第1章 化学反应与能量转化 （含解析）同步练习2023-2024学年上学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 同步练习
一、单选题
1．下列反应中能量变化与其它不同的是（　　）
A．活泼金属与酸的置换反应 B．酒精燃烧
C．酸碱中和反应 D．红热木炭与水蒸气反应
2．下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是（　　）
A B C D
电热水壶 暖宝宝 新能源汽车充电 风力发电
A．A B．B C．C D．D
3．市场出售的“暖贴”中的主要成分是铁粉、炭粉、少量氯化钠和水等，“暖贴”用塑料袋密封，使用时从塑料袋取出轻轻揉搓就会释放出热量，用完后袋内有大量铁锈生成。关于“暖贴”的说法错误的是（　　）
A．需要接触空气才会发热
B．炭粉的作用是吸附空气中的水蒸气
C．氯化钠溶于水作电解质溶液，使铁生锈的速率增大
D．铁生锈是铁、水和氧气共同发生化学反应的过程
4．符合如图所示的转化关系，且当X、Y、Z的物质的量相等时，存在焓变△H=△H1+△H2。满足上述条件的X、Y可能是(　　)
①C、CO ②S、SO2③Na、Na2O ④AlCl3、Al(OH)3⑤Fe、Fe(NO3)2⑥NaOH、Na2CO3
A．①④⑤ B．①②③ C．①③④ D．①③④⑤⑥
5．下列叙述正确的是（　　）
A．酸性氧化物均能与水反应生成酸
B．氧化还原反应均可设计成原电池
C．可通过化合反应制取
D．石油的分馏、裂化、裂解均是化学变化
6．表格中用 E 表示断裂 1 mol 化学键所需的能量。下列说法错误的是（　　）
化学键 H-H F-F H-F H-Cl H-I
E/(kJ·mol-1) 436 157 568 432 298
A．432 ＞ E(H-Br) ＞ 298
B．H2(g) + F2(g)=2HF(g) ΔH=-25 kJ·mol-1
C．表中最稳定的共价键是 H-F 键
D．HI(g) → H(g) + I(g) ΔH=+298 kJ·mol-1
7．采用电化学法还原CO2是一种使CO2资源化的方法，如图是利用此法制备ZnC2O4的示意图（电解液不参与反应）．下列说法正确的是（　　）
A．Pb与电源的正极相连
B．ZnC2O4在离子交换膜右侧生成
C．正极反应式为：Zn﹣2e﹣═Zn2+
D．标准状况下，当11.2 L CO2参与反应时，转移0.5mol电子
8．下列设备工作时，把化学能转化为电能的是（　　）
A B C D
砷化镓太阳能电池 燃气灶 风力发电机 燃料电池
A．A B．B C．C D．D
9．我国对可呼吸的“钠一二氧化碳电池”研究有新突破，其原理为：4Na+3CO2=2Na2CO3+C，用NaClO4/TEGDME溶液作电解质溶液（注明：TEGDME为有机物）。下列说法正确的是（　　）
A．放电时，Na+向负极迁移
B．放电时，负极反应式为：Na-e-=Na+
C．充电时，Na2CO3在阳极发生氧化反应
D．TEGDME可用醇、羧酸类有机物代替
10．下列说法正确的是（　　）
A．需要加热的反应一定是吸热反应
B．放热反应X(s)=Y(s),则X比Y稳定
C．硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多
D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
11．原电池是（　　）装置
A．化学能转化为电能 B．电能转化为化学能
C．热能转化为化学能 D．化学能转化为热能
12．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋2MnO2＋H2O=Zn(OH)2＋MnOOH
下列说法中，错误的是（　　）
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为：MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g
13．十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体，经历“C10H18→C10H12→C10H8”的脱氢过程释放氢气。
反应Ⅰ：C10H18(l) C10H12(l)+3H2(g) ΔH1
反应Ⅱ：C10H12(l) C10H8(l)+2H2(g) ΔH2
在一定温度下，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法错误的是（　　）
A．ΔH1＞ΔH2＞0
B．ΔH1=Ea1-Ea2
C．该脱氢过程速率的快慢由反应Ⅰ决定
D．C10H18脱氢过程中，不会有大量中间产物C10H12积聚
14．近年来，电化学法催化还原二氧化碳因其反应条件温和、能耗低绿色环保而备受研究者的青睐。将电解食盐水氧化生成次氯酸盐的阳极反应与电催化还原CO2的阴极反应相耦合，不仅实现低电位下高效电催化还原CO，还提高了电解反应的能源效率。下列说法正确的是（　　）
A．阳极区可使用海水提供Cl-，不影响电极反应
B．阴极的电极反应式为CO2 + H2O +2e-= CO + 2OH -
C．反应生成次氯酸盐和CO，整个反应过程的原子利用率接近100%
D．若反应开始时，两电极区溶液质量相等，转移2 mol电子时，两电极区溶液质量差16 g(忽略气体溶解)
15．化学能与热能、电能等能相互转化．关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是（　　）
A．中和反应中，反应物的总能量比生成物的总能量低
B．图I所示的装置能将化学能转变为电能
C．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成
D．图Ⅱ所示的反应为吸热反应
16．镍镉电池是二次电池，其工作原理如图(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源两极)。下列说法错误的是（　　）
A．断开K2、合上K1，OH-从电极B移向电极A
B．电极B发生还原反应过程中，溶液中的KOH浓度没有变化
C．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应
D．镍镉二次电池的总反应式：
二、综合题
17．为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题，有专家提出如图所示利用太阳能促使燃料循环使用的构想。过程Ⅰ可用如下反应表示：
①
②
③
④
⑤
请回答下列问题：
（1）过程Ⅰ的能量转化形式为：　 　能转化为　 　能；
（2）请完成第⑤个反应的化学方程式　 　；
（3）上述转化过程中， 和 的关系是　 　；
（4）断裂1mol化学键所需的能量见下表：
共价键
断裂1mol化学键所需能量/ 393 460 941 499
和 反应生成 的热化学方程式为　 　。
18．电解是海水资源综合利用的重要手段。
（1）电解饱和食盐水的原理如图所示。
①电解饱和食盐水的化学方程式是　 　。
②电极a接电源的　 　(填“正”或“负”)极。
③离子交换膜主要允许　 　(填离子符号)通过。
④解释装置右侧出口得到较浓NaOH溶液的原因　 　。
（2）我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。
①生成锂单质的电极反应式是　 　。
②理论分析，阳极电解产物可能有O2、Cl2。
i.生成O2的电极反应式是　 　。
ii.实验室模拟上述过程，气体中未检测到Cl2，推测可能是Cl2溶于水。写出Cl2与水反应的化学方程式　 　。
iii.取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极Cl 放电。实验所用的试剂及现象是　 　。
19．根据问题填空：
（1）将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一．已知C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃烧的热化学方程式分别为：
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=﹣393.5kJ mol﹣1
H2（g）+ O2（g）=H2O（g）△H2=﹣242.0kJ mol﹣1
CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H3=﹣283.0kJ mol﹣1
根据以上数据，写出C（s）与水蒸气反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式：　 　．
（2）已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键键能：
P﹣P 198kJ mol﹣1，Cl﹣Cl 243kJ mol﹣1，P﹣Cl 331kJ mol﹣1．
则反应P4（白磷，s）+6Cl2（g）=4PCl3（s）的反应热△H=　 　．
20．
（1）Ⅰ．将用导线连接的电极X、Y插入装有稀H2SO4的烧杯中(外电路中电子流向如图所示)。根据下图判断并回答下列问题：
若电极材料分别为铁棒和碳棒，则Y为　 　极，Y极上发生电极反应式为　 　。
（2）若电极材料都是金属棒，则金属活动性：　 　。
（3）Ⅱ．某温度下，向一刚性密闭容器中充入A、B、C三种气体，气体物质的量随时间变化的曲线如下图所示。回答下列问题：
4 min内平均反应速率v(B)=　 　。
（4）该反应的化学方程式为　 　。
（5）下列叙述中能说明反应达到平衡状态的是____(填标号)。
A．4 min后，正反应速率等于逆反应速率，反应停止
B．A的体积分数在混合气体中保持不变
C．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
D．单位时间内每消耗4 mol A，同时消耗4 mol C
（6）Ⅲ．某学习小组探究元素的性质及化学反应速率有关问题：
选用试剂：镁条、铝条、铝粉、H2S溶液、氯水、0.5 mol/L盐酸、3 mol/L盐酸。
设计实验方案并记录实验现象如下表：
实验内容 实验现象
①将氯水滴到H2S溶液中 产生淡黄色浑浊
②将表面积大致相同的镁条和铝条(均已用砂纸打磨)，分别加到相同体积0.5 mol/L盐酸中 均产生大量气泡，但镁条比铝条反应更剧烈，且消失更快
③将ag镁条(已用砂纸打磨)加到20 mL0.5mol/L盐酸中；将ag铝粉加到20 mL 3 mol/L盐酸中 均产生大量气泡，但铝粉比镁条消失更快
实验①反应的离子方程式为　 　。
（7）实验②可得出：发生的化学反应的快慢是由　 　决定的。
（8）实验③中，铝粉比镁条消失更快，他们认为：Al比Mg更易失电子。其看法是否正确？　 　(填“是”或“否”)。理由是　 　。
21．甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1；
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=－58kJ/mol；
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H=+41k J/ mol。
回答下列问题：
（1）已知反应①中相关的化学键键能数据如下表：
化学键 H—H C－O C≡O H－O C—H
E/(kJ·mol－1) 436 343 1076 465 x
则x=　 　。
（2）合成气组成n(H2)/n(CO+
CO2)=2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图甲所示。α(CO)值随温度升高而　 　(填“增大”或“减小”)，其原因是　 　；图中的压强由大到小为　 　，其判断理由是　 　。
（3）若将1mol CO2和2molH2充入容积为2L的恒容密闭容器中，在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K1　 　KⅡ(填“＞”“=”或“＜”)。
②一定温度下，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是　 　(填序号)。
a.容器中压强不变
b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)
d.2个C=0断裂的同时有6个H－H断裂
③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，则用CO2表示的平均反应速率为　 　，该温度下的平衡常数为　 　；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是　 　。(填序号)。
a.缩小反应容器的容积
b.使用合适的催化剂
c.充入He
d.按原比例再充入CO2和H2
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】活泼金属与酸的置换反应是放热反应；酒精燃烧是放热反应；酸碱中和反应是放热反应；红热木炭与水蒸气反应是吸热反应，因此D选项与其他选项的能量变化不同，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】归纳常见的放热反应、吸热反应判断。
2．【答案】C
【解析】【解答】A.电热水壶工作时，将电能转化为热能，A不符合题意；
B.暖宝宝工作时，将化学能转化为热能，B不符合题意；
C.新能源汽车充电时，将电能转化为化学能，C符合题意；
D.风力发电时，将机械能转化为电能，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】电解能够实现将电能转化为化学能。常见的电解过程包括二次电源的充电、电解精炼、电镀等。
3．【答案】B
【解析】【解答】A．根据铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气，水蒸气等发生化学反应的过程，因此发热剂需接触到空气才会发热，选项A不符合题意；
B．炭粉的作用是分散铁粉透气防结块从而能够达到均衡发热的作用，选项B符合题意；
C．氯化钠溶于水作电解质溶液，导电能力增强，使铁生锈的速率增大，选项C不符合题意；
D．铁与氧气和水充分接触时容易生锈，氯化钠溶液能够加快生锈的速率，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.铁与空气接触生成铁锈；
B.炭粉作原电池正极；
C.铁粉、炭粉、少量氯化钠和水形成原电池，加快铁生锈的速率；
D.铁与氧气和水接触容易生锈。
4．【答案】A
【解析】【解答】本题考查了盖斯定律、元素守恒等知识。盖斯定律的定义为只要始态和终态不变，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热相同，C→CO2， C→CO→CO2，根据元素守恒，C、CO和CO2的物质的量相同，故①对。S和O2不能直接生成SO3，故②错。Na→Na2O2，Na→Na2O→Na2O2，根据元素守恒，Na2O、Na2O2的物质的量是Na物质的量的1/2，故③错。AlCl3→NaAlO2，AlCl3→Al(OH)3→NaAlO2，根据元素守恒，AlCl3、Al(OH)3和NaAlO2的物质的量相同，故④对。Fe→Fe(NO3)2，Fe→Fe(NO3)3→Fe(NO3)2，根据元素守恒，Fe、Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物质的量相同，故⑤对。NaOH→NaHCO3，NaOH→Na2CO3→NaHCO3，根据元素守恒，NaOH、NaHCO3的物质的量为Na2CO3的2倍，故⑥错。
故答案为：A
【分析】物质的起始状态、终点状态相同时，反应热也相同，与路径无关。
5．【答案】C
6．【答案】B
【解析】【解答】A． 溴原子半径大于氯原子的半径，小于碘原子的半径，半径越大，键长越长，键能越小，则结合表中数据可知432 ＞ E(H-Br) ＞ 298，故A不符合题意；
B． ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=436kJ/mol + 157kJ/mol - 2 × 568kJ/mol = -543kJ/mol，故B符合题意；
C． 键能越大，形成的化学键越稳定，表中键能最大的是H-F，则最稳定的共价键H-F键，故C不符合题意；
D． HI变化为氢原子和碘原子是发生化学键的断裂，吸收热量，HI(g) → H(g) + I(g) ΔH=+298 kJ·mol-1，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.半径越大，键长越长，键能越小；
B.根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算；
C.键能越大越稳定；
D.断键吸收能量。
7．【答案】D
【解析】【解答】解：A、采用电化学法还原CO2制备ZnC2O4的过程中，碳元素的化合价降低，所以通入二氧化碳的电极是阴极，即Pb是阴极，和电源的负极相连，故A错误；
B、在阴极上，二氧化碳得电子得C2O42﹣，在阳极上，金属锌失电子成为锌离子，从阳极移向阴极，所以ZnC2O4在交换膜左侧生成，故B错误；
C、Zn是阳极不是正极，金属锌失电子成为锌离子，反应式为：Zn﹣2e﹣═Zn2+，故C错误；
D、电解的总反应为：2C02+Zn ZnC2O4，2mol二氧化碳反应伴随2mol电子转移，当通入标况下的11.2 L CO2时，转移0.5 mol电子，故D正确．
故选D
【分析】采用电化学法还原CO2制备ZnC2O4的过程中，碳元素的化合价降低，所以通入二氧化碳的电极是阴极，即Pb是阴极，和电源的负极相连，Zn是阳极，和电源的正极相连，总反应为：2C02+Zn ZnC2O4，根据反应式计算．
8．【答案】D
【解析】【解答】A．太阳能电池是将光能转化为电能的装置，A不符合题意；
B．燃气灶是化学能转化为热能的装置，B不符合题意；
C．风力发电机是将风能转换为电能的装置，C不符合题意；
D．燃料电池是将化学能转化为电能的装置，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A．太阳能电池是将光能转化为电能的装置；
B．燃气灶是化学能转化为热能的装置；
C．风力发电机是将风能转换为电能的装置；
D．燃料电池是将化学能转化为电能的装置。
9．【答案】B
【解析】【解答】依题“钠一二氧化碳电池”可知是原电池，则电解质溶液中阳离子移向正极故A不符合题意；Na做负极，其失去电子、被氧化，故B符合题意；
要求电解质不能与钠反应，而醇、羧酸类有机物能与钠反应，故D不符合题意；CO2做正极反应物，得电子生成C，故充电时逆向反应，C氧化生成CO2，故C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】解决电化学类习题，必须熟悉原电池和电解池的原型，明确两个电极和电解质溶液，还有离子的移动方向，最后再结合具体情形准确作出判断。
10．【答案】D
【解析】【解答】吸热反应与放热反应的判断一般不能通过反应条件来简单地确定，而必须通过反应前后吸收与放出的总能量比较来确定，也可以通过反应物与生成物键能的总大小来比较。A、需要加热的反应不一定都是吸热反应，如碳的燃烧、金属与非金属的化合反应等；吸热反应也不一定都需要加热，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应，在室温时就可以发生。不符合题意；
B、X(s)=Y(s)为放热反应，放热反应是反应物具有的总能量大于生成物总能量，所以X(s)的总能量大于Y(s)的总能量，因此Y比X稳定。不符合题意；
C、相同条件下,同一物质在气态时具有的能量最多,液体时次之,固态时最少,反应放出的热量等于反应物所具有的总能量减去生成物所具有的总能量,因为生成物是一样的,所以等量的硫蒸气完全燃烧时放出的热量会比硫固体放出的要多。不符合题意；
D、化学反应的本质是旧键断裂，新键生成。旧键断键吸收的能量是不等于生成物成键放出的能量。符合题意；
故答案为：D。
【分析】该题目考察了化学反应中能量的变化，必须深刻理解（1）化学反应中必然伴随能量的变化；（2）根据反应物与生成物总能量的相对大小来判断放热反应与吸收反应；（3）对于同一个反应在相同条件下，物质状态不同导致化学反应能量变化不同
11．【答案】A
【解析】【解答】原电池是把化学能转化为电能的装置，其中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应。而电能转化为化学能的装置是电解池。
故答案为：A。
【分析】根据能量之间的转化关系判断原电池的能量转化。
12．【答案】C
【解析】【解答】A.分析碱性锌锰电池：锌为负极，在反应中失去电子，故A正确；
B.由该电池反应的总反应式和原电池的原理写出正极反应式知B正确。
C.电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子定向移动方向与电流方向相反，故C错误；
D.由电子守恒知D项正确；
故答案为：C
【分析】A.由锌的化合价变化判断反应过程中锌发生的反应；
B.原电池中，正极发生得电子的还原反应，结合总反应得出正极反应式；
C.原电池中，电子由负极经导线流向正极；
D.根据关系式Zn~2e-进行计算；
13．【答案】B
【解析】【解答】A．由图可知，反应Ⅰ和Ⅱ，生成物的能量总和均大于反应物能量总和，说明反应Ⅰ和Ⅱ均为吸热反应，结合△H=生成物能量总和-反应物能量总和，则ΔH1＞ΔH2＞0，A不符合题意；
B．根据图示可知Ea1为反应Ⅰ的活化能，Ea2为反应Ⅱ的活化能，ΔH1＞Ea1-Ea2，B符合题意；
C．由图可知，Ea1＞Ea2，则说明反应Ⅱ比反应Ⅰ速率快，化学反应速率的快慢由慢反应决定，则该脱氢过程速率的快慢由慢反应Ⅰ决定，C不符合题意；
D．由图可知，Ea1＞Ea2，则说明反应Ⅱ比反应Ⅰ速率快，即消耗C10H12速率大于生成C10H12，所以C10H18脱氢过程中，不会有大量中间产物C10H12，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.△H=生成物能量总和-反应物能量总和；
B.活化能和反应速率之间没有必然的联系；
C.由图可知，Ea1＞Ea2，则说明反应Ⅱ比反应Ⅰ速率快，结合活化分子百分率越大，反应速率越快进行分析；
D.反应Ⅱ比反应Ⅰ速率快，即消耗C10H12速率大于生成C10H12。
14．【答案】C
【解析】【解答】A．阳极区Cl-转化为ClO-电极反应式为：Cl--2e-+2OH-=ClO-+H2O，海水含有比Cl-还原性更强的离子，比Cl-先失电子，会影响电极反应，故A不符合题意；
B．阴极得电子，发生还原反应，根据装置图中所示二氧化碳得电子生成一氧化碳，所以阴极电极反应式为：CO2+2H++2e-=CO+H2O，故B不符合题意；
C．阴极电极反应式为：CO2+2e-+2H+═CO+H2O；阳极电极反应式为：Cl--2e-+2OH-═ClO-+H2O，反应生成次氯酸盐和CO，整个反应过程中碳、氯、氧的原子利用率接近100%，故C符合题意；
D．阳极反应为Cl--2e-+2OH-═ClO-+H2O，阴极反应为CO2+2H++2e-=CO+H2O，转移2mol电子，有2mol氢离子向阴极移动，则阴极室和阳极室质量变化相差为[16+2-(-2)]g=20g，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、海水中含有比氯还原性更强的离子；
B、阴极为二氧化碳得到氢离子和电子形成一氧化碳和水；
C、原子利用率100%指所有反应物转化为制定的生成物；
D、转移2mol电子时，有2mol氢离子移向阴极，根据元素质量进行计算。
15．【答案】C
【解析】【解答】解：A．中和反应是放热反应，所以反应物总能量大于生成物总能量，故A错误；
B．该装置不能构成闭合回路，所以不能形成原电池，故B错误；
C．化学反应总是伴随着能量变化，断键需要吸收能量，成键放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成，故C正确；
D．根据图像知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应是放热反应，故D错误；
故选C．
【分析】A．反应物总能量大于生成物总能量，则该反应是放热反应；
B．原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应；
C．化学反应总是伴随着能量变化，断键需要吸收能量，成键放出能量；
D．反应物总能量小于生成物总能量时该反应为吸热反应．
16．【答案】B
【解析】【解答】A．断开 K2、合上K1，形成原电池，在原电池中，OH-移向正电荷较多的负极电极A，故OH-从电极B移向电极A，A不符合题意；
B．断开K1、合上K2，装置为原电池，电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为：2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，溶液中c(OH-)增大，B符合题意；
C．断开K1、合上K2，装置为电解池，电极A为阴极，发生还原反应，C不符合题意；
D．镍镉二次电池放电时发生反应：Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时发生反应：Cd(OH)2+2Ni(OH)2=Cd+2NiOOH+2H2O，故该电池的总反应式，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、阴离子移向负极；
B、得到电子发生还原反应，氢氧根浓度增大；
C、阴极得到电子，发生还原反应；
D、总反应式的判断可以结合反应物、生成物以及化合价变化配平化学计量数。
17．【答案】（1）太阳；化学
（2）
（3）
（4）
【解析】【解答】（1）由图可知，过程Ⅰ中的能量转化形式为太阳能转化为化学能；
（2）由图可知，过程Ⅰ中反应物为CO2、H2O、N2，产物为CH4、CH3OH、NH3、H2，①-④中的产物分别为CO、CH3OH、NH3、H2和O2，则⑤中的另一产物为CH4，配平得到 ；
（3）过程Ⅰ和过程Ⅱ互逆，则 ；
（4） 和 反应生成 ，化学方程式为 ， 反应物总键能-生成物总键能， ，则 和 反应生成 的热化学方程式为 。
【分析】（1）根据图示即可判断能量的转换
（2）根据反应物和生成物即可写出方程式
（3）根据图示即可判断焓变的大小关系
（4）根据焓变=反应物的键能-生成物的键能即可计算出焓变，结合反应方程式即可写出热化学方程式
18．【答案】（1）；正；Na+；说明左室消耗氯离子，钠离子发生迁移，b电极室加入稀氢氧化钠溶液，水中的氢离子放电产生氢氧根，钠离子透过阳离子交换膜，右侧得到较浓的NaOH溶液
（2）Li++e-=Li；2H2O-4e-=O2↑+4H+；Cl2+H2O=HCl+HClO；KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝
【解析】【解答】（1）由图可知a电极室加入饱和食盐水，获得稀食盐水，说明左室消耗氯离子，钠离子发生迁移，则离子交换膜为阳离子交换膜，允许钠离子通过，左室电极a应为阳极，接电源正极， b电极室加入稀氢氧化钠溶液，右室获得浓氢氧化钠溶液，说明生成NaOH， 则右室电极b为阴极，接电源负极；
①电解饱和食盐水的化学方程式是
；
②根据分析可知a极产生氯气，电极a接电源的正极；
③据分析可知，离子交换膜主要允许Na+通过；
④由图可知a电极室加入饱和食盐水，获得稀食盐水，说明左室消耗氯离子，钠离子发生迁移，b电极室加入稀氢氧化钠溶液，水中的氢离子放电产生氢氧根，钠离子透过阳离子交换膜，右侧得到较浓的NaOH溶液；
（2）该装置是利用太阳能从海水中提取到锂单质，则上面电极为阴极，阴极上锂离子得电子发生还原反应析出金属锂，故下面电极为阳极，为氯离子放电生成氯气。
①生成锂单质的电极反应式是Li++e-=Li；
②i.生成O2的电极反应式是2H2O-4e-=O2↑+4H+；
ii．Cl2与水反应的化学方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO；
iii．阳极Cl-放电生成Cl2，检验有Cl2生成即可，利用Cl2与KI溶液反应生成I2，I2 遇淀粉变蓝来检验，故实验所用的试剂及现象是KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝。
【分析】（1）由图可知a电极室加入饱和食盐水，获得稀食盐水，说明左室消耗氯离子，钠离子发生迁移，则离子交换膜为阳离子交换膜，允许钠离子通过，左室电极a应为阳极，接电源正极， b电极室加入稀氢氧化钠溶液，右室获得浓氢氧化钠溶液，说明生成NaOH， 则右室电极b为阴极，接电源负极；
①依据放电时离子放电顺序书写；
②电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上得电子，发生还原反应；
③电解时，阴离子会由阴极区通过阴离子交换膜向阳极区移动，阳离子会由阳极区通过阳离子交换膜向阴极区移动；
④依据①③分析；
（2）该装置是利用太阳能从海水中提取到锂单质，则上面电极为阴极，阴极上锂离子得电子发生还原反应析出金属锂，故下面电极为阳极，为氯离子放电生成氯气。
①电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上得电子，发生还原反应；
②i.同①分析；
ii．依据氯气性质书写；
iii．利用强制弱分析，I2 遇淀粉变蓝。
19．【答案】（1）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.5kJ mol﹣1
（2）﹣1326kJ mol﹣1
【解析】【解答】解：（1）①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=﹣393.5kJ mol﹣1
②H2（g）+ O2（g）=H2O（g）△H2=﹣242.0kJ mol﹣1
③CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H3=﹣283.0kJ mol﹣1
由盖斯定律可知，①﹣②﹣③得到C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g），则△H=（﹣393.5kJ mol﹣1）﹣（﹣242.0kJ mol﹣1）﹣（﹣283.0kJ mol﹣1）=+131.5 kJ mol﹣1，
则热化学方程式为C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.5 kJ mol﹣1，
故答案为：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.5 kJ mol﹣1；（2）P4（白磷，s）+6Cl2（g）=4PCl3（s）的反应热△H=（198kJ mol﹣1）×6+（243kJ mol﹣1）×6﹣（331kJ mol﹣1）×4×3=﹣1326 kJ mol﹣1，
故答案为：﹣1326 kJ mol﹣1．
【分析】（1）①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=﹣393.5kJ mol﹣1
②H2（g）+ O2（g）=H2O（g）△H2=﹣242.0kJ mol﹣1
③CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H3=﹣283.0kJ mol﹣1
由盖斯定律可知，①﹣②﹣③得到C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）；（2）焓变等于反应物中键能之和减去生成物中键能之和，以此来解答．
20．【答案】（1）正；2H++2e-=H2↑
（2）X＞Y
（3）
（4）4A+5B4C
（5）B；D
（6）Cl2+H2S=2H++2Cl-+S↓
（7）反应物本身的性质
（8）否；与盐酸反应时，铝为粉状接触面积更大，且所用盐酸的浓度更大
【解析】【解答】(1)根据图示可知：X电极为电子流出的一极，使用X为负极，Y为正极。若电极材料分别为铁棒和碳棒，则X为铁棒，Y为碳棒，在正极Y上，溶液中的H+得到电子发生还原反应产生H2，正极Y的电极反应式为：2H++2e-=H2↑；
(2)在原电池反应中，活泼的电极为负极，相对不活泼的电极为正极。由于X电极为负极，Y电极为正极，因此若电极材料都是金属棒，则金属活动性：X＞Y；
(3)根据图示可知：在4 min内B物质的物质的量浓度由6 mol/L变为1 mol/L，则用B物质的浓度变化表示的反应速率v(B)=；
(4)根据图示可知：在4 min内，A、B浓度分别减小4 mol/L、5 mol/L，C浓度增加了4 mol/L，则A、B是反应物，C是生成物，4 min后三种物质都存在，且它们的浓度不再发生变化，说明该反应为可逆反应，△c(A)：△c(B)：△c(C)=4：5：4，故该反应的化学方程式为：4A+5B4C；
(5)A.4 min后正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，但反应为动态平衡，反应仍然在进行，并未停止，A不正确；
B．若A的体积分数在混合气体中保持不变，则反应达到了化学平衡状态，B正确；
C．反应体系的物质都是气体，气体的总质量始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，C不正确；
D．单位时间内每消耗4 mol A就会产生4 mol C，同时又消耗4 mol C，则C的物质的量及浓度不变，反应达到平衡状态，D正确；
故答案为：BD；
(6)实验①将氯水滴到H2S溶液中，发生置换反应：Cl2+H2S=2HCl+S↓，产生了S不溶于水，因此看到溶液变浑浊，该反应的离子方程式为：Cl2+H2S=2H++2Cl-+S↓；
(7)实验②将表面积大致相同的镁条和铝条(均已用砂纸打磨)，分别加到相同体积0.5 mol/L盐酸中，看到均产生大量气泡，但镁条比铝条反应更剧烈，且消失更快，说明参加反应的物质本身的性质决定了化学反应速率的快慢程度；
(8)在实验③中，使用的金属种类不同，金属与酸反应时接触面积大小不同，盐酸的浓度也不同，发生改变的物理量有多个，因此不能由此判断Mg、Al失去电子的难易，即不能由此得出结论：Al比Mg更易失电子。
【分析】（1）根据电子的流向，判断正负极，而电极材料中铁才可以被稀硫酸氧化，铁作负极，C是正极，氢离子被还原；
（2）电解质溶液是稀硫酸，所以活泼金属作负极，较不活泼金属作正极；
（3）根据计算反应速率；
（4）物质的量浓度减少的是反应物，物质的量浓度增大的是生成物，在根据变化的物质的量浓度之比等于化学计量系数比；
（5）A.化学平衡时正反应速率等于逆反应速率，但是化学反应并未停止；
B.某成分的百分含量不变，说明达到了化学平衡状态；
C.该反应体系中只有气体，所以混合气体的总质量始终不变；
D.消耗4mol的A，同时消耗4molC，说明正反应速率等于逆反应速率；
（6）实验 ① 中淡黄色的沉淀是S，Cl2具有氧化性，将硫化氢氧化为S；
（7）实验 ② 的变量是金属单质不同；
（8）Mg比Al活泼，失电子的能力更强，但是Al比Mg反应更快是应为Al与盐酸的接触面积大。
21．【答案】（1）413
（2）减小；反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动；；①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高
（3）>；ac；0.06mol/（L·min）；450；ad
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律：②-③=①可得①，故△H1=△H2-△H3=-58kJ．mol-1-（+41kJ．mol-1）=-99kJ．mol-1，由反应热=反应物总键能-生成物总键能可得-99kJ．mol-1=（1076kJ．mol-1+2×436kJ．mol-1）-（3×x+343+465）kJ．mol-1，解得x=413kJ．mol-1，故答案为：413；（2）由图可知，压强一定时，随温度的升高，CO的转化率减小，反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系中CO的量增大，反应③为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的增大，总结果，随温度升高，CO的转化率减小；相同温度下，反应③前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应①正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故增大压强有利于CO的转化率升高，故压强p3>P2>P1，故答案为：反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动；P3>P2>P1；①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高；（3）①根据题给图象分析可知，T2先达到平衡，则T2>T1，由温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1>KⅡ，故答案为：>；②a.反应②为气体体积减小的反应，容器中压强不变说明该反应达到化学平衡状态，故正确；
b.甲醇和水蒸气均为生成物，无论反应是否达到平衡，甲醇和水蒸气的体积比均保持不变，故错误；
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)说明正反应速率等于逆反应速率，说明该反应达到化学平衡状态，故正确；
d.2个C=0断裂代表正反应速率，6个H－H断裂也代表正反应速率，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能说明该反应达到化学平衡状态，故错误；
故答案为：ac，故答案为：ac；③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，由此建立如下三段式：
　 CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)
起（mol/L） 0.5 1 0 0
变（mol/L） 0.3 0.9 0.3 0.3
平（mol/L） 0.2 0.1 0.3 0.3
则用CO2表示的平均反应速率为0.3 mol/L/5min=0.06mol/（L·min），反应的化学平衡常数K=c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2)= ；缩小反应容器的容积，增大压强，平衡右移，甲醇产率增大；使用合适的催化剂，平衡不移动，甲醇产率不变；恒容充入He，各物质浓度不变，平衡不移动，甲醇产率不变；按原比例再充入CO2和H2，相当于增大压强增大压强，平衡右移，甲醇产率增大，
故答案为：ad，故答案为：0.06mol/（L·min）；450；ad。
【分析】（1）在化学反应中，生成物的键能和与反应物的键能和之差就是反应热；
（2）在放热反应中，升高温度，会使反应逆向移动；在有气体参与的反应中，增大压强会使反应向气体计量数之和较小的方向进行；
（3）在放热反应中，升高温度，反应会向逆向进行；
判断可逆反应达到平衡的标志是正逆反应相等；
物质的平均反应速率等于物质的物质的量浓度变化量与时间的比值。