第一章：化学反应与能量转化（含解析）同步习题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
1．被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰，在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液，电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)。下列说法错误的是
A．该电池镀MnO2的一极，发生得电子的还原反应
B．该电池反应中，二氧化锰起催化剂作用
C．当6.5g Zn完全溶解时，流经外电路的电子个数为1.204×1023
D．该电池的负极为锌，电子从锌极流向二氧化锰极
2．航天飞船常用氢氧燃料电池反应产生的水，经冷凝后作为航天员的饮用水。
其电极反应为负极： 2H2+ 4OH--4e- = 4H2O
正极： O2+2H2O +4e- =4OH-
下列有关该氢氧燃料电池的说法错误的是
A．该电池工作时将化学能转化为电能
B．该电池能量转化率能达到100%
C．该电池工作时H2从电池负极通入
D．该电池具有清洁、安全、高效等特点
3．根据能量图，下列说法正确的是
A．是一个放热反应
B．2molAB(g)的总能量小于1molA(g)和1molB(g)的总能量之和
C．形成1molAB(g)中的化学键需要放出kJ的能量
D．1molA2(g)和1molB2(g)的能量之和为akJ
4．“玉兔”号月球巡视器白天用三结砷化镓太阳能电池板收集能量，夜晚用放射性同位素元素钚() “核电池”释放能量。有关说法正确的是
A．的质量数为144 B．砷化镓属于金属材料
C．“玉兔”号白天用太阳能转化为电能 D．“核电池”是通过化学反应提供电能
5．酶生物燃料电池依靠氧化还原酶将人体汗液中的生物燃料——乳酸(C3H6O3)转化为丙酮酸(C3H4O3)，有希望为可穿戴电子设备提供动力。该电池放电时，下列说法正确的是
A．将电能转化为化学能
B．电子移动方向：正极→汗液→负极
C．正极上发生氧化反应
D．乳酸在负极上失去电子
6．已知反应：①101kPa时，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)，ΔH=-221kJ/mol
②稀溶液中，H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O，ΔH=-57.3kJ/mol
下列结论正确的是
A．碳的燃烧热大于110.5kJ/mol
B．①的反应热为221kJ/mol
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为114.6kJ/mol
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量
7．下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是
选项 事实 结论
A 与冷水反应，Na比Mg强烈 金属性：Na>Mg
B Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2 金属性：Ca>Mg
C SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2 非金属性：S>C
D Br2(g)+H2(g)→2HBr(g) +Q1；I2+H2(g)→2HI(g) +Q2；Q1>Q2 非金属性：Br>I
A．A B．B C．C D．D
8．如图所示，装置(Ⅰ)为铁镍( Fe-Ni )可充电电池：Fe + NiO2 + 2H2O Fe(OH)2 + Ni(OH)2； 装置(Ⅱ)为电解示意图。当闭合开关 K 时，X 极附近溶液先变红。下列说法正确的是
A．闭合开关 K 时，Y 极的电极反应式为：2H+ + 2e-=H2↑
B．闭合开关 K 时，A 极的电极反应式为：NiO2 +2e-+ 2H+=Ni(OH)2
C．给装置(Ⅰ)充电时，OHˉ 通过阴离子交换膜，移向 A 极
D．给装置(Ⅰ)充电时，B 极参与反应的物质被氧化
9．用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1 ℃，终止温度为23.4 ℃，反应后溶液的比热容为4.18 J·g-1·℃-1，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm-3，则由此测得的中和热为
A．55.2 kJ/mol B．57.4 kJ/mol C．50.2 kJ/mol D．1.38 kJ/mol
10．下列变化过程，属于放热反应的是
A．浓硫酸稀释 B．酸碱中和反应
C．固体氢氧化钠溶于水 D．碳在高温条件下还原二氧化碳
11．已知Ag+的氧化性强于Co2+的氧化性，则关于下图所示原电池装置的说法中，正确的是
A．Co电极是原电池的正极
B．盐桥中可填充KCl饱和溶液与琼脂的混合物
C．该原电池的正极反应式为Ag++e-=Ag
D．盐桥中的电解质阴离子向右侧烧杯移动
12．下列事实不用原电池原理解释的是
A．轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层
C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快
D．烧过菜的铁锅加入清水放置，出现红棕色的锈斑
13．中国科学家构建水系级联二次电池，实现了在同一个反应腔体中耦合不同的氧化还原反应。如图所示电池以S、Zn为电极，以CuSO4溶液和ZnSO4溶液为离子导体，分两步放电，在a极首先生成Cu2S，后生成Cu。下列说法正确的是
A．放电过程中，每生成1molCu2S的同时消耗1molZn
B．充电时SO通过隔膜向b极移动
C．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗6.5g锌时，铅酸蓄电池消耗0.9g水
D．充电时a作阳极，Cu和Cu2S失电子生成单质硫和Cu2+
14．如图实验，一段时间后，玻璃管口有气泡产生，下列说法正确的是
A．铁电极反应式为Fe-3e→ Fe3＋
B．铁腐蚀过程中化学能转化为电能和热能
C．活性炭的存在可以减缓铁的腐蚀
D．铁发生析氢腐蚀
二、填空题
15．某研究性学习小组根据反应设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol/L，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
回答下列问题：
(1)此原电池的负极是石墨 (填“a”或“b”)，电池工作时，盐桥中的移向 (填“甲”或“乙”)烧杯。
(2)正极反应式为： 。
(3)肼—空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，其工作原理如图所示，回答下列问题：
①该燃料电池中正极为 (填a或b)电极，负极发生的反应式为 。
②当电池放电转移4 mol电子时，至少消耗燃料肼 g。
(4)下列反应通过原电池装置，不能实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
A．2H2+O22H2O B．CaO+H2O=Ca(OH)2 C．Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
16．氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关，连接K1或K2，可交替得到H2和O2。
制H2时，连接 。产生H2的电极反应式是 。
17．海洋的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力。
(1)“氯碱工业”电解饱和食盐水的化学方程式为： 。制取的氯气是实验室和工业上的常用气体，科学家基于易溶于的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时，电极a的反应为：。
①放电时：正极反应式为 ，溶液的浓度 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
②充电时：电极b是 极；每生成，电极a质量理论上增加 g。
(2)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
①阴极的电极反应式为： ，会使海水中的沉淀积垢，需定期清理。
②阳极区生成的在管道中可以生成氧化灭杀附着生物的的离子方程式为： 。
(3)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂—海水一次电池构造示意图如下(玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能)。
①M电极发生 (填反应类型)。
②用该电池来电解溶液，一段时间后阴阳两极上均收集到气体(已换算成标准状况下的体积)，则原溶液中的物质的量浓度为 。
18．依据事实，完成下列各题
（1）在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为 。
（2）有科技工作者利用稀土金属氧化物作为固体电解质制造出了甲醇 空气燃料电池。这种稀土金属氧化物在高温下能传导O2－。
①这个电池的正极发生的反应是 ；
负极发生的反应是 。
②在稀土氧化物的固体电解质中，O2－的移动方向是 。
③甲醇可以在内燃机中燃烧直接产生动力推动机动车运行，而科技工作者要花费大量的精力研究甲醇燃料汽车。主要原因是 。
19．白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足时生成P4O10。
(1)已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为P4(白磷，s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1=-2983.2kJ·mol-1，P(红磷，s)+O2(g)=P4O10(s)ΔH2=-738.5kJ·mol-1。则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为 。
(2)已知298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(白磷，s)+3O2(g)=P4O6(s) ΔH=-1638kJ·mol-1。在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气(标准状况)，恰好完全反应，则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为 ，反应过程中放出的热量为 。
(3)已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol-1)：P—P198，Cl—Cl243，P—Cl331。
则反应P4(白磷，s)+6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热ΔH= 。
(4)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2、和CO的燃烧热(△H)分别为-890.2kJ mol-1、-285.8kJ mol-1和-283.0kJ mol-1，则生成1molCO所需热量为 。
20．能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。
（1）在25℃、101kPa时，8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.15kJ，则CH4燃烧的热化学方程式 。
（2）已知：
C(s)+O2(g) = CO2(g) △H=-437.3kJ·mol -1
H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) △H=-285.8kJ·mol-1
CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1
则煤气化反应C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)的焓变△H= kJ·mol-1。
21．根据要求，用化学用语表示下列有关反应：
(1)用KOH溶液作电解质溶液，石墨作电极，C3H8燃料电池中负极的电极反式： ；
(2)向Na2S2O3溶液中稀硫酸的化学方程式： ；
(3)用CO气体还原1molFe2O3固体，放出热量24.8kJ，该反应的热化学方程式： ；
(4)向酸性高锰酸钾溶液中加入H2C2O4溶液的离子方程式： ；
(5)用石墨作电极电解氯化钠水溶液，写出电解的化学方程式： 。
22．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)1 mol N2 (g)与适量H2(g)起反应，生成NH3(g)，放出92.2 kJ热量 。
(2)卫星发射时可用肼(N2H4)作燃料，1 mol N2H4(l)在O2(g)中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)，放出622 kJ热量 。
(3)1 mol Cu(s)与适量O2(g)起反应，生成CuO(s)，放出157 kJ热量 。
(4)1 mol C(s)与适量H2O(g)起反应，生成CO(g)和H2 (g)，吸收131.3 kJ热量 。
(5)汽油的重要成分是辛烷(C8H18)，1 mol C8H18 (l)在O2(g)中燃烧，生成CO2(g)和H2O(l)，放出5 518 kJ热量 。
23．黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是工业上制硫酸时得到SO2的途径之一，反应的化学方程式为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。在25℃和101kPa时，1molFeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。这些热量(工业上叫“废热”)在生产过程中得到了充分利用，大大降低了生产成本，对于节约资源、能源循环利用具有重要意义。
(1)请写出FeS2燃烧的热化学方程式 。
(2)计算理论上1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量 。
24．Ⅰ．燃料电池一般指采用、等可燃物质与一起构成的电池装置。它可直接将化学能转化为电能，甲烷电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为。
(1)负极上的电极反应为 。
(2)消耗5.6L(标准状况下)时，有 mol电子发生转移。
(3)开始放电时，正极附近溶液的氢氧根离子浓度 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ．钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
(4)①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于 处。(填M或N)
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 。
25．一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质，工作原理示意图如图1，电池总反应为(不溶于水)。请回答下列问题。
(1)放电时负极为 (填“锌膜”或“膜”)，正极质量 (填“增大”、减小”或“不变”)。
(2)充电时，向 (填“锌膜”或“膜”)移动。
(3)以该电池为电源电解如图2所示的饱和食盐水。
①若膜连接极，锌膜连接极，工作一段时间，图2中右侧的现象为 ，极的电极反应为 。
②若膜连接极，锌膜连接极，工作一段时间，图2中右侧的现象为 ，当电路中通过电子时，两极共收集到标准状况下 气体。
26．(1)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)，在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是 。
(2)降低温度，将NO2(g)转化为N2O4(l)，再制备浓硝酸。
①已知：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH1 2NO2(g)N2O4(l)　ΔH2
下列能量变化示意图中，正确的是(选填字母) 。
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是 。
(3)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．从电池总反应可知，镀MnO2的一极，为电池正极，发生得电子的还原反应，A正确；
B．MnO2被还原，MnO2为正极，B错误；
C．电子经外电路从负极流向正极，流经外电路的电子个数为0.2 mol，C正确；
D．电池负极为锌，电子从负极流向正极，D正确；
故答案为：B。
2．B
【详解】A．该电池属于燃料电池，工作时将化学能转化为电能，A正确；
B．该电池工作时伴随其它能量变化，其能量转化率不可能能达到100%，B错误；
C．氢气发生失去电子的氧化反应，该电池工作时H2从电池负极通入，C正确；
D．生成物是水，因此该电池具有清洁、安全、高效等特点，D正确；
答案选B。
3．C
【详解】A．由图可知，反应物总能量小于生成物总能量，则A2(g)+B2(g)=2AB(g)是吸热反应，A错误；
B．由图可知，2molAB(g)的总能量大于1molA2(g)和1molB2(g)的能量之和，B错误；
C．由图可知，形成1molAB(g)中的化学键需要放出kJ的能量，C正确；
D．a为正反应的活化能的数值，由图无法确定反应物的总能量，即1molA2(g)和1molB2(g)的能量之和不等于akJ，D错误；
故选C。
4．C
【详解】A．的质量数为238，A错误；
B．砷化镓属于半导体材料，B错误；
C．“玉兔”号月球巡视器白天用三结砷化镓太阳能电池板收集能量即太阳能转化为电能，C正确；
D．核电池又叫“放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线的热能转变为电能而制造而成，D错误；
答案选C。
5．D
【详解】A．该装置为原电池，是将化学能转化为电能的装置，A错误；
B．电子不能进入到电解质溶液中，电子移动方向应该为：负极→外电路→正极，B错误；
C．原电池工作时，在正极上得电子发生还原反应，C错误；
D．该原电池工作时，乳酸(C3H6O3)转化为丙酮酸(C3H4O3)，则乳酸在负极上失去电子发生氧化反应，D正确；
故合理选项是D。
6．A
【详解】A．C的燃烧热是101kPa，1molC燃烧生成二氧化碳气体时放出的热量，故碳的燃烧热大于110.5kJ/mol，故A正确；
B．①的反应热为-221kJ/mol，故B错误；
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ/mol，故C错误；
D．醋酸是弱酸，电离要吸热，稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出热量小于57.3kJ，故D错误；
故选A。
7．C
【详解】A．与冷水反应，Na 比Mg剧烈，说明钠的活泼性比镁活泼，因此金属性：Na＞Mg，故A不符合题意；
B．根据同主族从上到下，金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物碱性越强，根据Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2，其金属性：Ca＞Mg，故B不符合题意；
C．SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2，说明酸性：H2SO3＞H2CO3，但不能说明非金属性： S＞C，判断非金属性主要通过，最高价氧化物对应水化物酸性越强，其非金属性越强，故C符合题意；
D．Br2(g)+H2(g)→2HBr(g) +Q1；I2+H2(g)→2HI(g) +Q2；Q1>Q2说明生成HI时所放出的热量低于生成HBr时所放出的热量，两者属于是同类型的反应，放出能量越多则产物越稳定，HI的稳定性比HBr的稳定性弱，根据同主族从上到下非金属性逐渐减弱，其气态氢化物稳定性逐渐减弱，因此能得出非金属性：Br＞I，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
8．C
【分析】根据题意知当闭合开关K时，X附近溶液先变红，则X为电解池的阴极，电极反应式为：2H+ + 2e- = H2↑，Y为电解池的阳极，电极反应式为：2Cl- - 2e-= Cl2↑；电极A为电池的负极，电极反应式为：Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2，电极B为电池的正极，电极反应式为：NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-，据此分析解题。
【详解】A．闭合K时，Y为电解池的阳极，电极反应式为：2Cl- - 2e-= Cl2↑，A错误；
B．闭合K时，A为电池的负极，电极反应式为：Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2，B错误；
C．给装置(Ⅰ)充电时，则A为电解池的阴极，OH- 通过阴离子交换膜，移向B电极，C错误；
D．B为电池的正极，给装置(Ⅰ)充电时，B极应与外电源的正极相连，作电解池的阳极，参与反应的物质失电子，被氧化，D正确；
故答案选D。
9．A
【详解】50mL 0.55mol L-1 NaOH与50mL 0.5mol L-1HCl进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol=0.025mol，溶液的质量为：100mL×1g/cm3=100g，温度变化的值ΔT=23.4℃-20.1℃=3.3℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=m c ΔT=100g×4.18J/（g ℃）×3.3℃=1379.4J=1.3794kJ，所以实验测得的中和热ΔH=-1.3794kJ÷0.025mol=-55.2kJ/mol。
故选：A。
10．B
【详解】A．浓硫酸稀释是物理变化，不是化学反应，A错误；
B．酸碱中和反应是放热反应，B正确；
C．固体氢氧化钠溶于水是物理变化，不是化学反应，C错误；
D．碳在高温条件下还原二氧化碳生成一氧化碳是吸热反应，D错误；
故选B。
11．C
【分析】本题装置为原电池装置，因为Ag+的氧化性强于Co2+的氧化性，故Co比Ag易失电子，故Co电极为负极，Ag电极为正极。
【详解】A．由分析可知，A错误；
B．本装置的银半电池中离子为Ag+，若盐桥中填充KCl饱和溶液与琼脂的混合物，则Ag+与Cl-反应生成AgCl沉淀，因此盐桥中不可填充KCl饱和溶液与琼脂的混合物，B错误；
C．由分析可知，银电极为正极，正极反应式为：Ag++e-=Ag，C正确；
D．原电池中阴离子移向负极，即阴离子向左侧烧杯移动，D错误；
故答案为C。
12．B
【详解】A．轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块与铁、海水一起构成原电池，铁是正极，被保护，与电化学原理有关系，A不符合题意；
B．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层，发生的是铁与水蒸气的反应生成四氧化三铁和氢气，与电化学原理没有关系，B符合题意；
C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后锌置换出铜构原电池，从而反应速率加快，与电化学原理有关系，C不符合题意；
D．烧过菜的铁锅加入清水放置，出现红棕色的锈斑属于钢铁的电化学腐蚀，D不符合题意；
答案选B。
13．D
【详解】A．根据信息分析可知由在正极单质S和放电生成，每生成1mol得电子4mol，在负极消耗2molZn，A项错误；
B．充放电过程中在两极存在金属离子与电极的转化，隔膜应为阴离子交换膜，防止金属阳离子转移到另外电极参与反应，充电时b接负极为阴极，a为阳极，则通过隔膜向a极移动，B项错误；
C．用此电池为铅酸蓄电池充电，做原电池，消耗6.5g锌时，转移电子0.2mol，根据总反应，可知，转移0.2mol电子，消耗0.2mol水，即水的质量为3.6g，C项错误；
D．根据原电池反应时单质硫和放电生成和Cu，充电时a作阳极，则和Cu放电，失电子生成单质硫和，D项正确；
故选D。
14．B
【分析】NaCl溶液显中性，图中铁发生吸氧腐蚀，铁做负极，活性炭为正极，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，正极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
【详解】A．根据上述分析，A项错误；
B．铁腐蚀过程中为原电池反应，同时该反应为放热反应，故化学能转化为电能和热能，B项正确；
C．原电池反应会加快化学反应速率，故活性炭的存在加快了铁的腐蚀，C项错误；
D．NaCl溶液做电解质溶液，铁发生吸氧腐蚀，D项错误；
答案选B。
15．(1) b 乙
(2)+5e- +8H+=Mn2++4H2O
(3) b N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O 32
(4)B
【详解】（1）总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，FeSO4失去电子，发生氧化反应，作还原剂，故石墨a是正极，石墨b为负极；
电池工作时，向正电荷较多的负极移动，即向乙烧杯移动；
（2）甲烧杯中的a电极为正极，得到电子发生还原反应，所以正极的电极反应式为：+5e- +8H+=Mn2++4H2O；
（3）①在该燃料电池中，通入空气的电极b为正极，通入燃料肼的电极a为负极，负极上燃料N2H4失去电子，发生氧化反应产生N2、H2O，则负极的电极反应式为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；
②根据负极反应式可知：每反应转移4 mol电子，反应消耗1 mol肼，其质量m(N2H4)=1 mol×32 g/mol=32 g。
（4）A．反应2H2+O22H2O是放热的氧化还原反应，能够实现化学能向电能的转化，可以设计为原电池，A不符合题意；
B．反应CaO+H2O=Ca(OH)2不是氧化还原反应，因此不能实现化学能向电能的转化，不必可以设计为原电池，B符合题意；
C．反应Fe+Cu2+=Cu+Fe2+是放热的氧化还原反应，能够实现化学能向电能的转化，可以设计为原电池，C不符合题意；
故合理选项是B。
16． K1 2H2O+2e-=H2↑+2OH-
【详解】生成H2时，根据电极放电规律可知，H+得到电子变为氢气，因而电极须连接在负极上，制H2时，连接K1，该电池在碱性溶液中，由H2O提供H+，水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
17．(1) 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cl2+2e =2Cl 增大 阳 46
(2) 2H2O+2e =H2↑+2OH Cl2+2OH =Cl +ClO +H2O
(3) 氧化反应 0.5
【详解】（1）“氯碱工业”电解饱和食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠，化学方程式为：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑。
①充电时，电极a的反应为：，则充电时a发生还原反应，为阴极，则放电时a为负极、b为正极；放电时氯气在正极得到电子发生还原反应生成氯离子，反应式为Cl2+2e =2Cl ；负极发生氧化反应生成钠离子，则溶液中NaCl溶液的浓度增大。
②由①分析可知，充电时b为阳极，充电时电极反应为2Cl +2e =Cl2↑，a极反应为，则根据电子守恒可知，每生成1mol Cl2，电极a上有2mol钠离子参与反应，质量理论上增加2mol×23g/mol=46g；
（2）①阴极的水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为：2H2O+2e =H2↑+2OH ；
②阳极区生成的Cl2可以和阴极生成氢氧根离子生成NaClO，离子方程式为：Cl2+2OH =Cl +ClO +H2O。
（3）①锂较活泼，发生氧化反应，为负极，则M电极发生氧化反应。
②阴阳两极上产生气体物质的量分别为，说明两极发生的反应，阴极：先发生反应：，后发生反应：，阳极发生反应：，根据得失电子守恒可得：2n(Cu)+ 0.15mol×2=0.15mol×4，解得n(Cu)=0.15mol，则原溶液中的物质的量浓度为。
18． C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·mol－1 O2＋4e－===2O2－ CH3OH＋3O2－－6e－===CO2↑＋2H2O 正极流向负极 燃料电池的能量转化率高
【详解】（1）根据反应CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O可知，生成100 g CaCO3沉淀（碳酸钙为1mol）,消耗二氧化碳的量为1mol，根据乙醇燃烧的方程式：C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) 可知，每生成1mol CO2，反应放出热量为Q kJ，现有2mol CO2生成，反应放出热量为2Q kJ，所以乙醇燃烧的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·mol－1；正确答案：C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·mol－1。
（2）①甲醇一空气燃料电池中，甲醇在负极失电子发生氧化反应，电极反应为：CH3OH+3O2--6e-=CO2+2H2O；氧气在正极得电子发生还原反应：O2＋4e－===2O2－；正确答案：O2＋4e－===2O2－；CH3OH＋3O2－－6e－===CO2↑＋2H2O。
②依据电极反应分析可知原电池中阴离子移向负极，氧离子由正极移向负极；正确答案：正极流向负极。
③原电池反应实现能量转化的效率高，燃料电池能量转化率高，所以技工作者要花费大量的精力研究甲醇燃料汽车；正确答案：燃料电池的能量转化率高。
点睛：原电池工作时溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极，电子由负极经外电路流向正极，电子不能从电解质中通过。
19． P4(s，白磷)=4P(s，红磷) ΔH=-29.2kJ mol-1 3：1 1323.45kJ -1326kJ mol-1 123.7kJ
【详解】(1)①P4(白磷，s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1=-2983.2kJ·mol-1，②P(红磷，s)+O2(g)=P4O10(s) ΔH2=-738.5kJ·mol-1，根据盖斯定律：① ②×4可得：P4(s，白磷)=4P(s，红磷) △H=( 2983.2kJ/mol) ( 738.5kJ/mol)×4= 29.2kJ/mol；热化学方程式为：P4(s，白磷)=4P(s，红磷) ΔH=-29.2kJ mol-1；故答案为：P4(s，白磷)=4P(s，红磷) ΔH=-29.2kJ mol-1；
(2)在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气(标准状况)，白磷中磷原子物质的量= =2mol，氧气物质的量= =2.25mol，含有4.5mol氧原子；依据原子守恒列式计算：设P4O10物质的量为x，P4O6物质的量为y，4x+4y=2，5x+3y=2.25，计算出x=0.375mol，y=0.125mol，最后生成0.375mol P4O10，0.125mol P4O6mol，故物质的量之比为3:1；P4(白磷，s)+3O2(g)═P4O6(s)△H= 1 638kJ mol 1；P4(白磷，s)+5O2(g)═P4O10(s) △H1= 2 983.2kJ mol 1；放出的热量=0.375mol×( 2983.2kJ/mol)+0.125mol×( 1638kJ/mol)=1323.45kJ；故答案为：3:1；1323.45kJ；
(3)已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ mol 1):P P 198，Cl Cl 243，P Cl 331；则反应P4(白磷，s)+6Cl2(g)═4PCl3(s)的反应热△H=198kJ/mol×6+6×243kJ/mol 4×3×331kJ/mol= 1326kJ/mol；故答案为：-1326kJ mol-1；
(4)根据CH4、H2、和CO的燃烧热，可得热化学方程式：
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(L)△H= 890.2kJ mol 1
②O2(g)+H2(g)=H2O(L)△H= 285.8kJ mol 1
③CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H= 283.0kJ mol 1
根据盖斯定律，① ②×2 ③×2可得：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ mol 1，即生成2molCO，需要吸热247.4kJ，则生成1molCO所需热量为123.7kJ，故答案为：123.7kJ。
20． CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l） △H=-890.3kJ/mol +131.5kJ/mol
【分析】（1）计算1mol甲烷完全燃烧放出的热量，注明物质的聚集状态与焓变书写热化学方程式；
（2）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以合适的系数进行加减，构造目标热化学方程式，焓变也进行相应的计算；
【详解】（1）在25℃、101kPa时,8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.15kJ,则1mol甲烷燃烧放出的热量为：445.15kJ×1mol×16g/mol8g=890.3kJ,则CH4燃烧的热化学方程式是：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H= 890.3kJ/mol，
故答案为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H= 890.3kJ/mol；
（2）已知：①.C(s)+O2(g)═CO2(g)△H= 437.3kJ mol-1
②.H2(g)+12O2(g)═H2O(g)△H= 285.8kJ mol-1
③.CO(g)+12O2(g)═CO2(g)△H= 283.0kJ mol-1
根据盖斯定律,① ② ③可得：
C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)
△H= 437.3kJ mol-1 ( 285.8kJ mol-1) ( 283.0kJ mol-1)=+131.5kJ mol-1，
21． C3H8-20e-+26OH-=3CO32-+17H2O Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O 3CO(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH＝－24.8 kJ·mol－1 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 2NaCl + 2H2O2NaOH + H2↑+ Cl2↑
【详解】(1)用KOH溶液作电解质溶液，石墨作电极，C3H8在负极发生氧化反应，其电极反式为C3H8-20e-+26OH-=3CO32-+17H2O；
(2)向Na2S2O3溶液中稀硫酸生成S、SO2和硫酸钠，发生反应的化学方程式为 Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O；
(3)用CO气体还原1molFe2O3固体，放出热量24.8kJ，发生反应的热化学方程式为3CO(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH＝－24.8 kJ·mol－1；
(4)向酸性高锰酸钾溶液中加入H2C2O4溶液生成CO2，同时溶液褪色，发生反应离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
(5)用石墨作电极电解氯化钠水溶液生成NaOH、氢气和氯气，发生反应的化学方程式为2NaCl + 2H2O2NaOH + H2↑+ Cl2↑。
22．(1)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.2kJ/mol
(2)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJ/mol
(3)Cu(s)+O2(g)=CuO(s) ΔH=-157kJ/mol
(4)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ/mol
(5)C8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518kJ/mol
【详解】（1）1molN2(g)与适量H2(g)反应，生成NH3(g)，放出92.2kJ热量，放热为负值，所以该反应热化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.2kJ/mol，故答案为：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.2kJ/mol；
（2）1molN2H4(l)在O2(g)中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)，放出622kJ热量，放热为负值，所以该反应热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJ/mol，故答案为：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJ/mol；
（3）1molCu(s)与适量O2(g)反应，生成CuO(s)，放出157kJ热量，放热为负值，所以该反应热化学方程式为Cu(s)+O2(g)=CuO(s) ΔH=-157kJ/mol，故答案为：Cu(s)+ O2(g)=CuO(s) ΔH=-157kJ/mol；
（4）1molC(s)与适量H2O(g)起反应，生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3kJ热量，吸热为正值，所以该反应热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ/mol，故答案为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ/mol；
（5）1molC8H18(l)在O2(g)中燃烧，生成CO2(g)和H2O(l)，放出5518kJ热量，放热为负值，所以该反应热化学方程式为C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518kJ/mol，故答案为：C8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518kJ/mol。
23．(1)FeS2(s)+O2(g) Fe2O3(s)+2SO2(g) ΔH＝-853 kJ·mol-1
(2)6398 kJ
【解析】（1）
1molFeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量，则FeS2燃烧的热化学方程式为：FeS2(s)+O2(g) Fe2O3(s)+2SO2(g) ΔH＝-853 kJ·mol-1。
（2）
1 kg黄铁矿含FeS2的质量为：1000 g×90%=900 g，FeS2的摩尔质量为120 g·mol-1，900 g FeS2的物质的量为=7.5 mol，而1molFeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量，则7.5 molFeS2(s)完全燃烧放出的热量为7.5 mol×853 kJ= 6398 kJ，即理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为6398 kJ。
24．(1)
(2)1
(3)增大
(4) N 牺牲阳极保护法或牺牲阳极的阴极保护
【详解】（1）甲烷电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为。甲烷在负极反应，氧气在正极反应，负极电极反应为：。
（2）消耗5.6L(标准状况下)时，即0.25mol氧气，每个氧气分子转移4个电子，故有1mol电子转移。
（3）开始放电时，正极是氧气反应生成氢氧根离子，附近溶液的氢氧根离子浓度增大；
（4）钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
（4）①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，铁应为电解池的阴极，即开关K应置于N处。
②若X为锌，开关K置于M处，该装置为原电池，电化学防护法称为牺牲阳极保护法或牺牲阳极的阴极保护。
25．(1) 锌膜 增大
(2)膜
(3) 产生黄绿色气体，气球b膨胀 产生无色气体，电极附近溶液变红，气球b膨胀 4.48
【详解】（1）根据电池放电时反应方程式，锌元素化合价升高、Mn元素化合价降低，放电时锌膜为负极、膜为正极，正极，增加氢元素，质量增大；
（2）充电时，负极连接电源的负极、正极连接电源的正极，阴离子向阳极移动，所以向膜移动。
（3）①若膜连接极，锌膜连接极，则N为阳极、M为阴极，阳极氯离子失电子生成氯气，工作一段时间，图2中右侧的现象为产生黄绿色气体，气球b膨胀，极电极反应为。
②若膜连接极，锌膜连接极，则极为阳极，电极反应为，为阴极，电极反应为。电路中通过时，两极均产生气体，标准状况下的总体积为。
26． NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)　ΔH＝－216 kJ/mol A 2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3 4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s) ΔH＝－177.6 kJ·mol－1
【详解】试题分析：(1)每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，则消耗1mol NaBH4(s)放热216 kJ；(2) ①降低温度，将NO2(g)转化为N2O4(l)，说明2NO2(g)N2O4(g)反应放热；2NO2(g)N2O4(l)，气体变为液体放热。②N2O4与O2、H2O化合生成硝酸。(3)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体，根据元素守恒，黑色固体是氧化铜。
解析：(1)每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，则消耗1mol NaBH4(s)放热216 kJ，该反应的热化学方程式是NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)　ΔH＝－216 kJ/mol；
(2) ①降低温度，将NO2(g)转化为N2O4(l)，说明2NO2(g)N2O4(g)反应放热；2NO2(g)N2O4(l)，气体变为液体放热，故A正确。
②N2O4与O2、H2O化合生成硝酸，反应方程式为2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3。(3)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体，根据元素守恒，黑色固体是氧化铜。
反应方程式为4CuCl＋O2===2CuCl2＋2CuO，每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，消耗4 mol CuCl(s)，放热177.6 kJ，反应热化学方程式是4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s) ΔH＝－177.6 kJ·mol－1。
答案第1页，共2页
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