第一章：化学反应与能量转化（含解析）同步习题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13题）
1．下列描述中，不符合实际的是
A．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
B．铅酸蓄电池是一种常见的二次电池
C．电解饱和食盐水制烧碱的装置中用隔膜把电解槽分成阳极区和阴极区
D．电解熔融的氯化镁制取金属镁，用铁作阳极
2．关于如图所示装置，下列叙述正确的是
A．该装置将电能转化为化学能
B．电子从锌片经导线流向铜片
C．氢离子在铜片表面被氧化
D．铜片质量逐渐减少
3．燃料电池是燃料（如、、等）跟氧气（或空气）起反应将化学能转变为电能的装置。下列关于甲烷燃料电池（电解质溶液是强碱溶液）的说法正确的是（ ）
A．正极反应式：
B．负极反应式：
C．随着放电的进行，溶液中不变
D．放电时溶液中的阳离子向负极移动
4．根据下图所示的(g)和(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是
A．2mol气态氧原子结合生成(g)时，能放出498kJ能量
B．断裂1molNO分子中的化学键，需要吸收632kJ能量
C．该反应的热化学方程式为：
D．该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
5．科学家结合实验和计算机模拟结果，研究了在贵重金属催化剂表面上的气态体系中，一个CO分子还原NO的能量变化与反应历程如图所示。下列说法错误的是
A．使用催化剂，不能改变反应的焓变
B．决定整个反应速率快慢的是反应①
C．B物质比反应物和生成物都稳定
D．该反应的热化学方程式为2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) H=(Ed-Ea) kJ·mol 1
6．现有科学家利用太阳能电池通过电解法把CO2转化为CH4(如图所示)，电解质溶液为稀硫酸。下列说法错误的是
A．a为电池的负极，b为电池的正极
B．生成O2的电极反应为
C．离子交换膜可以为质子交换膜
D．装置中每转移2 mol e-，理论上有2 mol H+通过离子交换膜从右向左移动
7．下列关于精炼铜的说法中错误的是
A．粗铜作阳极，精铜作阴极
B．电解质溶液中要含有Cu2+
C．粗铜中所含的Zn、Fe、Ni等杂质会以单质形式沉积于阳极泥中
D．电解开始时溶质浓度减小，后保持不变
8．一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示［KOH溶液中，Zn2+以存在］。电池放电时，Ⅱ区的K2SO4溶液浓度变大，下列叙述错误的是
A．电池放电时，转移2mole-正极质量减少32g
B．Ⅰ区与Ⅱ区之间的离子交换膜为阴离子交换膜
C．Zn电极反应：
D．Ⅲ区的K+通过隔膜向Ⅱ区迁移
9．反应2H2O2=2H2O+O2↑和N2 +O2 2NO的能量变化如图所示。
下列说法错误的是
A．双氧水分解的反应是放热反应 B．分解反应一定是吸热反应
C．氮气与氧气的反应是吸热反应 D．上述反应都是氧化还原反应
10．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A． ，则
B．已知 ； ；则
C．已知31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ，则(白磷，s)(红磷，s)
D．已知 ，则氢气燃烧热
11．科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本，相关电解槽装置如图所示，用Cu-Si合金作硅源，在950℃利用三层波熔盐进行电解精炼、有关说法不正确的是
A．三层液培盐的作用是增大电解反应面积，提高硅沉积效率
B．电子由液态Cu-Si合金流出，从液态铝流入
C．在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化，Si4+优先于Cu2+被还原
D．电流强度不同，会影响硅提纯速率
12．下列关于2C4H10(g)＋13O2(g)=8CO2(g)＋10H2O(l)　ΔH=-5800kJ·mol-1的叙述错误的是
A．该反应的焓变ΔH=-5800kJ·mol-1，是放热反应
B．该反应的ΔH与各物质的状态有关，与化学计量数也有关
C．该热化学方程式表示在25℃、101kPa下，2molC4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量为5800kJ
D．该反应表明2mol丁烷燃烧时一定会放出5800kJ的热量
13．一个由锌片和石墨棒作为电极的原电池，电极反应分别是：
锌片：2Zn+4OH--4e-=2ZnO+2H2O
石墨：2H2O+O2+4e-=4OH-
下列说法中不正确的是
A．电解质溶液为酸性溶液
B．锌片是负极，石墨棒是正极
C．电池反应为2Zn+O2=2ZnO
D．该原电池工作一段时间后石墨棒附近溶液的pH增大
二、填空题（共9题）
14．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择 (填字母)。
a.碳棒 b.锌板 c.铜板 d.钠块
(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的 (填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应式为
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因 。
③0.4molCuSO4和0.4molNaCl溶于水，配成1L溶液，用该镁燃料电池用惰性电极进行电解，当一个电极得到0.3molCu时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积为 L。
(3)如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①b处应通入 (填“CH4”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应式是 ；
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH ；(填写“变大”“变小”或“不变”)装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度 ；(填写“变大”“变小”或“不变”)
③在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷 L(标况)。
15．假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。观察下列装置，回答下列问题：
(1)甲装置中通入甲烷的电极反应式为 ；
(2)写出丙池中Fe电极电极反应式 。
(3)丁池可以用来模拟氯碱工业原理，请写出丁池中电解总反应的离子方程式 ；假设NaCl溶液的浓度为1mol/L、体积2L，若甲池中消耗标况下5.6LO2，忽略溶液体积的变化，则电解后丁池中溶液的pH= (lg2=0.3)
(4)若要将乙池电解后的溶液完全恢复到电解前的浓度和pH，需要在电解后的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3 ,则电路中转移的电子数为 (用NA表示阿伏加德罗常数)。
16．高炉冶炼铁的过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：
已知①CH4(g)+ CO2(g)= 2CO(g) +2H2(g) ΔH = +260 kJ mol-1
②2CO(g) + O2(g) =2 CO2(g) ΔH = -566 kJ mol-1
则CH4和O2反应生成CO和H2的热化学反应方程式
17．氯及其化合物用途广泛，其中NaCl和HCl是两种重要的含氯化合物。
（1）NaCl的电子式为 ，HCl的电子式 。
（2）工业上生产氯气的方法是电解饱和食盐水，写出该反应的化学方程式： ，电解时氯气在 极得到，可用 来检验其存在。
（3）实验室制备氯化氢气体的化学方程式为 。
（4）如图为H2和Cl2燃烧的反应能量变化示意图，请根据此图写出该反应的热化学方程式： 。
18．如图所示，E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸。A、B分别为铂片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极，在碱溶液中可视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央滴一滴紫色的KMnO4溶液，将开关K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。请回答下列问题：
(1)R为 (填“正”或“负”)极。
(2)通电一段时间后，M、N电极对应的电解质溶液的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)；B附近发生的电极反应式为 。
(3)通电一段时间后，滤纸上的紫色点向 (填“A”或“B”)极方向移动；另一极附近观察到的现象为 。
(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间后，C、D中的气体逐渐减少，C中的电极为 (填“正”或“负”)极，电极反应式为 。
19．已知电解NaOH溶液即电解水：2H2O2H2↑+O2↑。现对100g 11.7%的NaCl溶液进行电解，总共通过电子0.4mol。
(1)在阴极产生的氢气的体积(按标准状况计)为
(2)阳极产生的氧气的物质的量为
(3)假定控制条件使Cl2未从电解液中逸出，电解结束后经充分搅拌Cl2与NaOH发生了完全反应，生成NaClO和部分NaClO3。求完全反应后电解池中三种钠盐的总质量
20．开发利用核能可以减少对化石能源的依赖。UO2是一种常用的核燃料，其铀元素中需达到5%。该核燃料的一种制备流程如下：
(1)天然铀主要含99.3%和0.7%，和互为 。
(2)I中，将含有硫酸的UO2SO4溶液通入电解槽，如下图所示。
①A电极是 (填“阴极”或“阳极”)，其电极反应式是 。
②U4+有较强的还原性。用质子交换膜隔开两极区溶液可以 ，从而提高U4+的产率。
(3)III中使用的F2可通过电解熔融KF、HF混合物制备，不能直接电解液态HF的理由是HF属于 化合物，液态HF几乎不电离。
21．根据所学知识，回答下列问题。
(1)向1L 1的NaOH溶液中分别加入下列物质：①浓硫酸；②稀硝酸；③稀醋酸。反应恰好完全时的热效应(对应反应中各物质的化学计量数均为1)分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则三者由大到小的顺序为
(2)已知：①Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g)　ΔH1=+19.3 kJ·mol-1
②3FeO(s)+H2O(g) Fe3O4(s)+H2(g)　ΔH2=-57.2 kJ·mol-1
③C(s)+CO2(g) 2CO(g)　ΔH3=+172.4 kJ·mol-1
碳与水制氢气总反应的热化学方程式是 。
(3)已知CO与合成甲醇反应过程中的能量变化如图所示：
下表为断裂1mol化学键所需的能量数据：
化学键 H-H C≡O H-O C-O
断裂1mol化学键所需的能量/kJ 436 1084 465 343
则甲醇中C-H键的键能为 。
(4) 一定条件下，在水溶液中1mol、1mol (x=1、2、3等)的相对能量(kJ)大小如图所示：
①D是 (填离子符号)。
②反应B→A+C的热化学方程式为 (用离子符号表示)。
22．按要求写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为 。
(2)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热444 kJ，该反应的热化学方程式是 。
(3)工业生产甲醇的常用方法是：
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g) △H＝﹣90.8kJ mol﹣1．
已知：2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H＝﹣571.6kJ mol﹣1
H2(g)+O2(g)═H2O(g) △H＝﹣241.8kJ mol﹣1
则CH3OH(g)+O2(g)═CO(g)+2H2O(g)△H＝ kJ mol﹣1．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A． 在镀件上电镀锌，用锌作阳极，电极反应式为，镀件作阴极，电极反应式为，符合实际，故A不符合；
B． 铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，符合实际，故B不符合；
C． 电解饱和食盐水制烧碱时，阳极反应式为，阴极反应式为，氯气能与阴极生成的OH-反应，为得到NaOH，应用阳离子交换膜把电解槽分成阳极区和阴极区，钠离子通过阳离子交换膜移向阴极，在阴极得到烧碱，符合实际，故C不符合；
D．电解熔融的氯化镁制取金属镁，用惰性电极作阳极，在制得金属镁的同时，也可得到副产物氯气，而不消耗铁，故不用铁作阳极，不符合实际，故D符合；
故选D。
2．B
【详解】A．根据图示可知该装置为铜锌硫酸原电池，将化学能转化为电能，A错误；
B．锌片为原电池的负极，负极失电子，电子经导线流向正极，所以电子从锌片流向铜片，B正确；
C．氢离子在铜片表面得到电子，被还原生成氢气，C错误；
D．铜片不参与电极反应，质量不变，D错误；
答案为：B。
3．A
【详解】A.原电池工作时，氧气在正极得电子发生还原反应，电极反应式为，故A正确；
B.是酸性氧化物，在碱性条件下生成，原电池工作时，甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根，电极反应式为，故B错误；
C.由题意可知，电池总反应为，反应中消耗，溶液中降低，故C错误；
D.原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故D错误；
故选A。
4．C
【详解】A．成键放出能量，2mol气态氧原子结合生成(g)时，能放出498kJ能量，A正确；
B．由图中可知，生成2molNO放出能量2632kJ，断裂1molNO分子中的化学键，需要吸收632kJ能量，B正确；
C．此反应为吸热反应该，反应的热化学方程式为： ，C错误；
D．此反应为吸热反应，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，D正确；
答案选C。
5．D
【详解】A．催化剂只能改变反应历程，不能改变焓变，A正确；
B．活化能大速率慢，是决速步骤，①的活化能大于0，决定整个反应速率快慢的步骤是①，B正确；
C．能量越低越稳定，由于B物质的能量最低，B物质比反应物和生成物都稳定，C正确；
D．该过程表示1molCO分子还原NO的能量变化，热化学方程式对应的能量变化应该是2molCO分子被还原的能量，D错误；
答案选D。
6．B
【解析】以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能将CO2转化为CH4。由图可知：二氧化碳中碳化合价降低得到电子产生CH4所在电极是阴极，则连接阴极的电源电极为负极；阳极上氢氧根离子失去电子生成氧气，即a为负极，b为正极，太阳能电池应用的是光电效应，以此来解答。
【详解】A．根据图示可知：在a电极连接的电极上，CO2得到电子变为CH4逸出，所以该电极为阴极，则a为电源的负极；阳极上水电离产生的OH-失去电子变为O2逸出，该电极连接的b电极为电源正极，A正确；
B．酸性环境中不能大量存在OH-，生成O2的电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，B错误；
C．在电解反应中，阴极上消耗H+，电极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，阳极上反应产生H+，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阳极产生的H+通过交换膜进入到阴极室，所以离子交换膜可以为质子交换膜，C正确；
D．根据电极反应式可知：装置中每转移2 mol e-，理论上有2 mol H+通过离子交换膜从右向左移动，D正确；
故合理选项是B。
7．C
【详解】A．电解法精炼铜时，粗铜为阳极，精铜为阴极，选项A正确；
B．电解法精炼铜时，粗铜为阳极，精铜为阴极，电解质溶液中要含有Cu2+，选项B正确；
C．阳极上金属失电子变成离子进入溶液，比金属铜活泼的金属锌、铁、镍会先于金属铜失电子，比金属铜活泼性差的Pt、Ag等固体会沉积下来形成阳极泥，选项C错误；
D．电镀铜时，阳极上开始时锌、铁、镍会先于金属铜失电子，溶质浓度减小，后是Cu失电子的氧化反应，阴极上是铜离子得电子的还原反应，电解质溶液中铜离子浓度不变，选项D正确；
答案选C。
8．A
【分析】Zn电极为负极，Zn失电子产物与电解质反应，生成，同时K+透过离子交换膜向Ⅱ区移动；正极为MnO2，MnO2得电子产物与电解质反应，生成Mn2+等，同时透过离子交换膜向Ⅱ区移动。
【详解】A．电池放电时，正极反应为：MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，转移2mole-，正极质量减轻87g，A错误；
B．由分析可知，电极反应发生时，Ⅰ区透过离子交换膜向Ⅱ区移动，则Ⅰ区与Ⅱ区之间的离子交换膜为阴离子交换膜，B正确；
C．Zn电极，Zn失电子产物与电解质反应，生成，则电极反应式为：，C正确；
D．由分析可知，电极反应发生时，Ⅲ区的K+透过离子交换膜向Ⅱ区迁移，D正确；
故选A。
9．B
【详解】A．根据图1，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，故A说法正确；
B．多数分解反应为吸热反应，但过氧化氢的分解为放热反应，故B说法错误；
C．根据图2，反应物总能量小于生成物的总能量，氮气与氧气的反应为吸热反应，故C说法正确；
D．这两个反应都存在化合价的变化，属于氧化还原反应，故D说法正确；
答案为B。
10．C
【详解】A． ，由于反应有硫酸钡固体生成， ，故A错误；
B．碳完全燃烧放热多， ； ；则，故B错误；
C．已知31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ，白磷变为红磷放热，则(白磷，s)(红磷，s) ，故C正确；
D．已知 ，氢气燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量，则氢气燃烧热，故D错误；
选C。
11．C
【分析】由电解槽装置图象可知，Si4+向液态铝电极移动，故液态铝电极为阴极，电极反应式为Si4++4e-=Si，Cu-Si合金为阳极，电极反应式为Si-4e-=Si4+，据此作答。
【详解】A．在950℃利用三层波熔盐进行电解精炼，可以增大电解反应面积，提高硅沉积效率，故A正确；
B．液态铝电极为阴极，Cu-Si合金为阳极，电子由液态Cu-Si合金流出，从液态铝流入，故B正确；
C．在该液相熔体中Si优先于Cu被氧化，Si4+优先于Cu2+被还原，故C错误；
D．电流强度不同，单位时间内通过电子的数目不同，硅提纯速率不同，故D正确；
故选C。
12．D
【详解】A．从热化学方程式可以看出，该反应的焓变ΔH=-5800kJ·mol-1，△H＜0，是放热反应，A正确；
B．同一化学反应，各物质的状态不同、化学计量数不同，焓变不同，则该反应的ΔH与各物质的状态有关，与化学计量数也有关，B正确；
C．反应没有注明温度和压强，则是25℃、101kPa，2molC4H10气体完全燃烧生成8molCO2气体和10mol液态水时，放出的热量为5800kJ，C正确；
D．该反应表明25℃、101kPa时，2mol丁烷气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水时，放出5800kJ的热量，若温度、压强不同、物质的状态不同，ΔH也不同，D错误；
故选D。
13．A
【详解】A．两个电极上的反应均与氢氧根有关，电解质溶液应为碱性溶液，A项错误；
B．由电极反应可知Zn发生氧化反应，是原电池的负极，O2发生还原反应，石墨棒是正极，B项正确；
C．两电极反应相加得总反应式：2Zn+O2=2ZnO，C项正确；
D．随着反应的进行锌片周围pH减小，石墨棒周围产生OH-，pH增大，D项正确；
答案为A。
14． b 负 ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 5.6 O2 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 变小 不变 1.12
【分析】（1）形成原电池时，Fe作正极被保护；活泼性比Fe强的金属作负极，被腐蚀。
（2）①原电池中，负极上失电子发生氧化反应，化合价升高，正极上得电子发生还原反应，化合价降低，据此判断正负极。
②镁能和热水反应生成氢氧化镁和氢气。
③电解硫酸铜和氯化钠溶液时，阳极上氯离子先放电，然后氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，后氢离子放电，当阴极上析出析出铜的物质的量为0.3mol＜0.4mol，根据转移电子守恒计算阳极上生成气体体积。
（3）Ⅱ中首先镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以b处通入的气体是O2。
①装置Ⅱ实现铁棒上镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水。
②装置Ⅰ中消耗氢氧化钾溶液PH减小，电镀过程中阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量。
③根据整个装置中电子转移相等计算消耗的甲烷的体积。
【详解】(1)该装置形成原电池，Fe作负极被保护，所以应该连接比Fe活泼的金属，故锌板。
故答案为：b；
(2)①电池中,负极上失电子发生氧化反应,化合价升高,正极上得电子发生还原反应,化合价降低,根据图知,Mg元素化合价由0价变为+2价、Cl元素化合价由+1价变为 1价,所以E是负极、F是正极,正极上次氯酸根离子得电子和水反应生成氯离子和氢氧根离子,离子方程式为。
故答案为：负；。
②镁能和热水反应生成氢氧化镁和氢气而导致负极利用率降低,反应方程式为。
故答案为： 。
③电解硫酸铜和氯化钠溶液时，阳极上氯离子先放电，然后氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，后氢离子放电，当阴极上析出铜的物质的量为0.3mol，阴极上转移电子的物质的量，根据原子守恒知，溶液中，氯离子完全放电时转移电子的物质的量，所以阳极上生成的气体是氯气和氧气，生成氯气的体积为0.2mol即4.48L。根据电极反应，，转移0.2mol电子，生成氧气的物质的量是0.05mol，即1.12L，所以另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是。
故答案为：5.6。
（3）①通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜,则Cu作阳极、Fe作阴极,I中a处电极为负极、b处电极为正极,负极上通入燃料、正极上通入氧化剂,所以b处通入的气体是O2 ,甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应为，
故答案为： O2；。
②根据I中电池反应为，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小；Ⅱ中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量，则溶液中铜离子浓度不变。
故答案为：变小；不变。
③左边原电池和右边电解池转移电子数相等,所以消耗甲烷的体积。
故答案为：1.12。
【点睛】电解硫酸铜和氯化钠溶液时，阳极上Cl－先放电，然后OH－放电，阴极上Cu2＋放电，后H＋放电，当阴极上析出析出铜的物质的量为0.3mol＜0.4mol，根据转移电子守恒计算阳极上生成气体体积。
15． CH4-8e-+10OH- =+7H2O Fe-2e-+2OH- =Fe(OH)2 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 13.7 0.6NA
【详解】(1)根据装置图可知甲装置为原电池，乙、丙、丁池为电解池。其中甲装置中通入甲烷的电极为负极，甲烷失去电子，发生氧化反应，由于为碱性环境，所以甲烷被氧化产生的CO2与碱反应变为CO32-，电极反应式为CH4-8e-+10OH- =CO32-+7H2O；
(2)铁连接电源的正极，作阳极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，故电极反应为Fe-2e-+2OH- =Fe(OH)2
(3)丁池电离氯化钠，电解总反应的离子方程式为：2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑ ，甲池消耗5.6L氧气，其物质的量为n(O2)=5.6L÷22.4L/mol=0.25mol，转移电子为n(e-)=4n(O2)=4×0.25mol=1mol，根据方程式可知，每转移4mol电子，产生4molOH-，则转移电子1mol，产生OH-的物质的量为1mol，c(OH-)=1mol÷2L=0.5mol/L，c(H+)=mol/L，所以溶液的pH=13.7；
(4)由于将乙池电解后的溶液完全恢复到电解前的浓度和pH，需要在电解后的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3 ，通过电解方程式可知：两个电极一个电极析出Cu、H2，另一个电极析出O2，则生成0.2molCu，0.1molH2，0.15molO2，所以根据0.15molO2可求得转移的电子数为0.6NA。
16．
【详解】根据盖斯定律，①2+②得到 。
17． 阳 湿润的淀粉碘化钾试纸 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= -184.6kJ/mol
【分析】（1）NaCl是离子化合物，HCl是共价化合物，根据电子式的书写规则进行书写；
（2）工业上电解饱和食盐水时，阳极上是氯离子失电子的氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2，氯气遇湿润的淀粉碘化钾变蓝，可用其检验氯气，在阴极上是水电离的氢离子发生得电子的还原反应，电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-；
（3）实验室由浓硫酸与氯化钠固体共热制备氯化氢气体；
（4）由图可知1mol H2气体和1mol Cl2气体的总能量比2mol HCl气体的能量高184.6kJ，该反应为放热反应，据此解答。
【详解】（1）NaCl是离子化合物，其电子式为，HCl是共价化合物，其电子式；
（2）工业上电解饱和食盐水时，阳极上是氯离子失电子的氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2，氯气遇湿润的淀粉碘化钾变蓝，可用其检验氯气，在阴极上是水电离的氢离子发生得电子的还原反应，电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-，则该反应总的化学方程式为：，电解时氯气在阳极得到，可用湿润的淀粉碘化钾试纸来检验其存在；
（3）实验室由浓硫酸与氯化钠固体共热制备氯化氢气体，反应的化学方程式为；
（4）由图可知1mol H2气体和1mol Cl2气体的总能量比2mol HCl气体的能量高184.6kJ，该反应为放热反应，则该反应的热化学方程式为：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= -184.6kJ/mol。
【点睛】电解池中阴阳极放电顺序的判断方法：
（1）阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。金属活动性顺序表中越排在后面的，其离子的氧化性越强，越易得到电子(注意Fe3+在Cu2+后面)而放电，其放电顺序为：K+Ca2+Na+Al3+(水中）H+ Zn2+ Fe2+ Sn4+ Pb2+ H+Cu2+ Fe3+ Ag+。
（2）阳极：若为活性电极做阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应；若为惰性电极做阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，其常见的放电顺序为：F- 含氧酸根离子OH-Cl-Br-I-S2-。
如本题中第（2）问，工业上生产氯气的方法是电解饱和食盐水，溶液中的阳离子有H+和Na+，阴极上H+优先放电，得电子得到氢气，氢离子来自水，则同时生成氢氧化钠，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-；溶液中的阴离子有Cl-和OH-，阳极上Cl-优先放电，失电子得到氯气，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2，氯气遇湿润的淀粉碘化钾变蓝，可用其检验氯气，总反应方程式由阴阳极电极反应式相加和即可。
18．(1)负
(2) 变大 2H2O-4e-=O2↑+4H+
(3) B 滤纸变红
(4) 负 H2+2OH--2e-=2H2O
【分析】C、D和电解池中都充满浓KOH溶液，实际是电解水，由C、D中产生的气体体积可知，C中气体为H2，D中气体为O2，则M为阴极，N为阳极，R为电源负极，S为电源正极，B为阳极，A为阴极。
【详解】（1）由分析可知，R为负极；
（2）M为阴极，电解消耗水电离生成的H+，生成OH-，则M极对应的电解质溶液的pH变大，生成的OH-移向N电极，故N电极对应的电解质溶液的pH变大；E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸，由分析可知，B为阳极，则电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+；
（3）B为阳极，阴离子()向阳极移动，则滤纸上的紫色点向B方向移动；A为阴极，电解消耗水电离生成的H+，生成OH-，故A极附近滤纸变红；
（4）当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，此时装置变为燃料电池，经过一段时间，C、D中的气体逐渐减少，H2和O2反应生成水，在碱性条件下，C中H2发生氧化反应，C电极为负极，电极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O。
19． 4.48L 0.05mol 13.3g
【分析】电解NaCl溶液时，阳极上氯离子先放电生成氯气，当氯离子完全析出后，氢氧根离子放电生成氧气；阴极上氢离子放电生成氢气。
【详解】(1)100g11.7%的NaCl溶液中，，阴极上电极反应式为2H++2e-=H2，通过的电子为0.4mol，则生成氢气在标况下体积为
。
(2)阳极上氯离子完全电解转移的电子为0.2mol，因此氢氧根离子电解时转移的电子为0.2mol，4OH--4e-=2H2O+O2，根据氧气和转移电子之间的关系得，生成得氧气的物质的量为。
(3)氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和NaClO3。根据氯元素守恒可知。原来的盐为氯化钠，现在的盐为氯化钠、次氯酸钠和NaClO3，可知完全反应后三种钠盐的质量等于原氯化钠的质量加上氧元素的质量。设反应后n(NaCl)=x，n(NaClO)=y，n(NaClO3)=z，根据氯原子守恒及得失电子守恒得：，解得y+3z=0.1mol。完全反应后电解池中三种钠盐得总质量=原来氯化钠的质量+氧元素的质量为。
20． 同位素 阴极 +4H++2e-=U4++2H2O 防止U4+移动到阳极附近被氧化 共价
【详解】(1)和为同种元素的不同核素，互为同位素；
(2)①电解池中阳离子流向阴极，根据氢离子的流向可知A电极为阴极；得电子被还原为U4+，同时生成水，电极反应式为+4H++2e-=U4++2H2O；
②电解过程B电极即阳极水电离出的氢氧根放电生成氧气，而U4+有较强还原性，质子交换膜可以防止U4+移动到阳极附近被氧气氧化；
(3)HF只含共价键，为共价化合物，液态HF几乎不导电。
21． C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)　ΔH=+134.5 kJ·mol-1 413
【详解】(1)酸与碱的反应为放热反应，ΔH的值为负值，放出的热量越多，ΔH的值越小，与1L 1的NaOH溶液反应时，与稀硝酸相比，浓硫酸溶于水放出大量的热，醋酸为弱酸，在溶液中电离时吸收热量，则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者由大到小的顺序为，故答案为：；
(2)由盖斯定律可知，①+②+③可得碳与水制氢气总反应的热化学方程式C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)，则ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=(+19.3 kJ·mol-1)+(-57.2 kJ·mol-1)+(+172.4 kJ·mol-1) =+134.5 kJ·mol-1，反应的如化学方程式为C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)　ΔH=+134.5 kJ·mol-1，故答案为：C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)　ΔH=+134.5 kJ·mol-1；
(3)由图可知，一氧化碳与氢气合成甲醇反应的反应热ΔH=-(510 kJ·mol-1-419 kJ·mol-1)=-91 kJ·mol-1，设甲醇中C-H键的键能为x，由反应热ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和可得：1084 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-x kJ·mol-1-3×413 kJ·mol-1=-91 kJ·mol-1，解得x=413，故答案为：413；
(4)①由图可知，D点对应氯元素的化合价为+7价，则D为，故答案为：；
②由图可知，A为氯离子、B为次氯酸根离子、C为氯酸根离子，次氯酸根离子转化为氯酸根离子和氯离子的方程式为，则ΔH=(63×1+0×2-60×3) kJ·mol-1=-117kJ·mol-1，热化学方程式为，故答案为：。
22．(1)SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) △H＝-1427.2 kJ/mol
(2)4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H＝-1776kJ/mol
(3)-392.8
【解析】(1)
n(SiH4)==mol，则1molSiH4燃烧放出的热量为：44.6kJ×32=1427.2kJ，反应的化学方程式为：SiH4+O2=SiO2+2H2O，则热化学方程式为：SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(g)+2H2O(l)；△H=-1427.2kJ/mol。
(2)
该反应每消耗1mol CuCl(s)，放热44.4kJ，消耗4mol CuCl(s)，则放热44.4kJ×4=177.6kJ，根据热化学方程式的书写方法，可以写出该反应的热化学方程式为4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H=-177.6kJ/mol。
(3)
已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O (l)△H=-571.6 kJ mol-1；②H2(g)+12O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ mol-1；③CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H=-90.8 kJ mol-1；根据盖斯定律，②×2-③可得：CH3OH(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)，故△H=2×(-241.8kJ mol-1)-(-90.8kJ mol-1)=-392.8kJ mol-1。
答案第1页，共2页
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