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14题)
1．化学与生活密切相关。下列叙述正确的是
A．电影银幕用水玻璃浸泡的主要目的是为了防火
B．用加酶洗衣粉除去羊绒衫上的血渍
C．活性炭具有除异味和杀菌作用
D．用工业盐作融雪剂不会加快桥梁的腐蚀
2．已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)ΔH=＋100 kJ·mol-1的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是
A．1molA2(g)和1molB2(g)的总能量一定小于2molAB(s)总能量
B．每形成2 mol A-B键，将吸收b kJ能量
C．每生成2分子AB吸收(a-b) kJ热量
D．1molA2(g)和1molB2(g)的总键能大于2molAB(g)总键能
3．已知断裂中的键需要吸收的能量，断裂中的共价键需要吸收的能量，生成中的键放出的能量。下列说法正确的是
A．断裂中的化学键需要吸收的能量
B．
C．
D．
4．用如图所示装置电解氯化铜溶液(X、Y是碳棒)。下列判断正确的是(　 )
A．X电极为阴极 B．Y电极为负极
C．X电极质量增加 D．Y电极表面发生还原反应
5．如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是
A．放电时，M电极反应为Ni-2e -=Ni2+
B．放电时，Li+由N电极向M电极移动
C．充电时，M电极的质量增加
D．充电时，N电极反应为Li3Bi+3e- = 3Li++ Bi
6．下列有关叙述正确的是
A．测定中和反应的反应热时，可以用稀硫酸与稀溶液反应
B．若用溶液，分别与盐酸和溶液充分反应，两反应测得的中和反应反应热不相等
C．测定中和反应的反应热时，不能用保温杯代替简易量热计
D．为了简化装置，中和反应的反应热测定实验中的搅拌器可以用温度计代替
7．2021年6月17日，神舟十二号载人飞船成功将3名航天员送入中国空间站，这是中国人首次进入自己的空间站。下列说法错误的是
A．太阳电池翼伸展机构用到的是一种新型硅酸盐材料
B．空间站中用将转化为，含离子键和非极性键
C．运载火箭的燃料偏二甲肼()燃烧过程中化学能转化为热能
D．天和核心舱采用电推发动机“燃料”原子核含77个中子
8．为探究浓差原电池的的原理，某同学做如下实验(盐桥中为用琼脂封装的溶液)，电流计指针发生了偏转。下列说法正确的是
A．盐桥中琼脂封装的溶液可替换为KCl溶液
B．左侧烧杯中硝酸银溶液浓度将增大
C．当转移1mol电子时，负极所在的烧杯中溶液增重108g
D．盐桥换成铜丝，电流计指针不偏转
9．某兴趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物，实验装置如图。下列说法不正确的是
A．装置①④中药品均为浓硫酸
B．装置②③中的药品分别是无水硫酸铜、氯化钙
C．加热Y装置前，应先让装置X反应一段时间，排除装置中的空气
D．在锌粒中加入几粒硫酸铜晶体可能加快H2的生成
10．燃烧 1 g 乙醇（液态）生成CO2气体和液态水放出热量为29.7 kJ，则乙醇燃烧的热化学方程式正确的是
A．C2H5OH +3O2 = 2CO2+3H2O △H=－29.7 kJ/mol
B．C2H5OH(l) +3O2 (g) = 2CO2 (g) +3H2O(l) △H=+1366.2 kJ/mol
C．C2H5OH(l) +3O2 (g) = 2CO2 (g) +3H2O(g) △H=+29.7 kJ/mol
D．C2H5OH(l) +3O2 (g) = 2CO2 (g) +3H2O(l) △H=－1366.2 kJ/mol
11．电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。如图所示为离子交换膜电解槽电解饱和食盐水原理示意图，下列有关说法错误的是
A．a接电源的负极，b接电源的正极
B．出口A产生的气体能使湿润的淀粉试纸变蓝
C．出口C得到浓NaOH溶液，出口B收集到的气体为
D．若无阳离子交换膜，电解时电解槽内可能会产生NaClO
12．二茂铁[Fe(C5H5)2，结构简式为[] ，广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图，其中电解液为溶解有溴化钠和环戊二烯( )的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。下列说法错误的是
A．Ni电极与电源负极相连
B．电解制备需要在无水条件下进行
C．电解过程中Br-经电解液向Fe电极迁移
D．电解反应的总化学方程式为：Fe+2 →
13．已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是
A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B．该反应可看作是环境中的热能转化为物质内部的化学能的过程
C．1molA2(g)和1molB2(g)的总键能小于2molAB(g)的总键能
D．该反应一定需要加热到很高的温度才可以发生
14．在适量的中完全燃烧生成液态，放出热量。能正确表示燃烧热的热化学方程式是
A．
B．
C．
D．
二、填空题（共8题)
15．酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉，MnO2，ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据如表所示：
溶解度/(g/100g水)
0 20 40 60 80 100
NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3
ZnCl2 343 395 452 488 541 614
溶度积常数
化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3
Ksp近似值 10-17 10-17 10-39
回答下列问题：
(1)该电池的正极反应式为 ，电池反应的离子方程式为
(2)维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zn g。(已经F＝96500C/mol)
(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过 分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、 和 ，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是 ，其原理是 。
16．低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。结合下列有关图示和所学知识回答：
(1)用催化加氢可以制取乙烯：。
①若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的 (用含a、b的式子表示)。
②又知：相关化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的，则表中的x= 。
化学键 C=O H—H C=C C—H H-O
键能/ 803 436 x 414 464
注：乙烯结构如图：
(2)用表示阿伏加德罗常数，在(气态)完全燃烧生成和液态水的反应中，每有个电子转移时，放出705kJ的热量。其燃烧热的热化学方程式为 。
(3)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
①科学家提出由制取C的太阳能工艺如图所示。
已知“重整系统”发生的反应中，则的化学式为 。
②工业上用和反应合成二甲醚。
已知： ，
，
则 。
(4)二甲醚是重要的化工原料，也可用CO和制得，总反应的热化学方程式如下： 工业中采用“一步法”，通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行：
ⅰ.甲醇合成反应： 。
ⅱ.甲醇脱水反应：
回答下列问题：起始时向容器中投入2molCO和4mol，测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ，此时CO的转化率为 ；试补全甲醇合成反应的热化学方程式： 。
17．2017年12月，我省多地对除电能汽车外的其他小型车辆实行限行，这将大力推动电能汽车时代的开启。请回答下列有关电化学问题。
(1)下图原电池装置中，正极反应式为 。若在工作过程中右侧电极质量增加3.2g，左侧电极质量减少2.4g，则该电池工作时化学能转化为电能的百分比为 。
(2)若将上述电池改进成如下图的装置，可以大大提高电能的转化率，其理由是 。若起始两侧溶液的体积均为100mL，(放电过程中的体积变化忽略不计)，当左侧消耗2.8gFe时，左侧溶液中 。
(3)工业上采用电解NO的方法制备，其工作原理如下图。两极均为Pt电极，为使电解产物全部转化为，需补充。
①阴极上的电极反应式为 。
②若两极上共有22.4L(标准状况发生反应，则生成的质量为 g。
18．氯及其氯的化合物，有广泛的应用。请回答下列问题：
(1)亚氯酸(HClO2)中氯元素的化合价是 ，其电离方程式是 ，NaClO2溶液显 (填“酸性”、“中性”、“碱性”)。
(2)①向新制饱和氯水中加适量CaCO3制取次氯酸，其反应的总的离子方程式是： 。
②可用Cl2除去工业废水中CN- ，生成无污染的CO2和N2，写出反应的离子方程式： 。
(3)CsICl2受热发生非氧化还原反应，则其受热分解的化学方程式是： 。
(4)ClO2是一种黄色极易爆炸的强氧化性气体，较安全的制备方法是：NaClO3+SO2+H2SO4—NaHSO4+ClO2(未配平)，氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
(5)工业上高氯酸可由高氯酸钠和浓硫酸经复分解反应制备：NaClO4+H2SO4(浓)→NaHSO +HClO (易爆)。也可以用铜做阴极、铂做阳极，电解盐酸制备HClO4，写出阳极的电极反应式 。
19．请运用反应热的知识填写下列空白：
(1)已知：(s，白磷)=(s，黑磷) ；
(s，白磷)=(s，红磷) ；
由此推知，其中最稳定的磷单质是 。
(2)①硅粉与HCl在300℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为 。
②在 25℃ 和 101kPa时，4 g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2气体，放出37 kJ的热量，写出表示S燃烧热的热化学方程式： 。
(3)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键 C-H C=O H-H CO(CO)
键能/kJ·mol 1 413 745 436 1075
则该反应的 ΔH = 。
(4)将氢化为有三种方法，对应的反应依次为：
①
②
③
反应③的 ΔH3 = (用ΔH1，ΔH2表示)
(5)①2Cu2O(s) + O2(g) =4CuO(s)　　ΔH1=-277kJ·mol-1
②8CuO(s) + CH4(g)=4Cu2O(s) + CO2(g)＋2H2O(g) 　ΔH2=-348kJ·mol-1
反应CH4(g) +2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)　　ΔH= kJ·mol-1
(6)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式 。

20．回答下列问题
(1)下列过程中属于吸热反应的是 。
①灼热的木炭中通入CO2 ②碘升华 ③石灰石受热分解 ④水蒸气液化⑤Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ ⑥CH4+2O2CO2+2H2O ⑦HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑ ⑧Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
(2)已知14g乙烯完全燃烧应生成CO2(g)和H2O(l)放出放出的热量是705.5kJ的热量， 请写出乙烯燃烧的热化学方程式是： 。
(3)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOX等污染大气，其中生成NO的能量变化如图所示，则图中三种分子最稳定的是 。若反应生成2molNO气体(“吸收”或“放出”) 热量。
(4)如果将燃料燃烧设计成燃料电池就可避免NOX的生成，某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。
①使用时，空气从 口通入(填“A”或“B”)；当外电路通过0.4mol的电子时，消耗O2的体积 L(标况下)。
②假设使用的“燃料”是甲烷(CH4)，a极的电极反应式为 。
21．硅有望成为未来的新能源。回答下列问题：
(1)硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH=-989.32kJ·mol-1。
已知：a．O=O键的键能498.8kJ·mol-1，Si—Si键的键能176498.8kJ·mol-1
b．1molSi中含2molSi—Si键，1molSiO2中含4molSi—O键，
则Si—O键的键能= kJ·mol-1。
(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等。硅光电池是一种把 能转化为 能的装置。
(3)下列对硅作为未来新能源的认识错误的是 (填标号)。
A．硅是固体燃料，便于运输、贮存
B．硅的来源丰富，易于开采且可再生
C．硅燃烧放出的热量大，其燃烧产物对环境污染程度低且易控制
D．自然界中存在大量的单质硅
(4)工业制备纯硅的反应为2H2(g)＋SiCl4(g)=Si(s)＋4HCl(g)ΔH=+240.4kJ·mol-1.若将反应所生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH溶液中恰好完全反应，则在制备纯硅的反应过程中需要吸收的热量为 kJ。
(5)硅与NaOH溶液反应的化学方程式为
22．如下图所示的装置，C、D、E、F都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞液，在F极附近显红色。试回答以下问题：

(1)电源的A极是 ；
(2)写出甲装置中电解反应的总方程式： ；
(3)如果收集乙装置中产生的气体，EF两电极产生的气体的体积比是 ；
(4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是 ，电镀液的主要成分是 (填化学式)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A．水玻璃是硅酸钠溶液，可以作防火剂，A正确；
B．加酶洗衣粉会使羊绒衫(主要成分是蛋白质)发生水解，B错误；
C．活性炭具有吸附性可用于除异味，但不能杀菌，C错误；
D．工业盐是指含杂质(氯化镁、氯化钙等)的氯化钠，作融雪剂会形成以氯化钠为主的电解质溶液，使桥梁发生电化学腐蚀，加快腐蚀，D错误；
综上所述答案为A。
2．D
【详解】A．根据图可知该反应为吸热反应，1molA2(g)和1molB2(g)的总能量小于2molAB(g)总能量，但不一定小于2molAB(s)总能量，故A错误；
B．形成化学键放热，每形成2 mol A-B键，将放出热量b kJ能量，故B错误；
C．每生成2molAB吸收(a-b) kJ热量，故C错误；
D．1molA2(g)和1molB2(g)的总键能减去2molAB(g)总键能等于ΔH=＋100 kJ·mol-1，故D正确；
故答案为D
3．B
【详解】A.由题意可知：生成中的放出的能量，则断裂中的化学键需要吸收能量，但A中未说明水的状态，故A错误；
B.反应焓变等于断裂旧化学键吸收的总能量和形成新化学键所放出的总能量的差值，则，故B正确；
C.因为气态水转化为液态水放热，，则的，故C错误；
D.根据C的分析可知，则的，故D错误；
故答案：B。
4．D
【详解】A．X电极与电池的正极相连，为阳极，A判断错误；
B．Y电极与电池的负极相连，为阴极，B判断错误；
C．X电极上氯离子失电子，生成氯气，电极的质量不变，C判断错误；
D．Y电极表面铜离子得电子，化合价降低，发生还原反应，D判断正确；
答案为D。
5．C
【分析】由题中信息可知，放电时，作原电池，M极由于Li比Ni更活泼，也比N极上的Sb、Bi、Sn更活泼，故M极作负极，电极反应为Li-e- =Li+ ，N极为正极，电极反应为3Li++3e- + Bi=Li3Bi；据此解答。
【详解】A．由上述分析可知，放电时，作原电池，M为负极，M电极反应为Li-e- =Li+ ，故A错误；
B．由上述分析可知，放电时，作原电池，M为负极，N极为正极，阳离子向正极移动，即Li+由M电极向N电极移动，故B错误；
C．充电时，作电解池，M为阴极，得电子发生还原反应，M电极反应为Li++e- =Li，电极质量增大，故C正确；
D．充电时，作电解池，N为阳极，失电子发生氧化反应，N电极反应为Li3Bi-3e- =3Li++ Bi，故D错误；
答案为C。
6．A
【详解】A．测定中和反应的反应热时，用稀的强酸和强碱溶液，可以用稀硫酸与稀NaOH溶液反应，故A正确；
B．可用稀硫酸与稀NaOH溶液、盐酸和稀NaOH溶液反应测定中和热，且两反应测得的中和反应反应热相等，故B错误；
C．测定中和反应的反应热时，需要做好保温措施，防止热量散失，可以用保温杯代替简易量热计，故C错误；
D．温度计不能用于搅拌，故D错误；
故答案为A。
7．A
【详解】A．属于新型陶瓷，不属于硅酸盐材料，故A错误；
B．含有Na+和O之间的离子键和O-O之间的非极性键，故B正确；
C．运载火箭的燃料偏二甲肼()燃烧过程中化学能转化为热能，故C正确；
D．原子核的质量数为131，质子数为54，则含77个中子，故D正确；
故选A。
8．B
【分析】右侧烧杯中硝酸银溶液浓度大，银离子氧化性强，则银离子得电子发生还原反应，银片2电极为正极，则银片1电极为负极，据此回答；
【详解】A．银离子能与氯离子反应产生沉淀，则盐桥中琼脂封装的溶液不可替换为KCl溶液，A错误；
B． 左侧为负极区，银片1电极为负极，负极反应为：，硝酸根离子向负极移动，则左侧烧杯中硝酸银溶液浓度将增大，B正确；
C． 结合选项B，当转移1mol电子时，负极能增加1molAgNO3，所在的烧杯中溶液增重170g，C错误；
D．右侧烧杯中硝酸银溶液浓度大，银离子氧化性强，若盐桥换成铜丝，则右侧烧杯内自发进行、右侧烧杯为原电池装置，铜丝作负极、银片2作正极，而左侧烧杯内就变成电解装置，银片1与电源正极相连为阳极，铜丝与电源负极相连为阴极、电解液为硝酸银溶液，左侧烧杯为铜丝上电镀银的装置了，则电流计指针偏转，D错误；
答案选B。
9．A
【分析】X中产生氢气，先通一段时间氢气排净装置内空气，经过①干燥后进入Y，加热下Y中纯净的氢气和碳酸亚铁反应得到铁、水和二氧化碳气体，反应生成的水用无水硫酸铜检验，为了排除④中水分进入②发生干扰，③是吸水装置，④为检验反应生成的二氧化碳的装置，据此回答；
【详解】A．据分析，装置①中药品为浓硫酸，④中为澄清石灰水，A错误；
B． 据分析，装置②中的药品分别是无水硫酸铜、③中能吸收水份、不吸收二氧化碳的固体干燥剂，则为氯化钙，B正确；
C． 氢气和空气的混合气体点燃会爆炸，加热Y装置前，应先让装置X反应一段时间，排除装置中的空气，C正确；
D． 在锌粒中加入几粒硫酸铜晶体，锌置换出铜、锌、铜和稀硫酸形成原电池，能加快H2的生成，D正确；
答案选A。
10．D
【详解】1g乙醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热29.7kJ，则1mol乙醇，质量为46g，完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为：46×29.7kJ=1366.2kJ，其燃烧热的热化学方程式为：C2H5OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.2kJ mol-1；故选D。
11．A
【详解】A.电解池中，阳离子移向阴极，根据Na+移动方向可知左室为阳极室、右室为阴极室，则a接电源的正极，b接电源的负极，故A项错误；
B.阳极的电极反应式为，出口A产生的气体为，能使湿润的淀粉试纸变蓝，故B项正确；
C.阴极的电极反应式为，出口B收集到，出口C得到浓NaOH溶液，故C项正确；
D.若无阳离子交换膜，与NaOH反应会生成NaCl与NaClO，故D项正确；
故答案选：A。
12．D
【详解】A．结合题给图示电解原理可知，Fe失电子变为亚铁离子，铁作阳极，Ni作阴极，Ni电极与电源负极相连，A正确；
B．中间产物钠可与水反应，所以需要在无水条件下进行，B正确；
C．溴离子为阴离子，电解时阴离子向阳极移动，即向铁电极移动，C正确；
D．依据题给图示信息可知，该电解反应的总反应为：Fe+2+H2↑，D错误；
答案选D。
13．B
【详解】A．从图中可以看出，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，故A错误；
B．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应为吸热反应，可看作是环境中的热能转化为物质内部的化学能的过程，故B正确；
C．反应物中化学键断裂需要吸收能量，生成物中化学键的形成会放出能量，该反应为吸热反应，故断裂反应物中的化学键吸收的能量大于形成生成物中的化学键放出的能量，即1molA2(g)和1molB2(g)的总键能大于2molAB(g)的总键能，故C错误；
D．吸热反应不一定需要加热到很高温度才可以发生，如NaHCO3和盐酸的反应是吸热反应，该反应常温下即可发生，故D错误；
故选B。
14．B
【详解】在适量的中完全燃烧生成液态，放出热量，则2g氢气即1mol在适量的中完全燃烧生成液态，放出285.8kJ热量。表示燃烧热的热化学方程式是必须将氢气物质的量定为1mol，且生成液态水，故B符合题意。
综上所述，答案为B。
15． MnO2＋e—＋H＋＝MnOOH Zn＋2MnO2＋2H＋＝Zn2＋＋2MnOOH 0.05g 加热浓缩、冷却结晶 铁粉 MnOOH 在空气中加热 碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2
【分析】酸性锌锰干电池中，金属锌作负极，碳棒作正极，MnO2在正极得电子生成MnOOH。Zn(OH)2、Fe(OH)2溶度积常数近似相等。
【详解】（1）酸性锌锰干电池中，外壳为金属锌，锌是活泼的金属，锌是负极，电解质显酸性，则负极电极反应式为Zn—2e—＝Zn2＋。中间是碳棒，碳棒是正极，其中二氧化锰得到电子转化为MnOOH，则正极电极反应式为MnO2＋e—＋H＋＝MnOOH，所以总反应式为Zn＋2MnO2＋2H＋＝Zn2＋＋2MnOOH。
（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，则通过的电量是0.5A×300s＝150C，因此通过电子的物质的量是，锌在反应中失去2个电子，则理论消耗Zn的质量是。
（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵。根据表中数据可知氯化锌的溶解度受温度影响较大，因此两者可以通过结晶分离回收，即通过蒸发浓缩、冷却结晶实现分离。二氧化锰、铁粉、MnOOH均难溶于水，因此滤渣的主要成分是二氧化锰、碳粉、MnOOH。由于碳燃烧生成CO2，MnOOH能被氧化转化为二氧化锰，所以欲从中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是在空气中灼烧。
16．(1) -(b-a)kJ/mol 764
(2)
(3) Fe3O4 -130.8
(4) 25%
【详解】（1）①由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，故反应放出热量，-(b-a)kJ/mol；
②根据反应物的总键能-生成物的总键能进行计算，即803×2+436×3-(x+4×414)-4×464=，解得x=764。
（2）C2H4燃烧的反应，根据化合价变化可知1mol C2H4转移电子数为12NA，故其放出的热量为705kJ×2=1410kJ，C2H4燃烧热的热化学方程式为 。
（3）①根据图中信息及，可知CO2转化成C，得到4e-，设FexOy中Fe的化合价为a，FeO转化为FexOy，Fe失去6×(a-2)e-，根据得失电子守恒可得6×(a-2)=4，解得a=，故FexOy为Fe3O4；
②根据盖斯定律可知，2-=-130.8 kJ/mol。
（4）由总反应可知，2molCO反应放出热量206kJ，则当放出热量为51.5kJ时，反应了=0.5molCO，故CO转化率为；总反应减去反应ⅱ可得甲醇合成反应，故甲醇合成反应的热化学方程式 。
17． 避免了负极和电解质溶液直接反应，电子必须通过导线传递到正极才能发生反应，从而提高了电能的转化率 50g
【分析】当负极铁直接与硫酸铜溶液接触时，化学能除了转化为电能以外，还有部分反应直接发生在负极表面，没有实现电能转化，而是转化为热能，结合电极反应，并利用差量法进行计算；
阴离子交换膜只允许阴离子通过，可以避免铁电极和铜离子直接接触；根据电极反应式分别计算两侧溶液中阳离子Fe2+、Cu2+的变化，溶液呈电中性，利用平恒电荷的原则，判断硫酸根移动的物质的量，进而计算左侧硫酸根的浓度；
根据工作原理图，判断阴阳极、写出电极反应式，进而写出总反应式，进行计算。
【详解】铁作负极，电极反应式为：，铜作正极，电极反应式为：，
右侧电极质量增加3.2g，即右侧正极生成0.05mol铜，说明电子转移形成了电流，为实现电能转化的部分，同时左侧负极会消耗0.05mol铁，即铁，但是左侧电极质量仅减少，这说明置换反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu部分直接发生在负极表面，没有实现电能转化，并导致负极增重，根据差量法计算，，直接发生在负极表面的置换反应，消耗铁，生成铜，则化学能转化成电能的百分比为，故答案为：；
阴离子交换膜只允许阴离子通过，可以避免铁电极和铜离子直接接触，避免了在负极表面上直接置换，提高电能的转化率；负极反应式为：，正极反应式为：，当甲池消耗2.8g铁，即铁，会有0.05molFe2+进入溶液，同时乙池溶液中会有0.05molCu2+得电子生成铜单质析出，则会有硫酸根从乙池进入甲池，平恒电荷，则 ，故答案为：避免了负极和电解质溶液直接反应，电子必须通过导线传递到正极才能发生反应，从而提高了电能的转化率合理答案即可得分；；
根据工作原理图，左侧为阴极，NO得电子转化为，阴极反应式：；右侧为阳极，NO失电子转化为，阳极反应式为：，则总反应式为，根据反应方程式中的比例关系可知，若两极共消耗1molNO，则直接生成电解产物，生成，再与通入的氨气反应生成，则最后生成，质量为；故答案为：； 50g。
18． +3价 HClO2 H++ClO 碱性 CaCO3＋2Cl2＋H2O=Ca2++2Cl-＋CO2↑＋2HClO 2CN- + 5Cl2 + 4H2O=2CO2↑+ N2↑+ 10Cl- + 8H+ CsICl2CsCl+ICl 2:1 Cl－＋4H2O-8e-＝ ClO＋8H＋
【详解】（1）亚氯酸中H元素的化合价为+1价，O元素的化合价为-2价，根据正负化合价代数和为0，Cl元素的化合价为+3价；亚氯酸属于弱酸，电离方程式为HClO2H++ ClO；NaClO2属于强碱弱酸盐，其水溶液由于ClO2-的水解呈碱性。
（2）①新制饱和氯水中存在反应：Cl2+H2OHCl+HClO，加入适量CaCO3消耗HCl：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，HCl浓度减小，Cl2与水的反应正向移动，制取HClO，将两反应相加消去HCl，得总反应的离子方程式为：2Cl2+CaCO3+H2O=Ca2++2Cl-+CO2↑+2HClO。
②CN-转化成无污染的CO2和N2，分析化合价，C元素的化合价由+2价升至+4价，N元素的化合价由-3价升至0价，则Cl2被还原成Cl-，写出反应：Cl2+CN-→Cl-+CO2↑+N2↑，根据得失电子守恒配平：5Cl2+2CN-→10Cl-+2CO2↑+N2↑，结合原子守恒和电荷守恒，写出离子方程式为：5Cl2+2CN-+4H2O=10Cl-+2CO2↑+N2↑+8H+。
（3）Cl的非金属性强于I，在CsICl2中Cs、I、Cl的化合价依次为+1价、+1价、-1价，CsICl2受热发生非氧化还原反应，受热分解的化学方程式为CsICl2CsCl+ICl。
（4）在反应中Cl元素的化合价由NaClO3中+5价降至ClO2中+4价，NaClO3为氧化剂；S元素的化合价由SO2中+4价升至NaHSO4中+6价，SO2为还原剂；根据得失电子守恒，n（NaClO3）1=n（SO2）2，n（NaClO3）：n（SO2）=2:1，氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1。
（5）根据题意，电解时阳极为惰性电极Pt，Cl-被氧化成ClO4-，阳极电极反应式为：Cl--8e-+4H2O= ClO+8H+。
19．(1)黑磷
(2) S(s) + O2(g) = SO2(g) ΔH = -296 kJ·mol-1
(3)+120 kJ·mol-1
(4)
(5)-902
(6)
【详解】（1）根据热化学方程式可看出白磷转化为黑磷放出的热量更多，能量越低物质越稳定，因此黑磷的能量最低最稳定。
（2）①硅粉与HCl在300℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为： ；
②4 g硫粉的物质的量为=0.125mol，在 25℃ 和 101kPa时，0.125mol硫粉在O2中完全燃烧生成SO2气体，放出37 kJ的热量，则1mol硫粉在O2中完全燃烧生成SO2气体，放出的热量，写出表示S燃烧热的热化学方程式为：S(s) + O2(g) = SO2(g) ΔH = -296 kJ·mol-1。
（3）ΔH =反应物的键能总和-生成物的键能总和，可得ΔH =(4413 kJ·mol-1+2745 kJ·mol-1)-(21075 kJ·mol-1+2436 kJ·mol-1) = +120kJ·mol-1。
（4）由盖斯定律可知，反应③=反应②-反应①，则反应③的 ΔH3 =。
（5）由盖斯定律可知，反应②+2反应①可得CH4(g) +2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH=ΔH2+2ΔH1=-902 kJ·mol-1。
（6）ΔH =生成物的能量-反应物的能量=(b-a) kJ·mol-1，该反应的热化学方程式为：。
20．(1)①③⑦⑧
(2)
(3) N2 吸收
(4) B 2.24 CH4-8e-+10OH-=+7H2O
【详解】（1）常见的吸热反应有：大多数的分解反应、C或氢气作还原剂的氧化还原反应、氢氧化钡与氯化铵的反应等；常见的放热反应有：燃烧反应、中和反应、金属与水或酸的反应、铝热反应等，
①灼热的木炭中通入CO2 为吸热反应；②碘升华为吸热过程；③石灰石受热分解为吸热反应；④水蒸气液化为放热过程 ；⑤Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 为放热反应；⑥CH4+2O2CO2+2H2O为放热反应；⑦HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑为吸热反应；⑧Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应； 属于吸热反应的是①③⑦⑧；
（2）14g乙烯完全燃烧放出705.5kJ的热量，则28g即1mol乙烯反应放出1411.0kJ能量，乙烯燃烧的热化学方程式为；
（3）键能越小化学键越易断裂，键能越大物质越稳定，则图中三种分子最稳定的是N2。N2(g)+ O2(g)=2NO(g)△H=946kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-2×632 kJ·mol-1=+180 kJ·mol-1若反应生成2molNO气体吸收180 kJ热量；
（4）①由电子转移方向可知a为负极，发生氧化反应，应通入燃料，b为正极，发生还原反应，空气从B口通入，b为正极发生电极反应式为O2＋H2O＋4e-＝4OH-，当外电路通过0.4mol的电子时，消耗0.1molO2，标况下氧气的体积为V=n Vm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
②假设使用的“燃料”是CH4，则a为负极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O。
21． 460 光(或太阳) 电 D 6.01 Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑
【详解】(1)根据反应过程中的焓变等于反应物总的键能之和减去生成物中总的键能之和，故有：，解得x=460，故答案为：460；
(2)硅光电池是一种把太阳能转化为电能的装置。
(3)A．硅燃烧放出大量的热量，是一种固体燃料，因此便于运输、贮存，A正确；
B．硅元素在地壳中含量处于第二位，硅的来源丰富，易于开采且可再生，B正确；
C．硅燃烧放出的热量大，其燃烧产物是二氧化硅，对环境污染程度低且易控制，C正确；
D．硅在自然界中全部以化合态的形式存在，自然界中不能存在单质硅，D错误；
答案选D。
(4)与100mL1mol·L-1的NaOH溶液中恰好完全反应的HCl为0.1mol，根据题干的热化学方程式可知制备纯硅的反应是吸热反应，每生成4molHCl需要吸收240.4kJ的热量，故生成0.1molHCl需要吸收的热量为：。
(5)硅与NaOH溶液反应生成硅酸钠和氢气，反应的化学方程式为Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑。
22．(1)正极
(2)2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑
(3)1:1
(4) Ag AgNO3
【分析】向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明该极上氢离子放电，pH升高，所以该电极是阴极，所以E电极是阳极，D电极是阴极，C电极是阳极，G电极是阳极，H电极是阴极，A是电源的正极，B是原电池的负极；据以上分析解答。
【详解】（1）向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明该极上氢离子放电，pH升高，所以该电极是阴极，所以E电极是阳极，D电极是阴极，C电极是阳极，G电极是阳极，H电极是阴极， A是电源的正极，B是原电池的负极；答案是:正极；
（2）电解甲溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜，所以电池反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；答案是: 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；
（3）电解饱和食盐水的电解原理是2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+ H2↑，产生的氢气和氯气体积比为1:1；答案是: 1:1；
（4）在铜上镀银时，G作阳极，镀层银作阳极，所以G的材料是银，电解质溶液是硝酸银溶液；答案是:Ag；AgNO3。
答案第1页，共2页
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