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14题）
1．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理、化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag。下列有关说法错误的是
A．正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
B．测量原理示意图中，电子从Cu经溶液流向Ag2O/Ag电极
C．电池工作时，OH-向Cu电极移动
D．2molCu和1molAg2O的总能量高于1molCu2O和2molAg的总能量
2．下列热化学方程式中，正确的是
A．甲烷的摩尔燃烧焓，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：
B．若31g白磷的能量比31g红磷多bkJ，则白磷转化为红磷的热化学方程式为(白磷，s)=4P(红磷，s)
C．在101kPa时，完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：
D．HCl和NaOH反应的中和热，则的反应热
3．下列有关反应热和能量的说法正确的是
A．热化学方程式中，如果没有注明温度和压强，则表示的反应热是在标况下测得的
B．化学能：2mol H原子>1mol H2分子
C．根据能量守恒定律，反应物总能量之和等于生成物总能量之和
D．运用盖斯定律也无法计算碳不完全燃烧时的反应热
4．已知25 ℃、101 kPa条件下：3O2(g)=2O3(g) ΔH＝＋284.2 kJ·mol－1，下列说法正确的是
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应
B．等质量的O2比O3能量高，由O2变O3为放热反应
C．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应
D．O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应
5．化学与人类生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A．电热水器用镁棒防止内胆被腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
B．铁件表面镀上保护层后，若镀件破损，铁一定易被腐蚀
C．地下钢铁管道中嵌入锌块，可以减缓管道的腐蚀
D．菜刀表面涂植物油，可防止菜刀生锈
6．下列有关能量变化的说法正确的是
A．化学反应中的能量变化只有热量变化
B．化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
C．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D．反应条件是加热的反应都是吸热反应
7．下列关于各装置图的叙述错误的是
A．图I装置为原电池装置，可以实现化学能到电能的转化
B．图II装置中钢闸门应与外接电源的负极相连，称之为“外加电流阴极保护法”
C．图III装置可制备并能较长时间保持其颜色
D．图IV装置可用于观察铁的吸氧腐蚀
8．海水淡化的方法有多种，如蒸馏法、电渗析法等。电渗析法是一种利用离子交换膜进行离子交换的方法，其原理如图所示。已知海水中含Na+、Cl—、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子，电极为惰性电极。下列叙述中正确的是
A．B膜是阴离子交换膜
B．通电后，海水中阳离子往a电极处运动
C．通电后，a电极的电极反应式为：4OH--4e-＝O2↑+2H2O
D．通电后，b电极上产生无色气体，溶液中出现少量白色沉淀
9．下列电化学装置完全正确的是

A．装置甲防止铁被腐蚀 B．装置乙铁件上镀银
C．装置丙粗铜精炼 D．装置丁铜锌原电池
10．某电动汽车的锂离子电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A．放电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质溶液和离子交换膜嵌入负极
B．放电时，正极反应式为LixC6-xe-=C6+xLi+
C．充电时，阳极发生还原反应：
D．电池工作时，负极材料减少a g，转移电子
11．近期，我国研究人员报道了温和条件下实现固氮的一类三元NiFeV催化剂，如图为其电催化固氮的机理示意图。以下关于该电催化机理过程的描述不正确的是
A．反应在酸性条件下进行
B．反应过程涉及N2的氧化反应
C．1个N2分子反应生成2个NH3分子
D．反应分多步进行，中间产物为几种不同的氮氢化物
12．下列说法中，正确的是
A．热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，可以是分数
B．△H＞0 kJ·mol-1表示放热反应，△H＜0 kJ·mol-1表示吸热反应
C．1 mol H2SO4与1 molBa(OH)2反应生成H2O时放出的热叫做中和热
D．1 mol H2与0.5 molO2反应放出的热就是H2的燃烧热
13．微电解法是利用原电池原理处理、净化高浓度有机废水的一种理想方法。在酸性、充入氧
气条件下的铁碳微电解法处理有机废水的过程中，有如下一些反应：
① O2+ 4H＋+4e－= 2H2O
② O2+ 2H2O+ 4e－= 4OH－
③ 4Fe2＋+O2+4H＋= 2H2O+ 4Fe3＋
......
下列有关这种铁碳微电解法处理有机废水说法不合理的是
A．在处理废水的过程中，pH升高
B．铁做负极，电极反应式是 Fe－2e－= Fe2＋
C．处理、净化过程中发生的反应都是氧化还原反应
D．Fe(OH)3胶体，可净化除去废水中的悬浮物
14．设计热循环，可计算反应过程中某一步的能量变化。如图所示为NH4Cl的热循环过程，可得△H6/(kJ mol-1)为
A．-2299 B．+248 C．+876 D．+2240
二、填空题（共10题）
15．某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以和NH3·H2O的形式存在，该废水的处理流程如图所示：
过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30 ℃，通空气将氨赶出并回收a.n
过程Ⅱ：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图：
(1)第一步反应是 反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是 。
(2)1 mol (aq)全部氧化成 (aq)的热化学方程式是 。
16．回答下列问题：
(1)已知化学反应的能量变化如图所示，回答下列问题：
①该反应的△H 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
②反应物的总键能为 。
③写出该反应的热化学方程式 。
(2)已知拆开键、键、1molN≡N键需要的能量分别是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则与反应生成的热化学方程式为 。
(3)联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：
①
②
③
④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H4=-1048.9kJ·mol-1
上述反应热效应之间的关系式为△H4= ，联氨和可作为火箭推进剂的主要原因为 。(至少答两条)
17．写出下列反应的热化学方程式：
(1)1mol甲烷(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3kJ热量： ；
(2)1molCO完全转化为CO2放出283kJ的热量： ；
(3)N2(g)与H2(g)反应生成17gNH3(g)，放出46.1kJ热量： ；
(4)24gC(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6kJ热量： 。
18．(1)高铁酸钾( K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂（胶体），而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置：
①该电池放电时正极的电极反应式为 ；
②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向 (填“左”或“右”)移动。
③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。
(2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是 ，A是 。
(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2－可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2－的移动方向 (填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为 。
19．随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。
（1）如图为C及其氧化物的变化关系图，若①变化是置换反应，则其化学方程式可以是 。
（2）把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1＜0 ①
途径II：先制成水煤气：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H2＞0 ②
再燃烧水煤气：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3＜0 ③
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H4＜0 ④
则途径I放出的热量 （填“大于”“等于”或“小于”）途径II放出的热量；△H1、△H2、△H3、△H4的数学关系式是 。
（3）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用如下方法合成甲醇：
方法一 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 方法二 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
在25℃、101kPa下，1 克甲醇完全燃料放热22.68kJ，写出甲醇燃烧热的热化学方程式 。
（4）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化：
TiO2(金红石)+2C+2Cl2TiCl4+2CO
已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=―393.5kJ·mol―1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=―566kJ·mol―1
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl(s)+O2(g) △H=+141kJ·mol―1
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的△H= 。
（5）臭氧可用于净化空气、饮用水消毒，处理工业废物和作为漂白剂。臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：
6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s) △H=―235.8kJ·mol―1
已知：2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g) △H=+62.2kJ·mol―1
则O3转化为O2的热化学方程式为 。
20．下图是一个电化学过程的示意图，请回答下列问题：
（1）图中甲池是 (填“原电池” “电解池”或“电镀池”)。
（2）A(石墨)电极的名称是 (填“正极” “负极” “阴极”或“阳极”)。
（3）写出通入CH3OH的电极的电极反应式 。
（4）乙池中反应的化学方程式为 。当乙池中B(Ag)极质量增加54g，甲池中理论上消耗O2的体积为 L(标准状况)。
21．氢能源是最具应用前景的能源之一。
(1)氢氧燃料电池是一种高效无污染的清洁电池，若用KOH溶液作电解质溶液，其负极反应式为 ；理论上，正极消耗2.8L氧气(标准状况下)时，电路中通过电子的物质的量为 。
(2)高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作原理如图所示。通过控制双控开关，可交替得到和。
①当连接时可制得的气体是 。
②当连接时，电极2附近的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。
③当连接时，电极3作 极，其电极反应式为 。
22．如图是两种溶液进行电解的装置。电极A是由金属M制成的，M的硝酸盐的化学式为M(NO3)2，B，C，D都是铂电极，P，Q是电池的两极，电路接通后，电极B上金属有M沉淀出来，
请回答下列问题：
（1）其中P是 极，B是 极。
（2）写出A极、B极、C极、D极上的电极反应式。
A极上电极反应式为 。
B极上电极反应式为 。
C极上电极反应式为 。
D极上电极反应式为 。
（3）当电路中通过2.4081022个电子时，B极上沉淀出1.28gM，则M的相对原子质量为 。
（4）如果将电池的正负极交换，接入原电路通过1.2041022个电子时，则 B极上的电极反应式为 ，A极上析出 g （填物质名称），甲池的总反应式为 。
23．蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应如下：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2。
（1）此蓄电池在充电时，电池负极应与外加电源的 极连接，电极反应式为 。
（2）以铜为电极，用此蓄电池作电源，电解以下溶液，开始阶段发生反应：
Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑的有 。
A．稀硫酸 B．NaOH溶液
C．Na2SO4溶液 D．CuSO4溶液 E．NaCl溶液
（3）假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极)，工作一段时间后，蓄电池内部消耗了0.36 g水，则：电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N，则金属N的相对原子质量R的计算公式为R＝ (用含a、x的代数式表示)。
（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4－8e－＋4===5CO2＋2H2O，则正极的电极反应式为 。
24．认真观察下列装置，回答下列问题：
(1)装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为 。
(2)装置A中总反应的离子方程式为 。
(3)装置D中总反应的离子方程式为 。
(4)若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则X为 ，极板N的材料为 。
(5)当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时，装置D中产生的气体体积为 L(标准状况下)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．由总反应知Ag2O得电子变为Ag，则正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，A正确；
B．Cu失去电子，为负极，则Ag2O/Ag为正极，电子从Cu经外电路流向Ag2O/Ag电极，电子不能通过溶液，B错误；
C．阴离子向负极移动，故OH-向Cu电极移动，C正确；
D．此装置能量转化为化学能转化为电能，即反应物总能量高于生成物总能量，故2molCu和1molAg2O的总能量高于1molCu2O和2molAg的总能量，D正确；
故答案为B。
2．B
【详解】A．甲烷的摩尔燃烧焓△H=-890.3kJ/mol，单位为kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：△H=－890.3kJ/mol，选项A错误；
B．31g白磷的物质的量为0.25mol，故1mol白磷反应放出4bkJ能量，且白磷能量比红磷能量多，故白磷转化为红磷为放热反应，故白磷转化为红磷的热化学方程式为(白磷，s)=4P(红磷，s)，选项B正确；
C．在101kPa时，2gH2(1mol)完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为△H=-571.6kJ/mol，选项C错误；
D．HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol，则H2SO4和Ba(OH)2反应生成硫酸钡难溶于水，生成硫酸钡过程放热，所以反应的焓变△H＜2×(-57.3)kJ/mol，选项D错误；
答案选B。
3．B
【详解】A．热化学方程式中，如果没注明温度和压强，则表示的是在通常状况下测得的反应热，而不是标准状况，A说法错误；
B．由H转化为H2时要形成化学键，会放出热量，B说法正确；
C．反应中都存在吸热和放热的过程，反应物总能量之和与生成物总能量之和不可能相等，C说法错误；
D．运用盖斯定律可以通过C、CO的完全燃烧，间接计算碳不完全燃烧时的反应热，D说法错误；
答案为B。
4．A
【详解】A.氧气变为臭氧是吸热反应，等质量的O2比O3能量低，A正确；
B. 氧气变为臭氧是吸热反应，等质量的O2比O3能量低，B错误；
C.由O2变为O3的化学反应为吸热反应，O2具有的能量比O3低，能量越低越稳定，O2比O3稳定，C错误；
D. 由O2变为O3的化学反应为吸热反应，O2具有的能量比O3低，能量越低越稳定，O2比O3稳定，D错误；
答案选A。
5．B
【详解】A．电热水器内胆连接镁棒，形成了原电池，因镁比较活泼而作原电池的负极，从而对正极的热水器内胆起到了保护作用，故A正确；
B．铁件表面镀上保护层后，若镀件破损，铁不一定易被腐蚀，例如如果镀的是金属锌，破损后形成原电池，锌是负极，铁是正极，铁仍然被保护，故B错误；
C．金属性锌强于铁，地下钢铁管道中嵌入锌块，构成原电池，锌是负极，铁是正极，可以减缓管道的腐蚀，故C正确；
D．菜刀表面涂植物油，避免与空气的接触，可防止菜刀生锈，故D正确。
故选：B。
6．B
【详解】A．化学反应中的能量变化有热量、光能、电能等多种形式的能量变化，故A错误；
B．化学变化的本质是旧化学键的断裂和新化学键的生成，断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的，故B正确；
C．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少成正比，故C错误；
D．反应条件是加热的反应不一定是吸热反应，如铝热反应等，反应的焓变与反应条件无必然联系，故D错误；
故选B。
7．A
【详解】A．图I中铜电极应该插在硫酸铜溶液中，银电极应该插在硝酸银溶液中，A错误；
B．图II中防止金属腐蚀的方法为外加电流的阴极保护法，被保护的钢闸门应与外接电源的负极相连，B正确；
C．氢氧化亚铁不稳定，易被氧化生成氢氧化铁，为防止氢氧化亚铁被氧化，应该隔绝空气，阳极上铁失去电子生成亚铁离子、阴极上生成氢气，同时溶液中生成NaOH，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，煤油隔绝空气，所以制备的能较长时间保持其颜色，C正确；
D．铁钉放在食盐水中性溶液中发生吸氧腐蚀，红墨水会在导管中上升，故图IV装置可用于观察铁的吸氧腐蚀，D正确；
故选A。
8．D
【详解】该装置为电解装置，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，故Na+向b移动，B为阳离子交换膜，AB错误；C、阳极发生氧化反应，Cl-先放电，错误；D、b极上H+放电，生成H2，Mg2+与OH-结合产生白色沉淀。答案选D。
9．A
【详解】A．图甲防止铁被腐蚀，该方法是外加电流的阴极保护法，要保护的金属作电解池的阴极，故A正确；
B．图乙铁件镀银，镀件(Fe)作阴极，镀层金属(Ag)做阳极，故B错误；
C．图丙粗铜精炼，粗铜应该作阳极，纯铜作阴极，故C错误；
D．图丁铜锌原电池，锌电极下面应该是硫酸锌溶液，铜电极下面应该是硫酸铜溶液，故D错误；
综上所述，答案为A。
10．D
【详解】A．放电时，Li+从负极脱嵌，经过电解质溶液和离子交换膜嵌入正极，A错误；
B．放电时，负极反应式为：LixC6-xe-=C6+xLi+，B错误；
C．充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式为：，C错误；
D．电池工作时，负极发生反应：LixC6-xe-=C6+xLi+，可知：负极材料每减少7 g Li+，转移1 mol电子，现在负极材料减少了a g，则转移电子的物质的量为n(e-)=，D正确；
故合理选项是D。
11．B
【详解】A．在表面氢化机理中，第一步是H+得到电子发生还原反应，反应在酸性条件下进行，故A正确；
B．由图示可以推出，N2得到电子变为NH3，反应过程涉及了N2的电化学还原，故B错误；
C．由图示可以推出，1个N2分子上图反应生成1个NH3分子，下图生成1个NH3分子，总共生成2个NH3分子，故C正确；
D．间产物有N2H4、NH、NH2，反应分多步进行，中间产物为N2H4、NH、NH2几种不同的氮氢化物，故D正确；
故选：B。
12．A
【详解】A．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，不表示分子数，所以可以是分数，A正确；
B．△H＞0 kJ·mol-1表示吸热反应，△H＜0 kJ·mol-1表示放热反应，B不正确；
C．中和热强调1 mol H+与1molOH-反应生成1molH2O时放出的热量，而1 mol H2SO4与1 molBa(OH)2反应生成2molH2O，同时生成难溶物BaSO4，所以放出的热不叫中和热，C不正确；
D．H2的燃烧热强调1 molH2(g)与0.5 molO2(g)完全反应生成1molH2O(l)，D不正确；
故选A。
13．C
【详解】A．反应过程中不断消耗氢离子，生成氢氧根离子，pH升高，A正确；
B．铁是活泼金属，做负极，电极反应式是 Fe－2e－= Fe2＋，B正确；
C．Fe3＋生成Fe(OH)3胶体的过程没有化合价的变化，是非氧化还原反应，C错误；
D．Fe(OH)3胶体可吸附水中的悬浮物，，净化除去废水中的悬浮物，D正确。
答案选C。
14．C
【详解】根据盖斯定律，代入数据可得故选C。
15． 放热 ΔH=-273 kJ·mol-1＜0 (aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH =-346 kJ·mol-1
【详解】(1)由图可知：第一步反应的反应热是-273 kJ·mol-1，ΔH＜0，说明该反应的反应物的总能量比生成物的总能量高，故反应为放热反应；
(2)根据示意图可知热化学方程式：①(aq)+O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH =-273 kJ·mol-1
②(aq)+O2(g)= (aq) ΔH=-73 kJ·mol-1
根据盖斯定律，将①+②整理可得：(aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·mol-1。
16．(1) 大于
(2)
(3) 反应放热量大、产生大量气体、无污染
【解析】（1）
从图中看出，该反应为吸热反应，故H大于0；反应物的总键能为akJ/mol；H=+(a-b)kJ/mol，热化学方程式；
（2）
反应热等于反应物总键能减去生成物的总键能，故的，热化学方程式为：；
（3）
反应④=2③-2②-①，故；联氨和可作为火箭推进剂的主要原因为：反应放热量大、产生大量气体、无污染。
17． CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ/mol CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ/mol N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=-46.1kJ/mol C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ/mol
【详解】(1)1mol甲烷(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3kJ热量，反应的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ/mol；
(2)1molCO完全转化为CO2放出283kJ的热量，反应的热化学方程式为：CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ/mol；
(3)N2(g)与H2(g)反应生成17gNH3(g)，17gNH3(g)的物质的量为1mol，即反应生成1mol氨气放出46.1kJ的热量，则反应的热化学方程式为：N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=-46.1kJ/mol；
(4)24gC(s)的物质的量为2mol，与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6kJ热量，反应的热化学方程式为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ/mol。
18． FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH- 右 左 放电时间长且电压稳定 N2+6e-+8H+=2NH4+ NH4Cl 从b到a CO-2e-+O2-=CO2
【分析】（1）①根据电池装置可知C为正极，Zn为负极，高铁酸钾具有较强的氧化性，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3；
②盐桥可以起到平衡电荷的作用，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；
③由图可知高铁电池的优点：使用时间长，工作时电压稳定；
（2）由图可知电池中氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得到电子在正极发生还原反应，氨气与HCl反应生成NH4Cl；
（3）电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子由负极流向正极；该装置属于燃料电池即原电池的装置，CO为燃料，在负极通入，失电子发生氧化反应，空气中的氧气在正极通入，得到电子发生还原反应。
【详解】（1）①根据电池装置可知C为正极，Zn为负极，高铁酸钾具有较强的氧化性，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3，电极反应为：FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-；
②盐桥中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，因此氯离子向右侧移动，K+向左侧移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则K+向左侧移动；
③由图可知高铁电池的优点：使用时间长，工作时电压稳定；
（2）由图可知，该装置的总反应是合成氨的反应，氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得到电子，在正极发生还原反应，那么正极的电极反应为：N2+6e-+8H+=2NH4+，氨气与HCl反应生成NH4Cl，因此电解质是NH4Cl；
（3）电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子由负极流向正极，因此O2 由电极b向电极a移动电子由电极a通过传感器流向电极b；该装置中CO为燃料，在负极(即a极)通入，失电子发生氧化反应，电极反应为：。
19． C+CuOCu+CO↑ 等于 △H1=△H2+1/2（△H3+△H4） CH4O(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－725.76kJ/mol －80kJ/mol 2O3(g)=3O2(g) △H=－285kJ/mol
【详解】（1）①是置换反应可以是碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，或与金属氧化物反应，反应的化学方程式为C+CuOCu+CO↑；
（2）由盖斯定律可知：若是一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同；根据盖斯定律，①=②+③×1/2+④×1/2，所以△H1=△H2+1/2
（△H3+△H4）；
（3）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH3OH）燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为725.76kJ；则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH4O(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－725.76kJ/mol；
（4）已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=―393.5kJ·mol―1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=―566kJ·mol―1
③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl(s)+O2(g) △H=+141kJ·mol―1
根据盖斯定律可知①×2-②+③得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的△H=－80 kJ/mol；
（5）Ⅰ、6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s) △H=―235.8kJ·mol―1
Ⅱ、2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g) △H=+62.2kJ·mol―1
根据盖斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3可得到，2O3（g）═3O2（g），则反应热△H=（-235.8kJ mol-1）×2+（+62.2kJ mol-1）×3=－285kJ/mol。
【点晴】该题侧重反应原理的考查，注重知识的迁移应用，明确盖斯定律的意义是解答的关键。利用盖斯定律书写热化学方程式的一般步骤：（1）确定待求的热化学方程式；（2）找出待求的热化学方程式中各物质出现在已知热化学方程式的什么位置；（3）根据未知热化学方程式中各物质的系数和位置的需要对已知热化学方程式进行处理，或调整系数，或调整反应方向；将新得到的热化学方程式及对应的反应热进行叠加，即可求出待求反应的反应热。
20． 原电池 阳极 CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O 4AgNO3+2H2O=4Ag+4HNO3+O2↑ 0.28
【详解】（1）从甲池两极进入物质判断，甲池是燃料电池，能自发的进行氧化还原反应，所以属于原电池；
（2）甲池是原电池，乙、丙就是电解池，甲池中甲醇失电子，氧气得电子，由电子转移方向判断，A、C电极是阳极，B、D电极是阴极；
（3）甲醇在负极失去电子，被氧化后的物质在碱性溶液中生成碳酸根离子和水，所以电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；
（4）乙池是电解池，石墨作阳极，银作阴极，所以反应是电解硝酸银溶液，电池反应式为：4AgNO3+2H2O =4Ag+4HNO3+O2↑；B极上银离子得电子发生还原反应而析出银，根据转移电子相等，当乙池中B极的质量增加5.4g时，甲池中理论上消耗O2的体积=[(5.4g/108g/mol)/4] ×22.4L/mol=0.28L；
21． 变小 阴
【详解】(1)氢氧燃料电池中，通入氢气的一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；通入氧气的一极为正极，氧气在正极正极上得到电子发生还原反应氢氧根离子，正极消耗2.8L氧气(标准状况下)时，电路中通过电子的物质的量为×4=0.5mol，故答案为：；0.5mol；
(2) ①当连接K1时，与电源负极相连的电极1是电解池的阴极，碱性条件下溶液中的水在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，故答案为：H2；
②当连接K2时，与电源正极相连的电极2是电解池的阳极，碱性条件下溶液中的氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为4OH——4e—=O2↑+2H2O，放电时，消耗氢氧根离子，氢氧根离子浓度减小，溶液pH变小，故答案为：变小；
③当连接K2时，与电源负极相连的电极3是电解池的阴极，碱性条件下NiOOH在阴极得到电子发生还原反应生成Ni(OH)2，电极反应式为，故答案为：阴；。
22． 正 阴 M-2e- =M2+ M2+ + 2e- = M 4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑ 2H+ + 2e- = H2↑ 64 4OH- - 4e- = 2H2O + 2↑ 0.64 铜 2Cu2+ + 2H2O 2Cu + O2↑ + 4H +
【分析】电极A是由金属M制成的，M的硝酸盐的化学式为M(NO3)2，电路接通后，电极B上金属有M沉淀，则B电极M2++2e-=M，得电子，为电解池的阴极，则D为电解池的阴极，Q为电池的负极。
【详解】（1）电路接通后，电极B上金属有M沉淀出来，B电极得电子，作电解池的阴极，则B、D为电解池的阴极，A、C为电解池的阳极，P为电池的正极；
（2）A极为阳极，M失电子生成+2价的离子，则电极反应式为M-2e- =M2+；
B极为阴极，M2+得电子生成M，电极反应式为M2+ + 2e- = M；
C极为阳极，水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O - 4e- =4H++ O2↑；
D极为阴极，氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H+ + 2e- = H2↑；
（3）电路中通过2.4081022个电子时，即0.04mol电子，B极上析出的M的化合价由+2价变为0，其物质的量为0.02mol，其质量为1.28g，则摩尔质量=1.28g/0.02mol=64g/mol，相对原子质量为64；
（4）将电池的正负极交换，B极为惰性电极，则做阳极，溶液中的水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O - 4e- =4H++ O2↑；电路通过1.2041022个电子时，即0.02mol，则有0.01molCu析出，即0.64g；则总反应式为2Cu2+ + 2H2O 2Cu + 4H ++ O2↑。
【点睛】串联电路中，各装置中转移电子数目相同。
23． 负 Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ B、C、E 50ax O2＋2CO2＋4e－===2CO32- (或2O2＋4CO2＋8e－===4 CO32-)
【详解】（1）此蓄电池在充电时，电池阴极应与外加电源的负极连接，发生氢氧化亚铁得电子的还原反应，其电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－。
（2）以铜为电极，用此蓄电池作电源，则阳极铜失去电子，根据总电极方程式可知阴极是氢离子得到电子，铜离子与氢氧根结合生成氢氧化铜沉淀，稀硫酸溶液显酸性，不能生成氢氧化铜，A错误；氢氧化钠溶液显碱性，阴极氢离子放电，可以产生氢氧化铜，B正确；铜电极电解硫酸钠溶液，阴极氢离子放电，破坏水的电离平衡，产生氢氧化铜，C正确；铜电极电解硫酸铜溶液，开始阴极铜离子放电，D错误；铜电极电解氯化钠溶液，阴极氢离子放电，破坏水的电离平衡，产生氢氧化铜，E正确。答案选B、C、E；
（3）假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极)，工作一段时间后，蓄电池内部消耗了0.36 g水，即0.02 mol水，根据方程式可知反应中转移0.02 mol电子。电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N，则根据电子得失守恒可知，金属N的相对原子质量R的计算公式为R＝＝50ax。
（4）已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4－8e－＋4===5CO2＋2H2O，则正极是氧气得到电子，根据负极反应式可知，正极电极反应式为2O2＋4CO2＋8e－===4。
【点睛】本题考查原电池原理的应用，在进行电化学的有关计算时，必须准确判断出电极产物，这主要是依据离子的放电顺序进行判断。最后还需要通过电子的得失守恒进行计算。
24．(1)
(2)Cu+2H+Cu2++H2↑
(3)2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
(4) AgNO3 Ag
(5)3.92
【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，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，发生还原反应，电极反应式为：；
（2）A连接电源，则A是电解池，左边Pt作阴极，右边Cu作阳极，阳极上Cu放电生成铜离子，阴极上氢离子放电生成氢气，装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+Cu2++H2↑；
（3）装置D中为电解饱和食盐水，电解产物为NaOH、氯气和氢气，电池总反应式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑；
（4）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，若装置D的目的是在某镀件上镀银，则X为硝酸银溶液，N作阳极材料银；
（5）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。
答案第1页，共2页
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