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

专题1《化学反应与能量变化》
一、单选题（共14题）
1．中国科学院研究团队在碱性锌铁液流电池研究方面取得新进展，该电池的总反应为：。下列叙述正确的是
A．放电时，M极附近溶液变小
B．充电时，右侧贮液器中溶液浓度不变
C．充电时，N接电源负极，电极反应式为：
D．放电时，电路中每转移电子，负极区电解质溶液增重
2．下列实验操作、现象与结论不完全正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 将浓硫酸滴入盛有蔗糖的烧杯中，搅拌 蔗糖变黑，体积膨胀，闻到刺激性气味 浓硫酿有脱水性和强氧化性
B 将硫的酒精溶液滴入一定量的热水中得到微蓝色透明液体，用激光笔照射微蓝色透明液体 液体中有光亮的通路 微蓝色透明液体为胶体
C 在一块除去铁锈的铁片上面滴1滴含有酚酞的食盐水，静置2-3min 溶液边缘出现红色 说明铁发生了吸氧腐蚀
D 测定等浓度的Na2CO3和Na2SO3溶液的pH 前者pH比后者的大 非金属性CA．A B．B C．C D．D
3．下列说法错误的是
A．水能、风能、生物质能是可再生能源，煤、石油、天然气是不可再生能源
B．“冰，水为之，而寒于水”，说明相同质量的水和冰相比较，冰的能量低
C．同温同压下，在常温和点燃条件下的不同
D．反应物和生成物具有的总能量的高低，决定了该反应是放热还是吸热反应
4．下图是实现对天然气中和高效去除的协同转化装置，电极材料是石墨烯(石墨烯包裹的)和石墨烯。下列有关该电池的说法正确的是
A．电池工作时将化学能转化为电能
B．石墨烯电极反应式为：
C．电池总反应方程式为：
D．电池工作过程中每转移电子，理论上可处理标况下和气体总体积为
5．下列离子方程式正确的是
A．电解饱和食盐水：
B．饱和溶液与固体反应：
C．少量通入NaClO溶液
D．向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸：
6．页岩气的主要成分为CH4，是我国能源新希望。下列说法正确的是
A．页岩气属于新能源，子孙万代可长久开采
B．页岩气属于生物质能，是可再生能源
C．甲烷完全燃烧过程中，C-H键断裂而释放出热能
D．利用甲烷、氧气、稀硫酸可设计燃料电池
7．室温下，下列实验探究方案能达到目的的是
选项 探究方案 探究目的
A 取铝与氧化铁发生铝热反应后的固体，溶于足量稀硫酸，取上层清液，加KSCN溶液后无明显变化，再加入双氧水出现血红色 固体产物中有单质铁
B 向NaBr溶液中滴加过量的氯水，再加入淀粉KI溶液，观察溶液颜色变化 氧化性：Cl2＞Br2＞I2
C 用0.55mol L-1NaOH溶液分别与等体积等浓度CH3COOH溶液、盐酸反应，测得反应热依次为△H1、△H2，△H1＞△H2 CH3COOH(aq)H+(aq)+CH3COO-(aq) △H＞0
D 在淀粉溶液中加入稀硫酸，水浴加热一段时间，冷却后再加入新制Cu(OH)2浊液并煮沸，没有生成砖红色沉淀 淀粉没有水解
A．A B．B C．C D．D
8．太阳能光电池具有可靠稳定、寿命长、安装维护简便等优点，现已得到广泛应用。氮化镓(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．该装置系统中只存在光能与电能之间的转化
B．Cu电极：CO2+8H+-8e-=CH4+2H2O
C．工作时，产生的O2、CH4体积比为1∶1(同温同压)
D．离子交换膜为质子交换膜，H+从左池移向右池
9．如图所示，某同学设计了一种电解法制取的实验装置，通电后生成的气体带走溶解氧，使溶液中产生的白色沉淀能较长时间不变色。下列说法中正确的是

A．电源中，a为负极，b为正极 B．B电极发生的反应
C．A、B两端都必须使用铁作电极 D．电解池中的电解液可以是溶液
10．工业上可用惰性电极电解酸性溶液来制备，电解装置如图所示，隔膜的作用是隔离两极产生的气体，并传递离子，下列说法正确的是
A．a电极接电源正极，电极产物有
B．如果隔膜采用阳离子膜，电解完成后阴极区溶液的将增大
C．采用阴离子隔膜或阳离子隔膜都能使达到同样的理论利用率
D．阴阳两极产生的气体体积比为：1∶4
11．人类最早冶金的历史年代曲线图如图所示(表示公元前1000年)：下列说法正确的是
A．金属越活泼，冶炼的年代一定越晚 B．冶炼金属的历史：电解氯化物比电解氧化物早
C．自然界中铜元素以游离态形式存在，故铜的冶炼年代最早 D．金属氧化物(如、)也属于金属材料
12．1.天然气报警器的核心是气体传感器，当空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随之产生电信号并联动报警，工作原理如图所示，其中可以在固体电解质中移动。当报警器触发工作时，下列说法正确的是
A．多孔电极发生氧化反应
B．在电解质中向电极移动
C．多孔电极极的电极反应式为
D．当标准状况下的甲烷在多孔电极完全反应时，流入传感控制器电路的电子有
13．某微生物电池可同时实现净化有机物污水、净化含Cr2O废水(pH约为6)和淡化食盐水，其装置示意图如图所示。图中，D和E为阳离子交换膜或阴离子交换膜，Z为待淡化食盐水。已知Cr3+完全沉淀所需的pH为5.6。下列说法正确的是
A．E为阴离子交换膜
B．X为含Cr2O废水，Y为有机物污水
C．理论上处理1mol的Cr2O的同时可脱除3mol的NaCl
D．C室电极反应式：Cr2O+6e-+8H+==2Cr(OH)3↓+H2O
14．下列说法中正确的是
A．化学反应中的能量变化取决于成键放出的能量与断键吸收的能量的相对大小
B．化学反应中的能量变化不一定遵循能量守恒定律
C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量可能相同
D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
二、填空题（共8题）
15．将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)＋ O2(g)=H2O(g)　ΔH=-242.0 kJ·mol-1
CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1
请回答：
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式： 。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律作出下列循环图：

并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。请分析：甲、乙两同学观点正确的是 (填“甲”或“乙”)；判断的理由是 。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点 。
(4)水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成：①甲醇；②甲醛；③甲酸；④乙酸。试分析当CO和H2按1：1的体积比混合反应，合成上述 (填序号)物质时，可以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放。
16．如图为相互串联的甲、乙两电解池，试回答：
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则：A是 极，材料是 ，电极反应为 ，电解质溶液为 。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后Fe电极附近呈 色，电极反应式为 。
(3)若甲池中阴极增重12.8g，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为 L。
17．最近报道了一种新型可逆电池。该电池的负极为金属铝，正极为(Cn [ AlCl4])，式中Cn表示石墨；电解质为烃基取代咪唑阳离子(R+)和AlCl4阴离子组成的离子液体。电池放电时，在负极附近形成双核配合物。充放电过程中离子液体中的阳离子始终不变。
(1)写出电池放电时，正极、负极以及电池反应方程式 。
(2)该电池所用石墨按如下方法制得：甲烷在大量氢气存在下热解，所得碳沉积在泡沫状镍模板表面。写出甲烷热解反应的方程式 。采用泡沫状镍的作用何在，简述理由 。
(3)写出除去制得石墨后的镍的反应方程式 。
(4)该电池的电解质是将无水三氯化铝溶入烃代咪唑氯化物离子液体中制得，写出方程式 。
18．I.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8mol混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.0kJ的热量(相当于25℃、101kPa下测得的热量)。
(1)反应的热化学方程式为 。
(2)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是 。
II.回答下列问题：
(3)在25℃、101kPa下，已知气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol电子放热190kJ，该反应的热化学方程式是 。
(4)根据下图写出反应的热化学方程式： 。
(5)由金红石制取单质Ti的步骤为：
已知：I.
II.
III.
①的= 。
②反应在Ar气氛中进行的理由是 。
19．如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题：
(1)通入氧气的电极为 (填“正极”成“负极”)；
(2)铁电极为 (填“阳极”或“阴极”)，石墨电极(C)的电极反应式为 。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中阳极上电极反应式为 ，反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，生成氢气的分子数为 ，丙装置中阴极析出铜的质量为 g；
(5)某同学利用甲醚燃料电池设计电解法制取漂白液或的实验装置(如图所示)；
①若用于制漂白液，a为电池的 (填“正极”成“负极”)，电解质溶液最好用 ；
②若用于制，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用 作电级。
20．在如图所示的实验装置中，E为一张用淀粉、碘化钾和酚酞的混合溶液润湿的滤纸，C、D为夹在滤纸两端的铂夹，X、Y分别为直流电源的两极。在A、B中装满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中，再分别插入铂电极。切断电源开关S1，闭合开关S2，通直流电一段时间后，A、B现象如图所示。请回答下列问题：
(1)电源负极为 （填“X”或“Y”）。
(2)在滤纸的D端附近，观察到的现象是 。
(3)写出电极反应式：B中 ，C中 。
(4)若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极。此时切断开关S2，闭合开关S1。若电流计指针偏转，写出有关的电极反应式（若指针“不偏转”，此题不必回答）：
A极 ，B极 。
21．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为 。
(2)丙池中F电极为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，该池的总反应的化学方程式为
(3)当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)。
22．填空。
(1)某课外活动小组同学用如图装置(M、N为外电源的两个电极)进行实验，试回答下列问题：
①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的 腐蚀。请写出正极反应式： 。
②若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则铁电极为 极(填“阴”或“阳”)，该电极上发生的电极反应式为 ，总反应的离子方程式为 。
③当电路中转移0.2mol电子时，100ml溶液中，NaOH溶液的浓度是 mol/L
(2)该小组同学设想，用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠。
B出口导出的气体是 ，制得的氢氧化钠溶液从出口 (填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。通过阴离子交换膜的离子数 (填“>”、“<”或“=”)通过阳离子交换膜的离子数。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】由图可知，碱性锌铁液流电池放电时，右侧N极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成，负极发生的电极反应为Zn-2e-+4OH-=，左侧M为正极，正极上发生得电子的还原反应，正极电极反应为+e-=，充电时电极反应和放电时相反。
【详解】A．放电时，M极为正极，发生反应为+e-=，M极附近溶液的pH变化不大，A错误；
B．充电时，N极为阴极，电极反应为+2e-=Zn+4OH-，右侧贮液器中浓度减小，B错误；
C．充电时，N极为阴极，电极反应为+2e-=Zn+4OH-，C正确；
D．放电时，负极区发生的电极反应为Zn-2e-+4OH-=，每转移2mol电子，溶解1molZn，但是有阳离子通过离子交换膜移向M极，因此负极区电解质溶液增重的质量小于65g，D错误；
故答案选C。
2．D
【详解】A．将浓硫酸滴入蔗糖中，蔗糖变黑，体现了浓硫酸的脱水性，脱水生成的碳单质和浓硫酸反应产生有刺激性气味的SO2，体现了浓硫酸的强氧化性，A正确；
B．用激光笔照射微蓝色透明液体，有光亮的通路，说明分散系是胶体，B正确；
C．在一块除去铁锈的铁片上面滴1滴含有酚酞的食盐水，静置2~3min，溶液边缘出现红色说明空气中的氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，证明铁发生了吸氧腐蚀，C正确；
D．H2SO3不是最高价氧化物对应的酸，无法通过酸性强弱比较得到非金属性强弱的结论，D错误；
故选：D。
3．C
【详解】A．可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、潮汐能、地热能等，这些能源在自然界可以循环再生，不可再生能源在短期内无法恢复且随着开发利用储量越来越少，包括煤、石油、天然气、核能等，A正确；
B．相同质量的冰转化为水需要吸热，所以相同质量的水和冰相比较，冰的能量低，B正确；
C．对一个确定的化学反应而言，反应条件与反应热无关，同温同压下，在常温和点燃条件下的相同，C错误；
D．反应物大于生成物具有的总能量，为放热反应，反之为吸热反应，所以反应物和生成物具有的总能量的高低，决定了该反应是放热还是吸热反应，D正确；
答案为：C。
4．C
【分析】由装置图可知，ZnO@石墨烯电极上CO2得电子和H+反应生成CO，则ZnO@石墨烯电极为阴极，石墨烯电极为阳极，阴极反应式为CO2+2e-+2H+═CO+H2O，阳极反应式为EDTA-Fe2+-e-═EDTA-Fe3+，阳极区反应为2EDTA-Fe3++H2S═2H++S+2EDTA-Fe2+，整个过程中EDTA-Fe2+相当于是催化剂，所以协同转化总反应：CO2+H2S═CO+H2O+S，据此分析解答。
【详解】A．整个过程的主要能量变化形式为：光能→电能→化学能，故A错误；
B．石墨烯电极为阳极，阳极反应式为EDTA-Fe2+-e-═EDTA-Fe3+，故B错误；
C．由分析可知协同总反应是将CO2和H2S转化为CO和S，故总反应为CO2+H2S=CO+H2O+S，故C正确；
D．由图可知总反应为CO2+H2S=CO+H2O+S，1molCO2参与反应，转移2mol电子，电池工作过程中每转移2mol电子，理论上可处理标况下和之和为2mol，气体总体积为44.8L，故D错误；
答案选C。
5．B
【详解】A．电解饱和食盐水生成氢氧化钠氯气和水，反应的化学方程式为：，A错误；
B．硫酸钙微溶于水，碳酸钙难溶于水，故硫酸钙可以转化为碳酸钙，转化方程式为：，B正确；
C．由于Ka(HClO)>Ka2(H2CO3)，所以向NaClO溶液中通入少量CO2，发生反应NaClO+CO2+H2O=HClO+NaHCO3，C错误；
D．氢氧化钡溶液中加入稀硫酸生成硫酸钡和水，离子方程式为：，D错误；
故选B。
6．D
【详解】A．页岩气属于化石能源，是不可再生资源，不是新能源，故A错误；
B．页岩气属于化石能源，是不可再生资源，故B错误；
C．断裂化学键要吸收能量，C-H 键断裂吸收热能，同时形成新化学键释放能量，故C错误；
D．甲烷和氧气的反应属于自发的氧化还原反应，稀硫酸为电解质溶液，所以利用甲烷、氧气、稀硫酸可设计燃料电池，故D正确；
综上所述答案为D。
7．C
【详解】A．即使固体产物中无单质铁，Al,氧化铁的混合物中也会出现实验中的现象，，，加KSCN溶液后无明显变化，加入双氧水，被氧化为，，出现血红色，A项错误；
B．由于氯水过量，反应后有氯水剩余，加入淀粉KI溶液时，KI先与反应，和KI的反应不一定发生，溶液变蓝也无法证明氧化性，B项错误；
C．，，等量的,HCl分别与NaOH反应，，说明前者放出的热量少，说明弱酸的电离是吸热反应，，C项正确；
D．淀粉溶液中加入稀硫酸，水浴加热一段时间后，由于溶液中有硫酸显酸性，在检验前，应先加入足量NaOH溶液，调节溶液显碱性，再加入新制悬浊液并煮沸，否则稀硫酸会和反应，试剂失效，D项错误；
答案选C。
8．D
【分析】由氮化镓(GaN)光电池的工作原理装置图可知，左池GaN为负极水失电子发生氧化反应生成氧气，右池Cu电极为正极发生还原反应，CO2得到电子被还原生成CH4，电极反应式为CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O。
【详解】A．由氮化镓(GaN)光电池的工作原理装置图可知，该装置系统中存在太阳能转变为化学能，化学能转变为电能，电能又转变为热能、光能等，故A错误；
B．右池Cu电极为正极发生还原反应，CO2得到电子被还原生成CH4，电极反应式为CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O，故B错误；
C．根据转移电子守恒可知，同温同压产生的O2、CH4体积比为2：1，故C错误；
D．阳离子向正极移动，所以离子交换膜为质子交换膜，H+从负极左池移向正极右池，故D正确；
答案选D。
【点睛】本题考查了原电池原理，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液书写。本题的易错点为C，负极氢氧根失电子发生氧化反应生成氧气，2H2O—4e- = O2↑+ 4H+，正极反应式为CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O，
9．B
【分析】通电后生成的气体带走溶解氧，故B极产生氢气，B极为阴极，则b为电源负极，据此分析。
【详解】A．结合以上分析，电源中，a为正极，b为负极，故A错误；
B．B电极为阴极，发生的电极反应式为或2H2O+2e-=H2+2OH-，故B正确；
C．A为阳极是铁电极，铁发生氧化反应生成亚铁离子，B电极可以是铁作电极，也可以为惰性电极，故C错误；
D．电解池中的电解液若是溶液，则阴极就是铜离子得电子，无法生成氢气带出氧气，且无氢氧根生成，无法生成氢氧化亚铁，故D错误。
答案为：B。
10．B
【详解】A．由题意可知转变为需要得到电子，所以b与电源的负极相连，a与电源的正极相连，水失去电子生成氧气和氢离子，A错误；
B．阳极反应式：;阴极反应式：，如果隔膜采用阳离子膜，电解完成后因消耗氢离子多，所以阴极区溶液的将增大，B正确；
C．阴极区生成的可以和氢氧化钠反应，所以溶液的酸碱性直接影响产物的产量即影响原料的利用率，C错误；
D．由电极反应方程式可知阴阳两极产生的气体体积比为：4∶1，D错误；
故选B。
11．B
【详解】A．图中铜冶炼的年代比银和金早，而铜比银和金活泼，故A错误；
B．金属氯化物的沸点一般比金属氧化物低，在冶炼初期会选择电解金属氯化物，故B正确；
C．自然界中铜以化合态存在，故C错误；
D．合金材料指的是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称，金属氧化物不是金属材料，故D错误；
故答案为：B
12．A
【分析】由图可知，气体传感器为燃料电池装置，通入空气的多孔电极极为燃料电池的正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为O2+2e—=O2—，通入甲烷的多孔电极为负极，在氧离子作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4—8e—+4O2—=CO2+2H2O。
【详解】A．由分析可知，通入甲烷的多孔电极为负极，在氧离子作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，故A正确；
B．电池工作时，阴离子氧离子向负极移动，则氧离子在电解质中向电极a移动，故B错误；
C．由分析可知，通入空气的多孔电极极为燃料电池的正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为O2+2e—=O2—，故C错误；
D．由分析可知，通入甲烷的多孔电极为负极，在氧离子作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4—8e—+4O2—=CO2+2H2O，则当标准状况下的甲烷在多孔电极完全反应时，流入传感控制器电路的电子有×8=0.02mol，故D错误；
故选A。
13．D
【分析】根据装置图，电子由A流向C，A是负极、C是正极；该装置可实现淡化食盐水，Z为待淡化食盐水，说明Na+能移向C室、Cl-能移向A室。
【详解】A．A是负极室、C是正极室；该装置可实现淡化食盐水，Z为待淡化食盐水，说明Na+能移向C室、Cl-能移向A室，所以E为阳离子交换膜，故A错误；
B．该装置能把还原为Cr3+，应在正极通入， Y为含废水，故B错误；
C．理论上处理1mol的，转移6mol电子，所以B室有6mol Na+、6mol Cl-通过离子交换膜，同时可脱除6mol的NaCl，故C错误；
D．C是正极室，发生还原反应，C室的电极反应式为+ 6e- + 8H+=2Cr(OH)3↓ + H2O，故D正确；
故答案为：D。
14．A
【详解】A．化学反应中的能量变化取决于生成物成键放出的能量总和，与反应物断键吸收的能量总和的相对大小，A正确；
B．能量守恒定律具有普适性，化学反应中的能量变化一定遵循能量守恒定律，B错误；
C．在一个确定的化学反应关系中，反应必定伴随着能量的变化，即反应物的总能量与生成物的总能量不可能相同，C错误；
D．在一个确定的化学反应关系中，放热反应的反应物总能量高于生成物总能量，吸热反应的反应物总能量低于生成物总能量，D错误；
故选A。
15．(1)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1
(2) 乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3且ΔH2＞0)
(3)减少污染；燃烧充分；方便运输
(4)②④
【详解】（1）已知反应①C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1；反应②H2(g)＋ O2(g)=H2O(g)　ΔH=-242.0 kJ·mol-1；反应③CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1；根据盖斯定律可知，由①-②-③可得热化学方程式C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1。
（2）煤转化成水煤气是吸热反应，而甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量，才误认为“煤转化成水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量。且根据盖斯定律可知，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3且ΔH2＞0)。
（3）将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，如减少污染；燃烧充分；方便运输。
（4）CO和H2按1：1反应合成物质时，达到零排放，符合“绿色化学”的要求，则合成的物质的最简式应满足CH2O，②、④符合。
16．(1) 阴 纯铜 Cu2＋＋2e-=Cu CuSO4溶液
(2) 红 2H++2e-=H2↑ 或2H2O+2e-=H2↑+2OH-
(3)4.48
【分析】图中甲、乙两电解池串联，从电极的正负极可判断出电解池的阴、阳极。甲池中，A电极与电源负极相连，为电解池的阴极，B电极为电解池的阳极；乙池中，C(石墨)电极与电源的正极相连，为电解池的阳极，则Fe电极为电解池的阴极。
【详解】（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则阳极为粗铜，阴极为纯铜，电解质为含有Cu2+的可溶性盐(通常为硫酸铜)。由A与电源的负极相连，可确定A是阴极，材料是纯铜，电极反应为Cu2＋＋2e-=Cu，电解质溶液为CuSO4溶液。答案为：阴；纯铜；Cu2＋＋2e-=Cu；CuSO4溶液；
（2）乙池中，Fe电极为阴极，则在该电极，水得电子生成H2和OH-，若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后Fe电极附近呈红色，电极反应式为2H++2e-=H2↑ 或2H2O+2e-=H2↑+2OH-。答案为：红；2H++2e-=H2↑ 或2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
（3）若甲池中阴极增重12.8g，则电路中转移电子的物质的量为=0.4mol，乙池中阳极发生反应为2Cl--2e-=Cl2↑，放出的气体在标准状况下的体积为=4.48 L。答案为：4.48。
17．(1)Cn[ AlCl4] +e- =AlCl+ Cn；Al -3e-+ 7 AlCl=4Al2Cl；Al+ 3Cn[ AlCl4] + 4 AlCl=4Al2C1+3Cn
(2) CH4C+2H2↑ 底物的多孔镍具有高比表面
(3)Ni + 2H+=Ni2++ H2
(4)AlCl3+ R+Cl-= R+AlCl
【详解】（1）负极为金属Al，正极为Cn[AlCl4]，放电时前者形成Al( III )化合物，后者中C被还原为Cn物种，Cn就是石墨，自身足够稳定，不需要其他物质与之配合，故正极反应式为：Cn [ AlCl4] +e- →AlCl+ Cn，生成的AlCl进入离子液体，定向移动形成内电流；电池放电时，在负极附近形成双核配合物”，结合配位化学知识可知产物为A1-Cl-Al桥连配合物Al2Cl，反应式为：Al -3e-+ 7 AlCl=4Al2Cl，因为Al2Cl6 导电性能很差，且在离子液体AlCl；氛围下，Al2Cl6也会与Cl-络合生成Al2Cl。综上总反应为：Al+ 3 Cn [ AlCl4] + 4 AlCl →4Al2C1+ 3Cn，故答案为：Cn[ AlCl4] +e- =AlCl+ Cn；Al -3e-+ 7 AlCl=4Al2Cl；Al+ 3Cn[ AlCl4] + 4 AlCl=4Al2C1+3Cn；
（2）甲烷热解生成碳和氢气，所以反应的方程式为：CH4C+2H2↑；采用泡沫状镍，是因为底物泡沫状镍具有高比表面；
（3）镍比较活泼，石墨为非金属，所以可以用酸溶去镍即可得到石墨电极：Ni + 2H+=Ni2++ H2；
（4）将无水三氯化铝溶入烃代咪唑氯化物离子液体中制得，可表示为：AlCl3+ R+Cl-= R+AlCl。
18．(1)
(2)释放大量热、产物不会造成环境污染
(3)
(4)
(5) 防止高温下Mg、Ti与空气中的(或)作用
【详解】（1）0.4mol液态肼和0.8mol混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.0kJ的热量，则1mol液态肼2mol混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.0kJ×2.5=640 kJ的热量，热化学方程式为：。
（2）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是释放大量热、产物不会造成环境污染。
（3）该反应的化学方程式为，分析化学方程式可知，1 mol SiH4(g)完全燃烧转移8mol电子，故反应放出的热量为190.0kJ×8=1 520.0 kJ，最后可写出该反应的热化学方程式是：。
（4）由图可知，二氧化碳和氢气反应生成甲醇是放热反应，生成1mol甲醇释放510kJ-419kJ=91kJ，热化学方程式为：。
（5）①已知：I.；II.；III.，根据盖斯定律可知，III- II+2×I得到
=-()+2×()=；
②Mg、Ti与空气中的(或)在高温下会发生反应，所以反应在Ar气氛中进行。
19．(1)正极
(2) 阴极 2Cl--2e-=Cl2↑
(3) Zn- 2e- = Zn2+、Cu- 2e- = Cu2+ 减小
(4) 0.2NA 12.8g
(5) 负极 饱和食盐水 铁
【详解】（1）燃料电池是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，所以通入氧气的电极是正极。
（2）乙池有外接电源属于电解池，铁电极连接原电池的负极，所以是阴极，则石墨电极是阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。
（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上不仅铜，还有锌也会失电子进入溶液，反应式为：
Zn- 2e- = Zn2+、Cu- 2e- = Cu2+，阴极上析出铜，根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜的质量小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小。
（4）根据串联电池中转移电子数相等得氧气、氢气和铜的关系式为：O2~2H2~2Cu，2.24L氧气为0.1mol，则生成氢气的分子数为0.2NA，丙装置中阴极析出铜的质量为0.2mol64g/mol=12.8g。
（5）①电解饱和食盐水时，阴极上析出氢气，阳极上析出氯气，氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠，次氯酸钠是漂白液的有效成分，B电极上生成氯气，生成的氯气上升，能和氢氧化钠溶液充分的反应生成次氯酸钠，所以A极上析出氢气，即A极是阴极，所以a为电池负极。
②若用于制，使用硫酸钠做电解质溶液，阴极上氢离子放电生成氢气，如果阳极是惰性电极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气得不到氢氧化亚铁，所以阳极上应该是铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁。
20． Y 溶液显红色 4OH--4e-=2H2O＋O2↑ 2I--2e-=I2↑ 2H2＋4OH--4e-=4H2O 2H2O＋O2＋4e-=4OH-
【分析】(1)根据A、B两电极得到的气体体积判断电极名称，从而确定电源X、Y电极名称；
(2)D电极是阴极，溶液中的H+放电，电极反应式是4H++4e-═2H2↑，促进水的电离生成OH-，据此解答；
(3)通直流电，电极A、B及氢氧化钾溶液构成电解池，根据离子的放电顺序，溶液中氢离子、氢氧根离子放电，分别生成氢气和氧气，氢气和氧气的体积比为2：1，所以A极上得氢气，B极上得到氧气；C，D为电解池，C与电源正极相连，为阳极，I-放电生成I2，据此解答；
(4)如果切断S2，闭合S1，则可由A中的H2，B中的O2与KOH溶液形成H2-O2燃料电池，氢气一极是负极，氧气一极是正极，结合守恒思想写出电极反应式；
【详解】(1)A、B中充满KOH溶液，切断电源开关S1，闭合开关S2，惰性电极电解KOH溶液，实质就是电解水，所得产物为H2和O2，因为A试管中气体体积是B试管中的2倍，所以A中氢离子得电子生成氢气，电极反应式为4H++4e=2H2↑，B中氢氧根离子失电子生成氧气和水，电极反应式为4OH--4e=2H2O+O2↑，即A为阴极，B为阳极，所以X为正极，Y为负极；
故答案为：Y；
(2)C，D为夹在滤纸两端的铂夹，为电解池，C与电源正极相连，为阳极，D与电源负极相连，为阴极，电极反应为4H++4e-═2H2↑，促进水的电离生成OH-，碱遇酚酞变红；
故答案为：溶液显红色；
(3)惰性电极电解KOH溶液，实质就是电解水，A中为H2，B中为O2，即A为阴极，B为阳极、发生反应4OH--4e-═2H2O+O2↑，C，D为夹在滤纸两端的铂夹，与电源也构成了电解池，C与电源正极相连，为阳极发生反应2I--2e-═I2；
故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑；2I--2e-═I2；
(4)如果切断S2，闭合S1，则可由A中的H2，B中的O2与KOH溶液形成H2-O2燃料电池，在原电池中氢气一极是负极，电极反应式分2H2＋4OH--4e-=4H2O，氧气一极是正极，电极反应式分2H2O＋O2＋4e-=4OH-；
故答案为：2H2＋4OH--4e-=4H2O；2H2O＋O2＋4e-=4OH-。
21．(1) 原电池 CH4＋10OH--8e-= ＋7H2O
(2) 阴极 2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑
(3)560
【分析】由装置图可知甲池为原电池，CH4燃料做负极，负极失电子发生氧化反应，在碱性溶液中生成碳酸盐，乙、丙为电解池，乙池中C为阳极，D为阴极，电池中是电解硝酸银溶液生成单质银，丙池中F为阴极，E为阳极，阳极上溶液中的OH-失电子发生氧化反应。
【详解】（1）甲池能自发进行氧化还原反应，为原电池，A电极的电极反应式为CH4＋10OH--8e-= ＋7H2O；
（2）F连接原电池负极，所以为阴极，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电池总反应化学方程式为2CuSO4＋2H2O 2H2SO4＋2Cu＋O2↑；
（3）C极上的电极反应为Ag-e-=Ag＋，B电极上的电极反应为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，当乙池中C极质量减轻10.8 g时，即转移电子是0.1 mol，此时甲池中B电极理论上消耗O2的物质的量是0.025 mol，体积为0.025 mol×22.4 L·mol-1=0.56 L=560 mL。
22．(1) 吸氧 O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 阴 2H+ + 2e- = H2↑(或2H2O + 2e- = H2↑+ 2OH-) 2Cl- + 2H2O 2OH- + H2↑+ Cl2↑ 2
(2) O2 D <
【详解】（1）①开始时开关K与a连接形成原电池反应，发生吸氧腐蚀，A电极石墨做正极溶液中氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；故答案为：吸氧；O2+2H2O+4e-=40H-；
②开关K与b连接，装置为电解池，铁为阴极，发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，即B电极反应为2H++2e-=H2；电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2，故答案为：阴；2H++2e-=H2；2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2；
③OH-~e-，则当有0.2mol电子转移时，消耗0.2mol的NaOH，，故答案为：2；
（2）阳极氢氧根离子失电子生成氧气，则B出口导出的气体是O2；阴极上氢离子放电，则NaOH在阴极生成，由图可知，D在阴极附近，制得的氢氧化钠溶液从D出口导出；阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数，故答案为：O2；D；<；
答案第1页，共2页
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