专题1《化学反应与能量变化》单元检测题2（含解析）023-2024学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择性必修1

专题1《化学反应与能量变化》单元检测题
一、单选题
1．中科院长春应用化学研究所张新波团队提出了一种独特的锂-氮(Li-N)电池，其在放电过程中消耗氮气，充电过程中释放氮气，可实现氮气的循环，并对外提供电能。该电池在充电时发生反应：。下列说法不正确的是

A．锂-氮电池为绿色固氮提供了一种可能的途径
B．放电时，由甲电极向乙电极迁移，并在多孔碳布表面生成
C．充电时，甲接外接电源的负极，发生还原反应
D．放电时，乙电极上发生的反应为
2．科学家开发出一种新系统，用于捕捉生成氢气并产生电能，其工作原理如图所示，下列说法正确的是

A．电极发生还原反应
B．可以用乙酸作有机电解液
C．电池总反应为
D．当电路中转移电子时，极产生
3．1，3-丁二烯()与HBr发生加成反应分两步：第一步H+进攻1，3-丁二烯生成碳正离子中间体()；第二步Br-进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在较低温度时，得到以1，2-加成产物为主；在较高温度下，以1，4-加成产物为主。下列说法错误的是
A．第一个过渡态决定反应速率，第二个过渡态决定产物组成
B．在较低温度下，1，2-加成反应速率比1，4-加成更快
C．在较高温度下，1，4-加成产物比1，2-加成产物更稳定
D．对异构化反应：，升高温度，3-溴-1-丁烯的平衡转化率增大
4．已知H2(g)＋F2(g)=2HF(g)　ΔH=-270 kJ·mol-1，下列说法正确的是
A．2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量
B．1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ
C．在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量
D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量
5．二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其总反应为：C2H6O+3O2=2CO2+3H2O。下列说法正确的是
A．电解质为酸性时二甲醚直接燃料电池的负极反应为O2+4e-+4H+=2H2O
B．一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生4个电子的电量
C．电池在放电过程中，负极周围溶液的pH变小
D．碱性条件下，正极反应与酸性条件一致，负极反应不同
6．如图两烧杯中盛有等体积的盐溶液，关于给出的原电池说法错误的是
A．电子从铁电极流向石墨电极，盐桥中阴离子迁移向右侧烧杯
B．电池总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+
C．若测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L-1，可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)=0.09mol·L-1
D．此实验验证了Fe2+氧化性小于Fe3+，还原性小于Fe
7．风力发电有无污染、可持续的优点，但也有随机性、间歇性及不确定性等缺点。电化学储能技术的应用可以很大程度上解决风力发电随机性对电力系统的影响。一种无需离子交换膜的新型氯流电池装置如图所示，下列有关说法错误的是

A．放电时，电子从电极a流出
B．多孔炭电极提高了充、放电速率
C．充电时，CCl4溶液增重71g时，NaCl溶液减少117g
D．充电时，电极a的电极反应式为
8．用石墨电极电解1L含硝酸铜和氯化钠各0.1mol的混合溶液，当阳极上生成的气体为2.24L时(标准状况)，假设溶液的体积不变，下列说法正确的是
A．电解过程中溶液中产生蓝色沉淀
B．阴极产生2.24L气体(标准状况)
C．阴极增重6.4g
D．电解后溶液中离子浓度是0.2mol/L
9．一种新型的锂-空气电池的工作原理如图所示。关于该电池的说法中正确的是
A．电池总反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH
B．可将有机电解液改为水溶液
C．金属锂作正极，发生氧化反应
D．当有22.4LO2被还原时，溶液中有4mol Li+向多孔碳电极移动
10．事实证明，通过电化学方法将CO2转化为含能化合物意义重大。某科研机构通过电催化将CO2和CH3OH高效合成了HCOOH，其工作原理如图。下列说法不正确的是
A．石墨2连电源的正极
B．阴极发生的电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH
C．每生成1molHCOOH，左室溶液增重46g
D．每生成1molHCOOH，理论上消耗molCO2
11．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C1-，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)
12．下列关于反应能量的说法正确的是
A．由C(石墨)→C(金刚石) 可知：金刚石比石墨稳定
B．相同条件下，；，则
C．甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为
D．已知，则含1molNaOH的氢氧化钠溶液与含的浓硫酸混合放出57.3kJ的热量
13．工业上常用软锰矿生产纯净的MnO2，工艺流程如图所示，已知软锰矿的主要成分为MnO2，还含有少量SiO2、Al2O3。下列说法错误的是
A．“溶解”过程中有氢气生成
B．“过滤”得到的滤渣中含有H2SiO3
C．“纯化”过程中应先加MnO2，再调pH=5，过滤
D．“电解”时MnO2在电解池阳极生成，溶液pH值降低
14．我国科研工作者构建了一种三室酸——碱不对称电解质隔膜电解制氢体系，其工作原理如图所示(一段时间后，K2SO4浓度增大)，相比传统碱性电解水制氢体系，该体系大幅度降低了能耗。下列说法正确的是

A．电极a为阳极，与电源负极相连
B．膜1、膜2分别为阳、阴离子交换膜
C．电极a上发生的电极反应为CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+
D．每消耗0.1molCO(NH2)2，制得6.72LH2
二、填空题
15．如图所示，U形管内盛有100 mL的溶液，按要求回答下列问题：
(1)打开K2，闭合K1，若所盛溶液为CuSO4溶液，则A为 极，B极的电极反应式为 ；若所盛溶液为KCl溶液，则B极的电极反应式为 ，K+移向 极(填A、B)。
(2)打开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液。
①A电极附近可观察到的现象是 。
②反应一段时间后打开K2，B极产生气体的体积(标准状况)为11.2 mL，将溶液充分振荡混匀，如果忽略溶液的体积变化和气体的溶解等，则该溶液中OH-的浓度为 mol/L。
(3)如要用电解方法精炼粗铜，打开K1，闭合K2，电解液选用CuSO4溶液，则A电极的材料应换成是 ，反应一段时间后电解质溶液中Cu2+浓度 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
16．CO2的有效利用可以缓解温室效应和能源短缺问题。
（1）在温度高于31.26℃、压强高于7.29×106Pa时，CO2处于超临界状态，称为超临界CO2流体，它可用作萃取剂提取草药中的有效成分。与用有机溶剂萃取相比，用超临界CO2萃取的优点有： (答出一点即可)。
（2）中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂Na—Fe3O4和HMCM—22的表面将CO2转化为烷烃，其过程如图。
图中CO2转化为CO的反应为：CO2(g)+H2(g)= CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol
已知：2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-128kJ/mol
①则图中CO转化为C2H4的热化学方程式是 。
②按系统命名法，图中X的名称是 。
③关于X与Y的说法正确的是 (填字母)。
a.实验式相同
b.都有4种一氯代物
c.都易使酸性KMnO4溶液褪色
④催化剂中Fe3O4的制备方法如下：将一定比例的FeCl2和FeCl3溶于盐酸，然后在60℃下逐滴加入NaOH溶液至pH≈10，继续搅拌，得Fe3O4。该反应的离子方程式是 。
17．磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料的锂离子电池，属于一种新型锂离子二次电池，主要用作动力电池，具有安全性高、寿命长、容量大、高温性能好、无记忆效应和无污染等特点。磷酸铁锂可以由磷酸二氢锂、三氧化二铁和过量炭粉通过高温固相反应制备，反应中产生还产生H2O和CO。LiFePO4电池的工作原理是：电池充电时，正极(橄榄石结构的LiFePO4)部分转化为磷酸铁(设摩尔转化率为x)，放出的锂离子(Li+)通过聚合物隔膜向负极(石墨)迁移，还原并嵌入石墨形成复合材料C6Lix；电池放电时，锂离子又从负极中脱出来，穿过隔膜回到正极材料中。(注：锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的，所以锂离子电池又称“摇椅电池”)
(1)请写出制备磷酸铁锂的化学方程式：
(2)请写出磷酸铁锂电池充电、放电时的总反应方程式：
(3)现有10g磷酸二氢锂，全部用于制备磷酸铁锂作为正极材料，则制成的磷酸铁锂电池理论上最多有多大的电池容量(即最大可放出多少电量)？答： (mAh)。(注：1摩尔电子所带的电量约为96500库仑，3.6库仑=1mAh。)
18．依据叙述，写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
(2)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25 ℃，101 kPa时：CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l)ΔH=-271kJ·mol-1，5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l)ΔH=-937kJ·mol-1，则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量。其热化学方程式为 。
(4)已知拆开1molH-H键、1molN-H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
19．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池的作用。铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。负极反应式为 ；正极反应式为 。
(2)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应过程的离子方程式为 ，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，正极反应式为 。
(3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为 。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式： 。
(4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①电池的负极是 (填“a”或“b”)，该极的电极反应式是： 。
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
20．全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作原理示意图，两电极均为惰性电极，为保证电池稳定运行，“隔膜”选用质子交换膜，请回答下列问题：
钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同种类的钒离子(V2+、V3+、VO2+、)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2++V3+ +H2OV2+++2H+，放电时，H+由B区通过隔膜移动到A区。
(1)放电时，A为电池的 区(“正极”或“负极”)，B区电解液含有的钒离子为 。
(2)充电时，a为外界电源的 极，A区溶液pH (填“增大”、“减小”或“不变”)，B区发生的电极反应式为 。
(3)常温下，NaCl的溶解度为35.9g，利用钒电池电解1L饱和食盐水，当溶液pH变为13时，假设气体全部逸出并且不考虑溶液的体积变化，食盐水质量减少 g(精确到0.01)，此时钒电池正极与负极区电解液质量将相差 g(假设原正极与负极区电解液质量相同)。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．锂-氮电池放电时消耗，充电时释放，实现了的循环，为绿色固氮提供了一种可能的途径，A正确；
B．放电时，甲电极为负极，乙电极为正极，向负极即乙电极迁移，并在多孔碳布表面生成，B正确；
C．放电时，甲电极发生氧化反应，充电时，甲接外接电源的负极，发生还原反应，C正确；
D．乙电极上发生的反应为，D错误；
故选D。
2．C
【分析】由电池工作原理示意图可知反应中Na被氧化为Na+，应为原电池的负极反应，则a电极反应式为，b正极二氧化碳溶于水后得电子被还原生成H2，电极反应式为，原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，据此分析解题。
【详解】A．由分析知电极中Na被氧化为Na+发生氧化反应，A错误；
B．乙酸会和钠发生反应，不能用其作有机电解液，B错误；
C．由分析知电池总反应为，C正确；
D．没有指明外界条件无法计算气体的体积，D错误；
故选C。
3．D
【详解】A．由图可知第一个过渡态所需能量高决定反应速率，第二个过渡态由于能量不同会有不同产物，故决定产物组成，故A正确；
B．在较低温度下，1，2-加成反应速率比1，4-加成更快，因为1，2-加成反应所需能量更低，故B正确；
C．根据题给反应进程中的能量关系知，1，3-丁二烯与HBr的加成反应为放热反应，两种温度下，1，4-加成产物比1，2-加成产物的能量低，所以1，4-加成产物更稳定，故C正确；
D．由图选像可知反应为放热反应，升温平衡逆向移动，升高温度，3-溴-1-丁烯的平衡转化率减小，故D错误；
故选D。
4．C
【详解】A．由热化学方程式可以知道2mol氟化氢气体分解成1mol的氢气和1mol的氟气吸收270kJ热量，化学计量数表示物质的量，不是体积，故A错误；
B．液态氟化氢的能量比气态氟化氢的能量低，根据能量守恒，1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量大于270kJ，故B错误；
C．反应为放热反应，在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量，故C正确；
D．热化学方程式中化学计量数表示物质的量，不表示分子个数，故D错误；
答案选C。
5．C
【详解】A．电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为二甲醚失电子生成二氧化碳，结合原子守恒和电荷守恒写出电极反应为：CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+，A错误；
B．由负极电极反应式：CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+，1个二甲醚分子反应可产生12个电子的电量，B错误；
C．负极电极反应式：CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+，产生H+，pH变小，C正确；
D．正极为氧气得电子，酸性电极反应式：O2+4e-+4H+=2H2O，碱性的为O2+4e-+2H2O =4OH-，D错误；
故选：C。
6．A
【分析】铁失电子生成Fe2+，铁是负极；Fe3+在石墨电极得电子生成Fe2+，石墨电极为正极。
【详解】A．铁是负极、石墨是正极，电子从铁电极流向石墨电极，阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，盐桥中阴离子迁移向左侧烧杯，故A错误；
B．负极铁失电子生成Fe2+，正极Fe3+得电子生成Fe2+，电池总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故B正确；
C．两侧溶液体积相等，负极反应为Fe-2e-= Fe2+，正极反应为Fe3++e-=Fe2+，根据得失电子守恒，铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L-1，石墨电极溶液中c(Fe2+)增加=0.05mol·L-1，所以石墨电极溶液中c(Fe2+)=(0.05+0.04)=0.09mol·L-1，故C正确；
D．总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，Fe是还原剂、Fe3+氧化剂，Fe2+既是氧化产物又是还原产物，所以此实验验证了Fe2+氧化性小于Fe3+，还原性小于Fe，故D正确；
选A。
7．D
【详解】A．根据图中的反应可知电极 a 放电时发生氧化反应，为负极，电子从电极a流出，A正确；
B．多孔炭电极提高了充、放电速率，B正确；
C．充电时，电极b为阳极，电极反应式为，Cl2被CCl4吸收增重71g，而NaCl溶液2molCl-到阳极放电，同时2molNa+ 向电极a移动参与电极反应，因此NaCl溶液减少117g，C正确；
D．充电时，电极a为阴极发生还原反应，电极反应式为，D错误；
故选D。
8．C
【分析】根据离子的放电顺序，电解混合溶液时，刚开始电解、，然后是电解和水，最后电解水。
【详解】A．电解过程中铜离子在阴极放电生成铜单质，当铜离子完全反应后才是氢离子放电，同时产生氢氧根，所以不会生成蓝色沉淀，A错误；
B．含硝酸铜和氯化钠各0.2mol的混合溶液中，各离子的物质的量分别为c(Cu2+)=0.1mol、c(Na+)=0.1mol、c(Cl-)=0.1mo、c()=0.2mol。阳极Cl-先放电：，由于Cl-仅0.1mol，故电子转移了0.1mol，放出0.05molCl2。据题意知阳极生成0.1mol气体，故OH-继续放电：，放出0.05molO2，此时电子转移了0.2mol，消耗0.2molOH-（消耗0.2molOH-的同时产生0.2molH+），即在电解过程中共转移0.3mol电子。阴极上发生还原反应：，因溶液中含0.1molCu2+，此时消耗了0.2mol电子，还有0.1mol电子由H+消耗：，所以阴极产生0.05molH2，标况下体积为1.12L，B错误；
C．根据B选项分析可知阴极析出6.4gCu，即阴极增重6.4g，C正确；
D．根据B选项分析可知阴极消耗0.1molH+，阳极消耗0.2molOH-，溶液中剩余0.1molH+，故氢离子浓度为0.1mol/L，D错误；
故选C。
9．A
【分析】锂-空气电池中，活泼金属锂作负极，多孔碳作正极，负极反应式为Li-e-=Li+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，据此分析解答。
【详解】A． 负极反应式为Li-e-=Li+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，则电池总反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH，A正确；
B． 因为金属锂可与水反应，则不可将有机电解液改为水溶液，B错误；
C． 金属锂作负极，失电子，发生氧化反应，C错误；
D． 未指明为标准状况，则不能计算22.4LO2的物质的量，故不能计算移向多孔碳电极的Li+的物质的量，D错误；
故选A。
10．C
【详解】A．左室二氧化碳发生还原反应生成甲酸，右室甲醇发生氧化反应生成甲酸，所以石墨2连电源的正极，故A正确；
B．左室二氧化碳发生还原反应生成甲酸，石墨1为阴极，阴极发生的电极反应式为，故B正确；
C．电池的总反应式为，每生成1mol甲酸消耗CO2，左室发生反应，电路中转移电子，右室(阳极)有通过质子交换膜进入左室(阴极)，左室溶液增重约为，故C错误；
D．电池的总反应式为，每生成1molHCOOH，消耗二氧化碳，故D正确；
选C。
11．C
【分析】根据图示上的物质变化，左侧阴极区通入CO2逸出CO，其电极反应为：CO2+2e-+2H+═CO+H2O；阳极区Cl-转化为ClO-电极反应式为：Cl--2e-+2OH-═ClO-+H2O，电解过程中H+透过离子交换膜从右池移向左池，交换膜应是质子交换膜；
【详解】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错误；
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错误；
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正确；
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错误；
故选：C。
12．B
【详解】A．物质能量越低越稳定，反应C（石墨）→C（金刚石）ΔH=+1.9kJ mol-1为吸热反应，则C（金刚石）能量高于C（石墨），因此石墨比金刚石更稳定，故A错误；
B．相同条件下，；，根据盖斯定律①-②得H2O（l）=H2O（g）ΔH=ΔH1-ΔH2，又液态水变气态需要吸收能量，则ΔH=ΔH1-ΔH2＞0，因此，故B正确；
C．燃烧热是指1mol燃料完全燃烧生成稳定物质时放出的热量，则甲烷燃烧应该生成液态的水，故C错误；
D．浓硫酸与氢氧化钠反应除了中和热之外浓硫酸稀释还放热，所以该反应放出的热量大于57.3kJ，故D错误；
故选B。
13．B
【分析】软锰矿的主要成分为MnO2，还含有少量SiO2、Al2O3，加入较浓的硫酸和铁屑后MnO2被还原为Mn2+，Al2O3溶解为AlCl3，SiO2不反应，为过滤后的滤渣，再加入二氧化锰氧化Fe2+生成Fe3+后，调节pH=5，除去杂质铁和铝元素生成沉淀，电解Mn2+生成MnO2。
【详解】A．“溶解”过程中硫酸变稀硫酸后会与铁屑反应生成氢气，故A正确；
B．根据分析可得，“过滤”得到的滤渣中含有SiO2，故B错误；
C．“纯化”过程中应先加MnO2氧化Fe2+生成Fe3+后，再调pH=5，过滤，故C正确；
D．“电解”时Mn2+失电子生成MnO2，故在电解池阳极生成，发生反应Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+,故溶液pH值降低，故D正确；
故选B。
14．B
【分析】由装置信息可知电极b上氢离子得电子生成氢气，发生还原反应，则电极b为阴极，电极a为阳极，阳极为碱性环境，尿素在电极a放电，发生电极反应：，溶液中钾离子通过膜1进入硫酸钾溶液，右侧电解质溶液中硫酸根通过膜2进入硫酸钾溶液中，从而使硫酸钾溶液浓度增大，据此分析解答。
【详解】A．电极b产生氢气，说明电极b为阴极，电极a为阳极，与电源正极相连，A项错误；
B．由题中硫酸钾浓度增大，结合以上分析可知膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜，故B正确；
C．尿素在电极a放电时，电解质中的参与反应，电极反应式为，C项错误；
D．未说明气体所在的温度和压强，D项错误；
故选：B。
15． 负 Cu2+＋2e－=Cu O2＋2H2O＋4e－=4OH－ B 产生无色气泡，溶液变红色 0.01 纯铜 减小
【详解】(1)打开K2，闭合K1，该装置为原电池，A极的Zn较活泼，失电子作负极；B极的C作正极，B电极上Cu2+得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2+＋2e－=Cu；若所盛溶液为KCl溶液，B电极上氧气得电子发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故K+向正极B移动；
(2) 打开K1，闭合K2，该装置是电解池，A为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-，B为阳极，电极反应为2Cl--2e-=Cl2。
①根据上述分析可知，A电极生成H2和OH-，OH-导致A极附近溶液碱性增强，酚酞遇碱变红色，故A电极上看到的现象是产生无色气泡，溶液变红色；
②根据上述分析，B极产生气体为Cl2，n(Cl2)==5×10-4mol，根据2NaCl+2H2O2NaOH+ H2↑+Cl2↑可知，n(NaOH)=2n(Cl2)=0.001mol，c(NaOH)===0.01mol/L；
(3)要用电解方法精炼粗铜，粗铜作阳极、纯铜作阴极，所以A是纯铜，B是粗铜；由于粗铜中有Zn等杂质，会比Cu先放电，故溶解的Cu小于析出的Cu，所以溶液中Cu2+浓度减小。
16． 萃取剂与溶质更易分离(或萃取剂更环保等) 2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=-210kJ/mol 2—甲基丁烷 b Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4↓+4H2O
【详解】(1)与有机溶剂相比，用超临界CO2流体萃取，可以更好地实现萃取剂与溶质的分离，萃取剂更加的环保，对环境的污染少等，故答案为：萃取剂与溶质更易分离(或萃取剂更环保等)；
(2)①将所给的CO2(g)+H2(g)= CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol，将式子反向并乘以2，与所给的2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-128kJ/mol相加可得：2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=-210kJ/mol，故答案为：2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=-210kJ/mol；
②根据系统命名法，该烷烃的名称为2甲基丁烷，故答案为：2甲基丁烷；
③a.X与Y是两种烷烃，实验式分别为C5H12和C3H7，实验式不同，a项错误；
b.X、Y中都有4种类型的氢原子，它们的一氯代物都有4种，b项正确；
c.X、Y均属于烷烃，均不能使酸性KMnO4溶液褪色，c项错误；
故答案为：b；
④反应的微粒有Fe2+、Fe3+和NaOH，生成物有Fe3O4，暂定Fe3O4化学计量数为1，根据电荷守恒和原子守恒即可顺利写出离子方程式为Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4↓+4H2O，故答案为：Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4↓+4H2O。
17．(1)2LiH2PO4.+Fe2O3+C2LiFePO4+2H2O+CO
(2)Li1-xFePO4+C6LixLiFePO4+6C
(3)2580
【详解】（1）由题干信息可知，磷酸铁锂可以由磷酸二氢锂、三氧化二铁和过量炭粉通过高温固相反应制备，反应中产生还产生H2O和CO，根据氧化还原反应配平原则可知，制备磷酸铁锂的化学方程式为：2LiH2PO4.+Fe2O3+C2LiFePO4+2H2O+CO，故答案为：2LiH2PO4.+Fe2O3+C2LiFePO4+2H2O+CO；
（2）根据题干信息，LiFePO4电池的工作原理是：电池充电时，正极(橄榄石结构的LiFePO4)部分转化为磷酸铁(设摩尔转化率为x)，放出的锂离子(Li+)通过聚合物隔膜向负极(石墨)迁移，还原并嵌入石墨形成复合材料C6Lix；电池放电时，锂离子又从负极中脱出来，穿过隔膜回到正极材料中，故磷酸铁锂电池充电、放电时的总反应方程式：Li1-xFePO4+C6LixLiFePO4+6C，故答案为：Li1-xFePO4+C6LixLiFePO4+6C；
（3）根据上述分析反应可知，理论上，有关系1LiH2PO4~1LiFePO4~le-，故有
×96500C·mol-1=9288C=9288A·s=mAh=2580mAh，故答案为：2580。
18． CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76 kJ·mol-1 Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+HF(g)+3H3PO4(l) ΔH=-418 kJ·mol-1 C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1300 kJ·mol-1 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
【分析】根据反应热和燃烧热的定义计算出相关的热量，同时注意物质的状态，再书写相应的热化学方程式即可。
【详解】(1) 燃烧热是指在101kPa下，1mol 物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，则1mol CH3OH完全燃烧释放的热量为226.68 kJ/gⅹ32g=725.76 kJ, 所以甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76 kJ·mol-1。
(2)根据题意Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是：Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+HF(g)+3H3PO4(l) ΔH=？，此热化学方程式可根据盖斯定律，将题干中的两个热化学方程式分别编号为①、②，，那么此热化学方程式可由①×5-②获得，那么ΔH=-271 kJ·mol-1×5-（-937 kJ·mol-1）=-418 kJ·mol-1。所以本题的答案为Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+HF(g)+3H3PO4(l) ΔH=-418 kJ·mol-1。
(3) C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应，其化学方程式可写为2C2H2+5O24CO2+2H2O，根据化合价变化规律，可知2个C2H2分子反应时转移20e-，所以1mol C2H2反应时转移电子为10mol,由每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量，可知1mol C2H2完全燃烧时放出的热量为1300 kJ, 故其反应的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1300 kJ·mol-1
(4)由ΔH=∑（反应物键能）-∑（生成物键能）和拆开1molH-H键、1molN-H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ可知ΔH=（946+436ⅹ3-391ⅹ6）kJ =-92 kJ，所以N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。
19．(1) Pb+SO-2e-=PbSO4 PbO2+SO+4H++2e-=PbSO4+2H2O
(2) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Cu 2Fe3++2e-=2Fe2+
(3) B Al+4OH--3e-=AlO+2H2O
(4) a CH4+10OH--8e-=CO+7H2O 减小
【详解】（1）铅蓄电池的电池总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，依据反应的总电池反应，反应中Pb元素化合价升高的在负极失电子发生氧化反应，其电极反应为：Pb+ SO-2e-=PbSO4，PbO2中元素化合价降低的是在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反应为：PbO2+SO+4H++2e-=PbSO4+2H2O；
（2）Fe3+有强氧化性，能把金属铜氧化成铜离子，自身被还原成 Fe2+，反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，设计成原电池时，Cu在负极上发生氧化反应，正极上三价铁离子得电子发生还原反应，其正极上的电极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+；
（3）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，铝钝化，所以Cu失电子作负极，一组插入烧碱溶液中，Cu与氢氧化钠不反应，Al失电子作负极，故选B；
碱性条件下，Al失电子生成偏铝酸根离子，其电极反应为：Al+4OH--3e-= AlO+2H2O；
（4）①碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极a为原电池的负极，该极上是燃料发生失电子的氧化反应，即CH4+10OH--8e-= CO+7H2O；
②在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-= CO+3H2O，电池工作一段时间后，由于氢氧根离子被消耗，所以电解质溶液的pH会减小。
20． 正极 VO2+、 正 增大 +2H++e-=VO2++H2O 3.65 0.2
【分析】根据反应，放电时负极反应为VO2+-e-+H2O=+2H+，正极反应为V3++e-=V2+，此时正极区阳离子浓度减小，H+向正极区移动；充电时，电极反应与原电池的电极反应相反，故阴极反应为+2H++e-=VO2++H2O，阳极反应为V2+-e-=V3+，据此分析。
【详解】(1)根据分析，正极区阳离子浓度减小，H+向正极区移动，且题目中已知H+由B区透过隔膜向A区移动，说明A区为正极区，B区为负极区；B区含有的含有钒的离子为和VO2+；
(2)根据分析，A区电极发生失电子的反应，a应与电池的正极相连；A区阳离子浓度增加，H+向B区移动，A区溶液pH增大；B区的电极方程式为+2H++e-=VO2++H2O；
(3)当溶液pH变为13时，此时溶液中c(OH-)=0.1mol/L，电解过程中消耗c(H+)=0.1mol/L，电解食盐水的总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，该过程有氢气和氯气溢出，溶液减少的质量为氢气和氯气的综合，因此，溶液质量的减少量m=n(H2)·M(H2)+n(Cl2)·M(Cl2)=0.05mol×2g/mol+0.05mol×71g/mol=3.65g；利用此电池电解食盐水，当溶液pH变为13时共转移电子0.1mol，当转移0.1mol电子时电池消耗0.2mol氢离子，需要有0.2mol氢离子透过交换膜，因此电池的正负极质量相差0.2mol×1g/mol=0.2g。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页