池，氧气由水失去电子发生氧化反应得到，则还原剂为，D正确；
答案选B。
2．C
【详解】A．已知乙醇的燃烧热为ΔH=-akJ·mol-1，则C2H5OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-akJ·mol-1，故A错误；
B.中和热是强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量，中和热为放热反应，中和热为57.3 kJ/mol，稀硫酸与氢氧化钡溶液反应中有硫酸钡沉淀生成，其中和热不是57.3kJ·mol-1，故B错误；
C.反应物中气态S比固体S能量高，生成物相同，则a＞b，故C正确；
D该反应为可逆反应，则将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，由于转化率不确定，所以不能计算焓变，故D错误；
故选C。
3．B
【详解】A．①N2O+Pt2O+=Pt2O2++N2 △H1，②Pt2O2++CO=Pt2O++CO2 △H2，结合盖斯定律计算①+②得到N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g) △H=△H1+△H2，反应物能量高于生成物，反应为放热反应，反应焓变△H=生成物总能量-反应物总能量=135kJ/mol-359kJ/mol=-226kJ/mol，A项正确；
B．由催化剂的图象可知，反应①的活化能大于反应②，相同条件下，反应的活化能越大，反应速率越慢，反应①的反应速率比反应②慢，B项错误；
C．该反应过程有N2O和CO中的共价键的断裂和N2和CO2中的共价键的形成，C项正确；
D．标准状况下11.2L气体的物质的量为0.5mol，由反应N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g)可知，1molN2O(g)转移2mol电子，则0.5mol气体共转移1mol电子，D项正确；
答案选B。
4．D
【分析】根据装置图，氧气转化成O2-，氧元素化合价降低，通氧气一极为正极，即a为正极，b为负极，据此分析；
【详解】A．根据上述分析，a为正极，b为负极，a极电势高于b极，故A错误；
B．根据装置图可知，该装置是光能转化成化学能，故B错误；
C．根据原电池工作原理，O2-从正极移向负极，故C错误；
D．根据装置图可知，2-苯酚转化成CO2和H2O，其电极反应式为-46e-+23O2-=10CO2↑+4H2O，故D正确；
答案为D。
5．D
【详解】A．由固态锂变为气态锂，要吸收能量，△H1>0，故A错误；
B．根据盖斯定律可知，化学反应的热效应只与始态与终态有关，与反应途径无关，由物质转化关系图可得△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6，故B错误；
C．由O2的气态分子变为气态原子，需要断裂分子中的化学键，要吸收能量，故△H3>0；形成化学键需要放出能量，则△H5＜0，故C错误；
D．根据盖斯定律和转化关系图可知△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6，故D正确；
故选D。
6．A
【详解】由反应热的计算公式可知，酸碱反应的中和热计算时，至少需要的数据有：比热容c、酸的浓度和体积、碱的浓度和体积，反应前后温度变化△T，然后计算出反应后溶液的质量、生成水的物质的量；
故选A。
7．A
【分析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。
【详解】A．充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na+由硫电极迁移至钠电极，A错误；
B．放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确；
C．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++S8+2e-→Na2Sx，C正确；
D．炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确；
故答案选A。
8．A
【详解】A．图中a极为锌片、b极为铜片时，锌片作负极，电子由锌片通过导线流向铜片，A结论错误；
B．根据装置图可知，原电池由电极、电解质溶液和导线等组成，B结论正确；
C．图中a极为铝条、b极为锌片时，铝与酸反应生成铝离子，则铝片作负极，导线中会产生电流，D结论正确；
D．原电池是向外提供电能的装置，是将化学能转化成电能的装置，D结论正确；
答案为A。
9．B
【分析】由示意图可知，催化电极b表面上为二氧化碳、水蒸气还原为一氧化碳和氢气，为电解池的阴极，与电源的负极相连；催化电极a为阳极，电极表面上甘油氧化为甘油醛。
【详解】A．催化电极b表面上为二氧化碳、水蒸气还原为一氧化碳和氢气，为电解池的阴极，与电源的负极相连，故A错误；
B．催化电极b表面上为二氧化碳、水蒸气还原为一氧化碳和氢气，为电解池的阴极，极反应分别为：2CO2+2e-=CO+，2H2O+2e-=H2↑+2OH-，反应后溶液的碱性增强，溶液的pH增大，故B正确；
C．催化电极a为阳极，电极表面上甘油氧化为甘油醛，由于碳酸钠溶液过量，二氧化碳反应生成碳酸氢钠，电极反应：，故C错误；
D．1molCO2转化为1molCO，转移电子2mol，1molH2O转化为1molH2，转移电子2mol；所以当外电路转移4mol时，生成2mol的合成气体，标况下的体积为44.8L，故D错误；
故选B。
10．D
【详解】A．石油工业的催化裂化是为了获取更多的轻质油，在加热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油、柴油等，方程式为C16H34C8H18+C8H16，故A项正确；
B．纯碱工业中，碳酸化塔中二氧化碳过量，生成碳酸氢根，碳酸氢钠溶解度低于碳酸钠从而析出，故方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O →NaHCO3↓ +NH4Cl ，故B项正确；
C．钢铁工业中高炉炼铁原理是利用一氧化碳还原氧化铁，故方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，故C项正确；
D．氯碱工业中电解槽发生的反应是电解饱和食盐水，其方程式2NaCl+2H2OCl2+H2+ 2NaOH，故D项错误；
故答案选D。
11．A
【分析】根据图中信息知道，电极N通入氧气的电极是电池的正极，发生得电子的还原反应O2＋4H+＋4e-=2H2O，电极M是负极，发生失电子的氧化反应：4OH--4e-=O2↑＋2H2O，外电路中，电子从负极流向正极，中间室K2SO4溶液浓度增大，所以电极Ⅳ区域附近，硫酸根离子经过交换膜移向中间区域，据此回答即可。
【详解】A．外电路中，电子从负极流向正极，即M→N，故A错误；
B．中间室K2SO4溶液浓度增大，所以电极N区域附近，硫酸根离子经过交换膜移向中间区域，b为阴离子交换膜，故B正确；
C．正极发生得电子的还原反应O2＋4H+＋4e-=2H2O，负极发生失电子的氧化反应；4OH--4e-=O2↑＋2H2O，原电池总反应等于正负极反应的和H+＋OH-=H2O，是非氧化还原反应，故C正确；
D．根据图中信息知道，电极N通入氧气的电极是电池的正极，发生得电子的还原反应O2＋4H+＋4e-=2H2O，电极M是负极，发生失电子的氧化反应：4OH--4e-=O2↑＋2H2O，故D正确；
故选A。
12．C
【详解】A．根据图示可知：图中装置缺少混合溶液的环形玻璃搅拌棒，A错误；
B．为了减少实验过程中的热量损失，NaOH溶液要一次快速倒入，B错误；
C．由于醋酸是弱酸，主要以电解质分子存在，电离过程需吸收能量，反应放出的热量越少，则相应的反应热就越大，所以使用50 mL0.50 mol/L醋酸与50 mL0.55 mol/LNaOH溶液进行中和反应就比使用50 mL0.50 mol/L盐酸与50 mL0.55 mol/LNaOH溶液进行中和反应放出热量少，因此该实验测定的反应热△H＞-57.3 kJ/mol，C正确；
D．任何反应都具有一定的可逆性，为了保证醋酸完全反应，NaOH溶液要稍微过量，这样测定结果才更准确，D错误；
故选C。
13．D
【分析】根据工业上电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，故铁元素化合价升高，发生氧化反应做阳极，铁放电生成FeO，铜棒做阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，导致阴极室溶液产生大量OH-，则吸引中间隔室中的Na+移向阴极室，故所得溶液甲为浓的NaOH溶液。中间隔室中的NaOH溶液浓度降低。
【详解】A．由分析可知，Fe为阳极，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe-6e- +8OH-=FeO+4H2O，故A正确；
B．阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，中间隔室中的Na+移向阴极室，甲溶液得到浓的氢氧化钠溶液，故B正确；
C． 电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a的是Na+，故为阳离子交换膜，故C正确；
D．阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，电极反应式为2H2O+2e- = H2↑+ 2OH-，当电路中通过2mol电子的电量时，会有1molOH-生成，中间室有1mol钠离子进入阴极室、1mol氢氧根离子进入阳极室，故中间隔室中离子数目减少2，故D错误；
故选D。
14．D
【分析】由图可知，连接K1，电极1为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，电极3为阳极，电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，连接K2，电极3为阴极，电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，电极2为阳极，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，据此作答。
【详解】A．当连接时，由图示分析可知，电极3为阳极，被氧化为NiOOH；电极1为阴极，氢离子或水得到电子被还原为氢气，A错误；
B．连接时，电极3为阴极，电极2为阳极；在电解池中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，所以向电极2迁移，B错误；
C．制得时，未说明条件是否为标况；若标况时，制得，则转移的电子的物质的量为；1mol转化为1mol得到，根据电子守恒可得；标况下，和发生转化的物质的量为，C错误；
D．制高纯氢时，氢离子或水在电极2 得到电子被还原成氢气，电极3上发生氧化反应：，D正确；
故选D。
15．(1)+124.7
(2) 吸热 反应物总能量低于生成物总能量(或ΔH＞0) CO2(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)+O2(g) ΔH=+524.8kJ mol-1
【解析】（1）
根据盖斯定律，△H=△H1-△H2=+255.7kJ/mol-131.5kJ/mol=+124.7 kJ/mol；
（2）
①由图可知，反应II中反应物总能量低于生成物总能量(或ΔH＞0)，故反应II是吸热反应；②由图可知,反应Ⅰ. H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1=-241.8kJ mol-1，反应II.CO2(g)=CO(g)+O2(g) ΔH2=+283.0kJ mol-1，根据盖斯定律，反应A的热化学方程式是CO2(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)+O2(g) ΔH=ΔH2-ΔH1=+524.8kJ mol-1。
16．(1)①③④⑥⑧
(2)②⑤⑦
(3) 白磷 红磷 白磷
(4)吸热
【分析】Ⅰ.①过氧化钠与水反应是放热反应；②碳酸氢钠受热分解，是分解反应，属于吸热反应；③食物腐烂是氧化反应，属于放热反应；④酒精燃烧是剧烈的氧化反应，属于发热反应；⑤光合作用将CO2转化为O2，光合作用是将光能转化为稳定化学能的过程，属于吸热反应；⑥生石灰与水作用制熟石灰，是化合反应，属于放热反应；⑦电解水生成H2和O2，是分解反应，属于吸热反应；⑧铝片遇浓硫酸钝化，是放热反应；
Ⅱ.物质具有的能量越低越稳定。
（1）
由以上分析可知，属于放热反应的有①③④⑥⑧；
（2）
由以上分析可知，属于吸热反应的有②⑤⑦；
（3）
在常温常压隔绝空气条件下，62g白磷完全转化为红磷，大约放出22kJ的热量，故白磷的能量较高；物质所具有的能量越低越稳定，故二者更稳定的是红磷；等质量的红磷和白磷分别完全燃烧，放出热量较多的是白磷；
（4）
石墨比金刚石更稳定，所以石墨具有的能量更低，将石墨转化为金刚石属于吸热反应。
17．(1) 放热 A
(2) 吸热 B
【详解】（1）若，则反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，可用图A表示，故答案为：放热；A；
（2）若，则反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸热，可用图B表示，故答案为：吸热；B。
18．(1)正极
(2)2H++2e-=H2↑
(3) P 变大
(4)变小
【分析】根据原理装置图可知，Mn2+在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，H+在阴极得到电子，发生还原反应，阴极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，混合液中发生反应FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2+16H+。
【详解】（1）Mn2+在阳极失去电子，发生氧化反应，故为电源的正极；
（2）电解池刚开始工作时，H+在阴极得到电子，发生还原反应，上的电极反应式为2H++2e-=H2↑；
（3）电解池工作时，阴离子移向阳极，故往极移动；由总反应可知，反应生成了，一段时间后，混合液中的物质的量变大；
（4）根据总反应FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2+16H+可知，随着反应的进行，c(H+)增大，pH变小。
19．(1)=
(2)M
(3)2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) H=-1135.7kJ/mol
(4)环形玻璃搅拌棒
(5)C
(6)-56.8kJ/mol
【详解】（1）化学计量数相同时，反应热与反应物和生成物的状态有关，点燃和光照条件下，反应物和生成物的状态相同，所以△H1=△H2。
（2）反应吸热，所以N的能量高于M，能量越低的物质越稳定，故较稳定的物质是M。
（3）根据盖斯定律可知，所求反应是第二个反应的2倍减去第一个反应，故其热化学方程式为2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) H=-1135.7kJ/mol。
（4）混合溶液需要搅拌，故装置中缺少的玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒。
（5）为了防止热量散失，NaOH溶液应该一次迅速倒入，故选C。
（6）表格中第二组温度差误差较大舍去，故平均温度差为，混合溶液的总质量为(50mL+50mL)×1g/cm3=100g，n(H+)=0.25mol/L×2×50mL=0.025mol，ΔH==-56.8kJ/mol。
20． 铅 两个电极 除去 Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2＝Cd + 2NiOOH + 2H2O 放电时，铅蓄电池中硫酸溶液浓度减小，故内阻明显增大，而镍镉碱性电池的电解质溶液浓度几乎不变，故内阻几乎不变 8.0gCuO或12.4gCuCO3 2Al-6e-+3H2O＝Al2O3 + 6H+
【详解】(1)反应中Pb失去电子，作负极，因此铅蓄电池负极板上覆盖的物质是铅，由于放电时两个电极上均生成硫酸铅，所以充电时，PbSO4在两个电极除去。
(2)镍镉碱性充电电池放电时，正极反应为：，负极反应式：，因此镍镉碱性充电电池放电时的总反应式为Cd + 2NiOOH + 2H2O＝Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2，则在充电时的总反应的化学方程式为Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2＝Cd + 2NiOOH + 2H2O。
(3)由于放电时，铅蓄电池中硫酸溶液浓度减小，故内阻明显增大，而镍镉碱性电池的电解质溶液浓度几乎不变，故内阻几乎不变。
(4)①惰性电极电解硫酸铜溶液，阴极铜离子放电析出铜，阳极氢氧根离子放电生成氧气，铜的物质的量是6.4g÷64g/mol＝0.1mol，所以需要加入0.1mol氧化铜或0.1mol碳酸铜即可恢复电解质溶液的浓度，其质量分别是8.0g、12.4g。
②Y电极是阳极，铝失去电子转化为氧化铝可使铝制品表面形成较致密的氧化膜，从而更好地保护铝制品，Y电极上发生的电极反应式为2Al-6e-+3H2O＝Al2O3 +6H+。
21． C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H= -2215.0 kJ/mol 1：4
【分析】(1)丙烷燃烧反应是放热的，所以△H<0，分析图像得到生成1 mol水的焓变△H=-553.75 kJ/mol，依据热化学方程式书写方法写出，注意物质聚集状态，对应量下的焓变；
(2)依据热化学方程式结合混合气体物质的量和放热列式计算得到二甲醚和丙烷物质的量之比。
【详解】(1)图像是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图，丙烷燃烧反应是放热的，所以△H=-553.75 kJ/mol；丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)反应放热△H= -553.75 kJ/mol，由于丙烷化学式是C3H8，则1 mol丙烷完全燃烧产生4 mol H2O，反应放出热量Q=4 mol×553.75 kJ/mol=2215.0 kJ/mol，故该反应的热化学方程式为：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2215.0 kJ/mol；
(2)1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1455 kJ热量，1 mol丙烷完全燃烧放出2215.0 kJ的热量，若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1607 kJ热量，设1 mol混合气体中二甲醚物质的量x，丙烷物质的量为(1-x)，1455x kJ+2215.0(1-x) kJ=1607 kJ，解得x=0.8，则混合气体中丙烷物质的量为0.2 mol，故混合气体中丙烷和二甲醚物质的量之比n(C3H8)：n(CH3OCH3)=0.2 mol：0.8 mol=1：4。
【点睛】本题考查了图示法在热化学方程式书写的应用及化学反应与能量关系的计算与判断的判断。注意把握盖斯定律的含义及其应用方法。若反应物的总能量高于生成物时，反应为放热反应，否则为吸热反应。物质在反应过程中的能量变化不仅与反应的物质多少有关，还与物质的存在状态有关，在书写热化学方程式时要注意注明物质的存在状态及对应的能量数值及符号，放热反应△H<0，吸热反应△H>0。
22．(1) 氧化 还原
(2)效率高
【解析】略
23．(1)原电池
(2) 电解池 Zn-2e-=Zn2+
(3)Cu+H2SO4CuSO4+H2↑
【解析】(1)
闭合S1，该装置是铜和锌做两极，稀硫酸做电解质溶液的原电池。
(2)
闭合S2，有直流电源，该装置属于电解池，锌和直流电源的正极相连，做阳极，发生氧化反应，电极上的反应为：Zn-2e-=Zn2+。
(3)
闭合S3，有外接电源，属于电解池装置，铜做阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，锌做阴极，溶液中的氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H++2e-=H2↑，总反应为：Cu+H2SO4CuSO4+H2↑。
24．(1)
(2) 安静的燃烧，发出苍白色火焰，放出大量的热，生成白雾
(3)(或)
(4)
(5)从右向左
(6)
【分析】右边容器是电解食盐水装置，饱和氯化钠溶液从阳极进入，氯离子失去电子生成氯气，钠离子通过阳离子交换膜进入左侧电极室，左侧电极室是阴极发生还原反应生成氢气X和氢氧化钠，左侧是氢氧碱性燃料电池，通入氢气X的极为负极，通入空气的极为正极，燃料电池左侧氧气得电子生成OH-离子，Na+通过阳离子交换膜向正极移动，正极端氢氧化钠浓度变大，即c%>a%，负极端发生H2-2e-+2OH-=2H2O，使得NaOH浓度减小，b%【详解】（1）气体X为H2，为燃料电池提供燃料；
（2）氢气和氯气反应生成氯化氢，反应的方程式为，实验现象是氢气在氯气中安静燃烧发出苍白色火焰，放出大量的热，生成氯化氢与空气中水蒸气结合形成白雾；
（3）电解池的阴极发生H2O得电子还原反应，生成H2和OH-离子，反应的方程式为；
（4）通入空气的极是燃料电池的正极，在碱性条件下生成氢氧根离子，电极反应式为；
（5）燃料电池中阳离子向正极移动，即从右向左移动；
（6）燃料电池左侧氧气得电子生成OH-离子，Na+通过阳离子交换膜向正极移动，正极端氢氧化钠浓度变大，即c%>a%，负极端发生H2-2e-+2OH-=2H2O，使得NaOH浓度减小，b%答案第1页，共2页
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