专题1《化学反应与能量变化》（含解析）单元检测题2023-2024学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择性必修1
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| 名称 | 专题1《化学反应与能量变化》（含解析）单元检测题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 | 2024-01-13 19:44:44 | ||
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文档简介
专题1《化学反应与能量变化》
一、单选题（共13题）
1．生产液晶显示器过程中使用的化学清洗剂是一种温室气体，在大气中的寿命可长达740年之久，下表是几种相关化学键的键能，下列说法中正确的是
化学键
键能： 941.7 154.8 283.0
A．中N元素为杂化
B．液态与气态具有相同的能量
C．过程放出能量
D．反应的
2．下列电化学装置能达到目的的是
A．图甲：实现原电池反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ B．图乙：制取少量Fe(OH)2
C．图丙：证明铁发生了析氢腐蚀 D．图丁：电镀工业中，X是待镀金属
3．手持技术的氧电化学传感器可用于测定O2含量。下图为某种氧电化学传感器的原理示意图，已知在测定O2含量过程中，电解质溶液的质量保持不变。一定时间内，若通过传感器的待测气体为a L（标准准状况），某电极增重了bg。下列说法正确的是
A．Pt上发生氧化反应 B．Pb上的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O
C．反应过程中转移OH-的物质的量为0.25bmol D．待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a
4．金属钒在化工、航空航天、二次电池等领域有着重要的作用，其中全钒液流电池具有便于扩容、操作安全、使用寿命长等优点。两性离子交换膜是钒电池的关键组成部分，钒电池的两性离子交换膜中离子迁移示意图如图所示。下列有关叙述错误的是
A．放电时，正极反应式为
B．充电时，阴极反应式为
C．充电时，通过荷正电固定基团向负极区移动
D．两性离子交换膜中荷正电固定基团可有效提高阻钒性
5．已知：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) △H=＋571.0kJ/mol。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：
过程I：2Fe3O4(s)=6FeO(s)＋O2(g) △H=＋313.2kJ/mol
过程II：……
下列说法不正确的是
A．铁氧化物循环制H2的方法相较于电解法成本更低
B．过程II热化学方程式为：3FeO(s)＋H2O(l)=H2(g)＋Fe3O4(s) △H=＋128.9kJ/mol
C．过程I、II中能量转化的形式依次是：太阳能→化学能→热能
D．过程I中正反应的活化能大于逆反应的活化能
6．如图为电解装置示意图。下列电解目的不能实现的是
选项 电极材料 电解质溶液 电解目的
A a.碳棒，b.碳棒 饱和食盐水 制取Cl2、NaOH和H2
B a.银，b.铁 AgNO3溶液 铁上镀银
C a.粗铜，b.精铜 CuSO4溶液 电解精炼铜
D a.铜，b.碳棒 KNO3稀溶液 制取少量O2和H2
注：表中的粗铜含有锌、铁、镍、金、铂等杂质。
A．A B．B C．C D．D
7．化学与社会、生产生活和科技都密切相关。下列说法正确的是
A．在军舰船底镶嵌锌块作正极，以防船体被蚀
B．“天宫二号”使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
C．电镀铜过程中电解质溶液的浓度不断减小
D．光伏电池能量转化方式是太阳能直接转化为电能
8．某同学设计如图所示实验，探究反应
下列判断正确的是
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器，则测定数值偏低
D．若用固体代替溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，测定数值不变
9．已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1；2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1，某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，求原混合气体中H2和CO的物质的量之比为
A．2：1 B．1：2 C．1：1 D．4：1
10．金属腐蚀会造成巨大的经济损失，甚至引起安全事故。某同学为探究铁钉腐蚀的条件，设计了如图①②③三组实验。一段时间后，该同学观察到的现象是①中铁钉生锈；②中铁钉不生锈；③中铁钉不生锈。下列说法错误的是
A．①中发生的腐蚀为电化学腐蚀，发生腐蚀时，铁钉中的炭作正极
B．①中铁钉发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
C．此实验得出的结论：铁钉生锈需要和水以及空气接触
D．②所用的水要经过煮沸处理，植物油可以用CCl4代替
11．碳中和可有效解决全球变暖，在稀硫酸中利用电催化可将同时转化为多种燃料，其原理如图所示。下列说法正确的是
A．离子交换膜为阴离子交换膜
B．铜电极上产生的电极反应式为：
C．每产生电路中要通过电子
D．若铜电极上只生成，则铜极区溶液质量增加
12．某研究性学习小组欲完成反应2HCl+2Cu=2CuCl+H2 ↑，设计了下列四个实验,你认为可行的是
A． B． C． D．
13．“钠离子电池”被欧盟评价为“锂电的性能、铅酸的价格”，因此成为弥补锂不足的替代研究对象，有着巨大的市场前景。某水系钠离子电池工作原理如图，电池总反应为：2Na2FePO4F + NaTi2 (PO4 )22NaFePO4F + Na2Ti2(PO4) 2。下列说法正确的是
A．充电、放电时，钠离子均向电势更高的电极移动
B．放电时，导线中每通过1mol电子，理论上a极质量减轻23g
C．充电时，b极上的电极反应为NaFePO4F+Na++e- = Na2FePO4F
D．交换膜应为阳离子交换膜且孔径比锂离子电池交换膜的孔径小
二、填空题（共9题）
14．I.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是 。
(2)装置乙中正极的电极反应式是 。
(3)四种金属活泼性由强到弱的顺序是 。
II．分别按图所示甲、乙装置进行实验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸，甲中A为电流表。
(1)下列叙述正确的是 。
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
C．两烧杯中溶液中的H＋浓度均减小 D．产生气泡的速率甲中的比乙中的慢
(2)甲装置中，某同学发现不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，原因可能是 。
(3)甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应 。
15．完成下列问题。
(1)氢氧燃料电池是一种高效无污染的清洁电池它分碱性(用KOH做电解质)和酸性(用硫酸做电解质)燃料电池。如果是酸性燃料电池，则正极反应方程式是 。
(2)科研人员设想用如图原电池装置生产硫酸，则负极的电极反应式为 。
(3)某甲烷—氧气燃料电池的工作原理如下图所示。
①A极发生的电极反应式为 。
②工作一段时间后，当3.2g甲烷完全反应生成CO2时，有 molH+通过质子交换膜。
(4)已知：H2O2是一种强氧化剂。Mg H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图所示。
该电池工作时，H2O2在石墨电极上发生反应的电极反应式是 。
16．回答下列问题：
（1）反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如图 所示，判断该反应△H 0 (填“＞”、“＜”、“无法确定”)。
（2）在Al2O3、Ni催化下气态甲酸发生下列反应：
甲酸(g)= CO (g)+ H2O (g) △H1= + 34.0 kJ/mol
甲酸(g)= CO2 (g)+ H2(g) △H2= —7.0 kJ/mol
则甲酸的分子式为 ，在该条件下，气态CO2 和气态H2 生成气态CO和气态H2O的热化学方程式为 。
（3）火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水(H2O2)。当把0.4mol液态肼和0.8mol 液态H2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。反应的热化学方程式为： 。
17．电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X电极上的电极反应式为 ，在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是 ，电极反应式为 。
②Y电极的材料是 ，电极反应式为 。
③溶液中的c(Cu2+)与电解前相比 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
18．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用与工业生产。
(1)当X、Y为惰性电极，Z为滴有酚酞的饱和食盐水，用该装置电解饱和食盐水，Y极附近观察到的现象是： ，其电极反应式为 。X的电极反应式为 。
(2)用该装置给铁上镀铜，X极材料是 ，Y极材料是 ，Z是 溶液。
(3)用该装置进行电解精炼铜(含杂质、)，X极是 ，Y极是 ，杂质以 形式存在于 中，杂质以 形式存在于 。
19．常用小轿车(燃油汽车)中的动力和能量与化学反应息息相关。
(1)用C8H18代表汽油分子，写出汽油完全燃烧的化学方程式 。
(2)关于汽油在气缸中燃烧反应的叙述正确的是
A．汽油具有的总能量高于生成物二氧化碳和水具有的总能量
B．汽油燃烧过程中，化学能转化为热能
C．断裂汽油和氧气分子中化学键吸收的能量小于生成碳氧化物和水中化学键放出的能量
D．汽车尾气中含NO的原因是汽油中含有氮元素，燃烧后生成NO
(3)汽车中的电瓶为铅酸电池，Pb+PbO2 +2H2SO4 PbSO4+2H2O，已知PbSO4难溶于水，下列说法正确的是
A．放电时，负极的电极反应式为：Pb-2e-=Pb2+
B．放电时，正极得电子的物质是PbO2
C．放电时，理论上每消耗20.7g铅，外电路中转移的电子为0.4mol
D．充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
(4)研究氢氧燃料电池中，H2所在的电极为 极(填“正”或“负”)，电极反应式为 。
20．I．观察下列装置，回答下列问题：
(1)装置B中PbO2上发生的电极反应式为 。
(2)装置A总反应的离子方程式为 。
(3)若装置E中的目的是在Cu材料上镀银，则溶液X为 ，极板N的材料为 ，极板M处的电极反应式为 。
(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4g时，装置D中产生气体体积为 L(标况下，不考虑气体的溶解)。
II．电解Na2CO3溶液，原理如图所示。
(5)阳极的电极反应式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。
21．完成下列问题。
(1)①如图所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图。
请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 。
②下图表示氧族元素中氧、硫、硒、碲在相同条件下生成气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素。
试写出该条件下硒化氢发生分解反应的热化学方程式： 。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
①已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-185kJ·mol-1
共价键 H-H Cl-Cl
键能/(kJ·mol-1) 436 247
则H—Cl的键能为 kJ·mol-1。
②CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。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 C≡O(CO)
键能(kJ·mol-1) 413 745 436 1075
则该反应的△H= 。
(3)在微生物作用的条件下，经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下：
①第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
②lmol(aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是 。
22．回答下列问题：
(1)地下钢管连接镁块是金属防腐措施中的 法。
(2)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图，石墨Ⅰ为电池的 极；该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为 。
(3)铅及其化合物可用于蓄电池，耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：
①PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为 。
②铅蓄电池放电时的正极反应式为 ，当电路中有2mol电子转移时，理论上两电极质量变化的差值为 g。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】A．中N原子有1个孤电子对，3个σ键，故为杂化，故A错误；
B．物质的状态不同，能量不同，故B错误；
C．形成化学键的过程为放热过程，故C正确；
D．根据反应的焓变等于反应物的总键能和减去生成物的总键能和，，故D错误；
故选C。
2．A
【详解】A． 三价铁离子的氧化性大于铜离子，所以该反应为自发的氧化还原反应，图甲有活性不同的两个电极，形成了闭合回路，可构成原电池，故A正确；
B． 铁与电源负极相连作阴极，阴极发生还原反应，不能失电子生成亚铁离子，故B错误；
C． 析氢腐蚀的条件应该是酸性环境，氯化钠溶液显中性，故C错误；
D． 电镀工业中，待镀金属表面生成金属单质，在阴极析出，与电源的负极相连，Y是待镀金属，故D错误；
故选A。
3．D
【分析】根据装置图分析可知，该池为原电池，通入氧气的一极为正极，乙电极即Pb电极为负极。
【详解】A．Pt电极通氧气，为正极，发生还原反应，A错误；
B．Pb电极为负极，失去电子发生氧化反应，电极方程式为2Pb+4OH--4e-＝2PbO+2H2O，B错误；
C．Pb电极为负极，失去电子发生氧化反应，电极方程式为2Pb+4OH--4e-＝2PbO+2H2O，结合4mol氢氧根离子，电极质量增重32g，该电极增重的质量为bg，则转移OH-的物质的量为0.125bmol，C错误；
D．根据C可知，转移电子物质的量为0.125bmol，由电极方程式为O2+2H2O+4e-＝4OH-，消耗氧气的体积为22.4×0.125b/4L=0.7bL，故氧气的体积分数为0.7b/a，D正确。
答案选D。
4．C
【分析】由图可知，正极电解液中含有和，故正极的电极反应为：；负极含有V2+和V3+，故负极反应为：，以此解题。
【详解】A．由分析可知，放电时，正极反应式为，A正确；
B．原电池负极，在充电时作阴极，发生还原反应，则充电时，阴极反应式为，B正确；
C．充电时作电解池，阴离子移向阳极区，即向原电池的正极区移动，C错误；
D．荷正电固定基团允许阴离子通过，阻止阳离子通过，故可阻止/、V3+/V2+ 的移动，即有效地提高阻钒性，D正确；
故选C。
5．C
【详解】A．铁氧化物循环制H2的方法相较于电解法，节约能源，成本更低，故A正确；
B．①2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) △H=＋571.0kJ/mol
②2Fe3O4(s)=6FeO(s)＋O2(g) △H=＋313.2kJ/mol
根据盖斯定律(①-②)得3FeO(s)＋H2O(l)=H2(g)＋Fe3O4(s) △H=＋128.9kJ/mol，故B正确；
C．过程I、II都是吸热反应，过程II没有把化学能转化为热能，故C错误；
D．过程I是吸热反应，正反应的活化能大于逆反应的活化能，故D正确；
选C。
6．D
【分析】由图可知，该装置为电解池，且a端接电源正极，为电解池的阳极，b为阴极，阳极失电子，阴极得电子，以此解答。
【详解】A．以碳棒为电极，电解氯化钠溶液，氯离子在阳极放电生成氯气，氢离子在阴极放电生成氢气和NaOH，故A正确；
B．镀铜时，Fe为镀件，Ag为镀层金属，镀件作阴极被保护，则阳极为银，阴极为铁，电解质为AgNO3溶液，故B可以实现；
C．电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液为可溶性的铜盐，故C正确；
D．铜阳极，碳棒为阴极，则铜失电子生成Cu2+，得不到氧气，故D错误；
故选D。
7．D
【详解】A．在军舰船底镶嵌锌块，Fe、Zn及海水构成原电池，活动性强的锌作原电池的负极，以防船体被腐蚀，A错误；
B．“天宫二号”使用的碳纤维是碳单质，不是化合物，因此不属于有机高分子材料，B错误；
C．电镀铜过程中，阳极上Cu失去电子变为Cu2+进入溶液，在阴极上Cu2+得到电子被还原产生Cu单质，因此电镀过程中电解质溶液的浓度不变，C错误；
D．光伏电池工作时能量转化方式是太阳能直接转化为电能，D正确；
故合理选项是D。
8．C
【详解】A．金属与酸的反应、中和反应为放热反应，氢氧化钡晶体和氯化铵固体的反应为吸热反应，即(a)、(c)所涉及的反应是放热反应，A错误；
B．相同质量的铝片和铝粉与酸反应放出的热量相同，B错误；
C．铁制搅拌器导热效果好，会损失部分热量，导致测定的放出的热量数值偏小，C正确；
D．氢氧化钠固体溶于水放热，测定的数值偏大，D错误；
故选C。
9．C
【详解】3.6g水是0.2mol，消耗0.2mol H2(g)，放出的热量是57.16kJ，所以CO燃烧放出的热量是113.74kJ－57.16kJ=56.58kJ，所以参加反应的CO是 =0.2mol，因此原混合气体中H2和CO的物质的量之比为1：1，答案为C。
10．D
【详解】A． ①中不纯的铁钉、水和氧气环境中，铁发生的腐蚀电化学腐蚀，发生腐蚀时，铁活泼为负极、铁钉中的炭不活泼作正极，A正确；
B． ①中铁钉发生电化学腐蚀时，正极上氧气得到电子被还原，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，B正确；
C．与①相比②中植物油隔绝了氧气、③中碱石灰吸收了水分，一段时间后，该同学观察到的现象是①中铁钉生锈；②中铁钉不生锈；③中铁钉不生锈，则说明①中铁发生腐蚀②③中铁未发生腐蚀，则此实验得出的结论：铁钉生锈需要和水以及空气接触，C正确；
D． ②所用的水要经过煮沸处理以除去溶解氧，但植物油密度小于水、CCl4密度大于水，故植物油不可以用CCl4代替，D错误；
答案选D。
11．D
【分析】铂电极与外电源的正极相连，为阳极，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，铜为阴极发生还原反应，反应在酸性条件下进行。
【详解】A． 离子交换膜为阳离子交换膜，氢离子从左到右移动，故A错误；
B． 铜电极上产生的电极反应式为：，故B错误；
C． 每产生标准状况下电路中要通过电子，故C错误；
D． 铜电极为阴极，铜电极上产生甲烷的电极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，若铜电极上生成5.6gCO，即n（CO）==0.2mol，发生反应2H++CO2+2e-=CO+H2O，增重0.2molH2O的质量，即0.2mol×18g mol-1=3.6g,故D正确；
故选D。
12．C
【详解】根据金属活动顺序表，铜排在H的后面，铜不与盐酸反应产生氢气，因此无法通过原电池设计2HCl+Cu=CuCl2+H2↑，因此通过电解池原理设计，根据反应方程式，Cu的化合价升高，以及电解反应，Cu作阳极，石墨作正极，因此选项C正确。
13．B
【分析】2Na2FePO4F + NaTi2 (PO4 )22NaFePO4F + Na2Ti2(PO4) 2，原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电解池阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，根据反应可知放电时a极为负极，b极为正极，充电时a极为阴极，b极为阳极。
【详解】A．充电钠离子向阴极移动，钠离子向电势低的电极移动，放电钠离子向正极移动，钠离子向电势高的电极移动，A错误；
B．放电时a极反应为Na2Ti2(PO4) 2 –e-=NaTi2 (PO4 )2+Na+，导线中每通过1mol电子，a极产生1molNa+，理论上a极质量减轻23g ，B正确；
C．充电时，b极上的电极反应为Na2FePO4F-e- = NaFePO4F+Na+，C错误；
D．充电和放电钠离子自由通过离子交换膜，交换膜应为阳离子交换膜，钠离子比锂离子的半径大，孔径比锂离子电池交换膜的孔径大，D错误；
故答案为：B。
14． A－2e－===A2＋ Cu2＋＋2e－===Cu D>A>B>C C 锌片不纯，锌与杂质构成原电池 Cu2＋＋2e－===Cu
【分析】I.(1)甲装置中，金属A不断溶解说明该装置构成了原电池，且A失电子发生氧化反应而作负极，B作正极；
（2）乙中C的质量增加，说明C上铜离子得电子发生还原反应，则C作原电池正极，B作负极；
（3）丙装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应而作正极，D作负极，通过以上分析知，四种金属活动性强弱顺序是D＞A＞B＞C；
II．锌比铜活泼，能与稀硫酸反应，铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，乙没有形成闭合回路，不能形成原电池，甲形成闭合回路，形成原电池，根据原电池的组成条件和工作原理解答该题。
【详解】I.(1)该装置中，金属A不断溶解说明A失电子发生氧化反应生成金属阳离子进入溶液而作负极，B作正极，装置甲中负极的电极反应式是： A－2e－===A2＋ ；
(2)乙装置中，C的质量增加说明C电极上铜离子得电子发生还原反应，则C作正极，阳离子向正极移动，装置乙中正极的电极反应式是 Cu2＋＋2e－===Cu ；丙装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应而作正极，D作负极，通过以上分析知，四种金属活动性强弱顺序是D＞A＞B＞C；
II．（1）A、铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲烧杯中铜片表面有气泡产生，故A错误；
B、没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B错误；
C、两烧杯中硫酸都参加反应，氢离子浓度减小，故C正确；
D、甲能形成原电池反应，较一般化学反应速率更大，所以产生气泡的速率甲中比乙中快，故D错误；
故选C。
（2）在甲实验中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，是由于锌片不纯，在锌片上形成原电池导致；
（3）在甲实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，Cu2＋在正极上得电子被还原产生Cu，电极反应式为Cu2＋+2e－=Cu。
【点睛】本题考查原电池的组成和工作原理，侧重于学生的分析能力的考查，解题关键：注意把握原电池的构成条件、电极方程式的书写等基础知识，难点I.(3)：四种金属活动性排序．
15．(1)O2+4e-+4H+=2H2O
(2)SO2-2e-+2H2O=+4H+
(3) CH4+2H2O-8e-=CO2↑+8H+ 1.6
(4)H2O2+2e-=2OH-
【详解】（1）氢氧燃料电池中氢气失电子，在负极上发生反应，氧气得电子，在正极上发生反应，故电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。
（2）生产硫酸时，二氧化硫在负极失电子发生氧化反应，电极反应式为SO2-2e-+2H2O=+4H+。
（3）①根据氢离子流向可以判断，A为负极，在甲烷燃料电池中，通入燃料甲烷的电极作负极，发生氧化反应，电极反应为CH4+2H2O-8e-=CO2↑+8H+；
②当3.2g即0.2mol甲烷完全反应生成CO2时，根据CH4+2H2O-8e-=CO2↑+8H+，转移1.6mol电子，生成1.6molH+，因此有1.6molH+通过质子交换膜。
（4）H2O2是一种强氧化剂，在原电池的正极上发生还原反应H2O2+2e-=2OH-。
16． ＜ CH2O2 CO2 (g)+H2(g) CO(g)+H2O (g) △H= + 41.0 kJ/mol N2H4 (l)+2H2 O2 (l) N2(g)+4H2O (g) △H= -641.75 kJ/mol
【详解】（1）由图象可以看出反应物总能量大于生成物的总能量，则该反应的正反应为放热反应，△H＜0；（2）根据质量守恒，由甲酸(g)= CO (g)+ H2O (g)可知，甲酸的分子式为CH2O2；已知：①甲酸（g）=CO （g）+H2O （g）△H1=+34.0kJ/mol，②甲酸（g）=CO2 （g）+H2（g）△H2=-7.0kJ/mol，气态CO2和气态H2 生成气态CO和气态H2O的化学方程式为CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）可以根据①-②得到，所以△H=34.0kJ/mol-（-7.0kJ/mol）=+41.0kJ/mol，即CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）△H=+41.0kJ/mol；（3）0.4mol液态肼和0.8mol 液态H2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量，根据热化学方程式的意义，1mol肼和双氧水之间反应会放出641.75kJ的热量，所以N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.75 kJ/mol，故答案为N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.75 kJ/mol。
【点睛】本题考查有关反应热的计算，明确热化学反应方程式中物质的量与热量的关系即可解答，题目难度不大。
17． 2H++2e-=H2↑ 放出气体，溶液变红 2Cl--2e-=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色 纯铜 Cu2++2e-=Cu 粗铜 Cu-2e-=Cu2+ 变小
【详解】(1)①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H++2e-=H2↑，所以该电极附近氢氧根离子的浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液，溶液会变红，故答案为：2H++2e-=H2↑；放出气体，溶液变红；
②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，可以用于氯气的检验，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色；
(2)①电解法精炼粗铜，电解质溶液a选用CuSO4溶液，阳极Y为粗铜，阴极X为纯铜，阴极上铜离子得到电子生成铜，电极反应为Cu2++2e-=Cu，故答案为：纯铜，Cu2++2e-=Cu；
②电解法精炼粗铜，电解池的阳极Y为粗铜，阳极的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，故答案为：粗铜；Cu-2e-=Cu2+；
③粗铜中含有Zn、Fe等比铜活泼的金属，开始阶段阳极活泼的锌和铁等先失电子，此时阴极溶液中的铜离子得电子产生铜单质，导致溶液中的铜离子浓度减小，故答案为：变小；
18．(1) 产生气泡，电极负极溶液变红
(2) Cu Fe CuSO4溶液
(3) 粗铜 精铜 Zn2+ 电解质溶液 阳极泥 阳极底部
【详解】（1）当X、Y为惰性电极，X与电源正极相连做阳极，Y与电源负极相连做阴极，Z为滴有酚酞的饱和食盐水，用该装置电解饱和食盐水，水在Y电极附近放电，电极反应为，Y极附近现象为产生气泡，电极负极溶液变红，Cl-在X极放电，电极反应为，故答案为：产生气泡，电极负极溶液变红；；；
（2）电镀装置镀件金属铁应该做阴极，镀层金属铜做阳极，电解质溶液选择与镀层金属相同的盐溶液，故X为Cu，Y为Fe，Z为CuSO4溶液；
（3）精炼装置粗铜应该做阳极，精铜做阴极，故X为粗铜，Y为精铜，CuSO4溶液作为电解质溶液，电解过程Zn比Cu活泼，优先放电，Zn失去电子变为Zn2+存在于电解质溶液中，Ag不如Cu活泼，以阳极泥的形式沉淀在阳极底部。
19． 2C8H18+25O216CO2+18H2O BC BD 负 H2-2e-+2OH-=2H2O
【分析】根据汽油的成分和辛烷的组成元素写出化学方程式，根据燃烧放热判断能量的变化。根据电极反应找到负极和正极材料，根据电极反应判断转移的电子数目。根据燃料电池的原理回答。
【详解】(1)C8H18完全燃烧生成CO2和H2O时反应的化学方程式为2C8H18+25O216CO2+18H2O；
(2)A．汽油燃烧是放热反应，则参加反应的汽油和氧气具有的总能量高于生成物二氧化碳和水具有的总能量，故A错误；
B．汽油燃烧过程中，能量转化形式为化学能转化为热能，故B正确；
C．汽油燃烧是放热反应，则断裂汽油和氧气分子中化学键吸收的能量小于生成碳氧化物和水中化学键放出的能量，故C正确；
D．汽油是碳氢化合物，不含有氮元素，汽车尾气中含NO的原因是空气中的氮气在高温下氧化为NO，故D错误；
答案为BC。
(3)A．放电时是原电池，Pb为负极，其电极反应式为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4↓，故A错误；
B．放电时原电池，PbO2在正极上得电子发生还原反应，生成PbSO4，故B正确；
C．放电时，理论上每消耗20.7g(物质的量为0.1mol)铅，外电路中转移的电子为0.2mol，故C错误；
D．充电时电解池，发生的反应为放电时的氧化还原反应逆反应，故D正确；
答案为BD；
(4)氢氧燃料电池中，O2所在的极为正极，则H2所在的电极为负极，发生氧化反应，其电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O；氢氧燃料电池相对其它电池，体现了能量转化效率高，无污染等优点。
【点睛】铅蓄电池的负极反应是铅失电子形成铅离子，但电解液是硫酸根，故会形成硫酸铅沉淀，为易错点。
20．(1)PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O
(2)Cu+2H+Cu2++H2↑
(3) AgNO3 银 Ag++ e－=Ag
(4)3.92
(5) 2H2O+4CO 4e =O2↑+4HCO H2
【详解】（1）B和C装置形成原电池，铅作负极，二氧化铅作正极，原电池放电时，正极二氧化铅得电子发生还原反应，电极反应式为：PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O；
（2）A连接电源，则A是电解池，因为二氧化铅是原电池的正极，故右边Cu作电解池的阳极，阳极上Cu放电，阴极上氢离子放电，装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+Cu2++H2↑；
（3）电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中阳离子和镀层金属相同，故x溶液为AgNO3溶液，若装置D的目的是在某镀件上镀银，则X为硝酸银溶液，M作阴极，N作阳极，N极材料应该是银，M处的电极反应为Ag++ e－=Ag；
（4）当装置A中Cu电极质量改变6.4g时，n(Cu)=0.1mol，则转移0.2mol电子，装置D中n(NaCl)=0.1mol，阳极首先发生2Cl-2e-=Cl2↑、其次发生4OH-4e-=2H2O+O2↑，则阳极首先生成0.05molCl2，其次生成0.025molO2，阴极只发生2H++2e-=H2↑，生成0.1molH2，则总共生成0.175mol气体，体积为0.175mol×22.4L/mol=3.92L；
（5）据图可知水放电生成氧气，同时产生的氢离子与碳酸根反应生成碳酸氢根，电极反应式为2H2O+4CO 4e =O2↑+4HCO，阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，即物质A的化学式为H2。
21．(1) NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234kJ·mol-1 H2Se(g)=Se(s)+H2(g)△H=-81kJ·mol-1
(2) 434 +120kJ·mol-1
(3) 放热 (aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(1)△H=-346kJ·mol-1
【详解】（1）①根据NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图可知，反应物能量高于生成物能量，反应是放热反应，反应焓变=E1-E2=134kJ·mol-1-368kJ·mol-1=-234kJ·mol-1，所以NO2和CO反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234kJ·mol-1。
②根据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，生成气态氢化物越容易，气态氢化物越稳定，而能量越低越稳定，所以a、b、c、d依次为：H2Te、H2Se、H2S、H2O；b为气态硒化氢的生成热数据，则气态硒化氢分解放热，△H=-81kJ·mol-1，所以H2Se发生分解反应的热化学反应方程式为H2Se(g)=Se(s)+H2(g)△H=-81kJ·mol-1。
（2）①△H=436kJ·mol-1+247kJ·mol-1-2E(H-Cl)=-185kJ·mol-1，解得：E(H-C1)=434kJ·mol-1。
②该反应中△H=断开旧化学键的键能总和一形成新化学键的键能总和，即△H=(413kJ·mol-1×4+745kJ·mol-1×2)-(1075kJ·mol-1×2+436kJ·mol-1×2)=+120kJ·mol-1。
（3）由能量变化示意图可知第一步为：(aq)+O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(1)△H=-273kJ/mol，是放热反应；第二步为：(aq)+O2(g)=(aq)△H=-73kJ/mol，以此分析1mol(aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是(aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(1)△H=-346kJ·mol-1。
22．(1)牺牲阳极保护法
(2) 负 NO2–e-+ NO=N2O5
(3) PbO2+4HCl(浓)=PbCl2+Cl2 ↑+2H2O PbO2+2e-+4H+ +SO=PbSO4+2H2O 32
【解析】（1）地下钢管连接镁块是利用原电池原理，由于金属活动性：Mg＞Fe，所以镁块作负极，钢管作正极，故该金属防腐措施是牺牲阳极保护法；
（2）石墨Ⅰ为电池的负极，NO2失去电子，化合价升高，被氧化，已知石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，则应为N2O5，其电极反应式为：NO2–e-+ NO=N2O5；
（3）①PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体为氯气，该反应为氧化还原反应，PbO2表现氧化性得到电子被还原为PbCl2，根据得失电子守恒、元素守恒配平反应的化学方程式为PbO2+4HCl(浓)=PbCl2+Cl2 ↑+2H2O；②铅蓄电池放电时的正极为PbO2，反应式为PbO2+2e-+4H+ +=PbSO4+2H2O；负极为Pb，Pb失去电子产生Pb2+，Pb2+与溶液中的结合为PbSO4，故负极的电极反应式为Pb-2e-+= PbSO4，总反应方程式为：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+H2O。当电路中有2 mol电子转移时，正极质量增加64 g，负极质量增加96 g，故理论上两电极质量变化的差值为32 g。
答案第1页，共2页
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一、单选题（共13题）
1．生产液晶显示器过程中使用的化学清洗剂是一种温室气体，在大气中的寿命可长达740年之久，下表是几种相关化学键的键能，下列说法中正确的是
化学键
键能： 941.7 154.8 283.0
A．中N元素为杂化
B．液态与气态具有相同的能量
C．过程放出能量
D．反应的
2．下列电化学装置能达到目的的是
A．图甲：实现原电池反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ B．图乙：制取少量Fe(OH)2
C．图丙：证明铁发生了析氢腐蚀 D．图丁：电镀工业中，X是待镀金属
3．手持技术的氧电化学传感器可用于测定O2含量。下图为某种氧电化学传感器的原理示意图，已知在测定O2含量过程中，电解质溶液的质量保持不变。一定时间内，若通过传感器的待测气体为a L（标准准状况），某电极增重了bg。下列说法正确的是
A．Pt上发生氧化反应 B．Pb上的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O
C．反应过程中转移OH-的物质的量为0.25bmol D．待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a
4．金属钒在化工、航空航天、二次电池等领域有着重要的作用，其中全钒液流电池具有便于扩容、操作安全、使用寿命长等优点。两性离子交换膜是钒电池的关键组成部分，钒电池的两性离子交换膜中离子迁移示意图如图所示。下列有关叙述错误的是
A．放电时，正极反应式为
B．充电时，阴极反应式为
C．充电时，通过荷正电固定基团向负极区移动
D．两性离子交换膜中荷正电固定基团可有效提高阻钒性
5．已知：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) △H=＋571.0kJ/mol。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：
过程I：2Fe3O4(s)=6FeO(s)＋O2(g) △H=＋313.2kJ/mol
过程II：……
下列说法不正确的是
A．铁氧化物循环制H2的方法相较于电解法成本更低
B．过程II热化学方程式为：3FeO(s)＋H2O(l)=H2(g)＋Fe3O4(s) △H=＋128.9kJ/mol
C．过程I、II中能量转化的形式依次是：太阳能→化学能→热能
D．过程I中正反应的活化能大于逆反应的活化能
6．如图为电解装置示意图。下列电解目的不能实现的是
选项 电极材料 电解质溶液 电解目的
A a.碳棒，b.碳棒 饱和食盐水 制取Cl2、NaOH和H2
B a.银，b.铁 AgNO3溶液 铁上镀银
C a.粗铜，b.精铜 CuSO4溶液 电解精炼铜
D a.铜，b.碳棒 KNO3稀溶液 制取少量O2和H2
注：表中的粗铜含有锌、铁、镍、金、铂等杂质。
A．A B．B C．C D．D
7．化学与社会、生产生活和科技都密切相关。下列说法正确的是
A．在军舰船底镶嵌锌块作正极，以防船体被蚀
B．“天宫二号”使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
C．电镀铜过程中电解质溶液的浓度不断减小
D．光伏电池能量转化方式是太阳能直接转化为电能
8．某同学设计如图所示实验，探究反应
下列判断正确的是
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器，则测定数值偏低
D．若用固体代替溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，测定数值不变
9．已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1；2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1，某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，求原混合气体中H2和CO的物质的量之比为
A．2：1 B．1：2 C．1：1 D．4：1
10．金属腐蚀会造成巨大的经济损失，甚至引起安全事故。某同学为探究铁钉腐蚀的条件，设计了如图①②③三组实验。一段时间后，该同学观察到的现象是①中铁钉生锈；②中铁钉不生锈；③中铁钉不生锈。下列说法错误的是
A．①中发生的腐蚀为电化学腐蚀，发生腐蚀时，铁钉中的炭作正极
B．①中铁钉发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
C．此实验得出的结论：铁钉生锈需要和水以及空气接触
D．②所用的水要经过煮沸处理，植物油可以用CCl4代替
11．碳中和可有效解决全球变暖，在稀硫酸中利用电催化可将同时转化为多种燃料，其原理如图所示。下列说法正确的是
A．离子交换膜为阴离子交换膜
B．铜电极上产生的电极反应式为：
C．每产生电路中要通过电子
D．若铜电极上只生成，则铜极区溶液质量增加
12．某研究性学习小组欲完成反应2HCl+2Cu=2CuCl+H2 ↑，设计了下列四个实验,你认为可行的是
A． B． C． D．
13．“钠离子电池”被欧盟评价为“锂电的性能、铅酸的价格”，因此成为弥补锂不足的替代研究对象，有着巨大的市场前景。某水系钠离子电池工作原理如图，电池总反应为：2Na2FePO4F + NaTi2 (PO4 )22NaFePO4F + Na2Ti2(PO4) 2。下列说法正确的是
A．充电、放电时，钠离子均向电势更高的电极移动
B．放电时，导线中每通过1mol电子，理论上a极质量减轻23g
C．充电时，b极上的电极反应为NaFePO4F+Na++e- = Na2FePO4F
D．交换膜应为阳离子交换膜且孔径比锂离子电池交换膜的孔径小
二、填空题（共9题）
14．I.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是 。
(2)装置乙中正极的电极反应式是 。
(3)四种金属活泼性由强到弱的顺序是 。
II．分别按图所示甲、乙装置进行实验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸，甲中A为电流表。
(1)下列叙述正确的是 。
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
C．两烧杯中溶液中的H＋浓度均减小 D．产生气泡的速率甲中的比乙中的慢
(2)甲装置中，某同学发现不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，原因可能是 。
(3)甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应 。
15．完成下列问题。
(1)氢氧燃料电池是一种高效无污染的清洁电池它分碱性(用KOH做电解质)和酸性(用硫酸做电解质)燃料电池。如果是酸性燃料电池，则正极反应方程式是 。
(2)科研人员设想用如图原电池装置生产硫酸，则负极的电极反应式为 。
(3)某甲烷—氧气燃料电池的工作原理如下图所示。
①A极发生的电极反应式为 。
②工作一段时间后，当3.2g甲烷完全反应生成CO2时，有 molH+通过质子交换膜。
(4)已知：H2O2是一种强氧化剂。Mg H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图所示。
该电池工作时，H2O2在石墨电极上发生反应的电极反应式是 。
16．回答下列问题：
（1）反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如图 所示，判断该反应△H 0 (填“＞”、“＜”、“无法确定”)。
（2）在Al2O3、Ni催化下气态甲酸发生下列反应：
甲酸(g)= CO (g)+ H2O (g) △H1= + 34.0 kJ/mol
甲酸(g)= CO2 (g)+ H2(g) △H2= —7.0 kJ/mol
则甲酸的分子式为 ，在该条件下，气态CO2 和气态H2 生成气态CO和气态H2O的热化学方程式为 。
（3）火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水(H2O2)。当把0.4mol液态肼和0.8mol 液态H2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。反应的热化学方程式为： 。
17．电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X电极上的电极反应式为 ，在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是 ，电极反应式为 。
②Y电极的材料是 ，电极反应式为 。
③溶液中的c(Cu2+)与电解前相比 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
18．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用与工业生产。
(1)当X、Y为惰性电极，Z为滴有酚酞的饱和食盐水，用该装置电解饱和食盐水，Y极附近观察到的现象是： ，其电极反应式为 。X的电极反应式为 。
(2)用该装置给铁上镀铜，X极材料是 ，Y极材料是 ，Z是 溶液。
(3)用该装置进行电解精炼铜(含杂质、)，X极是 ，Y极是 ，杂质以 形式存在于 中，杂质以 形式存在于 。
19．常用小轿车(燃油汽车)中的动力和能量与化学反应息息相关。
(1)用C8H18代表汽油分子，写出汽油完全燃烧的化学方程式 。
(2)关于汽油在气缸中燃烧反应的叙述正确的是
A．汽油具有的总能量高于生成物二氧化碳和水具有的总能量
B．汽油燃烧过程中，化学能转化为热能
C．断裂汽油和氧气分子中化学键吸收的能量小于生成碳氧化物和水中化学键放出的能量
D．汽车尾气中含NO的原因是汽油中含有氮元素，燃烧后生成NO
(3)汽车中的电瓶为铅酸电池，Pb+PbO2 +2H2SO4 PbSO4+2H2O，已知PbSO4难溶于水，下列说法正确的是
A．放电时，负极的电极反应式为：Pb-2e-=Pb2+
B．放电时，正极得电子的物质是PbO2
C．放电时，理论上每消耗20.7g铅，外电路中转移的电子为0.4mol
D．充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
(4)研究氢氧燃料电池中，H2所在的电极为 极(填“正”或“负”)，电极反应式为 。
20．I．观察下列装置，回答下列问题：
(1)装置B中PbO2上发生的电极反应式为 。
(2)装置A总反应的离子方程式为 。
(3)若装置E中的目的是在Cu材料上镀银，则溶液X为 ，极板N的材料为 ，极板M处的电极反应式为 。
(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4g时，装置D中产生气体体积为 L(标况下，不考虑气体的溶解)。
II．电解Na2CO3溶液，原理如图所示。
(5)阳极的电极反应式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。
21．完成下列问题。
(1)①如图所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图。
请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 。
②下图表示氧族元素中氧、硫、硒、碲在相同条件下生成气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素。
试写出该条件下硒化氢发生分解反应的热化学方程式： 。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
①已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-185kJ·mol-1
共价键 H-H Cl-Cl
键能/(kJ·mol-1) 436 247
则H—Cl的键能为 kJ·mol-1。
②CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。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 C≡O(CO)
键能(kJ·mol-1) 413 745 436 1075
则该反应的△H= 。
(3)在微生物作用的条件下，经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下：
①第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
②lmol(aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是 。
22．回答下列问题：
(1)地下钢管连接镁块是金属防腐措施中的 法。
(2)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图，石墨Ⅰ为电池的 极；该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为 。
(3)铅及其化合物可用于蓄电池，耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：
①PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为 。
②铅蓄电池放电时的正极反应式为 ，当电路中有2mol电子转移时，理论上两电极质量变化的差值为 g。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．中N原子有1个孤电子对，3个σ键，故为杂化，故A错误；
B．物质的状态不同，能量不同，故B错误；
C．形成化学键的过程为放热过程，故C正确；
D．根据反应的焓变等于反应物的总键能和减去生成物的总键能和，，故D错误；
故选C。
2．A
【详解】A． 三价铁离子的氧化性大于铜离子，所以该反应为自发的氧化还原反应，图甲有活性不同的两个电极，形成了闭合回路，可构成原电池，故A正确；
B． 铁与电源负极相连作阴极，阴极发生还原反应，不能失电子生成亚铁离子，故B错误；
C． 析氢腐蚀的条件应该是酸性环境，氯化钠溶液显中性，故C错误；
D． 电镀工业中，待镀金属表面生成金属单质，在阴极析出，与电源的负极相连，Y是待镀金属，故D错误；
故选A。
3．D
【分析】根据装置图分析可知，该池为原电池，通入氧气的一极为正极，乙电极即Pb电极为负极。
【详解】A．Pt电极通氧气，为正极，发生还原反应，A错误；
B．Pb电极为负极，失去电子发生氧化反应，电极方程式为2Pb+4OH--4e-＝2PbO+2H2O，B错误；
C．Pb电极为负极，失去电子发生氧化反应，电极方程式为2Pb+4OH--4e-＝2PbO+2H2O，结合4mol氢氧根离子，电极质量增重32g，该电极增重的质量为bg，则转移OH-的物质的量为0.125bmol，C错误；
D．根据C可知，转移电子物质的量为0.125bmol，由电极方程式为O2+2H2O+4e-＝4OH-，消耗氧气的体积为22.4×0.125b/4L=0.7bL，故氧气的体积分数为0.7b/a，D正确。
答案选D。
4．C
【分析】由图可知，正极电解液中含有和，故正极的电极反应为：；负极含有V2+和V3+，故负极反应为：，以此解题。
【详解】A．由分析可知，放电时，正极反应式为，A正确；
B．原电池负极，在充电时作阴极，发生还原反应，则充电时，阴极反应式为，B正确；
C．充电时作电解池，阴离子移向阳极区，即向原电池的正极区移动，C错误；
D．荷正电固定基团允许阴离子通过，阻止阳离子通过，故可阻止/、V3+/V2+ 的移动，即有效地提高阻钒性，D正确；
故选C。
5．C
【详解】A．铁氧化物循环制H2的方法相较于电解法，节约能源，成本更低，故A正确；
B．①2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) △H=＋571.0kJ/mol
②2Fe3O4(s)=6FeO(s)＋O2(g) △H=＋313.2kJ/mol
根据盖斯定律(①-②)得3FeO(s)＋H2O(l)=H2(g)＋Fe3O4(s) △H=＋128.9kJ/mol，故B正确；
C．过程I、II都是吸热反应，过程II没有把化学能转化为热能，故C错误；
D．过程I是吸热反应，正反应的活化能大于逆反应的活化能，故D正确；
选C。
6．D
【分析】由图可知，该装置为电解池，且a端接电源正极，为电解池的阳极，b为阴极，阳极失电子，阴极得电子，以此解答。
【详解】A．以碳棒为电极，电解氯化钠溶液，氯离子在阳极放电生成氯气，氢离子在阴极放电生成氢气和NaOH，故A正确；
B．镀铜时，Fe为镀件，Ag为镀层金属，镀件作阴极被保护，则阳极为银，阴极为铁，电解质为AgNO3溶液，故B可以实现；
C．电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液为可溶性的铜盐，故C正确；
D．铜阳极，碳棒为阴极，则铜失电子生成Cu2+，得不到氧气，故D错误；
故选D。
7．D
【详解】A．在军舰船底镶嵌锌块，Fe、Zn及海水构成原电池，活动性强的锌作原电池的负极，以防船体被腐蚀，A错误；
B．“天宫二号”使用的碳纤维是碳单质，不是化合物，因此不属于有机高分子材料，B错误；
C．电镀铜过程中，阳极上Cu失去电子变为Cu2+进入溶液，在阴极上Cu2+得到电子被还原产生Cu单质，因此电镀过程中电解质溶液的浓度不变，C错误；
D．光伏电池工作时能量转化方式是太阳能直接转化为电能，D正确；
故合理选项是D。
8．C
【详解】A．金属与酸的反应、中和反应为放热反应，氢氧化钡晶体和氯化铵固体的反应为吸热反应，即(a)、(c)所涉及的反应是放热反应，A错误；
B．相同质量的铝片和铝粉与酸反应放出的热量相同，B错误；
C．铁制搅拌器导热效果好，会损失部分热量，导致测定的放出的热量数值偏小，C正确；
D．氢氧化钠固体溶于水放热，测定的数值偏大，D错误；
故选C。
9．C
【详解】3.6g水是0.2mol，消耗0.2mol H2(g)，放出的热量是57.16kJ，所以CO燃烧放出的热量是113.74kJ－57.16kJ=56.58kJ，所以参加反应的CO是 =0.2mol，因此原混合气体中H2和CO的物质的量之比为1：1，答案为C。
10．D
【详解】A． ①中不纯的铁钉、水和氧气环境中，铁发生的腐蚀电化学腐蚀，发生腐蚀时，铁活泼为负极、铁钉中的炭不活泼作正极，A正确；
B． ①中铁钉发生电化学腐蚀时，正极上氧气得到电子被还原，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，B正确；
C．与①相比②中植物油隔绝了氧气、③中碱石灰吸收了水分，一段时间后，该同学观察到的现象是①中铁钉生锈；②中铁钉不生锈；③中铁钉不生锈，则说明①中铁发生腐蚀②③中铁未发生腐蚀，则此实验得出的结论：铁钉生锈需要和水以及空气接触，C正确；
D． ②所用的水要经过煮沸处理以除去溶解氧，但植物油密度小于水、CCl4密度大于水，故植物油不可以用CCl4代替，D错误；
答案选D。
11．D
【分析】铂电极与外电源的正极相连，为阳极，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，铜为阴极发生还原反应，反应在酸性条件下进行。
【详解】A． 离子交换膜为阳离子交换膜，氢离子从左到右移动，故A错误；
B． 铜电极上产生的电极反应式为：，故B错误；
C． 每产生标准状况下电路中要通过电子，故C错误；
D． 铜电极为阴极，铜电极上产生甲烷的电极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，若铜电极上生成5.6gCO，即n（CO）==0.2mol，发生反应2H++CO2+2e-=CO+H2O，增重0.2molH2O的质量，即0.2mol×18g mol-1=3.6g,故D正确；
故选D。
12．C
【详解】根据金属活动顺序表，铜排在H的后面，铜不与盐酸反应产生氢气，因此无法通过原电池设计2HCl+Cu=CuCl2+H2↑，因此通过电解池原理设计，根据反应方程式，Cu的化合价升高，以及电解反应，Cu作阳极，石墨作正极，因此选项C正确。
13．B
【分析】2Na2FePO4F + NaTi2 (PO4 )22NaFePO4F + Na2Ti2(PO4) 2，原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电解池阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，根据反应可知放电时a极为负极，b极为正极，充电时a极为阴极，b极为阳极。
【详解】A．充电钠离子向阴极移动，钠离子向电势低的电极移动，放电钠离子向正极移动，钠离子向电势高的电极移动，A错误；
B．放电时a极反应为Na2Ti2(PO4) 2 –e-=NaTi2 (PO4 )2+Na+，导线中每通过1mol电子，a极产生1molNa+，理论上a极质量减轻23g ，B正确；
C．充电时，b极上的电极反应为Na2FePO4F-e- = NaFePO4F+Na+，C错误；
D．充电和放电钠离子自由通过离子交换膜，交换膜应为阳离子交换膜，钠离子比锂离子的半径大，孔径比锂离子电池交换膜的孔径大，D错误；
故答案为：B。
14． A－2e－===A2＋ Cu2＋＋2e－===Cu D>A>B>C C 锌片不纯，锌与杂质构成原电池 Cu2＋＋2e－===Cu
【分析】I.(1)甲装置中，金属A不断溶解说明该装置构成了原电池，且A失电子发生氧化反应而作负极，B作正极；
（2）乙中C的质量增加，说明C上铜离子得电子发生还原反应，则C作原电池正极，B作负极；
（3）丙装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应而作正极，D作负极，通过以上分析知，四种金属活动性强弱顺序是D＞A＞B＞C；
II．锌比铜活泼，能与稀硫酸反应，铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，乙没有形成闭合回路，不能形成原电池，甲形成闭合回路，形成原电池，根据原电池的组成条件和工作原理解答该题。
【详解】I.(1)该装置中，金属A不断溶解说明A失电子发生氧化反应生成金属阳离子进入溶液而作负极，B作正极，装置甲中负极的电极反应式是： A－2e－===A2＋ ；
(2)乙装置中，C的质量增加说明C电极上铜离子得电子发生还原反应，则C作正极，阳离子向正极移动，装置乙中正极的电极反应式是 Cu2＋＋2e－===Cu ；丙装置中A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应而作正极，D作负极，通过以上分析知，四种金属活动性强弱顺序是D＞A＞B＞C；
II．（1）A、铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲烧杯中铜片表面有气泡产生，故A错误；
B、没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B错误；
C、两烧杯中硫酸都参加反应，氢离子浓度减小，故C正确；
D、甲能形成原电池反应，较一般化学反应速率更大，所以产生气泡的速率甲中比乙中快，故D错误；
故选C。
（2）在甲实验中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，是由于锌片不纯，在锌片上形成原电池导致；
（3）在甲实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，Cu2＋在正极上得电子被还原产生Cu，电极反应式为Cu2＋+2e－=Cu。
【点睛】本题考查原电池的组成和工作原理，侧重于学生的分析能力的考查，解题关键：注意把握原电池的构成条件、电极方程式的书写等基础知识，难点I.(3)：四种金属活动性排序．
15．(1)O2+4e-+4H+=2H2O
(2)SO2-2e-+2H2O=+4H+
(3) CH4+2H2O-8e-=CO2↑+8H+ 1.6
(4)H2O2+2e-=2OH-
【详解】（1）氢氧燃料电池中氢气失电子，在负极上发生反应，氧气得电子，在正极上发生反应，故电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。
（2）生产硫酸时，二氧化硫在负极失电子发生氧化反应，电极反应式为SO2-2e-+2H2O=+4H+。
（3）①根据氢离子流向可以判断，A为负极，在甲烷燃料电池中，通入燃料甲烷的电极作负极，发生氧化反应，电极反应为CH4+2H2O-8e-=CO2↑+8H+；
②当3.2g即0.2mol甲烷完全反应生成CO2时，根据CH4+2H2O-8e-=CO2↑+8H+，转移1.6mol电子，生成1.6molH+，因此有1.6molH+通过质子交换膜。
（4）H2O2是一种强氧化剂，在原电池的正极上发生还原反应H2O2+2e-=2OH-。
16． ＜ CH2O2 CO2 (g)+H2(g) CO(g)+H2O (g) △H= + 41.0 kJ/mol N2H4 (l)+2H2 O2 (l) N2(g)+4H2O (g) △H= -641.75 kJ/mol
【详解】（1）由图象可以看出反应物总能量大于生成物的总能量，则该反应的正反应为放热反应，△H＜0；（2）根据质量守恒，由甲酸(g)= CO (g)+ H2O (g)可知，甲酸的分子式为CH2O2；已知：①甲酸（g）=CO （g）+H2O （g）△H1=+34.0kJ/mol，②甲酸（g）=CO2 （g）+H2（g）△H2=-7.0kJ/mol，气态CO2和气态H2 生成气态CO和气态H2O的化学方程式为CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）可以根据①-②得到，所以△H=34.0kJ/mol-（-7.0kJ/mol）=+41.0kJ/mol，即CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）△H=+41.0kJ/mol；（3）0.4mol液态肼和0.8mol 液态H2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量，根据热化学方程式的意义，1mol肼和双氧水之间反应会放出641.75kJ的热量，所以N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.75 kJ/mol，故答案为N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.75 kJ/mol。
【点睛】本题考查有关反应热的计算，明确热化学反应方程式中物质的量与热量的关系即可解答，题目难度不大。
17． 2H++2e-=H2↑ 放出气体，溶液变红 2Cl--2e-=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色 纯铜 Cu2++2e-=Cu 粗铜 Cu-2e-=Cu2+ 变小
【详解】(1)①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H++2e-=H2↑，所以该电极附近氢氧根离子的浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液，溶液会变红，故答案为：2H++2e-=H2↑；放出气体，溶液变红；
②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，可以用于氯气的检验，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色；
(2)①电解法精炼粗铜，电解质溶液a选用CuSO4溶液，阳极Y为粗铜，阴极X为纯铜，阴极上铜离子得到电子生成铜，电极反应为Cu2++2e-=Cu，故答案为：纯铜，Cu2++2e-=Cu；
②电解法精炼粗铜，电解池的阳极Y为粗铜，阳极的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，故答案为：粗铜；Cu-2e-=Cu2+；
③粗铜中含有Zn、Fe等比铜活泼的金属，开始阶段阳极活泼的锌和铁等先失电子，此时阴极溶液中的铜离子得电子产生铜单质，导致溶液中的铜离子浓度减小，故答案为：变小；
18．(1) 产生气泡，电极负极溶液变红
(2) Cu Fe CuSO4溶液
(3) 粗铜 精铜 Zn2+ 电解质溶液 阳极泥 阳极底部
【详解】（1）当X、Y为惰性电极，X与电源正极相连做阳极，Y与电源负极相连做阴极，Z为滴有酚酞的饱和食盐水，用该装置电解饱和食盐水，水在Y电极附近放电，电极反应为，Y极附近现象为产生气泡，电极负极溶液变红，Cl-在X极放电，电极反应为，故答案为：产生气泡，电极负极溶液变红；；；
（2）电镀装置镀件金属铁应该做阴极，镀层金属铜做阳极，电解质溶液选择与镀层金属相同的盐溶液，故X为Cu，Y为Fe，Z为CuSO4溶液；
（3）精炼装置粗铜应该做阳极，精铜做阴极，故X为粗铜，Y为精铜，CuSO4溶液作为电解质溶液，电解过程Zn比Cu活泼，优先放电，Zn失去电子变为Zn2+存在于电解质溶液中，Ag不如Cu活泼，以阳极泥的形式沉淀在阳极底部。
19． 2C8H18+25O216CO2+18H2O BC BD 负 H2-2e-+2OH-=2H2O
【分析】根据汽油的成分和辛烷的组成元素写出化学方程式，根据燃烧放热判断能量的变化。根据电极反应找到负极和正极材料，根据电极反应判断转移的电子数目。根据燃料电池的原理回答。
【详解】(1)C8H18完全燃烧生成CO2和H2O时反应的化学方程式为2C8H18+25O216CO2+18H2O；
(2)A．汽油燃烧是放热反应，则参加反应的汽油和氧气具有的总能量高于生成物二氧化碳和水具有的总能量，故A错误；
B．汽油燃烧过程中，能量转化形式为化学能转化为热能，故B正确；
C．汽油燃烧是放热反应，则断裂汽油和氧气分子中化学键吸收的能量小于生成碳氧化物和水中化学键放出的能量，故C正确；
D．汽油是碳氢化合物，不含有氮元素，汽车尾气中含NO的原因是空气中的氮气在高温下氧化为NO，故D错误；
答案为BC。
(3)A．放电时是原电池，Pb为负极，其电极反应式为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4↓，故A错误；
B．放电时原电池，PbO2在正极上得电子发生还原反应，生成PbSO4，故B正确；
C．放电时，理论上每消耗20.7g(物质的量为0.1mol)铅，外电路中转移的电子为0.2mol，故C错误；
D．充电时电解池，发生的反应为放电时的氧化还原反应逆反应，故D正确；
答案为BD；
(4)氢氧燃料电池中，O2所在的极为正极，则H2所在的电极为负极，发生氧化反应，其电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O；氢氧燃料电池相对其它电池，体现了能量转化效率高，无污染等优点。
【点睛】铅蓄电池的负极反应是铅失电子形成铅离子，但电解液是硫酸根，故会形成硫酸铅沉淀，为易错点。
20．(1)PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O
(2)Cu+2H+Cu2++H2↑
(3) AgNO3 银 Ag++ e－=Ag
(4)3.92
(5) 2H2O+4CO 4e =O2↑+4HCO H2
【详解】（1）B和C装置形成原电池，铅作负极，二氧化铅作正极，原电池放电时，正极二氧化铅得电子发生还原反应，电极反应式为：PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O；
（2）A连接电源，则A是电解池，因为二氧化铅是原电池的正极，故右边Cu作电解池的阳极，阳极上Cu放电，阴极上氢离子放电，装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+Cu2++H2↑；
（3）电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中阳离子和镀层金属相同，故x溶液为AgNO3溶液，若装置D的目的是在某镀件上镀银，则X为硝酸银溶液，M作阴极，N作阳极，N极材料应该是银，M处的电极反应为Ag++ e－=Ag；
（4）当装置A中Cu电极质量改变6.4g时，n(Cu)=0.1mol，则转移0.2mol电子，装置D中n(NaCl)=0.1mol，阳极首先发生2Cl-2e-=Cl2↑、其次发生4OH-4e-=2H2O+O2↑，则阳极首先生成0.05molCl2，其次生成0.025molO2，阴极只发生2H++2e-=H2↑，生成0.1molH2，则总共生成0.175mol气体，体积为0.175mol×22.4L/mol=3.92L；
（5）据图可知水放电生成氧气，同时产生的氢离子与碳酸根反应生成碳酸氢根，电极反应式为2H2O+4CO 4e =O2↑+4HCO，阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，即物质A的化学式为H2。
21．(1) NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234kJ·mol-1 H2Se(g)=Se(s)+H2(g)△H=-81kJ·mol-1
(2) 434 +120kJ·mol-1
(3) 放热 (aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(1)△H=-346kJ·mol-1
【详解】（1）①根据NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图可知，反应物能量高于生成物能量，反应是放热反应，反应焓变=E1-E2=134kJ·mol-1-368kJ·mol-1=-234kJ·mol-1，所以NO2和CO反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234kJ·mol-1。
②根据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，生成气态氢化物越容易，气态氢化物越稳定，而能量越低越稳定，所以a、b、c、d依次为：H2Te、H2Se、H2S、H2O；b为气态硒化氢的生成热数据，则气态硒化氢分解放热，△H=-81kJ·mol-1，所以H2Se发生分解反应的热化学反应方程式为H2Se(g)=Se(s)+H2(g)△H=-81kJ·mol-1。
（2）①△H=436kJ·mol-1+247kJ·mol-1-2E(H-Cl)=-185kJ·mol-1，解得：E(H-C1)=434kJ·mol-1。
②该反应中△H=断开旧化学键的键能总和一形成新化学键的键能总和，即△H=(413kJ·mol-1×4+745kJ·mol-1×2)-(1075kJ·mol-1×2+436kJ·mol-1×2)=+120kJ·mol-1。
（3）由能量变化示意图可知第一步为：(aq)+O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(1)△H=-273kJ/mol，是放热反应；第二步为：(aq)+O2(g)=(aq)△H=-73kJ/mol，以此分析1mol(aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是(aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(1)△H=-346kJ·mol-1。
22．(1)牺牲阳极保护法
(2) 负 NO2–e-+ NO=N2O5
(3) PbO2+4HCl(浓)=PbCl2+Cl2 ↑+2H2O PbO2+2e-+4H+ +SO=PbSO4+2H2O 32
【解析】（1）地下钢管连接镁块是利用原电池原理，由于金属活动性：Mg＞Fe，所以镁块作负极，钢管作正极，故该金属防腐措施是牺牲阳极保护法；
（2）石墨Ⅰ为电池的负极，NO2失去电子，化合价升高，被氧化，已知石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，则应为N2O5，其电极反应式为：NO2–e-+ NO=N2O5；
（3）①PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体为氯气，该反应为氧化还原反应，PbO2表现氧化性得到电子被还原为PbCl2，根据得失电子守恒、元素守恒配平反应的化学方程式为PbO2+4HCl(浓)=PbCl2+Cl2 ↑+2H2O；②铅蓄电池放电时的正极为PbO2，反应式为PbO2+2e-+4H+ +=PbSO4+2H2O；负极为Pb，Pb失去电子产生Pb2+，Pb2+与溶液中的结合为PbSO4，故负极的电极反应式为Pb-2e-+= PbSO4，总反应方程式为：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+H2O。当电路中有2 mol电子转移时，正极质量增加64 g，负极质量增加96 g，故理论上两电极质量变化的差值为32 g。
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