第一章：化学反应与能量转化同步习题（含解析）2022-2023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
1．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A．由C(金刚石，s) = C(石墨，s)　ΔH =-1.9 kJ mol-1可知，金刚石比石墨稳定
B．已知 OH-(aq) + H+(aq) = H2O(l) ΔH =-57.3 kJ mol-1，则20.0g NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.65 kJ的热量
C．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧后恢复到相同状态，前者放出热量更多
D．若2C(s) +O2(g) =2CO(g) ΔH =-221 kJ mol-1，则C燃烧热为-110.5kJ mol-1
2．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是（ ）
A．甲：正极的电极反应式为Ag2O＋2e ＋H2O＝2Ag＋2OH
B．乙：Zn2+向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+浓度增加
C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D．丁：充电时，阳极的电极反应式为PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H+＋SO
3．已知一定温度下的一些热化学方程式：
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+ 180.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) △H= -571.6 kJ·mol-1
则该温度下H2催化还原22.4L(标准状况下)NO达到消除环境污染目的的能量变化为
A．放出376. 05 kJ B．放出752.1 kJ
C．吸收376.05 kJ D．吸收752.1kJ
4．下列变化中，属于吸热反应的是
①KClO3制O2 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③干冰升华 ④Ba(OH)2 8H2O与固体NH4Cl混合 ⑤合成氨反应
A．①②③④ B．①②④⑤ C．①④ D．①②④
5．已知： 。若断裂1molH—H、1molN—H需要吸收的能量分别为436kJ、391kJ，则的为
A． B． C． D．
6．已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH1=－571.6 kJ·mol－1 ①
2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH2=－1452 kJ·mol－1②
H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l) ΔH3=－57.3 kJ·mol－1下列说法正确的是
A．H2(g)的燃烧热为571.6 kJ·mol－1
B．同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多
C．H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)＋H2O(l)　ΔH=－57.3 kJ·mol－1
D．3H2(g)＋CO2(g)=CH3OH(l)＋H2O(l) ΔH=+135.9 kJ·mol－1
7．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是
A B C D
工作一段时间后，电解质溶液中OH 的物质的量减小 正极的电极反应式为Ag2O＋2e ＋H2O=2Ag＋2OH 锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 使用一段时间后，两个电极板的质量均增加
A．A B．B C．C D．D
8．化学是一门以实验为基础的科学，下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A．探究温度对化学平衡的影响 B．测定NaClO溶液的pH C．测定中和热 D．验证铁钉的析氢腐蚀
A．A B．B C．C D．D
9．一个由锌片和石墨棒作为电极的原电池，电极反应如下，下列说法不正确的是
锌片：2Zn＋4OH--4e-=2ZnO＋2H2O，石墨：2H2O＋O2＋4e-=4OH-
A．电子从石墨经外电路流向锌片
B．锌片是负极，石墨是正极
C．电极总反应为2Zn＋O2=2ZnO
D．该原电池工作一段时间后石墨附近溶液的pH增大
10．肼()是一种还原性较强的液体，在生物膜电极表面容易发生氧化反应，从而达到无污染净化高浓度酸性NO废水的目的，其装置如图所示。其中M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜。下列说法错误的是
A．X为低浓度KOH溶液
B．通过N自左向右做定向移动
C．负极上的电极反应式为
D．电池放电时，正、负极产生的的物质的量之比为1∶1
11．环己酮()在生产生活中有重要的用途，可在酸性溶液中用环己醇间接电解氧化法制备，其原理如图所示。下列说法不正确的是
A．本制备方法可在常温常压下制取环已酮，且可实现部分原料的循环利用
B．a极电动势高于b极
C．a极的电极反应式为
D．理论上每生成3 mol环己酮，会有1.5 mol Cr3+生成
12．铁粉是冶金的主要原料。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是
A．高温下，铁粉与水蒸气反应生成磁性氧化铁
B．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应置换出铝
C．制备溴苯时，铁粉与液溴反应生成FeBr2
D．铁粉和炭粉混合用食盐水湿润后发生析氢腐蚀
13．下列有关说法正确的是
A．图1中气体甲为O2
B．图2电路中流过7.5mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8L
C．图1中若不考虑溶液体积变化，阳极室溶液的pH减小
D．图2中微生物的硝化过程是缺氧环境下进行的
14．用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如下图所示，下列有关说法不正确的是。
A．电极1发生氧化反应
B．电池工作时，向电极2移动
C．电池工作时，电极1附近溶液的pH值增大
D．电极2发生的电极反应为
二、填空题
15．煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用：a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热；b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后再使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式为
a． ΔH=E1①
b． ΔH=E2②
ΔH=E3③
ΔH=E4④
(1)上述四个热化学方程式中哪个反应的ΔH＞0 ______(填序号)。
(2)等质量的煤分别通过以上两种不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是____(填字母)。
A．a比b多 B．a比b少 C．a与b在理论上相同
(3)根据能量守恒定律，E1、E2、E3、E4之间的关系为E1=__________________。
(4)已知：① ΔH1=-393.5kJ/mol
② ΔH2=-566kJ/mol
③ ΔH3=+141kJ/mol
则的ΔH=_____________________。
16．下图中甲、乙、丙的电极材料都是石墨和铁，其中丙是氯碱工业生产示意图。
（1）若甲、乙两烧杯均盛放CuSO4溶液，
①甲中铁棒上的电极反应式为_______________________________________。
②乙装置工作一段时间后，向烧杯中加入适量的碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】，能使溶液恢复到起始状态，请写出这段时间内乙装置发生的所有反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
（2）若甲、乙两烧杯均盛放饱和NaCl溶液，
①甲中石墨棒上的电极反应式为___________________。
②将湿润的淀粉碘化钾试纸放在乙烧杯______（填“Fe”或“C”）电极的上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应物Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，则其对应的化学方程式为_________________________。
③假设产生的气体全部逸出溶液，当乙反应有0.01 mol电子转移后停止实验，此时烧杯中溶液的体积为100 mL，则溶液混合均匀后的pH = ____________。
④当乙中的反应用于工业生产时，为了阻止两极产物之间的反应，通常使用如丙图所示的装置，其中离子交换膜只允许Na＋通过，Na＋的移动方向如图中标注，则H2的出口是________(填代号)。
17．为探究原电池和电解池的工作原理，某研究性小组分别用如图所示装置进行实验。
甲装置中，a电极的反应式为 _________。
乙装置中，阴极区产物为____和 ____。
若甲装置作为乙装置的电源，一段时间后，甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为_____ 不考虑气体的溶解。
某工厂采用电解法处理含的废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽内盛放含铬废水，被还原成为，在阴极区生成沉淀除去，工作原理如图：
①写出电解时阳极的电极反应式：_______________。
②写出被还原为的离子方程式：_______________
18．含碳的化合物之间很容易发生转化。请回答下列问题：
(1)有机物 M 在有光的时候很容易转化成 N，其过程如下：
M 到 N 过程中，光能转化为__________能；其中较稳定的物质是_____________ （用 M、N 回答）。
(2)已知(l)的燃烧热为3267.5kJ·mol－1，(l)+6O2(g)═6CO2(g)+3H2(g)△H=akJ·mol－1，则 a__________-3267.5（填“＞”、“＜”或“=”）。
(3)在标准状态即压力为 100kPa，一定温度下，由元素最稳定的单质生成生成 1mol 纯化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓(△H )。已知 100kPa，一定温度下:
Fe2 O 3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) △H=+490.0 kJ·mol－1
CO(g)+1/2O2(g)=CO2 (g) △H=－280.0kJ·mol－1
C(石墨)+O 2 ( g)=CO2 (g) △H=－390.5kJ·mol-1
则 Fe2O3的标准摩尔生成焓△H=______________。
19．燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是
x极：O2(气)+2H2O(液)+4e-=4OH-
y极：H2(气)+2OH--2e-=2H2O(液)
回答下列问题：
(1)x是___极，发生___(填“氧化”或“还原”，下同)反应。
(2)y是___极，发生___反应。
(3)总反应方程式为___。
20．原电池原理在生产、生活中应用广泛。请回答下列问题：
(1)、插入浓硝酸中构成原电池，作___极(填“正”或“负”)，电极发生反应的电极方程式为___。
(2)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示)：
锌锰干电池的负极材料是__(填名称)，负极的电极反应式为___。若反应消耗16.25g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为___mol。
(3)甲醇是一种重要的燃料，将其制成燃料电池后的工作原理如下图所示：
b为该电池___(填“正”或“负”)极，a电极发生的电极反应式为___，当b也极消耗标准状况下气体3.36L时，则溶液的质量增重___g。
21．某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的装置。
（1）甲池中负极的电极反应式为___。
（2）工作一段时间后，测得甲池中溶液的pH减小，该电池总反应式为___。
（3）乙池中A（石墨）电极的名称为___（填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”），乙池中总反应为___。
（4）当乙池中B电极质量增加5.4g时，甲池中理论上消耗O2的体积为___mL（标准状况下），假设乙池、丙池中的溶液均足量，丙池中___（填“C”或“D”）极析出__g铜。
22．按要求写热化学方程式：
（1）已知稀溶液中，1molH2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式____________________________。．
（2）从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键被破坏和生成物的化学键的形成过程．已知反应：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=a kJ mol﹣1．有关键能数据如表：
化学键 H﹣H N﹣H N≡N
键能（kJ mol﹣1） 436 391 945
试根据表中所列键能数据估算a的数值_______．
（3）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的反应热进行推算．已知：
C（s，石墨）+O2（g）═CO2（g）△H1=﹣393.5kJ mol﹣1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H2=﹣571.6kJ mol﹣1
2C2H2（g）+5O2（g）═4CO2（g）+2H2O（l）△H3=﹣2599kJ mol﹣1
根据盖斯定律，计算298K时由C（s，石墨）和H2（g）生成1mol C2H2（g）反应的反应热为：
△H=______________．
（4）在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3﹣．两步反应的能量变化示
意图如图：
第一步反应是________反应（填“放热”或“吸热”），原因是___________________________________．
23．冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜，以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。(几种金属的相对原子质量是：Fe－56，Ni－59，Cu－64，Zn－65，Ag－108，Au－197。)
请完成下列问题：
（1）一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是________，写出铜的电解精炼过程中的阴极反应式________________________________________________。
（2）如果转移0.020 mol e－，下列说法中一定正确的是________。
①阴极质量增加0.64 g ②阳极质量减少0.64 g
③电解质溶液的质量保持不变 ④电解质溶液的温度保持不变
24．如图所示，在用石墨作电极的电解池中，加入500mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极上有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，经洗涤、干燥、称量，发现电极质量增加1.6g。请回答下列问题：
(1)写出B电极的电极反应式：_______。
(2)写出电解时总反应的离子方程式：_________。
(3)要使电解后的溶液恢复到电解前的状态，则可加入______，其质量为_____。(假设电解前后溶液的体积不变)
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．物质的能量越低越稳定，根据反应的热化学方程式可知，金刚石的能量高于石墨，则石墨比金刚石稳定，故A错误；
B．NaOH固体溶解时放出热量，则20.0g NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出的热量大于28.65 kJ，故B错误；
C．硫蒸气能量更高，则等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧后恢复到相同状态，硫蒸气放出的热量更多，故C正确；
D．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量，碳完全燃烧生成CO2，根据该方程式可知，1mol碳燃烧生成稳定的氧化物放出的热量大于110.5 kJ，故D错误；
故答案选C。
2．B
【详解】A. 甲为锌-氧化银纽扣电池，正极上Ag2O得电子发生还原反应，电极反应式为：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，故A正确；
B. 乙为铜锌原电池，锌为负极，铜为正极，H+在铜电极上得电子发生还原反应，所以Cu电极附近溶液中H+浓度减小，故B错误；
C．丙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被消耗，所以锌筒会变薄，故C正确；
D．丁为铅蓄电池，放电时的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，充电时，PbSO4在阳极上失电子生成PbO2，电极反应式为：PbSO4＋2H2O-2e-＝PbO2＋4H+＋SO，故D正确；
答案选B。
3．A
【详解】反应①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5 kJ·mol-1
反应②2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) △H2= -571.6 kJ·mol-1
反应②-反应①得：2H2(g)+2NO(g)=2H2O(l)+N2(g) △H=△H2-△H1=(-571.6 kJ·mol-1)-( +180.5 kJ·mol-1)=-752.1 kJ·mol-1；22.4L(标准状况下)NO的物质的量为1mol，则该温度下H2催化还原22.4L(标准状况下)NO放出752.1 kJ÷2=376.05kJ的能量，A符合题意；
选A。
4．D
【分析】常见的吸热反应有大多数分解反应、Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应，C和水蒸气、C和CO2的反应以及用C、CO或H2还原金属氧化物的反应。
【详解】①2KClO32KCl+3O2属于分解反应，是吸热反应，①符合题意；
②CuSO4 5H2OCuSO4+5H2O属于分解反应，是吸热反应，②符合题意；
③干冰升华需要吸热，但不是化学变化，③不符合题意；
④Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，④符合题意；
⑤N2+3H22NH3是化合反应，属于放热反应，⑤不符合题意；
综上所述①②④符合题意，故选D。
5．A
【详解】该反应的焓变ΔH =断裂3molH—H需要吸收的能量+断裂1mol氮气分子中氮氮三键需要吸收的能量-形成6molN—H释放的能量，设断裂1mol氮气分子中氮氮三键需要吸收的能量为x，则，x=946kJ/mol，破坏化学键吸热，则的=+946kJ/mol；
选A。
6．B
【详解】A．燃烧热指的是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，方程式中给出的是2mol的氢气完全燃烧所放出的热量为571.6 kJ，A错误；
B．同质量的H2(g)和CH3OH(l)，氢气的物质的量多，且物质的量与放出热量成正比，由×285.8>×726可知，同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出热量多，B正确；
C．生成沉淀要放热，生成BaSO4(s)和1mol水放出的热量大于57.3 kJ，C错误；
D．由盖斯定律，×(①×3-②)得3H2(g)+CO2(g)= CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131.4 kJ·mol-1，D错误；
综上所述答案为B。
7．A
【详解】A．正极O2+2H2O+4e-═4OH- ，负极反应式为Fe-2e-═Fe2+，则总反应为：2Fe+2H2O+O2═2Fe(OH)2，工作一段时间后，电解质溶液中OH 的物质的量不变，故A错误；
B．正极+1价的银得电子，发生还原反应，电极反应式为Ag2O＋2e ＋H2O=2Ag＋2OH ，故B正确；
C．锌筒作负极，失电子，发生氧化反应，进入电解质中，锌筒会变薄，故C正确；
D．铅蓄电池在放电过程中，负极电极反应式：Pb+SO-2e-=PbSO4，负极生成PbSO4质量增加，正极电极反应式为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，正极生成PbSO4质量也增加，故D正确；
故选A。
8．A
【详解】A．NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，两者存在平衡: ，该反应的正反应是放热的，将两个封装NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶，分别浸泡在热水和冷水中，可通过观察两个烧瓶中颜色不同探究温度对化学平衡的影响，A项正确；
B．NaClO溶液能使pH试纸褪色，测定NaClO溶液的pH需要用pH计，B项错误；
C．测定中和热需要环形玻璃搅拌棒，C项错误；
D．食盐水浸泡过的铁钉和空气接触，发生的是吸氧腐蚀，不是析氢腐蚀，D项错误；
故选A。
9．A
【详解】A．根据锌片电极反应式，锌片失去电子，锌片作负极，石墨作正极，根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，即电子从Zn→外电路→石墨，选项A不正确；
B．锌片是负极，石墨是正极，选项B正确；
C．正负极电极反应式相加，得出2Zn＋O2=2ZnO，选项C法正确；
D．根据石墨电极反应式，产生OH－，pH增大，选项D正确；
答案选A。
10．D
【分析】由题干信息可知，通入N2H4一极为负极，电极反应为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，通入硝酸根酸性废水的一极为正极，电极反应为：2+10e-+12H+=N2+6H2O，KOH溶液中OH-通过阴离子交换膜M进入负极区，K+通过阳离子交换膜N进入正极区，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，KOH溶液中OH-通过阴离子交换膜M进入负极区，K+通过阳离子交换膜N进入正极区，故X为低浓度KOH溶液，A正确；
B．由分析可知，左边为负极，右边为正极，阳离子流向正极，故通过N自左向右做定向移动，B正确；
C．由分析可知，负极上的电极反应式为，C正确；
D．根据电子守恒可知，电池放电时，正、负极产生的的物质的量之比为2∶5，D错误；
故答案为：D。
11．D
【分析】根据题图可知，a极为电解池的阳极，三价铬离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2Cr3+ + 7H2O - 6e- = + 14H+，重铬酸根离子再将环己醇氧化为环己酮，本身被还原为Cr3+；b为阴极，氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2。
【详解】A.由图中信息可知制取环己酮在常温常压下通过电解完成，且Cr3+及可以循环使用，A项正确；
B.a极为阳极，电动势高于b极，B项正确；
C.由图中信息可知a极上Cr3+转化为，电极反应式为2Cr3+ + 7H2O - 6e- = + 14H+，C项正确；
D.理论上每生成由环己醇(C6H12O)转化为1mol环己酮(C6H10O)，有2 mol电子发生转移，所以生成3 mol环己酮有6 mol电子发生转移，即有1 mol 转化为2mol Cr3+，D项错误；
答案选D。
12．A
【详解】A．高温下，铁粉与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，Fe3O4即磁性氧化铁，A正确；
B．Fe的还原性不如Al，无法与氧化铝粉末反应置换出铝，B错误；
C．溴氧化性较强，铁粉与液溴反应生成FeBr3，C错误；
D．食盐水显中性，铁粉发生吸氧腐蚀，D错误；
综上所述答案为A。
13．C
【详解】A．图1中左侧CN-发生氧化反应生成N2，左侧为阳极，右侧为阴极，阴极发生还原反应生成，故A错误；
B．图2电池总反应为，该反应每转移15mol电子生成4mol氮气，故电路中流过7.5mol电子时，产生2mol氮气，即标准状况下的体积为44.8L，故B错误；
C．图1中左侧CN-发生氧化反应生成N2，左侧为阳极，发生反应为，pH会下降，故C正确；
D．图2微生物的硝化是铵根离子被氧化为硝酸根离子的过程，发生氧化反应，有氧气参加反应，故D错误；
选C。
14．C
【分析】液氨-液氧燃料电池示意图中，液氧是氧化剂，电极2为负极，液氨是还原剂，在负极上失去电子被氧化为氮气，电极1是负极。
【详解】A．电极1是负极，NH3在负极发生氧化反应生成氮气，A正确；
B．电池工作时，钠离子是阳离子，向正极移动，电极2是正极，B正确；
C．电极1的反应式为，反应消耗氢氧根离子，pH值减小，C错误；
D．电极2为正极，在碱性下O2作氧化剂得到电子与水结合产生氢氧根离子，D正确；
答案选C。
15． ② C E2+E3+ E4
【分析】燃烧反应均为放热反应，C与水蒸气的反应为吸热反应；根据盖斯定律可知，反应一步完成或分步完成，其热效应相同；由盖斯定律可知：①=②+③+④，反应热也进行相应的计算；可以先根据反应物和生成物书写化学方程式；根据盖斯定律计算反应的焓变，最后根据热化学方程式的书写方法来书写热化学方程式，据此分析。
【详解】(1)①③④为燃烧反应，所以是放热反应，②为吸热反应，吸热反应的ΔH＞0；
(2)由盖斯定律可知，反应一步完成或分步完成，其热效应相同，则等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量相同；
(3)由盖斯定律可知：①=②+③+④，则能量为E1=E2+E3+E4；
(4)已知：①C(s)+O2(g)═CO2(g)　ΔH1= 393.5kJ/mol；
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)　 ΔH2= 566kJ/mol；
③TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(s)+O2(g) 　ΔH3=+141kJ/mol；
依据盖斯定律计算①×2 ②+③得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)═TiCl4(s)+2CO(g) ΔH=2×( 393.5 kJ/mol) ( 566kJ/mol)+141kJ/mol= 80kJ/mol。
【点睛】注意吸热反应的ΔH＞0，写吸热反应的热化学方程式时必须注明“+”，为易错点。
16． Fe – 2e－= Fe2＋ 2CuSO4+ 2H2O2Cu + O2↑+ 2H2SO4 2H2O2H2↑+ O2↑ O2+ 4e－+ 2H2O = 4OH－ C 5Cl2+ I2+ 6H2O =" 10HCl" + 2HIO3 13 F
【分析】根据图示装置中是否存在直流电源判断是原电池还是电解池，根据原电池原理及电解池原理分析书写电极反应；根据电极反应中电子的转移计算电解质溶液中氢离子浓度及pH；根据离子交换膜的作用分析解答。
【详解】（1）①如图所示，甲装置为原电池，铁棒作为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe–2e－= Fe2＋；
②乙装置为电解池，向烧杯中加入适量的碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】，能使溶液恢复到起始状态，Cu2(OH)2CO3与硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水，说明反应过程析出了铜、氢气和氧气，化碳气体及氢气和氧气，根据放电顺序分析得，反应过程中发生的化学反应为：2CuSO4+ 2H2O2Cu + O2↑+ 2H2SO4、2H2O2H2↑+ O2↑；
（2）①甲中石墨棒作正极，氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e－+2H2O=4OH－；
②根据图示中电子的移动方向判断，C为正极，电极反应为：2Cl--2e－=Cl2，Cl2氧化了试纸中的碘化钾生成的I2；试纸褪色说明I2被氯气氧化，根据题干信息知，氧化产物为盐酸和碘的含氧酸，应物Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，根据得失电子守恒，I的化合价应该升高为+5价，则生成了HIO3，反应方程式为：5Cl2+ I2+ 6H2O =10HCl + 2HIO3，故答案为C；5Cl2+ I2+ 6H2O =10HCl + 2HIO3；
③根据电极反应计算得：2H2O+2e－=H2↑+2OH－；n（OH－）=n(e－)=0.01mol，c（OH－）=0.01mol/0.1L=O.1mol/L，c(H+)=KW/c（OH－）=10-13 0.1mol/L，所以pH=13；
④电解池中阳离子向正极移动，则右侧为正极，发生还原反应，生成氢气，氢气密度小，从F口放出，故答案为F。
17． H2＋2OH－－2e－＝2H2O NaOH H2 3:4 Fe－2e－＝Fe2+ +6Fe2++14H+= 2Cr3++6Fe3++7H2O
【分析】（1）甲装置是燃料电池，通入氢气的a电极为燃料电池的负极，通入氧气的b电极为正极；
（2）乙装置是电解池，与直流电源负极相连的电极为阴极，水在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，同时破坏水的电离平衡；
（3）若甲装置作为乙装置的电源，由得失电子数目守恒计算可得甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比；
（4）①由图可知产生氢气的B电极为电解池的阴极，则A电极为阳极；
②废水中具有强氧化性，酸性条件下，与Fe2+发生氧化还原反应生成Cr3+、Fe3+和H2O。
【详解】（1）甲装置是燃料电池，通入氢气的a电极为燃料电池的负极，碱性条件下，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，电极反应式为H2＋2OH－－2e－＝2H2O，故答案为：H2＋2OH－－2e－＝2H2O；
（2）乙装置是电解池，与直流电源负极相连的电极为阴极，饱和食盐水溶液中水在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，同时破坏水的电离平衡，在阴极区云集大量氢氧根离子，则阴极区产物为NaOH和H2，故答案为：NaOH；H2；
（3）若甲装置作为乙装置的电源，由得失电子数目守恒可知，甲池消耗2mol氢气同时消耗1mol氧气，转移4mol电子，乙装置中可以产生2mol氢气和2mol氯气，则一段时间后，甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为3:4，故答案为：3:4；
（4）①由图可知产生氢气的B电极为电解池的阴极，则A电极为阳极，阳极上铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe－2e－＝Fe2+，故答案为：Fe－2e－＝Fe2+；
②废水中具有强氧化性，酸性条件下，与Fe2+发生氧化还原反应生成Cr3+、Fe3+和H2O，反应的离子方程式为+6Fe2++14H+= 2Cr3++6Fe3++7H2O，故答案为：+6Fe2++14H+= 2Cr3++6Fe3++7H2O。
【点睛】氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应是解答关键。
18．(1) 化学 M
(2)>
(3)－821.5kJ·mol－1
【详解】（1）根据转化过程，光能转化成化学能，物质能量越低，物质越稳定，根据过程，M的能量小于N，即M稳定；答案：化学；M；
（2）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物，C转化成CO2，H转化成H2O，氢气是可燃性气体，燃烧产生热量，因此a>－3267.5kJ·mol－1；答案：>；
（3）①Fe2 O 3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)，②CO(g)+1/2O2(g)=CO2 (g)，③C(石墨)+O 2 ( g)=CO2 (g)，Fe2O3的摩尔生成焓的定义：4Fe＋3O2=2Fe2O3，[6×③－(2×①＋6×②)]，△H=[－6×390.5－(2×490－6×280)]kJ·mol－1=－821.5kJ·mol－1。答案：－821.5kJ·mol－1。
19． 正 还原 负 氧化 2H2+O2=2H2O
【分析】在燃料电池的正极上是氧气得电子的还原反应；在原电池的负极上是燃料失电子的氧化反应，两极方程式相加得到总反应式。
【详解】(1)在燃料电池的正极上是氧气得电子的还原反应，所以x是正极，故答案为：正；还原；
(2)在原电池的负极上是燃料失电子的氧化反应，所以y是负极，故答案为：负；氧化；
(3)两极相加得到总反应是2H2+O2=2H2O，故答案为：2H2+O2=2H2O。
【点睛】本题考查电极反应的判断，为高频考点，题目难度不大，解答本题可从化合价的变化的角度入手，把握电极反应。
20． 负 锌 0.5 正 8
【详解】(1)在浓硝酸中发生钝化，在浓硝酸中发生反应，被硝酸氧化，电极为负极，是原电池的正极，其电极反应式为；
(2)负极发生氧化反应，锌失电子，其电极反应式为，锌是，而的锌失去的电子，则转移电子的物质的量为；
(3)由图可知，b为燃料电池的正极，a为负极，负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，当b电极消耗标况下气体时，即，根据两极得失电子守恒知a极消耗，均转化为溶液的组成，溶液的质量增重为。
21． CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O 2CH3OH+3O2+4OH-=2CO+6H2O 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3↑ 280 D 1.6
【分析】由图可知甲池为甲醇的燃料电池，甲醇端为负极，氧气端为正极；则乙池为电解池，A与电源正极相连为阳极，B为阴极；丙为电解池， D与电源负极相连为阴极，C为阳极，以此分析。
【详解】（1）甲池为原电池，燃料在负极失电子发生氧化反应，在碱溶液中生成碳酸盐，甲池中通入的电极反应式为，故答案为：；
（2）根据以上分析可知甲池是燃料电池，由于电解质溶液显碱性，故生成物是碳酸钾和水，所以工作一段时间后甲中溶液的pH减小，因此该电池总反应的离子方程式为，故答案为：；
（3）乙池是电解池，A电极与原电池的正极相连，则A为阳极，B为阴极，电池总反应式为，故答案为：阳极；；
（4）乙池中B电极增加的物质为Ag，其物质的量为，依据得失电子守恒可知，，甲池中理论上消耗的物质的量是，在标准状况下的体积为；丙为电解池，C为阳极，D为阴极，电解氯化铜溶液时，铜离子在阴极得到电子析出铜，结合得失电子守恒可知，，
析出铜的物质的量是，质量为，故答案为：280；D；1.6。
22． H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝-57.3kJ/mol ﹣93 +226.7 KJ/mol 放热 反应物总能量高于生成物总能量
【分析】（1）根据中和热的概念：稀的强酸和强碱反应生成1mol水所放出的热量求出中和热以及中和热的热化学方程式；
（2）反应热等于反应物的总键能-生成物的总键能求算；
（3）可以先根据反应物和生成物书写化学方程式，根据盖斯定律计算反应的焓变，最后根据热化学方程式的书写方法来书写热化学方程式；
（4）当反应物的总能量大于生成物的总能量，反应是放热的。
【详解】（1）1mol H2SO4溶液与足量 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-114.6kJ/mol，
中和热为-57.3kJ/mol，则中和热的热化学方程式：NaOH（aq）+H2SO4（aq）=Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案为：NaOH（aq）+H2SO4（aq）=Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（2）N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=945kJ mol-1+436kJ mol-1×3-391kJ mol-1×6=-93kJ mol-1=a kJ mol-1，因此a=-93，
故答案为：-93；
（3）已知：①C （s，石墨）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ mol-1；
②2H2（g）+O2（g）=2H2O （l）△H2=-571.6kJ mol-1；
③2C2H2（g）+5O2（g）═4CO2（g）+2H2O （l）△H2=-2599kJ mol-1；
2C （s，石墨）+H2（g）=C2H2（g）的反应可以根据①×2+②×-③×得到，所以反应焓变△H=2×（-393.5kJ mol-1）+（-571.6kJ mol-1）×-（-2599kJ mol-1）×=+226.7kJ mol-1，
故答案为：+226.7 KJ/mol；
（4）因为△H=-273kJ/mol＜0，则反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量；
故答案为：放热，反应物总能量高于生成物总能量。
23． H＋和Cu2＋ Cu2＋＋2e－===Cu　 ①
【详解】（1）电解精炼铜的电解质溶液一般为用硫酸酸化了的硫酸铜溶液，其中的阳离子是H＋和Cu2＋。粗铜中Fe、Zn、Ni均有可能放电转化为Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋，Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋、H＋和Cu2＋中放电能力Cu2＋最强，所以在阴极上放电的只有Cu2＋，阴极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu。答案： H＋、Cu2＋、Cu2＋＋2e－=Cu。
（2）①因为在阴极上放电的只有Cu2＋，所以当有0.020 mol e－转移时阴极质量增加0.02mol/L×64 g·mol－1＝0.64 g,故①正确；②因为粗铜中含有Fe、Zn、Ni，也放电，所以当有0.020 mol e－转移时阳极质量减少的不是0.64g,故②错误；③Fe、Zn、Ni中，有相对原子质量比Cu大的，也有相对原子质量比Cu小的，且Fe、Zn、Ni的放电能力都强于Cu，首先在阳极上被溶解，因此阳极上放电的不只是铜，阳极质量减少量不固定，电解质溶液的质量也不会保持不变，故③错误。④在电解精炼铜的过程中，能量转化的形式主要是电能转化为化学能，但也有电能转化为热能，电解质溶液的温度肯定会变化，所以④错误；答案：①。
【点睛】考查铜的精炼的知识。根据电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极,阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应。对于杂质的金属性如果比铜强，则先放电，如果金属性比铜弱，则后放电。以此进行分析。
24． CuO 2g
【分析】抓住关键信息“蓝色溶液”“红色的固态物质”“无色气体”，可推知A、B两电极上分别产生Cu与。
【详解】(1) B电极上有无色气体氧气生成，则B电极是阳极，电极反应为；
(2)阴极生成铜、阳极生成氧气，电解总反应的离子方程式；
(3) 阴极生成铜、阳极生成氧气，若使电解后的溶液恢复到电解前的状态，则可加入CuO；取出A电极，经洗涤、干燥、称量，发现电极质量增加1.6g，电解生成铜的质量是1.6g， ，加入氧化铜的质量是0.025mol×80g/mol=2g。
【点睛】本题考查学生电解池的工作原理，理解电解原理是解题关键，阳极失电子发生氧化反应、阴极得电子发生还原反应；会根据电解产物判断使电解液回复原样的方法；
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