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
文档属性
| 名称 | 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 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-28 10:00:54 | ||
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文档简介
专题1《化学反应与能量变化》
一、单选题
1．水煤气变换反应的过程示意图如图所示，下列说法正确的是
A．过程Ⅰ放出能量
B．过程Ⅰ、Ⅱ中均断裂了氧氢键
C．过程Ⅲ中断裂了碳氧键，形成了氧氢键和氢氢键
D．反应物中的化学键全部断裂形成原子，原子再重新结合生成生成物
2．下列做法错误的是
A．84消毒液和洁厕灵混合使用可以收到消毒和清洁的双重效果
B．将银器放入盛有饱和食盐水的铝盆中除去表面的黑色“锈斑”
C．生产桶装纯净水时，可用臭氧杀菌消毒
D．用CC14萃取溴水的溴时，水层必须从分液漏斗的上口倒出
3．下列关于实验现象的描述不正确的是
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B．用锌片作负极，铜片作正极，在溶液中，铜片质量增加
C．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
D．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
4．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是
A．废旧电池回收处理的主要目的之一是防止电池污染环境
B．天然气、沼气都是比较清洁的可再生能源
C．燃料电池、硅太阳能电池都利用了原电池原理
D．镀锌的铁表面有划损时，比不镀锌的铁更易被氧化
5．下列说法正确的是
A．CO能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应
B．1 mol硫酸与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热
C．相同条件下，2mol氢原子所具有的能量大于1mol氢分子所具有的能量
D．101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
6．海泥细菌电池作为一种新型电池是一种新型海洋可再生能源技术。海泥细菌电池可以作为电源在海底原位长期驱动检测仪器进行，在海底仪器电源自供给技术及其长期运行方面具有良好的应用前景，将来可望服务于“透明海洋”研究等海洋开发的诸多方面。下列有关海泥细菌电池的原理不正确的是( )
A．电子在外电路中由B极流向A极
B．正极发生的反应O2+4H++4e﹣═2H2O
C．每当有1mol质子穿过海底沉积层/海水交界面时，A极消耗5.6L O2
D．海水和海泥作为电极电解质一部分富含盐分，导电性高，内阻小，有利于电池电能输出
7．某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，装置如下图所示，下列说法正确的是
A．甲烷燃料电池工作时，负极的电极反应为：
B．电极b上得到的是Cl2
C．标准状况下，每个电池通入且完全反应，理论上最多能得到
D．若将电极a的石墨棒换成Fe棒，NaCl溶液中发生的总反应式为：
8．燃料电池是一种高效环境友好的发电装置。下列说法错误的是
A．氢氧燃料电池的电解质用KOH溶液时，其负极电极反应为2H2-4e-+4OH-=4H2O
B．碱性甲烷燃料电池的正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
C．氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O
D．乙醇燃料电池的常用KOH溶液，该电池的负极反应为C2H5OH-12e-+3H2O=CO2↑+12H+
9．某电动汽车的锂离子电池的正极材料为层状的LiFePO4、负极材料为新型材料石墨烯(LixC6)，电解液为LiClO4的丙烯碳酸酯溶液，在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱出；放电时，Li+从负极脱嵌，经过电解质溶液和离子交换膜嵌入正极；充电时则相反；其工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A．充电时，电极a与电源正极连接，电极b与电源负极连接
B．电池充电时，阳极的电极反应为LiFePO4+xe =Li1-xFePO4+xLi+
C．电池工作时，负极材料质量减少1.4g，转移0.4mol电子
D．充电时，阴极发生氧化反应，电极反应为xLi++xe +C6=LixC6
10．下列说法或表示方法不正确的是
A．盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现
B．在稀溶液中：H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O（l） △H = -57.3kJ/mol，若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ
C．由一定条件下石墨合成金刚石吸热，可知石墨比金刚石稳定
D．在101kPa时，2g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l） △H = –285.8kJ/mol
11．工业上用碱吸一电解法处理硫酸厂烟气中的SO2，先用NaOH溶液吸收SO2，再电解Na2SO3溶液使碱再生，解原理如图所示：
下列说法正确的是
A．电极a上的电极反应式为-2e-+H2O=+2H+
B．电极b上的电极反应式为4OH-+4e-=2H2O+O2↑
C．半透膜I为阳离子交换膜，半透膜II为阴离子交换膜
D．若收集到22.4L气体G，则有1mol M离子移向左室
12．下列实验设计能达到相应实验目的的是
A．关闭a，打开b，可检验装置的气密性 B．比较KMnO4、Cl2、S的氧化性强弱 C．验证铁钉能发生析氢腐蚀 D．检验乙醇消去反应的产物乙烯
A．A B．B C．C D．D
13．中科院 HiNa公司研发的可充电的“钠离子电池”被欧盟评价为“锂电的性能、铅酸的价格”。若放电的总反应为: (Me为某元素符号)，六氟磷酸钠充当电解液，其放电原理如图所示。该电池放电时，下列说法正确的是
A．电流方向为N→用电器→M→电解液→N
B．Na+移向M电极
C．正极反应为：NaMeO2- xe-=Na(1-x)MeO2 +xNa+
D．转移1 mol电子时，有1mol NaxCn被还原
二、填空题
14．(1)利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2设计成如下图所示的原电池，回答下列问题：
①写出正极电极反应式：
②图中X溶液是 ，原电池工作时，盐桥中的 (填“阳”、“阴”)离子向X溶液方向移动。
(2)控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。
请回答下列问题：
①反应开始时，乙中石墨电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为 。
②电流表读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨电极上的反应式为 。
(3)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 。
15．（1）N2H4和H2O2混合可作火箭推进剂，已知：16g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出310.6kJ的热量；2H2O2(l)=O2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－196.4kJ·mol－1。反应N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1。N2H4和H2O2反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为 。
（2）已知拆开1mol氢气中的化学键需要消耗436kJ能量，拆开1mol氧气中的化学键需要消耗498kJ能量，根据下面的能量图，回答下列问题：：
分别写出①、②的数值：① kJ；② kJ。
（3）已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1275.6kJ·mol－1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0kJ·mol－1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 。
（4）实验室用50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL某浓度的NaOH溶液在如图所示装置中反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。该装置有两处明显的错误，其中一处是缺少一种玻璃仪器，该仪器的名称为 ；实验室提供了0.50mol·L-1和0.55mol·L-1两种浓度的NaOH溶液，应选择 mol·L-1的NaOH溶液进行实验。
16．化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：
（1）电动汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态铜的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。放电时总反应为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O
① 写出放电时负极的电极反应式： ；
② 铅蓄电池放电时，溶液的pH将 （填增大、减小或不变）。当外电路上有0.5mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为 。
③ 放电完后，对该电池进行充电，在连接电源的负极一端生成 。(填“Pb”或“PbO2”)
（2）下图是某宇宙飞船中使用的氢氧燃料电池。其导电介质为KOH，总反应为：2H2 + O2=2H2O。
① 则负极通入的是 ，(填“H2”或“O2”)负极电极反应式为： ，正极电极反应式为： 。
②如把导电介质改为稀H2SO4，则电极反应式为：负极 ，正极 。
17．铝和氢氧化钠都是重要的工业产品。请回答：
(1)工业冶炼铝的化学方程式是 。
(2)可用阳离子交换膜法电解饱和食盐水制NaOH，其工作原理如左下图所示。
①请写出A、B两处物质的名称或化学式：A 、B
②请写出电解食盐水的离子方程式
(3)以镁条、铝片为电极，以NaOH溶液为电解质溶液设计的原电池如上中图。
①负极材料为 (填Mg或Al)。
②该原电池的总反应式为
(4)铝—空气燃料电池可用于电动汽车，通常以NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，通入空气的极为正极(如右上图)，则
负极的电极反应式为 ；
正极的电极反应式为 。
18．和都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示。若生成的乙烯和乙烷的体积比为，则消耗的和的体积比为 。
19．回答下列问题
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s) ΔH1
反应Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH2=＋72.49 kJ·mol-1
总反应：2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH3=-86.98 kJ·mol-1
则反应Ⅰ的ΔH1= kJ·mol-1。
(2)氢气可将CO2还原为甲烷，反应为CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)。ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会 (填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能垒步骤的化学方程式为 。
(3)已知CO(g)、CH4(g)、CH3CHO(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1、890.31 kJ·mol-1、1167.9 kJ·mol-1，则乙醛的分解反应CH3CHO(l) CH4(g)＋CO(g)的ΔH= 。
(4)已知断开1 mol H-H键、1 mol N-H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是 。
20．某小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
(1)该电解槽的阳极反应为 ，此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
(2) 制得的氢氧化钾溶液从出口 (填写“A”、“B”、“C”、“D”)导出，制得的氧气从出口 (填写“A”、“B”、“C”、“D”)导出。
(3)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因 。
(4)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应为
21．如图所示，某同学设计一个甲醚(CH3OCH3)燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
(1)通入氧气的电极为 极，写出其电极反应式 。
(2)铁电极为 极，石墨电极(C)的电极反应式为 。
(3)反应一段时间后，乙装置中生成NaOH主要在 极区(填电极材料)。
(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中阳极上电极反应式为 ， 。反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
22．化学反应都会伴随能量变化，还可以进行化学能与热能、电能、光能等各种形式能量之间的转化。
(1)化学家借助太阳能产生的电能和热能，用空气和水作原料成功地合成了氨气。下列说法错误的是_______
A．该过程中电能转化为了化学能 B．该过程属于氮的固定
C．太阳能为可再生资源 D．断裂键会释放出能量
(2)下列反应中，生成物总能量高于反应物总能量的是_______
A．强酸强碱的中和反应 B．酒精燃烧
C．与氯化铵(s)混合 D．催化氧化制取
(3)研究表明，在一定条件下，气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是_______
A．比更稳定
B．转化为，反应条件一定要加热
C．
D．加入催化剂，可以减小反应的热效应
(4)已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下所示：
①
②
①的燃烧热为 。
②完全燃烧生成液态水时 (填“>、<或=”，下同)，相同条件下，等质量与完全燃烧，热值： 。
③转化为反应的 。
(5)是大气污染物之一，通过化学方法消除污染是当今环境化学研究的热点：产生的原因之一是汽车发动机工作时引发和反应，根据表中数据，书写反应的热化学方程式： 。
物质
键能 954 498 630
(6)科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
则甲烷直接将还原为的热化学方程式为 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】A．由示意图可知，过程Ⅰ为水分子破坏氢氧键的过程，化学键被破坏需要吸收能量，故A错误；
B．由示意图可知，过程Ⅰ、Ⅱ中都存在水分子氢氧键被破坏的过程，故B正确；
C．由示意图可知，过程Ⅲ中存在碳氧键的形成过程，没有碳氧键的断裂过程，故C错误；
D．由示意图可知，反应中一氧化碳没有发生化学键的断裂，只有化学键的形成，故D错误；
故选B。
2．A
【详解】A．84消毒液主要成分是NaClO，具有氧化性，洁厕灵主要成分是盐酸，具有还原性，两者混合会发生氧化还原反应生成有毒气体氯气，降低了消毒和清洁效果，A项错误；
B．银器放入盛有饱和食盐水的铝盆中形成原电池，铝为负极，银器为正极，银器发生还原反应除去表面的黑色“锈斑”，B项正确；
C．臭氧有强氧化性，具有杀菌消毒的的作用，故生产纯净水可用于消毒，C项正确；
D．用CCl4萃取溴水的溴时，CCl4与水分层且CCl4的密度大于水的密度，故CCl4在下层，从下口放出，水层在上层，因此从分液漏斗的上口倒出，D项正确。
故选A。
3．D
【详解】A．铜片和铁片紧靠并浸入稀H2SO4中，铜片上的H+获得由铁片传递过来的电子：2H++2e-=H2↑，所以可观察到铜片表面出现气泡，A正确；
B．锌片作负极，铜片作正极，发生反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu，生成的Cu在铜片上析出使其质量增加，B正确；
C．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，发生反应Zn+Cu2+ =Zn2++Cu，置换出的Cu与剩余的Zn接触，在盐酸中构成了原电池，加速2H++2e-=H2↑反应，可观察到气泡放出的速率加快，C正确；
D．铜片插入FeCl3溶液中，发生的反应是Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，并没有单质铁的析出，D错误；
故答案选D。
4．A
【详解】A．废旧电池含有大量重金属，回收处理可防止电池污染地下水和土壤，故A正确；
B．天然气是化石能源，是不可再生能源，故B错误；
C．燃料电池利用了原电池原理，但硅太阳能电池是直接将太阳能转化成电能，没有利用原电池原理，故C错误；
D．镀锌的铁表面有划损时，发生电化学腐蚀，锌做负极，铁做正极，铁被保护，不易被氧化，故D错误；
故选A。
5．C
【详解】A. CO能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是放热反应，故A错误；
B. 1 mol 硫酸与1mol Ba(OH)2 完全中和生成硫酸钡沉淀和2molH2O，同时SO和Ba2＋反应生成BaSO4，需要放出热量，所以放出的热量不是中和热，故B错误；
C. 相同条件下，2个氢原子易反应生成更稳定的氢分子，并放出热量，2mol氢原子所具有的能量大于1mol氢分子所具有的能量，故C正确；
D. 101 kPa时，1 mol碳完全燃烧生成稳定的氧化物即二氧化碳所放出的热量为碳的燃烧热，故D错误；
故选C。
6．C
【分析】由图可知，A极氧气得电子生成水，为正极；B极失电子为负极；以此解答。
【详解】A．由分析可知，A极是正极，B极是负极，电子由负极B经过用电器流向正极A，故A正确；
B．A极是原电池正极，正极上O2得电子生成H2O，电极反应式为O2+4H++4e﹣═2H2O，故A正确；
C．当有1mol质子穿过海底沉积层/海水交界面时，电路中转移1mol电子，正极反应式为O2+4H++4e﹣═2H2O，则A极消耗0.25molO2，标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol＝5.6L，但选项中没有已知气体的存在状态，所以A极消耗O2的体积不一定是5.6L，故C错误；
D．海水和海泥作为电极电解质一部分富含盐分，可增强水的导电性，减小导电阻力，有利于电池电能及时输出，故D正确；
故选：C。
7．A
【分析】燃料电池中通入燃料一极为负极，通入O2一极为正极，与负极相连的b为电解池阴极，正极相连的a 为电解池阳极，据此可分析解答。
【详解】A．甲烷燃料电池工作时，负极甲烷失电子被氧化，电极反应为： CH4 8e +10OH =7H2O+，A选项正确；
B．b连接通入CH4的燃料电池的负极，b为阴极，H2O中H+在此得电子被还原为H2，B选项错误；
C．根据电子得失守恒可知CH4~~8e-~4H2，所以标准状况下，每个电池通入 1L CH4且完全反应，理论上最多能得到 4LH2，C选项错误；
D．若将a的石墨换成Fe棒，则Fe作为活性电极自身失电子被氧化，发生反应，D选项错误；
答案选A。
8．D
【详解】A．氢氧燃料电池的电解质用KOH溶液时，参与负极反应，电极反应式为：，参与正极反应，电极反应式为：，A正确；
B．碱性甲烷燃料电池中甲烷参与负极反应，参与正极反应，电极反应式为：，B正确；
C．氢氧燃料电池参与负极反应，电极反应式为：，参与正极反应，电极反应式为：，电池的总反应为：，C正确；
D．乙醇燃料电池的电解质为KOH溶液时，参与负极反应，电极反应式为：，D错误；
答案为：D。
9．A
【详解】A．正极材料为层状的LiFePO4，负极材料为新型材料石墨烯(LixC6)，a是正极、b是负极，故充电时，电极a与电源正极连接，电极b与电源负极连接，故A正确；
B．电池充电时，a是阳极，阳极发生氧化反应，故其电极反应为LiFePO4-xe =Li1-xFePO4+xLi+，故B错误；
C．电池工作时，负极的电极反应为：LixC6-xe =xLi++C6，锂变成Li+离开负极，故材料质量减少1.4g是Li+的质量，转移n(e )=n(Li+)==0.2mol，故C错误；
D．充电时，阴极发生还原反应，电极反应为xLi++xe +C6=LixC6，故D错误；
故选A。
10．D
【详解】A．盖斯定律是指化学反应的焓变与反应的途径无关，只与反应的始态和终态有关，故实质上是能量守恒定律的体现，A正确；
B．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l) = -57.3kJ/mol，由于浓硫酸稀释过程中也将放出热量，故若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ，B正确；
C．由一定条件下石墨合成金刚石吸热，说明等质量的石墨具有的能量比金刚石低，能量越低越稳定，故石墨比金刚石稳定，C正确；
D．热化学方程式中的焓变与反应物的物质的量成正比，故在101kPa时，2g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：H2(g)＋O2(g)＝H2O(l) = –285.8kJ/mol或者2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) = –571.6kJ/mol，D错误；
故答案为：D。
11．A
【分析】电解池左侧产出浓硫酸，说明电极a上生成H2SO4，即通过半透膜Ⅰ进入左侧，在a电极上被氧化生成，则电极a上的电极反应式为+2H+，电极a为阳极，电极b为阴极，水电离出的氢离子在阴极放电生成氢气，电极反应为电极反应为。
【详解】A．由上述分析可知，电极a上的电极反应式为+2H+，故A正确；
B．由上述分析可知，电极b上的电极反应式为，故B错误；
C．通过半透膜Ⅰ进入左侧得到浓硫酸，则半透膜Ⅰ为阴离子交换膜，钠离子透过半透膜Ⅱ进入右侧，得到浓NaOH溶液，则半透膜Ⅱ为阳离子交换膜，故C错误；
D. 气体G为H2，未指明氢气是否处于标准状况下，无法计算氢气的物质的量，从而无法计算转移的M离子的物质的量，故D错误；
答案选A。
12．B
【详解】A．橡胶管使分液漏斗中液面以上和蒸馏烧瓶中压强相等，关闭a，无论气密性是否良好，分液漏斗中的水都可以滴下来，A错误；
B．若实验过程中发现Na2S溶液中产生黄色浑浊，说明浓盐酸被KMnO4氧化得到Cl2，Cl2又氧化S2-得到S单质，可以说明氧化性KMnO4＞Cl2＞S，B正确；
C．食盐水为中性，铁钉在中性环境发生吸氧腐蚀，C错误；
D．挥发出的乙醇也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法证明是否产生乙烯，D错误；
综上所述答案为B。
13．A
【分析】NaxCn可看成合金，假设两种元素化合价均为0价，由总反应可知，Na元素化合价由0价升高到+1（NaMeO2），故电极M为负极；Na(1-x)MeO2在正极得电子生成NaMeO2，其中Me元素化合价降低，故电极N为正极。
【详解】A．根据分析知，电极M为负极，N为正极，故电子由M流向N极，电流方向与电子方向相反，即由N极经用电器流入M极，再经电解液流回N极，形成闭合回路，A正确；
B．根据原电池原理，阳离子移向正极，故Na+移向N极，B错误；
C．由分析知，正极为Na(1-x)MeO2得电子生成NaMeO2，电极反应为：Na(1-x)MeO2+xNa++xe-= NaMeO2，C错误；
D．根据转移电子关系：NaxCn ~ xe-，故1 mol电子转移时，有 mol NaxCn被氧化，D错误；
故答案选A。
14． 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ FeCl3 阳 氧化 2I－－2e－===I2 I2＋2e－===2I－ O2＋4e－＋4H＋===2H2O
【分析】(1)该反应中，Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以Cu作负极，不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，FeCl3溶液为电解质溶液，以此解答该题；
(2)①反应开始时，乙中碘离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2I--2e-=I2，Fe3+被还原成Fe2+，则发生还原反应，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+；②反应达到平衡后，向甲中加入适量FeCl2固体，Fe2+浓度增大，平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+；
(3)该反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、O元素化合价由0价变为-2价，要将该反应设计成原电池，Cu作负极，正极上氧气得电子发生还原反应，据此分析解答。
【详解】(1)①该反应中，Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以Cu作负极，不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，因此C为正极，发生还原反应，电极方程式为2Fe3++2e-=2Fe2+， 故答案为2Fe3++2e-=2Fe2+；
②铜被氧化，应为原电池负极，由装置图可知，Y是氯化铜溶液，电解质溶液X是FeCl3，右池是正极池，所以盐桥中的阳离子向X溶液方向(正极)移动，故答案为FeCl3；阳；
(2)①反应开始时，乙中碘离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2I--2e-=I2，Fe3+被还原成Fe2+，则发生还原反应，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+，故答案为氧化；2I--2e-=I2；
②反应达到平衡后，电流表读数为0，向甲中加入适量FeCl2固体，Fe2+浓度增大，平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+，发生2Fe2+-2e-=2Fe3+，甲为负极，乙中的石墨作正极，电极反应式为：I2+2e-=2I-，故答案为I2+2e-=2I-；
(3)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、O元素化合价由0价变为-2价，要将该反应设计成原电池，Cu作负极，正极上氧气得电子发生还原反应，因为在酸性条件下，所以氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为4H++O2+4e-═2H2O，故答案为4H++O2+4e-═2H2O。
【点睛】本题的易错点为(2)，要注意平衡后改变条件对平衡的影响，按照平衡的移动方向分析发生的氧化还原反应。
15． 621.2 N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H= 817.6kJ mol 1 1370 1852 CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-549.8kJ·mol－1 环形玻璃搅拌棒 0.55
【分析】先写出液态联氨燃烧的热化学方程式，然后根据盖斯定律来解答；根据断开化学键吸收能量，形成化学键释放能量分析解答；根据燃烧热的概念及盖斯定律计算书写热化学方程式；根据量热计的构造及原理分析解答。
【详解】（1）16g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出310.6kJ的热量，热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)，△H= 621.2kJ mol 1 ①；2H2O2(l)=O2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－196.4kJ·mol－1 ②；根据盖斯定律，①+②得：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H= 817.6kJ mol 1，故答案为： 621.2；N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H= 817.6kJ mol 1；
（2）如图所示，断开2mol氢气、1mol氧气中的化学键需要吸收的能量为：436kJ×2+498kJ=1370kJ，形成2mol水释放的能量为：1370kJ+482kJ=1852kJ，故答案为：1370；1852；
（3）甲醇燃烧热是指1mol甲醇完全反应生成气态二氧化碳和液态水时放出的热量，根据盖斯定律①×1/2-②×2得：CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝(－1275.6kJ·mol－1)×1/2-(＋44.0kJ·mol－1)×2=-549.8kJ·mol－1，故答案为：CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-549.8kJ·mol－1；
（4）根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒；实验室提供了0.50mol L 1和0.55mol L 1两种浓度的NaOH溶液，为了使反应充分，NaOH应过量，所以选择0.55mol L 1的溶液进行实验，故答案为：环形玻璃搅拌棒；0.55。
16． Pb -2e- + SO42- = PbSO4 增大 0.5mol Pb H2 H2 -2e- + 2OH- =2H2O O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- H2 – 2e- = 2H+ O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O
【详解】（1）①因为放电时总反应为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O，Pb失电子发生负极反应，产生的Pb2+在H2SO4溶液中结合SO42-生成难溶于水的PbSO4，故其负极反应式为：Pb -2e- + SO42- = PbSO4；②根据电池反应式知，硫酸参加反应，且反应中生成水，导致溶液中氢离子浓度减小，则溶液的pH增大；根据反应Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O，转移2mol电子时，消耗2mol H2SO4，当外电路上有0.5mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为0.5mol；③ 放电完后，对该电池进行充电，在连接电源的负极一端是阴极，阴极发生的电极反应式为：PbSO4 +2e- = Pb + SO42-，则阴极上生成Pb；
（2）① 则负极通入的是H2，碱性条件下氢气失去电子生成的氢离子与氢氧根离子结合生成水，则负极电极反应式为：H2 -2e- + 2OH- =2H2O；正极氧气得电子产生氢氧根离子，电极反应式为：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-；②如把导电介质改为稀H2SO4，酸性条件下氢气在负极失电子产生氢离子，电极反应式为：H2 – 2e- = 2H+；氧气在正极得电子产生的氢氧根离子与氢离子结合生成水，电极反应式为：O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O。
17． 2Al2O3 4Al +3O2 ↑ 浓NaCl 浓NaOH 2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+H2↑+Cl2↑ Al 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 2Al-6e-+6OH-=Al2O3+3H2O O2+4e-+2H2O=4OH-
【详解】（1）工业冶炼铝为电解熔融的Al2O3，方程式为2Al2O3 4Al +3O2 ↑；
（2）阳离子交换法电解NaCl，阳极失电子得到Cl2，阴极得电子得到H2，根据图可以分析，将浓NaCl通入A侧，稀NaOH通入B侧，可以得到浓NaOH，故A通入的是浓NaCl，B流出的是浓NaOH。电解食盐水的方程式为2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+H2↑+Cl2↑。
（3）以镁条、铝片为电极，以NaOH溶液为电解质溶液设计的原电池，因为Al可以和NaOH发生反应，故Al为负极，Mg为正极，电极总反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
（4）铝—空气燃料电池可用于电动汽车，通常以NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，通入空气的极为正极，总反应为4Al+3O2=2Al2O3，负极反应为2Al-6e-+6OH-=Al2O3+3H2O，正极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
18．6：5
【详解】由球棍模型知，阳极的反应物为甲烷，生成物为乙烷、乙烯和水；生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，即物质的量之比为2∶1，设物质的量分别为2mol、1mol，由碳原子守恒知消耗的CH4的物质的量为n(CH4)=2[n(C2H4)+n(C2H6)]=(2mol+1mol)×2=6mol，2个CH4生成1个C2H4转移电子4个，2个CH4生成1个C2H6转移电子2个，转移电子的物质的量为2mol×4+1mol×2=10mol，则阴极CO2转化为CO转移电子也为10mol，1个CO2转化为1个CO转移电子2个，消耗CO2物质的量为10mol÷2=5mol，则消耗的CH4和CO2的物质的量之比为6∶5，即体积比为6∶5；
故答案为：6∶5。
19．(1)-159.47
(2) 吸收热量 ·OH＋·H=H2O(g)
(3)＋5.41 kJ·mol-1
(4)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
【详解】（1）根据盖斯定律总反应-反应Ⅱ可得反应Ⅰ的ΔH1=-86.98 kJ·mol-1-72.49 kJ·mol-1=-159.47 kJ·mol-1；
（2）据图可知物质吸附在催化剂形成过渡态后能量变高，所以该过程中吸收热量；据图可知第三步反应时能垒最小，相应的化学方程式为·CO+·OH＋·H+3H2(g)=·CO+3H2(g)+H2O(g)，即·OH＋·H=H2O(g)；
（3）CO(g)、CH4(g)、CH3CHO(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1、890.31 kJ·mol-1、1167.9 kJ·mol-1，则有：①CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890.31kJ·mol-1
③CH3CHO(l)+O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1167.9kJ·mol-1
根据盖斯定律③-②-①可得CH3CHO(l) CH4(g)＋CO(g)的ΔH=(-1167.9+890.31+283.0)kJ·mol-1=+5.41kJ·mol-1；
（4）在反应N2+3H2 2NH3中，断裂3molH-H键、1molN三N键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2molNH3时共形成6molN-H键，放出的能量为：6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量=2346kJ-2254kJ=92kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1。
20． 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 小于 D B H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大 O2＋2H2O＋4e－===4OH－
【分析】(1)电解时，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力，阳极上失电子发生氧化反应；根据阴阳离子的移动方向，通过相同电量时，阴阳离子交换的个数判断。
(2)根据氢氧化钠和氧气生成的电极判断导出口。
(3)根据放电的离子判断PH增大的原因。
(4)燃料原电池中，正极上氧化剂得电子发生还原反应，写出相应的电极反应式，注意结合电解质溶液的酸碱性书写。
【详解】（1）电解时，阳极上失电子发生氧化反应，反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数。
故答案为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；小于；
（2）氢氧化钾在阴极生成，所以在D口导出；氧气在阳极生成，且氧气是气体，所以从B口导出。
故答案为：D；B；
（3）通电开始后，阴极上氢离子放电生成氢气，氢离子来自于水，所以促进水的电离，导致溶液中氢氧根离子的浓度大于氢离子的浓度，所以溶液的pH值增大。
故答案为：H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大；
（4）燃料原电池中，燃料在负极上失电子发生氧化反应，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，该燃料原电池中，氧气是氧化剂，所以氧气在正极上得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
故答案为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
21．(1) 正 O2+4e-+2H2O=4OH-
(2) 阴 2Cl--2e-=Cl2↑
(3)铁
(4) Zn-2e-=Zn2＋ Cu-2e-=Cu2＋ 减小
【分析】甲池为燃料电池，通氧气的Pt电极为正极，通甲醚的Pt电极为负极；乙池中，Fe电极与负极相连，则为阴极，C电极为阳极；丙池中，精铜为阴极，粗铜为阳极。
【详解】（1）由分析可知，通入氧气的电极为正极，在正极，O2得电子产物与电解质反应，生成OH-，其电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-。答案为：正；O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）由分析可知，铁电极与电源负极相连，则为阴极，石墨电极(C)为阳极，在阳极，Cl-失电子生成Cl2，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑。答案为：阴；2Cl--2e-=Cl2↑；
（3）反应一段时间后，乙装置中，阴极(铁电极)上水电离产生的H+得电子生成H2，大量的OH-留在阴极区，所以生成NaOH主要在铁极区。答案为：铁；
（4）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中阳极上Zn、Cu失电子生成相应的金属离子，而Ag成为阳极泥，电极反应式为Zn-2e-=Zn2＋，Cu-2e-=Cu2＋。反应一段时间，溶液中有一部分硫酸铜被硫酸锌所代替，从而使硫酸铜溶液浓度将减小。答案为：Zn-2e-=Zn2＋；Cu-2e-=Cu2＋；减小。
22．(1)D
(2)C
(3)C
(4) /mol < >
(5)N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH =+192
(6)CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ mol -1
【详解】（1）A．化学家借助太阳能产生的电能和热能，用空气和水作原料成功地合成了氨气，该过程中电能转化为了化学能，故A正确；
B．将游离态的氮转化为化合态氮的过程为氮的固定，空气中的氮气转化为氨气的过程是氮的固定过程，故B正确；
C．太阳能为可再生资源，故C正确；
D．断裂N≡N键会吸收出能量，故D错误；
故选D。
（2）A．强酸强碱的中和反应是放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，故A不选；
B．酒精燃烧是放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，故B不选；
C．Ba(OH)2 8H2O(s)与氯化铵(s)混合是吸热反应，生成物总能量高于反应物总能量，故C选；
D．SO2催化氧化制取SO3是放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，故D不选；
故选C。
（3）A．从图中可以看出，CNH的能量比HCN高，则HCN更稳定， A不符合题意；
B．HCN(g)CNH(g)，反应物的总能量低于生成物的总能量，则反应为吸热反应，但吸热反应不一定需要加热，可能从周围环境中吸收能量，B不符合题意；
C．HNC(g)=HCN(g) ΔH=-186.5 kJ mol 1+127.2 kJ mol 1=-59.3kJ mol 1，C符合题意；
D．加入催化剂，不能改变反应的热效应，D不符合题意；
故选C。
（4）①燃烧热是指1mol可燃物和氧气完成反应生成稳定氧化物所放出的热量，由① 可知，的燃烧热为/mol；
② ，分析可知转化成时要吸收能量，则完全燃烧生成液态水时放热小于6590kJ， <6590kJ，相同条件下，等质量的 与完全燃烧，① ，计算1g乙炔完全燃烧放热=50kJ； ，1g苯完全燃烧放热=42kJ，放热更多，热值：>；
③依据盖斯定律①-②得到：6=2 。
（5）反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)，由反应热等于反应物断键吸收的能量-生成物成键放出的能量=954+498-2630=+192。
（6）由盖斯定律(①+②)× 得到CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ mol -1。
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．水煤气变换反应的过程示意图如图所示，下列说法正确的是
A．过程Ⅰ放出能量
B．过程Ⅰ、Ⅱ中均断裂了氧氢键
C．过程Ⅲ中断裂了碳氧键，形成了氧氢键和氢氢键
D．反应物中的化学键全部断裂形成原子，原子再重新结合生成生成物
2．下列做法错误的是
A．84消毒液和洁厕灵混合使用可以收到消毒和清洁的双重效果
B．将银器放入盛有饱和食盐水的铝盆中除去表面的黑色“锈斑”
C．生产桶装纯净水时，可用臭氧杀菌消毒
D．用CC14萃取溴水的溴时，水层必须从分液漏斗的上口倒出
3．下列关于实验现象的描述不正确的是
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B．用锌片作负极，铜片作正极，在溶液中，铜片质量增加
C．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
D．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
4．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是
A．废旧电池回收处理的主要目的之一是防止电池污染环境
B．天然气、沼气都是比较清洁的可再生能源
C．燃料电池、硅太阳能电池都利用了原电池原理
D．镀锌的铁表面有划损时，比不镀锌的铁更易被氧化
5．下列说法正确的是
A．CO能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应
B．1 mol硫酸与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热
C．相同条件下，2mol氢原子所具有的能量大于1mol氢分子所具有的能量
D．101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
6．海泥细菌电池作为一种新型电池是一种新型海洋可再生能源技术。海泥细菌电池可以作为电源在海底原位长期驱动检测仪器进行，在海底仪器电源自供给技术及其长期运行方面具有良好的应用前景，将来可望服务于“透明海洋”研究等海洋开发的诸多方面。下列有关海泥细菌电池的原理不正确的是( )
A．电子在外电路中由B极流向A极
B．正极发生的反应O2+4H++4e﹣═2H2O
C．每当有1mol质子穿过海底沉积层/海水交界面时，A极消耗5.6L O2
D．海水和海泥作为电极电解质一部分富含盐分，导电性高，内阻小，有利于电池电能输出
7．某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，装置如下图所示，下列说法正确的是
A．甲烷燃料电池工作时，负极的电极反应为：
B．电极b上得到的是Cl2
C．标准状况下，每个电池通入且完全反应，理论上最多能得到
D．若将电极a的石墨棒换成Fe棒，NaCl溶液中发生的总反应式为：
8．燃料电池是一种高效环境友好的发电装置。下列说法错误的是
A．氢氧燃料电池的电解质用KOH溶液时，其负极电极反应为2H2-4e-+4OH-=4H2O
B．碱性甲烷燃料电池的正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
C．氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O
D．乙醇燃料电池的常用KOH溶液，该电池的负极反应为C2H5OH-12e-+3H2O=CO2↑+12H+
9．某电动汽车的锂离子电池的正极材料为层状的LiFePO4、负极材料为新型材料石墨烯(LixC6)，电解液为LiClO4的丙烯碳酸酯溶液，在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱出；放电时，Li+从负极脱嵌，经过电解质溶液和离子交换膜嵌入正极；充电时则相反；其工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A．充电时，电极a与电源正极连接，电极b与电源负极连接
B．电池充电时，阳极的电极反应为LiFePO4+xe =Li1-xFePO4+xLi+
C．电池工作时，负极材料质量减少1.4g，转移0.4mol电子
D．充电时，阴极发生氧化反应，电极反应为xLi++xe +C6=LixC6
10．下列说法或表示方法不正确的是
A．盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现
B．在稀溶液中：H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O（l） △H = -57.3kJ/mol，若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ
C．由一定条件下石墨合成金刚石吸热，可知石墨比金刚石稳定
D．在101kPa时，2g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l） △H = –285.8kJ/mol
11．工业上用碱吸一电解法处理硫酸厂烟气中的SO2，先用NaOH溶液吸收SO2，再电解Na2SO3溶液使碱再生，解原理如图所示：
下列说法正确的是
A．电极a上的电极反应式为-2e-+H2O=+2H+
B．电极b上的电极反应式为4OH-+4e-=2H2O+O2↑
C．半透膜I为阳离子交换膜，半透膜II为阴离子交换膜
D．若收集到22.4L气体G，则有1mol M离子移向左室
12．下列实验设计能达到相应实验目的的是
A．关闭a，打开b，可检验装置的气密性 B．比较KMnO4、Cl2、S的氧化性强弱 C．验证铁钉能发生析氢腐蚀 D．检验乙醇消去反应的产物乙烯
A．A B．B C．C D．D
13．中科院 HiNa公司研发的可充电的“钠离子电池”被欧盟评价为“锂电的性能、铅酸的价格”。若放电的总反应为: (Me为某元素符号)，六氟磷酸钠充当电解液，其放电原理如图所示。该电池放电时，下列说法正确的是
A．电流方向为N→用电器→M→电解液→N
B．Na+移向M电极
C．正极反应为：NaMeO2- xe-=Na(1-x)MeO2 +xNa+
D．转移1 mol电子时，有1mol NaxCn被还原
二、填空题
14．(1)利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2设计成如下图所示的原电池，回答下列问题：
①写出正极电极反应式：
②图中X溶液是 ，原电池工作时，盐桥中的 (填“阳”、“阴”)离子向X溶液方向移动。
(2)控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。
请回答下列问题：
①反应开始时，乙中石墨电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为 。
②电流表读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨电极上的反应式为 。
(3)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 。
15．（1）N2H4和H2O2混合可作火箭推进剂，已知：16g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出310.6kJ的热量；2H2O2(l)=O2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－196.4kJ·mol－1。反应N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1。N2H4和H2O2反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为 。
（2）已知拆开1mol氢气中的化学键需要消耗436kJ能量，拆开1mol氧气中的化学键需要消耗498kJ能量，根据下面的能量图，回答下列问题：：
分别写出①、②的数值：① kJ；② kJ。
（3）已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1275.6kJ·mol－1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0kJ·mol－1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 。
（4）实验室用50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL某浓度的NaOH溶液在如图所示装置中反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。该装置有两处明显的错误，其中一处是缺少一种玻璃仪器，该仪器的名称为 ；实验室提供了0.50mol·L-1和0.55mol·L-1两种浓度的NaOH溶液，应选择 mol·L-1的NaOH溶液进行实验。
16．化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：
（1）电动汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态铜的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。放电时总反应为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O
① 写出放电时负极的电极反应式： ；
② 铅蓄电池放电时，溶液的pH将 （填增大、减小或不变）。当外电路上有0.5mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为 。
③ 放电完后，对该电池进行充电，在连接电源的负极一端生成 。(填“Pb”或“PbO2”)
（2）下图是某宇宙飞船中使用的氢氧燃料电池。其导电介质为KOH，总反应为：2H2 + O2=2H2O。
① 则负极通入的是 ，(填“H2”或“O2”)负极电极反应式为： ，正极电极反应式为： 。
②如把导电介质改为稀H2SO4，则电极反应式为：负极 ，正极 。
17．铝和氢氧化钠都是重要的工业产品。请回答：
(1)工业冶炼铝的化学方程式是 。
(2)可用阳离子交换膜法电解饱和食盐水制NaOH，其工作原理如左下图所示。
①请写出A、B两处物质的名称或化学式：A 、B
②请写出电解食盐水的离子方程式
(3)以镁条、铝片为电极，以NaOH溶液为电解质溶液设计的原电池如上中图。
①负极材料为 (填Mg或Al)。
②该原电池的总反应式为
(4)铝—空气燃料电池可用于电动汽车，通常以NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，通入空气的极为正极(如右上图)，则
负极的电极反应式为 ；
正极的电极反应式为 。
18．和都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示。若生成的乙烯和乙烷的体积比为，则消耗的和的体积比为 。
19．回答下列问题
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s) ΔH1
反应Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH2=＋72.49 kJ·mol-1
总反应：2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH3=-86.98 kJ·mol-1
则反应Ⅰ的ΔH1= kJ·mol-1。
(2)氢气可将CO2还原为甲烷，反应为CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)。ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会 (填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能垒步骤的化学方程式为 。
(3)已知CO(g)、CH4(g)、CH3CHO(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1、890.31 kJ·mol-1、1167.9 kJ·mol-1，则乙醛的分解反应CH3CHO(l) CH4(g)＋CO(g)的ΔH= 。
(4)已知断开1 mol H-H键、1 mol N-H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是 。
20．某小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
(1)该电解槽的阳极反应为 ，此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
(2) 制得的氢氧化钾溶液从出口 (填写“A”、“B”、“C”、“D”)导出，制得的氧气从出口 (填写“A”、“B”、“C”、“D”)导出。
(3)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因 。
(4)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应为
21．如图所示，某同学设计一个甲醚(CH3OCH3)燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
(1)通入氧气的电极为 极，写出其电极反应式 。
(2)铁电极为 极，石墨电极(C)的电极反应式为 。
(3)反应一段时间后，乙装置中生成NaOH主要在 极区(填电极材料)。
(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中阳极上电极反应式为 ， 。反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
22．化学反应都会伴随能量变化，还可以进行化学能与热能、电能、光能等各种形式能量之间的转化。
(1)化学家借助太阳能产生的电能和热能，用空气和水作原料成功地合成了氨气。下列说法错误的是_______
A．该过程中电能转化为了化学能 B．该过程属于氮的固定
C．太阳能为可再生资源 D．断裂键会释放出能量
(2)下列反应中，生成物总能量高于反应物总能量的是_______
A．强酸强碱的中和反应 B．酒精燃烧
C．与氯化铵(s)混合 D．催化氧化制取
(3)研究表明，在一定条件下，气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是_______
A．比更稳定
B．转化为，反应条件一定要加热
C．
D．加入催化剂，可以减小反应的热效应
(4)已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下所示：
①
②
①的燃烧热为 。
②完全燃烧生成液态水时 (填“>、<或=”，下同)，相同条件下，等质量与完全燃烧，热值： 。
③转化为反应的 。
(5)是大气污染物之一，通过化学方法消除污染是当今环境化学研究的热点：产生的原因之一是汽车发动机工作时引发和反应，根据表中数据，书写反应的热化学方程式： 。
物质
键能 954 498 630
(6)科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
则甲烷直接将还原为的热化学方程式为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．由示意图可知，过程Ⅰ为水分子破坏氢氧键的过程，化学键被破坏需要吸收能量，故A错误；
B．由示意图可知，过程Ⅰ、Ⅱ中都存在水分子氢氧键被破坏的过程，故B正确；
C．由示意图可知，过程Ⅲ中存在碳氧键的形成过程，没有碳氧键的断裂过程，故C错误；
D．由示意图可知，反应中一氧化碳没有发生化学键的断裂，只有化学键的形成，故D错误；
故选B。
2．A
【详解】A．84消毒液主要成分是NaClO，具有氧化性，洁厕灵主要成分是盐酸，具有还原性，两者混合会发生氧化还原反应生成有毒气体氯气，降低了消毒和清洁效果，A项错误；
B．银器放入盛有饱和食盐水的铝盆中形成原电池，铝为负极，银器为正极，银器发生还原反应除去表面的黑色“锈斑”，B项正确；
C．臭氧有强氧化性，具有杀菌消毒的的作用，故生产纯净水可用于消毒，C项正确；
D．用CCl4萃取溴水的溴时，CCl4与水分层且CCl4的密度大于水的密度，故CCl4在下层，从下口放出，水层在上层，因此从分液漏斗的上口倒出，D项正确。
故选A。
3．D
【详解】A．铜片和铁片紧靠并浸入稀H2SO4中，铜片上的H+获得由铁片传递过来的电子：2H++2e-=H2↑，所以可观察到铜片表面出现气泡，A正确；
B．锌片作负极，铜片作正极，发生反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu，生成的Cu在铜片上析出使其质量增加，B正确；
C．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，发生反应Zn+Cu2+ =Zn2++Cu，置换出的Cu与剩余的Zn接触，在盐酸中构成了原电池，加速2H++2e-=H2↑反应，可观察到气泡放出的速率加快，C正确；
D．铜片插入FeCl3溶液中，发生的反应是Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，并没有单质铁的析出，D错误；
故答案选D。
4．A
【详解】A．废旧电池含有大量重金属，回收处理可防止电池污染地下水和土壤，故A正确；
B．天然气是化石能源，是不可再生能源，故B错误；
C．燃料电池利用了原电池原理，但硅太阳能电池是直接将太阳能转化成电能，没有利用原电池原理，故C错误；
D．镀锌的铁表面有划损时，发生电化学腐蚀，锌做负极，铁做正极，铁被保护，不易被氧化，故D错误；
故选A。
5．C
【详解】A. CO能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是放热反应，故A错误；
B. 1 mol 硫酸与1mol Ba(OH)2 完全中和生成硫酸钡沉淀和2molH2O，同时SO和Ba2＋反应生成BaSO4，需要放出热量，所以放出的热量不是中和热，故B错误；
C. 相同条件下，2个氢原子易反应生成更稳定的氢分子，并放出热量，2mol氢原子所具有的能量大于1mol氢分子所具有的能量，故C正确；
D. 101 kPa时，1 mol碳完全燃烧生成稳定的氧化物即二氧化碳所放出的热量为碳的燃烧热，故D错误；
故选C。
6．C
【分析】由图可知，A极氧气得电子生成水，为正极；B极失电子为负极；以此解答。
【详解】A．由分析可知，A极是正极，B极是负极，电子由负极B经过用电器流向正极A，故A正确；
B．A极是原电池正极，正极上O2得电子生成H2O，电极反应式为O2+4H++4e﹣═2H2O，故A正确；
C．当有1mol质子穿过海底沉积层/海水交界面时，电路中转移1mol电子，正极反应式为O2+4H++4e﹣═2H2O，则A极消耗0.25molO2，标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol＝5.6L，但选项中没有已知气体的存在状态，所以A极消耗O2的体积不一定是5.6L，故C错误；
D．海水和海泥作为电极电解质一部分富含盐分，可增强水的导电性，减小导电阻力，有利于电池电能及时输出，故D正确；
故选：C。
7．A
【分析】燃料电池中通入燃料一极为负极，通入O2一极为正极，与负极相连的b为电解池阴极，正极相连的a 为电解池阳极，据此可分析解答。
【详解】A．甲烷燃料电池工作时，负极甲烷失电子被氧化，电极反应为： CH4 8e +10OH =7H2O+，A选项正确；
B．b连接通入CH4的燃料电池的负极，b为阴极，H2O中H+在此得电子被还原为H2，B选项错误；
C．根据电子得失守恒可知CH4~~8e-~4H2，所以标准状况下，每个电池通入 1L CH4且完全反应，理论上最多能得到 4LH2，C选项错误；
D．若将a的石墨换成Fe棒，则Fe作为活性电极自身失电子被氧化，发生反应，D选项错误；
答案选A。
8．D
【详解】A．氢氧燃料电池的电解质用KOH溶液时，参与负极反应，电极反应式为：，参与正极反应，电极反应式为：，A正确；
B．碱性甲烷燃料电池中甲烷参与负极反应，参与正极反应，电极反应式为：，B正确；
C．氢氧燃料电池参与负极反应，电极反应式为：，参与正极反应，电极反应式为：，电池的总反应为：，C正确；
D．乙醇燃料电池的电解质为KOH溶液时，参与负极反应，电极反应式为：，D错误；
答案为：D。
9．A
【详解】A．正极材料为层状的LiFePO4，负极材料为新型材料石墨烯(LixC6)，a是正极、b是负极，故充电时，电极a与电源正极连接，电极b与电源负极连接，故A正确；
B．电池充电时，a是阳极，阳极发生氧化反应，故其电极反应为LiFePO4-xe =Li1-xFePO4+xLi+，故B错误；
C．电池工作时，负极的电极反应为：LixC6-xe =xLi++C6，锂变成Li+离开负极，故材料质量减少1.4g是Li+的质量，转移n(e )=n(Li+)==0.2mol，故C错误；
D．充电时，阴极发生还原反应，电极反应为xLi++xe +C6=LixC6，故D错误；
故选A。
10．D
【详解】A．盖斯定律是指化学反应的焓变与反应的途径无关，只与反应的始态和终态有关，故实质上是能量守恒定律的体现，A正确；
B．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l) = -57.3kJ/mol，由于浓硫酸稀释过程中也将放出热量，故若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ，B正确；
C．由一定条件下石墨合成金刚石吸热，说明等质量的石墨具有的能量比金刚石低，能量越低越稳定，故石墨比金刚石稳定，C正确；
D．热化学方程式中的焓变与反应物的物质的量成正比，故在101kPa时，2g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：H2(g)＋O2(g)＝H2O(l) = –285.8kJ/mol或者2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) = –571.6kJ/mol，D错误；
故答案为：D。
11．A
【分析】电解池左侧产出浓硫酸，说明电极a上生成H2SO4，即通过半透膜Ⅰ进入左侧，在a电极上被氧化生成，则电极a上的电极反应式为+2H+，电极a为阳极，电极b为阴极，水电离出的氢离子在阴极放电生成氢气，电极反应为电极反应为。
【详解】A．由上述分析可知，电极a上的电极反应式为+2H+，故A正确；
B．由上述分析可知，电极b上的电极反应式为，故B错误；
C．通过半透膜Ⅰ进入左侧得到浓硫酸，则半透膜Ⅰ为阴离子交换膜，钠离子透过半透膜Ⅱ进入右侧，得到浓NaOH溶液，则半透膜Ⅱ为阳离子交换膜，故C错误；
D. 气体G为H2，未指明氢气是否处于标准状况下，无法计算氢气的物质的量，从而无法计算转移的M离子的物质的量，故D错误；
答案选A。
12．B
【详解】A．橡胶管使分液漏斗中液面以上和蒸馏烧瓶中压强相等，关闭a，无论气密性是否良好，分液漏斗中的水都可以滴下来，A错误；
B．若实验过程中发现Na2S溶液中产生黄色浑浊，说明浓盐酸被KMnO4氧化得到Cl2，Cl2又氧化S2-得到S单质，可以说明氧化性KMnO4＞Cl2＞S，B正确；
C．食盐水为中性，铁钉在中性环境发生吸氧腐蚀，C错误；
D．挥发出的乙醇也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法证明是否产生乙烯，D错误；
综上所述答案为B。
13．A
【分析】NaxCn可看成合金，假设两种元素化合价均为0价，由总反应可知，Na元素化合价由0价升高到+1（NaMeO2），故电极M为负极；Na(1-x)MeO2在正极得电子生成NaMeO2，其中Me元素化合价降低，故电极N为正极。
【详解】A．根据分析知，电极M为负极，N为正极，故电子由M流向N极，电流方向与电子方向相反，即由N极经用电器流入M极，再经电解液流回N极，形成闭合回路，A正确；
B．根据原电池原理，阳离子移向正极，故Na+移向N极，B错误；
C．由分析知，正极为Na(1-x)MeO2得电子生成NaMeO2，电极反应为：Na(1-x)MeO2+xNa++xe-= NaMeO2，C错误；
D．根据转移电子关系：NaxCn ~ xe-，故1 mol电子转移时，有 mol NaxCn被氧化，D错误；
故答案选A。
14． 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ FeCl3 阳 氧化 2I－－2e－===I2 I2＋2e－===2I－ O2＋4e－＋4H＋===2H2O
【分析】(1)该反应中，Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以Cu作负极，不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，FeCl3溶液为电解质溶液，以此解答该题；
(2)①反应开始时，乙中碘离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2I--2e-=I2，Fe3+被还原成Fe2+，则发生还原反应，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+；②反应达到平衡后，向甲中加入适量FeCl2固体，Fe2+浓度增大，平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+；
(3)该反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、O元素化合价由0价变为-2价，要将该反应设计成原电池，Cu作负极，正极上氧气得电子发生还原反应，据此分析解答。
【详解】(1)①该反应中，Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以Cu作负极，不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，因此C为正极，发生还原反应，电极方程式为2Fe3++2e-=2Fe2+， 故答案为2Fe3++2e-=2Fe2+；
②铜被氧化，应为原电池负极，由装置图可知，Y是氯化铜溶液，电解质溶液X是FeCl3，右池是正极池，所以盐桥中的阳离子向X溶液方向(正极)移动，故答案为FeCl3；阳；
(2)①反应开始时，乙中碘离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2I--2e-=I2，Fe3+被还原成Fe2+，则发生还原反应，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+，故答案为氧化；2I--2e-=I2；
②反应达到平衡后，电流表读数为0，向甲中加入适量FeCl2固体，Fe2+浓度增大，平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+，发生2Fe2+-2e-=2Fe3+，甲为负极，乙中的石墨作正极，电极反应式为：I2+2e-=2I-，故答案为I2+2e-=2I-；
(3)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、O元素化合价由0价变为-2价，要将该反应设计成原电池，Cu作负极，正极上氧气得电子发生还原反应，因为在酸性条件下，所以氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为4H++O2+4e-═2H2O，故答案为4H++O2+4e-═2H2O。
【点睛】本题的易错点为(2)，要注意平衡后改变条件对平衡的影响，按照平衡的移动方向分析发生的氧化还原反应。
15． 621.2 N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H= 817.6kJ mol 1 1370 1852 CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-549.8kJ·mol－1 环形玻璃搅拌棒 0.55
【分析】先写出液态联氨燃烧的热化学方程式，然后根据盖斯定律来解答；根据断开化学键吸收能量，形成化学键释放能量分析解答；根据燃烧热的概念及盖斯定律计算书写热化学方程式；根据量热计的构造及原理分析解答。
【详解】（1）16g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出310.6kJ的热量，热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)，△H= 621.2kJ mol 1 ①；2H2O2(l)=O2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－196.4kJ·mol－1 ②；根据盖斯定律，①+②得：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H= 817.6kJ mol 1，故答案为： 621.2；N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H= 817.6kJ mol 1；
（2）如图所示，断开2mol氢气、1mol氧气中的化学键需要吸收的能量为：436kJ×2+498kJ=1370kJ，形成2mol水释放的能量为：1370kJ+482kJ=1852kJ，故答案为：1370；1852；
（3）甲醇燃烧热是指1mol甲醇完全反应生成气态二氧化碳和液态水时放出的热量，根据盖斯定律①×1/2-②×2得：CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝(－1275.6kJ·mol－1)×1/2-(＋44.0kJ·mol－1)×2=-549.8kJ·mol－1，故答案为：CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-549.8kJ·mol－1；
（4）根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒；实验室提供了0.50mol L 1和0.55mol L 1两种浓度的NaOH溶液，为了使反应充分，NaOH应过量，所以选择0.55mol L 1的溶液进行实验，故答案为：环形玻璃搅拌棒；0.55。
16． Pb -2e- + SO42- = PbSO4 增大 0.5mol Pb H2 H2 -2e- + 2OH- =2H2O O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- H2 – 2e- = 2H+ O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O
【详解】（1）①因为放电时总反应为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O，Pb失电子发生负极反应，产生的Pb2+在H2SO4溶液中结合SO42-生成难溶于水的PbSO4，故其负极反应式为：Pb -2e- + SO42- = PbSO4；②根据电池反应式知，硫酸参加反应，且反应中生成水，导致溶液中氢离子浓度减小，则溶液的pH增大；根据反应Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O，转移2mol电子时，消耗2mol H2SO4，当外电路上有0.5mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为0.5mol；③ 放电完后，对该电池进行充电，在连接电源的负极一端是阴极，阴极发生的电极反应式为：PbSO4 +2e- = Pb + SO42-，则阴极上生成Pb；
（2）① 则负极通入的是H2，碱性条件下氢气失去电子生成的氢离子与氢氧根离子结合生成水，则负极电极反应式为：H2 -2e- + 2OH- =2H2O；正极氧气得电子产生氢氧根离子，电极反应式为：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-；②如把导电介质改为稀H2SO4，酸性条件下氢气在负极失电子产生氢离子，电极反应式为：H2 – 2e- = 2H+；氧气在正极得电子产生的氢氧根离子与氢离子结合生成水，电极反应式为：O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O。
17． 2Al2O3 4Al +3O2 ↑ 浓NaCl 浓NaOH 2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+H2↑+Cl2↑ Al 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 2Al-6e-+6OH-=Al2O3+3H2O O2+4e-+2H2O=4OH-
【详解】（1）工业冶炼铝为电解熔融的Al2O3，方程式为2Al2O3 4Al +3O2 ↑；
（2）阳离子交换法电解NaCl，阳极失电子得到Cl2，阴极得电子得到H2，根据图可以分析，将浓NaCl通入A侧，稀NaOH通入B侧，可以得到浓NaOH，故A通入的是浓NaCl，B流出的是浓NaOH。电解食盐水的方程式为2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+H2↑+Cl2↑。
（3）以镁条、铝片为电极，以NaOH溶液为电解质溶液设计的原电池，因为Al可以和NaOH发生反应，故Al为负极，Mg为正极，电极总反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
（4）铝—空气燃料电池可用于电动汽车，通常以NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，通入空气的极为正极，总反应为4Al+3O2=2Al2O3，负极反应为2Al-6e-+6OH-=Al2O3+3H2O，正极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
18．6：5
【详解】由球棍模型知，阳极的反应物为甲烷，生成物为乙烷、乙烯和水；生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，即物质的量之比为2∶1，设物质的量分别为2mol、1mol，由碳原子守恒知消耗的CH4的物质的量为n(CH4)=2[n(C2H4)+n(C2H6)]=(2mol+1mol)×2=6mol，2个CH4生成1个C2H4转移电子4个，2个CH4生成1个C2H6转移电子2个，转移电子的物质的量为2mol×4+1mol×2=10mol，则阴极CO2转化为CO转移电子也为10mol，1个CO2转化为1个CO转移电子2个，消耗CO2物质的量为10mol÷2=5mol，则消耗的CH4和CO2的物质的量之比为6∶5，即体积比为6∶5；
故答案为：6∶5。
19．(1)-159.47
(2) 吸收热量 ·OH＋·H=H2O(g)
(3)＋5.41 kJ·mol-1
(4)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
【详解】（1）根据盖斯定律总反应-反应Ⅱ可得反应Ⅰ的ΔH1=-86.98 kJ·mol-1-72.49 kJ·mol-1=-159.47 kJ·mol-1；
（2）据图可知物质吸附在催化剂形成过渡态后能量变高，所以该过程中吸收热量；据图可知第三步反应时能垒最小，相应的化学方程式为·CO+·OH＋·H+3H2(g)=·CO+3H2(g)+H2O(g)，即·OH＋·H=H2O(g)；
（3）CO(g)、CH4(g)、CH3CHO(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1、890.31 kJ·mol-1、1167.9 kJ·mol-1，则有：①CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890.31kJ·mol-1
③CH3CHO(l)+O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1167.9kJ·mol-1
根据盖斯定律③-②-①可得CH3CHO(l) CH4(g)＋CO(g)的ΔH=(-1167.9+890.31+283.0)kJ·mol-1=+5.41kJ·mol-1；
（4）在反应N2+3H2 2NH3中，断裂3molH-H键、1molN三N键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2molNH3时共形成6molN-H键，放出的能量为：6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量=2346kJ-2254kJ=92kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1。
20． 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 小于 D B H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大 O2＋2H2O＋4e－===4OH－
【分析】(1)电解时，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力，阳极上失电子发生氧化反应；根据阴阳离子的移动方向，通过相同电量时，阴阳离子交换的个数判断。
(2)根据氢氧化钠和氧气生成的电极判断导出口。
(3)根据放电的离子判断PH增大的原因。
(4)燃料原电池中，正极上氧化剂得电子发生还原反应，写出相应的电极反应式，注意结合电解质溶液的酸碱性书写。
【详解】（1）电解时，阳极上失电子发生氧化反应，反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数。
故答案为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；小于；
（2）氢氧化钾在阴极生成，所以在D口导出；氧气在阳极生成，且氧气是气体，所以从B口导出。
故答案为：D；B；
（3）通电开始后，阴极上氢离子放电生成氢气，氢离子来自于水，所以促进水的电离，导致溶液中氢氧根离子的浓度大于氢离子的浓度，所以溶液的pH值增大。
故答案为：H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大；
（4）燃料原电池中，燃料在负极上失电子发生氧化反应，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，该燃料原电池中，氧气是氧化剂，所以氧气在正极上得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
故答案为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
21．(1) 正 O2+4e-+2H2O=4OH-
(2) 阴 2Cl--2e-=Cl2↑
(3)铁
(4) Zn-2e-=Zn2＋ Cu-2e-=Cu2＋ 减小
【分析】甲池为燃料电池，通氧气的Pt电极为正极，通甲醚的Pt电极为负极；乙池中，Fe电极与负极相连，则为阴极，C电极为阳极；丙池中，精铜为阴极，粗铜为阳极。
【详解】（1）由分析可知，通入氧气的电极为正极，在正极，O2得电子产物与电解质反应，生成OH-，其电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-。答案为：正；O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）由分析可知，铁电极与电源负极相连，则为阴极，石墨电极(C)为阳极，在阳极，Cl-失电子生成Cl2，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑。答案为：阴；2Cl--2e-=Cl2↑；
（3）反应一段时间后，乙装置中，阴极(铁电极)上水电离产生的H+得电子生成H2，大量的OH-留在阴极区，所以生成NaOH主要在铁极区。答案为：铁；
（4）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中阳极上Zn、Cu失电子生成相应的金属离子，而Ag成为阳极泥，电极反应式为Zn-2e-=Zn2＋，Cu-2e-=Cu2＋。反应一段时间，溶液中有一部分硫酸铜被硫酸锌所代替，从而使硫酸铜溶液浓度将减小。答案为：Zn-2e-=Zn2＋；Cu-2e-=Cu2＋；减小。
22．(1)D
(2)C
(3)C
(4) /mol < >
(5)N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH =+192
(6)CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ mol -1
【详解】（1）A．化学家借助太阳能产生的电能和热能，用空气和水作原料成功地合成了氨气，该过程中电能转化为了化学能，故A正确；
B．将游离态的氮转化为化合态氮的过程为氮的固定，空气中的氮气转化为氨气的过程是氮的固定过程，故B正确；
C．太阳能为可再生资源，故C正确；
D．断裂N≡N键会吸收出能量，故D错误；
故选D。
（2）A．强酸强碱的中和反应是放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，故A不选；
B．酒精燃烧是放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，故B不选；
C．Ba(OH)2 8H2O(s)与氯化铵(s)混合是吸热反应，生成物总能量高于反应物总能量，故C选；
D．SO2催化氧化制取SO3是放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，故D不选；
故选C。
（3）A．从图中可以看出，CNH的能量比HCN高，则HCN更稳定， A不符合题意；
B．HCN(g)CNH(g)，反应物的总能量低于生成物的总能量，则反应为吸热反应，但吸热反应不一定需要加热，可能从周围环境中吸收能量，B不符合题意；
C．HNC(g)=HCN(g) ΔH=-186.5 kJ mol 1+127.2 kJ mol 1=-59.3kJ mol 1，C符合题意；
D．加入催化剂，不能改变反应的热效应，D不符合题意；
故选C。
（4）①燃烧热是指1mol可燃物和氧气完成反应生成稳定氧化物所放出的热量，由① 可知，的燃烧热为/mol；
② ，分析可知转化成时要吸收能量，则完全燃烧生成液态水时放热小于6590kJ， <6590kJ，相同条件下，等质量的 与完全燃烧，① ，计算1g乙炔完全燃烧放热=50kJ； ，1g苯完全燃烧放热=42kJ，放热更多，热值：>；
③依据盖斯定律①-②得到：6=2 。
（5）反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)，由反应热等于反应物断键吸收的能量-生成物成键放出的能量=954+498-2630=+192。
（6）由盖斯定律(①+②)× 得到CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ mol -1。
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