专题1 物质反应与能量 单元检测题（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 专题1 物质反应与能量 单元检测题（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 | 620.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-27 10:20:24 | ||
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文档简介
专题1 物质反应与能量 单元检测题
一、单选题
1．下列有关热化学方程式的叙述正确的是（ ）
A．同温同压下，反应在光照和点燃条件下的不同
B．，则石墨比金刚石稳定
C．由可知，稀醋酸与溶液反应生成液态水时释放的热量
D．，表示甲烷的燃烧热为
2．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是（ ）
A．铅笔端作阳极，发生还原反应 B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端有少量的氯气产生 D．a点是负极，b点是正极
3．下列反应能量变化与右图一致的是（ ）
A．金属钠与水的反应 B．盐酸与氢氧化钠的反应
C．铝与氧化铁的铝热反应 D．电解水制H2和O2
4．“长征五号”B遥二运载火箭搭载我国空间站“天宫”的组成部分天和核心舱成功发射并进入预定轨道，该火箭推进剂为液氧煤油和液氧液氢。天和核心舱配置了光电转换效率最高的三价砷化镓太阳能电池。下列说法错误的是（ ）
A．煤油为混合物
B．砷化镓的化学式为GaAs
C．该推进剂在反应时化学能只转化为热能
D．相对于推进剂四氧化二氮/偏二甲基肼，该推进剂具有毒性低且更环保的特点
5．下列过程所发生的反应中，属于吸热反应的是（ ）
A．木炭燃烧 B．酸碱中和
C．炸药爆炸 D．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl混合搅拌
6．叔丁基溴在稀的碱性水溶液中水解生成叔丁醇的反应分三步进行，反应中每一步的能量变化曲线如图所示，下列有关说法错误的是（ ）
A．叔丁基溴在稀的碱性水溶液中生成叔丁醇的反应是放热反应
B． 和 为反应活性中间体
C．决定叔丁基溴水解生成叔丁醇反应的速率的是第二步反应
D．第三步反应为
7．下列说法正确的是（ ）
A．反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为放热反应，则△H＜0，△S＞0
B．地下钢铁管道用导线连接铜块可以减缓管道的腐蚀
C．利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学
D．常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023
8．LED(Light Emitting Diode)即发光二极管，是一种能够将电能转化为光能的固态半导体器件。某课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转化
B．锌片为原电池的负极，发生氧化反应
C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动
D．铜片表面有气泡生成，发生的反应为：
9．研究人员开发出一种生产熟石灰的绿色工艺，其装置如图所示。装置工作时，下列说法正确的是（ ）
A．石墨电极a附近放出的气体只有O2
B．X膜为阴离子交换膜，Y膜为阳离子交换膜
C．电子由石墨电极b经Ca(OH)2溶液移动到石墨电极a
D．生产熟石灰的总反应式为：CaCO3+3H2OCa(OH)2+2H2↑+O2↑+CO2↑
10．下列反应中，不能形成原电池反应的是（ ）
A．氢氧化钠与盐酸反应 B．金属锌与稀硫酸反应
C．甲烷燃烧 D．金属铜溶于氯化铁溶液
11．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）；△H=+49.0kJ/mol
②CH3OH（g）+ O2（g）=CO2（g）+2H2（g）；△H=﹣192.9kJ/mol
下列说法错误的是（ ）
A．1mol CH3OH（g）完全燃烧放出的热量大于192.9 kJ
B．根据反应①和②推知反应：H2（g）+ O2（g）=H2O（g）的△H=﹣241.9kJ/mol
C．CH3OH转变成H2的过程不一定要吸收能量
D．反应①中的能量变化如图所示
12．用电解法可以制备碘酸钾( )，装置如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．该装置为电能转化为化学能的装置
B．a极的电极反应式为
C．b极发生还原反应
D．阴极区每生成1mol气体转移2mol电子
13．化学反应N2+3H2═2NH3的能量变化如图所示，E是正值，该反应的热化学方程式是（ ）
A．N2（g）+3H2（g）═2NH3（l）；△H=2（a﹣b﹣c）kJ mol﹣1
B．N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）；△H=2（b﹣a）kJ mol﹣1
C． N2（g）+ H2（g）═NH3（l）；△H=（b+c﹣a）kJ mol﹣1
D． N2（g）+ H2（g）═NH3（g）；△H=（a+b）kJ mol﹣1
14． 为放热反应，下列说法正确的是（ ）
A．断开放出热量
B．吸热反应都需要加热
C．放热反应都不需要加热
D．反应物的总能量大于生成物的总能量
15．由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验．下列说法不正确的是（ ）
装置
现象 金属W不断溶解 Y的质量增加 W上有气体发生
A．装置甲中W作原电池负极
B．装置乙中Y电极上的反应式为Cu2++2e﹣=Cu
C．装置丙中溶液的pH减小
D．四种金属的活动性强弱顺序为Z＞W＞X＞Y
16．已知 2SO2+O2 2SO3为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（ ）
A．O2的能量一定高于SO2的能量
B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量
C．SO2的能量一定高于SO3的能量
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
二、综合题
17．铁是中学化学的重要物质。某学校的三个兴趣小组根据反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计了如图三个原电池装置，丙装置的盐桥中装的是琼脂—饱和KCl溶液。回答下列问题：
（1）上述三个装置中能实现题给反应的是 (填装置序号)。
（2）①原电池装置甲中，铜电极上发生的现象是 。
②原电池装置乙中有明显现象发生时，铁电极上的电极反应方程式为 。
③原电池装置丙中，原电池工作时盐桥中的K+移向 (填“铜”或“铁”)极，若反应产生2.24L气体(标准状况)，则右侧溶液中溶质的质量增加 g。
（3）实验后同学们经过充分讨论，得出了有关原电池如下结论，你认为这些结论正确的是____(填标号)。
A．氧化还原反应都能设计为原电池
B．凡是有盐桥的原电池，盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性
C．在经典原电池中，活动性强的金属做原电池的负极，与电解质溶液种类无关
D．上述装置丙中，右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替，对原电池的放电效率无影响
18．
（1）已知①CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH1=- 283 kJ·mol-1，
②C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH2= - 110 kJ·mol-1，则碳的燃烧热ΔH = 。
（2）工业合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH = -92.4 kJ·mol-1；已知N≡N键的键能是948.9kJ·mol-1，H—H键的键能是436.0 kJ·mol-1，则N—H键的键能是 ；向体系中加入2 mol N2充分反应，放出的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)184.8 kJ，原因是 。
（3）已知某反应过程如图所示，则该反应为的 ( 填“放热”或“吸热”)反应，该反应的热化学方程式为 。
19．下图是利用双功能催化剂实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐的示意图，实现氮的固定和综合利用。
回答下列问题：
（1）b极与电源的 极相连，工作时电流流入 极(填“a”或“b”)。
（2）a极发生 反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为 。
（3）通过离子交换膜的离子是 ，阴极区和阳极区消耗的质量之比为 。
20．根据相关描述回答问题：
（1）I．用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染．传统上该转化通过如图1所示的催化剂循环实现，
其中，反应①为：2HCl（g）+CuO（s） H2O（g）+CuCl2（g）△H1
反应②生成1molCl2（g）的反应热为△H2，
则总反应的热化学方程式为 （反应热用△H1和△H2表示）．
II．氧化锌吸收法常用作脱去冶金工业排放烟气中SO2，其主要步骤如下：配制ZnO悬浊液（含少量MgO、CaO），在吸收塔中封闭循环脱硫，发生的主要反应为ZnO（s）+SO2（g）═ZnSO3（s），试回答下列问题：
生成的ZnSO3可热分解处理，其目的是：①生成的高浓度SO2可以用来制备硫酸；② ；
（2）已知：纯ZnO的悬浮液pH约为6.8．用氧化锌吸收法脱去烟气中SO2的过程中，测得pH、吸收效率η随时间t的变化如图2所示．已知被吸收的SO2为c（SO2）吸，溶液中SO32﹣、HSO3﹣、H2SO3所占物质的量之比与pH的关系如图3所示．
①充分吸收烟气后的混合体系硫元素的主要存在形式是 ；
②结合图2与图3分析，cd段发生的主要反应是 ；
③分析图2，ab段的pH迅速下降至6.8左右的原因是 ；
④为提高SO2的吸收效率η，可采取的措施为 ．
A．增大悬浊液中ZnO的量
B．适当提高单位时间内烟气的循环次数|
C．调节溶液的pH至6.0以下
（3）如用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图4所示．（电极材料为石墨）b极的电极反应式为 ．
21．电芬顿法是利用电化学法产生的和作为芬顿试剂的持续来源，两者产生后立即作用生成具有高度活性的羟基自由基(·OH)，能使有机污染物得到降解，可达到高效的废水净化效果，其耦合系统原理示意图如图所示(乙池中电解质溶液为稀硫酸)。
请回答下列问题：
（1）工作时，将电能转化为化学能的装置是 (填“甲”或“乙”)。
（2）b电极为 (填“正极”、“负极”、“阳极”或“阴极”，下同)，X电极为 。
（3）上述装置工作时，a电极发生的电极反应为 ，一段时间后，甲池中溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4）Y电极发生的电极反应为 ，乙池生成具有高度活性的·OH时的化学方程式为 ；理论上当甲池消耗时，乙池中产生的·OH的物质的量为 mol。
（5）如果污染物为甲醛(HCHO)，那么其被降解的化学方程式为 。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．反应焓变与条件无关，同温同压下，反应在光照和点燃条件下的相同，A不符合题意；
B．，反应放热，石墨的能量更低，石墨比金刚石稳定，B符合题意；
C．稀醋酸为弱酸，电离时要吸热，稀醋酸与反应生成液态水时释放的能量小于57.3kJ，C不符合题意；
D．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量，甲烷完全燃烧的产物中的水应为液态，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、焓变只跟始态和终态有关，跟反应条件、过程无关；
B、石墨能量更低，能量越低，物质越稳定；
C、要注意，强酸强碱中和放出的热量为57.3kJ，弱酸弱碱放出的热量小于57.3kJ，硫酸和氢氧化钡中和放出的热量大于57.3kJ，强酸强碱的浓溶液中和放出的热量大于57.3kJ，而如果用中和热表示，由于中和热是负值，因此强酸强碱中和热小于弱酸弱碱中和热，硫酸和氢氧化钡中和热、强酸强碱的浓溶液中和热均小于其余强酸强碱的中和热；
D、燃烧热的定义是：1mol可燃物完全燃烧，生成稳定氧化物放出的热量。
2．【答案】D
【解析】【解答】A.铅笔端作阴极，发生还原反应，故A不符合题意；
B.铂片端作阳极，发生氧化反应，故B不符合题意；
C.铅笔端作阴极，溶液中的阳离子在铅笔端放电，所以不会生成氯气，故C不符合题意；
D.铅笔端作阴极，则a是电源的负极，b是正极，故D符合题意；
答案选D。
【分析】出现红色字迹，说明溶液中有OH－生成，所以铅笔端作阴极，氢离子放电，发生还原反应，因此a是电源的负极，b是正极。
3．【答案】D
【解析】【解答】由图象可知，反应物能量低，生成物能量高，所以该反应是吸热反应。
A、金属钠与水的反应是放热反应，则A不符合题意；
B、酸碱中和反应是放热反应，则B不符合题意；
C、铝热反应也是放热反应，故C不符合题意；
D、电解水制氢气和氧气是分解反应，是吸热的，故本题正确答案为D。
【分析】由图可得，反应物的总能量低于生成物的总能量，即要选的反应为吸热反应。常见的吸热反应有分解反应等。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．煤油是多种烃的混合物，故A不符合题意；
B．根据价键规律，砷化镓的化学式为GaAs，故B不符合题意；
C．该推进剂在反应时化学能转化为机械能、热能等，故C符合题意；
D．液氧煤油和液氧液氢推进剂反应产物是二氧化碳、水，相对于推进剂四氧化二氮/偏二甲基肼，该推进剂具有毒性低且更环保的特点，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.煤油是多种烃的混合物；
B.Ga元素的化合价为+3价，As元素的化合价为-3价；
D.氢氧推进剂不会产生有毒物质，更环保。
5．【答案】D
【解析】【解答】A．木炭在氧气中燃烧是放热反应，故A不符合；
B．酸碱中和反应都是放热反应，故B不符合；
C．炸药爆炸是剧烈的放热反应，故C不符合；
D．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl混合搅拌是吸热反应，故D符合。
故答案为：D。
【分析】常见的吸热反应：1.C+CO22CO，2.C+H2OCO+H2，3.氢氧化钡和氯化铵反应，4.大多数分解反应，5.NaHCO3与HCl反应6.N2+O2=2NO。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．反应物的总能量高于生成物的总能量，叔丁基溴在稀的碱性水溶液中生成叔丁醇的反应是放热反应，故A不符合题意；
B． 和 为第二步和第三步的反应活性中间体，故B不符合题意；
C．由图可知，第一步反应所需的能量比第二步、第三步所需的能量都高，故第一步反应决定了叔丁基溴水解成叔丁醇的反应速率，故C符合题意；
D．第三步反应为 ，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据起始物的能量和最终生成物能量的高低即可判断
B. 和 不是反应物和生成物而是中间出现的中间体
C.活化能越高速率越慢是反应的决定步骤
D.根据反应物和生成物即可写出方程式
7．【答案】C
【解析】【解答】A、反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为放热反应，则△H＜0，正反应体积减小，则△S＜0，A不符合题意；
B、地下钢铁管道用导线连接铜块构成原电池，金属性铁强于铜，铁是负极，加快管道的腐蚀，B不符合题意；
C、利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学，C符合题意；
D、11.2 L H2不一定处于标准状况下，不能计算反应中转移的电子数，D不符合题意，
故答案为：C。
【分析】A.该反应气体体积减小，因此是熵减的过程；
B.构成原电池后，钢管做负极，会加速腐蚀；
C.该装置证明能量之间在一定的条件下是可以相互转换的；
D.在标况下，气体摩尔体积才等于22.4L/mol。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故A不符合题意；
B．锌比铜活泼，形成原电池反应时，锌为负极，发生氧化反应，故B不符合题意；
C．柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C符合题意；
D．铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】锌比铜活泼，形成原电池，锌为负极，铜为正极，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，正极反应为2H++2e-=H2↑。
9．【答案】D
【解析】【解答】A．根据上述分析可知：石墨电极a附近放出的气体有O2、CO2，A不符合题意；
B．根据上述分析可知：阳极区产生的Ca2+通过离子交换膜X进入产品室，所以X膜为阳离子交换膜，阴极区生成的OH-通过离子交换膜Y进入产品室生成Ca(OH)2，则Y膜为阴离子交换膜，B不符合题意；
C．在电解池中，电子在外电路中定向移动而不能进入电解质溶液，C不符合题意；
D．阳极电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，阳极区还发生：CaCO3+2H+ =Ca2+ +CO2↑+H2O，生成的Ca2+通过离子交换膜X进入产品室；阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑，水电离产生的OH-通过离子交换膜Y进入产品室生成Ca(OH)2，则根据同一闭合回路中电子转移数目相等，将上述各个反应式叠加，可得生产熟石灰的总反应式为：CaCO3+3H2OCa(OH)2+2H2↑+O2↑+CO2↑，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】该装置为电解池，阳极上H2O放电生成O2，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，阳极区还发生CaCO3+2H+ =Ca2+ +CO2↑+H2O，生成的Ca2+通过离子交换膜X进入产品室，则X膜为阳离子交换膜，阴极上H2O放电生成H2，电极反应式为 2H2O+2e-=2OH-+H2↑，OH-通过离子交换膜Y进入产品室生成Ca(OH)2，则Y膜为阴离子交换膜。
10．【答案】A
【解析】【解答】解：A．氢氧化钠与盐酸反应不存在化合价的变化，属于非氧化还原反应，不能形成原电池反应，故A选；
B．金属锌与稀硫酸反应，Zn、H元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，能形成原电池反应，故B不选；
C，甲烷燃烧，C、O元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，能形成原电池反应，故C不选；
D．金属铜溶于氯化铁溶液，Cu、Fe元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，能形成原电池反应，故D不选；
故选A．
【分析】构成原电池的反应为自发的进行氧化还原反应，氧化还原反应中存在元素化合价的变化，据此分析．
11．【答案】D
【解析】【解答】解：A、反应②甲醇反应生成二氧化碳和氢气的焓变是﹣192.9kJ/mol；而1 mol CH3OH充分燃烧生成二氧化碳和水放出的热量大于192.9 kJ，故A正确；
B、根据盖斯定律，将②﹣①可得：H2（g）+ O2（g）=H2O（g）的△H=﹣241.9kJ/mol，故B正确；
C、CH3OH转变成H2的过程按照反应①是吸热反应，按照②反应是放热反应，所以不一定要吸收能量，故C正确；
D、图中表示的是放热反应，而反应①是吸热反应，故D错误；
故选D．
【分析】A、依据反应②甲醇反应生成二氧化碳和氢气的焓变是﹣192.9kJ/mol；而1 mol CH3OH（g）充分燃烧生成二氧化碳和水放出的热量大于192.9 kJ；
B、根据盖斯定律来分析；
C、根据①②反应可知，生成氢气的反应不一定是吸热反应；
D、反应①是吸热反应；图中是放热反应．
12．【答案】B
【解析】【解答】A．该装置为电解池，电能转化为化学能，选项A不符合题意；
B．由图知，b极为阴极，发生还原反应，a极为阳极，阳极区含有碘化钾、碘酸钾，由于 的还原性比 强，在阳极应该是 放电生成 ，阴极的 通过阴离子交换膜移到阳极，所以阳极的电极反应式为 ，选项B符合题意，
C．由图知，b极为阴极，发生还原反应，选项C不符合题意；
D．阴极的电极反应式为 ，阴极区每生成1mol 转移2mol电子，选项D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】此装置是利用电解法制取碘酸钾，将电能转化为化学能的装置，碘离子在阳极失去电子结合氢氧根离子变为碘酸根离子，氢离子在阴极得到电子发生还原反应变为氢气，根据电子的转移情况即可计算出生成1mol氢气转移的电子数
13．【答案】A
【解析】【解答】解：由图可以看出，△E为反应的活化能，反应热等于反应物的活化能减生成物的活化能，
所以 N2（g）+ H2（g）═NH3（g）△H=（a﹣b）kJ/mol，即 N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）；△H=﹣2（b﹣a）kJ mol﹣1，故BD错误；
而1mol的NH3（g）转化为1mol的NH3（l）放出的热量为ckJ，根据盖斯定律有：
N2（g）+ H2（g）═NH3（l）△H=（a﹣b﹣c）kJ/mol，
即：N2（g）+3H2（g）═2NH3（l）△H=2（a﹣b﹣c）kJ mol﹣1；故A正确，C错误；
故选：A．
【分析】根据反应热等于反应物旧键断裂吸收的总能量减去生成物新键形成所放出总能量计算反应热，然后根据并热化学方程式的书写方法写出热化学方程式，注意反应物的物质的量和生成物的聚集状态．
14．【答案】D
【解析】【解答】A、断裂化学键吸收热量，因此断开H-O键吸收热量，故A错误；
BC、反应中能量变化与反应条件无关，则吸热反应不一定需要加热，放热反应不一定不需要加热，故BC错误；
D、放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A、断键吸收热量；
BC、反应吸热还是放热与反应条件无关；
D、放热反应中反应物的总能量大于生成物总能量。
15．【答案】C
【解析】【解答】解：A．装置甲中金属W不断溶解，负极失电子逐渐溶解，则W作原电池负极，故A正确；
B．Y上铜离子得电子生成Cu，则Y电极上的反应式为Cu2++2e﹣=Cu，故B正确；
C．W上氢离子得电子生成氢气，溶液中氢离子浓度减小，所以溶液的pH增大，故C错误；
D．甲中W为负极，X为正极，则活动性：W＞X；乙中X为负极，Y为正极，则活动性：X＞Y；丙中Z为负极，W为正极，则活动性：Z＞W，所以四种金属的活动性强弱顺序为Z＞W＞X＞Y，故D正确；
故选C．
【分析】A．负极失电子逐渐溶解；
B．Y上铜离子得电子生成Cu；
C．W上氢离子得电子生成氢气，溶液中氢离子浓度减小；
D．负极的活泼性大于正极．
16．【答案】B
【解析】【解答】解：因反应 2SO2+O2═2SO3为放热反应，所以SO2和O2的能量和一定高于SO3的能量．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成过程，而断键过程需要吸收能量，故放热反应有些也需要一定条件．该反应是放热的，但需要在高温下才能发生．
故选B．
【分析】对于放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，对于吸热反应，反应物总能量小于生成物总能量．有的放热反应需要加热才能发生．
17．【答案】（1）甲、丙
（2）有气泡产生；NO+2H++2e-=NO2↑+H2O；铜；12.7
（3）B
【解析】【解答】（1）由图可知，甲池中金属性强的铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，原电池的总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑；乙池中铁在浓硝酸中钝化，阻碍反应的继续进行，则能与浓硝酸反应的铜为原电池的负极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，铁为正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，原电池的总反应为Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O；丙池中金属性强的铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，原电池的总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，则能实现题给反应的是甲、丙，故答案为：甲、丙；
（2）①原电池装置甲中，铜电极为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，则实验现象为有气泡产生，故答案为：有气泡产生；
②原电池装置乙中，铁为正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，电极反应式为NO+2H++2e-=NO2↑+H2O，故答案为：NO+2H++2e-=NO2↑+H2O；
③原电池装置丙中，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，则盐桥中阳离子钾离子移向正极、阴离子氯离子移向负极，若标准状况下反应产生2.24L氢气，则右侧溶液中增加亚铁离子和氯离子的质量之和为××56g/mol+×2×35.5g/mol=12.7g，故答案为：铜；12.7；
（3）A．能自发发生的氧化还原反应且为放热反应才能设计成原电池，故A不正确；
B．有盐桥的原电池，盐桥的作用始终是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性，故B正确；
C．在经典原电池中，活动性强的金属不一定做原电池的负极，如装置乙中铜做负极，说明金属是否做原电池的负极，与电解质溶液的种类有关，故C不正确；
D．金属在中活性强的为负极，若装置丙中右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替，铁与氯化铁溶液反应，不可能构成铁铜原电池，故D不正确；
故答案为：B。
【分析】（1）原电池的构成条件是有活动性不同的两种金属（或一种是非金属）、有电解质溶液、形成闭合回路，必须是自发的氧化还原反应。
（2）①依据电极反应判断现象；
②酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水；
③依据得失电子守恒；
（3）A．能自发发生的氧化还原反应且为放热反应才能设计成原电池；
B．盐桥的作用始终是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性；
C．电极与电极材料和电解质溶液的种类有关；
D．铁与氯化铁溶液反应。
18．【答案】（1）- 393 kJ·mol-1
（2）391.55kJ/mol；小于；该反应是可逆反应，2mol氮气不能完全反应
（3）吸热；A2(g)+2B2(g)=2AB2(g) ΔH= (E1-E2 )kJ/mol
【解析】【解答】（1）①+②得，C(s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH= - 393 kJ·mol-1，即碳的燃烧热ΔH = - 393 kJ·mol-1；
（2）ΔH=E反-E生=[1×948.9+3×436.0-2×3×E(N-H)] kJ·mol-1= -92.4 kJ·mol-1，解得N—H键的键能是391.55 kJ·mol-1；此反应是可逆反应，不能进行彻底，故此反应放出的热量小于184.8kJ，故答案为：391.55kJ/mol；小于；该反应是可逆反应，2mol氮气不能完全反应；
（3）根据反应物的能量小于生成物的能量可知，此反应是吸热反应；此反应的△H=反应物的键能之和-生成物键能之和=E1-E2，故热化学方程式为A2(g)+2B2(g)=2AB2(g) ΔH= (E1-E2 )kJ/mol，故答案为：吸热；A2(g)+2B2(g)=2AB2(g) ΔH= (E1-E2 )kJ/mol。
【分析】
(1)根据盖斯定律计算；
(2)根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算；根据可逆反应不能完全进行分析；
(3)根据反应物的能量小于生成物的能量分析热效应；根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算反应热。
19．【答案】（1）正极；a
（2）还原；
（3）；5：3
【解析】【解答】(1)b极中N2变为HNO3，化合价由0价升高变为+5价，失去电子发生氧化反应为电解池的阳极，与电池的正极相连；工作电流由正极流出，负极流入，则a与负极相连，电流流入a极；
(2)a极与电源的负极相连，为电解池的阴极，阴极得到电子，发生还原反应；a极上N2变为NH3，氮元素由0价变为-3价，得到电子发生还原反应，电极反应式为：；
(3)阳极反应的电极反应式为，生成氢离子，阴极电极反应式为，消耗氢离子，该离子交换膜应使用质子交换膜，交换的离子为；根据得失电子守恒，可得阳极消耗3mol的N2，同时阴极消耗5mol的N2，阴极区和阳极区消耗的质量之比为5：3。
【分析】（1）b极上N2发生氧化反应生成HNO3，所以b极式阳极，与正极相连，工作时电流从正极经外电路流向正极，所以电流流向a极；
（2）a极N2被还原为NH3；
（3）分析电极反应式可知阳极产生H+，阴极消耗H+，所以通过离子交换面膜的是H+；
20．【答案】（1）4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）△H=2（△H1+△H2）；ZnSO3受热分解生成ZnO可以循环利用
（2）HSO3﹣；ZnSO3+SO2+H2O=Zn（HSO3）2；ZnO悬浊液含有的少量MgO、CaO，在水中溶解度较ZnO大，ab段MgO、CaO吸收SO2；AB
（3）SO32﹣﹣2e﹣+H2O=SO42﹣+2H+
【解析】【解答】解：（1）由图示可知，整个过程为：4HCl+O2=2Cl2+2H2O，反应①为：2HCl（g）+CuO（s） H2O（g）+CuCl2（s）△H1，反应②生成1molCl2（g）的反应热为△H2，则反应热化学方程式为：CuCl2（g）+ O2（g）=CuO（s）+Cl2（g）△H2，根据盖斯定律（①+②）×2可得总反应的热化学方程式：4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）△H=2（△H1+△H2），故答案为：4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）△H=2（△H1+△H2）；II．（1）ZnO悬浊液吸收SO2，ZnSO3受热分解生成ZnO，则ZnSO3受热分解生成ZnO可以循环利用；故答案为：ZnSO3受热分解生成ZnO可以循环利用；（2）①由图2可知，充分吸收烟气后溶液的pH大约为6，由图3判断硫元素的主要存在形式为HSO3﹣；故答案为：HSO3﹣；②cd段发生的主要反应是生成了HSO3﹣，则cd段发生的主要反应是ZnSO3与二氧化硫反应生成Zn（HSO3）2，其反应方程为ZnSO3+SO2+H2O=Zn（HSO3）2；故答案为：ZnSO3+SO2+H2O=Zn（HSO3）2；③ab段ZnO悬浊液含有的少量MgO、CaO，MgO、CaO在水中溶解度较ZnO大，MgO、CaO与SO2反应，即ab段MgO、CaO吸收SO2，所以ab段的pH迅速下降；故答案为：ZnO悬浊液含有的少量MgO、CaO，在水中溶解度较ZnO大，ab段MgO、CaO吸收SO2；④增大另一种反应物的量，可以提高SO2的吸收效率η，所以增大悬浊液中ZnO的量，多次循环吸收均可以提高SO2的吸收效率η；pH越小SO2的吸收效率η越小；故答案为：AB；（3）图中阴离子向b极移动，则b为阳极，所以b极上SO32﹣在阳极失电子生成SO42﹣，其电极方程式为：SO32﹣﹣2e﹣+H2O=SO42﹣+2H+；故答案为：SO32﹣﹣2e﹣+H2O=SO42﹣+2H+．
【分析】I．（1）由图示可知，整个过程为：4HCl+O2=2Cl2+2H2O，反应②生成1molCl2（g）的反应热为△H2，则反应热化学方程式为：CuCl2（g）+ O2（g）=CuO（s）+Cl2（g）△H2，根据盖斯定律（①+②）×2可得总反应的热化学方程式；II．（1）ZnO悬浊液吸收SO2，ZnSO3受热分解生成ZnO；（2）①由图2可知，充分吸收烟气后溶液的pH大约为6，根据图3判断硫元素的主要存在形式；②cd段发生的主要反应是生成了HSO3﹣；③MgO、CaO在水中溶解度较ZnO大，与SO2反应；
④增大另一种反应物的量、多次循环吸收均可以提高SO2的吸收效率η；（3）SO32﹣在阳极失电子生成SO42﹣．
21．【答案】（1）乙
（2）正极；阳极
（3）CH3OH-6e-+H2O=CO2 +6H+；减小
（4）O2+2e-+2H+=H2O2；Fe2++H2O2=Fe3++OH-+ OH；3
（5）2HCHO+2 OH=3H2+2CO2
【解析】【解答】（1）根据电极上的反应可知，甲为燃料电池，化学能转化为电能；乙为电解池，电能转化为化学能；
故答案为：乙。
（2）甲为燃料电池，通入燃料的a电极为负极，通入氧气的b电极为正极，则乙为电解池，X电极为阳极，Y为阴极；
故答案为：正极；阳极。
（3）甲为燃料电池，总反应式为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，正极：O2+4e-+4H+=2H2O，
则负极：CH3OH-6e-+H2O=CO2 +6H+；
故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2 +6H+；减小。
（4）在Y电极上得电子生成H2O2，根据电子守恒、元素守恒可得电极反应式为O2+2e-+2H+=H2O2；乙池中生成经羟基自由基的反应为Fe2++H2O2=Fe3++OH-+ OH，所以产生1mol羟基自由基时，消耗1mol H2O2，根据电极反应可知转移2mol电子，则有关系式为1mol羟基自由基~1mol H2O2~2mol 2e-~ mol CH3OH
故答案为：O2+2e-+2H+=H2O2；Fe2++H2O2=Fe3++OH-+ OH；3。
（5）如果污染物为甲醛(HCHO)，那么其被降解为无害的CO2，根据元素守恒判断另外物质为H2，化学方程式：2HCHO+2 OH=3H2+2CO2；
故答案为：2HCHO+2 OH=3H2+2CO2。
【分析】（1）根据电极上的反应可知，原电池将化学能转化为电能；电解池将电能转化为化学能；
（2）燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应；氧气在正极得电子，发生还原反应；电解池中，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连；
（3）燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应；氧气在正极得电子，发生还原反应；
（4）根据电子守恒、元素守恒书写和计算。
（5）根据元素守恒判断产物，利用原子守恒书写。
一、单选题
1．下列有关热化学方程式的叙述正确的是（ ）
A．同温同压下，反应在光照和点燃条件下的不同
B．，则石墨比金刚石稳定
C．由可知，稀醋酸与溶液反应生成液态水时释放的热量
D．，表示甲烷的燃烧热为
2．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是（ ）
A．铅笔端作阳极，发生还原反应 B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端有少量的氯气产生 D．a点是负极，b点是正极
3．下列反应能量变化与右图一致的是（ ）
A．金属钠与水的反应 B．盐酸与氢氧化钠的反应
C．铝与氧化铁的铝热反应 D．电解水制H2和O2
4．“长征五号”B遥二运载火箭搭载我国空间站“天宫”的组成部分天和核心舱成功发射并进入预定轨道，该火箭推进剂为液氧煤油和液氧液氢。天和核心舱配置了光电转换效率最高的三价砷化镓太阳能电池。下列说法错误的是（ ）
A．煤油为混合物
B．砷化镓的化学式为GaAs
C．该推进剂在反应时化学能只转化为热能
D．相对于推进剂四氧化二氮/偏二甲基肼，该推进剂具有毒性低且更环保的特点
5．下列过程所发生的反应中，属于吸热反应的是（ ）
A．木炭燃烧 B．酸碱中和
C．炸药爆炸 D．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl混合搅拌
6．叔丁基溴在稀的碱性水溶液中水解生成叔丁醇的反应分三步进行，反应中每一步的能量变化曲线如图所示，下列有关说法错误的是（ ）
A．叔丁基溴在稀的碱性水溶液中生成叔丁醇的反应是放热反应
B． 和 为反应活性中间体
C．决定叔丁基溴水解生成叔丁醇反应的速率的是第二步反应
D．第三步反应为
7．下列说法正确的是（ ）
A．反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为放热反应，则△H＜0，△S＞0
B．地下钢铁管道用导线连接铜块可以减缓管道的腐蚀
C．利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学
D．常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023
8．LED(Light Emitting Diode)即发光二极管，是一种能够将电能转化为光能的固态半导体器件。某课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转化
B．锌片为原电池的负极，发生氧化反应
C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动
D．铜片表面有气泡生成，发生的反应为：
9．研究人员开发出一种生产熟石灰的绿色工艺，其装置如图所示。装置工作时，下列说法正确的是（ ）
A．石墨电极a附近放出的气体只有O2
B．X膜为阴离子交换膜，Y膜为阳离子交换膜
C．电子由石墨电极b经Ca(OH)2溶液移动到石墨电极a
D．生产熟石灰的总反应式为：CaCO3+3H2OCa(OH)2+2H2↑+O2↑+CO2↑
10．下列反应中，不能形成原电池反应的是（ ）
A．氢氧化钠与盐酸反应 B．金属锌与稀硫酸反应
C．甲烷燃烧 D．金属铜溶于氯化铁溶液
11．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）；△H=+49.0kJ/mol
②CH3OH（g）+ O2（g）=CO2（g）+2H2（g）；△H=﹣192.9kJ/mol
下列说法错误的是（ ）
A．1mol CH3OH（g）完全燃烧放出的热量大于192.9 kJ
B．根据反应①和②推知反应：H2（g）+ O2（g）=H2O（g）的△H=﹣241.9kJ/mol
C．CH3OH转变成H2的过程不一定要吸收能量
D．反应①中的能量变化如图所示
12．用电解法可以制备碘酸钾( )，装置如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．该装置为电能转化为化学能的装置
B．a极的电极反应式为
C．b极发生还原反应
D．阴极区每生成1mol气体转移2mol电子
13．化学反应N2+3H2═2NH3的能量变化如图所示，E是正值，该反应的热化学方程式是（ ）
A．N2（g）+3H2（g）═2NH3（l）；△H=2（a﹣b﹣c）kJ mol﹣1
B．N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）；△H=2（b﹣a）kJ mol﹣1
C． N2（g）+ H2（g）═NH3（l）；△H=（b+c﹣a）kJ mol﹣1
D． N2（g）+ H2（g）═NH3（g）；△H=（a+b）kJ mol﹣1
14． 为放热反应，下列说法正确的是（ ）
A．断开放出热量
B．吸热反应都需要加热
C．放热反应都不需要加热
D．反应物的总能量大于生成物的总能量
15．由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验．下列说法不正确的是（ ）
装置
现象 金属W不断溶解 Y的质量增加 W上有气体发生
A．装置甲中W作原电池负极
B．装置乙中Y电极上的反应式为Cu2++2e﹣=Cu
C．装置丙中溶液的pH减小
D．四种金属的活动性强弱顺序为Z＞W＞X＞Y
16．已知 2SO2+O2 2SO3为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（ ）
A．O2的能量一定高于SO2的能量
B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量
C．SO2的能量一定高于SO3的能量
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
二、综合题
17．铁是中学化学的重要物质。某学校的三个兴趣小组根据反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计了如图三个原电池装置，丙装置的盐桥中装的是琼脂—饱和KCl溶液。回答下列问题：
（1）上述三个装置中能实现题给反应的是 (填装置序号)。
（2）①原电池装置甲中，铜电极上发生的现象是 。
②原电池装置乙中有明显现象发生时，铁电极上的电极反应方程式为 。
③原电池装置丙中，原电池工作时盐桥中的K+移向 (填“铜”或“铁”)极，若反应产生2.24L气体(标准状况)，则右侧溶液中溶质的质量增加 g。
（3）实验后同学们经过充分讨论，得出了有关原电池如下结论，你认为这些结论正确的是____(填标号)。
A．氧化还原反应都能设计为原电池
B．凡是有盐桥的原电池，盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性
C．在经典原电池中，活动性强的金属做原电池的负极，与电解质溶液种类无关
D．上述装置丙中，右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替，对原电池的放电效率无影响
18．
（1）已知①CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH1=- 283 kJ·mol-1，
②C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH2= - 110 kJ·mol-1，则碳的燃烧热ΔH = 。
（2）工业合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH = -92.4 kJ·mol-1；已知N≡N键的键能是948.9kJ·mol-1，H—H键的键能是436.0 kJ·mol-1，则N—H键的键能是 ；向体系中加入2 mol N2充分反应，放出的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)184.8 kJ，原因是 。
（3）已知某反应过程如图所示，则该反应为的 ( 填“放热”或“吸热”)反应，该反应的热化学方程式为 。
19．下图是利用双功能催化剂实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐的示意图，实现氮的固定和综合利用。
回答下列问题：
（1）b极与电源的 极相连，工作时电流流入 极(填“a”或“b”)。
（2）a极发生 反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为 。
（3）通过离子交换膜的离子是 ，阴极区和阳极区消耗的质量之比为 。
20．根据相关描述回答问题：
（1）I．用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染．传统上该转化通过如图1所示的催化剂循环实现，
其中，反应①为：2HCl（g）+CuO（s） H2O（g）+CuCl2（g）△H1
反应②生成1molCl2（g）的反应热为△H2，
则总反应的热化学方程式为 （反应热用△H1和△H2表示）．
II．氧化锌吸收法常用作脱去冶金工业排放烟气中SO2，其主要步骤如下：配制ZnO悬浊液（含少量MgO、CaO），在吸收塔中封闭循环脱硫，发生的主要反应为ZnO（s）+SO2（g）═ZnSO3（s），试回答下列问题：
生成的ZnSO3可热分解处理，其目的是：①生成的高浓度SO2可以用来制备硫酸；② ；
（2）已知：纯ZnO的悬浮液pH约为6.8．用氧化锌吸收法脱去烟气中SO2的过程中，测得pH、吸收效率η随时间t的变化如图2所示．已知被吸收的SO2为c（SO2）吸，溶液中SO32﹣、HSO3﹣、H2SO3所占物质的量之比与pH的关系如图3所示．
①充分吸收烟气后的混合体系硫元素的主要存在形式是 ；
②结合图2与图3分析，cd段发生的主要反应是 ；
③分析图2，ab段的pH迅速下降至6.8左右的原因是 ；
④为提高SO2的吸收效率η，可采取的措施为 ．
A．增大悬浊液中ZnO的量
B．适当提高单位时间内烟气的循环次数|
C．调节溶液的pH至6.0以下
（3）如用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图4所示．（电极材料为石墨）b极的电极反应式为 ．
21．电芬顿法是利用电化学法产生的和作为芬顿试剂的持续来源，两者产生后立即作用生成具有高度活性的羟基自由基(·OH)，能使有机污染物得到降解，可达到高效的废水净化效果，其耦合系统原理示意图如图所示(乙池中电解质溶液为稀硫酸)。
请回答下列问题：
（1）工作时，将电能转化为化学能的装置是 (填“甲”或“乙”)。
（2）b电极为 (填“正极”、“负极”、“阳极”或“阴极”，下同)，X电极为 。
（3）上述装置工作时，a电极发生的电极反应为 ，一段时间后，甲池中溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4）Y电极发生的电极反应为 ，乙池生成具有高度活性的·OH时的化学方程式为 ；理论上当甲池消耗时，乙池中产生的·OH的物质的量为 mol。
（5）如果污染物为甲醛(HCHO)，那么其被降解的化学方程式为 。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．反应焓变与条件无关，同温同压下，反应在光照和点燃条件下的相同，A不符合题意；
B．，反应放热，石墨的能量更低，石墨比金刚石稳定，B符合题意；
C．稀醋酸为弱酸，电离时要吸热，稀醋酸与反应生成液态水时释放的能量小于57.3kJ，C不符合题意；
D．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量，甲烷完全燃烧的产物中的水应为液态，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、焓变只跟始态和终态有关，跟反应条件、过程无关；
B、石墨能量更低，能量越低，物质越稳定；
C、要注意，强酸强碱中和放出的热量为57.3kJ，弱酸弱碱放出的热量小于57.3kJ，硫酸和氢氧化钡中和放出的热量大于57.3kJ，强酸强碱的浓溶液中和放出的热量大于57.3kJ，而如果用中和热表示，由于中和热是负值，因此强酸强碱中和热小于弱酸弱碱中和热，硫酸和氢氧化钡中和热、强酸强碱的浓溶液中和热均小于其余强酸强碱的中和热；
D、燃烧热的定义是：1mol可燃物完全燃烧，生成稳定氧化物放出的热量。
2．【答案】D
【解析】【解答】A.铅笔端作阴极，发生还原反应，故A不符合题意；
B.铂片端作阳极，发生氧化反应，故B不符合题意；
C.铅笔端作阴极，溶液中的阳离子在铅笔端放电，所以不会生成氯气，故C不符合题意；
D.铅笔端作阴极，则a是电源的负极，b是正极，故D符合题意；
答案选D。
【分析】出现红色字迹，说明溶液中有OH－生成，所以铅笔端作阴极，氢离子放电，发生还原反应，因此a是电源的负极，b是正极。
3．【答案】D
【解析】【解答】由图象可知，反应物能量低，生成物能量高，所以该反应是吸热反应。
A、金属钠与水的反应是放热反应，则A不符合题意；
B、酸碱中和反应是放热反应，则B不符合题意；
C、铝热反应也是放热反应，故C不符合题意；
D、电解水制氢气和氧气是分解反应，是吸热的，故本题正确答案为D。
【分析】由图可得，反应物的总能量低于生成物的总能量，即要选的反应为吸热反应。常见的吸热反应有分解反应等。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．煤油是多种烃的混合物，故A不符合题意；
B．根据价键规律，砷化镓的化学式为GaAs，故B不符合题意；
C．该推进剂在反应时化学能转化为机械能、热能等，故C符合题意；
D．液氧煤油和液氧液氢推进剂反应产物是二氧化碳、水，相对于推进剂四氧化二氮/偏二甲基肼，该推进剂具有毒性低且更环保的特点，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.煤油是多种烃的混合物；
B.Ga元素的化合价为+3价，As元素的化合价为-3价；
D.氢氧推进剂不会产生有毒物质，更环保。
5．【答案】D
【解析】【解答】A．木炭在氧气中燃烧是放热反应，故A不符合；
B．酸碱中和反应都是放热反应，故B不符合；
C．炸药爆炸是剧烈的放热反应，故C不符合；
D．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl混合搅拌是吸热反应，故D符合。
故答案为：D。
【分析】常见的吸热反应：1.C+CO22CO，2.C+H2OCO+H2，3.氢氧化钡和氯化铵反应，4.大多数分解反应，5.NaHCO3与HCl反应6.N2+O2=2NO。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．反应物的总能量高于生成物的总能量，叔丁基溴在稀的碱性水溶液中生成叔丁醇的反应是放热反应，故A不符合题意；
B． 和 为第二步和第三步的反应活性中间体，故B不符合题意；
C．由图可知，第一步反应所需的能量比第二步、第三步所需的能量都高，故第一步反应决定了叔丁基溴水解成叔丁醇的反应速率，故C符合题意；
D．第三步反应为 ，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据起始物的能量和最终生成物能量的高低即可判断
B. 和 不是反应物和生成物而是中间出现的中间体
C.活化能越高速率越慢是反应的决定步骤
D.根据反应物和生成物即可写出方程式
7．【答案】C
【解析】【解答】A、反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为放热反应，则△H＜0，正反应体积减小，则△S＜0，A不符合题意；
B、地下钢铁管道用导线连接铜块构成原电池，金属性铁强于铜，铁是负极，加快管道的腐蚀，B不符合题意；
C、利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学，C符合题意；
D、11.2 L H2不一定处于标准状况下，不能计算反应中转移的电子数，D不符合题意，
故答案为：C。
【分析】A.该反应气体体积减小，因此是熵减的过程；
B.构成原电池后，钢管做负极，会加速腐蚀；
C.该装置证明能量之间在一定的条件下是可以相互转换的；
D.在标况下，气体摩尔体积才等于22.4L/mol。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故A不符合题意；
B．锌比铜活泼，形成原电池反应时，锌为负极，发生氧化反应，故B不符合题意；
C．柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C符合题意；
D．铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】锌比铜活泼，形成原电池，锌为负极，铜为正极，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，正极反应为2H++2e-=H2↑。
9．【答案】D
【解析】【解答】A．根据上述分析可知：石墨电极a附近放出的气体有O2、CO2，A不符合题意；
B．根据上述分析可知：阳极区产生的Ca2+通过离子交换膜X进入产品室，所以X膜为阳离子交换膜，阴极区生成的OH-通过离子交换膜Y进入产品室生成Ca(OH)2，则Y膜为阴离子交换膜，B不符合题意；
C．在电解池中，电子在外电路中定向移动而不能进入电解质溶液，C不符合题意；
D．阳极电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，阳极区还发生：CaCO3+2H+ =Ca2+ +CO2↑+H2O，生成的Ca2+通过离子交换膜X进入产品室；阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑，水电离产生的OH-通过离子交换膜Y进入产品室生成Ca(OH)2，则根据同一闭合回路中电子转移数目相等，将上述各个反应式叠加，可得生产熟石灰的总反应式为：CaCO3+3H2OCa(OH)2+2H2↑+O2↑+CO2↑，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】该装置为电解池，阳极上H2O放电生成O2，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，阳极区还发生CaCO3+2H+ =Ca2+ +CO2↑+H2O，生成的Ca2+通过离子交换膜X进入产品室，则X膜为阳离子交换膜，阴极上H2O放电生成H2，电极反应式为 2H2O+2e-=2OH-+H2↑，OH-通过离子交换膜Y进入产品室生成Ca(OH)2，则Y膜为阴离子交换膜。
10．【答案】A
【解析】【解答】解：A．氢氧化钠与盐酸反应不存在化合价的变化，属于非氧化还原反应，不能形成原电池反应，故A选；
B．金属锌与稀硫酸反应，Zn、H元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，能形成原电池反应，故B不选；
C，甲烷燃烧，C、O元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，能形成原电池反应，故C不选；
D．金属铜溶于氯化铁溶液，Cu、Fe元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，能形成原电池反应，故D不选；
故选A．
【分析】构成原电池的反应为自发的进行氧化还原反应，氧化还原反应中存在元素化合价的变化，据此分析．
11．【答案】D
【解析】【解答】解：A、反应②甲醇反应生成二氧化碳和氢气的焓变是﹣192.9kJ/mol；而1 mol CH3OH充分燃烧生成二氧化碳和水放出的热量大于192.9 kJ，故A正确；
B、根据盖斯定律，将②﹣①可得：H2（g）+ O2（g）=H2O（g）的△H=﹣241.9kJ/mol，故B正确；
C、CH3OH转变成H2的过程按照反应①是吸热反应，按照②反应是放热反应，所以不一定要吸收能量，故C正确；
D、图中表示的是放热反应，而反应①是吸热反应，故D错误；
故选D．
【分析】A、依据反应②甲醇反应生成二氧化碳和氢气的焓变是﹣192.9kJ/mol；而1 mol CH3OH（g）充分燃烧生成二氧化碳和水放出的热量大于192.9 kJ；
B、根据盖斯定律来分析；
C、根据①②反应可知，生成氢气的反应不一定是吸热反应；
D、反应①是吸热反应；图中是放热反应．
12．【答案】B
【解析】【解答】A．该装置为电解池，电能转化为化学能，选项A不符合题意；
B．由图知，b极为阴极，发生还原反应，a极为阳极，阳极区含有碘化钾、碘酸钾，由于 的还原性比 强，在阳极应该是 放电生成 ，阴极的 通过阴离子交换膜移到阳极，所以阳极的电极反应式为 ，选项B符合题意，
C．由图知，b极为阴极，发生还原反应，选项C不符合题意；
D．阴极的电极反应式为 ，阴极区每生成1mol 转移2mol电子，选项D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】此装置是利用电解法制取碘酸钾，将电能转化为化学能的装置，碘离子在阳极失去电子结合氢氧根离子变为碘酸根离子，氢离子在阴极得到电子发生还原反应变为氢气，根据电子的转移情况即可计算出生成1mol氢气转移的电子数
13．【答案】A
【解析】【解答】解：由图可以看出，△E为反应的活化能，反应热等于反应物的活化能减生成物的活化能，
所以 N2（g）+ H2（g）═NH3（g）△H=（a﹣b）kJ/mol，即 N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）；△H=﹣2（b﹣a）kJ mol﹣1，故BD错误；
而1mol的NH3（g）转化为1mol的NH3（l）放出的热量为ckJ，根据盖斯定律有：
N2（g）+ H2（g）═NH3（l）△H=（a﹣b﹣c）kJ/mol，
即：N2（g）+3H2（g）═2NH3（l）△H=2（a﹣b﹣c）kJ mol﹣1；故A正确，C错误；
故选：A．
【分析】根据反应热等于反应物旧键断裂吸收的总能量减去生成物新键形成所放出总能量计算反应热，然后根据并热化学方程式的书写方法写出热化学方程式，注意反应物的物质的量和生成物的聚集状态．
14．【答案】D
【解析】【解答】A、断裂化学键吸收热量，因此断开H-O键吸收热量，故A错误；
BC、反应中能量变化与反应条件无关，则吸热反应不一定需要加热，放热反应不一定不需要加热，故BC错误；
D、放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A、断键吸收热量；
BC、反应吸热还是放热与反应条件无关；
D、放热反应中反应物的总能量大于生成物总能量。
15．【答案】C
【解析】【解答】解：A．装置甲中金属W不断溶解，负极失电子逐渐溶解，则W作原电池负极，故A正确；
B．Y上铜离子得电子生成Cu，则Y电极上的反应式为Cu2++2e﹣=Cu，故B正确；
C．W上氢离子得电子生成氢气，溶液中氢离子浓度减小，所以溶液的pH增大，故C错误；
D．甲中W为负极，X为正极，则活动性：W＞X；乙中X为负极，Y为正极，则活动性：X＞Y；丙中Z为负极，W为正极，则活动性：Z＞W，所以四种金属的活动性强弱顺序为Z＞W＞X＞Y，故D正确；
故选C．
【分析】A．负极失电子逐渐溶解；
B．Y上铜离子得电子生成Cu；
C．W上氢离子得电子生成氢气，溶液中氢离子浓度减小；
D．负极的活泼性大于正极．
16．【答案】B
【解析】【解答】解：因反应 2SO2+O2═2SO3为放热反应，所以SO2和O2的能量和一定高于SO3的能量．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成过程，而断键过程需要吸收能量，故放热反应有些也需要一定条件．该反应是放热的，但需要在高温下才能发生．
故选B．
【分析】对于放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，对于吸热反应，反应物总能量小于生成物总能量．有的放热反应需要加热才能发生．
17．【答案】（1）甲、丙
（2）有气泡产生；NO+2H++2e-=NO2↑+H2O；铜；12.7
（3）B
【解析】【解答】（1）由图可知，甲池中金属性强的铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，原电池的总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑；乙池中铁在浓硝酸中钝化，阻碍反应的继续进行，则能与浓硝酸反应的铜为原电池的负极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，铁为正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，原电池的总反应为Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O；丙池中金属性强的铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，原电池的总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，则能实现题给反应的是甲、丙，故答案为：甲、丙；
（2）①原电池装置甲中，铜电极为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，则实验现象为有气泡产生，故答案为：有气泡产生；
②原电池装置乙中，铁为正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，电极反应式为NO+2H++2e-=NO2↑+H2O，故答案为：NO+2H++2e-=NO2↑+H2O；
③原电池装置丙中，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，铁为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，则盐桥中阳离子钾离子移向正极、阴离子氯离子移向负极，若标准状况下反应产生2.24L氢气，则右侧溶液中增加亚铁离子和氯离子的质量之和为××56g/mol+×2×35.5g/mol=12.7g，故答案为：铜；12.7；
（3）A．能自发发生的氧化还原反应且为放热反应才能设计成原电池，故A不正确；
B．有盐桥的原电池，盐桥的作用始终是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性，故B正确；
C．在经典原电池中，活动性强的金属不一定做原电池的负极，如装置乙中铜做负极，说明金属是否做原电池的负极，与电解质溶液的种类有关，故C不正确；
D．金属在中活性强的为负极，若装置丙中右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替，铁与氯化铁溶液反应，不可能构成铁铜原电池，故D不正确；
故答案为：B。
【分析】（1）原电池的构成条件是有活动性不同的两种金属（或一种是非金属）、有电解质溶液、形成闭合回路，必须是自发的氧化还原反应。
（2）①依据电极反应判断现象；
②酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水；
③依据得失电子守恒；
（3）A．能自发发生的氧化还原反应且为放热反应才能设计成原电池；
B．盐桥的作用始终是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性；
C．电极与电极材料和电解质溶液的种类有关；
D．铁与氯化铁溶液反应。
18．【答案】（1）- 393 kJ·mol-1
（2）391.55kJ/mol；小于；该反应是可逆反应，2mol氮气不能完全反应
（3）吸热；A2(g)+2B2(g)=2AB2(g) ΔH= (E1-E2 )kJ/mol
【解析】【解答】（1）①+②得，C(s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH= - 393 kJ·mol-1，即碳的燃烧热ΔH = - 393 kJ·mol-1；
（2）ΔH=E反-E生=[1×948.9+3×436.0-2×3×E(N-H)] kJ·mol-1= -92.4 kJ·mol-1，解得N—H键的键能是391.55 kJ·mol-1；此反应是可逆反应，不能进行彻底，故此反应放出的热量小于184.8kJ，故答案为：391.55kJ/mol；小于；该反应是可逆反应，2mol氮气不能完全反应；
（3）根据反应物的能量小于生成物的能量可知，此反应是吸热反应；此反应的△H=反应物的键能之和-生成物键能之和=E1-E2，故热化学方程式为A2(g)+2B2(g)=2AB2(g) ΔH= (E1-E2 )kJ/mol，故答案为：吸热；A2(g)+2B2(g)=2AB2(g) ΔH= (E1-E2 )kJ/mol。
【分析】
(1)根据盖斯定律计算；
(2)根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算；根据可逆反应不能完全进行分析；
(3)根据反应物的能量小于生成物的能量分析热效应；根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算反应热。
19．【答案】（1）正极；a
（2）还原；
（3）；5：3
【解析】【解答】(1)b极中N2变为HNO3，化合价由0价升高变为+5价，失去电子发生氧化反应为电解池的阳极，与电池的正极相连；工作电流由正极流出，负极流入，则a与负极相连，电流流入a极；
(2)a极与电源的负极相连，为电解池的阴极，阴极得到电子，发生还原反应；a极上N2变为NH3，氮元素由0价变为-3价，得到电子发生还原反应，电极反应式为：；
(3)阳极反应的电极反应式为，生成氢离子，阴极电极反应式为，消耗氢离子，该离子交换膜应使用质子交换膜，交换的离子为；根据得失电子守恒，可得阳极消耗3mol的N2，同时阴极消耗5mol的N2，阴极区和阳极区消耗的质量之比为5：3。
【分析】（1）b极上N2发生氧化反应生成HNO3，所以b极式阳极，与正极相连，工作时电流从正极经外电路流向正极，所以电流流向a极；
（2）a极N2被还原为NH3；
（3）分析电极反应式可知阳极产生H+，阴极消耗H+，所以通过离子交换面膜的是H+；
20．【答案】（1）4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）△H=2（△H1+△H2）；ZnSO3受热分解生成ZnO可以循环利用
（2）HSO3﹣；ZnSO3+SO2+H2O=Zn（HSO3）2；ZnO悬浊液含有的少量MgO、CaO，在水中溶解度较ZnO大，ab段MgO、CaO吸收SO2；AB
（3）SO32﹣﹣2e﹣+H2O=SO42﹣+2H+
【解析】【解答】解：（1）由图示可知，整个过程为：4HCl+O2=2Cl2+2H2O，反应①为：2HCl（g）+CuO（s） H2O（g）+CuCl2（s）△H1，反应②生成1molCl2（g）的反应热为△H2，则反应热化学方程式为：CuCl2（g）+ O2（g）=CuO（s）+Cl2（g）△H2，根据盖斯定律（①+②）×2可得总反应的热化学方程式：4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）△H=2（△H1+△H2），故答案为：4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）△H=2（△H1+△H2）；II．（1）ZnO悬浊液吸收SO2，ZnSO3受热分解生成ZnO，则ZnSO3受热分解生成ZnO可以循环利用；故答案为：ZnSO3受热分解生成ZnO可以循环利用；（2）①由图2可知，充分吸收烟气后溶液的pH大约为6，由图3判断硫元素的主要存在形式为HSO3﹣；故答案为：HSO3﹣；②cd段发生的主要反应是生成了HSO3﹣，则cd段发生的主要反应是ZnSO3与二氧化硫反应生成Zn（HSO3）2，其反应方程为ZnSO3+SO2+H2O=Zn（HSO3）2；故答案为：ZnSO3+SO2+H2O=Zn（HSO3）2；③ab段ZnO悬浊液含有的少量MgO、CaO，MgO、CaO在水中溶解度较ZnO大，MgO、CaO与SO2反应，即ab段MgO、CaO吸收SO2，所以ab段的pH迅速下降；故答案为：ZnO悬浊液含有的少量MgO、CaO，在水中溶解度较ZnO大，ab段MgO、CaO吸收SO2；④增大另一种反应物的量，可以提高SO2的吸收效率η，所以增大悬浊液中ZnO的量，多次循环吸收均可以提高SO2的吸收效率η；pH越小SO2的吸收效率η越小；故答案为：AB；（3）图中阴离子向b极移动，则b为阳极，所以b极上SO32﹣在阳极失电子生成SO42﹣，其电极方程式为：SO32﹣﹣2e﹣+H2O=SO42﹣+2H+；故答案为：SO32﹣﹣2e﹣+H2O=SO42﹣+2H+．
【分析】I．（1）由图示可知，整个过程为：4HCl+O2=2Cl2+2H2O，反应②生成1molCl2（g）的反应热为△H2，则反应热化学方程式为：CuCl2（g）+ O2（g）=CuO（s）+Cl2（g）△H2，根据盖斯定律（①+②）×2可得总反应的热化学方程式；II．（1）ZnO悬浊液吸收SO2，ZnSO3受热分解生成ZnO；（2）①由图2可知，充分吸收烟气后溶液的pH大约为6，根据图3判断硫元素的主要存在形式；②cd段发生的主要反应是生成了HSO3﹣；③MgO、CaO在水中溶解度较ZnO大，与SO2反应；
④增大另一种反应物的量、多次循环吸收均可以提高SO2的吸收效率η；（3）SO32﹣在阳极失电子生成SO42﹣．
21．【答案】（1）乙
（2）正极；阳极
（3）CH3OH-6e-+H2O=CO2 +6H+；减小
（4）O2+2e-+2H+=H2O2；Fe2++H2O2=Fe3++OH-+ OH；3
（5）2HCHO+2 OH=3H2+2CO2
【解析】【解答】（1）根据电极上的反应可知，甲为燃料电池，化学能转化为电能；乙为电解池，电能转化为化学能；
故答案为：乙。
（2）甲为燃料电池，通入燃料的a电极为负极，通入氧气的b电极为正极，则乙为电解池，X电极为阳极，Y为阴极；
故答案为：正极；阳极。
（3）甲为燃料电池，总反应式为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，正极：O2+4e-+4H+=2H2O，
则负极：CH3OH-6e-+H2O=CO2 +6H+；
故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2 +6H+；减小。
（4）在Y电极上得电子生成H2O2，根据电子守恒、元素守恒可得电极反应式为O2+2e-+2H+=H2O2；乙池中生成经羟基自由基的反应为Fe2++H2O2=Fe3++OH-+ OH，所以产生1mol羟基自由基时，消耗1mol H2O2，根据电极反应可知转移2mol电子，则有关系式为1mol羟基自由基~1mol H2O2~2mol 2e-~ mol CH3OH
故答案为：O2+2e-+2H+=H2O2；Fe2++H2O2=Fe3++OH-+ OH；3。
（5）如果污染物为甲醛(HCHO)，那么其被降解为无害的CO2，根据元素守恒判断另外物质为H2，化学方程式：2HCHO+2 OH=3H2+2CO2；
故答案为：2HCHO+2 OH=3H2+2CO2。
【分析】（1）根据电极上的反应可知，原电池将化学能转化为电能；电解池将电能转化为化学能；
（2）燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应；氧气在正极得电子，发生还原反应；电解池中，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连；
（3）燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应；氧气在正极得电子，发生还原反应；
（4）根据电子守恒、元素守恒书写和计算。
（5）根据元素守恒判断产物，利用原子守恒书写。