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．硫酸是基础化学工业的重要产品，下列为接触法制硫酸的反应：
①4FeS2(s)＋11O2(g)=2Fe2O3(s)＋8SO2(g)　ΔH=-3 412 kJ·mol-1
②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1
③SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l)　ΔH=-130.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是
A．反应②中使用催化剂越多释放出的热量越大
B．反应①中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为3 412 kJ
C．64 g SO2与1 mol O2在密闭容器中发生反应释放出98.3 kJ热量
D．FeS2生成H2SO4的热化学方程式可表示为2FeS2(s)＋O2(g)＋4H2O(l)=Fe2O3(s)＋4H2SO4(l)　ΔH=-2 620.4 kJ·mol-1
2．已知反应：Cu(s)+2Ag+(aq)=Cu2+(aq)+2Ag(s)为一自发进行的氧化还原反应，将其设计成如图所示原电池。下列说法中正确的是
A．电极X是正极，其电极反应为Cu-2e-=Cu2+
B．银电极板质量逐渐减小，Y溶液中c(Ag+)增大
C．当X电极质量变化0.64g时，电解质溶液中有0.02mol电子转移
D．外电路中电流计的指针向银极偏转
3．根据原电池的反原理将反应设计为原电池，下列组合正确的是
选项 正极材料 负极材料 电解质溶液
A Cu Fe 溶液
B C Fe 溶液
C Fe Ag 溶液
D Ag Fe 溶液
A．A B．B C．C D．D
4．我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。已知Zn(OH)2与Al(OH)3的性质相似。下列说法正确的是

A．制氢时，太阳能直接转化为化学能
B．制氢时，每产生1molH2，X电极的质量增加2g
C．供电时，Zn电极发生的反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
D．供电时，电子流向为：Zn电极→用电器→X电极
5．下列有关金属腐蚀和防护的说法，正确的是
A．金属发生的化学腐蚀比电化学腐蚀要普遍得多
B．因为合金在潮湿的空气中易形成原电池，所以合金耐腐蚀性都比较差
C．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应是Fe-3e-=Fe3+
D．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
6．微生物燃料电池(MFCs)技术以污水中的有机物为电子供体，在微生物的参与下将蕴含在污水中的化学能直接转化为电能，可在常温下运行，且污泥产率远低于活性污泥法，是一种集污水净化和能源转化于一体的新型污水处理与能源回收技术，为有机污水的低成本处理提供了一条新路径。关于MFCs说法错误的是
A．有机物在阳极微生物作用下被氧化，释放质子和电子
B．将碳纳米材料应用于MFCs可以大幅增加阳极的导电性和比表面积，从而使微生物与阳极之间的电子传递更容易
C．阴极发生的电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O、2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O
D．若该有机物为CH3OH，则当反应32gCH3OH时，理论上转移4mole-
7．在298K、100kPa时，已知：
①2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H1
②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H2
③2Cl2(g)+2H2O(l)=4HCl(g)+O2(g) △H3
④H2O(g)=H2O(l) △H4
则△H1、△H2、△H3、△H4间的关系正确的是
A．△H3=△H1+△H2+△H4 B．△H3=△H1-2△H2—2△H4
C．△H3=△H1+2△H2—2△H4 D．△H3=△H1—△H2+△H4
8．可充电“钠-二氧化碳”电池（如图），电池总反应为：4Na+3CO22Na2CO3+C。下列说法错误的是

A．放电时，Na+向正极移动
B．放电时，电子从钠箔经负载流向多壁纳米碳管
C．充电时，钠箔和外接电源的负极相连，发生氧化反应
D．充电时，阳极的电极反应为：2Na2CO3＋C－4e-＝4Na+＋3CO2↑
9．下列有关叙述正确的是
A．测定中和反应的反应热时，需要用到天平
B．若用50 mL 0.55 mol·L-1的氢氧化钠溶液，分别与50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸和50 mL 0.50 mol·L-1的硝酸充分反应，两中和反应的反应热不相等
C．用玻璃搅拌器是为了加快反应速率，减小实验误差
D．只需做一次实验，再根据公式即可得出中和反应的反应热
10．医学专家提出人体中细胞膜内的葡萄糖和细胞膜外的富氧液体与细胞膜构成了微型的生物原电池，有关该原电池的下列说法中，正确的是
A．正极的电极反应可能是 O2＋4e-=2O2-，且正极附近溶液的 pH 值升高。
B．正极的电极反应可能是 O2＋2H2O＋4e-=4OH-，且正极附近溶液的 pH 值降低。
C．负极反应主要是 C6H12O6-12e-=6CO＋12H＋，且负极附近溶液的 pH 值降低。
D．负极反应主要是 C6H12O6-24e-+24OH-=6CO2↑+18H2O，且负极附近溶液 pH 值降低。
11．某些电子手表安装的纽扣电池由锌和氧化银、KOH溶液构成。放电时，电极反应分别为：Zn+2OH--2e=Zn(OH)2 ；Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 下列说法中，正确的是
A．锌为正极，电极上发生了氧化反应
B．放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变
C．溶液中的OH-向正极移动,K+和H+向负极移动
D．常温下，该电池总反应为非自发的氧化还原反应
12．将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是
A．铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
C．液滴下氧气含量少，铁片作负极，发生的还原反应为Fe-2e-=Fe2+
D．铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe+6H2O+3O2=4Fe(OH)3
二、填空题（共10题）
13．I.写出下列反应的热化学方程式。
（1）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 。
（2）在1.01×105 Pa时，16 g S固体在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化硫，放出148.5 kJ的热量，则S固体燃烧热的热化学方程式为 。 （S相对原子质量为32）
II.研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（3）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S固体。已知：
①CO（g）＋O2（g）=CO2（g） ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
②S（s）＋O2（g）=SO2（g）　 ΔH＝－296.0 kJ·mol－1
此反应的热化学方程式是 。
14．已知X、Y是两种性质相似的短周期元素。
Ⅰ．若X、Y是相邻相似，它们的单质都必须采用电解法制备，但都无需密封保存，
（1）X离子的结构示意图 。（2）Y元素在周期表中位置 。
Ⅱ．若X、Y是同族相似，X是形成化合物种类最多的元素。
（3）I2O3以氧化XO，常用于测定XO含量，已知：①2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s)△H=-75.66kJ·mol-1
②2XO(g)+O2(g)=2XO2(g) △H=-566.0kJ·mol-1。请写出XO(g)与I2O5(s)和XO2(g)的热化学方程式： 。
（4）工业上用X单质与Y的氧化物反应制取Y单质的过程中，YO是反应中间产物，隔绝空气时YO和NaOH溶液反应（产物之一是Na2YO3）的离子方程式是 。
Ⅲ．若X、Y是对角相似，X、Y的最高价含氧酸的浓溶液都有强氧化性。
（5）下列试剂都可以证明X、Y的最高价含氧酸的浓溶液都有强氧化性的是 。
A．铁片 B．铜片 C．二氧化硫 D．木炭
（6）HA是含有X元素的一元酸，常温下，将0.2mol/L的HA溶液与等体积、等浓度的NaOH溶液混合，所得溶液（假设溶液体积可以相加）中部分微粒组成及浓度如右图所示，图中N表示 （填微粒符号）。
（7）某化工厂设计要求：空气中YO2含量不得超过0.02mg/L。某同学用右图所示简易装置测定空气中的YO2含量：准确移取10mL5×10－4mol/L的标准碘水溶液，注入试管中，加2－3滴淀粉指示剂，此时溶液呈蓝色，在指定的测定地点抽气，每次抽气100mL，直到溶液的蓝色全部褪尽为止，假设该同学的测量是准确的，则他抽气的次数至少为 次时方可说明该厂空气中的YO2含量达标。
15．参考下列图表和有关要求回答问题：
（1）图Ⅰ是 1mol NO2（g）和 1 mol CO（g）反应生成 CO2和NO 过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是 （填“增大”“减小”或“不变”，下同），ΔH 的变化是 。请写出 NO2和 CO反应的热化学方程式： 。
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：
①CH3OH（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋3H2（g）ΔH＝＋49.0 kJ·mol-1
②CH3OH（g）＋O2（g）=CO2（g）＋2H2（g）ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
又知③H2O（g）=H2O（l） ΔH＝－44 kJ·mol-1则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式： 。
（3）下表是部分化学键的键能数据：
化学键 P—P P—O O=O P=O
键能/kJ·mol-1 a b c x
已知 1 mol 白磷（P4）完全燃烧放热为 dkJ，白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示，则表中 x＝ kJ·mol-1（用含有 a、b、c、d 的代数式表示）。
16．某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题：

(1)电源A极的名称是 。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式为（电解质溶液是足量的）： 电解后若使电解质溶液复原需要加入适量的
(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是（忽略气体的溶解） 。ClO2为一种黄绿色气体，是目前国际上公认的高效、广谱、快速安全的杀菌剂。制备ClO2的新工艺是电解法。若调控合适的电压可以利用乙装置制备ClO2，写出阳极产生ClO2的电极反应式 ClO2对污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－、CN－等有明显去除效果，某工厂污水中含CN－，现用ClO2把CN－氧化成两种无毒气体，写出该反应的离子方程式： 。
(4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是 (填“铜”或“银”)，电镀液的主要成分是 (填化学式)。
(5)装置丁中的现象是 。
17．回答下列问题
(1)已知C(s，石墨)=C(s，金刚石) △H>0，则稳定性：金刚石 石墨(填“>”、“=”或“<”)
(2)已知：2C(s) +2O2(g)=2CO2(g) △H1 2C(s) +O2(g)=2CO(g) △H2
则 △H1 △H2 (填“>”、“=”或“<”)
(3)“嫦娥五号”已于2020年11月24日在海南文昌发射中心成功发射。火箭的第一、二级发动机所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，其中偏二甲肼可与肼(N2H4)来制备。用肼为燃料，四氧化二氮做氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：
①N2(g) + 2O2(g) = N2O4(g) △H=10.7kJ/mol
②N2H4(g) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(g)△H=-543kJ/mol
写出气态肼和四氧化二氮反应的热化学方程式
(4)25℃、101kPa时，14gCO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式
(5)0.50L 2.00mol/LH2SO4溶液与2.0L 1.00mol/LKOH溶液完全反应，放出114.6kJ热量，该反应的中和热△H=
18．下表中阿拉伯数字(1、2……)是元素周期表中行或列的序号。请参照元素A～I在周期表中的位置，回答下列问题。
纵行 横行　　 1 2 13 14 15 16 17 18
1 A
2 B C D E
3 F G H I
(1)表中某元素的单质在常温下为气态，该元素能与A～I中的一种元素构成原子个数比为1∶1和1∶2的两种共价化合物X和Y，该元素还能与A～I中的另一种元素以原子个数之比为1∶1和1∶2形成两种离子化合物Z和M。写出Z与Y反应的化学方程式： 。
(2)I元素在周期表中的位置是第 周期、第 族。
(3)实验室中采用下图所示装置模拟工业上同时制取元素A和I的单质的过程。
①写出电极C1上发生反应的电极反应式 。
②当电极上产生112 mL(标准状况)元素I的单质气体时(假设气体完全逸出，溶液体积不变)，烧杯中溶液的pH= 。(Kw=1.0×10-14)
19．I.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，溶液的体积均为，盐桥中装有饱和溶液。
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： 。
II.某甲醇燃料电池的工作原理如图所示，质子交换膜(只有质子能够通过)左右两侧的溶液均为溶液。
(3)当导线中有发生转移时，左右两侧溶液的质量差为 g(假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。
20．生物燃料电池和燃料电池由于其自身的特点在生活、生产中具有广阔的应用前景。粗铜提纯的电化学装置示意图如图所示。
请回答下列问题：
(1)乙池是 (填“原电池”或“电解池”)。
(2)a、d电极的名称分别是 、 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)；f电极的材料是 (填名称)。
(3)闭合开关K，甲池中产生的H+的移动方向是 (填“从左室移向右室”或“从右室移向左室”)；乙池中c电极的电极反应式是 。
(4)该电化学装置中每消耗22.4L O2 (已换算成标准状况)时，电路中转移 个电子，消耗的葡萄糖与甲醇的质量之比为 ，电极f的质量 (填标号)。
A．增加64 g B．减少64 g C．增加128 g D．减少128 g
21．氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题：
(1)锑在元素周期表中的位置 。的中子数为 。
(2)已知：P(s，白磷)=P(s，黑磷) ΔH=-39.3kJ·mol-1；
P(s，白磷)=P(s，红磷) ΔH=-17.6kJ·mol-1；
由此推知，其中最稳定的磷单质是 。
(3)氮和磷氢化物性质的比较：
热稳定性：NH3 PH3(填“>”“＜”)，判断依据是 。沸点：NH3 PH3(填“>”“＜”)。
(4)氮的一种氢化物是肼(N2H4)，它的电子式是 。
(5)PH3和NH3与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。推断PH3与HI反应产物中存在的化学键类型是 。
22．电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解也，其中a为电解质溶液，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)的电极名称是 (填写“阳极”或“阴极”)。
(2)若X、Y都是惰性电极。a是饱和食盐水，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，一段时间后，Y极上的电极反应式为 。
(3)若X、Y都是惰性电极，a是溶液，电解一段时间后，阳极上产生气体的体积为标准状况下，则阴极上析出金属的质量为 g。
(4)若要用该装置电解精炼粗铜，电解液a选用溶液，则Y电极的材料是 。
(5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，应该选择的方案是 。填字母编号
方案 X Y a溶液
A 银 石墨
B 银 铁
C 铁 银
D 铁 银
(6)书写下列电解池电极反应(X为阳极，Y为阴极)
方案 X Y a溶液
A 银 石墨
B 银 铁
C 铁 银
A．阳极： 阴极：
B．阳极： 阴极：
C．阳极： 阴极：
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．催化剂不影响反应热大小，A项错误；
B．反应①中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为kJ=853 kJ，B项错误；
C．由于反应②属于可逆反应，故1 mol SO2不能完全转化为SO3，释放出的热量小于98.3 kJ，C项错误；
D．根据盖斯定律，由①＋2×②＋4×③可得：2FeS2(s)＋O2(g)＋4H2O(l)=Fe2O3(s)＋4H2SO4(l)　ΔH=-2 620.4 kJ·mol-1，D项正确；
故选：D。
2．D
【详解】A．根据Cu(s)+2Ag+(aq)=Cu2+(aq)+2Ag(s)，可知电极X是铜，铜失去电子，则电极X是负极，故A错误；
B．根据Cu(s)+2Ag+(aq)=Cu2+(aq)+2Ag(s)，可知Y溶液中c(Ag+)减小，银电极板质量逐渐增大，故B错误；
C．电解质溶液中没有电子转移，故C错误；
D．经分析，铜是负极，银是正极，则外电路中电流计的指针向银极偏转，故D正确；
答案D。
3．A
【分析】能实现反应Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋的原电池应符合以下条件：①负极为Fe，正极材料的活泼性比Fe差；②电解质溶液应为含Fe3＋的溶液，据此解答。
【详解】A．负极为铁，正极为铜，电解质溶液是氯化铁，能实现反应Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋，A正确；
B．电解质溶液应该是含Fe3＋的溶液，不能是硝酸亚铁溶液，B错误；
C．锌是负极，铁是正极，不能实现反应Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋，C错误；
D．电解质溶液应该是含Fe3＋的溶液，不能是硫酸铜溶液，D错误；
答案选A。
4．D
【分析】闭合K2、断开K1时，制氢并储能，构成电解池，Pt电极发生还原反应，为阴极，X电极发生氧化反应，为阳极；断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极。
【详解】A．制氢时，太阳能转化为电能，电能再转化为化学能，A错误；
B．制氢时，每生成1molH2，转移2mol电子，X电极为阳极，反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，故每生成1molH2，X电极的质量减小2g，B错误；
C．供电时，Zn电极发生氧化反应，发生反应Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2O，C错误；
D．供电时，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极，故电子流向为：Zn电极→用电器→X电极，D正确；
答案为D。
5．D
【详解】A．金属发生的电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，故A错误；
B．有些合金的耐腐蚀性较强，如不锈钢耐腐蚀，故B错误；
C．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应是Fe-2e-=Fe2+，故C错误；
D．锌的活泼性大于铁，锌、铁构成的原电池，锌为负极；在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法，故D正确；
选D。
6．D
【详解】A．据图可知阳极上有机物被氧化为CO2，释放电子，根据图示离子的迁移可知，同时有氢离子(质子)释放，A正确；
B．碳纳米材料，半径小，颗粒数目多，可以大幅增加阳极的导电性和比表面积，从而使微生物与阳极之间的电子传递更容易，B正确；
C．据图可知阴极上O2、NO被还原，根据该装置的作用可知产物应无污染，所以O2被还原生成水，NO被还原生成N2，电极方程式为O2+4e-+4H+=2H2O、2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O，C正确；
D．32gCH3OH的物质的量为1mol，CH3OH被氧化为CO2时C元素化合价升高6价，所以转移6mol电子，D错误；
综上所述答案为D。
7．C
【详解】①2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H1
②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H2
③2Cl2(g)+2H2O(l)=4HCl(g)+O2(g) △H3
④H2O(g)=H2O(l) △H4
则由盖斯定律可知，①+2×②—2×④得反应③，则△H3=△H1+2△H2—2△H4，故选C。
8．C
【详解】A．原电池中阳离子向正极移动，所以阳离子钠离子向正极移动，故A正确；
B．放电时，Na为负极，则电子从钠薄经负载流向多壁纳米碳管，故B正确；
C．充电时，将钠离子转化为单质钠，发生还原反应是电解池的阴极，所以与外接电源的负极相连，故C错误；
D．充电时阳极发生氧化反应，碳失电子氧化为CO2，电极反应式为：42Na2CO3＋C－4e-＝4Na+＋3CO2↑，故D正确；
故选C。
9．C
【详解】A．测定中和反应的反应热时，所用稀溶液，需要用量筒量取，不需要天平，A错误；
B．氢氧化钠溶液稍过量，能使反应进行完全，由于参加反应的n(H+)和n(OH-)相等，测得的反应热也相等，B错误；
C．用玻璃搅拌器是为了加快反应速率，减小实验误差，C正确；
D．为了减小误差，需做2~3次实验求平均值，D错误；
故选C。
10．D
【分析】细胞膜内的葡萄糖和细胞膜外的富氧液体以及细胞膜构成了微型的生物原电池，原电池的组成为：葡萄糖|细胞膜|富氧液体，碳元素失电子，O2得电子，在细胞内，葡萄糖中碳元素失电子，被O2氧化成CO2，CO2与血液中的OH-反应生成、。
【详解】A．正极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故A错误；
B．正极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，则正极附近溶液的 pH 值增大，故B错误；
C．负极反应为：C6H12O6-24e-+24OH-=6CO2↑+18H2O；CO2+2OH-=+H2O、CO2+2OH-═2，则负极附近溶液的 pH 值降低，故C错误；
D．负极反应主要是C6H12O6-24e-+24OH-=6CO2↑+18H2O，且负极附近溶液 pH 值降低，故D正确；
故选D。
11．B
【详解】A．由电极方程式可知，Zn失电子化合价升高，发生氧化反应，Zn作负极，故A错误；
B．由正负极的电极方程式可得原电池总反应为：Ag2O+H2O+Zn═Zn(OH)2+2Ag，则电解质溶液的酸碱性基本保持不变，故B正确；
C．原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以溶液中OH-向负极移动，K+、H+向正极移动，故C错误；
D．原电池反应为自发的氧化还原反应，则常温下，该电池总反应为自发的氧化还原反应，故D错误；
故选B。
【点睛】原电池反应为自发的氧化还原反应，放电时，较活泼的金属作负极，失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
12．C
【分析】NaCl溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后在液滴覆盖的圆周中心区（a）被腐蚀变暗，实际上是发生了吸氧腐蚀，负极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+（发生氧化反应），正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-（发生还原反应），在液滴外沿，由于发生反应Fe2++2OH-=Fe（OH）2、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3形成了棕色铁锈环（b）。
【详解】A．铁片做负极，腐蚀最严重，但生锈最多的区域在正极，故A正确；
B．由分析可知，液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，故B正确；
C．液滴下氧气含量少，铁片作负极，发生的氧化反应为Fe-2e-=Fe2+，故C错误；
D．由分析可知，铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe+6H2O+3O2=4Fe(OH)3，故D正确；
故选C。
13． 4CuCl（s）＋O2（g）=2CuCl2（s）＋2CuO（s） ΔH＝－177.6 kJ·mol－1 S（s）+O2（g）=SO2（g）　ΔH=-297 kJ·mol-1 2CO（g）＋SO2（g）= S（s）＋2CO2（g） ΔH＝－270 kJ·mol－1
【详解】I（1）由原子守恒可知CuCl（s）和O2反应生成的一种黑色固体为CuO，反应的方程式为4CuCl+O2=2CuCl2+2CuO，每消耗1molCuCl（s），放热44.4kJ，则消耗4molCuCl（s），放热44.4kJ×4=177.6 kJ，该反应的热化学方程式为4CuCl（s）+O2（g）=2CuCl2（s）+2CuO（s）ΔH =-177.6 kJ·mol-1；
（2）在1.01×105 Pa时，16 g S即0.5molS固体在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化硫，放出148.5 kJ的热量，则1molS固体充分燃烧时放热148.5 kJ×2=297 kJ，表示S固体燃烧热的热化学方程式为S（s）+O2（g）=SO2（g）　ΔH=-297 kJ·mol-1；
II（3）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S固体，根据原子守恒可知，另一种产物为CO2，已知：
①CO（g）＋O2（g）=CO2（g） ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
②S（s）＋O2（g）=SO2（g）　 ΔH＝－296.0 kJ·mol－1
根据盖斯定律，①×2-②得：2CO（g）＋SO2（g）= S（s）＋2CO2（g） ΔH＝－270 kJ·mol－1。
14． 第三周期第ⅢA族 5CO（g）+I2O5（s）=5 CO2（g）+I2（s）△H=-1377.22kJ/mol SiO+2OH-=SiO32-+H2↑ ABD OH- 160
【详解】试题分析：Ⅰ．若X、Y是相邻相似，它们的单质都必须采用电解法制备，可知是活泼金属，短周期的钠、镁、铝，但都无需密封保存，说明不是钠，因为钠要保存在煤油中，可知X为镁、Y为铝；
（1）Mg2+的结构示意图；（2）Al元素的核电荷数为13，在周期表中位于第三周期第ⅢA族；
Ⅱ．若X、Y是同族相似，X是形成化合物种类最多的元素，可知X为C，Y为Si。
（3）已知热化学方程式：2 I2（s）+5O2（g）="2" I2O5（s）；△H=-75.56kJ mol-1①，
2CO（g）+O2（g）="2" CO2（g）；△H=-566.0kJ mol-1②，
根据盖斯定律将方程式②×5/2-①×1/2得5CO（g）+I2O5（s）="5" CO2（g）+I2（s）；△H=（-566.0kJ mol-1）×5/2-（-75.56kJ mol-1）×1/2=-1377.22kJ/mol，所以其热化学反应方程式为：5CO（g）+I2O5（s）="5" CO2（g）+I2（s）△H=-1377.22kJ/mol；
（4）隔绝空气时SiO和NaOH溶液反应生成Na2SiO3，可知Si发生了氧化反应，结合氧化还原反应的知识，还原产物只能是氢气，反应的离子方程式是SiO+2OH-=SiO32-+H2↑；
Ⅲ．若X、Y是对角相似，X、Y的最高价含氧酸的浓溶液都有强氧化性则X为N，Y为S。（5）铁片遇冷的浓硫酸或浓HNO3钝化，可知这两浓酸有强氧化性，铜片和浓硫酸或浓硝酸反应体现了浓酸的酸性和强氧化性，二氧化硫不能被浓硫酸氧化，木炭与浓硫酸或浓硝酸反应，体现了两种浓酸的强氧化性，故答案为ABD；（6）将0.2mol/L的HA溶液与等体积、等浓度的NaOH溶液混合后得到0.1mol/L的NaA溶液，此溶液中Na+浓度肯定是0.1mol/L，另外溶液里还存在H+、OH-及A-，若溶液呈中性则H+与OH-浓度相等，但图表中没有等浓度的微粒，可知此溶液不显中性，因是强碱盐只能显碱性，说明A-要水解，它的浓度略小于0.1mol/L，因OH-的浓度大于水解生成的HA浓度，故N只能是OH-；
（7）二氧化硫用碘溶液来吸收，方程式为：SO2+I2+2H2O═2HI+H2SO4，为说明该地空气中的SO2含量符合排放标准，设至少抽气x次，则抽气x次SO2的质量为100x×10-3L×2×10-5 g L-1=（2x×10-6）g，则根据化学方程式可得出结论．
SO2～～～～～～～～～～～I2
64 g 1 mol
2x×10-6 g 10×10-3 L×5×10-4 mol L-1
x=160。
考点：本题综合型比较强，考查了元素周期表的位、构、性三者之间的关系，还考查物质含量的测定、盖斯定律等。
15． 减小 不变 NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）△H=-234 kJ·mol－1 CH3OH（g）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-726 KJ·mol－1
【详解】（1）图Ⅰ是 1mol NO2（g）和1mol CO（g）反应生成 CO2 和NO 过程中能量变化示意图，加入催化剂能降低反应所需的活化能，则E1和E2都减小，催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差，即反应热不改变，催化剂对反应热无影响，ΔH不变，由图可知，1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量368kJ-134kJ=234kJ，反应热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）△H=-234 kJ·mol－1，
故答案为：减小；不变；NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）△H=-234 kJ·mol－1；
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：
①CH3OH（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋3H2（g）ΔH＝＋49.0 kJ·mol-1
②CH3OH（g）＋O2（g）=CO2（g）＋2H2（g）ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
又知③H2O（g）=H2O（l） ΔH＝－44 kJ·mol-1
依据盖斯定律计算（②×3-①×2+③×2）× 得到CH3OH（g）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-726 KJ·mol－1；
故答案为：CH3OH（g）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-726 KJ·mol－1；
（3）白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10，1mol白磷完全燃烧需拆开6mol P-P、5mol O=O，形成12molP-O、4mol P=O，所以12mol×bkJ·mol－1+4mol×xkJ·mol－1-（6mol×a kJ·mol－1+5 mol×c kJ·mol－1）=dkJ·mol－1，x=kJ·mol－1，故答案为：。
【点睛】本题考查较为综合，本题注意热化学方程式的书写方法和计算应用，注意焓变计算和物质聚集状态的标注，难点（3）注意反应热的计算，特别是注意分析白磷的氧化磷的分子结构，正确判断共价键的类型和数目。
16． 正极 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 CuO 1∶1 Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋ 2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－ 银 AgNO3 Y极附近红褐色变深
【分析】将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明F极生成OH-，F为阴极，则可以知道A为正极，B为负极，C、E、G、X为阳极，D、F、H、Y为阴极；电解饱和食盐水时，酚酞变红的极是阴极，阴极和电源负极相连；电解硫酸铜溶液生成硫酸、铜和氧气；电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气；铜上镀银，金属银做阳极，电镀液为硝酸银；氢氧化铁胶体中含有的带正电荷的粒子，在电场的作用下会向阴极移动，据此分析体系颜色的变化；结合以上分析进行解答。
【详解】将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明F极生成OH-，F为阴极，则可以知道A为正极，B为负极，C、E、G、X为阳极，D、F、H、Y为阴极，
（1）由以上分析可以知道A是电源的正极，B是原电池的负极；
答案是：正极；
（2）惰性电极电解硫酸铜溶液生成硫酸、铜和氧气，电解方程式为：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4；反应后生成了铜和氧气，因此电解后若使电解质溶液复原需要加入适量的CuO；
答案是：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4；CuO；
（3）乙装置为电解饱和食盐水，总反应为：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+ H2↑；据此可知两种气体的体积比是1：1；根据题意可以知道，氯离子放电生成ClO2，由元素守恒可以知道,有水参加反应，同时生成氢离子，电极反应式为: Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋；ClO2把CN－氧化成N2和CO2两种无毒气体，反应的离子方程式为：2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－；
故答案是：1∶1；Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋ ；2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－ ；
(4) 欲用丙装置给铜镀银，金属铜应连在电源的负极上，做电解池的阴极，银与电源的正极相连，做电解池的阳极，电镀液的主要成分是硝酸银；
故答案是：银；AgNO3；
(5) 根据异性电荷相吸的原理，氢氧化铁胶体中含有的带正电荷的粒子会向阴极即Y极移动，所以Y极附近红褐色变深；
答案是：Y极附近红褐色变深。
【点睛】用惰性电解电解硫酸铜溶液，反应为：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；由于反应后生成铜和氧气，因此要把电解后的溶液恢复到电解前的状态，要加入铜和氧气形成的化合物氧化铜，且满足“缺多少补多少，缺什么补什么”规律。
17．(1)＜
(2)＜
(3)2N2H4(g) + N2O4 (g)= 3N2(g)+ 4H2O(g) △H = -1096.7KJ/mol
(4)CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H =-282.6kJ·mol-1
(5)-57.3kJ /mol
【详解】（1）物质的能量越高，该物质越不稳定，C(s，石墨)=C(s，金刚石) △H>0，石墨的能量小于金刚石，所以稳定性石墨>金刚石，故答案为：＜；
（2）C的燃烧为放热反应，则△H < 0，完全燃烧放出较多能量，放出的能量越多△H越小，则△H1<△H2，故答案为：＜ ；
（3）①N2(g) + 2O2(g) = N2O4(g) △H=10.7kJ/mol；②N2H4(g) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(g)△H=-543kJ/mol，由盖斯定律②×2 -①得到2N2H4(g) + N2O4 (g)= 3N2(g)+ 4H2O(g) △H = -1096.7KJ/mol，故答案为：2N2H4(g) + N2O4 (g)= 3N2(g)+ 4H2O(g) △H = -1096.7KJ/mol；
（4）1molCO为28g，14gCO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3kJ 的热，则1molCO完全燃烧放出282.6kJ热量，CO的燃烧热为△H =-282.6kJ·mol-1，该反应的热化学方程式为：CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H =-282.6kJ·mol-1，故答案为：CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H =-282.6kJ·mol-1；
（5）0.50L 2.00mol/ L H2SO4溶液与2.00L 1.00mol/ L NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，即生成2mol水放出114.6kJ的热量，反应的反应热为- 11.46kJ/mol，中和热为- 57.3kJ/mol，故答案为：-57.3kJ /mol。
18．(1)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑
(2) 三 VIIA
(3) 2Cl--2e-=Cl2↑ 13
【分析】根据元素周期表知，A是H元素，B是C元素，C是N元素，D是O元素，E是F元素，F是Na元素，G是Al元素，H是Si元素，I是Cl元素。
【详解】（1）氧元素和氢元素能形成原子个数比为1：1和1：2的两种共价化合物H2O2和H2O，氧元素元素还能钠元素构成离子个数比为1：1和1：2的两种离子化合物Na2O2和Na2O，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，反应方程式为：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑。
（2）氯元素处于第三周期，第VIIA族；
（3）①用惰性电极电解饱和食盐水制取氢气、氯气，电解时阳极上氯离子放电，电极反应式为：2Cl－-2e－=Cl2↑。
②112 mL氯气的物质的量为0.005mol，电解的总反应式为2Cl－+2H2O=H2↑+Cl2↑+2OH－，则生成氢氧根离子的物质的量为0.01mol，则，故，故pH=13。
19．(1) b 乙
(2)
(3)24
【分析】原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，燃料电池中，通入燃料的一极为负极，通入助燃物的一极为正极，据此回答。
【详解】（1）根据电池总反应可知，此原电池的负极反应物为硫酸亚铁，负极区是乙、负极是石墨b，电池工作时，盐桥中的移向负极区即乙烧杯。
（2）正极得电子被还原，正极反应式为：。
（3）酸性电解质溶液、有质子交换膜的环境中，正极反应式为：，负极反应式为：。每当转移12mol电子时，负极通入2mol、消耗2molH2O，逸出2mol、生成的12mol将迁移入正极区，故负极区溶液实际减少质量为2mol×18g/mol，而正极通入3molO2、得到12mol即生成6molH2O，故正极区溶液实际增加质量为6mol×18g/mol，两侧溶液的质量差为8mol×18g/mol；则当导线中有发生转移时，负极左右两侧溶液的质量差为(假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。
20．(1)原电池
(2) 负极 正极 纯铜
(3) 从左室移向右室 CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O
(4) 2NA 45∶32 A
【详解】（1）根据图示可知：乙池为燃料电池，属于原电池；
（2）甲池为微生物电池，其中含有微生物及葡萄糖的电极a为负极，电极b为正极；对于乙池为燃料电池，属于原电池，通入燃料CH3OH的电极c为负极，通入O2是电极d为正极，则与正极d连接的e电极为阳极，与负极连接的f电极为阴极；要实现粗铜提纯，则阳极e为粗铜，阴极f为纯铜，电解质溶液为含有Cu2+的CuSO4溶液为电镀液；
（3）闭合开关K，甲池中a电极上产生H+，H+通过质子交换膜由左室进入右室，与O2得到电子形成的O2-结合形成H2O；乙池中c电极上CH3OH失去电子帮我CO2，然后结合溶液中的OH-形成，故c电极反应式是CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O；
（4）在同一闭合回路中，两个原电池装置的电子转移数目相等，在甲池中总反应方程式为：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O，在乙池总反应为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，则整套装置每消耗1mol O2时，共转移4mol电子，故电路中转移2mol电子，该电化学装置中每消耗22.4L O2（标准状况），其物质的量是1mol，因此电路中转移电子数目是2NA；此时两个原电池装置各消耗0.5mol O2，则消耗的葡萄糖与甲醇的物质的量之比为:，则二者的质量之比为:=45:32；f电极为阴极，Cu2++2e-=Cu，每转移2mol电子，反应析出Cu质量是64g，故当电路中转移2mol电子时，f电极质量会增加64g，故合理选项是A。
21．(1) 第五周期第VA族 173
(2)黑磷
(3) > 氮元素的非金属性强 >
(4)
(5)离子键、(极性)共价键
【分析】(1)
根据周期表的结构可知锑在元素周期表中的位置是第五周期第VA族；中子数等于质量数减质子数，所以的中子数为173，答案为：第五周期第VA族；173；
(2)
物质自身能量越低，越稳定，由题信息可知黑磷的能量最低，所以其中最稳定的磷单质是黑磷，答案为：黑磷
(3)
非金属元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，氮元素的非金属性强于磷元素，所以热稳定性：NH3>PH3，氨气分子内部能形成分子间氢键，熔沸点显著升高，所以沸点NH3>PH3，答案为：>；氮元素的非金属性强；>；
(4)
N2H4分子内每个氮原子和两个氢原子形成单键，氮原子之间形成单键，它的电子式是，答案为：；
(5)
PH3和NH3与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。推断PH3与HI反应产物为PH4I，该产物和NH4Cl相似，存在的化学键类型是离子键、(极性)共价键，答案为：离子键、(极性)共价键。
22． 阴极 2Cl 2e =Cl2↑ 1. 28g 粗铜 D
【详解】(1)X极和电源的负极相连，故X电极是阴极；
(2) 和电源的正极相连的电极Y极是阳极，阳极上还原剂失电子发生氧化反应，用惰性电极电解氯化钠时，根据离子放电顺序，该电极上氯离子发生氧化反应，电极反应式为2Cl 2e =Cl2↑；
(3)若X、Y都是惰性电极，a是溶液，电解过程的化学方程式为： ，阳极上产生标准状况下即0.01molO2时，则阴极上析出铜0.02mol质量为1. 28g；
(4)电解精炼铜时，电解液a选用溶液，粗铜作阳极，纯铜做阴极， X为该电解池的阴极用纯铜，Y为电解池的阳极用粗铜；
(5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，根据电镀原理，镀层金属即银作阳极(Y电极)，镀件即铁在阴极(X电极)，电解质溶液含镀层金属离子，则需要硝酸银作电镀液，选项D符合题意；
(6) A．已知X为阳极，X为银，则银自身失电子被氧化，电极方程式：，电解质为溶液，则阴极石墨上银离子得电子被还原，电极方程式：；
B．已知X为阳极，X为银，活性电极自身失电子被氧化，电极方程式：，电解质为溶液，则阴极铁棒上银离子得电子被还原，电极方程式： ；
C．已知X为阳极，X为铁，活性电极自身失电子被氧化，电极方程式：，电解质为溶液，则阴极银电极上铁离子得电子被还原，电极方程式为： 。
答案第1页，共2页
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